CN110988683A - 一种多功能伺服电机性能测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能伺服电机性能测试系统，涉及伺服电机性能测试技术领域，包括函数信号发生器、伺服电机控制器、伺服电机、旋转编码器、转矩转速传感器、示波器和负载块，伺服电机上安装有旋转编码器，旋转编码器一侧安装有转矩转速传感器，转矩转速传感器一侧安装有负载块。本发明解决了现有伺服电机测试平台存在测试盲区的问题，可以实现伺服电机的位置跟踪误差、转速变化响应、频带宽度、静态刚度以及惯量适应范围共五项测试；测试系统结构简单，操作方便，测试效率高。
Description
技术领域
本发明涉及伺服电机性能测试技术领域，特别是涉及一种多功能伺服电机性能测试系统。
背景技术
伺服电机测试平台可以适用于大部分伺服电机性能测试，但是还存在一定的测试盲区，一是负载端采用“电动、发电”两用电机或者磁粉盒的方式进行加载，且不配备独立的旋转编码器，不适于伺服电机的位置跟踪误差、惯量适应范围及静态刚度测试；二是转速测量是通过转速传感器及功率分析仪进行采集，存在波形失真现象，不适用于电机转速变化响应及频带宽度测试。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种多功能伺服电机性能测试系统。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种多功能伺服电机性能测试系统，包括函数信号发生器、伺服电机控制器、伺服电机、旋转编码器、转矩转速传感器、示波器和负载块，所述函数信号发生器与伺服电机控制器通过连接线相连接，伺服电机控制器与伺服电机通过数据线相连接，伺服电机上安装有旋转编码器，旋转编码器一侧安装有转矩转速传感器，转矩转速传感器一侧安装有负载块，函数信号发生器与示波器通过连接线相连接，转矩转速传感器与示波器通过连接线相连接。
优选的，所述旋转编码器与转矩转速传感器之间通过第一联轴器相连接。
优选的，所述转矩转速传感器与负载块之间通过第二联轴器相连接。
优选的，所述第二联轴器与负载块之间设有砝码。
测试系统可以实现位置跟踪误差、转速变化响应、频带宽度、静态刚度以及惯量适应范围共五项测试，
(1)位置跟踪误差测试，由函数信号发生器、伺服电机控制器、伺服电机和旋转编码器构成伺服电机的位置跟踪误差测试系统，实施时，将第一联轴器脱开，函数信号发生器给伺服电机控制器发送规定的脉冲指令，伺服电机根据伺服电机控制器处理之后的指令旋转，旋转编码器可以显示伺服电机旋转角度，通过对比旋转编码器测得的伺服电机旋转角度与函数信号发生器给伺服电机控制器发送规定的脉冲指令下伺服电机的理论旋转角度，可以判定伺服电机位置跟踪误差；
(2)转速变化响应测试，由函数信号发生器、示波器、伺服电机控制器、伺服电机、旋转编码器、第一联轴器和转矩转速传感器构成伺服电机的转速变化响应测试系统，实施时，将第二联轴器脱开，第一联轴器锁死闭合，函数信号发生器给伺服电机控制器发送规定的转速模拟量信号，伺服电机根据伺服电机控制器处理之后的指令旋转，经过旋转编码器和第一联轴器传达到转矩转速传感器，示波器实时采集整个过程中扭矩转速传感器传递过来的转速信号，并形成转速变化响应曲线；
(3)频带宽度，由函数信号发生器、示波器、伺服电机控制器、伺服电机、旋转编码器、第一联轴器和转矩转速传感器构成伺服电机的转速变化响应测试系统，实施时，将第二联轴器脱开，第一联轴器锁死闭合，函数信号发生器给伺服电机控制器发送规定的正弦转速模拟量信号，伺服电机根据伺服电机控制器处理之后的指令旋转，经过旋转编码器和第一联轴器传达到转矩转速传感器，示波器实时采集整个过程中函数信号发生器传递过来的正弦指令信号及扭矩转速传感器传递过来的正弦转速信号，并分别形成正弦指令信号曲线及正弦转速响应曲线，通过对比上述两个曲线的相位差得到频带宽度；
(4)静态刚度，由函数信号发生器、示波器、伺服电机控制器、伺服电机、旋转编码器、第一联轴器、转矩转速传感器、第二联轴器和砝码构成伺服电机的静态刚度测试系统，实施时，将第一联轴器和第二联轴器均锁死闭合，不加装负载块，函数信号发生器给伺服电机控制器发送零速锁死信号，伺服电机锁死，然后按照加装规定重量的砝码，砝码垂直悬挂，指向地面，示波器通过转矩转速传感器读取当前扭矩值用于修正砝码重量是否合适，若不合适相应增加或减少砝码重量直至转矩转速传感器采集的扭矩值满足规定要求，最后通过读取旋转编码器的角度旋转量完成静态刚度测试；
(5)惯量适应范围，由函数信号发生器、伺服电机控制器、伺服、旋转编码器、第一联轴器、转矩转速传感器、第二联轴器和负载块构成伺服电机的惯量适应范围测试系统，实施时，将第一联轴器和第二联轴器均锁死闭合，不悬挂砝码，加装规定的负载块，函数信号发生器给伺服电机控制器发送规定的最低转速模拟量信号，然后函数信号发生器按照规定逐步升高转速模拟量信号的电压量直至达到伺服电机所需的额定转速模拟量信号，伺服电机根据伺服电机控制器处理之后的指令旋转，经过旋转编码器和第一联轴器传达到转矩转速传感器，示波器实时采集整个过程中转矩转速传感器传递过来的转速信号，并形成转速变化曲线，通过分析该曲线得到的转速变化量完成惯量适应范围测试。
本发明的有益效果在于：本发明解决了现有伺服电机测试平台存在测试盲区的问题，可以实现伺服电机的位置跟踪误差、转速变化响应、频带宽度、静态刚度以及惯量适应范围共五项测试；测试系统结构简单，操作方便，测试效率高。
附图说明
图1为本发明的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1所示，本发明包括函数信号发生器、伺服电机控制器、伺服电机、旋转编码器、转矩转速传感器、示波器和负载块。函数信号发生器与伺服电机控制器通过连接线相连接。伺服电机控制器与伺服电机通过数据线相连接。伺服电机上安装有旋转编码器。旋转编码器一侧安装有转矩转速传感器，旋转编码器与转矩转速传感器之间通过第一联轴器相连接。转矩转速传感器一侧安装有负载块，转矩转速传感器与负载块之间通过第二联轴器相连接。第二联轴器与负载块之间设有砝码。函数信号发生器与示波器通过连接线相连接。转矩转速传感器与示波器通过连接线相连接。
测试系统可以实现位置跟踪误差、转速变化响应、频带宽度、静态刚度以及惯量适应范围共五项测试，
(1)位置跟踪误差测试，由函数信号发生器、伺服电机控制器、伺服电机和旋转编码器构成伺服电机的位置跟踪误差测试系统，实施时，将第一联轴器脱开，函数信号发生器给伺服电机控制器发送规定的脉冲指令，伺服电机根据伺服电机控制器处理之后的指令旋转，旋转编码器可以显示伺服电机旋转角度，通过对比旋转编码器测得的伺服电机旋转角度与函数信号发生器给伺服电机控制器发送规定的脉冲指令下伺服电机的理论旋转角度，可以判定伺服电机位置跟踪误差；
(2)转速变化响应测试，由函数信号发生器、示波器、伺服电机控制器、伺服电机、旋转编码器、第一联轴器和转矩转速传感器构成伺服电机的转速变化响应测试系统，实施时，将第二联轴器脱开，第一联轴器锁死闭合，函数信号发生器给伺服电机控制器发送规定的转速模拟量信号，伺服电机根据伺服电机控制器处理之后的指令旋转，经过旋转编码器和第一联轴器传达到转矩转速传感器，示波器实时采集整个过程中扭矩转速传感器传递过来的转速信号，并形成转速变化响应曲线；
(3)频带宽度，由函数信号发生器、示波器、伺服电机控制器、伺服电机、旋转编码器、第一联轴器和转矩转速传感器构成伺服电机的转速变化响应测试系统，实施时，将第二联轴器脱开，第一联轴器锁死闭合，函数信号发生器给伺服电机控制器发送规定的正弦转速模拟量信号，伺服电机根据伺服电机控制器处理之后的指令旋转，经过旋转编码器和第一联轴器传达到转矩转速传感器，示波器实时采集整个过程中函数信号发生器传递过来的正弦指令信号及扭矩转速传感器传递过来的正弦转速信号，并分别形成正弦指令信号曲线及正弦转速响应曲线，通过对比上述两个曲线的相位差得到频带宽度；
(4)静态刚度，由函数信号发生器、示波器、伺服电机控制器、伺服电机、旋转编码器、第一联轴器、转矩转速传感器、第二联轴器和砝码构成伺服电机的静态刚度测试系统，实施时，将第一联轴器和第二联轴器均锁死闭合，不加装负载块，函数信号发生器给伺服电机控制器发送零速锁死信号，伺服电机锁死，然后按照加装规定重量的砝码，砝码垂直悬挂，指向地面，示波器通过转矩转速传感器读取当前扭矩值用于修正砝码重量是否合适，若不合适相应增加或减少砝码重量直至转矩转速传感器采集的扭矩值满足规定要求，最后通过读取旋转编码器的角度旋转量完成静态刚度测试；
(5)惯量适应范围，由函数信号发生器、伺服电机控制器、伺服、旋转编码器、第一联轴器、转矩转速传感器、第二联轴器和负载块构成伺服电机的惯量适应范围测试系统，实施时，将第一联轴器和第二联轴器均锁死闭合，不悬挂砝码，加装规定的负载块，函数信号发生器给伺服电机控制器发送规定的最低转速模拟量信号，然后函数信号发生器按照规定逐步升高转速模拟量信号的电压量直至达到伺服电机所需的额定转速模拟量信号，伺服电机根据伺服电机控制器处理之后的指令旋转，经过旋转编码器和第一联轴器传达到转矩转速传感器，示波器实时采集整个过程中转矩转速传感器传递过来的转速信号，并形成转速变化曲线，通过分析该曲线得到的转速变化量完成惯量适应范围测试。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围。本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变形。本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种多功能伺服电机性能测试系统，其特征在于：包括函数信号发生器、伺服电机控制器、伺服电机、旋转编码器、转矩转速传感器、示波器和负载块，所述函数信号发生器与伺服电机控制器通过连接线相连接，伺服电机控制器与伺服电机通过数据线相连接，伺服电机上安装有旋转编码器，旋转编码器一侧安装有转矩转速传感器，转矩转速传感器一侧安装有负载块，函数信号发生器与示波器通过连接线相连接，转矩转速传感器与示波器通过连接线相连接。
2.根据权利要求1所述的一种多功能伺服电机性能测试系统，其特征在于：所述旋转编码器与转矩转速传感器之间通过第一联轴器相连接。
3.根据权利要求1所述的一种多功能伺服电机性能测试系统，其特征在于：所述转矩转速传感器与负载块之间通过第二联轴器相连接。
4.根据权利要求3所述的一种多功能伺服电机性能测试系统，其特征在于：所述第二联轴器与负载块之间设有砝码。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111505501A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-08-07 | 中国计量大学 | 一种电机动态加载和瞬态测试装置 |
| CN111930061A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-11-13 | 佛山科学技术学院 | 一种移动机器人的驱动电机性能测试方法及装置 |
| CN112462084A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-03-09 | 芜湖赛宝机器人产业技术研究院有限公司 | 一种机器人伺服电机性能测试装置 |
| CN113325312A (zh) * | 2021-06-02 | 2021-08-31 | 中车青岛四方车辆研究所有限公司 | 电机性能测试系统 |
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2019
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