(線上版)電子齒輪比 計算工具 – 皮帶(滾輪)

(線上版)電子齒輪比 計算工具 – 皮帶(滾輪)

本文針對 皮帶 或 滾輪機構不包含 分度盤/刀塔[註 1],只要輸入 機械參數與使用者指定的脈波單位(PUU),就能算出對應的齒輪比.同樣也提供模擬資訊,根據輸入的工作速度(V),算出 馬達轉速 與 上位機脈波頻率,是用來驗證 系統需求 是否滿足的好幫手!使用步驟如下:

  1. 輸入 使用者單位(PUU)與 機械單位(mm)的關係
  2. 輸入 機械的 減速比(無減速時為 1:1)
  3. 輸入 滾輪的 直徑(D) 或 圓周長
  4. 輸入 編碼器一圈(PLS)數,即電子齒輪比 1:1 時,要收到多少(PUU)伺服才會走一圈!
  5. 按下 “計算齒輪比” 即可得到 分子:分母 的數值
  6. 選擇 “有效數字位數“:用來指定 分子 的數值寬度 [註 2],建議6以上!
  7. 輸入 機構移動的 線速度 V 來檢視 模擬結果 是否滿足需求?

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電子齒輪比 公式推導-螺桿機構

電子齒輪比 公式推導-螺桿機構

本文針對 螺桿機構 提供伺服驅動器 電子齒輪比  的公式推導,決定齒輪比的原則是:先決定 位置單位 PUU(Pos of User Unit),必須要方便觀察,通常 PUU = 1~10 µm,依此計算出對應的齒輪比,而不是先決定齒輪比,再算出一個 PUU 是多少的長度,否則就是自找麻煩了(原因請參考 PUU 觀念說明),首先說明符號定義:

  • 1 mm 對應的 PUU數(P):PUU為 使用者單位,或 PLC 脈波單位
  • 機械的減速比(n1 : n2):減速時 n1 <= n2,
  • 螺桿圈數單位(REV):大寫
  • 馬達圈數單位(rev);小寫,rev = REV ×(n2/n1)
  • 螺桿的導程(Pitch):螺桿轉一圈機械移動的距離(mm/REV)
  • 編碼器解析度(R):編碼器一圈的 PLS 數(PLS/rev )
  • 電子齒輪比(Num/Den):PUU 脈波數 經 齒輪比 放大 得到 PLS 脈波數

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PUU 位置單位 觀念說明

PUU 位置單位 觀念說明

在運動控制系統中,包含許多位置計數器,來紀錄機械當時的位置,命令與誤差。以 PLS 做為單位並不適合,(原因請參考 連結)。因此必須引入新的位置單位 ,稱為 使用者單位 PUU(Pos  of  User  Unit) ,在傳統以脈衝作為位置命令的系統稱為 脈衝當量,表示一個脈衝對應的移動距離,由於目前控制系統可透過通訊發送命令,沒有實體脈衝,使用者可更加自由的設定想要的位置單位,稱為 使用者單位 PUU。 PUUPLS 的關係即為電子齒輪比(N/M),如下所示:

PUU(數目/每轉)  *  N/M (電子齒輪比 分子/分母)=   PLS(數目/每轉)

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PLS 位置單位是什麼?

PLS 位置單位是什麼?

PLS單位 即編碼器的 脈波單位,以 台達A2伺服 為例,編碼器 解析度雖然有分17 bit與20 bit。但 PLS 單位都統一定為1280000 PLS/每圈,使用者無法更改。也就是當齒輪比設為1:1時,命令必須下達 1280000 個脈波,伺服馬達才會轉一圈.此單位由於解析度高,適用於驅動器底層馬達控制。然而在運動控制系統中,必須建立一個絕對坐標系,若以 PLS 做為 位置單位,不論是命令或回授,都有以下的問題:

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