Maxon DCX 10 电机-齿轮箱-编码器系统产品

发布日期：2026-01-15      浏览次数：21

Maxon DCX 10 电机-齿轮箱-编码器系统产品案例分析

一、DCX 10 系统核心单元组成

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1.1 DCX 10 电机单元

DCX 10 电机属于 maxon 有刷直流电机系列，具备紧凑的设计，是小型驱动器的理想选择 。电机规格尺寸为 10mm，其结构设计精巧，可选用预紧球轴承或烧结轴承，满足不同应用场景下对轴承性能的要求。部分型号还配备了火花抑制（CLL）组件，采用贵金属电刷结构，在运行过程中，可有效减少电刷与换向器之间的火花产生，延长电机的使用寿命，确保电机运行的稳定性与可靠性。该电机可提供多种不同的电压规格选择，以满足不同设备对电源的需求。其转速范围较广，能在不同负载条件下保持较为稳定的转速输出，为设备提供持续、稳定的动力支持。由于其紧凑的体积和多样化的性能特点，DCX 10 电机非常适合在空间有限的设备中使用，如小型医疗器械、便携式电子设备等，能够为这些设备提供精准、高效的动力输出。

1.2 GPX 10 行星齿轮箱单元

与 DCX 10 电机配套的是 GPX 10A 行星齿轮箱，该齿轮箱属于 maxon 行星齿轮箱产品类别。它采用行星齿轮传动结构，由多个行星齿轮围绕中心太阳轮旋转，通过内齿圈与行星架的相互作用实现动力的传递与减速。这种结构设计使得齿轮箱在紧凑的空间内实现了较大的传动比，同时具有较高的传动效率和扭矩传递能力。其内部齿轮采用优质材料制造，经过精密加工和热处理，具有良好的耐磨性和强度，能够在长时间的工作过程中保持稳定的性能。齿轮箱的外壳采用高强度材料，不仅起到保护内部齿轮的作用，还能有效减少运行过程中的振动和噪音。当与 DCX 10 电机组合使用时，电机输出的高速旋转动力通过齿轮箱的减速作用，转化为较低转速、较大扭矩的输出，满足设备对转速和扭矩的不同需求，广泛应用于需要精确控制转速和扭矩的自动化设备、机器人关节驱动等领域。

1.3 ENX 10 编码器单元

ENX 10 编码器为 3 通道紧凑型数字编码器，主要用于直流有刷电机的定位任务与速度控制。它采用光学原理进行信号检测，每圈计数参数可根据实际应用需求在工厂完成编程，为用户提供了灵活的配置选择。该编码器具备高精度与高信号分辨率特性，能够精确地检测电机轴的旋转角度和速度，并将这些信息转化为数字信号输出给控制系统。其信号传输稳定可靠，抗干扰能力强，能够在复杂的电磁环境中正常工作。在实际应用中，编码器的 3 个通道分别用于输出 A 相、B 相和 Z 相脉冲信号，A 相和 B 相脉冲信号用于测量电机的转速和旋转方向，通过比较 A 相和 B 相脉冲的相位差，可以确定电机的旋转方向；Z 相脉冲信号则用于提供电机轴的零位参考，为电机的精确位置控制提供基础。由于其紧凑的设计，ENX 10 编码器可以方便地安装在电机的后端，与电机轴直接连接，实现对电机运行状态的实时监测与反馈控制，需与连续轴电机配套使用，常用于自动化生产线、精密仪器等对位置和速度控制精度要求较高的场合。

1.4 EPOS4 配套控制单元

配套控制单元采用 EPOS4 compact 24/1.5 定位控制器，该控制器通过 USB 方式与电机系统连接，实现对电机的精确控制与监测。它具备强大的控制功能，可支持多种控制模式，如位置控制、速度控制、扭矩控制等，用户可以根据实际应用需求灵活选择合适的控制模式。控制器提供了 IDX 调试软件，该软件具有直观的用户界面，用户可以通过软件方便地对控制器的参数进行设置和调整，如电机的运行速度、加速度、位置目标值等。同时，还提供了硬件固件说明及函数库，函数库分 Linux 与 Windows 版本，两者不可通用，为用户进行二次开发提供了便利。用户可以根据自己的编程环境和需求选择相应版本的函数库，通过调用函数库中的函数，实现对电机的各种控制操作，如电机的启动、停止、正反转、速度调节等，广泛应用于工业自动化控制、机器人控制等领域，为电机系统的稳定运行和精确控制提供了可靠的保障。

核心单元	型号	核心特性	核心功能
电机单元	DCX 10	10mm紧凑设计，可选预紧球轴承/烧结轴承，贵金属电刷（CLL组件），多电压规格	提供稳定、精准的初始动力，适配空间受限设备
行星齿轮箱单元	GPX 10A	行星齿轮传动，高传动效率，低振动低噪音，紧凑高扭矩	将高速低扭矩转化为低速大扭矩，满足设备动力需求
编码器单元	ENX 10	3通道光学检测，高精度高分辨率，工厂可编程每圈计数，抗干扰强	实时监测电机转速与角度，提供精准位置/速度反馈
控制单元	EPOS4 compact 24/1.5	多控制模式，IDX调试软件，双系统函数库，USB连接	接收反馈信号，发出控制指令，实现电机精准调控

二、DCX 10 系统典型应用案例

2.1 工业多平台编程控制应用案例

在某工业自动化项目中，需要对设备的运动进行精确控制，同时由于项目需求，设备需在不同的运行平台之间切换。为此，选用了 DCX 10L 电机、GPX 10A 齿轮箱、ENX 10 编码器与 EPOS4 compact 24/1.5 定位控制器组成的驱动系统。在软件层面，由于项目要切换运行平台，因此同时采用了 Linux 和 Windows 版本的 library。程序编写主要参照 Linux library 中附带的示例进行，实际操作发现，Linux library 例子中的函数在 Windows 平台也具有一定的适用性。在 PID 参数设置方面，利用 IDX 调试软件完成。该软件界面友好，通过一系列调试操作，能够帮助工程师更好地理解电机的控制原理，为后续编程提供思路。

在程序执行流程上，行初始化操作，确保系统各部分处于初始稳定状态；接着设置要使用的运行模式，如位置控制模式、速度控制模式等，以满足不同的运动需求；然后根据具体的控制指令，对电机的运行参数进行设置和调整，如设置电机的目标位置、运行速度、加速度等；在电机运行过程中，ENX 10 编码器实时监测电机轴的旋转角度和速度，并将这些信息反馈给 EPOS4 控制器，控制器根据反馈信息对电机进行实时调整，以确保电机按照预定的轨迹和参数运行；当电机完成任务或出现异常情况时，执行相应的停止或故障处理操作。

在实际操作过程中，特别需要注意的是，要严格遵循先连接 USB 再上电的步骤。这是因为如果先上电再连接 USB，可能会产生瞬间的电流冲击，对控制器造成损坏。虽然有测试表明在 12V 电压下不小心操作一次似乎不会烧坏控制器，但为了确保系统的稳定运行和设备的安全，还是要严格按照正确步骤进行操作。通过这样的配置和操作，该驱动系统在工业自动化项目中实现了高精度的运动控制，并且能够在不同运行平台之间稳定切换，满足了项目的多样化需求。

2.2 医疗辅助器械应用案例

在医疗辅助器械领域，DCX 10 系统凭借其紧凑的结构设计和高功率密度特性，在手足义肢设备中得到了应用。手足义肢需要模拟人体肢体的运动，为使用者提供尽可能接近自然的行动能力，这就对驱动系统的性能和尺寸提出了严格要求。DCX 10 电机可根据实际需求选配火花抑制（CLL）组件，其采用的贵金属电刷结构，能够有效减少电机运行时电刷与换向器之间产生的火花。这一特性在医疗设备中尤为重要，因为火花可能会干扰其他医疗电子设备的正常运行，甚至在某些特殊环境下存在安全隐患。

DCX 10 电机与 GPX 10A 齿轮箱组合使用，电机输出的高速旋转动力通过齿轮箱的减速传动，转化为适合义肢运动的低速、大扭矩输出，为义肢的运动提供稳定的动力支持。同时，ENX 10 编码器安装在电机后端，与电机轴直接连接，能够精确检测电机轴的旋转角度和速度，为义肢的运动控制提供精准的反馈信息。控制器根据编码器反馈的信息，实时调整电机的运行状态，使义肢能够按照使用者的意图进行精确运动。例如，在使用者进行抓握动作时，义肢能够根据编码器检测到的电机运动信息，精确控制手指的开合程度和力度，实现稳定、准确的抓握操作。这种精准的运动控制，能够大大提高义肢使用者的生活自理能力和行动便利性。由于 DCX 10 系统整体结构紧凑，能够很好地适配手足义肢的小型化设计需求，在有限的空间内实现强大的驱动和控制功能，为医疗辅助器械的发展提供了有力支持 。

应用领域	具体场景	系统配置	核心成效与注意事项
工业自动化	多平台切换精密运动控制	DCX 10L+GPX 10A+ENX 10+EPOS4 compact 24/1.5	实现高精度运动控制，支持Linux/Windows跨平台；注意先连USB再上电
医疗辅助器械	手足义肢驱动与控制	DCX 10（可选CLL组件）+GPX 10A+ENX 10+EPOS4 compact 24/1.5	紧凑适配义肢设计，精准控制肢体运动，无火花干扰医疗设备，提升使用者自理能力

三、DCX 10 系统技术应用关键要点

3.1 编码器组装适配要点

ENX 10 编码器在应用中受共振因素影响，为确保其稳定工作，需安装于连续轴电机上。在组装过程中，由于其对电机的适配性要求较高，需对电机进行针对性调整，这一操作较为复杂，涉及到电机内部结构和参数的调整，所以仅可在产品交付工厂完成，不支持用户自行组装调试。若用户自行尝试组装，可能会因操作不当导致编码器与电机之间的连接不稳固，影响信号传输，或者使电机内部结构受到损坏，进而影响整个系统的性能和稳定性，导致设备无法正常运行，甚至可能引发安全事故。因此，严格按照规定的流程和要求进行编码器的组装适配至关重要，以保障系统能够安全、稳定、高效地运行 。

3.2 控制软件硬件适配要点

控制单元配套的 library 分为 Linux 与 Windows 版本，由于两者基于不同的操作系统内核和编程环境开发，其函数库的接口、调用方式以及对硬件资源的管理方式等都存在差异，所以两者无通用性。在实际应用中，如果涉及跨平台应用，需分别适配对应版本的 library，以确保软件能够正确调用硬件资源，实现对电机的精确控制。例如，在一个需要在 Linux 和 Windows 两种平台上运行的项目中，开发人员需要根据不同平台的特点，分别编写调用不同版本 library 的代码，以保证电机在不同平台下都能稳定运行。

IDX 调试软件是控制单元中用于 PID 参数调试的重要工具。在使用过程中，通过该软件可对电机的比例（P）、积分（I）、微分（D）参数进行调整，以优化电机的控制性能，使其在不同的负载和运行条件下都能保持稳定的转速和位置控制。调试流程通常包括对电机运行状态的监测、参数的逐步调整以及对调整效果的评估等步骤。通过这些调试操作，工程师能够深入了解电机的运行特性和控制需求，为后续的编程工作提供有力的参考和指导，帮助开发人员更好地编写控制程序，实现对电机的高效、精准控制 。

3.3 设备操作安全要点

在对 DCX 10 系统进行上电操作时，需严格遵循先连接 USB 再接通电源的顺序。这是因为如果先接通电源，设备内部的电路会处于通电状态，此时再连接 USB，可能会产生瞬间的电流冲击，这种冲击可能会超出设备内部电路元件的承受范围，导致电路元件损坏，进而使设备无法正常工作。虽然在某些较低电压条件下，如 12V 电压下，偶尔一次错误操作可能不会立即烧坏控制器，但长期或多次这样的错误操作，必然会对设备造成潜在的损害，降低设备的使用寿命和稳定性。

当设备出现故障时，应优先检查电路连接情况。因为在实际使用过程中，电路连接松动、接触不良或者线路损坏等问题是导致设备故障的常见原因。通过仔细检查电源线、信号线等连接线路是否牢固，是否存在破损、短路等情况，可以快速排除一些简单的故障。在确认电路连接正常后，再对设备本体进行排查，如检查电机是否存在机械故障、编码器是否正常工作、控制器是否出现异常等。按照这样的顺序进行故障排查，能够提高排查效率，快速定位故障点，及时解决设备故障，保障设备的正常运行 。

要点类别	核心要求	违规/不当操作后果	核心目的
编码器组装适配	仅可在工厂完成组装调试，需安装于连续轴电机	信号传输异常，电机/编码器损坏，系统无法正常运行	规避共振影响，保障编码器稳定工作与系统性能
控制软件硬件适配	跨平台需分别适配Linux/Windows版library，用IDX调试PID参数	软件无法调用硬件，电机控制精度不足，运行不稳定	确保软件与硬件兼容，实现电机高效精准调控
设备操作安全	先连USB再上电；故障先查电路连接，再查设备本体	控制器损坏，设备寿命降低；故障排查效率低，延误生产	保障设备安全稳定运行，提高故障排查效率

四、DCX 10 系统应用总结

4.1 系统单元协同特性总结

DCX 10 电机作为动力源，凭借其紧凑的设计和稳定的动力输出，为整个系统提供初始动力。GPX 10A 齿轮箱与电机紧密配合，将电机输出的高速旋转转化为低速、大扭矩的输出，满足不同设备对转速和扭矩的需求。ENX 10 编码器实时监测电机轴的旋转角度和速度，为系统提供精确的反馈信息，使控制器能够根据实际运行情况对电机进行精准调控。EPOS4 compact 24/1.5 定位控制器则是整个系统的 “大脑"，它接收编码器反馈的信息，根据预设的控制模式和参数，对电机发出控制指令，实现对电机的启动、停止、速度调节、位置控制等操作。通过各单元之间的协同工作，DCX 10 系统能够实现高精度的运动控制，满足工业自动化、医疗辅助器械等领域对设备运动控制的严格要求，且系统整体结构紧凑，占用空间小，便于安装和集成到各种设备中 。

4.2 应用场景适配方向总结

该系统适用于对精度要求较高的小型化设备领域。在工业自动化场景中，可应用于小型自动化生产线的精密定位与运动控制，如电子元器件的贴片、检测设备等，能够实现对微小部件的精确抓取、放置和检测操作。在医疗辅助器械领域，像各类小型手术器械、康复训练设备等，DCX 10 系统能够提供精准的动力和运动控制，满足医疗器械对操作精度和稳定性的需求。

用户可根据实际应用场景的需求，灵活选择系统的配置。例如，在对电机寿命和稳定性要求较高的环境中，可选择配备预紧球轴承和火花抑制（CLL）组件的 DCX 10 电机；在对成本较为敏感的场景下，可选用烧结轴承的电机。对于不同的负载和转速要求，可通过选择合适传动比的 GPX 10A 齿轮箱来满足。在对位置和速度控制精度要求高的应用中，可利用 ENX 10 编码器的高精度特性，并结合 EPOS4 控制器的强大控制功能，实现对电机的精确控制 。

Maxon motor（麦克森）核心产品型号与工业应用

Maxon motor（麦克森）是瑞士的精密驱动技术制造商，成立于 1961 年，专注于高精度直流电机、齿轮箱、编码器及驱动系统的研发与生产，以高转矩密度、高效率、长寿命和模块化设计著称，广泛应用于工业自动化、医疗设备、半导体、航空航天等领域。

一、主要产品型号分类及核心参数

（一）电机系列（核心动力单元）

电机类型	型号系列	核心型号	核心参数	结构特点	适用场景
有刷直流电机	DCX 系列	DCX 10、DCX 16、DCX 22、DCX 32、DCX 42	电压 6-48V，功率 0.5-200W，转速 3000-15000rpm	空心杯转子，无铁芯损耗，效率高达 90%	精密仪器、自动化设备、医疗设备
	DC-max 系列	DC-max 16、DC-max 22、DC-max 32	电压 12-48V，功率 5-500W，转矩 1-100N·m	高功率密度，可定制化绕组和轴端	工业自动化、机器人、工程机械
	A-max 系列	A-max 16、A-max 22、A-max 32	电压 6-24V，功率 0.5-50W，转速 5000-20000rpm	经济型空心杯电机，自动化生产，性价比高	消费电子、小型自动化设备
无刷直流电机	EC 系列	EC 16、EC 22、EC 32、EC 42、EC 60	电压 12-48V，功率 10-400W，转速 5000-25000rpm	电子换向，长寿命，低维护	工业自动化、医疗设备、半导体设备
	EC-max 系列	EC-max 16、EC-max 22、EC-max 30、EC-max 40	电压 24-48V，功率 40-1000W，转矩 2-50N·m	高转矩密度，高效率，散热性能好	机器人关节、工业机器人、精密机械
	EC-i 系列	EC-i 22、EC-i 30、EC-i 40、EC-i 52	电压 12-48V，功率 5-300W，转速 3000-18000rpm	铁芯绕组，结构紧凑，成本效益高	工业自动化、输送系统、小型机器人
	ECX SPEED 系列	ECX SPEED 8、ECX SPEED 10、ECX SPEED 16	电压 24-48V，功率 10-200W，转速高达 120,000rpm	超高速设计，优化空气动力学	半导体设备、高速主轴、精密测试设备
	IDX 系列	IDX 22、IDX 32、IDX 42、IDX 56	电压 24-48V，功率 20-500W，集成 EPOS4 控制器	集成位置控制器，即插即用，自动化设置	工业 4.0、智能工厂、自动化生产线
	EC flat 系列	EC flat 20、EC flat 30、EC flat 42	薄型设计，厚度 5-20mm	扁平结构，轴向空间占用小	医疗设备、自动化检测设备、空间受限应用

（二）齿轮箱 / 减速机系列（动力传递与变速）

齿轮箱类型	型号系列	核心型号	减速比	转矩范围	结构特点	适用场景
行星齿轮箱	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，高刚性	精密定位、机器人关节、医疗设备
	GPX UP 系列	GPX UP 22、GPX UP 32、GPX UP 42	5:1~500:1	1-200N·m	超高性能，强化输出轴，高效率	工业机器人、重型自动化设备
	GP 系列	GP 16、GP 22、GP 32、GP 42	3:1~500:1	0.5-50N·m	标准型行星齿轮箱，性价比高	一般工业应用、自动化生产线
正齿轮箱	GS 系列	GS 16、GS 22、GS 32、GS 42	1:1~10:1	0.1-10N·m	结构简单，成本低，效率高	小型设备、低转矩应用
	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	精密仪器、测试设备
特殊齿轮箱	丝杠驱动	GP 16 S、GP 22 S、GP 32 S	3:1~100:1	0.1-5N·m	集成丝杠，旋转运动转为直线运动	线性定位、精密工作台、自动化装配
	谐波减速器	HD 系列	-	50:1~100:1	10-500N·m	零背隙，高传动精度	工业机器人、精密定位系统

（三）编码器系列（位置与速度反馈）

编码器类型	型号系列	核心型号	分辨率	信号输出	结构特点	适用场景
磁性编码器	ENX MAG 系列	ENX 10MAG、ENX 16MAG、ENX 22MAG	1024-8192 PPR	A/B 相，增量式	非接触式，抗污染，高可靠性	工业自动化、机器人、恶劣环境应用
	MAG 系列	MAG 16、MAG 22、MAG 32	512-4096 PPR	A/B 相，增量式	紧凑设计，安装方便	小型设备、医疗仪器
光学编码器	TSX 系列	TSX 16、TSX 22、TSX 32	2048-16384 PPR	A/B 相，增量式	高精度，低噪声	精密定位、光学设备、半导体设备
	HEDL 系列	HEDL 5540、HEDL 5545	1000-5000 PPR	A/B 相，增量式	标准型光学编码器，性价比高	一般工业应用、自动化生产线
特殊编码器	Resolver 系列	Resolver 22、Resolver 32	12 位	正弦 / 余弦信号	抗振动，抗电磁干扰	航空航天、设备、恶劣环境应用
	DC 测速机	Tach 16、Tach 22、Tach 32	100-1000 mV/rpm	模拟信号	速度反馈，简单可靠	调速系统、电机控制

二、工业领域主要应用场景

应用领域	核心产品	典型应用案例	核心优势
工业自动化与机器人	IDX 系列集成电机、GPX 行星齿轮箱、ENX MAG 编码器	工业机器人关节驱动、自动化生产线定位系统、精密装配设备	高精度定位 (<0.01mm)、快速响应 (<1ms)、长寿命 (>10,000 小时)
半导体与电子制造	ECX SPEED 系列高速电机、GPX UP 齿轮箱、TSX 光学编码器	晶圆搬运机器人、芯片测试设备、光刻机定位系统	超高速运行 (120,000rpm)、超高精度 (<0.1μm)、洁净室兼容 (Class 100)
医疗设备	DCX 系列空心杯电机、GPX 低背隙齿轮箱、MAG 磁性编码器	手术机器人、呼吸机、输液泵、CT 扫描仪	低噪音 (<40dB)、低振动、无菌设计、高可靠性
航空航天与	EC-i 系列无刷电机、Resolver 旋转变压器、双壁安全齿轮箱	无人机飞控系统、制导系统、卫星姿态控制	轻量化设计 (减重 30%)、抗辐射、抗振动 (>10g)
精密仪器与测试设备	DCX 系列电机、GSX 正齿轮箱、TSX 光学编码器	光学测量仪器、材料测试设备、坐标测量机	高精度 (<0.001°)、低漂移、高稳定性
工程机械与液压系统	DC-max 系列电机、GP 系列行星齿轮箱、OC 系列油冷却器	挖掘机液压系统、起重机卷扬机构、装载机传动系统	高转矩密度、抗污染、适应恶劣环境

三、核心优势与选型要点

（一）核心优势

1.  模块化设计：电机、齿轮箱、编码器可自由组合，快速定制驱动系统

2.  高精度性能：定位精度可达 ±0.001°，重复定位精度 ±0.0005°

3.  高效率：空心杯电机效率高达 90%，比传统电机节能 30%

4.  长寿命：无刷电机寿命可达 50,000 小时，免维护

5.  定制化能力：可根据客户需求定制绕组、轴端、法兰和特殊涂层

（二）选型要点

1.  根据负载特性选择电机类型：连续负载选 EC 系列无刷电机，间歇负载选 DCX 系列有刷电机

2.  定位精度要求高时选 GPX 系列行星齿轮箱 (背隙 < 1°) 和 TSX 光学编码器 (分辨率 > 1024PPR)

3.  恶劣环境应用选 Resolver 旋转变压器和 IP67 防护等级产品

4.  空间受限应用选 EC flat 系列扁平电机和紧凑型齿轮箱

5.  高功率需求选 DC-max 系列或 EC-max 系列高功率密度电机