本發(fā)明涉及一種基于啟動(dòng)摩擦力矩和電機(jī)電流的軸系靜平衡配平裝置，具體涉及啟動(dòng)摩擦力矩測(cè)試、不平衡質(zhì)量計(jì)算和電機(jī)電流測(cè)試。它主要應(yīng)用于基于無(wú)刷同步電機(jī)的高精度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，檢測(cè)并指導(dǎo)軸系靜平衡配平，從而確保機(jī)構(gòu)具備較高的運(yùn)動(dòng)精度。
背景技術(shù)：
在高精度的空間運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，主要依靠高精度的軸系實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)動(dòng)指向，其運(yùn)動(dòng)模式多為小角度頻繁擺動(dòng)、停歇。由于靜平衡水平直接關(guān)系到軸系轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大小，所以對(duì)于這種頻繁啟動(dòng)、停歇的機(jī)構(gòu)，靜平衡精度尤為重要。傳統(tǒng)的靜平衡配平方法是通過(guò)吊砝碼測(cè)啟動(dòng)摩擦力矩進(jìn)行，沒(méi)有其他計(jì)算和評(píng)價(jià)參數(shù)測(cè)試手段，存在精度粗糙的缺點(diǎn)，無(wú)法保證機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度。本實(shí)用新型尋求一種方法，增加相應(yīng)的啟動(dòng)摩擦力矩測(cè)試工裝、啟動(dòng)摩擦力矩計(jì)算，以及電機(jī)電流測(cè)試，進(jìn)一步提高靜平衡精度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于啟動(dòng)摩擦力矩和電機(jī)電流的軸系靜平衡配平裝置。
本發(fā)明一種基于啟動(dòng)摩擦力矩和電機(jī)電流的軸系靜平衡配平裝置包括啟動(dòng)摩擦力矩測(cè)試盤1、吊砝碼工具2、電機(jī)控制盒3、測(cè)試電腦4。
所述的啟動(dòng)摩擦力矩測(cè)試盤1為一個(gè)鋁合金圓盤，圓盤包括外環(huán)、內(nèi)環(huán)和肋板，輕量化率80％以上，外環(huán)面上為溝槽。
所述的吊砝碼工具2包括砝碼盤、吊繩和砝碼，砝碼盤為輕薄塑料材質(zhì)，吊繩為細(xì)尼龍繩，總質(zhì)量小于2g，砝碼為克組砝碼，為1克、2克、5克、10克、20克、50克、100克。
所述的電機(jī)控制盒3包括電機(jī)控制電路和電路盒，電機(jī)控制電路采用TMS320LF2407A作為電機(jī)控制芯片，電路盒為鋁合金材質(zhì)。
所述的測(cè)試電腦4為WIN7系統(tǒng)的臺(tái)式機(jī)，內(nèi)存8G，硬盤500G。
利用本裝置進(jìn)行軸系靜平衡配平時(shí)，將被測(cè)軸系放置在測(cè)試平臺(tái)上，啟動(dòng)摩擦力矩測(cè)試盤1與軸系同軸安裝，并確?？呻S軸系旋轉(zhuǎn)。吊砝碼工具2的細(xì)繩纏繞在啟動(dòng)摩擦力矩測(cè)試盤1的溝槽上，使砝碼盤自然垂下。電機(jī)控制盒3接通直流24V電源，并與軸系電機(jī)連接，數(shù)據(jù)通訊接口與電腦連接。裝置安裝到位后，轉(zhuǎn)動(dòng)軸系至某一角度，將砝碼從小到大放入砝碼盤中，當(dāng)軸系緩慢啟動(dòng)的瞬間，記錄砝碼總質(zhì)量，可得到軸系此角度啟動(dòng)摩擦力矩值。軸系配平后，電機(jī)控制盒3和測(cè)試電腦4工作，軸系在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，測(cè)得電機(jī)電流。
本發(fā)明的有益效果是：該方法既保留傳統(tǒng)的吊砝碼測(cè)試方法，又引入了測(cè)試工裝和不平衡質(zhì)量的計(jì)算，以及電機(jī)電流的評(píng)價(jià)，可有效保證靜平衡精度。
附圖說(shuō)明
圖1為基于啟動(dòng)摩擦力矩和電機(jī)電流的軸系靜平衡配平系統(tǒng)示意圖；圖中：1-啟動(dòng)摩擦力矩測(cè)試盤 2-吊砝碼工具 3-電機(jī)控制盒 4-測(cè)試電腦 5-運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖1對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。根據(jù)上述“發(fā)明內(nèi)容”中具體原理，設(shè)計(jì)了一種基于啟動(dòng)摩擦力矩和電機(jī)電流的軸系靜平衡配平裝置。該方法分為4個(gè)部分。
不同角度的正反向啟動(dòng)摩擦力矩測(cè)試
1)該部分用到啟動(dòng)摩擦力矩測(cè)試盤和吊砝碼工裝，分水平X和垂直Y兩個(gè)方向分別施加質(zhì)量進(jìn)行配平。所以此處分為4個(gè)角度點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試：0°、90°、180°、270°，每個(gè)點(diǎn)均測(cè)試正反向啟動(dòng)摩擦力矩，各測(cè)試3次以上，避免偏差。得到M0正、M0反，M180正、M180反；M90正、M90反，M270正、M270反。
2)計(jì)算不平衡質(zhì)量和位置
水平X方向的不平衡質(zhì)量計(jì)算，設(shè)定質(zhì)量添加在水平半徑RX處，
mx＝(M0正-M0反-M180正+M180反)/4RX
垂直Y方向的不平衡質(zhì)量計(jì)算，設(shè)定質(zhì)量添加在垂直半徑RY處，
mY＝(M90正-M90反-M270正+M270反)/4RY
3)不平衡質(zhì)量安裝
根據(jù)2)計(jì)算：
水平X方向的不平衡質(zhì)量mx安裝在水平半徑RX處；
垂直Y方向的不平衡質(zhì)量mY安裝在垂直半徑RY處；
4)啟動(dòng)電流測(cè)試
通過(guò)電機(jī)控制盒和測(cè)試電腦，測(cè)試得到0°、90°、180°、270°，4個(gè)點(diǎn)的正反向啟動(dòng)電流，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為從靜止加速到5°/S，加速度10°/S，計(jì)算電流有效值作為啟動(dòng)電流。得到I0正、I0反，I180正、I180反；I90正、I90反，I270正、I270反，相互之間的偏差應(yīng)小于20％，則說(shuō)明靜平衡精度良好，完成配平，否則，應(yīng)重復(fù)上述配平步驟。