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：45
1441--==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
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•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 。

要求本伺服系统电机旋转速度达到 2000r/ min ，其次考虑分辨率。

CMX=2000，CDV=1464.8，未考虑分辨率
练习 2
l) 条件及要求
如图 1. 39 所 示伺服系统，欲设 置 的伺服电机额定转速 为 2000r/ m in，编码器每 圈脉冲数为 4096pulse/ r ev；控制器脉 冲输出最高频率为 l00k Hz 伺服电机输出轴连接减速机构，输入速度 ：输出速度 m : n=4 .
希望的控制器输出分辨率为 0. ld eg/ pu l se。

CMX=16384，CDV=3600，此时电机的最高转速为
6667r/min，超过额定转速2000r/min，为限制转速，控
制器的频率应限制在100 000*2000/6667≈30（kHz）
•1. 计 算误差 的问题
•前述电子减速齿轮比的设置条件 ，假设控制器设置单位是机械单位 或复合单位，经运算结果必定产生误差；如果采用 ，对控制器而 言，其误差只限于 1 个脉冲以内，。

•如果机构移动量运算值及脉 冲数无法整数运算 ，而控制器又定义成 ，当电机反复执行相对位置时 ， 。

因此，伺 服电机须进行相对位置运 动或圆周无极限运动时 ，必须考虑累积误差问 题，单位选用 、机构减速比 、电子减数比、坐标位置选用均须考虑 。

•绝对坐标运动不产生累积误差 ，只是对控制器所输出脉冲数而言：但
•是对脉冲伺服驱动器而言，事实上驱动器所进行的都是相对运动，因为驱 动器根本不知当前位置为何 。

既然如此
•再者，计算误差只是误差的一部分，其他误差（ 如机构误差 、电磁干扰 等因素〉中每种状况都是误差来源 。

所以，
•2 ） 减少计算误差
是 一个有效方案，因为电机分辨率越高 ，相对的计算
误差比率就下 降，但需要更高解析能力的控制器来配合 ，如此也可作更精 密的控制运算 。

因此，
对于计算误差的发生，能避免就避 免，如果无法避免，。

•3） 电子齿轮比只存在于位置伺服驱
动器
•4） 伺服电机分辨率的差异
•伺服电机每圈脉冲数可分为 2 类。

•第 1 类为 ，如 4096pulse/ rev , 8192pulse/ rev 。

由于每圈 脉冲数是 2 的指数，因此容易作 2 的指数分割 ，对于采用
，在移动量计算时相对容易且计算误差较小 。

•第 2 类 ，如 4000pulse/ rev , 8000pulse/ rev , 10 OOOpulse/rev 等。

可想而知，应用于 ，移动量的计算 就较为容易 。

•这些差异都可作为设计及选用 的参考。