[发明专利]一种工业机器人伺服系统工作负载模拟测试系统及方法

权利要求书

1.一种工业机器人伺服系统工作负载模拟测试系统，其特征在于，所述系统包括工控计算机、工作负载计算模块、工业机器人伺服控制器、待测工业机器人伺服系统、加载系统控制器、加载系统、转矩传感器、试验数据采集控制器、试验仪器及传感器；所述

工控计算机，用于录入工作负载模拟试验参数，提供工作负载计算的常数项参量矩阵，及对采集的测试数据进行运算、分析、处理及试验结果输出；

工作负载计算模块，用于计算待测工业机器人伺服系统在当前时刻所要承受的工作负载力矩值；

工业机器人伺服控制器，用于控制待测工业机器人伺服系统按照完成其对应工业机器人工作任务的关节运动轨迹运行；

待测工业机器人伺服系统，是进行性能和可靠性测试的工业机器人伺服系统测试样品；

加载系统控制器，用于控制加载系统对待测工业机器人伺服系统施加相应的模拟工作负载；

加载系统，用于执行给待测工业机器人伺服系统施加所模拟的工作负载力矩；

转矩传感器，用于检测待测工业机器人伺服系统在当前时刻所承受的加载力矩值，并将该力矩信号反馈至加载系统控制器；

试验数据采集控制器，用于控制试验仪器和传感器对待测工业机器人伺服系统测试数据进行采集，接收测试数据，并将接收的测试数据传输至工控计算机；

试验仪器及传感器，根据试验数据采集控制器控制信号对待测工业机器人伺服系统进行测试数据采集；

所述工控计算机上安装有关节力矩方程推导程序、关节力矩方程常数项计算程序及试验结果运算程序；其中：

关节力矩方程推导程序根据用户输入的工业机器人模拟参数推导出待测工业机器人伺服系统对应工业机器人关节力矩方程，并传输至关节力矩方程常数项计算程序；

关节力矩方程常数项计算程序根据关节力矩方程推导程序获得的关节力矩方程，结合用户输入的工业机器人模拟参数与待测工业机器人伺服系统运动状态参数关系，计算待测工业机器人伺服系统对应关节力矩计算常数项参量矩阵，并输入工作负载计算模块的工作负载模拟计算单元；

试验结果运算程序对由试验数据采集控制器接收的测试数据进行运算、分析、处理及试验结果输出。

2.如权利要求1所述的工业机器人伺服系统工作负载模拟测试系统，其特征在于，所述待测工业机器人伺服系统通过第一转动轴及第一连轴器与转距传感器的一端连接，转距传感器的另一端通过第二传动轴及第二连轴器与所述加载系统连接，组成实验平台。

3.如权利要求1所述的工业机器人伺服系统工作负载模拟测试系统，其特征在于，所述工作负载计算模块包括速度和加速度估计单元及工作负载模拟计算单元；其中：

速度和加速度估计单元，根据待测工业机器人伺服系统在当前时刻的角位移测量值，估计工业机器人伺服系统角速度和角加速度值，并转化为待测工业机器人伺服系统关节角位移、关节角速度、关节角加速度，传输至工作负载模拟计算单元；

工作负载模拟计算单元，根据当前时刻的待测工业机器人伺服系统关节角位移、关节角速度和关节角加速度，以及关节力矩方程常数项参量矩阵，计算工业机器人伺服系统当前时刻的关节力矩值，并转化成待测工业机器人伺服系统工作负载力矩值传输至加载系统控制器。

4.如权利要求1所述的工业机器人伺服系统工作负载模拟测试系统，其特征在于，所述待测工业机器人伺服系统包括工业机器人伺服驱动器、工业机器人伺服电机及安装于伺服电机上的编码器；其中：

工业机器人伺服驱动器，接收工业机器人伺服控制器控制信号，并根据控制信号驱动工业机器人伺服电机运转；

安装于伺服电机上的编码器，采集伺服电机角位移信号，并作为反馈信号传输至所述的工业机器人伺服控制器。

5.如权利要求1所述的工业机器人伺服系统工作负载模拟测试系统，其特征在于，所述加载系统为一力矩伺服系统，包括伺服驱动器和伺服电机；其中：伺服驱动器接收所述的加载系统控制器控制信号，并根据控制信号驱动加载伺服电机输出相应加载力矩。