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本帖最后由 饕餮 于 2022-2-28 16:52 编辑
轴位置换算 一、简介
本文主要介绍一下ECAT总线伺服轴配置时关于位置、速度等参数的换算关系。以汇川SV660N系列伺服搭配MS1系列A3伺服电机，编码器分辨率8388608脉冲/圈。
二、解析
首先我们明确几个概念，个人描述有可能会与专业术语有些出入，欢迎大家指正。
电机编码器分辨率
即字面意思该伺服电机配备的编码器精度能到多少，汇川MS1系列A3伺服电机的编码器为23位光电编码器，分辨率2^23=8388608。即就是电机每转一圈反馈8388608个脉冲。
伺服驱动器电子齿轮比
这里是最容易搞混乱的地方，因为很多时候会把上位机（PLC）的齿轮比换算和这里搞混乱，所以我描述的时候加上了定语 “伺服驱动器”，专指伺服驱动器的齿轮比。汇川SV660N ECAT总线驱动器支持服务COE（CANopen over EtherCAT），使用的是标准402协议。
根据402协议规定，对象字典6091即电子齿轮比用于建立指令单位和实际轴位移（编码器单位）之间的关系。在默认情况下，电子齿轮是1比1。也就是说发送给SV660N驱动器8388608个指令单位，驱动器就会驱动电机走8388608个编码器单位，即就是正好转动1圈。
控制器缩放比（齿轮比）
这里我们用缩放比来描述，防止和驱动端的电子齿轮比搞混乱。根据402协议，PLC和伺服交互位置数据通过对象字典607A（目标位置）和6064（反馈位置），这两个数据都是有符号的32位数据（INT32）。
放了方便编程使用，PLC引入独立的一套位置计算方法，可以很方便的将驱动器传递过来的INT32位数据转化为浮点型（FLOAT）进行数据应用。所以在PLC这里就又建立另外一个比例关系缩放比用来表示PLC中的用户单位和指令单位的比例关系。
以上图以汇川H5U配置界面为例。在图中编码器旋转一圈的脉冲数（INT32）即就是编码器分辨率，一定要注意的前提是对象字典6098所描述的电子齿轮比是1：1。
这里工作台旋转一圈的移动量（单位Unit）设置为20就代表着，20Unit等价于8388608个指令单位。这里的Unit是浮点数，编码器旋转一圈脉冲数是32位整数。
按照图中配置执行相对定位
相对定位距离：20Unit
相对定位速度：20Unit/s
相对定位加速度：100Unit/s^2
相对定位加速度：100Unit/s^2
最终执行距离电机旋转1圈。
计算过程如上图所示，在上述计算过程中，我们最终实现了在PLC内执行20Unit的相对定位电机转动1圈。
假设电机1:1直连丝杆导程20，按图中配置相当于实现了1Unit=1mm的单位对应关系，方便用户控制。其余场景类推即可。
类似的如上图所示，编码器一圈脉冲数依旧为8388608，这次我们在PLC勾选了使用变速装置并设置为5:1，计算图示如下。
计算过程如图所示，在上述计算过程中，我们最终实现了在PLC内执行20Unit的相对定位电机转动5圈。
我们假设电机通过5：1的减速机连接丝杆导程20mm，那么按图中配置20Unit相当于电机转5圈，减速机输出1圈，丝杆负载移动量20mm，此时PLC的1个Uint相当于最终丝杆负载的1mm。
三、总结
无论怎么变化其最终目标就是从用户单位转化为驱动器侧的指令单位最后转化到电机实际执行的编码器单位，建立起用户方便控制单位。与发脉冲伺服控制不同，这里配置好了PLC侧的轴缩放比以后（汇川H5U、AM/AC系列codesys平台均支持），用户无需自行换算脉冲和距离的对应关系，在标准轴控指令引脚直接填写负载的实际运行位移即可。
欢迎补充指正。
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