CN108225766A - 精密减速器精度及性能综合试验台架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种精密减速器精度及性能综合试验台架，台架底座19上同一轴线且顺次连接驱动电机1、第一联轴器2、输入端扭矩传感器3、第二联轴器4、输入端角度测量模块21、被试减速器5、输出端角度测量模块22、第三联轴器6、输出端扭矩传感器7、增速机8及加载电机9，其中驱动单元固连在X轴驱动支撑平台18上，输入、输出角度测量模块和被试减速器5连接在装夹支架15上，加载单元固置在加载支撑平台14上。本发明满足精密减速器角度传动误差、扭转刚度、背隙、回差、回程误差、空载启动转矩、空载摩擦转矩、反向启动转矩、机械效率、温升以及空载跑合、带载试验、超载试验等传动性能的测试，测试功能综合性强，测试效率和精度较高。

Description

精密减速器精度及性能综合试验台架

技术领域

本发明涉及精密减速器测试试验台领域，具体来说，是涉及一种精密减速器的精度及性能综合测试试 验台架。

背景技术

精密减速器包括行星摆线减速器、谐波减速器、摆线针轮减速器等，具有高精度、高负载、高速比、 高效率、高寿命等特点，不仅被广泛运用于工业机器人，在航空航天、数控机床等领域也发挥着重要作用。 随着智能制造的深刻革新，各行业对精密减速器的定位精度和性能要求越来越高。精密减速器作为实现精 密运动及定位功能的核心零部件之一，其传动性能优劣对工业机器人或高档数控机床本体能否实现特定功 能具有重要影响，因此，对精密减速器精度及关键性能的测试已经变得尤为重要。目前，精密减速器传动 性能试验台架普遍测试精度不高，功能单一，综合性及通用性不强，往往需要反复工装或多试验装置共同 来完成，工装繁琐，效率低，测试节拍长，并且测试人员需要熟悉不同试验台原理，操作体验较差。

发明内容

本发明旨在解决目前精密减速器传动性能试验台测试精度不高，测试功能单一，综合性和通用性较差， 测试效率低的问题，提供了一种精密减速器精度及性能综合试验台架。本发明满足精密减速器角度传动误 差、扭转刚度、背隙、回差、动态回程误差、空载启动转矩、空载摩擦转矩、反向启动转矩、机械效率、 温升以及空载跑合、带载试验、超载试验等传动性能的测试，测试功能综合性强，测试效率和精度较高。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案如下：

一种精密减速器精度及性能综合试验台架，其特征是：包括试验台底座、驱动系统、驱动调整系统、 加载系统、加载调整系统、装夹系统、测量系统、上位机软件系统、安全防护系统及被试减速器。底座上 同一轴线且顺次连接驱动电机、第一联轴器、减速器输入端扭矩传感器、第二联轴器、减速器输入端角度 测量模块、被试减速器、减速器输出端角度测量模块、第三联轴器、减速器输出端扭矩传感器、增速机及 加载电机，其中驱动电机和减速器输入端扭矩传感器固连在X轴驱动支撑平台，输入、输出端角度测量模 块和被试减速器连接在被试减速器装夹支架上，增速机连接第一支架与减速器输出端扭矩传感器、加载电 机固置在加载支撑平台上。X轴驱动支撑平台、加载支撑平台分别通过Y轴驱动调整平台、导轨与减速器 装夹支架设置在底座上。

更优选为，前述精密减速器精度及性能综合试验台架中，驱动调整系统自上而下依次包括：X轴驱动 支撑平台、Y轴驱动调整平台、驱动调整固定平台，为了保证刚度和高速下驱动系统的稳定性，减小振动， Y轴驱动调整平台和驱动调整固定平台上侧分别沿X向、Y向设有一个高精度研磨的V型导轨和两个T型 槽结构，X轴驱动支撑平台和Y轴驱动调整平台下侧设有倒V型槽与V型导轨配合；加载调整系统设有直 线导轨，螺纹连接滑块与加载支撑平台。驱动调整系统和加载调整系统中部均穿设有滚珠丝杠，滚珠丝杆 端部设置移动手轮。

更优选为，前述精密减速器精度及性能综合试验台架中，加载系统为电机主动加载。

更优选为，前述精密减速器精度及性能综合试验台架中，所述的减速器输入端扭矩传感器是轴式应变 式扭矩传感器；所述的减速器输出端扭矩传感器是法兰式扭矩传感器。

更优选为，前述精密减速器精度及性能综合试验台架中，所述的被试减速器装夹系统中还包括减速器 输入端和输出端角度测量模块固定装置。

更优选为，前述精密减速器精度及性能综合试验台架中，所述减速器输入端和输出端角度测量模块为 一只圆光栅对径安装两只读数头的结构。

更优选为，前述精密减速器精度及性能综合试验台架中，所述被试减速器装夹支架为L型支架，L型 支架顶部为方形结构；第一支架为倒T型支架。L型支架和第一支架中间都是圆形孔，通过分布在圆形孔 周围的螺纹孔分别与被试减速器和增速机固定连接。

更优选为，前述精密减速器精度及性能综合试验台架中，第一联轴器、第二联轴器均为梅花形弹性联 轴器，第三联轴器为单膜片联轴器。

更优选为，前述精密减速器精度及性能综合试验台架中，测量系统主要包括：数据采集系统、角度测 量、扭矩测量、转速测量、温度测量。

更优选为，前述精密减速器精度及性能综合试验台架中，控制系统主要包括：驱动变频控制系统、测 量控制系统、电封闭系统、电气安全系统。

更优选为，前述精密减速器精度及性能综合试验台架中，安全防护装置分为机械和电气部分。

本发明提供了一种精密减速器精度及性能综合试验台架，根据最新国家标准报批稿《机器人用精密齿 轮传动装置试验方法》中的规定，减速器输入端扭矩传感器、减速器输入端角度测量模块、减速器输出 端扭矩传感器、减速器输出端角度测量模块，测量减速器输入端扭矩、转角和输出端扭矩、转角，能够满 足对减速器角度传动误差、扭转刚度、背隙、回差、动态回程误差、空载启动转矩、空载摩擦转矩、反向 启动转矩、机械效率、温升以及空载跑合、带载试验、超载试验等传动性能测试。根据测试需求，可选择 相应量程的传感器进行数据采集，测试需要测试项目，测试项目综合性强。驱动调整机构和加载调整机构， 灵活性强，操作容易，设计了不同型号的装夹连接件，能够满足不同型号和规格减速器测试，试验台测试 通用性强。

附图说明

图1是本发明的主视结构示意图；

图2是被试减速器装夹支架的主视结构示意图；

图3是图2中被试减速器装夹支架的左侧视图；

图4是驱动调整系统的主视结构示意图；

图5是图4中驱动调整系统的左侧视图。

其中标记为：1、驱动电机；2、第一联轴器；3、减速器输入端扭矩传感；4、第二联轴器；5、被试 减速器；6、第三联轴器；7、减速器输出端扭矩传感器；8、增速机；9、加载电机；10、加载调整手轮； 11、滑块；12、直线导轨；13、第一支架；14、加载支撑平台；15、被试减速器支架；16、驱动调整固定 平台；17、Y轴驱动调整平台；18、X轴驱动支撑平台；19、底座；20、驱动系统Y向调整手轮；21、减 速器输入端角度测量模块；22、减速器输出端角度测量模块；23、螺纹孔；24、驱动系统X向V型导轨； 25、驱动系统X向T型槽；26、驱动系统X向调整手轮；27、驱动系统Y向T型槽；28、驱动系统Y向V 型导轨

具体实施方式

精密减速器精度及性能综合试验台架主要包括：机械系统、测量系统、控制系统、上位机软件系统和

安全防护装置。下面结合附图1-5作详细说明：

一、机械系统包括驱动系统、驱动调整系统、加载系统、加载调整系统、变速器装夹系统及底座和防 护系统。

1、驱动系统

驱动系统用来驱动被试减速器5旋转。

2、驱动调整系统

如图4和图5所示，驱动调整系统自上而下依次包括：X轴驱动支撑平台18、Y轴驱动调整平台17、 驱动调整固定平台16，为了保证刚度和高速下驱动系统的稳定性，减小振动，Y轴驱动调整平台17 和驱动调整固定平台16上侧分别沿X向、Y向设有一个驱动系统X向V型导轨24、两个驱动系统X 向T型槽25和驱动系统Y向T型槽28、驱动系统Y向V型导轨27，X轴驱动支撑平台18和Y轴驱动 调整平台17下侧中部均穿设有滚珠丝杠，滚珠丝杠端部设置驱动系统Y向调整手轮20和驱动系统X 向调整手轮26。

3、加载系统

加载系统采用电机主动加载，为被试减速器5施加负载转矩。

4、加载调整系统

加载支撑平台下部螺纹连接滑块11，通过直线导轨12实施Y向调整加载系统，加载支撑平台下侧中 部均穿设有滚珠丝杠，滚珠丝杆端部设置加载调整手轮10。

前述精密减速器精度及性能综合试验台架在使用时，为适应不同型号及装拆变速器，要求能够视被试 减速器型号自由调整加载系统和驱动系统。参见图1、图4和图5，本试验台架中加载支撑平台底部中间 螺纹连接滚珠丝杠，两侧螺纹连接滑块，转动加载调整手轮实现加载系统沿Y向移动，移动到位后螺栓连 接T型槽中滑块完成紧固定位；驱动调整系统中Y向驱动调整平台和X向驱动调整平台底部中间螺纹连接 滚珠丝杠，并设有高精度研磨的V型导轨和T型槽，转动Y向调整手轮和X向调整手轮实现驱动系统X向 和Y向移动，移动到位通过螺栓连接T型槽中滑块紧固定位。

2、变速器装夹系统

参见图2和图3，为了提高测量精度，不引入其他过渡连接件带来的误差，使得测试结果更准确真实 反映被试件的精度，将减速器输入端角度测量模块21和减速器输出端角度测量模块22设置在变速器 装夹系统中，为了适应不同型号变速器试验，采用不同的装夹连接件。

3、底座和防护系统

底座为铸铁平台，刚度好，起到支撑整个试验台的作用，可以保证被试件平稳调整。同时平台质量大 可以有效降低系统的固有频率，将系统共振点移出工作转速范围。由于主驱动属于高速轴系，所以整 个回转轴系均采用防护罩进行安全防护，并涂有醒目标志。

二、测量系统

测量系统主要包括：数据采集系统、角度测量、扭矩测量、转速测量、温度测量。

三、控制系统

控制系统主要包括：转速控制、扭矩控制、采集控制、上位机通讯、系统电封闭。

四、上位机软件系统

上位机软件系统主要包括测量控制系统与上位机的交互控制、系统和操作人员的交互(接受操作人员 的操作指令)、显示系统状态、数据分析与处理。

五、安全防护装置

安全防护装置分为机械和电气部分。

1、机械部分在所有旋转轴、联接器装有防护罩。

2、电气部分包括报警、急停系统。

Claims (7)

1.一种精密减速器精度及性能综合试验台架，其特征在于：包括试验台架底座(19)，底座(19)上同一轴线且顺次连接驱动电机(1)、第一联轴器(2)、减速器输入端扭矩传感器(3)、第二联轴器(4)、减速器输入端角度测量模块(21)、被试减速器(5)、减速器输出端角度测量模块(22)、第三联轴器(6)、减速器输出端扭矩传感器(7)、增速机(8)及加载电机(9)，其中驱动电机(1)和减速器输入端扭矩传感器(3)固连在X轴驱动支撑平台(18)，减速器输入端角度测量模块(21)、减速器输出端角度测量模块(22)和被试减速器(5)连接在被试减速器装夹支架(15)上，增速机(8)连接第一支架(13)与减速器输出端扭矩传感器(7)、加载电机(9)固置在加载支撑平台(14)上。X轴驱动支撑平台(18)、加载支撑平台(14)分别通过Y轴驱动调整平台(17)、导轨(12)与被试减速器装夹支架(15)设置在底座(19)上。

2.一种用于实现权利要求1中的驱动调整系统，包括X轴驱动支撑平台(18)、Y轴驱动调整平台(17)、驱动调整固定平台(16)，其特征在于：X轴驱动支撑平台(18)实现驱动系统沿X轴方向移动，Y轴驱动调整平台(17)实现X轴支撑平台沿Y轴方向移动，驱动调整固定平台(16)能够实现Y轴驱动调整平台(17)沿Y轴方向移动。

3.根据权利要求2所述的驱动调整系统，其特征在于：Y轴驱动调整平台(17)和驱动调整固定平台(16)上侧分别沿X向、Y向设有一个驱动系统X向V型导轨(24)、两个驱动系统X向T型槽(25)和驱动系统Y向T型槽(28)、驱动系统Y向V型导轨(27)，X轴驱动支撑平台(18)和Y轴驱动调整平台(17)下侧中部均穿设有滚珠丝杠，滚珠丝杠端部设置驱动系统Y向调整手轮(20)和驱动系统X向调整手轮(26)。

4.一种用于实现权利要求1中的加载调整系统，其特征在于：加载调整系统沿Y向设有直线导轨(12)与底座(19)螺纹固置，螺纹连接滑块(11)与加载支撑平台(14)，加载支撑平台(14)下侧穿设有滚珠丝杠，滚珠丝杠端部设置加载调整手轮(10)。

5.根据权利要求1所述的精密减速器精度及性能综合试验台架，其特征在于：所述的减速器输入端角度测量模块(21)、被试减速器(5)、减速器输出端角度测量模块(22)设置在一个装夹系统中。

6.根据权利要求1所述的精密减速器精度及性能综合试验台架，其特征在于：所述减速器输入端角度测量模块(21)和输出端角度测量模块(22)为一只圆光栅对径安装两只读数头的结构。

7.根据权利要求1所述的精密减速器精度及性能综合试验台架，其特征在于：所述的第一联轴器(2)、第二联轴器(4)均为梅花形弹性联轴器，第三联轴器(6)为单膜片联轴器。