真正的“电子齿轮比 你都清楚了么?



工程师们,跟着小编先来做一个题目,动动脑筋,学习效果更好!

电子齿轮比是伺服中经常要用到的,初学者对这个参数的设置有时会不解,先介绍两个伺服电子齿轮设置方面的2个小例子,供大家参考下。

例子1:已知伺服马达的编码器的分辨率是131072 P/R,额定转速为3000r/min,上位机发送脉冲的能力为200Kpulse/s,要想达到额定转速,那么电子齿轮比至少应该设为多少?

计算如下图所示


根据上图中的算法,可以算出电子齿轮比CMX/CDV的值

例子2:已知伺服马达的分辨率是131072 P/R,滚珠丝杠的进给量为 Pb =8mm


(1) 计算反馈脉冲的当量(一个脉冲走多少)?

Lo=

(2) 要求指令脉冲当量为0.1um/p ,电子齿轮比应为多少?

电子齿轮比=

(3) 电机的额定速度为3000rpm,脉冲频率应为多少?

Fc=

解答:

(1) 计算反馈脉冲的当量(一个脉冲走多少)?

Lo= 8mm/131072

(2) 要求指令脉冲当量为0.1um/p,电子齿轮比应为多少?

Lo×电子齿轮比×1000=0.1

(3) 电机的额定速度为3000rpm,脉冲频率应为多少?

Fc×电子齿轮=3000/60×131072



1、伺服的速度是由驱动器的速度环给定的,伺服的速度给定可以是用户任意给定的;



2、但是,伺服电机的转速n与编码器的周反馈脉冲的乘积,就是位置反馈脉冲的频率,也就是PLC减计数器的计数脉冲频率,这个频率是有限的,超过这个有限频率,反馈脉冲就会丢失,计数器的输出不再是电机的实际角位移;



3、所以,用户不能任意给定伺服电机的速度;



4、伺服说明书中的PLC指令脉冲的额定频率,就是上述的PLC减计数器的计数脉冲的上限频率,就是这个频率限制了伺服电机的运行速度;




5、举例说:当PLC的指令脉冲额定频率是25KHZ时,编码器的周反馈脉冲是10000时:
∵ 伺服电机的速度×编码器周反馈脉冲=PLC计数器额定频率
∴ 伺服电机的速度=PLC计数器额定频率/编码器周脉冲数
=25KHZ/10000
=2.5转/秒
=150转/分




6、举例说:当PLC的指令脉冲额定频率是250KHZ时,编码器的周反馈脉冲是10000时:


∵ 伺服电机的速度×编码器周反馈脉冲=PLC计数器额定频率
∴ 伺服电机的速度=PLC计数器额定频率/编码器周脉冲数
=250KHZ/10000
=25转/秒
=1500转/分




7、由于PLC减计数器的计数脉冲额定频率的限制,伺服电机的速度受到限制,伺服的实际速度不能超过上述的150转/分、1500转/分,超过了,反馈脉冲就会丢失,计数器的输出不再是电机的实际角位移;




8、那么要伺服电机跑起来,有一个办法,就是缩小编码器周反馈脉冲,举例说:
1)将编码器的周反馈脉冲10000缩小10倍,编码器周反馈脉冲是1000:;
2)当PLC的指令脉冲额定频率是25KHZ时,编码器的周反馈脉冲是1000时:
∵ 伺服电机的速度×编码器周反馈脉冲=PLC计数器额定频率
∴ 伺服电机的速度=PLC计数器额定频率/编码器周脉冲数
=25KHZ/1000
=25转/秒
=1500转/分
3)当PLC的指令脉冲额定频率是250KHZ时,编码器的周反馈脉冲是1000时:
∵ 伺服电机的速度×编码器周反馈脉冲=PLC计数器额定频率
∴ 伺服电机的速度=PLC计数器额定频率/编码器周脉冲数
=250KHZ/1000
=250转/秒
=15000转/分




9、上述计算出的伺服速度,是伺服的额定速度,不能超过这个速度,可以低于这个速度;




10、上述,把编码器周反馈脉冲缩小10倍,这个“10倍”就是我们常说的“电子齿轮比”;




11、这样电子齿轮比的实际定义应该是:
∵伺服电机的速度×编码器周反馈脉冲/电子齿轮比=PLC计数器额定频率
∴电子齿轮比=(伺服电机的速度×编码器周反馈脉冲)/PLC计数器额定频率




12、电子齿轮比的这个定义才是本质的定义:
1)例如,
已知:PLC计数器的计数脉冲额定频率=25KHZ,编码器的周反馈脉冲数(解析度)10000,要求伺服电机速度是2.5转/秒;
求: 电子齿轮比=?
解:电子齿轮比=(伺服电机的速度×编码器周反馈脉冲)/PLC计数器额定频率
=2.5×10000/25000
=1

2)例如,
已知:PLC计数器的计数脉冲额定频率=25KHZ,编码器的周反馈脉冲数(解析度)10000,要求伺服电机速度是25转/秒;
求: 电子齿轮比=?
解:电子齿轮比=(伺服电机的速度×编码器周反馈脉冲)/PLC计数器额定频率
=25×10000/25000
=10




13、电子齿轮比的这个定义才是本质的定义,才真正揭示了电子齿轮比与伺服电机速度的关系,电子齿轮比与PLC计数器的计数脉冲额定频率的关系;

真正的“电子齿轮比   你都清楚了么?




14、我们必须纠正“PLC发指令脉冲的概念”,我们用户只是设定了PLC减计数器的基数,这个基数就是我们要控制的角位移;




15、我们用户要设定伺服电机的速度、工件移动的速度,只能通过电子齿轮比的设定来实现!不能自己在“速度环”上去给定速度;




16、当我们根据工件移动速度、伺服电机的速度的需要,计算出伺服的电子齿轮比,设定了电子齿轮比,就等于我们给“速度环”给定了一个上限速度,就等于给变频器设定了一个上限频率;




17、请记住:电子齿轮比=(伺服电机的速度×编码器周反馈脉冲)/PLC计数器额定频率




18、说明:
1)伺服电机的速度单位是“转/秒”,如果你用“转/分”,要除以60秒;
2)PLC计数器额定频率,就是说明书中的PLC额定工作频率,单位HZ,如果是KHZ要乘以1000;
3)用户可以根据自己工件移动的速度,计算出伺服电机的速度,

伺服电机的速度=工件移动的速度/螺距 × 减速比