三菱CNC电子齿轮比的计算及其对减速比参数的设定限制

1.问题的提出

某客户的大型龙门转台淬火机床，其控制系统采用三菱E68CNC, 在为其调试该系统时，其中驱动转台旋转的轴被设定为旋转轴。该转台本身只起旋转，设定为旋转轴的好处是可以在显示屏上直观的显示旋转的角度，便于编制加工程序。在设定旋转轴的相关参数时出现了问题，由于客户提供的减速比为小数，其值精确到小数点后3位，直接将减速比参数设置进CNC系统时，系统出现报警，但设定的减速比参数并未超出范围，为什么会报警呢？一般设定为直线轴时没有发生报警，报警多发生在“旋转轴”，CNC系统对于“旋转轴”的减速比设定有特殊规定吗？由于减速比是系统定位的重要参数，并且与系统的电子齿轮比相关。为此必须探讨影响“减速比”设定的各相关因素，而阐明该参数与电子齿轮比的关系是很有必要的。

2. 通用伺服系统的电子齿轮比；

三菱数控系统没有专门的电子齿轮比参数，而在三菱通用伺服系统如MR-J3系列中，则有专门的电子齿轮比参数。

通用伺服系统是通过调整“电子齿轮比”来调整“指令脉冲”与“进给距离”的关系；简单的说就是当要求一个指令脉冲对应一个指令行程单位时，例如要求一个指令脉冲对应1微米行程时，需用 “电子齿轮比”进行设定。

确定 “电子齿轮比”的几个因素是：

1.) 编码器每转反馈脉冲；（即驱动电机一转所需要的脉冲。也称为编码器分辨率。）

2.)机械减速比；

3.)螺距；

设 L=实际行程(mm)

F=编码器分辨率(脉冲/转)

B=机械减速比；

P=螺距（mm）

N=电子齿轮比

M=指令脉冲数

则 L= [M*N*P]/[F*B]——–（1）

N=L*F*B/[M*P]————（2）

如果要求一个指令脉冲对应一个单位行程，则

L=1 M=1 则

N= F*B/[ P]————（3）

式（3）就是电子齿轮比的计算公式。

在编码器分辨率F, 机械减速比B, 螺距P确定时就可以设定电子齿轮比。

由以上参数经过计算可以获得每一脉冲对应的运行距离。而每秒钟发出的脉冲数即确定了运行速度；

3 . 三菱数控系统中的电子减速比计算

3.1 三菱数控系统中与减速比相关的参数及其作用

而在数控系统中，没有专门的“电子齿轮比”参数，但有下列参数：

1、#2219——编码器分辨率

2、#2218——螺距；

3、#1003—-指令单位

#2201—-电机侧齿轮数

#2202—-机械侧齿轮数

当以上参数设定后，NC内部已经计算出了电子齿轮比。

其中参数#2218, #2219其含义比较明确，

参数#1003—–设定“指令单位”（可设定为微米，毫米）；

#1003是NC 内部进行计算的基准，进行插补运算时，系统是以0.5微米进行计算的。

一般操作者只在为“自动程序”编程时设定各轴运行位置，这时输入的数字就受到“指令单位”的影响。这是很显然的。

另外，在进行“螺距补偿”和“反向间隙补偿”时，其单位只有#1003的1/2, 即能进行更精确的补偿，例：当“螺距补偿”和“反向间隙补偿”值为100,　实际补偿值仅仅为50;这就是#1003对其他参数的影响；

与之相近的另一参数是#1015—–移动指令单位。既然已经设定了#1003,　那#1015又起什么作用呢？#1015的定义是“程序移动量的最小单位”为了满足编程的方便性，可以采用不同单位，可以与#1003相同，也可以与#1003不同，但仅仅只对程序中的移动量起作用，对其他参数不起作用。必须注意：如果在程序移动量中使用了小数点。则数值以“毫米”为单位；.

一般来说参数#2201　#2202构成一个齿轮箱。#2201—是连接在电机轴上的齿轮数，#2202—是连接在机械轴上的齿轮数；而实际现场，多只知道齿轮箱的减速比，如果减速比是小数，则可以设定#2202/#2201=减速比。对#2201,#2202 的功能做过实验。在同样的速度指令下，增加#2201数值，速度变快。增加#2202数值，速度变慢。

以上是对数控系统内与“电子齿轮”有关参数的功能和使用的分析；

3.2 三菱CNC 中电子齿轮比的计算及其设置范围

在三菱CNC 中虽然没有专门的“电子齿轮比”参数

但其计算方法也与“通用伺服系统”相同；

N=L*F*B/[M*P]———-（2）

F=#2219(参数简称RNG1)—-编码器分辨率；

B=#2202(参数简称PC2)/#2201(参数简称PC1)

= PC2(机械侧齿轮数)/ PC1（电机侧齿轮数）

P=#2218((参数简称PIT)

由于数控系统更为精密，其进行插补运算时是以指令单位的0.5微米进行计算的，所以在外部发出一个单位指令时（指令单位=微米），系统内部相当于收到2个指令，所以式（）中 L=1 , M=2

这样

N=F*B/[2*P]