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電子齒輪比是伺服中經常要用到的,初學者對這個參數的設置有時會不解,先介紹兩個伺服電子齒輪設置方面的2個小例子,供大家參考下。 例子1:已知伺服馬達的編碼器的分辨率是131072 P/R,額定轉速為3000r/min,上位機發送脈沖的能力為200Kpulse/s,要想達到額定轉速,那么電子齒輪比至少應該設為多少? 計算如下圖所示

根據上圖中的算法,可以算出電子齒輪比CMX/CDV的值 例子2:已知伺服馬達的分辨率是131072 P/R,滾珠絲杠的進給量為 Pb =8mm。

(1) 計算反饋脈沖的當量(一個脈沖走多少)? △Lo=
(2) 要求指令脈沖當量為0.1um/p ,電子齒輪比應為多少?
電子齒輪比=
(3) 電機的額定速度為3000rpm,脈沖頻率應為多少?
Fc=
解答:
(1) 計算反饋脈沖的當量(一個脈沖走多少)?
△Lo= 8mm/131072
(2) 要求指令脈沖當量為0.1um/p ,電子齒輪比應為多少?
△Lo×電子齒輪比×1000=0.1
(3) 電機的額定速度為3000rpm,脈沖頻率應為多少?
Fc×電子齒輪比=3000/60×131072
電子齒輪比與脈沖當量相關計算
1、 什么是機械減速比(m/n)
答:機械減速比的定義是減速器輸入轉速與輸出轉速的比值,也等于從動輪齒數與主動輪齒數的比值。在數控機床上為電機軸轉速與絲杠轉速之比。
2、什么是電子齒輪比
答:電子齒輪比就是對伺服接受到上位機的脈沖頻率進行放大或者縮小,其中一個參數為分子,一個為分母。如分子大于分母就是放大,如分子小于分母就是縮小。例如:上位機輸入頻率100HZ,電子齒輪比分子設為1,分母設為2,那么伺服實際運行速度按照50HZ的脈沖來進行。上位機輸入頻率100HZ,電子齒輪比分子設為2,分母設為1,那么伺服實際運行速度按照200HZ的脈沖來進行
3、 怎樣計算電子齒輪比(B/A)
明白幾個概念: 編碼器分辨率(F):伺服電機軸旋轉一圈所需脈沖數??此欧姍C的銘牌,在對驅動器說明書既可確定編碼器的分辨率。
每轉脈沖數(f):絲杠轉動一圈所需脈沖數。
脈沖當量(p):數控系統(上位機)發出一個脈沖時,絲杠移動的直線距離或旋轉軸轉動的度數,也是數控系統所能控制的最小距離。這個值越小,經各種補償后越容易到更高的加工精度和表面質量。脈沖當量的設定值決定機床的最大進給速度,當進給速度速度滿足要求的情況下,可以設定較小的脈沖當量。 螺距(d):螺紋上相鄰兩牙對應點之間的軸向距離。 電子齒輪比計算公式如下:

4、 步進電機脈沖當量和細分數的關系
在實際調整時可先確定脈沖當量,在根據關系式計算細分數。或先確定細分數,在計算脈沖當量。
其中: x表示步進驅動器細分數, θ表示步進電機步距角
5、 關于旋轉軸
與直線運動軸相比區別在于:旋轉軸的螺距值為360,其它計算相同,只需將螺距值換為360。
框架伺服電機“電子齒輪比”的計算方法
電子齒輪比主要功能:
1、可以任意地設置每單位指令脈沖對應的電機的速度和位移量(脈沖當量);
2、當上位控制器的脈沖發生能力(最高輸出頻率)不足以獲得所需速度時,可以通過電子齒輪功能(指令脈沖倍頻)來對指令脈沖進行×N倍頻。
當伺服電機用在電腦繡花機的框架上時,控制上的要求為主控發送1個脈沖框架得移0.1mm。對電子齒輪比的計算有影響的主要為以下幾個因素:電機編碼器的分辨率;機械裝置的二級傳動比;框架皮帶齒輪大小。
電機編碼器的分辨率:伺服電機的編碼器一般為2000線或者是2500線,也就是轉一圈能產生2000或者2500個脈沖,而伺服驅動器對此脈沖進行4倍頻處理,所以電機轉一圈就能產生8000或者10000個脈沖,也就是分辨率為8000或者10000。

以三洋伺服電機為例:當控制器給驅動器發送一個脈沖時,伺服電機轉過的角度為

機械裝置的二級傳動比:機械裝置二級傳動比為電機軸和傳動軸的比值如下圖
經過二級傳動裝置后,框架運動的角度折算到電機上角度和二級傳動比是成反比的,比如二級傳動比為1/4,那么電機轉過的角度就是傳動軸轉過的4倍。 框架齒輪大小:
目前市場上主要有兩種齒輪:繡框移動0.1mm時所需轉過的角度為0.36°和0.45°。大部分機器都是采用0.36°的齒輪。
綜上所述可以得知電子齒輪比的公式如下

采用絲桿結構的話,電子齒輪比的計算方式稍微有些不同 因為一般的,電機和絲桿軸之間是1:1的皮帶傳動,絲桿的螺距為M毫米/圈,那么計算公式為

電子齒輪在伺服驅動器上可以設置,運動控制卡上也可以設置。就拿交流伺服電機舉例吧,這種伺服電機上有一個編碼器,電機每旋轉一圈即可輸出n個脈沖。把這個脈沖取回來就可以構成一個閉環系統,提高控制精度。 這樣,你發給驅動器n個脈沖,電機就旋轉一圈。
但是這個n有的時候不是100的倍數,比如有可能為720之類的,另外,電機通過絲杠之類的機構驅動執行器時,有一個變速比,也不一定是正好的數。最后會造成,你想讓執行器移動1mm,得發送m個脈沖。這個m不是10或100的倍數,甚至不是整數。給你的編程帶來了麻煩。
因此在驅動器里設置電子齒輪,把這個比例輸進去。你就可以選擇任意的1個脈沖對應執行器的移動距離了,比如可以設成1個脈沖對應0.01mm。這樣編程就容易多了。 但是這個參數的設置也是有一定范圍限制的。
微量進給、脈沖速度以及滾珠絲杠導程之間的關系
1、使用步進電機時的最小進給量
S=E*Ph*A/360
S:最小進給量,mm
E:步進電機和驅動器的步進角度,度
Ph:滾珠絲杠的導程,mm
A:減速比,即滾珠絲杠轉速/電機轉速
2、使用伺服電機時的分辨率
S=Ph*A/B
S:最小進給量,mm
Ph:滾珠絲杠的導程
A:減速比,即滾珠絲杠轉速/電機轉速
B:角度測試儀和驅動器的分辨率,即每轉脈沖數,p/rev
3、使用步進電機時脈沖速度的計算
F=V*1000/S
F:脈沖速度,Hz
V:進給速度,m/s
S:最小進給量,mm
4、滾珠絲杠導程的計算
Ph=60000V/N/A
Ph:滾珠絲杠的導程
V:進給速度,m/s
N:電機的額定轉速,rpm
A:減速比,即滾珠絲杠轉速/電機轉速
總結:從上述公式知道,滾珠絲杠的最小進給量和其精度沒有關系,在實際使用中不要認為系統的最小進給量越小則其絲杠的精度也越高。要想使最小進給量實現更?。刺岣呦到y的分辨率)可以:
①:相應提高步進電機和驅動器的細分數/伺服電機角度測試儀和驅動器的分辨率;
②:減小絲杠的導程,
③:改變減速比。
轉自http://www.hpltll.com/news/554.html
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