[實用新型]一種工業機器人減速器故障預測實驗系統

有效

• 申請號: 201721657270.5
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN207472565U
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 王凌;高建秋;高雁鳳;平慈草;陳錫愛;王斌銳
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01M13/02
• 分類號: G01M13/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種工業機器人減速器故障預測實驗系統，包括驅動裝置、減速器固定裝置、負載裝置、檢測裝置、嵌入式運動控制器和工控機。本系統驅動裝置包括交流伺服電機和伺服驅動器，該交流伺服電機尾部集成有旋轉編碼器。檢測裝置包括電流傳感器、旋轉編碼器和數據采集卡，數據采集卡安裝在工控機內部。工控機和檢測裝置實現伺服電機電流檢測、以及減速器輸出端的轉角和轉速檢測。工控機同時通過采集卡從伺服驅動器讀取電機軸的轉速、轉角和電機轉矩數據。嵌入式運動控制器通過伺服驅動器實現電機的運動控制。利用該故障預測實驗系統，可以分析工業機器人減速器傳動間隙和相應伺服電機電流、轉矩、轉速、轉角的關系，從而幫助開發機器人減速器故障預測模型。

技術領域

本發明專利涉及一種工業機器人減速器故障預測實驗系統，尤其適用于基于傳感器信號的機器人減速器剩余使用壽命預測實驗，屬于機械故障預測領域。

背景技術

工業機器人的傳動組件是工業機器人的重要部分。隨著對機器人傳動精度的提高，諧波減速器與RV減速器已經成為機器人采用的主要減速器類型。機器人減速器是一種高精度、大傳動比、大承載能力的減速器，但在國內對于機器人減速器的性能技術研究比較薄弱，與國外的機器人減速器有著較大的性能及技術差異，對機器人減速器的故障預測研究方面有著重要意義。

近年來，針對工業機器人減速器的研究主要針對諧波減速器的設計產品及傳動效率的研究，發明(申請公布號CN103925339A)發明設計了帶U形凹槽鍵的諧波減速器，發明(申請公布號CN105840765A)發明設計了諧波減速器的新型齒形；針對工業機器人減速器的故障預測平臺設計和方法并不多見。在國內，工業機器人減速器的整體工作性能和國外產品有很大差距。本發明針對工業機器人減速器的故障預測實驗需要給出了了相應的實驗系統。

發明內容

本實用新型是針對工業機器人減速器的故障預測實驗平臺。根據實驗系統所采集的數據可以建立機器人減速器的故障預測模型對工業機器人減速器狀態進行預測。

為實現上述目的，本實用新型的通過以下方案實現：

一種工業機器人減速器故障預測實驗系統，包括驅動裝置、減速器固定裝置、負載裝置、檢測裝置、嵌入式運動控制器和工控機。驅動裝置包括交流伺服電機和伺服驅動器，交流伺服電機尾部集成有旋轉編碼器。其特征是：所述交流伺服電機輸入軸和減速器輸入軸連接，減速器輸出軸連接負載裝置；檢測裝置包括電流傳感器、旋轉編碼器和數據采集卡，數據采集卡安裝在工控機內部。所述檢測裝置的數據采集卡安裝在工控機內部，并與伺服驅動器、檢測裝置的旋轉編碼器和電流傳感器之間有電氣連接，所述檢測裝置的旋轉編碼器連接在負載旋轉軸上，與負載同步轉動，所述檢測裝置的電流傳感器安裝在交流伺服電機電源線上，所述嵌入式運動控制器與伺服驅動器之間有電氣連接。工控機和檢測裝置實現伺服電機電流檢測、以及減速器輸出端的轉角和轉速檢測。工控機同時通過采集卡從伺服驅動器讀取電機軸的轉速、轉角和電機轉矩數據。嵌入式運動控制器通過伺服驅動器實現電機的運動控制。

本實用新型所述工業機器人減速器可以是RV減速器、諧波減速器其中一種。

利用本實用新型所述的故障預測實驗系統，可以分析工業機器人減速器傳動間隙和相應伺服電機電流、轉矩、轉速、轉角的關系，從而幫助開發機器人減速器故障預測模型。

附圖說明

圖1為本發明實施例的結構示意圖。

圖中所示：1為工控機、2為伺服電機控制柜、3為嵌入式運動控制器、4為伺服電機驅動器、5為電流傳感器、6為伺服電機尾部編碼器、7為伺服電機、8為伺服電機固定支架、9為彈性聯軸器、10為工業機器人減速器、11為減速器固定支架、12為負載裝置、13為編碼器固定支架、14為旋轉編碼器、15為實驗減振臺、16為數據采集卡轉接端子、17伺服電機驅動器信號轉接端子。

具體實施方式