Maxon DCX 10 電機-齒輪箱-編碼器系統產品

發布日期：2026-01-15      瀏覽次數：108

Maxon DCX 10 電機-齒輪箱-編碼器系統產品案例分析

一、DCX 10 系統核心單元組成

[圖片]

1.1 DCX 10 電機單元

DCX 10 電機屬于 maxon 有刷直流電機系列，具備緊湊的設計，是小型驅動器的理想選擇 。電機規格尺寸為 10mm，其結構設計精巧，可選用預緊球軸承或燒結軸承，滿足不同應用場景下對軸承性能的要求。部分型號還配備了火花抑制（CLL）組件，采用貴金屬電刷結構，在運行過程中，可有效減少電刷與換向器之間的火花產生，延長電機的使用壽命，確保電機運行的穩定性與可靠性。該電機可提供多種不同的電壓規格選擇，以滿足不同設備對電源的需求。其轉速范圍較廣，能在不同負載條件下保持較為穩定的轉速輸出，為設備提供持續、穩定的動力支持。由于其緊湊的體積和多樣化的性能特點，DCX 10 電機非常適合在空間有限的設備中使用，如小型醫療器械、便攜式電子設備等，能夠為這些設備提供精準、高效的動力輸出。

1.2 GPX 10 行星齒輪箱單元

與 DCX 10 電機配套的是 GPX 10A 行星齒輪箱，該齒輪箱屬于 maxon 行星齒輪箱產品類別。它采用行星齒輪傳動結構，由多個行星齒輪圍繞中心太陽輪旋轉，通過內齒圈與行星架的相互作用實現動力的傳遞與減速。這種結構設計使得齒輪箱在緊湊的空間內實現了較大的傳動比，同時具有較高的傳動效率和扭矩傳遞能力。其內部齒輪采用優質材料制造，經過精密加工和熱處理，具有良好的耐磨性和強度，能夠在長時間的工作過程中保持穩定的性能。齒輪箱的外殼采用高強度材料，不僅起到保護內部齒輪的作用，還能有效減少運行過程中的振動和噪音。當與 DCX 10 電機組合使用時，電機輸出的高速旋轉動力通過齒輪箱的減速作用，轉化為較低轉速、較大扭矩的輸出，滿足設備對轉速和扭矩的不同需求，廣泛應用于需要精確控制轉速和扭矩的自動化設備、機器人關節驅動等領域。

1.3 ENX 10 編碼器單元

ENX 10 編碼器為 3 通道緊湊型數字編碼器，主要用于直流有刷電機的定位任務與速度控制。它采用光學原理進行信號檢測，每圈計數參數可根據實際應用需求在工廠完成編程，為用戶提供了靈活的配置選擇。該編碼器具備高精度與高信號分辨率特性，能夠精確地檢測電機軸的旋轉角度和速度，并將這些信息轉化為數字信號輸出給控制系統。其信號傳輸穩定可靠，抗干擾能力強，能夠在復雜的電磁環境中正常工作。在實際應用中，編碼器的 3 個通道分別用于輸出 A 相、B 相和 Z 相脈沖信號，A 相和 B 相脈沖信號用于測量電機的轉速和旋轉方向，通過比較 A 相和 B 相脈沖的相位差，可以確定電機的旋轉方向；Z 相脈沖信號則用于提供電機軸的零位參考，為電機的精確位置控制提供基礎。由于其緊湊的設計，ENX 10 編碼器可以方便地安裝在電機的后端，與電機軸直接連接，實現對電機運行狀態的實時監測與反饋控制，需與連續軸電機配套使用，常用于自動化生產線、精密儀器等對位置和速度控制精度要求較高的場合。

1.4 EPOS4 配套控制單元

配套控制單元采用 EPOS4 compact 24/1.5 定位控制器，該控制器通過 USB 方式與電機系統連接，實現對電機的精確控制與監測。它具備強大的控制功能，可支持多種控制模式，如位置控制、速度控制、扭矩控制等，用戶可以根據實際應用需求靈活選擇合適的控制模式。控制器提供了 IDX 調試軟件，該軟件具有直觀的用戶界面，用戶可以通過軟件方便地對控制器的參數進行設置和調整，如電機的運行速度、加速度、位置目標值等。同時，還提供了硬件固件說明及函數庫，函數庫分 Linux 與 Windows 版本，兩者不可通用，為用戶進行二次開發提供了便利。用戶可以根據自己的編程環境和需求選擇相應版本的函數庫，通過調用函數庫中的函數，實現對電機的各種控制操作，如電機的啟動、停止、正反轉、速度調節等，廣泛應用于工業自動化控制、機器人控制等領域，為電機系統的穩定運行和精確控制提供了可靠的保障。

核心單元	型號	核心特性	核心功能
電機單元	DCX 10	10mm緊湊設計，可選預緊球軸承/燒結軸承，貴金屬電刷（CLL組件），多電壓規格	提供穩定、精準的初始動力，適配空間受限設備
行星齒輪箱單元	GPX 10A	行星齒輪傳動，高傳動效率，低振動低噪音，緊湊高扭矩	將高速低扭矩轉化為低速大扭矩，滿足設備動力需求
編碼器單元	ENX 10	3通道光學檢測，高精度高分辨率，工廠可編程每圈計數，抗干擾強	實時監測電機轉速與角度，提供精準位置/速度反饋
控制單元	EPOS4 compact 24/1.5	多控制模式，IDX調試軟件，雙系統函數庫，USB連接	接收反饋信號，發出控制指令，實現電機精準調控

二、DCX 10 系統典型應用案例

2.1 工業多平臺編程控制應用案例

在某工業自動化項目中，需要對設備的運動進行精確控制，同時由于項目需求，設備需在不同的運行平臺之間切換。為此，選用了 DCX 10L 電機、GPX 10A 齒輪箱、ENX 10 編碼器與 EPOS4 compact 24/1.5 定位控制器組成的驅動系統。在軟件層面，由于項目要切換運行平臺，因此同時采用了 Linux 和 Windows 版本的 library。程序編寫主要參照 Linux library 中附帶的示例進行，實際操作發現，Linux library 例子中的函數在 Windows 平臺也具有一定的適用性。在 PID 參數設置方面，利用 IDX 調試軟件完成。該軟件界面友好，通過一系列調試操作，能夠幫助工程師更好地理解電機的控制原理，為后續編程提供思路。

在程序執行流程上，行初始化操作，確保系統各部分處于初始穩定狀態；接著設置要使用的運行模式，如位置控制模式、速度控制模式等，以滿足不同的運動需求；然后根據具體的控制指令，對電機的運行參數進行設置和調整，如設置電機的目標位置、運行速度、加速度等；在電機運行過程中，ENX 10 編碼器實時監測電機軸的旋轉角度和速度，并將這些信息反饋給 EPOS4 控制器，控制器根據反饋信息對電機進行實時調整，以確保電機按照預定的軌跡和參數運行；當電機完成任務或出現異常情況時，執行相應的停止或故障處理操作。

在實際操作過程中，特別需要注意的是，要嚴格遵循先連接 USB 再上電的步驟。這是因為如果先上電再連接 USB，可能會產生瞬間的電流沖擊，對控制器造成損壞。雖然有測試表明在 12V 電壓下不小心操作一次似乎不會燒壞控制器，但為了確保系統的穩定運行和設備的安全，還是要嚴格按照正確步驟進行操作。通過這樣的配置和操作，該驅動系統在工業自動化項目中實現了高精度的運動控制，并且能夠在不同運行平臺之間穩定切換，滿足了項目的多樣化需求。

2.2 醫療輔助器械應用案例

在醫療輔助器械領域，DCX 10 系統憑借其緊湊的結構設計和高功率密度特性，在手足義肢設備中得到了應用。手足義肢需要模擬人體肢體的運動，為使用者提供盡可能接近自然的行動能力，這就對驅動系統的性能和尺寸提出了嚴格要求。DCX 10 電機可根據實際需求選配火花抑制（CLL）組件，其采用的貴金屬電刷結構，能夠有效減少電機運行時電刷與換向器之間產生的火花。這一特性在醫療設備中尤為重要，因為火花可能會干擾其他醫療電子設備的正常運行，甚至在某些特殊環境下存在安全隱患。

DCX 10 電機與 GPX 10A 齒輪箱組合使用，電機輸出的高速旋轉動力通過齒輪箱的減速傳動，轉化為適合義肢運動的低速、大扭矩輸出，為義肢的運動提供穩定的動力支持。同時，ENX 10 編碼器安裝在電機后端，與電機軸直接連接，能夠精確檢測電機軸的旋轉角度和速度，為義肢的運動控制提供精準的反饋信息。控制器根據編碼器反饋的信息，實時調整電機的運行狀態，使義肢能夠按照使用者的意圖進行精確運動。例如，在使用者進行抓握動作時，義肢能夠根據編碼器檢測到的電機運動信息，精確控制手指的開合程度和力度，實現穩定、準確的抓握操作。這種精準的運動控制，能夠大大提高義肢使用者的生活自理能力和行動便利性。由于 DCX 10 系統整體結構緊湊，能夠很好地適配手足義肢的小型化設計需求，在有限的空間內實現強大的驅動和控制功能，為醫療輔助器械的發展提供了有力支持 。

應用領域	具體場景	系統配置	核心成效與注意事項
工業自動化	多平臺切換精密運動控制	DCX 10L+GPX 10A+ENX 10+EPOS4 compact 24/1.5	實現高精度運動控制，支持Linux/Windows跨平臺；注意先連USB再上電
醫療輔助器械	手足義肢驅動與控制	DCX 10（可選CLL組件）+GPX 10A+ENX 10+EPOS4 compact 24/1.5	緊湊適配義肢設計，精準控制肢體運動，無火花干擾醫療設備，提升使用者自理能力

三、DCX 10 系統技術應用關鍵要點

3.1 編碼器組裝適配要點

ENX 10 編碼器在應用中受共振因素影響，為確保其穩定工作，需安裝于連續軸電機上。在組裝過程中，由于其對電機的適配性要求較高，需對電機進行針對性調整，這一操作較為復雜，涉及到電機內部結構和參數的調整，所以僅可在產品交付工廠完成，不支持用戶自行組裝調試。若用戶自行嘗試組裝，可能會因操作不當導致編碼器與電機之間的連接不穩固，影響信號傳輸，或者使電機內部結構受到損壞，進而影響整個系統的性能和穩定性，導致設備無法正常運行，甚至可能引發安全事故。因此，嚴格按照規定的流程和要求進行編碼器的組裝適配至關重要，以保障系統能夠安全、穩定、高效地運行 。

3.2 控制軟件硬件適配要點

控制單元配套的 library 分為 Linux 與 Windows 版本，由于兩者基于不同的操作系統內核和編程環境開發，其函數庫的接口、調用方式以及對硬件資源的管理方式等都存在差異，所以兩者無通用性。在實際應用中，如果涉及跨平臺應用，需分別適配對應版本的 library，以確保軟件能夠正確調用硬件資源，實現對電機的精確控制。例如，在一個需要在 Linux 和 Windows 兩種平臺上運行的項目中，開發人員需要根據不同平臺的特點，分別編寫調用不同版本 library 的代碼，以保證電機在不同平臺下都能穩定運行。

IDX 調試軟件是控制單元中用于 PID 參數調試的重要工具。在使用過程中，通過該軟件可對電機的比例（P）、積分（I）、微分（D）參數進行調整，以優化電機的控制性能，使其在不同的負載和運行條件下都能保持穩定的轉速和位置控制。調試流程通常包括對電機運行狀態的監測、參數的逐步調整以及對調整效果的評估等步驟。通過這些調試操作，工程師能夠深入了解電機的運行特性和控制需求，為后續的編程工作提供有力的參考和指導，幫助開發人員更好地編寫控制程序，實現對電機的高效、精準控制 。

3.3 設備操作安全要點

在對 DCX 10 系統進行上電操作時，需嚴格遵循先連接 USB 再接通電源的順序。這是因為如果先接通電源，設備內部的電路會處于通電狀態，此時再連接 USB，可能會產生瞬間的電流沖擊，這種沖擊可能會超出設備內部電路元件的承受范圍，導致電路元件損壞，進而使設備無法正常工作。雖然在某些較低電壓條件下，如 12V 電壓下，偶爾一次錯誤操作可能不會立即燒壞控制器，但長期或多次這樣的錯誤操作，必然會對設備造成潛在的損害，降低設備的使用壽命和穩定性。

當設備出現故障時，應優先檢查電路連接情況。因為在實際使用過程中，電路連接松動、接觸不良或者線路損壞等問題是導致設備故障的常見原因。通過仔細檢查電源線、信號線等連接線路是否牢固，是否存在破損、短路等情況，可以快速排除一些簡單的故障。在確認電路連接正常后，再對設備本體進行排查，如檢查電機是否存在機械故障、編碼器是否正常工作、控制器是否出現異常等。按照這樣的順序進行故障排查，能夠提高排查效率，快速定位故障點，及時解決設備故障，保障設備的正常運行 。

要點類別	核心要求	違規/不當操作后果	核心目的
編碼器組裝適配	僅可在工廠完成組裝調試，需安裝于連續軸電機	信號傳輸異常，電機/編碼器損壞，系統無法正常運行	規避共振影響，保障編碼器穩定工作與系統性能
控制軟件硬件適配	跨平臺需分別適配Linux/Windows版library，用IDX調試PID參數	軟件無法調用硬件，電機控制精度不足，運行不穩定	確保軟件與硬件兼容，實現電機高效精準調控
設備操作安全	先連USB再上電；故障先查電路連接，再查設備本體	控制器損壞，設備壽命降低；故障排查效率低，延誤生產	保障設備安全穩定運行，提高故障排查效率

四、DCX 10 系統應用總結

4.1 系統單元協同特性總結

DCX 10 電機作為動力源，憑借其緊湊的設計和穩定的動力輸出，為整個系統提供初始動力。GPX 10A 齒輪箱與電機緊密配合，將電機輸出的高速旋轉轉化為低速、大扭矩的輸出，滿足不同設備對轉速和扭矩的需求。ENX 10 編碼器實時監測電機軸的旋轉角度和速度，為系統提供精確的反饋信息，使控制器能夠根據實際運行情況對電機進行精準調控。EPOS4 compact 24/1.5 定位控制器則是整個系統的 “大腦"，它接收編碼器反饋的信息，根據預設的控制模式和參數，對電機發出控制指令，實現對電機的啟動、停止、速度調節、位置控制等操作。通過各單元之間的協同工作，DCX 10 系統能夠實現高精度的運動控制，滿足工業自動化、醫療輔助器械等領域對設備運動控制的嚴格要求，且系統整體結構緊湊，占用空間小，便于安裝和集成到各種設備中 。

4.2 應用場景適配方向總結

該系統適用于對精度要求較高的小型化設備領域。在工業自動化場景中，可應用于小型自動化生產線的精密定位與運動控制，如電子元器件的貼片、檢測設備等，能夠實現對微小部件的精確抓取、放置和檢測操作。在醫療輔助器械領域，像各類小型手術器械、康復訓練設備等，DCX 10 系統能夠提供精準的動力和運動控制，滿足醫療器械對操作精度和穩定性的需求。

用戶可根據實際應用場景的需求，靈活選擇系統的配置。例如，在對電機壽命和穩定性要求較高的環境中，可選擇配備預緊球軸承和火花抑制（CLL）組件的 DCX 10 電機；在對成本較為敏感的場景下，可選用燒結軸承的電機。對于不同的負載和轉速要求，可通過選擇合適傳動比的 GPX 10A 齒輪箱來滿足。在對位置和速度控制精度要求高的應用中，可利用 ENX 10 編碼器的高精度特性，并結合 EPOS4 控制器的強大控制功能，實現對電機的精確控制 。

Maxon motor（麥克森）核心產品型號與工業應用

Maxon motor（麥克森）是瑞士的精密驅動技術制造商，成立于 1961 年，專注于高精度直流電機、齒輪箱、編碼器及驅動系統的研發與生產，以高轉矩密度、高效率、長壽命和模塊化設計著稱，廣泛應用于工業自動化、醫療設備、半導體、航空航天等領域。

一、主要產品型號分類及核心參數

（一）電機系列（核心動力單元）

電機類型	型號系列	核心型號	核心參數	結構特點	適用場景
有刷直流電機	DCX 系列	DCX 10、DCX 16、DCX 22、DCX 32、DCX 42	電壓 6-48V，功率 0.5-200W，轉速 3000-15000rpm	空心杯轉子，無鐵芯損耗，效率高達 90%	精密儀器、自動化設備、醫療設備
	DC-max 系列	DC-max 16、DC-max 22、DC-max 32	電壓 12-48V，功率 5-500W，轉矩 1-100N·m	高功率密度，可定制化繞組和軸端	工業自動化、機器人、工程機械
	A-max 系列	A-max 16、A-max 22、A-max 32	電壓 6-24V，功率 0.5-50W，轉速 5000-20000rpm	經濟型空心杯電機，自動化生產，性價比高	消費電子、小型自動化設備
無刷直流電機	EC 系列	EC 16、EC 22、EC 32、EC 42、EC 60	電壓 12-48V，功率 10-400W，轉速 5000-25000rpm	電子換向，長壽命，低維護	工業自動化、醫療設備、半導體設備
	EC-max 系列	EC-max 16、EC-max 22、EC-max 30、EC-max 40	電壓 24-48V，功率 40-1000W，轉矩 2-50N·m	高轉矩密度，高效率，散熱性能好	機器人關節、工業機器人、精密機械
	EC-i 系列	EC-i 22、EC-i 30、EC-i 40、EC-i 52	電壓 12-48V，功率 5-300W，轉速 3000-18000rpm	鐵芯繞組，結構緊湊，成本效益高	工業自動化、輸送系統、小型機器人
	ECX SPEED 系列	ECX SPEED 8、ECX SPEED 10、ECX SPEED 16	電壓 24-48V，功率 10-200W，轉速高達 120,000rpm	超高速設計，優化空氣動力學	半導體設備、高速主軸、精密測試設備
	IDX 系列	IDX 22、IDX 32、IDX 42、IDX 56	電壓 24-48V，功率 20-500W，集成 EPOS4 控制器	集成位置控制器，即插即用，自動化設置	工業 4.0、智能工廠、自動化生產線
	EC flat 系列	EC flat 20、EC flat 30、EC flat 42	薄型設計，厚度 5-20mm	扁平結構，軸向空間占用小	醫療設備、自動化檢測設備、空間受限應用

（二）齒輪箱 / 減速機系列（動力傳遞與變速）

齒輪箱類型	型號系列	核心型號	減速比	轉矩范圍	結構特點	適用場景
行星齒輪箱	GPX 系列	GPX 10、GPX 16、GPX 22、GPX 32、GPX 42	3:1~1000:1	0.1-100N·m	低背隙 (<1°)，低噪音，高剛性	精密定位、機器人關節、醫療設備
	GPX UP 系列	GPX UP 22、GPX UP 32、GPX UP 42	5:1~500:1	1-200N·m	超高性能，強化輸出軸，高效率	工業機器人、重型自動化設備
	GP 系列	GP 16、GP 22、GP 32、GP 42	3:1~500:1	0.5-50N·m	標準型行星齒輪箱，性價比高	一般工業應用、自動化生產線
正齒輪箱	GS 系列	GS 16、GS 22、GS 32、GS 42	1:1~10:1	0.1-10N·m	結構簡單，成本低，效率高	小型設備、低轉矩應用
	GSX 系列	GSX 22、GSX 32、GSX 42	2:1~20:1	0.5-20N·m	高精度，低背隙，噪音低	精密儀器、測試設備
特殊齒輪箱	絲杠驅動	GP 16 S、GP 22 S、GP 32 S	3:1~100:1	0.1-5N·m	集成絲杠，旋轉運動轉為直線運動	線性定位、精密工作臺、自動化裝配
	諧波減速器	HD 系列	-	50:1~100:1	10-500N·m	零背隙，高傳動精度	工業機器人、精密定位系統

（三）編碼器系列（位置與速度反饋）

編碼器類型	型號系列	核心型號	分辨率	信號輸出	結構特點	適用場景
磁性編碼器	ENX MAG 系列	ENX 10MAG、ENX 16MAG、ENX 22MAG	1024-8192 PPR	A/B 相，增量式	非接觸式，抗污染，高可靠性	工業自動化、機器人、惡劣環境應用
	MAG 系列	MAG 16、MAG 22、MAG 32	512-4096 PPR	A/B 相，增量式	緊湊設計，安裝方便	小型設備、醫療儀器
光學編碼器	TSX 系列	TSX 16、TSX 22、TSX 32	2048-16384 PPR	A/B 相，增量式	高精度，低噪聲	精密定位、光學設備、半導體設備
	HEDL 系列	HEDL 5540、HEDL 5545	1000-5000 PPR	A/B 相，增量式	標準型光學編碼器，性價比高	一般工業應用、自動化生產線
特殊編碼器	Resolver 系列	Resolver 22、Resolver 32	12 位	正弦 / 余弦信號	抗振動，抗電磁干擾	航空航天、設備、惡劣環境應用
	DC 測速機	Tach 16、Tach 22、Tach 32	100-1000 mV/rpm	模擬信號	速度反饋，簡單可靠	調速系統、電機控制

二、工業領域主要應用場景

應用領域	核心產品	典型應用案例	核心優勢
工業自動化與機器人	IDX 系列集成電機、GPX 行星齒輪箱、ENX MAG 編碼器	工業機器人關節驅動、自動化生產線定位系統、精密裝配設備	高精度定位 (<0.01mm)、快速響應 (<1ms)、長壽命 (>10,000 小時)
半導體與電子制造	ECX SPEED 系列高速電機、GPX UP 齒輪箱、TSX 光學編碼器	晶圓搬運機器人、芯片測試設備、光刻機定位系統	超高速運行 (120,000rpm)、超高精度 (<0.1μm)、潔凈室兼容 (Class 100)
醫療設備	DCX 系列空心杯電機、GPX 低背隙齒輪箱、MAG 磁性編碼器	手術機器人、呼吸機、輸液泵、CT 掃描儀	低噪音 (<40dB)、低振動、無菌設計、高可靠性
航空航天與	EC-i 系列無刷電機、Resolver 旋轉變壓器、雙壁安全齒輪箱	無人機飛控系統、制導系統、衛星姿態控制	輕量化設計 (減重 30%)、抗輻射、抗振動 (>10g)
精密儀器與測試設備	DCX 系列電機、GSX 正齒輪箱、TSX 光學編碼器	光學測量儀器、材料測試設備、坐標測量機	高精度 (<0.001°)、低漂移、高穩定性
工程機械與液壓系統	DC-max 系列電機、GP 系列行星齒輪箱、OC 系列油冷卻器	挖掘機液壓系統、起重機卷揚機構、裝載機傳動系統	高轉矩密度、抗污染、適應惡劣環境

三、核心優勢與選型要點

（一）核心優勢

1.  模塊化設計：電機、齒輪箱、編碼器可自由組合，快速定制驅動系統

2.  高精度性能：定位精度可達 ±0.001°，重復定位精度 ±0.0005°

3.  高效率：空心杯電機效率高達 90%，比傳統電機節能 30%

4.  長壽命：無刷電機壽命可達 50,000 小時，免維護

5.  定制化能力：可根據客戶需求定制繞組、軸端、法蘭和特殊涂層

（二）選型要點

1.  根據負載特性選擇電機類型：連續負載選 EC 系列無刷電機，間歇負載選 DCX 系列有刷電機

2.  定位精度要求高時選 GPX 系列行星齒輪箱 (背隙 < 1°) 和 TSX 光學編碼器 (分辨率 > 1024PPR)

3.  惡劣環境應用選 Resolver 旋轉變壓器和 IP67 防護等級產品

4.  空間受限應用選 EC flat 系列扁平電機和緊湊型齒輪箱

5.  高功率需求選 DC-max 系列或 EC-max 系列高功率密度電機