伺服電機電子齒輪比的計算與設置方法

在工作中總是接到客戶來電咨詢伺服器電子齒輪比的設置問題，我們提供了伺服器說明書，客戶總是不能理解裏面的專業名詞，不怎麽會計算齒輪比的設置，針對于這種情況，今天我們來用通俗的語言來講一下如何設置伺服電機齒輪比。

  首先我們來了解一下伺服電機的分辨率，伺服電機有個重要的參數就是電機的分辨率，比如有增量式的2500P/r（增量電機可以AB相倍頻相當于10000P/r），有些用絕對值的方法來做分辨率，是2的倍數，比如17位就是2的17次方，分辨率就是131072，20位編碼器就是2的20次方等于1048576，分辨率的意思是馬達轉動一圈可以分辨的最小單位，如果用位置控制的話簡單的理解就是馬達轉動一圈需要的脈沖數。如果是2500P/r，分辨率加上4倍頻就是10000個脈沖，馬達走一圈需要伺服器接收10000個脈沖。如果分辨率是17位的，分辨率就是131072，馬達走一圈，伺服器需要接收131072個脈沖，換句話如果用PLC給伺服器發1個脈沖，馬達走131072分之1個脈沖。現在的伺服器分辨率越來越大，馬達走一圈需要的脈沖數很多，這樣馬達有時候走起來就很慢，就像山地車的變速器一樣，伺服器内部也設置了一個變速器，叫做齒輪比分子和齒輪比分母，這個是一個比值，A/B，相當于一個變速器，把伺服器的接受到的脈沖再乘以A/B倍給伺服器，這個乘積等于伺服器收到的脈沖，例如如果齒輪比分子除齒輪比分母等于1，相當于不改變放大倍數，上位機發一個脈沖，伺服器就相當于接受到一個脈沖，如果發131072個脈沖，伺服器收到131072個脈沖，分辨率是17位的伺服電機正好走一圈，如果分子/分母=2，相當于上位機發1個脈沖，伺服器收到脈沖後再乘以齒輪比，這樣就變成收到2個脈沖了，這個屬于齒輪比增加的狀态。等于是上位機發65536個脈沖，伺服器乘以齒輪比後他認爲收到131072個脈沖了，馬達照樣走一圈了，搞明白齒輪比的意思以後就可以來做案例。

  我們來看一個實際的案例，假設一個螺距爲10mm的絲杠直接連接了一個伺服馬達，等于是螺杆轉動一周，螺杆上的負載就走了10mm的距離，10mm可以換成um的單位等于10000um，我們在做設計的時候如果用17位的伺服電機來做驅動，在齒輪比分子/分母=1的情況下，也就是不考慮齒輪比分子分母，那麽需要發131072個脈沖馬達才能走一圈，就是131072個脈沖，馬達走了10000um的距離，這樣在單位換算和設計上都是一個小數，不是一個整數，很容易積累誤差，也不是正常的思維方式，這個時候我們就想如果發1個脈沖，負載的距離就走1um，發10000個脈沖，絲杆負載就走了10000um的距離，正好是馬達走了一周，其實可以用一個簡單的公式來解決，設馬達走一圈需要P個脈沖，那麽

P*A/B=分辨率，馬達走一圈所需要的脈沖乘以齒輪比等于馬達分辨率。可以根據這個公式：
10000*A/B=131072     

其中P=10000是馬達走一圈所需要的脈沖數

A 是齒輪比分子

B 是齒輪比分母

131072是馬達分辨率

計算得知   A/B=131072/10000      相當于A=131072    B=10000，可以把這個齒輪比分子和分母進行約分，約到不能再約分的程度就可以了，A/B=8192/625，在實際工作中可以約分，也可以不約分，隻要這個數值能輸入到伺服器參數中去就可以。

如果馬達分辨率換成2500P/r，根據增量編碼器的特點，實際分辨率是4倍頻，也就是馬達走一圈需要10000個脈沖，

10000*A/B=10000分辨率      A/B=1/1，伺服器齒輪比就是1/1。

有時候設備上已經有了伺服器，我們可以根據好的設備伺服器參數也可以知道伺服器控制馬達轉一圈所需要的脈沖數，
例如：安川伺服器SGD7S的參數，齒輪比分子P20E=128，齒輪比分母=1，馬達分辨率是24位，分辨率是2的24次方=16777216。根據公式可以得出

P*A/B=分辨率      P*128/1=16777216   計算出P=131072，伺服器收到131072個脈沖才能走一圈。

齒輪比計算，你明白了麽？

再舉一個常見的案例：
某數控機床采用三菱J2S系列伺服器，馬達采用HC-SFS系列馬達，馬達分辨率爲17位，算出分辨率2的17次方爲131072，馬達轉一圈需要131072個脈沖，齒輪比分子P03=8192，分母P04=625，現機床伺服器故障，買不到老款伺服器，先更換成安川最新款7系列伺服器。安川7代伺服器分辨率爲24位。

設P爲馬達轉一周所需要的脈沖，則P*A/B=131072

P*8192/625=131072    計算出P=10000，即上位機發10000個脈沖，通過齒輪比放大後正好等于分辨率，馬達走一圈。

再根據安川分辨率計算出

10000*A/B=16777216     A/B=16777216/10000

也可以不約分，分子設爲16777216，分母設置成10000就可以了。

如果我們爲了省錢，更換成A4松下伺服器，分辨率爲2500P/r，實際根據4倍頻原理，實際的分辨率是10000，

10000*A/B=10000，A/B=10000/10000=1/1則分子=1，分母=1就可以了。

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