伺服馬達(dá)性能全自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備設(shè)計(jì)

廖新明　林東陽(yáng)

摘要：隨著科技的進(jìn)步，智能時(shí)代不斷延伸到各行各業(yè)，伺服馬達(dá)性能檢測(cè)設(shè)備由于分段化，造成測(cè)試效率低下及人工成本較高。從降低成本及提升效率方面，運(yùn)用現(xiàn)階段先進(jìn)工業(yè)技術(shù)，通過(guò)專(zhuān)用檢測(cè)軟件對(duì)伺服馬達(dá)性能進(jìn)行全自動(dòng)化檢測(cè)，綜合運(yùn)用把檢測(cè)設(shè)備阻抗計(jì)、耐壓計(jì)、感抗計(jì)統(tǒng)一兼容合并化，解決了因人工不足導(dǎo)致產(chǎn)能減少及人員頻繁交換導(dǎo)致產(chǎn)品品質(zhì)發(fā)生隱患等問(wèn)題，減少企業(yè)投人運(yùn)營(yíng)成本，提升了產(chǎn)品品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：伺服馬達(dá);自動(dòng)化性能測(cè)試;消減成本;品質(zhì)提升

中圖分類(lèi)號(hào)：TM383.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1009—9492（2021）03—0243—02

0引言

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，企業(yè)生產(chǎn)成本的增加，各行業(yè)加強(qiáng)了機(jī)械換人，把簡(jiǎn)單、重復(fù)動(dòng)作的崗位，通過(guò)設(shè)計(jì)自動(dòng)化機(jī)器進(jìn)行作業(yè)，從而降低成本。本文從伺服馬達(dá)性能檢測(cè)綜合設(shè)備研發(fā)，運(yùn)用現(xiàn)階段工業(yè)技術(shù)，把伺服馬達(dá)性能檢測(cè)設(shè)備串聯(lián)起來(lái)，通過(guò)專(zhuān)業(yè)測(cè)試軟件，分別測(cè)試出其性能評(píng)價(jià)項(xiàng)目的實(shí)際值，軟件內(nèi)部自動(dòng)判定測(cè)試值綜合判定后，自動(dòng)給出判定結(jié)果。目前，隨著原材料成本、人工成本以及工廠運(yùn)營(yíng)成本不斷上漲，伺服馬達(dá)性能檢查也隨之進(jìn)行自動(dòng)化測(cè)試，因此檢測(cè)人工成本隨之降低。采用了這樣的測(cè)試方法，一方面，可以節(jié)約企業(yè)的用工成本;另一方面，自動(dòng)化測(cè)試的性能也比較穩(wěn)定，沒(méi)有人工測(cè)試時(shí)的接觸和讀數(shù)誤差，而且還能及時(shí)判定產(chǎn)品的合格與否，同時(shí)設(shè)備全自動(dòng)檢測(cè)也會(huì)不斷促進(jìn)工程技術(shù)人員人才的發(fā)展，為后續(xù)自動(dòng)化發(fā)展奠定一定基礎(chǔ)。用傳統(tǒng)的測(cè)試方法，有很多數(shù)據(jù)需要人工自行判定，測(cè)試時(shí)間持續(xù)一定時(shí)間后，容易產(chǎn)生錯(cuò)誤的判斷。針對(duì)這些問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了一種全自動(dòng)檢測(cè)伺服馬達(dá)性能的設(shè)備。

1綜合測(cè)試設(shè)備構(gòu)成

1.1設(shè)備構(gòu)成

項(xiàng)目主要以對(duì)電機(jī)的ST組（線(xiàn)圈組）的各項(xiàng)特性進(jìn)行測(cè)試為主要的基本思路，運(yùn)用各個(gè)測(cè)試計(jì)的10接口進(jìn)行信號(hào)的輸出，把信號(hào)通過(guò)電氣BOX控制后反饋回電腦主機(jī)，再運(yùn)用主機(jī)內(nèi)的軟件進(jìn)行信號(hào)數(shù)據(jù)的檢測(cè)，判斷各個(gè)計(jì)測(cè)器輸出信號(hào)的大小，完成對(duì)ST組的綜合判定，其檢測(cè)速度和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性都很高，而且測(cè)試簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)了特性檢測(cè)的高效化。本節(jié)主要對(duì)測(cè)試設(shè)備的各個(gè)部件進(jìn)行說(shuō)明，從4個(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)講述，主要的研究和設(shè)計(jì)還是以軟件為主，設(shè)定程序軟件是LabVIEW程序設(shè)計(jì)軟件，是一種圖形化的編程語(yǔ)言，具有編程周期短、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，在數(shù)據(jù)采集、測(cè)量分析方面具有很多的優(yōu)點(diǎn)，能夠快速處理模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)，通過(guò)其頻率的大小進(jìn)行計(jì)算;而電氣控制則是把計(jì)測(cè)器的10串行接口與電氣BOX相連，再通過(guò)軟件的程序命令觸發(fā)繼電器和接觸器工作。如圖1所示。

1.2主要部件設(shè)計(jì)

1.2.1電氣控制部

此部分主要功能是對(duì)各個(gè)計(jì)測(cè)器的輸出信號(hào)進(jìn)行控制，通過(guò)10端口的連接，再通過(guò)中間繼電器的控制，在程序開(kāi)關(guān)信號(hào)的觸動(dòng)下，繼電器觸點(diǎn)進(jìn)行開(kāi)關(guān)閉合，計(jì)測(cè)器的信號(hào)輸出，電氣BOX內(nèi)部的主要部件是繼電器和接觸器，還有一些其他的輔助電源。如圖2所示。

控制箱內(nèi)的繼電器和接觸器要求精度都很高，因?yàn)樵趧?dòng)觸觸點(diǎn)不停吸合狀況下會(huì)產(chǎn)生一定的電弧，并且觸點(diǎn)如果接觸不好，也會(huì)影響接觸的觸點(diǎn)電阻表，而在測(cè)試時(shí)，有些馬達(dá)的ST組阻抗很低，特別是大功率馬達(dá)，漆包線(xiàn)很粗，線(xiàn)間阻抗很小，所以此接觸器和繼電器要3個(gè)月更換一次。

1.2.2計(jì)測(cè)器測(cè)試部

計(jì)測(cè)器測(cè)試部分為線(xiàn)圈阻抗測(cè)試、感抗測(cè)試、脈沖測(cè)試和絕緣耐壓測(cè)試，其主要功能是測(cè)試電機(jī)ST組的各個(gè)特性，測(cè)試的精度依賴(lài)電機(jī)的樣品書(shū)而選擇相對(duì)應(yīng)的計(jì)測(cè)器型號(hào)，如大功率的電機(jī)，其漆包線(xiàn)的阻抗很低，相對(duì)應(yīng)的阻抗計(jì)精度要求就很高，阻抗計(jì)的測(cè)試精度在MIN 0.000Ω以上，依實(shí)際測(cè)量情況而定。如圖3所示。說(shuō)明如下。

（1）以上計(jì)測(cè)器的COM端口號(hào)是固定的，如果計(jì)測(cè)器的RS232端口與電腦的USB接口不匹配，那么電腦無(wú)法識(shí)別計(jì)測(cè)器，本設(shè)備的端口號(hào)匹配如下：阻抗計(jì)，COM1;感抗計(jì)，COM4;脈沖計(jì)，COM5;耐壓計(jì)，COM3。

（2）在程序的手動(dòng)設(shè)定中，也可以對(duì)這些設(shè)備是否有效進(jìn)行設(shè)定，這樣做是為了在一些特殊情況下對(duì)ST組的單項(xiàng)特性進(jìn)行檢查，比如在選別耐壓不良時(shí)，只要設(shè)定耐壓計(jì)有效即可，其他的3項(xiàng)就不需要檢查，設(shè)定的方法也很簡(jiǎn)單，只要有個(gè)二進(jìn)制數(shù)0，1就可。本設(shè)備的設(shè)定全是“1”有效，“0”無(wú)效。

1.2.3電腦程序控制部

此部分屬于軟件的LabVIEW程序開(kāi)發(fā)，設(shè)定一個(gè)這樣的程序，控制電箱內(nèi)的繼電器和接觸器工作，按設(shè)定的順序?qū)T組特性進(jìn)行檢測(cè)，可分為自動(dòng)檢測(cè)和手動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)檢測(cè)是作業(yè)人員操作時(shí)使用，手動(dòng)操作是技術(shù)人員維護(hù)調(diào)試機(jī)臺(tái)使用，出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)能迅速找到問(wèn)題的源頭。如圖4所示。

1.2.4檢測(cè)工程組件

檢測(cè)工程主要是由ST組的裝夾治具和給電治具組成，裝夾治具對(duì)ST組進(jìn)行固定和定位，給電治具是電氣BOX給出三相電，測(cè)試ST組的UV、UW、VW相的各個(gè)特性參數(shù)，給電治具和定位治具的好壞決定了測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2實(shí)際測(cè)試步驟與效果確認(rèn)

ST組特性檢查的實(shí)際測(cè)試步驟如下：

（1）產(chǎn)品放置在裝夾治具上，然后壓下給電治具，確認(rèn)其與ST組上的PWB上焊點(diǎn)接觸良好;

（2）打開(kāi)各個(gè)計(jì)測(cè)器電源開(kāi)關(guān);

（3）打開(kāi)測(cè)試程序，按下初期化按鈕進(jìn)行計(jì)測(cè)器的初期化;

（4）在程序上選擇對(duì)應(yīng)的機(jī)種進(jìn)行設(shè)定，進(jìn)行檢測(cè)主畫(huà)面;

（5）按下測(cè)試按鈕，程序進(jìn)行自動(dòng)測(cè)定，自行判定綜合結(jié)果;

（6）測(cè)試結(jié)果OK后進(jìn)行下一個(gè)ST組的特性測(cè)試。

測(cè)試結(jié)果如表1所示。

3解決的關(guān)鍵技術(shù)

本文通過(guò)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)后，對(duì)技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)有如下突破。

（1）自動(dòng)檢測(cè)的數(shù)據(jù)與手動(dòng)檢測(cè)的數(shù)據(jù)在通過(guò)程序調(diào)試后可以保持一致，精準(zhǔn)地對(duì)ST組特性進(jìn)行顯示。

（2）LabVIEW程序設(shè)定的軟件畫(huà)面操作簡(jiǎn)單，作業(yè)人員很容易學(xué)會(huì)，在機(jī)種設(shè)定了以后，只要機(jī)種的圖面沒(méi)有變更，在軟件進(jìn)行升級(jí)后，以前測(cè)試的ST組需要再次檢測(cè)，而且在程序設(shè)定時(shí)有足夠的內(nèi)存增加機(jī)種，一般情況下不需要對(duì)程序進(jìn)行升級(jí)。

（3）機(jī)種切換時(shí)也很簡(jiǎn)單，程序內(nèi)事先設(shè)定了各機(jī)種的參數(shù)，程序打開(kāi)時(shí)選擇對(duì)應(yīng)機(jī)種就可，而且各機(jī)種的參數(shù)還可以手動(dòng)重新設(shè)定，這樣在機(jī)種圖面變更時(shí)可以快速地對(duì)程序參數(shù)進(jìn)行修正。

（4）軟件的手動(dòng)操作還可以對(duì)電氣BOX進(jìn)行監(jiān)控，通過(guò)手動(dòng)按鈕，點(diǎn)擊相對(duì)應(yīng)的繼電器按鈕，能精準(zhǔn)地確認(rèn)到測(cè)試時(shí)狀態(tài)不好的控制器，可以方便機(jī)臺(tái)的維護(hù)和及時(shí)修理，也方便定期更換。

4結(jié)束語(yǔ)

由于伺服馬達(dá)性能是后續(xù)客戶(hù)設(shè)備的關(guān)鍵參數(shù)，其特性數(shù)據(jù)涉及到馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性和使用壽命，關(guān)聯(lián)到伺服馬達(dá)的品質(zhì)和使用安全，所以性能參數(shù)檢測(cè)在整個(gè)伺服馬達(dá)制造工程中尤其重要。本文綜合上述設(shè)備，通過(guò)各個(gè)檢測(cè)設(shè)備及結(jié)合LabVIEW程序軟件，進(jìn)行伺服馬達(dá)性能數(shù)據(jù)的檢測(cè)，從專(zhuān)業(yè)技術(shù)上解決了多個(gè)測(cè)試機(jī)臺(tái)同時(shí)檢測(cè)的難題，而且軟件的自動(dòng)判定功能避免人工檢測(cè)時(shí)產(chǎn)生誤判的情況，保障了數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，從而確保了伺服馬達(dá)性能的品質(zhì)。此項(xiàng)目的設(shè)備設(shè)計(jì)研發(fā)提升了伺服馬達(dá)性能的檢測(cè)效率，節(jié)省人工成本，為后續(xù)無(wú)人全自動(dòng)化檢測(cè)，自動(dòng)上料、下料奠定了一定的基礎(chǔ)。