电子齿轮比(CMXCDV)的计算及其意义
电子齿轮分子分母计算个人笔记
本人经多次研究总结了一下经验：得出一种简单的电子齿轮设定方法，适用于初学者，高手请勿见笑！请大家支持原创，水平有限，不正之处请各位不吝指教！这种简单的电子齿轮设定方法为“将伺服马达编码器的分辨率设为分子，马达转一圈所需的脉冲数设为分母”如果再装减速器的话，PLC原来所发脉冲数再乘以减比。
以三菱MR-J2-S举个例子：伺服马达编码器的分辨率131072，我设计为PLC每发一个脉冲伺服马达转0.5度，那么伺服马达转一圈（360。
）需要720个脉冲，电子齿轮就设为131072 / 720 化简分数后为8192 / 45 这样PLC每次发720个脉冲伺服马达转一圈如果还想接个减速器，举个例子接个减比为5比1的减速器时，原来电子齿轮所设分数不变，PLC原来所发脉冲数再乘以5（720*5=3600），即现在伺服马达转一圈PLC发3600个脉冲就可以了。
23电子齿轮比（CMX/CDV）的计算及其意义刘志斌2011.03.21已知：1）上位机发出脉冲能力为200Kp/S，200×1000/s，200×1000×60/min；2）电机额定转速为3000R/ min，3000/60s；3）伺服电机编码器分辨率是131072；4）丝杆螺距是10mm；求：1、电机额定转速运行时的电子齿轮比？2、如果电子齿轮比是1，伺服电机的转速？3、生产时，设定指令脉冲当量，确定电子齿轮比？解：1、当上位机满额发出脉冲时，伺服恰好额定速度运行：1）电机额定转速为3000r/ min，3000r/60s=50r/s;2) 伺服电机编码器分辨率是131072；3）电机额定转速时编码器输出检测反馈脉冲频率是131072×50r/s;；4）上位机发出脉冲能力时发出的脉冲频率=200×1000/s；5）当上位机满额发出脉冲时，伺服恰好额定速度运行，这时的电子齿轮比：电子齿轮比=反馈脉冲频率/上位机满额发出脉冲频率=（131072×50r/s）/ 200×1000/s=6553600/200000=3.27682、如果电子齿轮比是1：1）上位机发出的1个脉冲=编码器输出检测反馈的1个脉冲：2）上位机发出脉冲能力时发出的脉冲频率=200×1000/s；3）伺服电机的转速是=200×1000/s×60/131072= 91.55 r/min3、如果丝杆螺距是10mm，1）要求上位机每发一个指令脉冲，工件移动0.001mm，即指令脉冲当量为0.001mm，也可以说指令脉冲单位为0.001mm：2）如果伺服转一周，丝杆转一周，减速比是1；3）丝杆转一周，上位机应该发出的指令脉冲为10mm/0.001mm=10000（个）；4）伺服转一周，编码器检测反馈脉冲为131072（个）；5）电子齿轮比=编码器检测反馈脉冲/上位机发出的指令脉冲=131072/10000=13.7012；说明：反馈脉冲：伺服电机编码器的解析度，伺服本身的脉冲。
电子齿轮比计算公式
电子齿轮比计算公式电子齿轮比计算公式：已知编码器分辨率131072，脉冲频率200Khz要使转速达到3000r/min求电子齿轮比。
脉冲接口的最大频率是200KHZ，对应最大转速3000转每分，这样的设定能使定位模块发挥伺服的最高速。
代入以下公式：马达转速（3000rpm)/60=脉冲频率（200000Hz）*（分子/分母）/伺服分辨率（131072）约分下来电子齿轮分子4096，电子齿轮分母125。
这样的设置结果4000个脉冲转一圈，200Khz的频率对应3000RPM的转速。
将伺服马达编码器的分辨率设为分子，马达转一圈所需的脉冲数设为分母。
如果再装减速器的话，PLC原来所发脉冲数再乘以减比。
举个例子：伺服马达编码器的分辨率131072，我设计为PLC每发一个脉冲伺服马达转0.5度，那么伺服马达转一圈（360。
）需要720个脉冲。
电子齿轮就设为131072/720化简分数后为8192/45这样PLC 每次发720个脉冲伺服马达转一圈。
如果还想接个减速器，举个例子接个减比为5比1的减速器时，原来电子齿轮所设分数不变，PLC原来所发脉冲数再乘以5 （720*5=3600），即现在伺服马达转一圈PLC发3600个脉冲就可以了。
简单的说，比如说电子齿轮比是1（系统默认），脉冲当量是1mm（就是物体在你发1个脉冲时运行的距离，注意是控制脉冲，就是你PLC发给伺服放大器的脉冲），当你把电子齿轮比改为2时，对应的脉冲当量就变成2mm。
可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。
分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。
伺服电机旋转时，速度表现重于精度表现时候，希望将电机速度性能完全表现出来;而对于旋转分辨率要求较低的时。
已知编码器分辨率131072脉冲频率200Khz要使转速达到3000r/min求电子齿轮比。
脉冲接口的最大频率是200KHZ，对应最大转速3000转每分，这样的设定能使定位模块发挥伺服的最高速。
电子齿轮比
圆盘结构计算：
圆盘转一圈，旋转360°。我们规定多少脉冲转360° ●为了方便显示，我们一般规定 360或者3600或者36000个脉冲转360°
圆盘结构计算：
圆盘转一圈，旋转360°。我们规定多少脉冲转360° 对应 1个脉冲或者10个脉冲或者100个脉冲转1°
代入公式：
(1)每转脉冲数=10×10×3.14×3÷5，≈188（结果有小数）
同步带结构计算：例题
已知伺服电机 编码器为10000线，规定脉冲当量0.1，电机主动轮齿 数15，从动轮齿数25，从动轮外径10mm。计算： （1）伺服每转脉冲数应为多少？ （2）伺服电子齿轮比如何设置？ 解析：主动轮齿数15，从动轮齿数25，减速比就是15:25也就是3:5
电子齿轮比计算
电子齿轮比=编码器分辨率/每转脉冲数 其中，编码器分辨率是规定死的 例如：5000、32768、17位、16位。 因此我们只需要计算每转脉冲数。
编码器分辨率 多少“位”？ 多少位 就是2的多少次方 ●例如： 16位，就是2的16次方=65536 17位，就是2的17次方=131072
圆盘结构计算： 每转脉冲数计算公式：
电子齿轮比计算公式：
同步带结构计算：
首先计算出皮带轮周长：直径×π （直径与机械工程师对接，π≈3.14） 例如：直径25mm，周长≈25×3.14=78.5mm ●为了方便显示，我们一般规定 10或者100或者1000个脉冲走1毫米
同步带结构计算：
首先计算出皮带轮周长：直径×π （直径与机械工程师对接，π≈3.14） 例如：直径25mm，周长≈25×3.14=78.5mm
伺服电机电子齿轮比计算公式
速度<mm/s>
2000 200000 2042.553191
OK OK
2000
2447.916667
伺服电机电子齿轮比计算公式
直径<mm> 圆周长计算<mm>
周长取整数 比率结果校验
OK 400 235 CMX计算公式 CDV计算公式
最大速mm/min 最大速mm/min
依输出脉冲最大和电 机额定转速计算出的
电子齿轮比
CMX CDV 比率
200000 416666.6667
0.48
由此计算出的脉冲当量<mm/p>
0.012239583
服电机电子齿轮比计算公式
75 235.619449
235
*圆周长计算及取整数公式，输入直径，计算周长、取整数；
*下面部分自动对电子齿轮比约分（因为电子齿轮比分子、分母输入最大数不能超过编码 器分辨率），所以要约分后输入驱动器，公式做的还不完整，有时需人工干预一下！
*根据输入的位移速度计算出PLC输出脉冲频率及当前电机转速；
120000 146875
最大速 m/min
最大速 m/min
120 146.875
电机速度 r/min
2000
*根据最大输出脉冲频率和电机最大转速计算出脉冲当量，可使输出脉冲和电机转速同时 达到最大值，但使用设定时还是将每mm脉冲数调整为整数为宜，便于程序计算输出脉冲 时都是整数，不会造成累积误差；
奇数
1
1
1
1
1
奇数
1
1
1
1
1
=编码器分辨率<p/r>*设定脉冲当量<mm/p>*10^3*减速比分母/减速比分子
电子齿轮
电子齿轮的设置
一、电子齿轮的概念：
通过调整电子齿轮(通过设置参数PA06、PA07)可以使伺服放大器的设置与机械位移相匹配。
同样，通过改变电子齿轮的值可以使机器以任意的加速比移动至伺服放大器设定的位移。
⎩
⎨⎧07PA :CDV 06PA :CMX 参数参数
公式 1000
r n Pt S Pt CDV CMX ⋅π⋅⋅=∆= 其中：n 是电机减速器中的减速比，n=NL/NM
Pt 是伺服电机的分辨率，可查
二、例子
我们采用的是传送带方式，以下是传送带方式下电子齿轮的设置的例子：
参数：
1减速比： n=1/3
2皮带轮的直径： r=160(mm)
3 伺服电机分辨率：Pt=262144(pulse/rev)
套入公式：
20944
3276861.16755126214410001603/12621441000r n Pt S Pt CDV CMX ≈=⋅π⋅⋅=⋅π⋅⋅=∆= 所以，将PA06的值设为32768，将PA07的值设为20944。
以上还需查询伺服电机的参数Pt ，和计算减速器的减速比的参数n 。
三、应用
我们项目中的参数：
1 减速比n=1/88
2 皮带轮直径r=268mm
3 伺服电机分辨率Pt=4000~16000，这里我们先取4000
带入公式：
84194735200083.841946352000100026888/140001000r n Pt S Pt CDV CMX ≈=⋅π⋅⋅=⋅π⋅⋅=∆= 所以将参数PA06设置为352000，参数PA07设置为841947。
电子齿轮比的设置
刘金桂电子齿轮比的设置方法•1.以电机最高转速为目的的设置•2.以机构分辨率为目的的设置•3.设置举例•4.电子齿轮比设置讨论1. 以电机最高转速为目的的设置•P command （位置伺服）驱动器必须有电子齿轮比功能，才能顺利地与伺服控制器配合，其设置有不同的方法及目的。
电子齿轮比一般分成分母及分子两项参数设置。
•伺服电机旋转时，速度表现重于精度表现，希望能将伺服电机速度性能完全表现出来；而对旋转分辨率要求较低时，建议采用下列设置方法。
假设欲设置的伺服电机额定转速为 3000r/ min ，编码器每圈脉冲数为 8192 pulse/revo，当控制器的脉冲输出最高频率只能为 l00kHz 时本例中，暂时忽略结构条件 ，故所有操作数中均未使用长度操作数 ； 而实际应用中必须考虑最终传动机构的分辨率问题 ，不可只追求速度而 忽略分辨率 ，否则此伺服系统终将无法使用 。
为安全考虑，用 10kHz 输入脉冲进行转速测量为好 ，慢速测试可降 低风险 。
电子齿轮比为：451441--==P P CDV CMX 分母分子2 .以机构分辨率为目的的设置• 伺服电机普遍应用于加工控制及操作 ，此时的要求应于进给速度 ，当加工精度达到后再考虑速度问题。
因此，建议优先考虑分辨率进行电子齿轮比设置 。
因输出脉冲频率将影响分辨率 ，电子齿轮比的设置还必须考虑控制器输出脉冲频率 ，不可任意放大 。
•假设欲设置的伺服电机额定转速为 3000r/ min ，编码器每圈脉冲数 为 8192pulse/rev；控制器脉冲输出最高频率为 l00kHz；伺服电机输出轴连接减速机构 ，输入转速 ：输出转速 m : n= 3；减速机构输出轴连接机构为导程（ pitch) 10mm 的滚珠丝杠 ，如图 1. 38 所示 。
若希望控制器的输出分辨率为 lµm/pulse ，试设计电子齿轮比。
①理论计算2. 以机构分辨率为目的的设置步骤总结217131072•练习 1•1）条件及要求•欲设置的伺服电机额定转速为 2000r/ min ，编码器每圈脉冲数为4096pu lse/ rev ，控制器脉冲输出最高频率为 l00k Hz 。
电子齿轮比
电子齿轮比默认分类2008-11-10 11:25:26 阅读489 评论2字号：大中小电子齿轮比：如丝杠导程为5mm，电机与丝杠直连，那么，电机转一圈负载移动5mm。
若要求精度为0.001mm，那么电机要5000个脉冲才转一圈；若要求精度为0.002mm，那么电机要2500个脉冲才转一圈；等等。
电子齿轮比的分子是电机编码器分辨率，分母为电机旋转一圈所需要的脉冲数。
电子齿轮比是通过更改电子齿轮比的分倍频，来实现不同的脉冲当量。
伺服系统的精度是编码器的线数决定，但这个仅仅是伺服电机的精度。
在实际运用中，连接不同的机械结构，如滚珠丝杠，蜗轮蜗杆副，螺距、齿数等参数不同，移动最小单位量所需的电机转动量是不同的。
电子齿轮比是匹配电机脉冲数与机械最小移动量的举个例子：车床用10mm丝杠，那么电机转一圈机械移动10mm，每移动0.001mm就需要电机旋转1/10000圈而如果连接5mm丝杠，且直径编程的话，每0.001的移动量就需要1/5000转这个是电子齿轮的作用。
电子齿轮就电机编码器反馈脉冲与指令脉冲的一个比值电子齿轮功能是指可将相当于指令控制器输入指令1脉冲的工件移动量设定为任意值的功能，分为电子齿轮（分子）Pn 202、电子齿轮（分母）Pn 203两部分参数。
在无减速比条件下设定时，根据当前电机的编码器规格把相对应的编码器脉冲数13位：2048P/R 16位：16384P/R 17位：32768P/R 乘以分频比4后，写入Pn 202。
将负载轴旋转一圈的脉冲数写入Pn 203。
例如：电机的编码器规格为16位时，把16384*4=65535写入电子齿轮（分子）Pn 202 想要36000个脉冲转一圈的话，在电子齿轮（分母）Pn 203中写入36000 伺服电机每转一圈的脉冲数是由编码器的位数和电子齿轮比决定的.例如编码器是13位,电子齿轮比是4,那么脉冲数=2的13次方/4=2048伺服电机编码器脉冲数是2的n次方,以2的16次方来说,就是65536,即电机每转一圈就会产生65536个脉冲,反过来说,如果齿轮比是1/1,就是发送65536个脉冲给伺服器,电机就会转一圈,要使伺服电机转X圈,就得发送65536*X个脉冲,如果要电机转的圈数很多,脉冲数将会很大,所以要设一个合适的齿轮比,使PLC发送的脉冲数不会很大,又能满足精度要求.(下面的话比较容易理解,请注意)一般最好设置2的整数次方,比如256,那么意思是PLC发送一个脉冲,就相当于给伺服器发送了256个脉冲,要使电机转一圈,只需要发65536/256=256个脉冲就行了,要使电机转X圈,只需要发送256*X个脉冲.。
伺服电机电子齿轮比的算法
伺服电机电子齿轮比的算法
1.齿轮比计算：
1.1确定速度要求：
通过分析系统要求，确定所需的速度范围和精度。
可以考虑最大速度、最小速度、加速度和减速度等。
1.2确定实际系统参数：
确定伺服电机的最大速度和最大加速度。
这些参数通常可以从电机的
技术规格中获得。
1.3计算电子齿轮比：
通过将速度要求和实际系统参数进行比较，可以计算出电子齿轮比。
一种常见的方法是使用比例关系，例如：
电子齿轮比=（速度要求/实际系统参数）*缩放系数
缩放系数是一个因素，用于根据具体应用的需求进行调整。
例如，如
果需要更高的精度，则可以降低缩放系数。
2.控制器实现：
2.1设计控制器：
根据具体的应用需求，选择适当的控制器类型，例如PID控制器。
根
据传感器反馈和电机输出的误差，调整控制器参数以实现所需的控制性能。
2.2实现控制算法：
将电子齿轮比应用到控制算法中，以实现所需的速度控制。
例如，如果输入速度是1000rpm，而电子齿轮比是2，则输出到伺服电机的速度应是2000rpm。
2.3评估和调整：
实施控制算法后，通过实际测试和分析系统响应，评估控制性能并进行必要的调整。
这可能涉及到调整电子齿轮比、控制器参数或其他系统参数。
以上是一个基本的伺服电机电子齿轮比算法的框架。
具体的实现细节会因应用的不同而有所差异。
为了实现更高的精度和性能，可能需要考虑更复杂的算法和控制器设计。
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电子齿轮比（CMX/CDV）的计算及其意义
已知：
1）上位机发出脉冲能力为200Kp/S，200×1000/s，200×1000×60/min；
2）电机额定转速为3000R/ min，3000/60s；
3）伺服电机编码器分辨率是131072；
4）丝杆螺距是10mm；
求：
1、电机额定转速运行时的电子齿轮比？
2如果电子齿轮比是1，伺服电机的转速？
3、生产时，设定指令脉冲当量，确定电子齿轮比？
解：
1、当上位机满额发出脉冲时，伺服恰好额定速度运行：
1）电机额定转速为3000r/ min，3000r/60s=50r/s;
2) 伺服电机编码器分辨率是131072；
3）电机额定转速时编码器输出检测反馈脉冲频率是131072×50r/s;；
4）上位机发出脉冲能力时发出的脉冲频率=200×1000/s；
5）当上位机满额发出脉冲时，伺服恰好额定速度运行，这时的电子齿轮比：
电子齿轮比=反馈脉冲频率/上位机满额发出脉冲频率
=（131072×50r/s）/ 200×1000/s
=6553600/200000
=3.2768
2、如果电子齿轮比是1：
1）上位机发出的1个脉冲=编码器输出检测反馈的1个脉冲：
2）上位机发出脉冲能力时发出的脉冲频率=200×1000/s；
3）伺服电机的转速是=200×1000/s×60/131072= 91.55 r/min
3、如果丝杆螺距是10mm，
1）要求上位机每发一个指令脉冲，工件移动0.001mm，即指令脉冲当量为0.001mm，也可以
说指令脉冲单位为0.001mm：
2）如果伺服转一周，丝杆转一周，减速比是1；
3）丝杆转一周，上位机应该发出的指令脉冲为10mm/0.001mm=10000（个）；
4）伺服转一周，编码器检测反馈脉冲为131072（个）；
5）电子齿轮比=编码器检测反馈脉冲/上位机发出的指令脉冲=131072/10000=13.7012；
说明：
反馈脉冲：伺服电机编码器的解析度，伺服本身的脉冲。
f
s
z
h
o
u
y
a
n
指令脉冲：上位机发出的脉冲；也可以说是外部给定脉冲。
脉冲当量：伺服接受上位机发出的每一个脉冲信号的位置移动量，又称作最小指令设定单位。
CMX ：电子齿轮比的分子是电机编码器反馈脉冲。
CDV ：电子齿轮比的分母是上位机的给定脉冲（指令脉冲）。
电子齿轮比：是用来把上位机的给定脉冲要换算成与电机编码器反馈脉冲同等意义，以便控制
中心按给定指令要求控制伺服转动定位
1. 求伺服马达一转移动量△S(MM)
计算移动量△S(MM)
a. 滚珠导螺杆：螺距PS(MM)
△S=齿轮比×PS
b. 齿形皮带驱动：齿距Pt,齿数T
△S=齿轮比×Pt×T
c. 滚轮驱动：外径D(MM)
△S=齿轮比×∏×D=1∕25×∏×150=∏×150／25×38／40=447.5／25
2.设定1PULSE移动量(MM/PULSE),计算出电子比CMX/CDV
设定△S=0.01mm 分子分母各为五位数在0~65535范围以内
Pr×△L=△S×CMX/CDV
CMX/CDV=Pr×△L/△S=131072×0.01／447.5／25=65536/895在1／50~500以内OK
3设定最高移动速度Vo,计算出最大输入频率fo,伺服马达回转速No(r.p.m)
Fo=Vo(mm／min) ／60(sec) ×△L(mm／pulse)=32000／60×0.01=53333pps<400KPPS
4.伺服马达转数No(rpm)
No=Vo／△S=32000／447.5／25=1787.7≤额定转速2000
f
s
z
h
o
u
y
a
n