伺服电子齿轮的设置

伺服电子齿轮的设置
刘志斌 发表于 2012/4/6 0:24:23

szlixiangyang
发表于：2012-03-24 10:08:06 楼主

在设备电子齿轮时，需要知道脉冲当量（也就是一个脉冲所对应的进给量或角度数），那么这个脉冲当量该怎样计算？还是可以给定？在J2S的说明书上的例子中：伺服电机的脉冲分辨率是131072，机械一转的进给量是10mm，变速比为1：2，那么这脉冲当量是不是为10/131072*2得到的是0.038um,而给定的一个脉冲为10um的进给量?          有点疑惑。请指教！

                                                                                               谢谢！


“那么这个脉冲当量该怎样计算？还是可以给定？”

1、楼主问，脉冲当量是给定的，还是计算的？

2、脉冲当量当然是与用户给定的，用户根据工艺需求的工件移动速度，决定每个指令脉冲的工件的进给量或者说位移量；

3、用户、控制器都要知道脉冲当量，然后根据给定目标位置，确定指令脉冲总数；

4、用户给定脉冲当量，还要根据脉冲当量计算出电子齿轮比，在控制器上设定电子齿轮比；5、事实上，当电子齿轮比确定后，脉冲当量也就确定了：

    脉冲当量=螺距/减速比×（编码器反馈脉冲/电子齿轮比）

           =螺距×电子齿轮比/减速比×编码器反馈脉冲

6、也就是说，电子齿轮比确定后，脉冲当量是计算出来的；

7、所以笨鸟因此说，先确定脉冲当量会出“导因为果”的错误；

8、其实用户先给定脉冲当量，再确定电子齿轮比，也是正确的，不会出任何错误：

    电子齿轮比=编码器反馈脉冲/（螺距/减速比×脉冲当量）





“那么这脉冲当量是不是为10/131072*2得到的是0.038um,”



1、楼主问，“脉冲当量是不是为10/131072*2得到的是0.038um”？

2、脉冲当量= 10mm/2×131072=0.038um= 螺距×电子齿轮比/减速比×编码器反馈脉冲；（楼上5的公式）

3、楼主计算这个脉冲当量时，是在电子齿轮比=1的前提下计算的；

4、当电子齿轮比是其它值时，例如电子齿轮比=10时，脉冲当量就是0.38um；

  当电子齿轮比是其它值时，例如电子齿轮比=100时，脉冲当量就是3.8um；

  当电子齿轮比是其它值时，例如电子齿轮比=200时，脉冲当量就是7.6um；

5、这样有个明显的缺点，脉冲当量不是一个长度单位的最小单位，例如脉冲当量是1mm、0.1mm、0.001mm、0.0001mm、……

6、所以用户一般还是先确定脉冲当量，例如

1） 脉冲当量=0.0001mm

2）电子齿轮比=编码器反馈脉冲/（螺距/减速比×脉冲当量）（楼上8的公式）

           =131072/（10mm/2×0.0001mm）

           =131072/50000

                    =2.62144

3）这种计算有个缺点，电子齿轮比不是整数，很多情况下是个小数；




“给定的一个脉冲为10um的进给量?  ”



1、楼主问，而“给定的一个脉冲为10um的进给量?  ”，不是0.038um？！

2、当给定  脉冲当量=10um=0.01mm：

1） 脉冲当量=0.01mm

2）电子齿轮比=编码器反馈脉冲/（螺距/减速比×脉冲当量）                （8楼的公式）

           =131072/（10mm/2×0.01mm）

           =131072/500

                    =262.144



关于4倍频的问题：

1、因为指令脉冲进入控制器作为记数加脉冲，而编码器输入反馈脉冲作为记数减脉冲；

2、加脉冲和减脉冲记数可以有不同的输入端，也可以有不同脉冲波形；

3、当减脉冲需要尖峰脉冲（正的或负的）时，需要将编码器输出的正、余弦波形，先整理成方波，再通过微分电路转换成尖峰脉冲，这样一个正弦脉冲，就会变成4个尖峰脉冲，以适应尖脉冲技术的需要；

4、这个4倍频，是波形转换的需要，不是需要4 倍频，是需要将方波转换为尖峰脉冲的原因；

5、如果是这样，在计算电子齿轮比时、脉冲当量时，一定要叫将编码器输出的正、余弦波数乘以4；



关于脉冲当量：

1、脉冲当量只有一个，不会是两个；

2、脉冲当量由用户给定，是用户调整工件移动速度和进给量的需要而设置的一个平台；

3、脉冲当量确定后，再确定电子齿轮比，并进行电子齿轮比相关参数的设定；

4、脉冲当量与电子齿轮比是相关量，一个确定，另一个也必然确定；

5、脉冲当量或者电子齿轮比，是控制器根据控制目标位置进行脉冲数计算的主要依据；

6、这里要说明的是，脉冲当量、电子齿轮、4倍频的问题，因伺服的设计有很大差异，不拘一格，所以关于脉冲当量、电子齿轮、4倍频的问题，一定要以伺服说明书为准，不能套用，否则会出错！



关于这种伺服的一点看法：

1、这种伺服位置检测因编码器而准确；

2、当运动部件到达给定位置时，停机、启动等命令是准确的；

3、可是电机以及运动部件是否听从命令，响应是否及时，是这种伺服成败的关键；

4、就好像你知道准确数字，确在用粗调旋钮调整，永远调不到你要的精确位置上一样；

5、出现的故障，往往是在指定位置左右来回摆动；

6、操作对策，只能是在指定位置减速慢行，或者采用机械位置连锁制动措施；

1）伺服电机的脉冲分辨率是131072；

2）变速比为1：2，

3）机械一转的进给量是10mm

4）给定的一个脉冲为10um=0.01mm

5)PLC频率是100KHZ,

6)电机的转速是2000r/min



求：

电子齿轮比=1，脉冲当量、电机的速度、工件的速度？



解：

1）PLC频率是100KHZ，每一秒钟发出指令脉冲=100×1000个/s；

2）这时，电机的转速=100×1000/131072=0.76r/s=45.6r/min；

3）工件移动速度=（螺距/减速比）×电机的转速=（10mm/2）×0.76r/s=3.8mm/s

4）脉冲当量=（3.8mm/s）÷（100×1000个/s）=0.038um

1）伺服电机的脉冲分辨率是131072；

2）变速比为1：2，

3）机械一转的进给量是10mm

4）给定的一个脉冲为10um=0.01mm

5)PLC频率是100KHZ,

6)电机的转速是2000r/min



求：

电机额定转速运行时，电子齿轮比=？，脉冲当量、工件的速度？



解：

1）电机的额定转速=2000r/min=2000÷60=100/3( r/s)；

2）编码器每秒的反馈脉冲=编码器脉冲分辨率×电机的额定转速=131072×100/3；

3）上位机每秒钟发出指令脉冲=100×1000个/s；

4）电子齿轮比=编码器每秒的反馈脉冲/上位机每秒钟发出指令脉冲

            =(131072×100/3)/100×1000

                      =43.69

5）工件的速度=螺距×电机速度/减速比

                     =10mm×【100/3( r/s)÷2】

                     =500/3mm/s

                     =166.6667(mm/s)



6）脉冲当量=【螺距×电机速度/减速比)】 ÷上位机每秒钟发出指令脉冲

         =10mm×【100/3( r/s)÷2】÷ (100×1000)

                 =1/600mm

                 =5/3um

                 =1.6667um

1、回到12楼：

1、楼主问，而“给定的一个脉冲为10um的进给量?  ”，不是0.038um？！

2、当给定  脉冲当量=10um=0.01mm：

1） 脉冲当量=0.01mm

2）电子齿轮比=编码器反馈脉冲/（螺距/减速比×脉冲当量）                （8楼的公式）

                    =131072/（10mm/2×0.01mm）

                    =131072/500

                    =262.144

2、当你的“给定的一个脉冲为10um的进给量?”时，电子齿轮比已经是262.144；

3、23楼的计算结果，

电机额定转速运行时，上位机额定频率输出指令脉冲，电子齿轮比=43.69，脉冲当量=1.6667um，工件的速度=166.6667(mm/s)；

4、如果你的给定脉冲当量是10um，电子齿轮比是262.144，你的上位机的工作频率必须工作在上位机额定频率的1/（262.144/43.69)=1/6倍以下；

5、如果你的上位机的频率超过“上位机额定频率的1/（262.144/43.69)=1/6倍”，你的电机就会超过额定转速；

6、所以你的系统脉冲当量不宜超过1.6667um ；

7、或者你的系统脉冲当量超过1.6667um 时，上位机的工作频率要反比下降，或者电机额定速度正比提高！