伺服電機電子傳動比的計算方法

發(fā)布日期：2021-03-29 15:22

伺服電機的電子傳動比是將伺服接收到的脈沖頻率放大或縮小到上位機，其中一個是分子，另一個是分母。分子大于分母就放大，分子小于分母就縮小。比如上位機輸入頻率為100HZ，電子齒輪的分子設(shè)為1，分母設(shè)為2，那么伺服的實際運行速度就按照50HZ的脈沖進行。上位機的輸入頻率為100HZ，電子齒輪的分子設(shè)為2，分母設(shè)為1，所以伺服的實際運行速度是按照200HZ的脈沖進行的。電子傳動比是相對于機械齒輪嚙合和齒輪副齒數(shù)比而言的。也是目前常說的無軸傳動的一種形式。

電子齒輪比的作用

以帶17位編碼器的電機為例，伺服放大器每轉(zhuǎn)向伺服電機傳輸131072個脈沖，編碼器向伺服放大器反饋131072個脈沖。如果我們想讓電機以20r/s的速度旋轉(zhuǎn)，如果沒有設(shè)置電子傳動比，我們會每秒向伺服放大器發(fā)送2621440個脈沖，即脈沖頻率為2621440HZ。但是我們用來發(fā)送脈沖的設(shè)備，比如PLC，都有發(fā)送脈沖頻率的限制，一般是200KHZ或者500KHZ。當我們引入電子齒輪的概念時，我們可以降低向伺服放大器發(fā)送脈沖的頻率。

伺服電機電子齒輪比計算方法

電機編碼器的分辨率

伺服電機的編碼器一般為2000線或2500線，即一轉(zhuǎn)可以產(chǎn)生2000或2500個脈沖，伺服驅(qū)動器對這個脈沖進行四重處理，所以電機一轉(zhuǎn)可以產(chǎn)生8000或10000個脈沖，即分辨率為8000或10000。

汽車模型

編碼器行號

電機編碼器的分辨率

三洋P2和P5汽車

大豪伺服

一萬

以三洋伺服電機為例：當控制器向驅(qū)動器發(fā)送脈沖時，伺服電機的旋轉(zhuǎn)角度為

經(jīng)過二級傳動裝置后，車架的運動角度轉(zhuǎn)化為電機的運動角度，與二級傳動比成反比。例如，如果二次傳動比為1/4，電機的旋轉(zhuǎn)角度是傳動軸的四倍?？蚣荦X輪尺寸：

目前市面上的齒輪主要有兩種：刺繡架移動0.1mm時，需要旋轉(zhuǎn)0.36和0.45的角度。大多數(shù)機器使用0.36檔。

綜上所述，我們可以知道電子傳動比的公式如下

如果采用螺旋結(jié)構(gòu)，電子傳動比的計算方法略有不同

因為一般來說，電機和螺桿軸的比例是1:

1的皮帶傳動，絲桿的螺距為M毫米/圈，那么計算公式為

伺服電機電子齒輪比的設(shè)置

以電機最高轉(zhuǎn)速為目的的設(shè)置

伺服電機旋轉(zhuǎn)時，速度表現(xiàn)重于精度表現(xiàn)時候，希望將電機速度性能完全表現(xiàn)出來;而對于旋轉(zhuǎn)分辨率要求較低的時。建議采用下列方法設(shè)置

1）條件以及要求，

假設(shè)欲設(shè)置的伺服電機旋轉(zhuǎn)速度為3000R/min，編碼器每圈脈沖數(shù)為8192pulse/rev

2）計算說明

相對于3000R/min轉(zhuǎn)速脈沖頻率為8192&TImes;3000/60=409 600HZ=409.6KHZ

當控制器脈沖輸出最高只能為100kHZ 時，先將電子齒輪比的分子部分CMX和分母部分CDV均設(shè)置為1，再將由控制器JOG旋轉(zhuǎn)送出10KHZ脈沖，作為最高轉(zhuǎn)速1/10的脈沖頻率，此時伺服電機速度為

（10/409.6）&TImes;3000≈73R/min

如果未計算轉(zhuǎn)速，可以直接監(jiān)視驅(qū)動器轉(zhuǎn)速值，也應(yīng)為73R/min.

3）設(shè)置方法

10KHZ脈沖希望轉(zhuǎn)速應(yīng)為3000/min，但是實際為73r/min.為修正實際轉(zhuǎn)速到300r/min.必須修改電子齒輪比。

73&TImes;CMZ/CDV=300（R/MIN）

因此，CMX 分子可設(shè)置為300，CDV 分母可以設(shè)置為73.

控制器的脈沖輸出頻率為100KHZs 時的轉(zhuǎn)速為

3000&TImes;［﹙300/73﹚×100000］ /409600=3009R/MIN

本實例中忽略了所有的結(jié)構(gòu)條件，而實際應(yīng)用中必須考慮傳動部分的分辨率，如果忽略分變率最終導致產(chǎn)品無法使用。

以機械機構(gòu)分辨率為目的的電子齒輪比的設(shè)置

伺服電機普遍應(yīng)用于加工控制及操作中，此時加工精度要求應(yīng)優(yōu)先于速度給進。當精度達到后在考慮速度問題。因此電子齒輪比的設(shè)置必須優(yōu)先考慮控制器的輸出脈沖不可以任意放大，因輸出脈沖頻率將影響分辨率。建議優(yōu)先考慮進行電子齒輪比的設(shè)置。

1）t條件及要求

假設(shè)欲設(shè)置的伺服電機額定轉(zhuǎn)速為3000R/MIN 編碼器每圈脈沖為8192pulse /rev ;控制器脈沖輸出最高頻率為100KHZ;伺服電機鏈接減速機構(gòu)，輸入脈沖：輸出脈沖=M：N=3;減速機構(gòu)輸出軸鏈接機構(gòu)導程為10mm的滾珠絲，