工業(yè)機器人用伺服電機測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種工業(yè)機器人用伺服電機測試系統(tǒng)，它涉及機器人控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。X20PLC通過RS485通訊與逆變模塊連接，X20PLC通過POWERLINK通訊分別與AcoposMulti電源模塊、AcoposMulti逆變模塊連接，逆變模塊通過測功機動力電纜、電纜線槽、電纜總線與機械測試臺連接，AcoposMulti逆變模塊依次通過伺服電機動力電纜、機器人重載插頭、電纜線槽、電纜總線與機械測試臺連接，機械測試臺依次通過電纜總線、電纜線槽、機器人重載插頭、伺服電機信號電纜接AcoposMulti逆變模塊。本實用新型測試效果好，有效反應(yīng)伺服電機在機器人本體上的運動狀態(tài)，成本低，適應(yīng)性廣。
【專利說明】
工業(yè)機器人用伺服電機測試系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及的是機器人控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及工業(yè)機器人用伺服電機測試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人工成本的不斷上漲、工作環(huán)境的不斷改變及多元化的市場競爭，工業(yè)機器人的應(yīng)用變得越來越廣泛，與工業(yè)機器人相配套的伺服電機的產(chǎn)量也在不斷上升。為了保證機器人用伺服電機的品質(zhì)，需要對伺服電機進行對應(yīng)的性能測試，傳統(tǒng)測試方法主要分為兩大類:一類是在電機工廠內(nèi)部通過渦流測功機、磁粉測功機、直流測功機，或者電機拖動等方式直接進行一些電機性能的測試；另一類是在機器人工廠，將伺服電機安裝到機器人本體上進行的常規(guī)機器人性能測試。第一類的測試優(yōu)點在于成本低廉，不足在于針對性不夠，不能直觀的有效的反應(yīng)伺服電機在機器人本體上的運動狀態(tài);第二類的測試優(yōu)點在于作為一個整體進行測試，但是出現(xiàn)問題后增加了排查難度，同時，由于電機廠商與機器人廠商之間的配合與工廠位置等問題，往往會進一步增加解決問題的周期；由于成本問題，電機工廠也不可能購買配套的機器人回廠測試(機器人的種類較多且價格高昂)，在工廠內(nèi)部就解決這些問題。
[0003]為了解決上述問題，設(shè)計一種新型的工業(yè)機器人用伺服電機測試系統(tǒng)還是很有必要的。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本實用新型目的是在于提供一種工業(yè)機器人用伺服電機測試系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，測試效果好，能有效的反應(yīng)伺服電機在機器人本體上的運動狀態(tài)，成本低廉，適應(yīng)性較廣，易于推廣使用。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn):工業(yè)機器人用伺服電機測試系統(tǒng)，包括電氣部分和機械測試臺，電氣部分接機械測試臺，電氣部分由電腦、380V交流電、機器人重載插頭、電纜線槽、X20PLC、X20DI模塊、逆變模塊、整流模塊、AcoposMulti電源模塊和AcoposMulti逆變模塊組成，電腦通過PVI通訊與X20PLC連接，X20PLC通過RS485通訊與逆變模塊連接，X20PLC還通過P0WERLINK通訊分別與AcoposMulti電源模塊、Acopo sMu 11 i逆變模塊連接，整流模塊、Acopo sMu 11 i電源模塊分別接逆變模塊、AcoposMulti逆變模塊，整流模塊、AcoposMulti電源模塊均接至380V交流電，逆變模塊依次通過測功機動力電纜、電纜線槽、電纜總線與機械測試臺連接，AcoposMu 11 i逆變模塊依次通過伺服電機動力電纜、機器人重載插頭、電纜線槽、電纜總線與機械測試臺連接，機械測試臺則依次通過電纜總線、電纜線槽、機器人重載插頭、伺服電機信號電纜接AcoposMulti逆變模塊。
[0006]作為優(yōu)選，所述的機械測試臺由安裝底座、交流電力測功機、安裝法蘭、安裝道軌、彈性聯(lián)軸器、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀、待測伺服電機和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀安裝底座組成，交流電力測功機、待測伺服電機均通過安裝法蘭和螺栓固定在安裝道軌上，交流電力測功機、待測伺服電機還通過彈性聯(lián)軸器與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀連接，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀固定在轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀安裝底座上，安裝道軌、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀安裝底座均固定在安裝底座上；電氣部分的逆變模塊依次通過測功機動力電纜、電纜線槽、電纜總線與每臺機械測試臺的交流電力測功機連接，AcoposMulti逆變模塊依次通過伺服電機動力電纜、機器人重載插頭、電纜線槽、電纜總線與每臺機械測試臺的待測伺服電機連接，待測伺服電機則依次通過電纜總線、電纜線槽、機器人重載插頭、伺服電機信號電纜與AcoposMulti逆變模塊連接。
[0007]作為優(yōu)選，所述的機械測試臺設(shè)置有六臺，每個機械測試臺對應(yīng)機器人軸關(guān)節(jié)的I至IJ6軸，6軸可在驅(qū)動的控制下同時運轉(zhuǎn)，模擬機器人本體的運動狀態(tài)。
[0008]本實用新型的有益效果:(I)測試系統(tǒng)較機器人本體的測試方法成本低廉，且能夠?qū)?軸以下的常見機器人模型進行模擬測試，適應(yīng)性較廣；
[0009](2)測試系統(tǒng)在走線方面也采用機器人常規(guī)重載插頭轉(zhuǎn)接的方式，盡量還原機器人使用現(xiàn)場的電氣環(huán)境；
[0010](3)測試系統(tǒng)相交常規(guī)的測試系統(tǒng)，加入較為實時復(fù)雜的運動控制，能夠充分反應(yīng)電機在機器人本體上的短時間內(nèi)加減速、超速、制動器抱閘性能的狀態(tài)；
[0011](4)由于在電機廠內(nèi)測試，可以充分保證測試強度，出現(xiàn)問題時也能第一時間進行排查解決，將電機問題解決在出廠前；
[0012](5)采用交流電力測功機模擬負載，能夠?qū)l(fā)電狀態(tài)下的電能通過逆變器與整流器回送給電網(wǎng)；
[0013](6)整個系統(tǒng)可引進其他例如:功率分析儀等專業(yè)測量設(shè)備，可對電機在機器人上的工作狀態(tài)進行科學(xué)有效的分析，對改進機器人用電機的結(jié)構(gòu)與效率提供科學(xué)的測試數(shù)據(jù)，能夠在一定范圍內(nèi)節(jié)能減排。
【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】來詳細說明本實用新型；
[0015]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0016]圖2為本實用新型機械測試臺的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]為使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合【具體實施方式】，進一步闡述本實用新型。
[0018]參照圖1-2，本【具體實施方式】采用以下技術(shù)方案:工業(yè)機器人用伺服電機測試系統(tǒng)，包括電氣部分和機械測試臺，所述電氣部分接機械測試臺，電氣部分由電腦Al、380V交流電A2、機器人重載插頭A3、電纜線槽A4、X20PLC B1、X20DI模塊B2、逆變模塊B3、整流模塊B4、AcoposMulti電源模塊B5和AcoposMulti逆變模塊B6組成，機械測試臺則由安裝底座El、交流電力測功機E2、安裝法蘭E3、安裝道軌E4、彈性聯(lián)軸器E5、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀E6、待測伺服電機E7和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀安裝底座E8組成；電腦Al通過PVI通訊Dl與X20PLC BI連接，X20PLC BI通過RS485通訊D2與逆變模塊B3連接，X20PLC BI還通過P0WERLINK通訊D3分別與AcoposMulti電源模塊B5、AcoposMulti逆變模塊B6連接，整流模塊B4、AcoposMulti電源模塊B5分別接逆變模塊B3、AcoposMulti逆變模塊B6，整流模塊B4、AcoposMulti電源模塊B5均接至380V交流電A2。
[0019]值得注意的是，所述電氣部分的逆變模塊B3依次通過測功機動力電纜D6、電纜線槽A4、電纜總線D7與每臺機械測試臺的交流電力測功機E2連接,Acopo sMu 11 i逆變模塊B6依次通過伺服電機動力電纜D5、機器人重載插頭A3、電纜線槽A4、電纜總線D7與每臺機械測試臺的待測伺服電機E7連接，待測伺服電機E7則依次通過電纜總線D7、電纜線槽A4、機器人重載插頭A3、伺服電機信號電纜D4與AcoposMu 11 i逆變模塊B6連接。
[0020]值得注意的是，所述的交流電力測功機E2、待測伺服電機E7均通過安裝法蘭E3和螺栓固定在安裝道軌E4上，并通過彈性聯(lián)軸器E5與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀E6連接，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀E6固定在轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀安裝底座E8上，安裝道軌E4、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀安裝底座E8均固定在安裝底座El上，由安裝法蘭E3、安裝道軌E4、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀安裝底座E8來保證整個機械安裝系統(tǒng)的同軸度，安裝底座El起到固定整個機械安裝系統(tǒng)的作用。
[0021]此外，所述的機械測試臺設(shè)置有六臺，每個機械測試臺分別可對應(yīng)機器人軸關(guān)節(jié)的I到6軸，6軸可在驅(qū)動的控制下同時運轉(zhuǎn)，模擬機器人本體的運動狀態(tài)。
[0022]本【具體實施方式】為了更好的在電機工廠內(nèi)部進行機器人用伺服電機的性能測試，使用貝加萊的機器人仿真軟件Robotic Visualizat1n，可以完成對相應(yīng)型號機器人的模擬運行，并將機器人在模擬運行中各個軸關(guān)節(jié)電機的運動狀態(tài)通過PVICOM Interface直接發(fā)送給PLC，由PLC控制驅(qū)動讓伺服電機按照機器人運動的軌跡來達到多軸的聯(lián)動，同時通過PLC來控制逆變器來保證交流電力測功機輸出穩(wěn)定的扭力，來保證電機能夠模擬關(guān)節(jié)的負載情況，盡可能的重現(xiàn)伺服電機在機器人本體上的運動狀態(tài)，從而達到測試伺服電機的效果。
[0023]本【具體實施方式】的工作原理:安裝有仿真軟件Robotic Visualizat1r^PAutomat1n Stud1控制軟件的電腦Al，通過導(dǎo)入現(xiàn)有的機器人3D模型，再通過PVI通訊Dl與X20PLC BI連接，并將機器人的各個軸關(guān)節(jié)與待測試的電機——關(guān)聯(lián)起來，由RoboticVisualizat 1n通過示教后將機器人不同動作狀態(tài)下軸關(guān)節(jié)的運動軌跡通過PVI通訊Dl將命令發(fā)送給X20PLC BI，由X20PLC BI將動作解析后通過P0WERLINK通訊D3直接控制AcoposMulti逆變模塊B6驅(qū)動各軸關(guān)節(jié)電機按照機器人仿真的運動軌跡來進行運裝，同時，由電腦Al通過PVI通訊Dl將測功機的輸出扭矩傳送給X20PLC BI，再由X20PLC BI通過RS485通訊D2來控制逆變模塊B3輸出電流，從而保證測試過程中扭矩的模擬。
[0024]其中，380V交流電A2分別供給整流模塊B4、AcoposMulti電源模塊B5，再供給逆變模塊B3與AcoposMulti逆變模塊B6，逆變模塊B3分別通過測功機動力電纜D6、電纜線槽A4、電纜總線D7送給交流電力測功機E2，Ac0p0SMulti逆變模塊B6分別通過伺服電機動力電纜D5、機器人重載插頭A3、電纜線槽A4、電纜總線D7為待測伺服電機E7提供動力，并通過電纜總線D7、電纜線槽A4、機器人重載插頭A3、伺服電機信號電纜D4將伺服電機編碼器反饋的位置信號回傳給控制系統(tǒng);轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀E6通過信號電纜將測試脈沖信號傳輸給X20DI模塊B2，再通過X2X通訊將數(shù)值傳輸給X20PLC BI ,X20PLC BI通過該數(shù)據(jù)對逆變模塊B3的輸出電流進行校正，保證測試力矩的準確性。
[0025]本【具體實施方式】能夠?qū)αS以下常見的機器人模型進行模擬測試，且加入較為實時復(fù)雜的運動控制，能夠充分反應(yīng)電機在機器人本體上的短時間內(nèi)加減速、超速、制動器抱閘性能的狀態(tài)，在第一時間排查解決問題，簡單高效，成本低，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。
[0026]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項】
1.工業(yè)機器人用伺服電機測試系統(tǒng)，其特征在于，包括電氣部分和機械測試臺，電氣部分接機械測試臺，電氣部分由電腦(Al)、380V交流電(A2)、機器人重載插頭(A3)、電纜線槽(A4)、X20PLC (B1)、X20DI模塊(B2)、逆變模塊(B3)、整流模塊(B4)、AcoposMulti電源模塊(B5)和AcoposMulti逆變模塊(B6)組成，電腦(Al)通過PVI通訊(Dl)與X20PLC(B1)連接，X20PLC (BI)通過RS485通訊(D2)與逆變模塊(B3)連接，X20PLC(B1)還通過POWERLIN1im(D3)分別與AcoposMulti電源模塊(B5)、AcoposMulti逆變模塊(B6)連接，整流模塊(B4)、AcoposMulti電源模塊(B5)分別接逆變模塊(B3)、AcoposMulti逆變模塊(B6)，整流模塊(B4)、AcoposMulti電源模塊(B5)均接至380V交流電(A2)，逆變模塊(B3)依次通過測功機動力電纜(D6)、電纜線槽(A4)、電纜總線(D7)與機械測試臺連接，AcoposMu11i逆變模塊(B6)依次通過伺服電機動力電纜(D5)、機器人重載插頭(A3)、電纜線槽(A4)、電纜總線(D7)與機械測試臺連接，機械測試臺則依次通過電纜總線(D7)、電纜線槽(A4)、機器人重載插頭(A3)、伺服電機信號電纜(D4)接AcoposMulti逆變模塊(B6)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)機器人用伺服電機測試系統(tǒng)，其特征在于，所述的機械測試臺由安裝底座(El)、交流電力測功機(E2)、安裝法蘭(E3)、安裝道軌(E4)、彈性聯(lián)軸器(E5)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀(E6)、待測伺服電機(E7)和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀安裝底座(E8)組成，交流電力測功機(E2)、待測伺服電機(E7)均通過安裝法蘭(E3)和螺栓固定在安裝道軌(E4)上，交流電力測功機(E2)、待測伺服電機(E7)還通過彈性聯(lián)軸器(E5)與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀(E6)連接，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀(E6)固定在轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀安裝底座(E8)上，安裝道軌(E4)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀安裝底座(E8)均固定在安裝底座(El)上。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工業(yè)機器人用伺服電機測試系統(tǒng)，其特征在于，所述的機械測試臺設(shè)置有六臺，每個機械測試臺對應(yīng)機器人軸關(guān)節(jié)的I到6軸。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)機器人用伺服電機測試系統(tǒng)，其特征在于，所述電氣部分的逆變模塊(B3)依次通過測功機動力電纜(D6)、電纜線槽(A4)、電纜總線(D7)與每臺機械測試臺的交流電力測功機(E2)連接，Acopo sMult i逆變模塊(B6)依次通過伺服電機動力電纜(D5)、機器人重載插頭(A3)、電纜線槽(A4)、電纜總線(D7)與每臺機械測試臺的待測伺服電機(E7)連接，每個待測伺服電機(E7)則依次通過電纜總線(D7)、電纜線槽(A4)、機器人重載插頭(A3)、伺服電機信號電纜(D4)與AcoposMulti逆變模塊(B6)連接。
【文檔編號】G01R31/34GK205427148SQ201520942458
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年11月24日
【發(fā)明人】蔣亞輝
【申請人】上海翡葉動力科技有限公司