CN107271178A - 一种精密减速器静态性能测试实验台 - Google Patents

一种精密减速器静态性能测试实验台 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种精密减速器静态性能测试实验台，由伺服电机、转矩转速传感器、高精度编码器、被测减速器、磁粉离合器的主要部件及基座、水平滑台、联轴器、减速器安装座等连接固定的辅助部件构成，采用磁粉离合提供输入端负载，伺服电机输出端加载，中间添加角度量、转速量的测试装置，以此测试精密减速器的静态性能。本发明按照精密减速器各静态性能参数的定义，能够在同一台实验台上完成回差、扭转刚度等静态性能的测试，能够对不同型号的精密减速器静态性能进行测试，并采用程序控制的加载方式，自动化程度高。本发明具有结构简单、测试精度高、对测试环境要求低、自动化程度高等优点，能够满足工业机器人对精密减速器静态性能的测试及检测要求。

Description

一种精密减速器静态性能测试实验台
技术领域
本发明涉及精密减速器静态性能测试技术领域，特别涉及一种工业机器人关节用精密减速器静态性能测试实验台。
背景技术
随着工业化进程的加快，我国已经成为了世界的制造业大国。然而随着中国老龄化社会的到来，劳动力成本的不断提高，传统产业化升级已经成为了当务之急。因此，发展以工业机器人为核心的智能制造技术成为了必经之路。作为工业机器人关节零部件的精密减速器，其静态性能对工业机器人的产品质量具有极其重要的影响。
精密减速器静态性能主要包括回差、刚度等指标。回差是指输入轴反转时，输出轴在运动上滞后于输入轴的现象，回差可通过扭转刚度曲线计算。在机械臂的实际工作中，需要大量的高精度往复运动，因此，对精密减速器回差的测试及检测至关重要。
目前，国内已有一些关于减速器静态性能参数的测试装置，但大多都是采用固定减速器输出端，输入端加载的方式，按照标准定义进行精密减速器静态测试的实验台还很少。由于在传动环节中一定存在摩擦等影响因素，采用固定减速器输出端，输入端加载的方式必然会给结果带来较大误差。专利号为CN105716862A的专利公开了一种RV减速器传动误差测试装置，包括伺服电机、被测减速器、编码器等机械部分以及电气控制部分。根据专利描述，该测试装置采用伺服电机对被测减速器输入端进行加载，不能消除测试误差，测试装置不能测指定某个角度点的扭转刚度，测试装置中没有说明测试支架如何安装被测减速器，测试效率低，安装拆卸不方便。
发明内容
为了弥补现有技术中的不足，本发明提供了一种精密减速器静态性能测试实验台，采用磁粉离合器固定输入端，伺服电机输出端加载，中间添加角度、转矩转速测试装置，以此测试精密减速器的静态性能，静态性能主要包括回差精度及扭转刚度性能。
本发明提供的精密减速器静态性能测试实验台，包括伺服电机、转矩转速传感器、高精度编码器、被测减速器、磁粉离合器的主要部件及基座、水平滑台、联轴器、减速器安装座等连接固定的辅助部件，其特征在于：所述伺服电机通过转矩转速传感器与被测减速器输出轴联接，所述高精度编码器安装于被测减速器输出轴上，高精度编码器用于读取被测减速器输出端的角度信息，所述的磁粉离合器与被测减速器输入端联接，磁粉离合器用于固定被测减速器输入端，所述的伺服电机、转矩转速传感器、高精度编码器、磁粉离合器均与工业控制计算机相连，所述的伺服电机、转矩转速传感器、高精度编码器与被测减速器同轴连接并固定安装于水平滑台上。
本发明提供的精密减速器静态性能测试实验台，其特征在于：所述的高精度编码器安装于被测减速器输出端，磁粉离合器安装于被测减速器输入端，通过磁粉离合器固定被测减速器输入端不同角度位置、伺服电机加载输出端、高精度编码器读取角度量及输出转矩转速传感器读取扭矩量的方式，实现测试被测减速器不同角度位置的静态特性。
本发明提供的精密减速器静态性能测试实验台，其特征在于：所述的水平滑台下方安装有齿轮齿条机构，齿条安装于水平滑台侧面，齿轮与手轮连接并安装于底座上，通过旋转手轮移动水平滑台，实现在减速器安装座上安装不同内径的法兰。
本发明提供的精密减速器静态性能测试实验台，其特征在于：被测减速器通过减速器安装座固定安装于水平滑台上，通过在减速器安装座上加装不同内径的法兰，实现不同型号精密减速器的性能测试。
本发明提供的精密减速器静态性能测试实验台，静态性能测试工作流程为：(1)、锁紧，通过伺服电机旋转被测减速器输出轴，使输入端处于指定角度位置，通过程序控制磁粉离合器锁紧被测减速器输入端；(2)、正反向加载，通过程序控制伺服电机先正向加载至输出端预设扭矩+N，然后反向加载至输出端预设扭矩-N，然后再正向旋转回到初始位置；(3)、测试，在正反向加载的同时，通过编码器和转矩转速传感器读取数据，并将通过工业控制计算机将数据显示出来，至此该点传动回差测试完毕；(4)、锁紧下一测试点，通过程序控制松开磁粉离合器，旋转伺服电机使输入端处于下一指定角度位置，磁粉离合器再锁紧被测减速器输入端；(5)、如上进行正反向加载并对该点进行测试；(6)、以此类推，测试输出端所需其他点的扭转刚度，并对测试数据进行综合分析。
本发明的有益效果在于：按照标准定义，采用固定输入端，输出端加载的方式，规范了精密减速器的静态性能测试方法。采用转矩转速传感器和高精度编码器测量输出端的转矩量及角度量，提高了测试精度及测试效率。通过在减速器安装座上加装不同内径的法兰，可对不同型号的精密减速器进行性能测试。采用伺服电机进行程序加载，磁粉离合器负载，测试范围广，自动化程度高。本发明可对不同型号精密减速器进行扭转刚度、回差等静态性能进行测试，具有结构简单，测试精度高，自动化程度高，测试稳定性好等优点，满足工业机器人对精密减速器的高精度性能测试及检测要求。
附图说明
图1为本发明的精密减速器静态性能测试实验台的原理简图。
图2为本发明的精密减速器静态性能测试实验台的总体结构示意图。
图3为本发明的精密减速器静态性能测试实验台的正视图。
图4为本发明的精密减速器静态性能测试实验台中水平滑台结构示意图。
图5为本发明的精密减速器静态性能测试实验台中可加装法兰的减速器支座结构示意图。
图2中，
1-伺服电机；2-转矩转速传感器；3-高精度编码器；4-被测减速器；5-磁粉离合器；6-基座；7-水平滑台；8-联轴器；9-减速器安装座。
图3中，
71-齿条；72-齿轮；73-手轮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施做进一步说明。
如图1、图2、图3所示，本发明提供的精密减速器静态性能测试实验台，由伺服电机1、转矩转速传感器2、高精度编码器3、被测减速器4、磁粉离合器5的主要部件及基座6、水平滑台7、联轴器8、减速器安装座9等连接固定的辅助部件构成，其特征在于：所述伺服电机1通过转矩转矩传感器2与被测减速器4输出轴联接，所述高精度编码器3安装于被测减速器4输出轴上，高精度编码器3用于读取被测减速器4输出端的角度信息，所述的磁粉离合器5与被测减速器4输入端联接，磁粉离合器5用于固定被测减速器4输入端，所述的伺服电机1、转矩转速传感器2、高精度编码器3及磁粉离合器5均与工业控制计算机相连，所述的伺服电机1、转矩转速传感器2、高精度编码器3与被测减速器4同轴连接并固定安装于水平滑台7上。
如图1、图2、图3所示，本发明提供的精密减速器静态性能测试实验台，其特征在于：高精度编码器3安装于被测减速器4输出端，磁粉离合器5安装于被测减速器4输入端，通过磁粉离合器5固定被测减速器4输入端不同位置、伺服电机1加载输出端、高精度编码器3读取角度量及转矩转速传感器2读取扭矩量，实现测试被测减速器4不同角度位置的静态特性。
如图2、图4所示，本发明提供的精密减速器静态性能测试实验台，其特征在于：所述的水平滑台7下方安装有齿轮齿条机构，齿条71安装于水平滑台7侧面，齿轮72与手轮73连接并安装于底座(6)上，通过旋转手轮73移动水平滑台7，实现在减速器安装座4上安装不同内径的法兰。
如图4、图5所示，本发明提供的精密减速器静态性能测试实验台，其特征在于：所述的被测减速器4通过减速器安装座9固定安装于水平滑台7上，通过在减速器安装座9上加装不同内径的法兰，实现不同型号精密减速器的性能测试。
本发明提供的精密减速器静态性能测试实验台，静态性能测试工作流程为：(1)、锁紧，通过伺服电机1旋转被测减速器4输出轴，使输入端处于指定角度位置，通过程序控制磁粉离合器5锁紧被测减速器4输入端；(2)、正反向加载，通过程序控制伺服电机1先正向旋转加载至输入端预设扭矩+N，然后反向旋转加载至输入端预设扭矩-N，然后再正向旋转回到初始位置；(3)、测试，在正反向加载的同时，通过编码器3和转矩转速传感器2读取数据，并将通过工业控制计算机将数据显示出来，至此该点传动回差测试完毕；(4)、锁紧下一测试点，通过程序控制松开磁粉离合器5，旋转伺服电机1使输入端处于下一指定角度位置，磁粉离合器5再锁紧；(5)、如上进行正反向加载并对该点进行测试；(6)、以此类推，测试输入端所需其他点的扭转刚度，并对测试数据进行综合分析。

Claims (4)

1.一种精密减速器静态性能测试实验台，由伺服电机(1)、转矩转速传感器(2)、高精度编码器(3)、被测减速器(4)、磁粉离合器(5)的主要部件及基座(6)、水平滑台(7)、联轴器(8)、减速器安装座(9)等连接固定的辅助部件构成，其特征在于：伺服电机(1)通过转矩转速传感器(2)与被测减速器(4)输出轴联接，高精度编码器(3)安装于被测减速器(4)输出轴上，高精度编码器(3)用于读取被测减速器(4)输出端的角度信息，磁粉离合器(5)与被测减速器(4)输入端联接，磁粉离合器(5)用于固定被测减速器(4)输入端，伺服电机(1)、转矩转速传感器(2)、高精度编码器(3)与被测减速器(4)同轴连接并固定安装于水平滑台(7)上，伺服电机(1)、转矩转速传感器(2)、高精度编码器(3)、磁粉离合器(5)均与工业控制计算机相连。
2.根据权利要求1所述的精密减速器静态性能测试实验台，其特征在于：高精度编码器(3)安装于被测减速器(4)输出端，磁粉离合器(5)安装于被测减速器(4)输入端，通过磁粉离合器(5)固定被测减速器(4)输入端不同位置、伺服电机(1)加载输出端、高精度编码器(3)读取角度量及转矩转速传感器(2)读取扭矩量，实现测试被测减速器(4)不同角度位置的静态特性。
3.根据权利要求1所述的精密减速器静态性能测试实验台，其特征在于：水平滑台(7)下方安装有齿轮齿条机构，齿条(71)安装于水平滑台(7)侧面，齿轮(72)与手轮(73)连接并安装于底座(6)上，通过旋转手轮(73)移动水平滑台(7)，实现在减速器安装座(4)上安装不同内径的法兰。
4.根据权利要求1所述的精密减速器静态性能测试实验台，其特征在于：被测减速器(4)通过减速器安装座(9)固定安装于水平滑台(7)上，通过在减速器安装座(9)上加装不同内径的法兰，实现不同型号精密减速器的性能测试。
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