專(zhuān)利名稱(chēng)：精密減速機(jī)傳動(dòng)精度測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的精密減速機(jī)傳動(dòng)誤差測(cè)試方法，屬于齒輪副傳動(dòng)精度測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前傳動(dòng)誤差測(cè)試主要利用傳動(dòng)系統(tǒng)輸入和輸出端兩傳感器的相位信號(hào)關(guān)系來(lái)反映。具體的比相方法主要有同頻比相法和非同頻比相。若采用同頻比相，為獲得同頻比相信號(hào)，先要進(jìn)行傳動(dòng)比分頻。另外，為了適應(yīng)各種誤差范圍均不致發(fā)生2 π相位翻轉(zhuǎn)，需進(jìn)行量程分頻。而分頻使分辨率降低，為保證足夠的分辨率，應(yīng)先進(jìn)行倍頻。由此，使得測(cè)量系統(tǒng)復(fù)雜，誤差環(huán)節(jié)增多，難以保證測(cè)量精度。而采用非同頻比相，由于輸出端的相位不一定是輸出端相位的整數(shù)倍，帶來(lái)了相位誤差，降低了測(cè)量精度。為了提高測(cè)量精度，采用高精度的角位移傳感器，而該測(cè)試系統(tǒng)的價(jià)格相對(duì)較高。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)目前減速機(jī)傳動(dòng)精度測(cè)量中測(cè)量精度較低，測(cè)試分析功能較少等問(wèn)題，本發(fā)明目的在于提供一種高精度、智能化的減速機(jī)動(dòng)態(tài)精度測(cè)試系統(tǒng)。本發(fā)明是一種精密減速機(jī)傳動(dòng)精度測(cè)試系統(tǒng)，由測(cè)試裝置和測(cè)試軟件組成。其中，測(cè)試裝置部分包括輸入轉(zhuǎn)角信號(hào)采集和輸出轉(zhuǎn)角信號(hào)采集兩部分，在輸入轉(zhuǎn)角信號(hào)采集部分，減速器固定于機(jī)架的法蘭盤(pán)上，通過(guò)精密彈性聯(lián)軸器將其輸入軸和光柵編碼器連接，并在輸入軸上安裝帶輪；在輸出轉(zhuǎn)角信號(hào)采集部分，通過(guò)精密彈性聯(lián)軸器將減速器的輸出端與光柵編碼器連接。其中，測(cè)試軟件部分主要對(duì)采集到的轉(zhuǎn)角信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理和計(jì)算分析。上述傳動(dòng)精度測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于(a)減速機(jī)固定于機(jī)架的法蘭盤(pán)上，可根據(jù)不同減速機(jī)的外形尺寸更換法蘭盤(pán)，實(shí)現(xiàn)多種減速機(jī)傳動(dòng)精度的安裝測(cè)試；(b)減速機(jī)輸出端的法蘭盤(pán)通過(guò)減速機(jī)外殼止口與其相連，同時(shí)將法蘭盤(pán)與輸出軸設(shè)計(jì)成一體，減小了該測(cè)試系統(tǒng)的安裝誤差；(C)該裝置的輸入和輸出端采用精密彈性聯(lián)軸器連接編碼器和輸入、輸出軸，保證轉(zhuǎn)角的精度；(d)該測(cè)試系統(tǒng)的輸入輸出端的轉(zhuǎn)角信號(hào)經(jīng)放大、整形、細(xì)分處理后，經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡輸入到計(jì)算機(jī)，利用粗、細(xì)分別計(jì)數(shù)的方法進(jìn)一步細(xì)分測(cè)試信號(hào)，以保證該系統(tǒng)的測(cè)試精度達(dá)到所要求的性能；(e)基于Windows平臺(tái)，開(kāi)發(fā)出精密減速機(jī)傳動(dòng)誤差測(cè)試軟件，分析出傳動(dòng)系統(tǒng)的單項(xiàng)傳動(dòng)誤差和頻譜的各次諧波。在第(d)步驟中所述粗、細(xì)分別計(jì)數(shù)的方法進(jìn)一步細(xì)分測(cè)試信號(hào)是可以按如下方式實(shí)現(xiàn)通過(guò)測(cè)量輸入端和輸出端之間的相位關(guān)系來(lái)間接測(cè)量傳動(dòng)誤差，以輸出端前一個(gè)脈沖為開(kāi)門(mén)信號(hào)，后一個(gè)脈沖為關(guān)門(mén)信號(hào)，由計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)輸入端脈沖的整數(shù)。根據(jù)傳動(dòng)比，獲得輸出端與輸入端脈沖的非整數(shù)相位，利用計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘脈沖對(duì)非整數(shù)相位進(jìn)行插值細(xì)分。該測(cè)試系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)1、檢測(cè)精度高。角度檢測(cè)精度可控制在士2 arc sec ；2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈活。只更換輸入輸出端的法蘭盤(pán)，可實(shí)現(xiàn)多種減速機(jī)傳動(dòng)精度的安裝測(cè)試；3、實(shí)時(shí)測(cè)量。電機(jī)驅(qū)動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的輸入端，可實(shí)時(shí)地采集傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)角信號(hào)；4、測(cè)量結(jié)果豐富。對(duì)轉(zhuǎn)角信號(hào)進(jìn)行處理后可分析出傳動(dòng)系統(tǒng)的單項(xiàng)傳動(dòng)誤差和頻譜的各次諧波。


圖1精密減速機(jī)傳動(dòng)誤差測(cè)試裝置；圖2時(shí)鐘脈沖細(xì)分；圖中標(biāo)號(hào)名稱(chēng)1.支架，2.減速機(jī)，3.輸出端法蘭盤(pán)，4.彈性聯(lián)軸器，5.輸入軸， 6.光柵編碼器，7.帶輪，8.輸入端法蘭盤(pán)。
具體實(shí)施例方式精密減速機(jī)傳動(dòng)誤差測(cè)試裝置由輸入光柵編碼器6、輸出光柵編碼器、精密彈性聯(lián)軸器4、輸入軸5、輸入端法蘭盤(pán)9、輸出端法蘭盤(pán)3、帶輪7以及機(jī)架1組成。帶輪7驅(qū)動(dòng)輸入軸轉(zhuǎn)動(dòng)5，將減速機(jī)輸入端的轉(zhuǎn)角通過(guò)聯(lián)軸器輸入到輸入光柵編碼器6，由光柵編碼器測(cè)得轉(zhuǎn)角信號(hào)；輸入端旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，減速機(jī)的輸出端與輸出端法蘭盤(pán)3剛性連接，將輸出端的轉(zhuǎn)角經(jīng)聯(lián)軸器4輸入到光柵編碼器，由該光柵編碼器獲取轉(zhuǎn)角信號(hào)。轉(zhuǎn)角信號(hào)進(jìn)一步進(jìn)行放大、整形、細(xì)分，經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡輸入到計(jì)算機(jī)中。經(jīng)光柵編碼器獲得的轉(zhuǎn)角信號(hào)不能滿(mǎn)足精密減速機(jī)傳動(dòng)精度測(cè)試需求，為了較高的測(cè)試精度，需將輸入、輸出端的轉(zhuǎn)角信號(hào)利用粗、細(xì)分別計(jì)數(shù)的方法進(jìn)一步細(xì)分，以保證該系統(tǒng)的測(cè)試精度達(dá)到所要求的性能；具體細(xì)分方式是通過(guò)測(cè)量輸入端和輸出端之間的相位關(guān)系來(lái)間接測(cè)量傳動(dòng)誤差，以輸出端前一個(gè)脈沖為開(kāi)門(mén)信號(hào)，后一個(gè)脈沖為關(guān)門(mén)信號(hào)，由計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)輸入端脈沖的整數(shù)。根據(jù)傳動(dòng)比，獲得輸出端與輸入端脈沖的非整數(shù)相位，利用計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘脈沖對(duì)非整數(shù)相位進(jìn)行插值細(xì)分。利用微機(jī)的ISA總線(xiàn)，將接口卡插到ISA的總線(xiàn)槽內(nèi)，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的口地址隨機(jī)讀取數(shù)據(jù)?；赪indows平臺(tái)，開(kāi)發(fā)出傳動(dòng)精度模塊化自動(dòng)測(cè)試軟件系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括一個(gè)應(yīng)用程序和一個(gè)動(dòng)態(tài)連接庫(kù)，動(dòng)態(tài)連接庫(kù)是對(duì)微機(jī)接口操作的函數(shù)庫(kù)。應(yīng)用程序?qū)?dòng)態(tài)庫(kù)載入內(nèi)存，直接調(diào)用數(shù)據(jù)輸入模塊、控制模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、窗口輸出模塊等。
權(quán)利要求
1.一種精密減速機(jī)傳動(dòng)精度測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于包括測(cè)試裝置和測(cè)試軟件兩部分；其中，測(cè)試裝置部分包括輸入轉(zhuǎn)角信號(hào)采集和輸出轉(zhuǎn)角信號(hào)采集兩部分，在輸入轉(zhuǎn)角信號(hào)采集部分，減速器固定于機(jī)架的法蘭盤(pán)(8)上，通過(guò)精密彈性聯(lián)軸器將其輸入軸 (5)和光柵編碼器(6)連接，并在輸入軸(5)上安裝帶輪(7)；在輸出轉(zhuǎn)角信號(hào)采集部分，通過(guò)精密彈性聯(lián)軸器(4)將減速器的輸出端( 與光柵編碼器連接。其中，測(cè)試軟件部分主要對(duì)采集到的轉(zhuǎn)角信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理和計(jì)算分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動(dòng)精度測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于減速機(jī)固定于機(jī)架的法蘭盤(pán)(8)上，可根據(jù)不同減速機(jī)的外形尺寸更換法蘭盤(pán)，實(shí)現(xiàn)多種減速機(jī)傳動(dòng)精度的安裝測(cè)試；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動(dòng)精度測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于減速機(jī)輸出端的法蘭盤(pán)(3) 通過(guò)減速機(jī)外殼止口與其相連，同時(shí)將法蘭盤(pán)與輸出軸設(shè)計(jì)成一體，減小了該測(cè)試系統(tǒng)的安裝誤差；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動(dòng)精度測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于該裝置的輸入和輸出端采用精密彈性聯(lián)軸器連接編碼器和輸入、輸出軸，保證轉(zhuǎn)角的精度；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動(dòng)精度測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于該測(cè)試系統(tǒng)的輸入輸出端的轉(zhuǎn)角信號(hào)經(jīng)放大、整形、細(xì)分處理后，經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡輸入到計(jì)算機(jī)，利用粗、細(xì)分別計(jì)數(shù)的方法進(jìn)一步細(xì)分測(cè)試信號(hào)，以保證該系統(tǒng)的測(cè)試精度和分辨率達(dá)到所要求的性能；該步驟中所述粗、細(xì)分別計(jì)數(shù)的方法進(jìn)一步細(xì)分測(cè)試信號(hào)，其特征在于通過(guò)測(cè)量輸入端和輸出端之間的相位關(guān)系來(lái)間接測(cè)量傳動(dòng)誤差，以輸出端前一個(gè)脈沖為開(kāi)門(mén)信號(hào)，后一個(gè)脈沖為關(guān)門(mén)信號(hào)，由計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)輸入端脈沖的整數(shù)。根據(jù)傳動(dòng)比，獲得輸出端與輸入端脈沖的非整數(shù)相位，利用計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘脈沖對(duì)非整數(shù)相位進(jìn)行插值細(xì)分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動(dòng)精度測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于基于Windows平臺(tái)，開(kāi)發(fā)出精密減速機(jī)傳動(dòng)誤差測(cè)試軟件，分析出傳動(dòng)系統(tǒng)的單項(xiàng)傳動(dòng)誤差和頻譜的各次諧波。
全文摘要
本發(fā)明是一種精密減速機(jī)傳動(dòng)誤差測(cè)試系統(tǒng)，由測(cè)試裝置和測(cè)試軟件組成，主要適用于齒輪傳動(dòng)鏈傳動(dòng)精度的檢測(cè)與分析，屬于齒輪副傳動(dòng)精度測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。其主要特點(diǎn)是利用圓光柵傳感器采集該傳動(dòng)鏈輸入和輸出端的轉(zhuǎn)角信號(hào)，對(duì)轉(zhuǎn)角信號(hào)進(jìn)行采樣、放大、整形，并利用粗、細(xì)分別計(jì)數(shù)的方法進(jìn)一步細(xì)分測(cè)試信號(hào)；基于Windows平臺(tái)，開(kāi)發(fā)出精密減速機(jī)傳動(dòng)誤差測(cè)試軟件，分析出傳動(dòng)系統(tǒng)的單項(xiàng)傳動(dòng)誤差和各次諧波。該測(cè)試裝置為該類(lèi)傳動(dòng)系統(tǒng)的精度檢測(cè)、質(zhì)量評(píng)價(jià)、故障診斷以及動(dòng)態(tài)特性分析提供了一種先進(jìn)的測(cè)試手段，并具有檢測(cè)精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈活、操作方便、實(shí)時(shí)測(cè)量、數(shù)據(jù)分析豐富等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01M13/02GK102331344SQ20101022465
公開(kāi)日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2010年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月13日
發(fā)明者劉繼巖, 張大衛(wèi), 戚厚軍, 戚桂村, 蔡玉俊 申請(qǐng)人:天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)