多功能伺服電機(jī)性能對比測試裝置及其測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多功能伺服電機(jī)性能對比測試裝置，包括測試平臺，測試平臺上設(shè)有兩個絲桿，兩個絲桿上均設(shè)有相配合的螺母座，測試平臺上對應(yīng)兩個絲桿各設(shè)有一直線導(dǎo)軌，直線導(dǎo)軌上設(shè)有相配合的滑塊，滑塊與螺母座之間通過連接件連接，滑塊上設(shè)有位置傳感器，兩個絲桿的兩端分別傳動連接一扭矩傳感器，兩個絲桿同一端的扭矩傳感器分別傳動連接一阻尼器，兩個絲桿另一端的扭矩傳感器分別傳動連接一待測電機(jī)和一對比電機(jī)。本發(fā)明能夠模擬變負(fù)載摩擦、變間隙等各種復(fù)雜的工作狀況，完成對電機(jī)的自動化測試，且可與高精度的標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)實現(xiàn)對比測試，測量和分析電機(jī)運(yùn)動的平穩(wěn)性、響應(yīng)速度、以及功率、扭矩、速度等性能參數(shù)。
【專利說明】多功能伺服電機(jī)性能對比測試裝置及其測試系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機(jī)測試【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種多功能伺服電機(jī)性能對比測試裝置及其測試系統(tǒng)，用于對伺服電機(jī)主要性能指標(biāo)的評估與測試，也適用于對新型電機(jī)的性能的評估與測試。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電機(jī)工業(yè)的迅速發(fā)展，對伺服電機(jī)測試技術(shù)提出了更高的要求:一方面，在新產(chǎn)品的研制過程中，除了必須對電機(jī)的設(shè)計、工藝過程及理論分析方面進(jìn)行研究外，還必須對產(chǎn)品或樣機(jī)進(jìn)行大量的試驗驗證，以探索改進(jìn)的途徑；另一方面，隨著電機(jī)的品種增多、產(chǎn)量增大，例行試驗的工作量也不斷增加，在大型電機(jī)的試驗研究、工作情況的監(jiān)視以及自動控制系統(tǒng)中都有大量的數(shù)據(jù)需要采集和處理，這些都對電機(jī)測試技術(shù)提出了新的要求。
[0003]電機(jī)的應(yīng)用場合十分廣泛，應(yīng)用環(huán)境也很復(fù)雜，有時購買的電機(jī)不能保證其能適用于應(yīng)用場合，并且不能對其控制效果進(jìn)行測試。若能在電機(jī)安裝前對電機(jī)控制性能和效果進(jìn)行測試，并調(diào)試好電機(jī)控制的參數(shù)，將會有助于有效地選擇合適的電機(jī)及配套設(shè)備，并會大大加快電機(jī)的調(diào)試時間和提高性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)中伺服電機(jī)的性能難以測試的技術(shù)問題，提供一種多功能伺服電機(jī)性能對比測試裝置，能全面的進(jìn)行伺服電機(jī)的性能測試，便于修正伺服電機(jī)的控制參數(shù)，使伺服電機(jī)達(dá)到最佳的工作狀態(tài)。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種多功能伺服電機(jī)性能對比測試裝置，包括測試平臺，所述的測試平臺上設(shè)有兩個絲桿，兩個絲桿上均設(shè)有相配合的螺母座，所述的測試平臺上對應(yīng)兩個絲桿各設(shè)有一直線導(dǎo)軌，所述的直線導(dǎo)軌上設(shè)有相配合的滑塊，所述的滑塊與螺母座之間通過連接件連接，所述的滑塊上設(shè)有位置傳感器，兩個絲桿的兩端分別傳動連接一扭矩傳感器，兩個絲桿同一端的扭矩傳感器分別傳動連接一阻尼器，兩個絲桿另一端的扭矩傳感器分別傳動連接一待測電機(jī)和一對比電機(jī)，兩個絲桿至少一端安裝或傳動連接有慣量加載裝置，所述的慣量加載裝置包括至少一個可拆裝的慣量盤。
[0006]作為優(yōu)選的，所述的阻尼器為磁滯阻尼器。磁滯阻尼器是以磁場為媒介傳遞恒定扭力的裝置，工作模式實現(xiàn)可編程控制，控制方便，模擬各種實際工作狀態(tài)。
[0007]進(jìn)一步的為防止螺母座超出絲桿的螺紋行程，所述的測試平臺上位于兩個絲桿的兩端處分別設(shè)有限位傳感器。
[0008]為使連接可靠，并便于拆裝，所述的扭矩傳感器與絲桿、阻尼器、待測電機(jī)和對比電機(jī)之間均通過聯(lián)軸器傳動連接。
[0009]作為優(yōu)選的，所述的絲桿為滾珠絲桿。滾珠絲桿具有很小的摩擦阻力，有利于提高性能測試的準(zhǔn)確性，更接近真實數(shù)據(jù)。
[0010]進(jìn)一步的，提高絲桿的穩(wěn)定性，所述的絲桿的兩端分別設(shè)有支撐絲桿的支撐座，所述的支撐座內(nèi)設(shè)有套設(shè)在絲桿上的軸承。
[0011]一種伺服電機(jī)性能對比測試系統(tǒng)，包括上述多功能伺服電機(jī)性能對比測試裝置、伺服控制器和控制主機(jī)，所述的多功能伺服電機(jī)性能對比測試裝置的待測電機(jī)、伺服控制器和控制主機(jī)形成信號控制回路，所述的多功能伺服電機(jī)性能對比測試裝置的對比電機(jī)、伺服控制器和控制主機(jī)形成信號控制回路，所述的多功能伺服電機(jī)性能對比測試裝置的位置傳感器和扭矩傳感器通過AD轉(zhuǎn)換器與控制主機(jī)形成信號采集回路，伺服電機(jī)性能測試裝置的阻尼器與控制主機(jī)形成控制連接。
[0012]被測電機(jī)和對比電機(jī)分別與伺服控制器之間具有控制線路和反饋線路。利于實現(xiàn)電機(jī)控制和電機(jī)工作狀況的信息反饋。
[0013]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的多功能伺服電機(jī)性能對比測試裝置，構(gòu)思新穎，易于制作，能夠模擬變負(fù)載摩擦、變間隙各種復(fù)雜的工作狀況，完成對電機(jī)的自動化測試，且可與高精度的標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)實現(xiàn)對比測試，測量和分析電機(jī)運(yùn)動的平穩(wěn)性、響應(yīng)速度、以及功率、扭矩、速度等性能參數(shù)，確定電機(jī)、負(fù)載、控制器之間的工作區(qū)間，在速度、負(fù)載、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性、響應(yīng)時間要求前提小，獲得電流的工作極限值，逐步修正伺服控制器的參數(shù)匹配。
[0014]【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0016]圖1是本發(fā)明的多功能伺服電機(jī)性能對比測試裝置的優(yōu)選實施例的俯視圖；
圖2是本發(fā)明的多功能伺服電機(jī)性能對比測試裝置的優(yōu)選實施例的立體圖；
圖3是本發(fā)明的伺服電機(jī)性能對比測試系統(tǒng)的優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)框圖。
[0017]圖中:1.測試平臺，2.絲桿，21.螺母座，22.限位傳感器，3.直線導(dǎo)軌，31.滑塊，
4.連接件，5.扭矩傳感器，6.阻尼器，7.待測電機(jī)，71.對比電機(jī)，8.聯(lián)軸器，9.支撐座。
[0018]【具體實施方式】
[0019]現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0020]如圖1和圖2所示，本發(fā)明的一種多功能伺服電機(jī)性能對比測試裝置，包括測試平臺1，所述的測試平臺I上設(shè)有兩個絲桿2，兩個絲桿2上均設(shè)有相配合的螺母座21，所述的測試平臺I上對應(yīng)兩個絲桿2各設(shè)有一直線導(dǎo)軌3，所述的直線導(dǎo)軌3上設(shè)有相配合的滑塊31，所述的滑塊31與螺母座21之間通過連接件4連接，所述的滑塊31上設(shè)有位置傳感器，兩個絲桿2的兩端分別傳動連接一扭矩傳感器5，兩個絲桿2同一端的扭矩傳感器5分別傳動連接一阻尼器6，兩個絲桿2另一端的扭矩傳感器5分別傳動連接一待測電機(jī)7和一對比電機(jī)71，兩個絲桿2至少一端安裝或傳動連接有慣量加載裝置10，所述的慣量加載裝置10包括至少一個可拆裝的慣量盤。慣量盤可直接安裝于絲桿上，也可通過鏈輪機(jī)構(gòu)或皮帶輪機(jī)構(gòu)或齒輪機(jī)構(gòu)與慣量盤傳動連接，能起到模擬慣量的情況即可。[0021]通過阻尼器6可模擬在恒阻力、變阻力時的電機(jī)工作情況，通過慣量加載裝置可模擬在不同慣量時的電機(jī)工作情況。
[0022]通過測試:測量和分析電機(jī)運(yùn)動的平穩(wěn)性、響應(yīng)速度、以及功率、扭矩、速度等性能參數(shù)；確定電機(jī)、負(fù)載、控制器之間的工作區(qū)間，在速度、負(fù)載、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性、響應(yīng)時間要求前提小，獲得電流的工作極限值，逐步修訂伺服控制器的參數(shù)匹配。
[0023]作為優(yōu)選的，所述的阻尼器6為磁滯阻尼器6。磁滯阻尼器6是以磁場為媒介傳遞恒定扭力的裝置，工作模式實現(xiàn)可編程控制，控制方便，模擬各種實際工作狀態(tài)。
[0024]進(jìn)一步的為防止螺母座21超出絲桿2的螺紋行程，所述的測試平臺I上位于兩個絲桿2的兩端處分別設(shè)有限位傳感器22。
[0025]為使連接可靠，并便于拆裝，所述的扭矩傳感器5與絲桿2、阻尼器6、待測電機(jī)7和對比電機(jī)71之間均通過聯(lián)軸器8傳動連接。
[0026]作為優(yōu)選的，所述的絲桿2為滾珠絲桿2。滾珠絲桿2具有很小的摩擦阻力，有利于提高性能測試的準(zhǔn)確性，更接近真實數(shù)據(jù)。
[0027]進(jìn)一步的，提高絲桿2的穩(wěn)定性，所述的絲桿2的兩端分別設(shè)有支撐絲桿2的支撐座9，所述的支撐座9內(nèi)設(shè)有套設(shè)在絲桿2上的軸承。
[0028]如圖3所示，一種伺服電機(jī)性能對比測試系統(tǒng)，包括上述多功能伺服電機(jī)性能對比測試裝置、伺服控制器和控制主機(jī)，所述的多功能伺服電機(jī)性能對比測試裝置的待測電機(jī)、伺服控制器和控制主機(jī)形成信號控制回路，所述的多功能伺服電機(jī)性能對比測試裝置的對比電機(jī)、伺服控制器和控制主機(jī)形成信號控制回路，所述的多功能伺服電機(jī)性能對比測試裝置的位置傳感器和扭矩傳感器通過AD轉(zhuǎn)換器與控制主機(jī)形成信號采集回路，伺服電機(jī)性能測試裝置的阻尼器與控制主機(jī)形成控制連接。
[0029]被測電機(jī)7和對比電機(jī)71分別與伺服控制器之間具有控制線路和反饋線路。
[0030]人為的運(yùn)動指令發(fā)送到伺服控制器，同時把:時間一速度、位移、扭矩發(fā)送到工控機(jī)，形成基準(zhǔn)曲線，測試系統(tǒng)對被測電機(jī)7和對比電機(jī)71的速度、位移、扭矩進(jìn)行采集，通過AD轉(zhuǎn)換器回饋到控制主機(jī)，與基準(zhǔn)曲線合并生成報表曲線，通過控制主機(jī)控制阻尼器的6的阻力，模擬被測電機(jī)7和對比電機(jī)71在各種不同實際工作時的狀況，形成不同的測試報表。后期針對測試報表的研究，逐步修正伺服控制器的參數(shù)匹配，使之更接近于對比電機(jī)71，使被測電機(jī)7的控制精度提高。
[0031]對比電機(jī)71為超高精度的伺服電機(jī)，一般選用德國進(jìn)口的西門子伺服電機(jī)，其精度達(dá)到國際領(lǐng)先水平，要提高待測電機(jī)7的控制精度就需要找到合適的控制參數(shù)來與之匹配，通過本發(fā)明的多功能伺服電機(jī)性能對比測試裝置及其測試系統(tǒng)能有效的修正伺服控制器的參數(shù)，達(dá)到預(yù)期的目的。
[0032]以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種多功能伺服電機(jī)性能對比測試裝置，其特征是:包括測試平臺，所述的測試平臺上設(shè)有兩個絲桿，兩個絲桿上均設(shè)有相配合的螺母座， 所述的測試平臺上對應(yīng)兩個絲桿各設(shè)有一直線導(dǎo)軌，所述的直線導(dǎo)軌上設(shè)有相配合的滑塊，所述的滑塊與螺母座之間通過連接件連接，所述的滑塊上設(shè)有位置傳感器， 兩個絲桿的兩端分別傳動連接一扭矩傳感器，兩個絲桿同一端的扭矩傳感器分別傳動連接一阻尼器，兩個絲桿另一端的扭矩傳感器分別傳動連接一待測電機(jī)和一對比電機(jī)， 兩個絲桿至少一端安裝或傳動連接有慣量加載裝置，所述的慣量加載裝置包括至少一個可拆裝的慣量盤。
2.如權(quán)利要求1所述的多功能伺服電機(jī)性能對比測試裝置，其特征是:所述的阻尼器為磁滯阻尼器。
3.如權(quán)利要求1或2所述的多功能伺服電機(jī)性能對比測試裝置，其特征是:所述的測試平臺上位于兩個絲桿的兩端處分別設(shè)有限位傳感器。
4.如權(quán)利要求1所述的多功能伺服電機(jī)性能對比測試裝置，其特征是:所述的扭矩傳感器與絲桿、阻尼器、待測電機(jī)和對比電機(jī)之間均通過聯(lián)軸器傳動連接。
5.如權(quán)利要求1所述的多功能伺服電機(jī)性能對比測試裝置，其特征是:所述的絲桿為滾珠絲桿。
6.如權(quán)利要求1或5所述的多功能伺服電機(jī)性能對比測試裝置，其特征是:所述的絲桿的兩端分別設(shè)有支撐絲桿的支撐座，所述的支撐座內(nèi)設(shè)有套設(shè)在絲桿上的軸承。
7.一種伺服電機(jī)性能對比測試系統(tǒng)，其特征是:包括如權(quán)利要求1-6任一項所述的多功能伺服電機(jī)性能對比測試裝置、伺服控制器和控制主機(jī)，所述的多功能伺服電機(jī)性能對比測試裝置的待測電機(jī)、伺服控制器和控制主機(jī)形成信號控制回路，所述的多功能伺服電機(jī)性能對比測試裝置的對比電機(jī)、伺服控制器和控制主機(jī)形成信號控制回路，所述的多功能伺服電機(jī)性能對比測試裝置的位置傳感器和扭矩傳感器通過AD轉(zhuǎn)換器與控制主機(jī)形成信號采集回路，伺服電機(jī)性能測試裝置的阻尼器與控制主機(jī)形成控制連接。
8.如權(quán)利要求7所述的伺服電機(jī)性能對比測試系統(tǒng)，其特征是:所述的被測電機(jī)和對比電機(jī)分別與伺服控制器之間具有控制線路和反饋線路。
【文檔編號】G01R31/34GK103558549SQ201310539262
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月4日
【發(fā)明者】謝志榮 申請人:江蘇匯爾豪電機(jī)科技有限公司