CN117192365A - 一种伺服电机的综合性能测试平台及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种伺服电机的综合性能测试平台及测试方法，涉及伺服电机测试技术领域，包括工作台、振动台、一号电机安装座、二号电机安装座、三号电机安装座、驱动控制系统、信号采集系统、负载电机、传感器组件，工作台表面设置有振动槽，振动台固定在振动槽内，一号电机安装座和二号电机安装座固定在振动台上，三号电机安装座固定在工作台的台面上，一号电机安装座与二号电机安装座之间设置有第一中间固定座，二号电机安装座与三号电机安装座之间设置有第二中间固定座。本发明采用上述结构的一种伺服电机的综合性能测试平台及测试方法，通过振动台与工作台的分离设置实现待测电机的不同振动模式，对各种工况下的伺服电机工作状态进行测试。

Description

一种伺服电机的综合性能测试平台及测试方法

技术领域

本发明涉及伺服电机测试技术领域，尤其是涉及一种伺服电机的综合性能测试平台及测试方法。

背景技术

伺服电机可以控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。

伺服电机的性能测试包括对其电压、电流、扭矩、温度、振动等各个方面。振动测试不仅可以在终极阶段用于验证电机性能，还可以作为长期监测的手段，定期进行振动测试，可以检测电机是否出现性能恢复或机械故障的情况。在实际的使用情况中，伺服电机可能工作在经常发生振动的基台上，伺服电机的振动与负载物体、振动基台的耦合振动状态对伺服电机的工作情况会产生影响。因此有必要设计一种能够测试伺服电机在不同振动情景下工作状态的测试平台，以拟合工业生产中的实际环境。

发明内容

本发明的目的是提供一种伺服电机的综合性能测试平台及测试方法，通过振动台与工作台的分离设置实现待测电机的不同振动模式，对各种工况下的伺服电机工作状态进行测试。

为实现上述目的，本发明提供了一种伺服电机的综合性能测试平台，包括工作台、振动台、一号电机安装座、二号电机安装座、三号电机安装座、驱动控制系统、信号采集系统、负载电机、传感器组件，工作台表面设置有振动槽，振动台固定在振动槽内，一号电机安装座和二号电机安装座固定在振动台上，三号电机安装座固定在工作台的台面上，一号电机安装座与二号电机安装座之间设置有第一中间固定座，二号电机安装座与三号电机安装座之间设置有第二中间固定座，第一中间固定座和第二中间固定座上均设置有扭矩传感器，第一中间固定座设置于振动台上，第二中间固定座固定在工作台上。

优选的，一号电机安装座、二号电机安装座和三号电机安装座均包括底台和面台，底台的四周设置有底部通孔，一号电机安装座、二号电机安装座和三号电机安装座通过穿过底部通孔的螺钉与振动台或工作台相连接，面台的面积小于底台并位于底台的中央，面台的顶面四角上设置有顶部螺栓孔，待测伺服电机和负载电机通过穿过顶部螺栓孔的螺钉与一号电机安装座、二号电机安装座或三号电机安装座固定连接。

优选的，一号电机安装座、二号电机安装座与三号电机安装座位于同一水平面上，一号电机安装座、二号电机安装座与三号电机安装座等距且同轴分布。

优选的，振动台的两侧设置有四组减振固定装置，减振固定装置包括锁定件和锁柱，锁定件与工作台铰接，锁定件的非铰接端设置有锁定孔，锁柱设置于振动台的四角，锁柱穿过锁孔，锁柱顶部套设销螺栓。

优选的，传感器组件包括收音器、温度传感器和振动传感器，收音器和温度传感器固定在直角滑杆的末端，直角滑杆的底端与工作台侧面的滑轨滑动连接。

优选的，驱动控制系统分别与待测伺服电机、负载电机、振动台相连接，信号收集系统分别与温度传感器、收音器、振动传感器、扭矩传感器相连接，驱动控制系统和信号收集系统与综合测算中心相连。

一种伺服电机的综合性能测试方法，包括三种测试模式，分别是同步振动测试、分离振动测试和静态基准测试；

同步振动测试模式下，将待测伺服电机安装在一号电机安装座上，负载电机安装在二号电机安装座上，待测伺服电机和负载电机通过联轴器相连接，联轴器穿过设置于第一中间固定座上的扭矩传感器，测试过程中，通过驱动控制系统驱动待测伺服电机、负载电机、振动台运动，通过信号收集系统采集待测伺服电机与负载电机耦合运动下的输出状态；

分离振动测试模式下，将待测伺服电机安装在二号电机安装座上，负载电机安装在三号电机安装座上，待测伺服电机和负载电机通过联轴器相连接，联轴器穿过设置于第二中间固定座上的扭矩传感器，测试过程中，通过驱动控制系统驱动待测伺服电机、负载电机、振动台运动，通过信号收集系统采集待测伺服电机与负载电机耦合运动下的输出状态；

静态基准测试模式下，将待测伺服电机安装在二号电机安装座上，负载电机安装在三号电机安装座上，待测伺服电机和负载电机通过联轴器相连接，联轴器穿过设置于第二中间固定座上的扭矩传感器，同时，将锁紧装置中的锁定件翻转至振动台上方，使锁柱穿过锁孔，拧紧销螺栓将锁柱固定；测试过程中，通过驱动控制系统驱动待测伺服电机、负载电机、振动台运动，通过信号收集系统采集待测伺服电机与负载电机耦合运动下的输出状态。

因此，本发明采用上述结构和步骤的一种伺服电机的综合性能测试平台及方法，当伺服电机和负载电机均位于振动台上时进行同步振动测试，当伺服电机与负载电机分别位于不同台面时，若开启振动则进行分离振动测试，若关闭振动，并通过减振固定装置锁定则进行静态基准测试，另外通过驱动控制系统对各电机和振动台进行驱动，通过信号采集采集系统收集测试过程中的信号数据，通过传感器组件收集待测电机的环境数据，从而实现对伺服电机多模式多工况综合性能测试。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明一种伺服电机的综合性能测试平台实施例的侧面结构示意图；

图2为本发明实施例的测试平台结构俯视图；

图3为本发明实施例的系统连接原理图。

附图标记

1、工作台；2、振动槽；3、振动台；4、滑轨；5、直角滑杆；6、锁定件；7、锁柱；8、待测伺服电机；9、一号电机安装座；10、联轴器；11、第一中间固定座；12、扭矩传感器；13、负载电机；14、二号电机安装座；15、第二中间固定座；16、三号电机安装座；17、面台；18、底台。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

实施例

如图1和图2所示，一种伺服电机的综合性能测试平台，包括工作台1、振动台3、一号电机安装座9、二号电机安装座14、三号电机安装座16、驱动控制系统、信号采集系统、负载电机13、传感器组件。

工作台1表面设置有振动槽2，振动台3固定在振动槽2内，一号电机安装座9和二号电机安装座14固定在振动台3上，三号电机安装座16固定在工作台1的台面上。一号电机安装座9、二号电机安装座14和三号电机安装座16均包括底台18和面台17，底台18的四周设置有底部通孔，一号电机安装座9、二号电机安装座14和三号电机安装座16通过穿过底部通孔的螺钉与振动台3或工作台1相连接。面台17的面积小于底台18并位于底台18的中央，面台17的顶面四角上设置有顶部螺栓孔，待测伺服电机8和负载电机13通过穿过顶部螺栓孔的螺钉与一号电机安装座9、二号电机安装座14或三号电机安装座16固定连接。

一号电机安装座9与二号电机安装座14之间设置有第一中间固定座11，二号电机安装座14与三号电机安装座16之间设置有第二中间固定座15，第一中间固定座11和第二中间固定座15上均设置有扭矩传感器12，第一中间固定座11设置于振动台3上，第二中间固定座15固定在工作台1上。

一号电机安装座9、二号电机安装座14与三号电机安装座16位于同一水平面上，一号电机安装座9、二号电机安装座14与三号电机安装座16等距且同轴分布。

振动台3的两侧设置有四组减振固定装置，减振固定装置包括锁定件6和锁柱7，锁定件6与工作台1铰接，锁定件6的非铰接端设置有锁定孔，锁柱7设置于振动台3的四角。在非锁定状态下，锁定件6放置于工作台1上，振动台3的运动不受影响；在锁定状态下，将锁定件6的末端翻转至振动台3上方，锁柱7穿过锁孔，锁柱7顶部套设销螺栓并锁紧，使振动台3固定不动。

传感器组件包括收音器、温度传感器和振动传感器，收音器和温度传感器固定在直角滑杆5的末端，靠近待测伺服电机8。直角滑杆5的底端与工作台1侧面的滑轨4滑动连接，便于随时调节收音的位置，从而收集待测电机运作过程中的噪音信息，生成噪音曲线。温度传感器可采用接触式或红外式。接触式的温度传感器可采用贴附在电机表面的固定方式，保证测量精度。振动传感器采用磁吸式振动传感器，通过磁吸底座贴附在电机表面，测量振动情况。本实施例采用维特智能品牌WT-VB01-485型号的振动传感器，磁吸力为70kg，输出时间、振动速度、振动位移、振动频率、温度。

如图3所示，驱动控制系统分别与待测伺服电机8、负载电机13、振动台3相连接，根据不同的振动模式分别驱动。电参数采集仪与伺服电机的电路连接，收集伺服电机运转过程中的电路相关信息，电参数采集仪的摆放位置不限。信号收集系统分别与温度传感器、收音器、振动传感器、扭矩传感器12、电参数测量仪相连接，驱动控制系统和信号收集系统与综合测算中心相连，在综合测算中心的指挥下进行振动测试并收集相关数据。综合测算中心实时显示电机的电压、电流、输入功率、转矩、转速、输出功率、效率，并绘制成曲线，对于电流、电压、转矩、转速分别进行上、下限报警，报警值提前设定。

一种伺服电机的综合性能测试方法，包括三种测试模式，分别是同步振动测试、分离振动测试和静态基准测试；

同步振动测试模式下，将待测伺服电机8安装在一号电机安装座9上，负载电机13安装在二号电机安装座14上，待测伺服电机8和负载电机13通过联轴器10相连接，联轴器10穿过设置于第一中间固定座11上的扭矩传感器12，测试过程中，通过驱动控制系统驱动待测伺服电机8、负载电机13、振动台3运动，通过信号收集系统采集待测伺服电机8与负载电机13耦合运动下的输出状态，这可能会导致它们之间的两个相互影响，包括振动传递和机械耦合等。这种运动状态符合实际工况下伺服电机的运动情景，可以用来模拟实际工作条件下的交互。

分离振动测试模式下，将待测伺服电机8安装在二号电机安装座14上，负载电机13安装在三号电机安装座16上，待测伺服电机8和负载电机13通过联轴器10相连接，联轴器10穿过设置于第二中间固定座15上的扭矩传感器12，测试过程中，通过驱动控制系统驱动待测伺服电机8、负载电机13、振动台3运动，通过信号收集系统采集待测伺服电机8与负载电机13耦合运动下的输出状态。这种运动状态可以检验伺服电机与负载电机13的连接性，测量当提供动力的伺服电机与负载处于不同步的振动情况时伺服电机的输出状态。

静态基准测试模式下，将待测伺服电机8安装在二号电机安装座14上，负载电机13安装在三号电机安装座16上，待测伺服电机8和负载电机13通过联轴器10相连接，联轴器10穿过设置于第二中间固定座15上的扭矩传感器12。同时，将锁紧装置中的锁定件6翻转至振动台3上方，使锁柱7穿过锁孔，拧紧销螺栓将锁柱7固定。测试过程中，通过驱动控制系统驱动待测伺服电机8、负载电机13、振动台3运动，通过信号收集系统采集待测伺服电机8与负载电机13耦合运动下的输出状态。该模式用于拟合基础的无振动状态，测量伺服电机在静态的平面上的基准状态。此模式下，可对伺服电机进行空载试验、电流/电压/转速负载试验，电流/电压/转矩/转速/输入功率/输出功率/效率堵转实验，以及对电流、电压、转速等测量值的特定点测试。

因此，本发明采用上述结构和步骤的一种伺服电机的综合性能测试平台及测试方法，当伺服电机和负载电机13均位于振动台3上时进行同步振动测试，当伺服电机与负载电机13分别位于不同台面时，若开启振动则进行分离振动测试，若关闭振动，并通过减振固定装置锁定则进行静态基准测试，另外通过驱动控制系统对各电机和振动台3进行驱动，通过信号采集采集系统收集测试过程中的信号数据，通过传感器组件收集待测电机的环境数据，从而实现对伺服电机多模式多工况综合性能测试。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳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：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种伺服电机的综合性能测试平台，其特征在于：包括工作台、振动台、一号电机安装座、二号电机安装座、三号电机安装座、驱动控制系统、信号采集系统、负载电机、传感器组件，工作台表面设置有振动槽，振动台固定在振动槽内，一号电机安装座和二号电机安装座固定在振动台上，三号电机安装座固定在工作台的台面上，一号电机安装座与二号电机安装座之间设置有第一中间固定座，二号电机安装座与三号电机安装座之间设置有第二中间固定座，第一中间固定座和第二中间固定座上均设置有扭矩传感器，第一中间固定座设置于振动台上，第二中间固定座固定在工作台上。

2.根据权利要求1所述的一种伺服电机的综合性能测试平台，其特征在于：一号电机安装座、二号电机安装座和三号电机安装座均包括底台和面台，底台的四周设置有底部通孔，一号电机安装座、二号电机安装座和三号电机安装座通过穿过底部通孔的螺钉与振动台或工作台相连接，面台的面积小于底台并位于底台的中央，面台的顶面四角上设置有顶部螺栓孔，待测伺服电机和负载电机通过穿过顶部螺栓孔的螺钉与一号电机安装座、二号电机安装座或三号电机安装座固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种伺服电机的综合性能测试平台，其特征在于：一号电机安装座、二号电机安装座与三号电机安装座位于同一水平面上，一号电机安装座、二号电机安装座与三号电机安装座等距且同轴分布。

4.根据权利要求1所述的一种伺服电机的综合性能测试平台，其特征在于：振动台的两侧设置有四组减振固定装置，减振固定装置包括锁定件和锁柱，锁定件与工作台铰接，锁定件的非铰接端设置有锁定孔，锁柱设置于振动台的四角，锁柱穿过锁孔，锁柱顶部套设销螺栓。

5.根据权利要求1所述的一种伺服电机的综合性能测试平台，其特征在于：传感器组件包括收音器、温度传感器和振动传感器，收音器和温度传感器固定在直角滑杆的末端，直角滑杆的底端与工作台侧面的滑轨滑动连接。

6.根据权利要求5所述的一种伺服电机的综合性能测试平台，其特征在于：驱动控制系统分别与待测伺服电机、负载电机、振动台相连接，信号收集系统分别与温度传感器、收音器、振动传感器、扭矩传感器相连接，驱动控制系统和信号收集系统与综合测算中心相连。

7.应用如权利要求1-6任意一项所述一种伺服电机的综合性能测试平台的测试方法，其特征在于：包括三种测试模式，分别是同步振动测试、分离振动测试和静态基准测试；

同步振动测试模式下，将待测伺服电机安装在一号电机安装座上，负载电机安装在二号电机安装座上，待测伺服电机和负载电机通过联轴器相连接，联轴器穿过设置于第一中间固定座上的扭矩传感器，测试过程中，通过驱动控制系统驱动待测伺服电机、负载电机、振动台运动，通过信号收集系统采集待测伺服电机与负载电机耦合运动下的输出状态；

分离振动测试模式下，将待测伺服电机安装在二号电机安装座上，负载电机安装在三号电机安装座上，待测伺服电机和负载电机通过联轴器相连接，联轴器穿过设置于第二中间固定座上的扭矩传感器，测试过程中，通过驱动控制系统驱动待测伺服电机、负载电机、振动台运动，通过信号收集系统采集待测伺服电机与负载电机耦合运动下的输出状态；

静态基准测试模式下，将待测伺服电机安装在二号电机安装座上，负载电机安装在三号电机安装座上，待测伺服电机和负载电机通过联轴器相连接，联轴器穿过设置于第二中间固定座上的扭矩传感器，同时，将锁紧装置中的锁定件翻转至振动台上方，使锁柱穿过锁孔，拧紧销螺栓将锁柱固定；测试过程中，通过驱动控制系统驱动待测伺服电机、负载电机、振动台运动，通过信号收集系统采集待测伺服电机与负载电机耦合运动下的输出状态。