CN116125275A - 一种减速电机测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及测试技术领域,公开了一种减速电机测试系统,包括:测试台模组、可移动隔音组件、采样组件、处理单元、识别单元、核验单元,本发明可将待测减速电机固定在测试台模组上,将可移动隔音组件移动覆盖在待测减速电机的指定部位上,然后按照预设驱动策略进行启动,通过获取声波信号和震动信号得到的波形图进行异常判断,并对异常波形段进行提取来确定待测减速电机是否存在异常,在发现异常时,改变可移动隔音组件的覆盖位置,重新确定异常波形段来对其幅度变化进行判断,对故障区域进行确定,可以在发现故障隐患的同时,快速确定故障点的可能位置,提高检修效率。
Description
技术领域
本发明涉及测试技术领域,具体涉及一种减速电机测试系统。
背景技术
减速电机是指减速机和电机(马达)的集成体。这种集成体通常也可称为齿轮马达或齿轮电机。减速电机广泛应用于钢铁行业、机械行业等。使用减速电机的优点是简化设计、节省空间。随着减速电机行业的不断发展,越来越多的行业和企业运用到了减速电机,减速电机往往被使用在一些特性的环境中,需要对电机产生的噪音进行NVH控制。
所谓减速机和电机(马达)的集成,就是将齿轮减速箱安装于电动机的输出轴,通过齿轮的减速,将输出转速由高速降为低速,同时提高输出转矩。由于该特性,该类微型电机产品广泛用于自动化生产线,医疗设备等精密仪器中以及智能工业,智能农业,智能家居,智能机器人等相关设备智能动力输出中。在该类产品的如此激烈的市场竞争压力下,如何在大规模生产的同时保证产品的品质质量,将成为齿轮减速电机企业能否创造可观的经济收益的重要问题之一。
目前对减速电机的品质检测,除了对几个硬性指标转速、转矩、温升等外,还要对噪声和齿轮品质进行鉴定。而在减速电机工厂中,该部分检测普遍是通过人工方式进行鉴定,即是通过双手感知电机空载的振动以及用耳聆听电机空载的噪声来进行综合判定产品的优劣。这种落后低效方法不仅大大增加生产中的劳动成本,而且由于这种重复性劳动会使工人出现疲惫判断失误,因此目前阶段,出现了采用深度学习的方式,通过改进的循环网络分类模型对减速电机的振动信号进行特征提取和模型学习,实现了减速电机的品质检测任务,提高对减速电机的品质鉴定的效率。
然而,此举仅仅能够确定减速电机是否存在异常,但是无法对异常位置进行估计,而且由于减速电机与其他电机一样同样存在温升带来的工作疲劳,长时间工作在高温状况下会导致工作效率的降低,因此现有的测试系统也不能够根据噪声和温度参数来快速的针对某个减速电机的在某环境温度下进行工作功率的准确设定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种减速电机测试系统,解决以下技术问题:
如何能够提供对减速电机进行精准的故常排除和工作参数设定的测试系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种减速电机测试系统,包括:
测试台模组,与待测减速电机连接,用于对所述待测减速电机按照预设驱动策略进行驱动控制;
可移动隔音组件,设置在所述待测减速电机外侧,用于对所述待测减速电机的指定部位进行临时隔音处理;
采样组件,用于对所述待测减速电机方向进行声波信号采集和震动信号采集;
处理单元,与所述采样组件连接,用于将所述声波信号和所述震动信号处理为对应的波形图;
识别单元,与所述处理单元连接,用于根据所述波形图进行是否存在异常的判断,并获取对应的异常波形段;
核验单元,与所述识别单元连接和所述可移动隔音组件连接,用于在所述识别单元输出存在异常的判断结果时,变更所述指定部位,并重新获取新的所述波形图以及新的异常波形段;
若所述异常波形段幅度增加,则可将原所述指定部位确认为故障区域,否则继续变更所述指定部位,直至确认故障区域。
通过上述技术方案,本发明可将待测减速电机固定在测试台模组上,将可移动隔音组件移动覆盖在待测减速电机的指定部位上,然后按照预设驱动策略进行启动,通过获取声波信号和震动信号得到的波形图进行异常判断,并对异常波形段进行提取来确定待测减速电机是否存在异常,在发现异常时,改变可移动隔音组件的覆盖位置,重新确定异常波形段来对其幅度变化进行判断,对故障区域进行确定,可以在发现故障隐患的同时,快速确定故障点的可能位置,提高检修效率。
作为本发明进一步的方案:所述预设驱动策略包括:
按照预设驱动电压启动对所述待测减速电机的N次驱动;所述预设驱动电压按照大小分为k个阶梯段位,每个阶梯段位逐个递增驱动电压;
在对所述待测减速电机的每次驱动过程中,当所述待测减速电机的减速部分的输入端转速达到输入端预设值时,切换减速齿比,直至所述待测减速电机的减速部分的输出端达到输出端减速极大预设值时,断电转速归零后,进入下一次驱动过程。
作为本发明进一步的方案:每次变更所述指定部位后,进入下一次驱动过程。
通过上述技术方案,指定部位的变动,需要在驱动过程进行切换后进行调整。
作为本发明进一步的方案:还包括:
电机温度采样单元,用于采集所述待测减速电机的内部温度;
环境温度采样单元,用于采集所述待测减速电机的环境温度;
功率监测单元,用于采集所述待测减速电机的实时功率;
当所述内部温度达到预设上限时,将此时的实时功率记为最大功率;
改变所述待测减速电机的环境温度,分别采集不同环境温度下的最大功率,根据所述环境温度与所述最大功率的关系建立预测函数。
作为本发明进一步的方案:当所述识别单元输出存在异常的判断结果时,记录此时的所述内部温度为所述预设上限。
通过上述技术方案,当出现异常噪音时,认为此时内部温度为极限,待确定故障区域并进行排除后,方可重新测试对预设上限进行重新设定。
作为本发明进一步的方案:所述预测函数的公式模型如下:
。
其中,为所述预设上限,G为所述待测减速电机的额定功率,为环境温度为T时的最大功率,a为大于0的预设定参数;
当时,将所述待测减速电机在当前驱动程序中的最后一个阶梯段位的目标功率设置为;
当时,将所述待测减速电机在当前驱动程序中的最后一个阶梯段位的目标功率设置为额定功率G。
作为本发明进一步的方案:所述识别单元还用于所有所述异常波形段进行分类,获取对应的异常种类数H,;
当时,令。
作为本发明进一步的方案:所述电机温度采样单元设置在所述指定部位,对所述指定部位的内部温度进行检测。
本发明的有益效果:
(1)本发明可将待测减速电机固定在测试台模组上,将可移动隔音组件移动覆盖在待测减速电机的指定部位上,然后按照预设驱动策略进行启动,通过获取声波信号和震动信号得到的波形图进行异常判断,并对异常波形段进行提取来确定待测减速电机是否存在异常,在发现异常时,改变可移动隔音组件的覆盖位置,重新确定异常波形段来对其幅度变化进行判断,对故障区域进行确定,可以在发现故障隐患的同时,快速确定故障点的可能位置,提高检修效率;
(2)将对待测减速电机的测试过程分为多个驱动过程,针对每个驱动过程,都需要从转速为0开始重新启动,且每次驱动过程的加速度随次数增加而增加,并在驱动的过程中对减速齿比进行切换,从而能够获得不同工况下的采样数据,提升检测的全面性;
(3)由于待测减速电机的散热能力恒定,当内部温度过高时,其内部齿轮结构会因为温升产生工作效率下降的情况,因此可通过不断的改变环境温度,来获取待测减速电机在不同环境温度下的最大功率数值,据此建立预测函数模型,通过建立好的预测函数模型,工作人员可结合实际环境温度,计算出符合当前实际环境温度的最佳工作功率,来进行快速的测试。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明中减速电机测试系统的模块连接图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示,本发明为一种减速电机测试系统,包括:
测试台模组,与待测减速电机连接,用于对所述待测减速电机按照预设驱动策略进行驱动控制;
可移动隔音组件,设置在所述待测减速电机外侧,用于对所述待测减速电机的指定部位进行临时隔音处理;
采样组件,用于对所述待测减速电机方向进行声波信号采集和震动信号采集;
处理单元,与所述采样组件连接,用于将所述声波信号和所述震动信号处理为对应的波形图;
识别单元,与所述处理单元连接,用于根据所述波形图进行是否存在异常的判断,并获取对应的异常波形段;
核验单元,与所述识别单元连接和所述可移动隔音组件连接,用于在所述识别单元输出存在异常的判断结果时,变更所述指定部位,并重新获取新的所述波形图以及新的异常波形段;
若所述异常波形段幅度增加,则可将原所述指定部位确认为故障区域,否则继续变更所述指定部位,直至确认故障区域。
通过上述技术方案,本发明可将待测减速电机固定在测试台模组上,将可移动隔音组件移动覆盖在待测减速电机的指定部位上,然后按照预设驱动策略进行启动,通过获取声波信号和震动信号得到的波形图进行异常判断,并对异常波形段进行提取来确定待测减速电机是否存在异常,在发现异常时,改变可移动隔音组件的覆盖位置,重新确定异常波形段来对其幅度变化进行判断,对故障区域进行确定,可以在发现故障隐患的同时,快速确定故障点的可能位置,提高检修效率。另外,指定部位的变更为随机变化,但距离上一次的指定部位不应超过预设距离范围,且和以往的指定部位不完全重合。
作为本发明进一步的方案:所述预设驱动策略包括:
按照预设驱动电压启动对所述待测减速电机的N次驱动;所述预设驱动电压按照大小分为k个阶梯段位,每个阶梯段位逐个递增驱动电压;
在对所述待测减速电机的每次驱动过程中,当所述待测减速电机的减速部分的输入端转速达到输入端预设值时,切换减速齿比,直至所述待测减速电机的减速部分的输出端达到输出端预设值时,断电转速归零后,进入下一次驱动过程。
通过上述技术方案,将对待测减速电机的测试过程分为多个驱动过程,针对每个驱动过程,都需要从转速为0开始重新启动,且每次驱动过程的加速度随次数增加而增加,并在驱动的过程中对减速齿比进行切换,从而能够获得不同工况下的采样数据,提升检测的全面性。
作为本发明进一步的方案:每次变更所述指定部位后,进入下一次驱动过程。也就是说,指定部位的变动,需要在驱动过程进行切换后进行调整;当检测出异常波形段时,需要在当前的驱动过程结束后,对指定部位进行变更,然后进入下一个驱动过程,该下一个驱动过程在启动时的加速度要大于上次一驱动过程;若没有检测出异常波形段,则不需要变更指定部位就可在当次驱动过程结束后进入下一驱动过程。
作为本发明进一步的方案:还包括:
电机温度采样单元,用于采集所述待测减速电机的内部温度;
环境温度采样单元,用于采集所述待测减速电机的环境温度;
功率监测单元,用于采集所述待测减速电机的实时功率;
当所述内部温度达到预设上限时,将此时的实时功率记为最大功率;
改变所述待测减速电机的环境温度,分别采集不同环境温度下的最大功率,根据所述环境温度与所述最大功率的关系建立预测函数。
通过上述技术方案,由于待测减速电机的散热能力恒定,当内部温度过高时,其内部齿轮结构会因为温升产生工作效率下降的情况,因此可通过不断的改变环境温度,来获取待测减速电机在不同环境温度下的最大功率数值,据此建立预测函数模型,通过建立好的预测函数模型,工作人员可结合实际环境温度,计算出符合当前实际环境温度的最佳工作功率,来进行快速的测试。
作为本发明进一步的方案:当所述识别单元输出存在异常的判断结果时,记录此时的所述内部温度为所述预设上限。
通过上述技术方案,当出现异常噪音时,认为此时内部温度为极限,待确定故障区域并进行排除后,方可重新测试对预设上限进行重新设定。
作为本发明进一步的方案:所述预测函数的公式模型如下:
。
其中,为所述预设上限,G为所述待测减速电机的额定功率,为环境温度为T时的最大功率,a为大于0的预设定参数;
当时,将所述待测减速电机在当前驱动程序中的最后一个阶梯段位的目标功率设置为;
当时,将所述待测减速电机在当前驱动程序中的最后一个阶梯段位的目标功率设置为额定功率G。
通过上述技术方案,根据当前确定的预设上限,和多次测得的环境温度和测得的最大功率,可对b的值进行求解获取,完成预测函数的建立;当工作人员进行预设驱动策略的设定时,可以直接根据当前环境温度来对当前的最大功率进行设定,提升工作效率。
作为本发明进一步的方案:所述识别单元还用于所有所述异常波形段进行分类,获取对应的异常种类数H,;
当时,令,对的值进行更新。
通过上述技术方案,考虑到噪声类别越多代表故障种类可能越多,因此需要对预设上限进行一定的调整,并在调整后重新计算b值。
作为本发明进一步的方案:所述电机温度采样单元设置在所述指定部位,对所述指定部位的内部温度进行检测。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (8)
1.一种减速电机测试系统,其特征在于,包括:
测试台模组,与待测减速电机连接,用于对所述待测减速电机按照预设驱动策略进行驱动控制;
可移动隔音组件,设置在所述待测减速电机外侧,用于对所述待测减速电机的指定部位进行临时隔音处理;
采样组件,用于对所述待测减速电机方向进行声波信号采集和震动信号采集;
处理单元,与所述采样组件连接,用于将所述声波信号和所述震动信号处理为对应的波形图;
识别单元,与所述处理单元连接,用于根据所述波形图进行是否存在异常的判断,并获取对应的异常波形段;
核验单元,与所述识别单元连接和所述可移动隔音组件连接,用于在所述识别单元输出存在异常的判断结果时,变更所述指定部位,并重新获取新的所述波形图以及新的异常波形段;
若所述异常波形段幅度增加,则可将原所述指定部位确认为故障区域,否则继续变更所述指定部位,直至确认故障区域。
2.根据权利要求1所述的减速电机测试系统,其特征在于,所述预设驱动策略包括:
按照预设驱动电压启动对所述待测减速电机的N次驱动;所述预设驱动电压按照大小分为k个阶梯段位,每个阶梯段位逐个递增驱动电压;
在对所述待测减速电机的每次驱动过程中,当所述待测减速电机的减速部分的输入端转速达到输入端预设值时,切换减速齿比,直至所述待测减速电机的减速部分的输出端达到输出端预设值时,断电转速归零后,进入下一次驱动过程。
3.根据权利要求2所述的减速电机测试系统,其特征在于,每次变更所述指定部位后,进入下一次驱动过程。
4.根据权利要求2所述的减速电机测试系统,其特征在于,还包括:
电机温度采样单元,用于采集所述待测减速电机的内部温度;
环境温度采样单元,用于采集所述待测减速电机的环境温度;
功率监测单元,用于采集所述待测减速电机的实时功率;
当所述内部温度达到预设上限时,将此时的实时功率记为最大功率;
改变所述待测减速电机的环境温度,分别采集不同环境温度下的最大功率,根据所述环境温度与所述最大功率的关系建立预测函数。
5.根据权利要求4所述的减速电机测试系统,其特征在于,当所述识别单元输出存在异常的判断结果时,记录此时的所述内部温度为所述预设上限。
6.根据权利要求5所述的减速电机测试系统,其特征在于,所述预测函数的公式模型如下:
;
其中,为所述预设上限,G为所述待测减速电机的额定功率,为环境温度为T时的最大功率,a为大于0的预设定参数;
当时,将所述待测减速电机在当前驱动程序中的最后一个阶梯段位的目标功率设置为;
当时,将所述待测减速电机在当前驱动程序中的最后一个阶梯段位的目标功率设置为额定功率G。
7.根据权利要求6所述的减速电机测试系统,其特征在于,所述识别单元还用于所有所述异常波形段进行分类,获取对应的异常种类数H,;
当时,令。
8.根据权利要求4所述的减速电机测试系统,其特征在于,所述电机温度采样单元设置在所述指定部位,对所述指定部位的内部温度进行检测。
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