电机、减速器一体化测试的控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电机、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。本发明专利技术提供的电机、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。

Control System and Control Method for Integrative Testing of Motor and Reducer

The invention discloses a control system and control method for integrated testing of motor and reducer, in which the control system for integrated testing of motor and reducer includes lower computer (PLC) and upper computer (PC), amplifier, input position sensor, output position sensor, input torque sensor, output torque sensor, tension controller, etc. The control system and control method for the integrated test of motor and reducer provided by the invention have the technical functions of load output control and receiving detection signals, processing and calculating detection data to obtain corresponding detection report (i.e. data curve), and at the same time, by changing the resistance and torque value of controllable load, the corresponding data can be obtained through the monitoring of each sensor, and the corresponding data can be calculated. Value of test index.

【技术实现步骤摘要】
电机、减速器一体化测试的控制系统及控制方法
本专利技术涉及谐波减速机、电机设备
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术提供了一种电机、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，本专利技术还提供了一种电机、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，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：张德信，李维有，宋光辉，
申请(专利权)人：北京中研华飞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11