專利名稱：一種動負荷模擬測試儀及模擬測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種動負荷模擬測試儀及模擬測試方法，主要應(yīng)用于工業(yè)自動化領(lǐng)域需要模擬、測試驅(qū)動器和電機等參數(shù)的場合，尤其適用于需要模擬、測試動態(tài)負載的場合。
背景技術(shù)：
工業(yè)生產(chǎn)、自動化等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的電機和驅(qū)動器，出廠前通常需要進行性能測試，現(xiàn)場應(yīng)用中需要進行參數(shù)調(diào)整?，F(xiàn)今普遍使用的測試方法為驅(qū)動器控制電機運動，同時采用測功機與電機通過聯(lián)軸器連接，給電機加一反向力矩，通過觀察測功機系統(tǒng)上顯示數(shù)據(jù)測試電機及驅(qū)動器參數(shù)。也可以通過此方法模擬電機及驅(qū)動器現(xiàn)場應(yīng)用情況，但測功機只能輸出恒定力矩，這在應(yīng)用中幾乎沒有可能，也達不到良好的模擬調(diào)試效果。安裝后現(xiàn)場上機調(diào)試，由于環(huán)境惡劣調(diào)試效果不好保證，浪費大量時間。如數(shù)控機床上常采用的一種機械結(jié)構(gòu)——凸輪機構(gòu)，由于凸輪機構(gòu)沿圓周方向的不規(guī)則性質(zhì)，使電機運動一周時在各角度位置處電機軸受力不同，不好模擬及調(diào)試。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有應(yīng)用中的缺陷，提供一種動負荷模擬測試儀及模擬測試方法，能夠模擬任何機械結(jié)構(gòu)的負載情況進行測試，無需上機安裝。為達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為—種動負荷模擬測試儀包括伺服電機、具有力矩驅(qū)動模式的伺服驅(qū)動器、負荷設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件，所述負荷設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件運行于PC機上，其中具有力矩驅(qū)動模式的伺服驅(qū)動器與上位PC機采用總線或串口或USB 口方式連接，負荷設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件可以通過總線發(fā)送模擬實際機械結(jié)構(gòu)的位置力矩關(guān)系的控制命令給伺服驅(qū)動器控制伺服電機運動，且可以實時顯示被測電機的運行狀態(tài)信息，顯示被測電機接受的控制命令與電機實際運動偏差，所述伺服電機與被測電機采用聯(lián)軸器反向連接。具有力矩驅(qū)動模式的伺服驅(qū)動器與上位PC機采用總線或串口或USB 口方式連接中所述總線為PowerLink總線或KherCat總線或CAN總線；所述串口接口為RS232或 RS485 或 RS422 接口。一種動負荷模擬測試方法，包括如下步驟A、動負荷模擬測試電機與被測電機采用聯(lián)軸器反向連接，PC機通過負荷設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件采用力矩控制模式控制模擬測試電機驅(qū)動器給模擬測試電機加上一個與被測電機反向的力矩。 B、被測驅(qū)動器與上位PC機采用總線方式連接PC機通過負荷設(shè)定加載及參數(shù)顯示
軟件采用位置、速度、力矩模式控制被測驅(qū)動器，使被測電機運動。 C、被測電機反饋位置、速度、力矩等信息給負荷設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件，各信息分別與負荷設(shè)定加載參數(shù)進行對比，負荷設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件進行計算后可顯示實際
偏差信息。D、根據(jù)負荷設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件顯示的實際偏差調(diào)整被測電機負荷輸出。進一步的步驟D中所述調(diào)整被測電機負荷輸出方式為手動調(diào)整。進一步的步驟D中所述調(diào)整被測電機負荷輸出方式為負荷設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件經(jīng)過對實際偏差計算后自適應(yīng)調(diào)整。進一步的，模擬測試儀中伺服電機額定力矩應(yīng)不小于被測電機額定力矩；進一步的，當(dāng)模擬測試儀中伺服電機力矩小于被測電機時，為保證提供所需反向力矩，需在伺服電機與聯(lián)軸器間加一個減速器。進一步的，當(dāng)被測對象為伺服電機及驅(qū)動器時，負載設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件接收被測驅(qū)動器反饋的被測電機實際運動數(shù)據(jù)，與設(shè)定運動命令數(shù)據(jù)進行比較，調(diào)整控制參數(shù)使運動模擬達到理想效果。當(dāng)被測對象為步進電機及驅(qū)動器時，負載設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件觀測電機電流等信息與命令數(shù)據(jù)對比使被測電機盡量達到理想狀態(tài)。根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，相比于普通模擬測試等方法，本發(fā)明的模擬測試儀及測試方法具有以下優(yōu)點1.該測試儀結(jié)構(gòu)簡單，操作維護方便；2.方便模擬現(xiàn)場，可以模擬各種不同機械結(jié)構(gòu)如凸輪等的動態(tài)負載；3.通過上位PC機負載設(shè)定容易，控制精度高，可以顯示力矩、速度、位置等信息， 實時顯示被測電機及驅(qū)動器接收的命令與實際運動結(jié)果偏差，參數(shù)調(diào)整修改方便，直接在上位機上通過負載設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件上修改。


圖1為一種動負荷模擬測試儀的工作原理圖。圖2為凸輪機構(gòu)運動一周力矩變化曲線圖。圖3為凸輪機構(gòu)運動一周與電機響應(yīng)位置對應(yīng)關(guān)系圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和優(yōu)選實施例——模擬調(diào)試凸輪結(jié)構(gòu)，對本發(fā)明提出的一種動負荷模擬測試儀及模擬測試方法做進一步說明。圖1為本發(fā)明一種動負荷模擬測試儀的工作原理圖，模擬測試儀1包括伺服電機 4、具有力矩驅(qū)動模式的伺服驅(qū)動器3、負荷設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件2。其中伺服驅(qū)動器3 與上位PC機采用總線方式連接，負荷設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件2可以通過總線發(fā)送模擬實際機械結(jié)構(gòu)的位置力矩關(guān)系的控制命令給伺服驅(qū)動器3控制伺服電機4運動，且可以實時顯示被測電機的位置、速度、力矩等實際運動信息，顯示被測電機接收的控制命令與電機實際運動偏差。該模擬測試儀的模擬測試方法為1.模擬調(diào)試儀1中的伺服電機4與被測電機采用聯(lián)軸器5連接。凸輪機構(gòu)運動一周力矩如圖2所示，將凸輪運動一周的力矩與電機相應(yīng)位置對應(yīng)如圖3所示。PC機通過負荷設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件2采用力矩控制模式按圖3所示數(shù)據(jù)控制伺服驅(qū)動器3給伺服電機4加上一個與被測電機反向的力矩。負載設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件2通過接收伺服驅(qū)動器3反饋的伺服電機4實際運動數(shù)據(jù)，調(diào)整伺服驅(qū)動器3的控制參數(shù)，使被測電機的反向力矩達到理想狀態(tài)。 2.被測驅(qū)動器與上位PC機采用總線方式連接，PC機通過負荷設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件2采用位置、速度、力矩模式控制被測驅(qū)動器，使被測電機運動。負載設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件2接收被測驅(qū)動器反饋的被測電機實際運動數(shù)據(jù)，顯示其位置、速度、力矩等信息并與設(shè)定的命令數(shù)據(jù)或理想數(shù)據(jù)對比，調(diào)整負載設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件2上的控制參數(shù)，使被測電機及驅(qū)動器的運動模擬達到理想效果。 3.記錄負荷設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件上的被測電機及驅(qū)動器控制參數(shù)，此參數(shù)即為實際操作其模擬的機械結(jié)構(gòu)時所需的參數(shù)。為安全起見，應(yīng)保證電機4的額定轉(zhuǎn)矩大于被測電機的額定轉(zhuǎn)矩，當(dāng)電機4的額定轉(zhuǎn)矩小于被測電機額定轉(zhuǎn)矩時，可在電機4上加一減速器，提高反向力矩。以上為本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，也可以采用周期性恒定負載方式為被測電機、 驅(qū)動器提供阻力，從而模擬測試電機及驅(qū)動器。本優(yōu)選實施例是模擬伺服電機控制凸輪機構(gòu)運動，當(dāng)模擬步進電機等電機時因為沒有反饋，負荷設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件顯示電機電流等信息與命令數(shù)據(jù)對比使被測電機盡量達到理想狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種動負荷模擬測試儀，其特征在于，所述動負荷模擬測試儀包括伺服電機、具有力矩驅(qū)動模式的伺服驅(qū)動器、負荷設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件，負荷設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件運行于PC機上，所述負荷設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件可以實時顯示被測電機的運行狀態(tài)信息，所述力矩驅(qū)動模式的驅(qū)動器與PC機采用總線或串口或USB 口方式連接，所述動負荷模擬測試儀中電機與被測電機通過聯(lián)軸器反向連接。
2.如權(quán)利要求1所述動負荷模擬測試儀，其特征在于，所述模擬測試儀中伺服電機力矩應(yīng)大于被測電機力矩。
3.如權(quán)利要求1所述動負荷模擬測試儀，其特征在于，所述模擬測試儀中伺服電機力矩小于被測電機時，在所述伺服電機與聯(lián)軸器間加一個減速器。
4.如權(quán)利要求1所述動負荷模擬測試儀，其特征在于，所述總線為PowerLink總線或 EtherCat總線或CAN總線；所述串口接口為RS232或RS485或RS422接口。
5.一種動負荷模擬測試方法，其特征在于，所述動負荷測試方法包括如下步驟A、動負荷模擬測試電機與被測電機采用聯(lián)軸器連接，PC機通過負荷設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件采用力矩控制模式控制模擬測試電機驅(qū)動器給模擬測試電機加上一個與被測電機反向的力矩。B、被測驅(qū)動器與上位PC機采用總線方式連接PC機通過負荷設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件采用位置、速度、力矩模式控制被測驅(qū)動器，使被測電機運動。C、被測電機反饋位置、速度、力矩等信息給負荷設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件，各信息分別與負荷設(shè)定加載參數(shù)進行對比，負荷設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件進行計算后可顯示實際偏差 fn息οD、根據(jù)負荷設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件顯示的實際偏差調(diào)整被測電機負荷輸出。
6.如權(quán)利要求5所述動負荷模擬測試方法，其特征在于，步驟C中被測電機反饋位置、 速度、力矩等信息可通過負荷設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件顯示。
7.如權(quán)利要求5所述動負荷模擬測試方法，其特征在于，步驟D中所述調(diào)整被測電機負荷輸出方式為手動調(diào)整。
8.如權(quán)利要求5所述動負荷模擬測試方法，其特征在于，步驟D中所述調(diào)整被測電機負荷輸出方式為負荷設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件經(jīng)過對實際偏差計算后自適應(yīng)調(diào)整。
9.如權(quán)利要求5所述動負荷模擬測試方法，其特征在于，負載設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件通過接收模擬測試電機驅(qū)動器反饋的模擬測試電機實際運動數(shù)據(jù)，與設(shè)定的控制數(shù)據(jù)對比，調(diào)整力矩、速度、位置等控制參數(shù)，使被測電機的反向力矩與負荷設(shè)定加載數(shù)據(jù)相符。
全文摘要
本發(fā)明是一種動負荷模擬測試儀及模擬測試方法。所述動負荷模擬測試儀伺服電機、具有力矩驅(qū)動模式的伺服驅(qū)動器、負荷設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件，負荷設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件可以通過總線發(fā)送模擬實際機械結(jié)構(gòu)的位置力矩關(guān)系的控制命令給伺服驅(qū)動器控制伺服電機運動，所述伺服電機與被測電機采用聯(lián)軸器反向連接。所述模擬測試方法包括通過負荷設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件控制模擬測試電機及被測電機運轉(zhuǎn)，PC機通過負荷設(shè)定加載及參數(shù)顯示軟件采用力矩控制模式控制模擬測試電機驅(qū)動器給模擬測試電機加上一個與被測電機反向的力矩，從而對被測電機進行模擬測試。所述模擬測試儀及模擬測試方法的具有結(jié)構(gòu)簡單，操作維護方便及可以模擬各種不同機械結(jié)構(gòu)如凸輪等的動態(tài)負載的優(yōu)點。
文檔編號G01R31/34GK102435948SQ20111031909
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者曾逸, 符艷君, 郭洋 申請人:深圳眾為興技術(shù)股份有限公司