伺服脉冲当量 / 电子齿轮比计算器

脉冲当量是伺服/步进系统中，控制器发 1 个脉冲，电机（或负载）移动的距离。单位通常是 mm/pulse（直线运动）或 °/pulse（旋转运动）。脉冲当量决定了系统的最小分辨率（能控制的最小位移）和定位精度。例如脉冲当量 0.001mm，意味着控制器能精确控制到 1 微米；如果脉冲当量 0.1mm，就只能控制到 0.1mm，再小的位移发不出来。选型和调试时必须先算脉冲当量，确认它满足设备的精度要求，然后据此设置电子齿轮比。

伺服驱动器的电子齿轮比（Electronic Gear Ratio）是指：控制器发 N 个脉冲，伺服电机转多少圈（或多少编码器脉冲）。它由两个参数决定：电子齿轮分子（Numerator）和分母（Denominator），比值 = 电机编码器分辨率 / (丝杠导程 × 减速比 × 脉冲当量)。简单说：脉冲当量是你想要的「1脉冲=多少距离」，电子齿轮比是伺服驱动器内部把「控制器脉冲」换算成「电机实际转动」的比例。两者是一体两面：确定了脉冲当量，就能算出电子齿轮比；反过来，确定了电子齿轮比，就能算出脉冲当量。本工具输入机械参数和目标脉冲当量，自动算出电子齿轮比的分子和分母。

编码器分辨率是电机转一圈，编码器输出多少个脉冲（或多少个计数）。常见的：① 增量式编码器：2500 线（经 4 倍频后 10000 脉冲/圈）、5000 线（20000 脉冲/圈），这是老式伺服最常用的。② 绝对式编码器：17bit（131072 计数/圈）、20bit（1048576）、23bit（8388608）、24bit（16777216），这是现在主流伺服（汇川、台达、松下、安川）的标准配置。位数越高，分辨率越高，低速越平稳，定位越精确。注意：有些驱动器的参数里编码器分辨率要填「每圈脉冲数」而不是位数，17bit 要填 131072，不要填 17。本工具支持直接选位数或手动输入脉冲数。

丝杠导程（Lead）是丝杠转一圈，螺母（负载）移动的直线距离，单位 mm。注意导程和螺距的区别：单头丝杠导程=螺距，多头丝杠导程=螺距×头数。常见的滚珠丝杠导程：05（5mm）、06（6mm）、08（8mm）、10（10mm）、12（12mm）、16（16mm）、20（20mm）、25（25mm）。导程小的优点是分辨率高、推力大，缺点是速度慢；导程大的优点是速度快，缺点是分辨率低、推力小。选型原则：需要高精度、大推力（如定位平台、雕刻机）选小导程（5~10mm）；需要高速度（如点胶机、取放机械手）选大导程（16~25mm）。本工具输入导程后自动计算。

脉冲当量的选择要平衡「精度需求」和「控制器脉冲频率上限」。一般原则：脉冲当量 = 设备定位精度 / 5~10（留 5~10 倍裕量）。例如设备要求定位精度 ±0.01mm，脉冲当量设 0.001~0.002mm 就够了。脉冲当量太小（如 0.0001mm）的问题：① 控制器需要发更多脉冲才能走同样距离，脉冲频率 = 速度/脉冲当量，可能超过控制器的脉冲输出上限（普通 PLC 高速输出通常 100kHz~1MHz，运动控制卡 2~4MHz）；② 脉冲数太大，PLC 里用 32 位整数可能溢出（2^31=21亿，0.001mm 当量下对应 2100 米，一般够；但 0.0001mm 就只有 210 米了）；③ 伺服在极小脉冲下可能丢步或抖动。建议：先用本工具算出脉冲当量对应的最大速度（在控制器脉冲频率上限内），确认能达到设备要求的运行速度，再定最终值。