CN110441052A - 一种rv减速机综合性能参数测试专机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种RV减速机综合性能参数测试专机，包括机架，所述机架设有力矩加载伺服电机、位于力矩加载伺服电机下方的试验台和位于试验台下方的输入伺服电机，所述试验台的上端面设有用于放置待测减速机的放置区，所述力矩加载伺服电机的输出端朝向试验台，力矩加载伺服电机的输出端上安装有输出转矩转速传感器、输出联轴器、输出角度编码器和输出连接法兰，所述输入伺服电机的输出端朝向试验台，输入伺服电机的输出端安装有输入转矩转速传感器、输入联轴器和输入角度编码器。力矩加载伺服电机、试验台和输入伺服电机沿竖直方向布置，即本发明采用立式平台，方便测试人员工作，又能保证安装的精确性，占地面积小。
Description
技术领域
本发明涉及电机检测研究领域中的一种测试设备，特别是一种RV减速机综合性能参数测试专机。
背景技术
德国人劳伦兹·勃朗于1926年创造性地提出了一种少齿差行星传动机构，它是用外摆线作为齿廓曲线的，这就是最早期的针摆行星传动，由于两个啮合齿轮其中之一采用了针轮的形式，这种传动也被称摆线针轮行星齿轮传动。RV传动一种全新的传动方式，它是在传统针摆行星传动的基础上发展出来的，不仅克服了一般针摆传动的缺点，而且因为具有体积小、重量轻、传动比范围大、寿命长、精度保持稳定、效率高、传动平稳等一系列优点。
RV减速机包括成RV-E系列减速机和RV-C系列减速机。RV-E系列减速机是一种主轴承内置的输出方式灵活的一种2级减速机构；RV-C系列减速机是一种主轴承内置的中空结构的一种2级减速机构。
随着工业领域自动化程度的发展，利用工业机器人替代人类工作已成为各公司持续发展的重要发展方向。国内对于机器人的需求每年都呈现高速增长，而作为工业机器人三大核心部件之一的减速机在国内多家企业也开始研发并进行一定批量的生产，为了检验生产的各批次减速机能够完全符合各项性能参数，保证出厂合格，则需要进行性能参数的测试。
在现有技术中，目前国内各厂家测试输出端均采用磁粉制动器，磁粉制动器只能通过控制器进行制动力矩的调节，即只能被动加载扭矩，不能够从输出端进行主动加载。具体为：在减速机的输出端采用磁粉制动器提供制动力矩，而磁粉制动器体积庞大，还需要冷却水或者增加冷水机进行冷却，否则测试不准确。现有技术中，还存在以缺点：不能对减速机进行模拟加载扭矩，即不能测试扭转刚性这一重要的性能参数，脱离实际工作环境；通用性差，输入输出必须为同轴，对于非同轴类减速机不能测试；现有的测试设备属于卧式，占地面积大，每次更换减速机进行测试需要打表矫正，耗时较久。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种RV减速机综合性能参数测试专机，立式结构，占地面积小。
本发明解决其技术问题的解决方案是：一种RV减速机综合性能参数测试专机，包括机架，所述机架设有力矩加载伺服电机、位于力矩加载伺服电机下方的试验台和位于试验台下方的输入伺服电机，所述试验台的上端面设有用于放置待测减速机的放置区，所述力矩加载伺服电机的输出端朝向试验台，力矩加载伺服电机的输出端上安装有输出转矩转速传感器、输出联轴器、输出角度编码器和输出连接法兰，所述输入伺服电机的输出端朝向试验台，输入伺服电机的输出端安装有输入转矩转速传感器、输入联轴器和输入角度编码器。
上述测试专机至少具有以下有益效果：力矩加载伺服电机、试验台和输入伺服电机沿竖直方向布置，即本发明采用立式平台，方便测试人员工作，又能保证安装的精确性，占地面积小。另外，本发明通过力矩加载伺服电机实现可以直接进行测试扭转刚性，即可以直接从输出端加载扭矩模拟负载；而力矩加载伺服电机在力矩输出模式中可以精确控制输出扭矩大小。
作为上述技术方案的进一步改进，所述力矩加载伺服电机的输出端和输出转矩转速传感器之间设有增大扭矩机构。力矩加载伺服电机通过增大扭矩机构实现扭矩增大。
作为上述技术方案的进一步改进，所述增大扭矩机构为减速机。力矩加载伺服电机通过减速机的减速比减速，力矩加载伺服电机通过减速机的同比增大扭矩输出。
作为上述技术方案的进一步改进，所述力矩加载伺服电机外伺服运动控制器和接制动电阻。本发明省略了磁粉制动器及冷却水循环***，当前国内厂家均采用磁粉制动器通过直流稳压电源对于待测减速机进行力矩制动，所产生的热量需要冷却水循环进行散热降低温度。而本发明采用力矩加载伺服电机外接伺服运动控制器和制动电阻实现此功能，成本远低于磁粉制动器和水冷却***。
作为上述技术方案的进一步改进，还包括温度传感器和加速度传感器。温度传感器和加速度传感器可以检测待测减速机的温度和加速度，可以一次性测试多项关键性能参数。
作为上述技术方案的进一步改进，还包括驱使试验台沿竖直方向往复移动的竖直调节机构，所述竖直调节机构包括竖直安装座、布置在竖直安装座侧面的两条竖直滑轨和布置在两条竖直滑轨之间的竖直丝杆，所述试验台的侧面安装在两条竖直滑轨上，试验台的侧面安装有与竖直丝杆啮合的竖直滑块，竖直丝杆的上端设有竖直摇轮。竖直调节机构实现试验台沿竖直方向的调节，通过调节可以保证同轴度，消除安装误差，以利于测试过程中方便检测人员的安装及拆卸。
作为上述技术方案的进一步改进，还包括驱使竖直安装座沿水平方向往复移动的水平调节机构，所述水平调节机构包括水平调节杆、设置在机架的两条水平滑轨和沿水平滑轨往复移动的水平滑块，所述水平滑块的侧面设有水平齿轮，所述水平调节杆与竖直丝杆平行，水平调节杆的一端安装有与水平齿轮啮合的驱动齿轮，水平调节杆的另一端安装有水平摇轮。水平调节机构实现试验台沿水平方向的移动，水平调节机构配合竖直调节机构，可以调节试验台竖直方向和水平方向的位置，通过调节可以保证同轴度，消除安装误差，以利于测试过程中方便检测人员的安装及拆卸。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是本发明实施例的结构示意图一；
图2是本发明实施例的结构示意图二。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1～图2，一种RV减速机综合性能参数测试专机，包括机架10，所述机架10设有力矩加载伺服电机11、位于力矩加载伺服电机11下方的试验台16和位于试验台16下方的输入伺服电机20，所述试验台16的上端面设有用于放置待测减速机的放置区，所述力矩加载伺服电机11的输出端朝向试验台16，力矩加载伺服电机11的输出端上安装有输出转矩转速传感器13、输出联轴器21、输出角度编码器14和输出连接法兰15，所述输入伺服电机20的输出端朝向试验台16，输入伺服电机20的输出端安装有输入转矩转速传感器18、输入联轴器30和输入角度编码器17。
力矩加载伺服电机11、试验台16和输入伺服电机20沿竖直方向布置，即本发明采用立式平台，方便测试人员工作，又能保证安装的精确性，占地面积小。另外，本发明通过力矩加载伺服电机11实现可以直接进行测试扭转刚性，即可以直接从输出端加载扭矩模拟负载；而力矩加载伺服电机11在力矩输出模式中可以精确控制输出扭矩大小。
所述力矩加载伺服电机11的输出端和输出转矩转速传感器13之间设有增大扭矩机构12。力矩加载伺服电机11通过增大扭矩机构12实现扭矩增大。
所述增大扭矩机构12为减速机。力矩加载伺服电机11通过减速机的减速比减速，力矩加载伺服电机11通过减速机的同比增大扭矩输出。优选地，减速机的减速比选择171。减速机的型号为RV320E。
所述力矩加载伺服电机11外伺服运动控制器和接制动电阻。本发明省略了磁粉制动器及冷却水循环***，当前国内厂家均采用磁粉制动器通过直流稳压电源对于待测减速机进行力矩制动，所产生的热量需要冷却水循环进行散热降低温度。而本发明采用力矩加载伺服电机11外接伺服运动控制器和制动电阻实现此功能，成本远低于磁粉制动器和水冷却***。其中，制动电阻也叫发热电阻，用来消耗制动时产生的能量，可以使伺服电机进行长时间的即使在堵转转矩状态下也可以运行。而产生的热量可以通过制动电阻消耗能量，而不至于使伺服电机及伺服控制器发热量过大而烧毁。伺服运动控制器需要选择输出方式以力矩模式控制的。在力矩输出模式中可以精确控制输出扭矩大小，可以知道加载到待测减速机上的扭矩值。而此数值可以输出在显示屏上，方便测试记录。而且可以打印出力矩输出曲线。
还包括温度传感器和加速度传感器。温度传感器和加速度传感器可以检测待测减速机的温度和加速度，可以一次性测试多项关键性能参数。
还包括驱使试验台16沿竖直方向往复移动的竖直调节机构，所述竖直调节机构包括竖直安装座22、布置在竖直安装座22侧面的两条竖直滑轨和布置在两条竖直滑轨之间的竖直丝杆23，所述试验台16的侧面安装在两条竖直滑轨上，试验台16的侧面安装有与竖直丝杆23啮合的竖直滑块，竖直丝杆23的上端设有竖直摇轮24。竖直调节机构实现试验台16沿竖直方向的调节，通过调节可以保证同轴度，消除安装误差，以利于测试过程中方便检测人员的安装及拆卸。
还包括驱使竖直安装座22沿水平方向往复移动的水平调节机构，所述水平调节机构包括水平调节杆26、设置在机架10的两条水平滑轨和沿水平滑轨往复移动的水平滑块25，所述水平滑块25的侧面设有水平齿轮28，所述水平调节杆26与竖直丝杆23平行，水平调节杆26的一端安装有与水平齿轮28啮合的驱动齿轮27，水平调节杆26的另一端安装有水平摇轮29。竖直安装座22固定在水平滑块25上。水平调节机构实现试验台16沿水平方向的移动，水平调节机构配合竖直调节机构，可以调节试验台16竖直方向和水平方向的位置，通过调节可以保证同轴度，消除安装误差，以利于测试过程中方便检测人员的安装及拆卸。
由输入伺服电机20通过零回转间隙的弹性联轴器19与输入转矩转速传感器18相连接，零回转间隙的输入联轴器30与输入角度编码器17连接到待测减速机的输入齿轮上。在待测减速机上连有测试温度的温度传感器和测试震动的加速度传感器。输出连接法兰15两端连接待测减速机和零回转间隙可承载大扭矩的输出联轴器21，输出联轴器21为膜片式联轴器，输出连接法兰15中间安装中空型的用于输出端测试旋转角度的输出角度编码器14。输出转矩转速传感器13与输出联轴器21连接，机架10连接有扭矩加载的力矩加载伺服电机11。在进行各个项目(除扭转刚性)测试时，输入端伺服电机运行时，通过零回转间隙的联轴器以及连接法兰的刚性连接带动其他测试仪器运行，各相关测试数据需要将会通到控制柜并通过传感器数值采集仪器及控制软件来实时反馈到平台面板上面。需要说明的是，再测试扭转刚性的时候需要先启动上面的力矩电机模拟负载而加载扭矩。
待测减速机的性能测试所含项目及方式：
1.待测减速机输入输出转矩转速的测量：通过传感器直接读取数值；
2.待测减速机输出功率的测量：通过测试输入输出端的转矩转速值后根据下面的公式来计算得出效率值的大小，以此来测定生产减速器批量生产的一致性；
其中：P单位为Kw，(P1为输入端的功率，P2为输出端的功率)T为Nm，n为rpm；
3.待测减速机传动效率的测量：减速机传动效率：η＝T(出)/[T(入)*i(速比)]；
4.待测减速机传动精度和反向间隙的测量：当任何旋转角度(α)为输入角度时，理论输出角度和实际输出角度(β)的差，并用角传动误差(θer)表示。则角传动误差通过以下等式求出：
θer＝α/I–β；其中I是减速机的传动比；
5.待测减速机工作温升的测量：通过温度传感器直接读取；
6.待测减速机的机械震动测试：伺服电机的驱动下减速机做圆周方向的扭转振动。通过加速度传感器来采集相关数据；
7.待测减速机扭转刚度的测试：固定减速机输入轴或者输入齿轮，然后向减速机的输出端施加转矩，则会使减速机产生相应的扭转，再通过软件而绘制出相应的曲线；
8.待测减速机加速启动力矩的测试：待测减速机在空载状态下从输出轴一侧启动所必要的力矩，通过输出端的力矩传感器的数值采集仪器直接反馈到面板上；
9.待测减速机空载运行转矩的测试：是指在无负载运转减速机所需的在输入轴或输入齿轮上加载的转矩。空载运行转矩可以通过输入端的扭矩传感器得到，在刚装入减速机而不连接输出端法兰情况下即可测试；
10.减速机工作噪声的测试：距离减速机本体约1米处安装噪声测量仪进行测量，分别测量减速机在空载和满载时的工作噪声变化，确定减速机工作噪声不得超过75db。
以上是对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (7)
1.一种RV减速机综合性能参数测试专机，其特征在于：包括机架，所述机架设有力矩加载伺服电机、位于力矩加载伺服电机下方的试验台和位于试验台下方的输入伺服电机，所述试验台的上端面设有用于放置待测减速机的放置区，所述力矩加载伺服电机的输出端朝向试验台，力矩加载伺服电机的输出端上安装有输出转矩转速传感器、输出联轴器、输出角度编码器和输出连接法兰，所述输入伺服电机的输出端朝向试验台，输入伺服电机的输出端安装有输入转矩转速传感器、输入联轴器和输入角度编码器。
2.根据权利要求1所述的RV减速机综合性能参数测试专机，其特征在于：所述力矩加载伺服电机的输出端和输出转矩转速传感器之间设有增大扭矩机构。
3.根据权利要求2所述的RV减速机综合性能参数测试专机，其特征在于：所述增大扭矩机构为减速机。
4.根据权利要求1所述的RV减速机综合性能参数测试专机，其特征在于：所述力矩加载伺服电机外接伺服运动控制器和制动电阻。
5.根据权利要求1所述的RV减速机综合性能参数测试专机，其特征在于：还包括温度传感器和加速度传感器。
6.根据权利要求1～5任一项所述的RV减速机综合性能参数测试专机，其特征在于：还包括驱使试验台沿竖直方向往复移动的竖直调节机构，所述竖直调节机构包括竖直安装座、布置在竖直安装座侧面的两条竖直滑轨和布置在两条竖直滑轨之间的竖直丝杆，所述试验台的侧面安装在两条竖直滑轨上，试验台的侧面安装有与竖直丝杆啮合的竖直滑块，竖直丝杆的上端设有竖直摇轮。
7.根据权利要求6所述的RV减速机综合性能参数测试专机，其特征在于：还包括驱使竖直安装座沿水平方向往复移动的水平调节机构，所述水平调节机构包括水平调节杆、设置在机架的两条水平滑轨和沿水平滑轨往复移动的水平滑块，所述水平滑块的侧面设有水平齿轮，所述水平调节杆与竖直丝杆平行，水平调节杆的一端安装有与水平齿轮啮合的驱动齿轮，水平调节杆的另一端安装有水平摇轮。
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