當(dāng)下數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等自動(dòng)化設(shè)備廣泛地使用伺服電機(jī)作為運(yùn)動(dòng)控制的關(guān)鍵零部件,本文提出了一種滿足伺服電機(jī)動(dòng)態(tài)特性、控制器控制性能測(cè)試的測(cè)試解決方案。
隨著伺服電機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)開(kāi)始廣泛使用伺服電機(jī)作為運(yùn)動(dòng)控制的關(guān)鍵零部件,自然而然對(duì)伺服電機(jī)的性能要求也越來(lái)越高,尤其是其動(dòng)態(tài)特性,此時(shí)傳統(tǒng)測(cè)功機(jī)已然無(wú)法實(shí)現(xiàn)相關(guān)測(cè)試,于是行業(yè)內(nèi)亟需能夠提供高性能伺服電機(jī)動(dòng)態(tài)特性、控制器控制性能測(cè)試的完整解決方案。
當(dāng)前針對(duì)電機(jī)的性能測(cè)量、評(píng)估的設(shè)備主要還是測(cè)功機(jī)。最初測(cè)功機(jī)只是針對(duì)電機(jī)的輸入電壓、電流、輸出轉(zhuǎn)速、扭矩進(jìn)行測(cè)量,計(jì)算出電機(jī)的輸入輸出功率和效率。但隨著電機(jī)行業(yè)的飛速發(fā)展,電機(jī)測(cè)試項(xiàng)目越來(lái)越多,測(cè)功機(jī)的功能也隨之豐富起來(lái),即便如此,電機(jī)的動(dòng)態(tài)測(cè)試依然是行業(yè)內(nèi)的技術(shù)難題。
首先動(dòng)態(tài)測(cè)試包含階躍響應(yīng)測(cè)試,分析轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩控制響應(yīng)時(shí)間,在電機(jī)負(fù)載在出現(xiàn)階躍變化,改變電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩時(shí),電機(jī)驅(qū)動(dòng)器把電機(jī)調(diào)節(jié)回正常工作狀態(tài)下所用的時(shí)間長(zhǎng)度,通常進(jìn)口高性能伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速階躍響應(yīng)時(shí)間要能夠達(dá)到us級(jí)別,轉(zhuǎn)矩階躍響應(yīng)調(diào)整時(shí)間也要能夠達(dá)到ms級(jí)別,以安川伺服電機(jī)SGM7A-10AFA6C這一型號(hào)來(lái)說(shuō),其轉(zhuǎn)速階躍響應(yīng)時(shí)間可達(dá)790ms,轉(zhuǎn)矩階躍響應(yīng)調(diào)整時(shí)間達(dá)28ms(以上數(shù)據(jù)根據(jù)致遠(yuǎn)電子MPT1000-F電機(jī)瞬態(tài)控制與測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果提供)。
其次轉(zhuǎn)速波動(dòng)測(cè)試,考察在轉(zhuǎn)速控制模式下,轉(zhuǎn)矩突然發(fā)生變化時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速的波動(dòng);以及超速實(shí)驗(yàn),檢查電機(jī)的安裝質(zhì)量、實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)子各部分承受離型力的機(jī)械強(qiáng)度和軸承在超速時(shí)的機(jī)械強(qiáng)度。
動(dòng)態(tài)測(cè)試難點(diǎn)一:PID調(diào)節(jié)緩慢
傳統(tǒng)測(cè)功機(jī)在測(cè)試與加載過(guò)程中普遍采用調(diào)節(jié)PID來(lái)改變負(fù)載大小,同時(shí)使用工控機(jī)做反饋控制判斷和顯示,由于通信總線時(shí)延的原因?qū)е翽ID調(diào)節(jié)速度緩慢,加載模式只能實(shí)現(xiàn)逐個(gè)點(diǎn)進(jìn)行加載,如下圖所示: