一种工业机器人驱动关节可靠性加速测试方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种工业机器人驱动关节可靠性加速测试方法与装置。现有工业机器人驱动关节试验方法都是采用负载力矩电机或电力测功机提供的负载力对电机轴直接作用，与机械臂在实际工作中多个方向上承受负载力的情况不符。本发明专利技术在转臂动力输出端位置固定与减速机输出轴间距相等的三块振动器固定板，每块振动器固定板上固定一个振动器，分别进行X轴、Y轴和Z轴振动器作用时减速机的可靠性试验，进而构建出在X轴、Y轴和Z轴不同组合振动方式下以及各振动器的不同振动力幅值和振动频率下减速机的无故障运行寿命公式。本发明专利技术能模拟工业机器人转臂的实际工况并进行可靠性试验，具有更高的试验效率，且测量精度高，结构简单，操作简易。

An accelerated test method and device for reliability of driving joints of industrial robots

【技术实现步骤摘要】
一种工业机器人驱动关节可靠性加速测试方法与装置
本专利技术涉及工业机器人
，尤其涉及一种附加振动载荷的工业机器人驱动关节可靠性加速测试方法与装置。
技术介绍
工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。驱动关节对工业机器人的控制起着至关重要的作用，因而对驱动关节的可靠性提出了更高的要求，而利用试验台可以对工业机器人驱动关节进行智能化可靠性加速测试。因此，设计一种工业机器人驱动关节可靠性加速测试试验台很有必要。目前，国内外针对不同的工业机器人驱动关节的可靠性测试设计了大量的试验台，普遍采用“输入电机，负载力矩电机或转矩传感器、减速机、扭矩”等结构，如申请专利号201610022622.3的专利技术专利公开了一种工业机器人减速机可靠性试验台，包括控制台以及减速机安装平台，减速机安装平台包括驱动电机和负载力矩电机，通过驱动电机来带动减速机转动，负载力矩电机来提供减速机所外加的负载。再如申请专利号201710586322.2的专利技术专利公开了一种工业机器人本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工业机器人驱动关节可靠性加速测试方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：/n步骤一、将减速机的输入轴与伺服电机的输出轴固定，转臂的动力输入端一侧与减速机的输出轴固定；且减速机的输出轴与转臂之间设有扭矩传感器；连接轴一端与转臂的动力输入端另一侧固定，连接轴另一端与绝对值编码器的旋转部通过刚性联轴器连接；绝对值编码器的固定部与绝对值编码器安装座固定；绝对值编码器安装座固定在控制箱的箱体上；调节三块振动器固定板在转臂动力输出端处的位置，使得三块振动器固定板与减速机输出轴的间距相等，接着将三块振动器固定板与转臂固定，并在每块振动器固定板上固定一个振动器，三个振动器分别为X轴振动器、Y轴振动器和Z...

【技术特征摘要】
1.一种工业机器人驱动关节可靠性加速测试方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：
步骤一、将减速机的输入轴与伺服电机的输出轴固定，转臂的动力输入端一侧与减速机的输出轴固定；且减速机的输出轴与转臂之间设有扭矩传感器；连接轴一端与转臂的动力输入端另一侧固定，连接轴另一端与绝对值编码器的旋转部通过刚性联轴器连接；绝对值编码器的固定部与绝对值编码器安装座固定；绝对值编码器安装座固定在控制箱的箱体上；调节三块振动器固定板在转臂动力输出端处的位置，使得三块振动器固定板与减速机输出轴的间距相等，接着将三块振动器固定板与转臂固定，并在每块振动器固定板上固定一个振动器，三个振动器分别为X轴振动器、Y轴振动器和Z轴振动器；然后，执行步骤二；
步骤二、通过工控机控制PLC，PLC经伺服驱动器驱动伺服电机，伺服电机经减速机带动转臂正转或反转k度，数据采集仪将采集到的扭矩传感器的扭矩信号和绝对值编码器的角度信号进行模数转换，并将得到的扭矩信号数字量和角度信号数字量传给PLC，PLC将角度信号数字量与k度进行比较，从而测试减速机的回转精度，若差值超过设定的阈值，则将装配好的各零件拆卸掉，回到步骤一重新装配，否则将控制箱的箱体与固定有PLC和伺服驱动器的底板固定，然后整体置于试验箱内，调节试验箱内温度为设置温度，湿度为设置湿度；
步骤三、工控机经PLC设置X轴、Y轴和Z轴振动器的振动力幅值均为A1，振动频率均为f1，A1≥400N，f1≥3000次/分钟；
步骤四、工控机经PLC控制X轴振动器按照设定的振动力幅值和振动频率进行振动，PLC经伺服驱动器驱动伺服电机，伺服电机经减速机带动转臂转动，且PLC记录下当前时刻；接着，PLC对扭矩信号数字量和角度信号数字量进行滤波和整流处理分别得到扭矩波形图和角度波形图，通过扭矩波形图分析伺服电机的扭矩变化，通过角度波形图分析减速机的回转精度，并通过角度波形图进一步得到角速度波形图来分析减速机的回转响应速度；当PLC判别伺服电机的扭矩变化范围小于预设范围，且PLC判别出现以下两种情况之一时：①伺服驱动器设定的伺服电机各时刻角度值与减速机传动比的比值和角度波形图中对应时刻角度值的差值绝对值高于设置的阈值，②伺服驱动器设定的伺服电机各时刻角速度值与减速机传动比的比值和角速度波形图中对应时刻角速度值的差值绝对值高于设置的阈值，则认为减速机失效，记录下测得的减速机寿命，X轴振动器停止振动；
步骤五、将失效的减速机更换成同批次的一个新减速机，执行步骤二，然后工控机经PLC控制Y轴振动器按照设定的振动力幅值和振动频率进行振动，PLC经伺服驱动器驱动伺服电机，伺服电机经减速机带动转臂转动，且PLC记录下当前时刻；接着，PLC对扭矩信号数字量和角度信号数字量进行滤波和整流处理分别得到扭矩波形图和角度波形图，通过扭矩波形图分析伺服电机的扭矩变化，通过角度波形图分析减速机的回转精度，并通过角度波形图进一步得到角速度波形图来分析减速机的回转响应速度；当PLC判别伺服电机的扭矩变化范围小于预设范围，且PLC判别出现以下两种情况之一时：①伺服驱动器设定的伺服电机各时刻角度值与减速机传动比的比值和角度波形图中对应时刻角度值的差值绝对值高于设置的阈值，②伺服驱动器设定的伺服电机各时刻角速度值与减速机传动比的比值和角速度波形图中对应时刻角速度值的差值绝对值高于设置的阈值，则认为减速机失效，记录下测得的减速机寿命，Y轴振动器停止振动；
步骤六、将失效的减速机更换成同批次的一个新减速机，执行步骤二，然后工控机经PLC控制Z轴振动器按照设定的振动力幅值和振动频率进行振动，PLC经伺服驱动器驱动伺服电机，伺服电机经减速机带动转臂转动，且PLC记录下当前时刻；接着，PLC对扭矩信号数字量和角度信号数字量进行滤波和整流处理分别得到扭矩波形图和角度波形图，通过扭矩波形图分析伺服电机的扭矩变化，通过角度波形图分析减速机的回转精度，并通过角度波形图进一步得到角速度波形图来分析减速机的回转响应速度；当PLC判别伺服电机的扭矩变化范围小于预设范围，且PLC判别出现以下两种情况之一时：①伺服驱动器设定的伺服电机各时刻角度值与减速机传动比的比值和角度波形图中对应时刻角度值的差值绝对值高于设置的阈值，②伺服驱动器设定的伺服电机各时刻角速度值与减速机传动比的比值和角速度波形图中对应时刻角速度值的差值绝对值高于设置的阈值，则认为减速机失效，记录下测得的减速机寿命，Z轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪敬，韩立栋，蒙臻，何利华，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33