全面讲解电子齿轮比与脉冲数计算

一、什么是编码器分辨率

编码器（encoder）是将信号（如比特流）或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换为电信号，按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种；按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。

增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。绝对值编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。

一般编码器分辨率可以查到，常见的有16位、17位、20位、23位等。

多少位，就是2的多少次方！位数越高，精度越高。

17位，就是2的17次方=131072

20位，就是2的20次方=1048576

23位，就是2的23次方=8388608

常见术语：

• 编码器分辨率（r）：根据编码器决定了电机转一圈的脉冲个数
• 每转脉冲数（ppr）：使电机转一圈则上级控制器需发出的脉冲数

二、丝杆导程和减速比

导程：丝杆螺旋线上相邻两螺纹峰之间的轴向距离

导程，也叫螺距，表示丝杆转一圈横向多少毫米

减速比A：B

表示电机（主轮）转B圈，实际轴（从轮）转A圈

一般是小的数值A：大的数值B

例如：1:3、1:10 如果没有减速机，减速比就是1:1

三、每转脉冲数如何计算

多少脉冲走1mm是自己来规定的，为了方便显示，一般规定100、1000或10000个脉冲走1mm。

四、如何计算电子齿轮比

电子齿轮比是用来放大或缩小从上级控制器所获得的脉冲频率。

电子齿轮比的分子是电机编码器转一圈的脉冲个数，其分母是使电机转一圈通过上级控制器所发出的脉冲数。

4.1 主要用途

①电子齿轮比是对从上级控制器获得的脉冲频率进行放大或缩小的；

②电子齿轮比是匹配电机脉冲数与机械最小移动量，通过电子齿轮设定可使指令脉冲设为任意值；

③电子齿轮比的分子是电机编码器转一圈的脉冲个数，分母是是电机转一圈通过上级控制器所发出的脉冲数。

4.2 用途及优势

调整电机旋转一圈PLC所需要的指令脉冲数，以保证电机转速能够达到需求转速。

若脉冲发生器输出频率为200KHz，伺服编码器分辨率8388608，此时伺服电机若要转一圈，需发送8388608个脉冲。那么想让电机转一圈，最快需要8388608/200000=41.943秒，速度极慢！

一般脉冲伺服即便编码器分辨率很高（常设置为10000脉冲），但受限于控制器侧（PLC、脉冲定位模块、板卡等）发脉冲的能力。

电子齿轮比相当于按比例放大缩小，伺服驱动器收到10000个脉冲之后，自动转换输出成8388608个脉冲，这样伺服电机就能转一圈了，**极大地提高了速度！ **

避免脉冲数产生小数，取整后影响定位精度。

不带电子齿轮比：电机转一圈工件移动6mm， 则单位脉冲对应长度为6mm/10000=0.6um（4倍频）；将工件移动10mm，则需要10mm/0.6um=16666.66个脉冲，实际发送脉冲时会舍去小数，产生误差！

带电子齿轮比：使用电子齿轮比后，可将电机旋转一圈设置为需要6000个脉冲，电机转一圈工件移动6mm，则单位脉冲对应长度是6mm/6000=1um；将工件移动10mm，则需要10mm/1um= 10000个脉冲，实际发送脉冲时不会产生小数，不产生误差！

4.3 实际案例计算

精度也叫脉冲当量，表示1个脉冲走多少毫米

例如：规定脉冲当量0.002，那就是1÷0.002=500脉冲/mm

五、圆盘结构计算

圆盘转一圈，旋转360°，为了方便显示，我们一般规定360或3600或36000个脉冲转360°

六、 同步带结构计算

七、案例拓展

7.1 经典案例

7.2 拓展案例