電機及其驅動器的選型比較測試及運動參數確定方法技術

一種電機及其驅動器的選型比較測試及運動參數確定方法，使用的運動控制裝置包括運動控制器、上位機、數據采集卡、加速度傳感器、負載、運動執行機構。本發明專利技術通過選取在帶有負載情況下，運動控制裝置運行最平穩，臺面振動小，運行聲音小，無噪音的運動參數作為運動控制器及電機驅動器的運動參數，并通過比較振動加速度有效值之和，選取振動加速度有效值之和為最小的值作為電機與電機驅動器組合作為最佳組合。本發明專利技術的優點是在選定的運動控制器與電機驅動器的運動參數條件下，采用振動加速度有效值作為判斷電機運動性能的參數標準，尋找到最佳的電機與電機驅動器組合。

Selection and comparison test of motor and its driver and determination method of motion parameters

A method to determine the selection of motor and drive test and motion parameters, using the motion control device comprises a motion controller, host computer, data acquisition card, acceleration sensor, actuator, load. The present invention by selecting with the load condition, motion control device the most stable operation, small vibration table, run the sound small, noise free motion parameters as parameters of motion controller and motor drive, and the effective value by comparing the vibration acceleration and vibration acceleration, selecting effective value and minimum value as the motor and the motor drive combination as the best combination. The advantages of the invention are in motion parameters of motion controller and motor driver selected by using vibration acceleration RMS as parameters of standard performance determine the motor movement, to find the best combination of motor and motor driver.

【技術實現步驟摘要】
電機及其驅動器的選型比較測試及運動參數確定方法
本專利技術屬于自動化技術和先進制造
，具體涉及一種電機及其驅動器的選型比較測試及運動參數確定方法。
技術介紹
隨著現代機械制造業的發展，高度精密化成為其主要發展方向，在精密位移臺中，以電機為驅動元件的精密程位移臺中，電機的運行性能對系統的性能起到關鍵的作用，而電機驅動器又是影響其運行性能的主要因素，性能好的電機驅動器不僅能極大的提高整個系統的定位精度及效率等，還可以提高系統的固有分辨率。如今國內外廠家推出了眾多的電機及電機驅動器，如何從眾多的電機和驅動器中選擇最佳性能的組合尚沒有定量的評價標準和評價方法可依。本專利技術針對精密化制造業中缺乏電機與驅動器最佳性能組合的評價方法，采用振動加速度有效值作為判斷電機運動性能的參數標準，并提出了一套測試步驟。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種電機及其驅動器的選型比較測試及運動參數確定方法，尋找最佳的電機與電機驅動器組合。本專利技術的技術解決方案如下：一種電機及其驅動器的選型比較測試及運動參數確定方法，本方法采用的裝置包括運動控制器、上位機、數據采集卡、加速度傳感器、負載和運動執行機構，所述的加速度傳感器的輸出端經所述的數據采集卡與所述的上位機相連；所述的負載固定在所述的運動執行機構上，其特點在于該方法包括以下步驟：1)根據需要，設定候選電機及其驅動器及其運動參數要求，設有M種電機及其N種配套驅動器可供選擇，其中，M為1、2、…、m、…、M，N為1、2、…、n、…、N，所述的運動執行機構的運動參數為：起點位置、終點位置、運動方向為從起點到終點的直線運動、啟動速度、升速時間、待測電機驅動器的驅動電流、細分數，所述的運動執行機構的一系列測試運行速度Vi，其中，i＝1、2、3、…、n,并將第m套電機與運動執行機構相連；2)任選第m種配套的待測電機及其配套第n種電機驅動器，將所述的待測電機驅動器與所述的待測電機驅動端相連，所述的待測電機驅動器的控制端與所述的運動控制器的輸出端相連，所述的待測電機的輸出端與所述的運動執行機構相連；3)所述的運動控制器設置所述的運動執行機構的運動參數：起點位置、終點位置、運動方向為從起點到終點的直線運動、啟動速度為、升速時間、待測電機驅動器2的驅動電流、細分數，所述的運動執行機構測試運行速度為Vi；4)所述的運動控制器發送控制命令，令所述的待測電機驅動器與所述的待測電機驅動所述的運動執行機構按設定的運動參數，包括所述的運動執行機構的運行速度Vi運動；5)所述的運動執行機構運動同時，使用所述的加速度傳感器采集運動執行機構的振動加速度值，經所述的數據采集卡傳送至所述的上位機保存；6)當i＝i+1>n時，進入下一步；否則，令i＝i+1，所述的運動執行機構運行速度為vi，返回步驟4)；7)所述的上位機計算電機與電機驅動器組合下的所有振動加速度值的有效值之和，并保存；8)當n＝n+1>N時，結束測試，進入下一步；否則，令n＝n+1，即改變配套電機驅動器，返回步驟2)；9)當m＝m+1>M時，結束測試，進入下一步；否則，令m＝m+1，即改變配套電機，返回步驟2)；10)比較M種電機驅動器和電機組合的所有振動加速度有效值之和的大小，選擇所有振動加速度有效值之和最小的為最佳組合。所述的電機是步進電機、伺服電機、直線電機、壓電陶瓷電機或超聲馬達。所述的上位機是個人電腦。所述的加速度傳感器是交流響應加速度傳感器或直流響應加速度度傳感器。所述的運動執行機構是位移臺、調整架的電動機械機構。本專利技術的優點是在選定的運動控制器與電機驅動器的運動參數條件下，采用振動加速度有效值作為判斷電機運動性能的參數標準，能尋找最佳的電機與電機驅動器組合。附圖說明圖1是本專利技術電機及其驅動器的選型比較測試及運動參數確定方法采用的測試系統框圖。圖2是本專利技術電機及其驅動器的選型比較測試及運動參數確定方法的流程圖。表1第一種類型電機驅動器與電機組合、第二種類型電機驅動器與電機組合速度有效值以及第一種類型電機驅動器與電機組合、第二種類型電機驅動器與電機組合速度有效值之和。具體實施方式圖1是本專利技術電機及其驅動器的選型比較測試及運動參數確定方法采用的測試系統框圖。本專利技術使用的運動控制裝置包括運動控制器1、上位機4、數據采集卡5、加速度傳感器6、負載7、運動執行機構8。運動控制器1發出的脈沖和方向控制信號與電機驅動器2相連；電機驅動器2的驅動信號與電機3相連；電機3與運動執行機構8相連；加速度傳感器6與數據采集卡5相連；數據采集卡5與上位機4相連；負載7固定在運動執行機構8上，其特點在于該方法包括以下步驟：本實施例中，選用兩款電機驅動器2-1、2-2，一款電機3進行測試。步驟S1，電機3與運動執行機構8相連。步驟S2，電機3與一款電機驅動器2相連。步驟S3，設置起點位置為0mm處，終點位置為450mm處、運動方向為從起點到終點的直線運動、啟動速度為3mm/s，升速時間為3ms、電機驅動器2的驅動電流為2.5A、電機驅動器2的細分數為125，運行速度為3mm/s、4mm/s、5mm/s和6mm/s中的一個未測試值；步驟S4，運動控制器1發送控制命令，使得運動執行機構8進行運動；步驟S5，運動執行機構8在進行運動的同時，使用加速度傳感器6采集運動執行機構8的振動加速度值，經所述的數據采集卡5傳送至所述的上位機4保存；步驟S6，當3mm/s、4mm/s、5mm/s和6mm/s的速度都測試結束后，進入步驟S7，否則進入步驟S3。步驟S7，計算電機3與電機驅動器2組合下的所有振動加速度值的有效值之和，并保存。步驟S8，如果電機驅動器2-1電機驅動器2-2都測試結束，進入步驟S9,否則，進入步驟S2。步驟S9，因為只有一款電機3需要進行測試，所以進入步驟10；步驟S10，比較組合1(電機驅動器2-1與電機3組合)與組合2(電機驅動器2-2與電機3組合)所有振動加速度有效值之和的大小，如表1所示。組合2的所有振動加速度有效值之和最小，因此是最佳組合。表1所述的運動控制器1為步進電機控制器，本實例采用北京多普康公司生產的TC55運動控制器。所述的電機驅動器2為步進電機驅動器。所述的電機3為步進電機。所述的上位機4為個人電腦。所述的數據采集卡5為多通道動態信號采集卡，本實例采用美國國家儀器有限公司生產的NIUSB-9234數據采集卡。所述的加速度傳感器6為三向加速度傳感器，本實例采用北京東方所公司的INV9832A三向加速度傳感器。所述的負載7是大理石負載。所述的運動執行機構8是大行程位移臺。本專利技術實施例提供的一種電機及其驅動器的選型比較測試及運動參數確定方法，本專利技術的優點是在選定的運動控制器與電機驅動器的運動參數條件下，采用振動加速度有效值作為判斷電機運動性能的參數標準，尋找到最佳的電機與電機驅動器組合。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電機及其驅動器的選型比較測試及運動參數確定方法，本方法采用的裝置包括運動控制器(1)、上位機(4)、數據采集卡(5)、加速度傳感器(6)、負載(7)和運動執行機構(8)，所述的加速度傳感器(6)的輸出端經所述的數據采集卡(5)與所述的上位機(4)相連；所述的負載(7)固定在所述的運動執行機構(8)上，其特征在于該方法包括以下步驟：1)根據需要，設定候選電機及其驅動器及其運動參數要求，設有M種電機及其N種配套驅動器可供選擇，其中，M為1、2、…、m、…、M，N為1、2、…、n、…、N，所述的運動執行機構的運動參數為：起點位置、終點位置、運動方向為從起點到終點的直線運動、啟動速度、升速時間、待測電機驅動器的驅動電流、細分數，所述的運動執行機構的一系列測試運行速度V

【技術特征摘要】
1.一種電機及其驅動器的選型比較測試及運動參數確定方法，本方法采用的裝置包括運動控制器(1)、上位機(4)、數據采集卡(5)、加速度傳感器(6)、負載(7)和運動執行機構(8)，所述的加速度傳感器(6)的輸出端經所述的數據采集卡(5)與所述的上位機(4)相連；所述的負載(7)固定在所述的運動執行機構(8)上，其特征在于該方法包括以下步驟：1)根據需要，設定候選電機及其驅動器及其運動參數要求，設有M種電機及其N種配套驅動器可供選擇，其中，M為1、2、…、m、…、M，N為1、2、…、n、…、N，所述的運動執行機構的運動參數為：起點位置、終點位置、運動方向為從起點到終點的直線運動、啟動速度、升速時間、待測電機驅動器的驅動電流、細分數，所述的運動執行機構的一系列測試運行速度Vi，其中，i＝1、2、3、…、n,并將第m套電機與運動執行機構相連；2)任選第m種配套的待測電機及其配套第n種電機驅動器，將所述的待測電機驅動器與所述的待測電機驅動端相連，所述的待測電機驅動器的控制端與所述的運動控制器的輸出端相連，所述的待測電機的輸出端與所述的運動執行機構相連；3)所述的運動控制器設置所述的運動執行機構的運動參數：起點位置、終點位置、運動方向為從起點到終點的直線運動、啟動速度為、升速時間、待測電機驅動器2的驅動電流、細分數，所述的運動執行機構測試運行速度為Vi；4)所述的運動控制器發送控制命令，令所述的待測電機驅動器與所述的待測電機驅動所述的運動執行機構按設定的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭福東，唐鋒，王向朝，
申請(專利權)人：中國科學院上海光學精密機械研究所，
類型：發明
國別省市：上海,31