一种伺服电机试验台制造技术

本发明专利技术公开了一种伺服电机试验台，包括试验台硬件模块、试验台监测分析模块。本发明专利技术通过更换不同故障类别和故障程度的轴承，可以用于对伺服电机轴承不同故障类别和故障程度进行模拟；通过对电机进行加载，可以用于模拟实际电机工作带负荷情况下的工作状况，模拟不同负载对电机运行状态的影响，进而通过不同类别传感器来完成在电机运转过程中不同故障类别和故障程度的轴承在不同加载状态下的加速度、电流物理量的采集，通过对采集的物理量转变成数字量后进行分析判断伺服电机故障类型及故障程度，该种方式下通过多种物理量的采集能够提高电机轴承故障诊断准确性。

A Servo Motor Test-bed

The invention discloses a servo motor test-bed, which comprises a hardware module of the test-bed and a monitoring and analysis module of the test-bed. By replacing bearings with different fault categories and degrees, the invention can be used to simulate different fault categories and degrees of servo motor bearings; by loading the motor, it can be used to simulate the working conditions of the actual motor with load, to simulate the influence of different loads on the motor operation status, and then to complete the electric power through different types of sensors. Acceleration and current physical quantity acquisition of bearings with different fault types and degrees under different loading conditions during the operation of the machine. The fault type and degree of the servo motor can be judged by analyzing and judging after the collected physical quantity is converted into digital quantity. In this way, the accuracy of fault diagnosis of motor bearings can be improved by collecting a variety of physical quantity.

【技术实现步骤摘要】
一种伺服电机试验台
本专利技术涉及一种伺服电机试验台，属于设备维护和故障诊断领域。
技术介绍
伺服电机在机电设备中具有重要的地位，其应用场合几乎遍及社会的各个领域。伺服电机随着使用时间的增长，逐渐出现不同程度的故障，直至不能胜任生产工作。伺服电机试验台可以模拟实际生产工作中的伺服电机轴承状态，并采集其多物理量信号，用于分析判断其运行状态。伺服电机作为多数机器系统运行的关键部位，其性能状态的好坏直接影响着机器系统是否能够良好地运行，而轴承是伺服电机日常工作时最关键的部位之一，同时也是极容易损坏的。目前国内外的电机试验台设备以电机为主要构件，或是不兼顾多种轴承故障类型，或是不能模拟不同的加载量对电机运行状态的影响，亦或是不进行多物理量的同时采集，有相似功能的试验台大多价格相当昂贵，很难进行推广使用。传统的电机试验台以电机或电机轴承为核心部件，但其故障类型及物理量的采集类型单一，导致其输出信号单一和故障类型单一，结果不能多方对比分析和横向比较，结果精度、灵活性和扩展性差。当试验内容发生改变时，往往要对试验台进行较大改动甚至是重新搭建试验台。加载量的机动改变为试验台带来更多的可选择性，使得试验台的试验条件的灵活性得到提升。
技术实现思路
本专利技术提供了一种伺服电机试验台，以用于实现通过不同类别传感器来完成在电机运转过程中不同故障类别和故障程度的轴承在不同加载状态下的加速度、电流物理量的采集，通过对采集的物理量转变成数字量后进行分析判断伺服电机故障类型及故障程度。本专利技术的技术方案是：一种伺服电机试验台，包括试验台硬件模块1、试验台监测分析模块2；所述试验台硬件模块1包括交流伺服电机3、电机伺服单元4、机械效率仪5、扭矩仪6、齿轮减速箱7、磁粉制动器8、相关传感器9、配套采集卡10、可更换轴承11、总电源16、智能伺服变压器17、NIc-DAQ9178采集箱22、计算机23，相关传感器9包括电流传感器18和加速度传感器19，配套采集卡10包括NI9215采集卡20、NI9234采集卡21；其中机械效率仪5通过电缆连接扭矩仪6、磁粉制动器8、总电源16、智能伺服变压器17，机械效率仪5用于显示扭矩仪6测得的扭矩大小，用于控制磁粉制动器8的加载量，智能伺服变压器17将输入的360V-420V的三相四线电输出为200V-220V的三相三线电并将三相三线电输送给电机伺服单元4，交流伺服电机3通过电缆与电机伺服单元4连接，连接交流伺服电机3和电机伺服电元4的电缆穿过电流传感器18，两个加速度传感器19沿交流伺服电机3输出端可更换轴承11径向垂直布置，电流传感器18连接NI9215采集卡20，加速度传感器19连接NI9234采集卡21，NI9215采集卡20、NI9234采集卡21经NIc-DAQ9178采集箱22连接计算机23，计算机23通过网线连接电机伺服电元4，交流伺服电机3通过联轴器与扭矩仪6连接，扭矩仪6通过联轴器与齿轮减速箱7连接，齿轮减速箱7通过联轴器与磁粉制动器8相连，磁粉制动器8提供的力作用于齿轮减速箱7，齿轮减速箱7通过减速比变化改变力的大小作用于扭矩仪6，扭矩仪6作用于交流伺服电机3实现加载；所述计算机23中设置试验台监测分析模块2，试验台监测分析模块2包括在线采集模块13、数据存储模块14、数据分析模块15，在线采集模块13用于收集NIc-DAQ9178采集箱22传回的加速度、电流物理量信号，数据存储模块14用于存储在线采集模块13收集到的多物理量信号，数据分析模块15用于分析处理NIc-DAQ9178采集箱22传回的多物理量信号得到相应结果。所述线采集模块13包括硬件配置模块24、波形实时显示模块25、采样时长设置模块12，硬件配置模块24用于进行传感器通道选择、通道类型设置，确定采集范围、采样率、每个通道的采样数、灵敏度设置、耦合方式和IEPE选择；波形实时显示模块25显示NIc-DAQ9178采集箱22回传的实时时域波形；采样时长设置模块12用于定时长采集时预采集时间的确定。所述数据分析模块15用于通过时间波形分析方法、频谱分析方法、时频分析方法、包络分析方法、过零分析方法或性能退化评估方法分析NIc-DAQ9178采集箱22回传的信号判断伺服电机故障类型及故障程度。本专利技术的有益效果是：通过更换不同故障类别和故障程度的轴承，可以用于对伺服电机轴承不同故障类别和故障程度进行模拟；通过对电机进行加载，可以用于模拟实际电机工作带负荷情况下的工作状况，模拟不同负载对电机运行状态的影响，进而通过不同类别传感器来完成在电机运转过程中不同故障类别和故障程度的轴承在不同加载状态下的加速度、电流物理量的采集，通过对采集的物理量转变成数字量后进行分析判断伺服电机故障类型及故障程度，该种方式下通过多种物理量的采集能够提高电机轴承故障诊断准确性。附图说明图1为本专利技术的伺服电机试验台整体示意图；图2为本专利技术的试验台硬件模块连接示意图；图3为本专利技术的试验台硬件模块示意图；图中各标号为：试验台硬件模块-1，试验台监测分析模块-2，交流伺服电机-3，电机伺服单元-4，机械效率仪-5，扭矩仪-6，齿轮减速箱-7，磁粉制动器-8，相关传感器-9，配套采集卡-10，可更换轴承-11，采样时长设置模块-12，在线采集模块-13，数据存储模块-14，数据分析模块-15，总电源-16，智能伺服变压器-17，电流传感器-18，加速度传感器-19，NI9215采集卡-20，NI9234采集卡-21，NIc-DAQ9178采集箱-22，电子计算机-23，硬件配置模块-24，波形实时显示模块-25。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术作进一步说明，但本专利技术的内容并不限于所述范围。实施例1：如图1-3所示，一种伺服电机试验台，包括试验台硬件模块1、试验台监测分析模块2；所述试验台硬件模块1包括交流伺服电机3、电机伺服单元4、机械效率仪5、扭矩仪6、齿轮减速箱7、磁粉制动器8、相关传感器9、配套采集卡10、可更换轴承11、总电源16、智能伺服变压器17、NIc-DAQ9178采集箱22、计算机23，相关传感器9包括电流传感器18和加速度传感器19，配套采集卡10包括NI9215采集卡20、NI9234采集卡21；其中机械效率仪5通过电缆连接扭矩仪6、磁粉制动器8、总电源16、智能伺服变压器17，机械效率仪5用于显示扭矩仪6测得的扭矩大小，用于控制磁粉制动器8的加载量，智能伺服变压器17将输入的360V-420V的三相四线电输出为200V-220V的三相三线电并将三相三线电输送给电机伺服单元4，交流伺服电机3通过电缆与电机伺服单元4连接，连接交流伺服电机3和电机伺服电元4的电缆穿过电流传感器18，两个加速度传感器19沿交流伺服电机3输出端可更换轴承11径向垂直布置，电流传感器18连接NI9215采集卡20，加速度传感器19连接NI9234采集卡21，NI9215采集卡20、NI9234采集卡21经NIc-DAQ9178采集箱22连接计算机23，计算机23通过网线连接电机伺服电元4，交流伺服电机3通过联轴器与扭矩仪6连接，扭矩仪6通过联轴器与齿轮减速箱7连接，齿轮减速箱7通过联轴器与磁粉制动器8相连，磁粉制动器8提供的力作用于齿轮减速箱7，齿轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种伺服电机试验台，其特征在于：包括试验台硬件模块(1)、试验台监测分析模块(2)；所述试验台硬件模块(1)包括交流伺服电机(3)、电机伺服单元(4)、机械效率仪(5)、扭矩仪(6)、齿轮减速箱(7)、磁粉制动器(8)、相关传感器(9)、配套采集卡(10)、可更换轴承(11)、总电源(16)、智能伺服变压器(17)、NI c‑DAQ9178采集箱(22)、计算机(23)，相关传感器(9)包括电流传感器(18)和加速度传感器(19)，配套采集卡(10)包括NI9215采集卡(20)、NI9234采集卡(21)；其中机械效率仪(5)通过电缆连接扭矩仪(6)、磁粉制动器(8)、总电源(16)、智能伺服变压器(17)，机械效率仪(5)用于显示扭矩仪(6)测得的扭矩大小，用于控制磁粉制动器(8)的加载量，智能伺服变压器(17)将输入的360V‑420V的三相四线电输出为200V‑220V的三相三线电并将三相三线电输送给电机伺服单元(4)，交流伺服电机(3)通过电缆与电机伺服单元(4)连接，连接交流伺服电机(3)和电机伺服电元(4)的电缆穿过电流传感器(18)，两个加速度传感器(19)沿交流伺服电机(3)输出端可更换轴承(11)径向垂直布置，电流传感器(18)连接NI9215采集卡(20)，加速度传感器(19)连接NI9234采集卡(21)，NI9215采集卡(20)、NI9234采集卡(21)经NI c‑DAQ9178采集箱(22)连接计算机(23)，计算机(23)通过网线连接电机伺服电元(4)，交流伺服电机(3)通过联轴器与扭矩仪(6)连接，扭矩仪(6)通过联轴器与齿轮减速箱(7)连接，齿轮减速箱(7)通过联轴器与磁粉制动器(8)相连，磁粉制动器(8)提供的力作用于齿轮减速箱(7)，齿轮减速箱(7)通过减速比变化改变力的大小作用于扭矩仪(6)，扭矩仪(6)作用于交流伺服电机(3)实现加载；所述计算机(23)中设置试验台监测分析模块(2)，试验台监测分析模块(2)包括在线采集模块(13)、数据存储模块(14)、数据分析模块(15)，在线采集模块(13)用于收集NI c‑DAQ9178采集箱(22)传回的加速度、电流物理量信号，数据存储模块(14)用于存储在线采集模块(13)收集到的多物理量信号，数据分析模块(15)用于分析处理NI c‑DAQ9178采集箱(22)传回的多物理量信号得到相应结果。...

【技术特征摘要】
1.一种伺服电机试验台，其特征在于：包括试验台硬件模块(1)、试验台监测分析模块(2)；所述试验台硬件模块(1)包括交流伺服电机(3)、电机伺服单元(4)、机械效率仪(5)、扭矩仪(6)、齿轮减速箱(7)、磁粉制动器(8)、相关传感器(9)、配套采集卡(10)、可更换轴承(11)、总电源(16)、智能伺服变压器(17)、NIc-DAQ9178采集箱(22)、计算机(23)，相关传感器(9)包括电流传感器(18)和加速度传感器(19)，配套采集卡(10)包括NI9215采集卡(20)、NI9234采集卡(21)；其中机械效率仪(5)通过电缆连接扭矩仪(6)、磁粉制动器(8)、总电源(16)、智能伺服变压器(17)，机械效率仪(5)用于显示扭矩仪(6)测得的扭矩大小，用于控制磁粉制动器(8)的加载量，智能伺服变压器(17)将输入的360V-420V的三相四线电输出为200V-220V的三相三线电并将三相三线电输送给电机伺服单元(4)，交流伺服电机(3)通过电缆与电机伺服单元(4)连接，连接交流伺服电机(3)和电机伺服电元(4)的电缆穿过电流传感器(18)，两个加速度传感器(19)沿交流伺服电机(3)输出端可更换轴承(11)径向垂直布置，电流传感器(18)连接NI9215采集卡(20)，加速度传感器(19)连接NI9234采集卡(21)，NI9215采集卡(20)、NI9234采集卡(21)经NIc-DAQ9178采集箱(22)连接计算机(23)，计算机(23)通过网线连接电机伺服电元(4)，交流伺服电机(3)通过联轴器与扭矩仪(6)...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘韬，刘义民，柳小勤，刘畅，陈庆，伍星，周俊，王之海，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53