一种基于仿真环境的工业机器人线缆磨损测试装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于仿真环境的工业机器人线缆磨损测试装置和方法。负载仿真模块固定安装在间隔板上，间隔板通过支架与底板固定连接，线缆安装组件与间隔板、支架均固定连接，负载仿真模块与线缆安装组件之间贴合，底板的上表面固定安装有控制模块，底板的下表面固定安装有振动仿真模块，负载仿真模块、线缆安装组件和振动仿真模块均与控制模块电连接。根据机器人线缆的实际工况，设定测试过程中的负载连续波动函数、振动频率、往复运动频率以及幅度；再将上下线缆安装到测试装置中后进行电缆的测试，测试结束后显示并记录本次测试的相关数据。本发明专利技术提高了测试的仿真性与测试结果的准确性，能够较准确捕捉磨损击穿临界点，预测线缆的使用寿命。线缆的使用寿命。线缆的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种基于仿真环境的工业机器人线缆磨损测试装置与方法


[0001]本专利技术涉及工业机器人磨损测试
的一种线缆磨损测试装置与方法，具体涉及一种基于仿真环境的工业机器人线缆磨损测试装置与方法。

技术介绍

[0002]工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。工业机器人被广泛应用于电子、物流、化工等各个工业领域之中。而在工业机器人运行过程中，其内部线缆始终处于摩擦磨损状态，若线缆绝缘层发生磨损破坏，则会造成线缆击穿、失效等后果，影响工业机器人工作可靠性与安全性。因此，对于机器人线缆的磨损可靠性及工作寿命研究就尤为重要。
[0003]目前，在相关领域只有极少数的工业机器人线缆磨损测试装置与方法，如申请专利号为202010109593.0的专利公开了一种复合运动下的工业机器人线缆磨损测试装置与方法。该装置通过滑动摩擦和转动摩擦两种形式的测试方法，对机器人线缆进行加速磨损测试。在测试过程中负载由重物提供，无法实现负载连续性变化，难以模拟机器人线缆实际工况，仿真性较差；其次该测试方法使用图像识别技术检测线缆磨损程度，无法准确捕捉线缆绝缘层击穿的临界点，检测精度与预测准确度较低。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对目前工业机器人线缆缺少仿真环境下的加速磨损可靠性测试方法及装置等问题，通过对工业机器人线缆实际工作环境的观察、检测与分析，发现机器人线缆工作过程中往往伴随着负载的连续性波动变化以及不可避免的环境振动(主要为机械振动)。针对这两种环境因素，提供了一种模拟负载连续性波动和环境振动的加速磨损测试方法及装置，分别通过对应的机械结构进行仿真模拟，并利用检测装置对通电线缆进行实时电流监测，实现仿真环境下的机器人线缆加速磨损可靠性测试。
[0005]一、一种基于仿真环境的工业机器人线缆磨损测试装置
[0006]装置包括振动仿真模块、负载仿真模块、线缆安装组件、间隔板、支架、底板和控制模块；
[0007]负载仿真模块固定安装在间隔板上，间隔板通过支架与底板固定连接，线缆安装组件与间隔板、支架均固定连接，负载仿真模块与线缆安装组件之间紧密贴合，底板的上表面固定安装有控制模块，底板的下表面固定安装有振动仿真模块，负载仿真模块、线缆安装组件和振动仿真模块均与控制模块电连接。
[0008]所述负载仿真模块包括电动推杆、推杆固定架和机身外壳；
[0009]机身外壳可拆卸地固定安装在间隔板上，机身外壳和间隔板内固定安装有线缆安装组件，电动推杆的底部伸入机身外壳内与线缆安装组件之间紧密贴合，电动推杆的中部通过推杆固定架固定安装在机身外壳上，电动推杆与控制模块电连接。
[0010]线缆安装组件包括上线缆安装组件和下线缆安装组件，所述上线缆安装组件包括上线缆、上线缆固定板、直线轴承、导向柱、第二电流变送器、第二脚架、第二线端固定器、第二U型槽和第二导向轴承；
[0011]四个导向柱的下端均固定安装在间隔板上，上线缆固定板与负载仿真模块的底部紧密贴合，上线缆固定板四个角中上开设有通孔，上线缆固定板的各个通孔上均固定安装有直线轴承，导向柱的中部设置有台阶，四个导向柱的上端穿过通孔后与对应的直线轴承同轴活动连接；上线缆固定板下表面一侧的中部固定安装有第二导向轴承，上线缆固定板下表面与安装有第二导向轴承相对一侧的中部平行且间隔地固定安装有两组第二U型槽、第二线端固定器和第二脚架；上线缆的中部绕在第二导向轴承上并且上线缆的两端分别穿过两组第二U型槽、第二线端固定器和第二脚架后向下延伸，上线缆向下延伸的其中一端穿过第二电流变送器后与向下延伸的另一端同时穿过间隔板后再与控制模块相连，第二电流变送器与控制模块电连接，上线缆呈U型地固定安装在上线缆固定板下表面；
[0012]下线缆安装组件包括下线缆、下线缆固定板、第一脚架、第一线端固定器、第一U型槽、第一导向轴承、主动滑台模组、滑台固定板、传动块、从动滑块、从动滑轨和第一电流变送器；
[0013]上线缆的下方设置有下线缆固定板，下线缆固定板设置在四个导向柱之间，下线缆固定板上表面一侧的中部固定安装有第一导向轴承，下线缆固定板上表面与安装有第一导向轴承相对一侧的中部平行且间隔地固定安装有两组第一U型槽、第一线端固定器和第一脚架；下线缆的中部绕在第一导向轴承上并且下线缆的两端分别穿过两组第一U型槽、第一线端固定器和第一脚架后向下延伸，下线缆向下延伸的其中一端穿过第一电流变送器后与向下延伸的另一端同时穿过间隔板后再与控制模块相连，第一电流变送器与控制模块电连接，下线缆呈U型地固定安装在下线缆固定板上表面，使得下线缆与上线缆之间呈井字交叉接触布置；
[0014]下线缆固定板的下表面与两个从动滑块固定连接，两个从动滑块分别滑动安装在两个从动滑轨上，两个从动滑轨均固定安装在间隔板，两个从动滑轨平行且间隔设置，从动滑块的滑动方向与下线缆固定板的下线缆的轴向平行，两个从动滑轨之间的间隔板中开有传动块槽，下线缆固定板的下表面固定安装有传动块，传动块穿过传动块槽后主动滑台模组固定连接，主动滑台模组固定安装在滑台固定板，滑台固定板的两端固定安装在支架上，传动块、从动滑块与主动滑台模组的滑动方向相同，使得主动滑台模组通过传动块带动下线缆固定板在从动滑轨上滑动，实现下线缆固定板的往复直线运动，从而磨损下线缆与上线缆之间的接触处，主动滑台模组与控制模块电连接。
[0015]所述振动仿真模块包括振动台面、上底架、下底架、承重弹簧、振动电机和偏心轮；
[0016]振动台面的上表面固定安装底板，振动台面的下表面固定安装有上底架，上底架通过承重弹簧和下底架连接，上底架中设置有中央横梁，振动电机固定安装在中央横梁上，振动电机两端的输出轴分别与两个偏心轮同轴固定连接，振动电机与控制模块电连接。
[0017]所述控制模块包括控制板、伺服电机驱动器、PLC控制器、触控一体机和开关电源；
[0018]伺服电机驱动器、PLC控制器、触控一体机和开关电源均固定安装在控制板上，控制板固定安装在底板上，PLC控制器与触控一体机电连接；振动仿真模块与PLC控制器电连接，负载仿真模块和线缆安装组件均通过伺服电机驱动器与PLC控制器连接；线缆安装组件
与开关电源电连接；线缆安装组件与触控一体机电连接。
[0019]二、一种基于仿真环境的工业机器人线缆磨损测试方法
[0020]方法包括以下步骤：
[0021]步骤一：根据机器人线缆的实际工况，设定测试过程中的负载连续波动函数、振动频率、往复运动频率以及幅度；
[0022]步骤二：将上线缆、下线缆分别安装到上线缆固定板和下线缆固定板上，此时上线缆自然下压在下线缆上；
[0023]步骤三：上线缆的两端均接电源高压，下线缆的两端均接电源低压，并且上线缆和下线缆分别穿入第二电流变送器和第一电流变送器内，此时上下线缆内均无电流产生，触控一体机的电流示数为零；
[0024]步骤四：驱动电动推本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于仿真环境的工业机器人线缆磨损测试装置，其特征在于，包括振动仿真模块、负载仿真模块、线缆安装组件、间隔板(4)、支架(5)、底板(6)和控制模块；负载仿真模块固定安装在间隔板(4)上，间隔板(4)通过支架(5)与底板(6)固定连接，线缆安装组件与间隔板(4)、支架(5)均固定连接，负载仿真模块与线缆安装组件之间紧密贴合，底板(6)的上表面固定安装有控制模块，底板(6)的下表面固定安装有振动仿真模块，负载仿真模块、线缆安装组件和振动仿真模块均与控制模块电连接。2.根据权利要求1所述的一种基于仿真环境的工业机器人线缆磨损测试装置，其特征在于，所述负载仿真模块包括电动推杆(1)、推杆固定架(2)和机身外壳(3)；机身外壳(3)可拆卸地固定安装在间隔板(4)上，机身外壳(3)和间隔板(4)内固定安装有线缆安装组件，电动推杆(1)的底部伸入机身外壳(3)内与线缆安装组件之间紧密贴合，电动推杆(1)的中部通过推杆固定架(2)固定安装在机身外壳(3)上，电动推杆(1)与控制模块电连接。3.根据权利要求1所述的一种基于仿真环境的工业机器人线缆磨损测试装置，其特征在于，线缆安装组件包括上线缆安装组件和下线缆安装组件，所述上线缆安装组件包括上线缆(28)、上线缆固定板(18)、直线轴承(19)、导向柱(20)、第二电流变送器(29)、第二脚架(35)、第二线端固定器(36)、第二U型槽(37)和第二导向轴承(38)；四个导向柱(20)的下端均固定安装在间隔板(4)上，上线缆固定板(18)与负载仿真模块的底部紧密贴合，上线缆固定板(18)四个角中上开设有通孔，上线缆固定板(18)的各个通孔上均固定安装有直线轴承(19)，导向柱(20)的中部设置有台阶，四个导向柱(20)的上端穿过通孔后与对应的直线轴承(19)同轴活动连接；上线缆固定板(18)下表面一侧的中部固定安装有第二导向轴承(38)，上线缆固定板(18)下表面与安装有第二导向轴承(38)相对一侧的中部平行且间隔地固定安装有两组第二U型槽(37)、第二线端固定器(36)和第二脚架(35)；上线缆(28)的中部绕在第二导向轴承(38)上并且上线缆(28)的两端分别穿过两组第二U型槽(37)、第二线端固定器(36)和第二脚架(35)后向下延伸，上线缆(28)向下延伸的其中一端穿过第二电流变送器(29)后与向下延伸的另一端同时穿过间隔板(4)后再与控制模块相连，第二电流变送器(29)与控制模块电连接，上线缆(28)呈U型地固定安装在上线缆固定板(18)下表面；下线缆安装组件包括下线缆(21)、下线缆固定板(25)、第一脚架(22)、第一线端固定器(23)、第一U型槽(24)、第一导向轴承(33)、主动滑台模组(31)、滑台固定板(30)、传动块(32)、从动滑块(26)、从动滑轨(27)和第一电流变送器(34)；上线缆(28)的下方设置有下线缆固定板(25)，下线缆固定板(25)设置在四个导向柱(20)之间，下线缆固定板(25)上表面一侧的中部固定安装有第一导向轴承(33)，下线缆固定板(25)上表面与安装有第一导向轴承(33)相对一侧的中部平行且间隔地固定安装有两组第一U型槽(24)、第一线端固定器(23)和第一脚架(22)；下线缆(21)的中部绕在第一导向轴承(33)上并且下线缆(21)的两端分别穿过两组第一U型槽(24)、第一线端固定器(23)和第一脚架(22)后向下延伸，下线缆(21)向下延伸的其中一端穿过第一电流变送器(34)后与向下延伸的另一端同时穿过间隔板(4)后再与控制模块相连，第一电流变送器(34)与控制模块电连接，下线缆(21)呈U型地固定安装在下线缆固定板(25)上表面，使得下线缆(21)与上线缆(28)之间呈井字交叉接触布置；下线缆固定板(25)的下表面与两个从动滑块(26)固定连接，两个从动滑块(26)分别滑
动安装在两个从动滑轨(27)上，两个从动滑轨(27)均固定安装在间隔板(4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘嘉煜，毋少峰，林益宏，韩立栋，王仁洪，谢玉增，王昱晨，周乐妍，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：