[发明专利]工业机器人伺服系统的复杂工况综合性测试方法与装置

说明书

本发明公开了工业机器人伺服系统的复杂工况综合性测试方法与装置。现有伺服电机可靠性测试方法不能模拟工业机器人用伺服电机在实际工作过程中受力多变和受振动的情况。本发明通过加速检测伺服电机驱动工业机器人用伺服电机加速，以及通过两个音圈电机振动，实现了一种施加动态负载力矩、切向和径向扰动负载、扭转摆振等多重模拟负载的伺服驱动系统测试装置。本发明方法可模拟工业机器人非优化运动路径导致伺服电机急转急停工况、工业机器人伺服驱动系统轴端多自由度冲击载荷工况、工业机器人伺服驱动系统负载惯量和负载扭矩突变工况和机器人超速时伺服驱动系统性能变化工况，满足机器人实际工作需要。

技术领域

本发明属于工业机器人可靠性测试领域，特别涉及一种基于复合扭转激振模拟工作载荷的工业机器人伺服系统复杂工况可靠性测试的方法与装置。

背景技术

多关节工业机器人已广泛应用于大型构件的机械加工，汽车生产线的焊接制造，高危物品的搬运输送等。而伺服电机是多关节工业机器人的核心驱动部件，其服役性能关系着机器人在相关作业环境中的可靠性，是工业机器人领域的复杂工程问题。而工业机器人复杂的作业环境和负载特性，对于伺服电机服役性能也具有较大的影响。因此，有必要研制一种可模拟工业机器人实际工况的伺服电机服役性能专用测试平台。

目前，针对伺服电机的服役性能有一些较为成熟的测试方案，如申请专利号为CN201821101584.1的实用新型专利公开了一种可调旋转负载的电机测试装置，在使用过程中这款产品可以根据实际需要对负载的大小进行相应调节，满足多种工况需要；申请专利号为CN201720819923.9的实用新型专利公开了一种伺服电机可靠性测试装置，可以对工业机器人用伺服电机进行空载测试和负载测试，适合各种伺服电机的可靠性测试的需要；申请专利号为CN201621226909.X的实用新型专利公开了一种伺服电机可靠性测试系统，可以一次性采集和处理工业机器人用伺服电机的参数，操作简单，工作效率高；申请专利号为CN201810516556.4的发明专利公开了一种伺服电机可靠性测试加载装置及使用方法，能够模拟伺服电机实际加工过程中的受力条件和工作环境，通过测试分析伺服电机的损坏机理，提高伺服电机的使用性能；以上专利中所展现出来的测试装置或方法专注于对伺服电机的加载装置进行研究，不能模拟出工业机器人用伺服电机在实际工作过程中的受力多变和受振动的情况，难以保证测试出的伺服电机可靠性满足机器人实际工作需要，造成工业机器人用伺服电机可靠性测试不准确，带来一定的生产和经济危害。因此，有必要提供一种可模拟工业机器人实际受振动工况的伺服电机服役性能专用测试平台，在保证伺服电机优良性能的同时提高伺服电机可靠性检测水平，满足工业机器人的实际使用环境。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种可施加多自由度多波形工作载荷的工业机器人伺服系统的复杂工况综合性测试方法与装置。

本发明工业机器人伺服系统的复杂工况综合性测试方法，具体如下：

步骤一、工业机器人伺服系统服役性能空载基准测试：

1.1将底座一固定在安装底板顶面，动态扭矩传感器通过底座一固定在安装底板上；动态扭矩传感器的信号输出线通过单路信号转换模块与数据采集仪连接；伺服驱动器一和可编程控制器一设置在安装底板上；伺服驱动器一与可编程控制器一电连接，且伺服驱动器一的串行通讯端口与上位机通用串行总线接口连接。

1.2待测试的工业机器人用伺服电机与底座一固定，工业机器人用伺服电机的输出轴水平设置；将工业机器人用伺服电机与动态扭矩传感器的输入轴通过联轴器一连接；对工业机器人伺服系统通电，工业机器人伺服系统包括可编程控制器一、伺服驱动器一和工业机器人用伺服电机；上位机控制可编程控制器一，可编程控制器一通过伺服驱动器一控制工业机器人用伺服电机按额定转速周期性正反转，其中正转、反转的加减速时间均为工业机器人用伺服电机的额定加减速时间，连续测试24小时。