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 电子齿轮比的意义？求版主及高手解答

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作者 主题
小oo鱼
侠客

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楼主    2014-11-08 20:16:13
主题：电子齿轮比的意义？求版主及高手解答 精华帖 
做伺服控制系统的时候都会遇到电子齿轮比的设置问题，在位置控制模式下，电子齿轮比的意义何在？
将电子齿轮比关闭，开启每转多少脉冲模式，把参数设置成N个脉冲，伺服旋转1圈，编码器反馈的脉冲个数必定是其分辨率，我觉得可以理解成伺服电机的机械特性；
开启电子齿轮比，电子齿轮比设置为：编码器反馈的脉冲个数/伺服旋转1圈所需脉冲个数N，PLC发N个脉冲伺服也是转一圈；
那么，要不要电子齿轮比，结果都是一样，PLC发N个脉冲伺服转一圈，电子齿轮比的设置还有意义吗？其存在还有必要吗？电子齿轮比又是因什么而产生的？
我的理解是在PLC的最大脉冲的频率满足不了伺服电机的转速要求的时候才有作用，通过提高电子齿轮比来提高转速。
Zane
至圣

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14楼    2014-11-12 22:19:40
精华帖  主题：回复：电子齿轮比的意义？求版主及高手解答
西门子伺服MC/S110/120使用的就是第二种方案，这不应该理解为电子齿轮比，西门子定义为LU（Length Unit）

LU是在满足精度的前提下，让位移或速度的计算更加方便一些。如10mm的丝杠，电机编码器4096p/r，减速比23.7，那么可以理解为负载旋转10圈的电机脉冲数为4096×237=970752个脉冲，这些脉冲代表了100mm的长度，我们平时所说的脉冲当量约为 1.03× 10^-4mm/p 。当然这个值越小说明系统的分辨率越高，所能达到的控制精度（电气精度）也可能越高。然而这样一个值对于我们进行人工换算却不是那么方便了，而事实上我们的机械精度一般也做不到那么高。
于是，我们取0.001mm的机械精度，这足以满足绝大多数的定位要求了，负载一圈的位移定义为10000LU，而系统的所有给定也是以LU为单位的，比如位移的单位就是LU，我给1000000LU时，我就知道给定位移为1000mm；速度单位就是 1000LU/s ，当我给定为300时，我很容易的知道给定速度是300mm/s。而一个LU还能有9.7个编码器脉冲的细分。（西门子伺服实际细分是9.7×2048，否则直驱的时候分辨率就不够了）
因此，当我们定义LU时，单位长度的LU数，必定是要远远小于编码器脉冲数×减速比所得的脉冲数的。这个谁家的伺服都是一个样的。

所以，西门子单轴不讲电子齿轮比的，电子齿轮就是虚拟齿轮，取代机械齿轮的概念，单轴有减速机，这些参数可以称为机械参数（machine data)。而无轴传动，轴与轴之间做齿轮同步控制，这时齿轮比就是个虚拟的概念了，才是电子齿轮比。

当然，一定要用电子齿轮比去套楼主问题的解释，算法上可以，不就是个比值关系嘛，但系统概念上牵强了些。



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yming
版主

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15楼    2014-11-13 00:41:01
精华帖  主题：回复：电子齿轮比的意义？求版主及高手解答
我觉得不管单轴、多轴，还是使用一个“标准”的单位比较好。就像驱动中常用的百分比。
即便是升级了电机、编码器也就修改一下驱动的参数。程序不用改变。
学而时习之，不亦说乎？温故而知新，不亦乐乎？
anxiao
侠圣

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16楼    2014-11-13 12:08:02
精华帖  主题：回复：电子齿轮比的意义？求版主及高手解答
西门子S110 S120之类的确是不谈电子齿轮比这个概念。对S110 S120提电子齿轮比没意义。

电子齿轮比多是日系类伺服提的，靠发脉冲控制的这种。西门子的V90跟这种类似。
Zane
至圣

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23楼    2014-11-16 22:01:55
精华帖  主题：回复：电子齿轮比的意义？求版主及高手解答
1. 伺服电机的精度与编码器的线数有关，一旦伺服电机的型号确定就是其固有属性，不会随其他因素改变。

2. 机械的精度由，导程，减速比，和伺服电机的编码器决定，导程越小，减速比越大，编码器线数越高，则系统精度越高。在导程和伺服电机确定的条件下，减速比越大系统精度越高。

3.发脉冲的个数与电机的精度有关系吗？你发100个与发100000个脉冲，电机的精度变了没有？变的是系统的定位精度。

4.系统的定位精度由啥决定，设备的工作精度来决定，直线轴0.001mm，旋转轴0.001度一般条件下足够了，这就是10mm导程直连电机要发10000个脉冲/转原因。

5.其实三菱的参数的定义，与西门子的定义如出一辙，以系统定位精度作为统一的量纲，这样机械有变化时，控制程序可以不用去修改了。但这并不是电子齿轮的概念，就是一个实际的齿轮比参数与实际的减速机是对应的。
Zane 注册自动化系统工程师 Always save before download
芳季
至圣

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24楼    2014-11-17 12:16:47
精华帖  主题：回复：电子齿轮比的意义？求版主及高手解答
引用<我不认同你的观点，355/113，肯定是约分后的比值，如果不约分，>
113和355的最小公倍数是多少。先算算吧。不要比喻了，你这个比喻已经失去了355/113的意义了。比喻太不确切了。
你要明确理解一点：比值是有可能是一个循环小数。而每转脉冲数一定可以用比值去表示。
你要比喻的话我们把数值范围缩小一点。22/7这个数只使用了两位有效数字去表示。然而你想用每转脉冲数去表达这个值吗？恐怕多少位有效数字都表达不了这个值。
你后面一个比喻，是电机直接接波箱的，当然好算。但是当电机和丝杆中间有一个22/7（或者7/22）的齿轮在传动的话，你又试试用每转脉冲数表示一下？
VOLLMER
奇侠

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26楼    2014-11-17 13:02:04
精华帖  主题：回复：电子齿轮比的意义？求版主及高手解答
1.设置齿轮比适合plc侧脉冲频率上限不足的问题
2.设置齿轮比是为了将电机和传动机构作为整体考虑的，特别是当机械速比是分数的时候。也正是这个原因，电子齿轮比需要单独设定整数分子分母，而不是一个浮点数.

有些“高级”的伺服驱动器，没有这个功能。我前段时间就遇到这个问题，没办法，只能在控制器侧做一个电子齿轮，而不同的位置控制器，其电子齿*能块FB是不同的，有的是分子分母形式，有的是实数形式，有的是双精度实数形式。我遇到的是后者。编程时很费周折最后还不理想。当时就想，这么高级的东西在这点上反倒不如发脉冲的“低级”货啦。
弱者道之用。
小oo鱼
侠客

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31楼    2014-11-17 19:40:20
精华帖  主题：回复：电子齿轮比的意义？求版主及高手解答
感谢各位的解答，透彻！
我说伺服电机的精度降低了，肯定错了。
我在想减速比为1的时候10000个脉冲走10mm,减速比为2的时候也是10000个脉冲，却要走20mm,所以...
Zane
至圣

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33楼    2014-11-17 23:38:48
精华帖  主题：回复：电子齿轮比的意义？求版主及高手解答
有个概念我觉得大家还是有混淆，在运动控制中，电子轴，电子齿轮，电子凸轮这些意味着什么？有真正的机械概念的轴，齿轮和凸轮吗？不，都是虚拟的，即虚拟轴，虚拟齿轮，虚拟凸轮，它是一种存在于驱动器或控制器中的模拟运动轴速度及位置变化，或速度与速度之间、位置与位置之间的相互关系的算法。

而此帖的讨论内容，我并不认可是电子齿轮比，其实就是一个减速比参数，它对应着一个实实在在的减速机，是不能随意改变的。没有这个参数，电机轴是无法对应到负载轴的，反过来电机也不可能省略了这个减速机，就靠这个参数来让负载实现按一定的规律的运动。实际应用中，我们通常也是把电机-减速机-负载统称为一根轴。

严格意义的电子齿轮比，一定是轴与轴之间的，一定是虚拟的，也一定是可以随意改变的。

VOLLMER大侠在26楼的帖子就很能说明问题，电子齿轮比是个功能块，是与运动轴本身的机械参数无关的
Zane 注册自动化系统工程师 Always save before download
VOLLMER
奇侠

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36楼    2014-11-18 21:01:13
精华帖  主题：回复：电子齿轮比的意义？求版主及高手解答
热闹，我再搀和几句，说说我的经历。
起初我用伺服做的是一些点到点的控制，总是盯着发几个脉冲，电机转多少角度，机构走多少行程。也就是在这个期间，遇到减速比是分数的状况，再用日系伺服内置的“电子齿轮”参数设置去处理。
后来，接触到更高级的位置控制平台，学着用轴、轴组的概念去分析解决问题。哇，原来有这么多轴，时间也是轴、液压缸也是轴、液压压力也是轴、编码器也是轴、虚轴也是轴，轴需要用FB去管理、用FB读写参数、轴的的状态改变也需要用FB去改变，等等等等。
轴和其他轴之间的关系要用函数去描述，线性关系的叫齿轮，非线性的叫凸轮。用最最基本的齿轮凸轮关系，就能搭建出高大上的飞剪。
所以，建议一直用单轴应用，特别是发脉冲的方式去做控制的朋友，不管用得到还是用不到，适时去了解一下运动控制器和全闭环应用。这样再回过头来看伺服驱动和电机，那，眼神就不一样了哈。
反正我这个初学者感觉收获是很大的。
弱者道之用。
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