CN109445324A - 电机、减速器一体化测试的控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机、减速器一体化测试的控制系统及控制方法，其中电机、减速器一体化测试的控制系统包括下位机(PLC)以及上位机(PC)、放大器、输入位置传感器、输出位置传感器，输入扭矩传感器以及输出扭矩传感器、张力控制器等。本发明提供的电机、减速器一体化测试的控制系统及控制方法，其兼具负载输出控制以及接收检测信号，处理计算检测数据得到相应的检测报告(即数据曲线)等技术功能，同时其通过改变可控负载的阻力扭矩值，通过各个传感器监测得到相应数据，并计算得到相应的测试指标数值。

Description

电机、减速器一体化测试的控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及谐波减速机、电机设备技术领域，尤其涉及一种电机、 减速器一体化测试的控制系统及控制方法。

背景技术

自动化程度体现一个国家生产加工制造的效率和水平，而电机、 减速器等部组件是实现自动化的基础，其性能决定着整个机电系统的 精度和稳定性。

当前已有部分高校及研究机构研制了电机和减速器的测试平台， 一般来说现有常见的电机测试平台，从左至右依次布置测功机、传感 器和电机，底部用铸铁底座支撑，主要可测试电机的功率、转矩和转 速等其中的一项或多项指标。

当前现有的减速器测试平台，基本结构与电机测试平台类似，一 般由待测减速器，传感器以及电机这三个主要部分构成。可测试减速 器的精度、刚度、转速、效率等指标中的一项或多项。

然而，无论是电机测试平台还是减速器测试平台都只能针对某个 型号的电机或减速器进行少数几个指标的测试，一旦测试的产品型号 发生变化或者需要增加测试项目，就需要重新设计或更改现有的测试 平台，通用性较差。

随后研究人员设计了一种电机、减速器一体化测试装置，如图1 所示，其主要由电机1(即为待测电机、电机驱动器以及电机控制器)、 输入扭矩传感器2、输入位置传感器3、减速器4、输出位置传感器5、 输出扭矩传感器6、可控负载7这七个模块组件以及多个模块支撑板 8以及多个联轴器9，底座10和平台11等结构构成；其中，所述电 机1、所述输入扭矩传感器2、所述输入位置传感器3、所述减速器4、 所述输出位置传感器5、所述输出扭矩传感器6以及所述可控负载7 自所述平台10的一端至另一端顺序排列分布；且所述电机1、所述输入扭矩传感器2、所述输入位置传感器3、所述减速器4、所述输 出位置传感器5、所述输出扭矩传感器6以及所述可控负载7中任意 相邻两个模块组件之间通过所述联轴器连接传动；所述减速器4与其 对应的模块支撑板8可拆卸连接；所述可控负载7为阻力扭矩值可控制的负载。

综上，其构成了电机、减速器一体化测试装置的结构基础；但是， 如何实现上述电机、减速器一体化测试装置的控制实施，如何进行电 机以及减速器的控制操作，仍然是本领域技术人员需要考虑的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电机、减速器一体化测试的控制系统 及控制方法，以解决上述问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种电机、减速器一体化测试的控制系统，包括下 位机以及上位机、放大器、输入位置传感器、输出位置传感器，输入 扭矩传感器以及输出扭矩传感器；

所述下位机包括PLC，所述PLC包括PLC模拟量模块、PLC的CPU；

所述可控负载包括张力控制器；

所述输入扭矩传感器以及输出扭矩传感器(即扭矩传感器)用于 发送模拟量信号给放大器；所述张力控制器通过控制激励电流的大 小，从而控制可控负载的阻力扭矩值(即负载力矩)的大小；

所述PLC模拟量模块用于接收上位机控制指令，进而解析得到目 标阻力扭矩值信息，并发送模拟量信号给张力控制器；所述张力控制 器接收目标阻力扭矩值信息的控制信号，通过控制激励电流的大小， 从而控制可控负载的目标阻力扭矩值(即负载力矩)的大小。

优选的，作为一种可实施方案；所述PLC的CPU还用于接收输入 位置传感器输出的A/B两相正交高速脉冲信号和输出位置传感器输 出的A/B两相正交高速脉冲信号，并解析得到输入位置传感器以及输 出位置传感器的位置检测数据；

所述放大器用于接收来自输入扭矩传感器输出的模拟量信号和 输出扭矩传感器输出的模拟量信号，并将放大信号转发至PLC模拟量 模块；所述PLC模拟量模块还用于解析得到输入扭矩传感器的检测数 据以及输出扭矩传感器的扭矩检测数据。

所述上位机用于接收位置检测数据以及扭矩检测数据，从而得到 曲线数据。

相应地，本发明还提供了一种电机、减速器一体化测试装置的控 制方法，包括如下操作步骤：

步骤S1：进行减速器的待测指标的测量检测操作；

步骤S2：将所述电机、减速器一体化测试装置中的减速器更换为 联轴器，执行电机的待测指标的测量检测操作。

优选的，作为一种可实施方案；在步骤S1中，其减速器的待测 指标，包括如下操作步骤：

步骤S11：执行减速器的传动精度检测操作：将可控负载的阻力 扭矩值设置为减速器的额定负载，通过两个位置传感器(即输入位置 传感器、输出位置传感器)，记录减速器在不同输入角度位置下对应 的输出角度位置，进而可计算得到减速器的减速比及传动精度；

步骤S12：执行减速器的背隙及回差检测操作：将可控负载的阻 力扭矩值设置为减速器的额定负载；减速器输入轴先匀速正转1圈， 再匀速反转2圈，最后再匀速正转1圈，通过两个位置传感器(即输 入位置传感器、输出位置传感器)按照一定时间间隔记录多组输入位 置与输出位置信息，绘制曲线，可得到减速器的背隙及回差；

步骤S13：执行减速器的启动转矩检测操作：将可控负载的阻力 扭矩值设置为零，通过输入位置传感器监测减速器的运动信息，在减 速器启动的瞬间，记录输入扭矩传感器的数值，可得减速器的启动转 矩；

步骤S14：执行扭转刚度检测操作：通过电机将减速器的输入轴 “抱死”，同时连续增加可控负载的输出转矩，由输出扭矩传感器及 输出位置传感器分别记录输出端转矩及相应的转动角度位置，绘制曲 线，进而可得到不同转矩区间内减速器的刚度系数；

步骤S15：执行减速器的传动效率检测操作：通过持续改变可控 负载的阻力扭矩值，在电机的驱动下，由输入扭矩传感器、输出扭矩 传感器记录足够多组减速器输入输出转矩，可得到减速器在额定转矩 及非额定转矩下的传动效率。

优选的，作为一种可实施方案；在步骤S2中，将所述电机、减 速器一体化测试装置中的减速器更换为联轴器，执行电机的待测指标 的测量检测操作，包括如下操作步骤：

步骤S21：执行电机的功率检测操作：将测试平台中的减速器替 换为联轴器，将可控负载的阻力扭矩值设置为电机的额定转矩，此时 测量电机的输入电压、电流即可得到电机的额定功率；同理，将可控 负载的阻力扭矩值设置为零，可得电机的空载功率；将可控负载的阻 力扭矩值设置为远大于电机的额定负载，可得电机的堵转功率；

步骤S22：执行电机的扭矩检测操作：将测试平台中的减速器替 换为联轴器，将可控负载的阻力扭矩值设置为零，通过输入位置传感 器监测电机的运动信息，在电机启动的瞬间，记录输入扭矩传感器的 数值(输出扭矩传感器同时记录数据，与输入扭矩传感器的结果进行 对比)，可得电机的启动转矩；将可控负载的阻力扭矩值设置为远大 于电机的额定负载，将电机的输入电压及电流设置为最大值，通过输 入扭矩传感器记录的数值(输出扭矩传感器同时记录数据，与输入扭 矩传感器的结果进行对比)，可得电机的堵转扭矩，此过程中输入输 出位置传感器可以监测电机轴是否发生了转动；若电机的额定负载未 知，但额定电压与额定电流已知，可在电机输入额定电压、额定电流 的基础上，通过改变可控负载的阻力扭矩值测得电机的额定转矩；

步骤S23：执行电机的转速检测操作：通过测量已知并对电机施 加额定电压、额定电流、额定转矩的情况下，通过输入位置传感器、 输出位置传感器可以测得电机的额定转速；

步骤S24：执行电机的效率检测操作：在电机处于额定状态下， 通过比对计算电机的转速、转矩及输入电压、电流，可以得出电机的 效率；

步骤S25：通过在一段时间内测量并记录上述电机的参数指标， 可得到相应指标或者指标与指标间关系的曲线，即电机的特性曲线。

与现有技术相比，本发明实施例的优点在于：

本发明提供的一种电机、减速器一体化测试的控制系统及控制方 法，分析上述电机、减速器一体化测试的控制系统的主要结构可知： 上述电机、减速器一体化测试的控制系统，其主要由下位机以及上位 机、放大器、输入位置传感器、输出位置传感器，输入扭矩传感器以 及输出扭矩传感器等结构构成；

很显然，在控制系统结构中；所述控制系统用于对可控负载7 的阻力扭矩值进行控制，并同时接收输入扭矩传感器2、输入位置传 感器3、输出位置传感器5、输出扭矩传感器6发送的检测数据。在 本发明提供的具体技术方案中，该电机、减速器一体化测试装置的控 制系统，其是兼具负载输出控制以及接收检测信号，处理计算检测数 据得到相应的检测报告(即数据曲线)等的综合处理系统，其主要包 括上位机以及下位机和各种传感器等。

另外，本发明还提供了一种电机、减速器一体化测试的控制方法， 其可以实现对减速器的待测指标的测量检测操作；同时将电机、减速 器一体化测试装置中的减速器更换为联轴器，还可以执行电机的待测 指标的测量检测操作。同时，其极大方便了电机以及减速器的双重测 试检测功能，且其测试检测指标更多更完善；本发明提供的一种电机、 减速器一体化测试的控制方法，其通用性较强，是一款能够测试多种 型号电机、减速器各项指标参数的测试平台。其中电机的测试参数包 括：功率、扭矩、转速、效率等，减速器的测试参数包括：传动精度、 回差、启动转矩、背隙、扭转刚度、传动效率等。

综上，本发明还提供具有上述电机、减速器一体化测试的控制系 统，其具有测试效果良好，通用性强，实用性强等诸多方面的技术优 势。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方 案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简 单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式， 对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。

图1为电机、减速器一体化测试装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的电机、减速器一体化测试装置的控制 系统架构结构示意图；

图3为本发明实施例提供的电机、减速器一体化测试的控制方法 的主要流程示意图；

图4为本发明实施例提供的电机、减速器一体化测试的控制方法 的一个上位机软件显示界面图；

图5为本发明实施例提供的电机、减速器一体化测试的控制方法 的另一个上位机软件显示界面图；

图6为本发明实施例提供的电机、减速器一体化测试的控制方法 的再一个上位机软件显示界面图。

标号：电机1；输入扭矩传感器2；输入位置传感器3；减速器4； 输出位置传感器5；输出扭矩传感器6；可控负载7；模块支撑板8； 联轴器9；底座10；平台11；下位机12；上位机13；PLC模拟量模块 14；PLCCPU15；放大器16；张力控制器17。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显 然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动 前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，某些指示的方位或位置关系 的词语，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示 所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作， 因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，“连接”应做广义理解，例 如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是 机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介 间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员 而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细 描述。

实施例一

参见图2，本发明实施例提供了一种电机、减速器一体化测试的 控制系统，包括下位机以及上位机、放大器、输入位置传感器、输出 位置传感器，输入扭矩传感器以及输出扭矩传感器；

所述下位机包括PLC，所述PLC包括PLC模拟量模块、PLC的CPU；

所述可控负载7包括张力控制器；对于可控负载7是如何实现阻 力扭矩值的大小调整；需要说明的是，上述可控负载主要是由转动机 构以及设置在转动机构上的张力调节机构以及张力控制器构成；当张 力控制器接收到目标张力控制指令后，就会实施张力的增加(或是减 小)，从而增加(或是减小)转动机构转动的阻力，进而实现上述阻 力扭矩值的增加(或是减小)。

所述输入扭矩传感器以及输出扭矩传感器(即扭矩传感器)用于 发送模拟量信号给放大器；所述张力控制器通过控制激励电流的大 小，从而控制可控负载的阻力扭矩值(即负载力矩)的大小；

所述PLC模拟量模块用于接收上位机控制指令，进而解析得到目 标阻力扭矩值信息，并发送模拟量信号给张力控制器；所述张力控制 器接收目标阻力扭矩值信息的控制信号，通过控制激励电流的大小， 从而控制可控负载的目标阻力扭矩值(即负载力矩)的大小。

需要说明的是，测量系统中扭矩传感器发送模拟量信号，可控负 载通过张力控制器控制激励电流的大小，从而控制可控负载的负载力 矩(即阻力扭矩值)的大小。然而张力控制器又可以外接PLC通过模 拟量进行控制。另外两个扭矩传感器的模拟量信号经过放大器放大之 后，通过PLC模拟量模块的模拟量AI输入到上位机中，而PLC模拟 量模块通过模拟量AO将模拟量信号发送给张力控制器，调节张力控 制器的输出激励电流大小，从而实现对作为可控负载7(即阻力扭矩 值)的力矩调节。

需要说明的是，很显然，在控制系统结构中；所述控制系统用于 对可控负载7的阻力扭矩值进行控制，并同时接收输入扭矩传感器2、 输入位置传感器3、输出位置传感器5、输出扭矩传感器6发送的检 测数据。

分析上述电机、减速器一体化测试的控制系统的主要结构可知： 上述电机、减速器一体化测试的控制系统，其主要由下位机以及上位 机、放大器、输入位置传感器、输出位置传感器，输入扭矩传感器以 及输出扭矩传感器等结构构成；很显然，在控制系统结构中；所述控 制系统用于对可控负载7的阻力扭矩值进行控制，并同时接收输入扭 矩传感器2、输入位置传感器3、输出位置传感器5、输出扭矩传感 器6发送的检测数据。在本发明提供的具体技术方案中，该电机、减 速器一体化测试装置的控制系统，其是兼具负载输出控制以及接收检 测信号，处理计算检测数据得到相应的检测报告(即数据曲线)等的 综合处理系统，其主要包括上位机以及下位机和各种传感器等。

优选的，作为一种可实施方案；所述PLC的CPU还用于接收输入 位置传感器输出的A/B两相正交高速脉冲信号和输出位置传感器输 出的A/B两相正交高速脉冲信号，并解析得到输入位置传感器以及输 出位置传感器的位置检测数据；

所述放大器用于接收来自输入扭矩传感器输出的模拟量信号和 输出扭矩传感器输出的模拟量信号，并将放大信号转发至PLC模拟量 模块；所述PLC模拟量模块还用于解析得到输入扭矩传感器的检测数 据以及输出扭矩传感器的扭矩检测数据。

所述上位机用于接收位置检测数据以及扭矩检测数据，从而绘制 得到数据曲线。

需要说明的是，参见图2的信号关系可知：上述PLC的CPU可以 接收输入位置传感器或称位置编码器)以及输出位置传感器(或称位 置编码器)的信号，然后解析获得有关位置的检测数据(即输入位置 传感器的检测数据以及输出位置传感器的位置检测数据)，为后续生 成数据曲线形成技术基础；同时，上述两个扭矩传感器的模拟量信号 经过放大器放大之后，通过PLC模拟量模块来解析相关的扭矩检测数 据，上述扭矩检测数据是生成后续有关扭矩信息曲线数据的基础。

如图3所示，相应地，本发明还提供了一种电机、减速器一体化 测试装置的控制方法，包括如下操作步骤：

步骤S1：进行减速器的待测指标的测量检测操作；

步骤S2：将所述电机、减速器一体化测试装置中的减速器更换为 联轴器，执行电机的待测指标的测量检测操作。

本发明还提供了一种电机、减速器一体化测试的控制方法，其可 以实现对减速器的待测指标的测量检测操作；同时将电机、减速器一 体化测试装置中的减速器更换为联轴器，还可以执行电机的待测指标 的测量检测操作。本发明还提供了一种电机、减速器一体化测试的控 制方法，其极大方便了电机以及减速器的双重测试检测功能，且其测 试检测指标更多更完善；本发明提供的一种电机、减速器一体化测试 的控制方法，其通用性较强，能够测试多种型号电机、减速器各项指 标参数的测试平台。其中电机的测试参数包括：功率、扭矩、转速、 效率等，减速器的测试参数包括：传动精度、回差、启动转矩、背隙、 扭转刚度、传动效率等。

优选的，作为一种可实施方案；在步骤S1中，其减速器的待测 指标，包括如下操作步骤：

步骤S11：执行减速器的传动精度检测操作：将可控负载的阻力 扭矩值设置为减速器的额定负载，通过两个位置传感器(即输入位置 传感器、输出位置传感器)，记录减速器在不同输入角度位置下对应 的输出角度位置，进而可计算得到减速器的减速比及传动精度；

步骤S12：执行减速器的背隙及回差检测操作：将可控负载的阻 力扭矩值设置为减速器的额定负载；减速器输入轴先匀速正转1圈， 再匀速反转2圈，最后再匀速正转1圈，通过两个位置传感器(即输 入位置传感器、输出位置传感器)按照一定时间间隔记录多组输入位 置与输出位置信息，绘制曲线，可得到减速器的背隙及回差；

步骤S13：执行减速器的启动转矩检测操作：将可控负载的阻力 扭矩值设置为零，通过输入位置传感器监测减速器的运动信息，在减 速器启动的瞬间，记录输入扭矩传感器的数值，可得减速器的启动转 矩；

步骤S14：执行扭转刚度检测操作：通过电机将减速器的输入轴 “抱死”，同时连续增加可控负载的输出转矩，由输出扭矩传感器及 输出位置传感器分别记录输出端转矩及相应的转动角度位置，绘制曲 线，进而可得到不同转矩区间内，减速器的刚度系数；

步骤S15：执行减速器的传动效率检测操作：通过持续改变可控 负载的阻力扭矩值，在电机的驱动下，由输入扭矩传感器、输出扭矩 传感器记录足够多组减速器输入输出转矩，可得到减速器在额定转矩 及非额定转矩下的传动效率。

优选的，作为一种可实施方案；在步骤S2中，将所述电机、减 速器一体化测试装置中的减速器更换为联轴器，执行电机的待测指标 的测量检测操作，包括如下操作步骤：

步骤S21：执行电机的功率检测操作：将测试平台中的减速器替 换为联轴器，将可控负载的阻力扭矩值设置为电机的额定转矩，此时 测量电机的输入电压、电流即可得到电机的额定功率；同理，将可控 负载的阻力扭矩值设置为零，可得电机的空载功率；将可控负载的阻 力扭矩值设置为远大于电机的额定负载，可得电机的堵转功率；

步骤S22：执行电机的扭矩检测操作：将测试平台中的减速器替 换为联轴器，将可控负载的阻力扭矩值设置为零，通过输入位置传感 器监测电机的运动信息，在电机启动的瞬间，记录输入扭矩传感器的 数值(输出扭矩传感器同时记录数据，与输入扭矩传感器的结果进行 对比)，可得电机的启动转矩；将可控负载的阻力扭矩值设置为远大 于电机的额定负载，将电机的输入电压及电流设置为最大值，通过输 入扭矩传感器记录的数值(输出扭矩传感器同时记录数据，与输入扭 矩传感器的结果进行对比)，可得电机的堵转扭矩，此过程中输入输 出位置传感器可以监测电机轴是否发生了转动；若电机的额定负载未 知，但额定电压与额定电流已知，可在电机输入额定电压、额定电流 的基础上，通过改变可控负载的阻力扭矩值测得电机的额定转矩；

步骤S23：执行电机的转速检测操作：通过测量已知并对电机施 加额定电压、额定电流、额定转矩的情况下，通过输入位置传感器、 输出位置传感器可以测得电机的额定转速；

步骤S24：执行电机的效率检测操作：在电机处于额定状态下， 通过比对计算电机的转速、转矩及输入电压、电流，可以得出电机的 效率；

步骤S25：通过在一段时间内测量并记录上述电机的参数指标， 可得到相应指标或者指标与指标间关系的曲线，即电机的特性曲线。

需要说明的是，本发明涉及的电机、减速器一体化测试装置的控 制方法，其通过下位机以及电机、减速器一体化测试装置等硬件系统 结合上位机程序来完成；

关于下位机：由于本测试系统需要两路高速脉冲信号，两路模拟 量信号，发送一路模拟量信号，同时需要内部拥有一个PID控制器。 因此选用西门子S7－222晶体管型CPU，并配置一个EM－235的模拟量 拓展模块作为整套控制系统的下位机。

关于上述上位机程序；对于直接控制设备获取设备信息的下位机 PLC来说，使用上位机对PLC中的变量，寄存器等实施数据监控，数 据采集等功能。OPC全称是ObjectLinking and Embedding(OLE)for Process Control，在Windows操作系统被广泛运用的同时，工业现 场控制控制需要一个与桌面系统通讯的桥梁。而OPC就是国际通信 的基础平台，PLC也支持在这个平台上运行，几乎所有的PLC都是 可以用OPC通信的，可以和电脑连接和上位机连接等。PC Access 软件是西门子公司为S7－200系列PLC专门设计的服务器软件。它的 作用是为PLC和任意标准OPC接口提供数据交换的功能。LabVIEW是 一种程序开发环境，由美国国家仪器(NI)公司研制开发，类似于C 和BASIC开发环境，LabVIEW同样拥有标准的OPC接口，可以与PC Access进行实时通讯。

本测试系统的上位机程序先后实现了：PC Access软件与PLC的 通讯，Labview软件I/O服务器的搭建及其与OPC的通讯，又通过在 OPC中创建变量，将PC Access中设置的变量在此OPC中进行绑定。 之后就可以在LabVIEW的VI中使用这些变量，对PLC中的数据进项监视和控制。创建之后上位机软件部分测试界面如4至6所示。

上位机程序可以即时记录各测试数据，输出显示数据曲线，并最 终导出记录的原始数据供以后的数据处理使用。

本发明还提供具有上述电机、减速器一体化测试的控制系统，至 少存在如下方面的技术优势：

1、对于多种型号电机及减速器的测试据用通用性，无论是步进 电机还是伺服电机，无论是直流电机还是交流电机，无论是行星减速 器还是谐波减速器都可以满足其测试需求，一机多用；2、该系统结 构设计简单明了，将不同功能分模块设计，方便维修更换，即使遇到 特殊的不常见的测试需求，只要替换部分功能模块即可满足其测试要 求，将测试成本(包括时间、人工等)大大降低；3、本测试系统具 有较完善的软硬件设计，与现有其他测试平台相比，全面包括各项测 试指标，是一个系统性的测试系统，而不是某个或某几个指标的专项 测试系统，能够对产品的性能进行全面的评估；4、本系统控制软件 功能全面，能够对各项指标进行全面的记录和分析。

综上，本发明提供具有上述电机、减速器一体化测试的控制系统， 其具有测试效果良好，通用性强，实用性强等诸多方面的技术优势。

基于以上诸多显著的技术优势，本发明提供的电机、减速器一体 化测试的控制系统必将带来良好的市场前景和经济效益。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明， 本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载 的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替 换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各 实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种电机、减速器一体化测试的控制系统，其特征在于，包括下位机以及上位机、放大器、输入位置传感器、输出位置传感器，输入扭矩传感器以及输出扭矩传感器；

所述下位机包括PLC，所述PLC包括PLC模拟量模块、PLC的CPU；

所述可控负载包括张力控制器；

所述输入扭矩传感器以及所述输出扭矩传感器用于发送模拟量信号给放大器；所述张力控制器通过控制激励电流的大小，从而控制可控负载的阻力扭矩值的大小；

所述PLC模拟量模块用于接收上位机控制指令，进而解析得到目标阻力扭矩值信息，并发送模拟量信号给张力控制器；所述张力控制器接收目标阻力扭矩值信息的控制信号，通过控制激励电流的大小，从而控制可控负载的目标阻力扭矩值的大小。

2.如权利要求1所述的电机、减速器一体化测试的控制系统，其特征在于，

所述PLC的CPU还用于接收输入位置传感器输出的A/B两相正交高速脉冲信号和输出位置传感器输出的A/B两相正交高速脉冲信号，并解析得到输入位置传感器以及输出位置传感器的位置检测数据；

所述放大器用于接收来自输入扭矩传感器输出的模拟量信号和输出扭矩传感器输出的模拟量信号，并将放大信号转发至PLC模拟量模块；所述PLC模拟量模块还用于解析得到输入扭矩传感器的检测数据以及输出扭矩传感器的扭矩检测数据；

所述上位机用于接收位置检测数据以及扭矩检测数据，从而获得曲线数据。

3.一种电机、减速器一体化测试的控制方法，其特征在于，其利用如权利要求1－2任一项所述的电机、减速器一体化测试的控制系统，执行如下操作步骤：

步骤S1：进行减速器的待测指标的测量检测操作；

步骤S2：将所述电机、减速器一体化测试装置中的减速器更换为联轴器，执行电机的待测指标的测量检测操作。

4.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，

在步骤S1中，其减速器的待测指标，包括如下操作步骤：

步骤S11：执行减速器的传动精度检测操作：将可控负载的阻力扭矩值设置为减速器的额定负载，通过两个输入位置传感器、输出位置传感器，记录减速器在不同输入角度位置下对应的输出角度位置，进而可计算得到减速器的减速比及传动精度；

步骤S12：执行减速器的背隙及回差检测操作：将可控负载的阻力扭矩值设置为减速器的额定负载；减速器输入轴先匀速正转1圈，再匀速反转2圈，最后再匀速正转1圈，通过输入位置传感器、输出位置传感器按照一定时间间隔记录多组输入位置与输出位置信息，绘制曲线，可得到减速器的背隙及回差；

步骤S13：执行减速器的启动转矩检测操作：将可控负载的阻力扭矩值设置为零，通过输入位置传感器监测减速器的运动信息，在减速器启动的瞬间，记录输入扭矩传感器的数值，可得减速器的启动转矩；

步骤S14：执行扭转刚度检测操作：通过电机将减速器的输入轴“抱死”，同时连续增加可控负载的输出转矩，由输出扭矩传感器及输出位置传感器分别记录输出端转矩及相应的转动角度位置，绘制曲线，进而可得到不同转矩区间内减速器的刚度系数；

步骤S15：执行减速器的传动效率检测操作：通过持续改变可控负载的阻力扭矩值，在电机的驱动下，由输入扭矩传感器、输出扭矩传感器记录足够多组减速器输入输出转矩，可得到减速器在额定转矩及非额定转矩下的传动效率。

5.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，

在步骤S2中，将所述电机、减速器一体化测试装置中的减速器更换为联轴器，执行电机的待测指标的测量检测操作，包括如下操作步骤：

步骤S21：执行电机的功率检测操作：将测试平台中的减速器替换为联轴器，将可控负载的阻力扭矩值设置为电机的额定转矩，此时测量电机的输入电压、电流即可得到电机的额定功率；同理，将可控负载的阻力扭矩值设置为零，可得电机的空载功率；将可控负载的阻力扭矩值设置为远大于电机的额定负载，可得电机的堵转功率；

步骤S22：执行电机的扭矩检测操作：将测试平台中的减速器替换为联轴器，将可控负载的阻力扭矩值设置为零，通过输入位置传感器监测电机的运动信息，在电机启动的瞬间，记录输入扭矩传感器的数值且输出扭矩传感器同时记录数据，与输入扭矩传感器的结果进行对比，可得电机的启动转矩；将可控负载的阻力扭矩值设置为远大于电机的额定负载，将电机的输入电压及电流设置为最大值，通过输入扭矩传感器记录的数值且输出扭矩传感器同时记录数据，与输入扭矩传感器的结果进行对比，可得电机的堵转扭矩，此过程中输入输出位置传感器可以监测电机轴是否发生了转动；若电机的额定负载未知，但额定电压与额定电流已知，可在电机输入额定电压、额定电流的基础上，通过改变可控负载的阻力扭矩值测得电机的额定转矩；

步骤S23：执行电机的转速检测操作：通过测量已知并对电机施加额定电压、额定电流、额定转矩的情况下，通过输入位置传感器、输出位置传感器可以测得电机的额定转速；

步骤S24：执行电机的效率检测操作：在电机处于额定状态下，通过比对计算电机的转速、转矩及输入电压、电流，可以得出电机的效率；

步骤S25：通过在一段时间内测量并记录上述电机的参数指标，可得到相应指标或者指标与指标间关系的曲线，即电机的特性曲线。