一种编码器的可靠性测试方法及系统与流程

专利2025-12-14  3


本发明涉及编码器,尤其涉及一种编码器的可靠性测试方法及系统。


背景技术:

1、编码器是一种将物理量,包括角位移、直线位移和速度,转化为可测量和可识别的电信号的设备,在工业自动化、机器人技术以及数控机床等领域具有广泛的应用。由于编码器在这些系统中扮演着关键角色,因此,其可靠性对于整个系统的准确性和稳定性至关重要。通过可靠性测试,可以筛选出性能优异的编码器,从而提高产品的整体质量,及时发现编码器的潜在问题,降低后期维护成本,延长设备的使用寿命。申请号为202011344036.3的专利文献公开了一种用于全面评估变频器控制性能的测试系统及测试方法,包含调压器、陪试变频器、陪试异步电动机、电动机轴编码器、联轴器、转矩转速传感器、待测变频器、待测异步电动机、显示触摸屏、电能质量分析仪,陪试异步电动机和待测变频器所驱动的待测异步电动机采用相同的轴径和轴中心高,两台电动机采用转矩转速传感器及联轴器相连。本发明通过实时测量变频器起动和稳态运行过程的输入输出电能数据、所驱动电动机轴转速、转矩数据并存储,对变频器转速转矩控制精度和动态响应速度、能量转换效率、损耗进行分析并生成测试评估报告,实现对控制算法和产品性能的全面客观评估,能够指导变频器开发过程,提高生产质量水平。因此,亟待提出一种编码器的可靠性测试方法及系统,解决如何准确且快速的对编码器性能进行可靠性测试并输出结果的技术问题。


技术实现思路

1、本发明的主要目的是提出一种编码器的可靠性测试方法及系统,旨在解决如何准确且快速的对编码器性能进行可靠性测试并输出结果的技术问题。

2、为实现上述目的,本发明提供一种编码器的可靠性测试方法,其中,所述电编码器的可靠性测试方法包括以下步骤:

3、s1、构建待测编码器的测试环境,初始化待测编码器;

4、s2、设置若干测试点,控制步进电机以固定速度旋转至各测试点,读取各测试点读取待测编码器的角度值,重复上述操作;

5、s3、根据待测编码器各测试点的角度值,计算各测试点的角度误差及角度精度;

6、s4、根据各测试点待测编码器的角度值绘制拟合曲线,将测量值与理论值进行线性拟合,计算各测试点的重复性误差。

7、优选方案之一,所述步骤s1中构建待测编码器的测试环境,具体为:

8、将待测编码器安装在环境测试箱中,待测编码器与步进电机刚性连接,通过信号发生器驱动步进电机;将待测编码器与辅助测试单元连接,通过辅助测试单元获取待测编码器的运行数据。

9、优选方案之一,所述步骤s1还包括:

10、设定环境测试箱的测试参数;所述测试参数包括温度范围、温度变化率和测试时间;

11、设置信号发生器的运行频率和测试时间;

12、预设辅助测试单元的采集间隔时间。

13、优选方案之一,所述步骤s1之后,还包括:

14、将待测编码器置于初始角度位置,并记录初始角度位置的角度值。

15、优选方案之一,所述步骤s2,具体为:

16、设置若干测试点,控制步进电机以固定速度正向旋转至各测试点,依次读取待测编码器各测试点的角度值;控制步进电机以固定速度反向旋转至各测试点,依次读取待测编码器各测试点的角度值。

17、优选方案之一,所述待测编码器的角度误差为:

18、δ1=|eencoder-estandard|

19、其中,δ1为待测编码器的角度误差,eencoder为待测编码器的角度值,estandard为待测编码器的实际物理位置,待测编码器的实际物理位置通过信号发生器控制步进电机实际旋转角度得到。

20、优选方案之一,所述待测编码器的角度精度为:

21、pe=|δ1estandard|×100%

22、其中,pe为待测编码器的角度精度。

23、优选方案之一,所述各测试点的重复性误差为:

24、

25、其中,linerr为待测编码器各测试点的重复性误差,δ2为拟合曲线上各测试点对应的角度值与理论值的差值,δ2linerrabs_max为待测编码器各测试点的最大绝对值误差。

26、优选方案之一,所述步骤s4之后,还包括:

27、获取常温状态下编码器的角度误差区间和重复性误差区间;

28、根据待测编码器的角度误差和重复性误差,判断待测编码器的可靠性;具体为:

29、若所述角度误差和重复性均分别位于所述角度误差区间和重复性误差区间内,则判定待测编码器满足可靠性要求,反之,则不满足可靠性要求。

30、一种包括所述的一种编码器的可靠性测试方法的系统,包括:待测编码器、辅助测试单元、环境测试箱、步进电机和信号发生器;所述步进电机和待测编码器分别通过固定侧板安装在所述辅助测试单元的底座上,所述步进电机通过联轴器与待测编码器同轴刚性连接,所述待测编码器与辅助测试单元连接,所述信号发生器通过驱动器与步进电机连接。

31、本发明的上述技术方案中,该编码器的可靠性测试方法包括以下步骤:构建待测编码器的测试环境,初始化待测编码器;设置若干测试点,控制步进电机以固定速度旋转至各测试点,读取各测试点读取待测编码器的角度值,重复上述操作;根据待测编码器各测试点的角度值,计算各测试点的角度误差及角度精度;根据各测试点待测编码器的角度值绘制拟合曲线,将测量值与理论值进行线性拟合,计算各测试点的重复性误差。本发明解决了如何准确且快速的对编码器性能进行可靠性测试并输出结果的技术问题。

32、在本发明中,通过辅助测试单元快速获取待测编码器的可靠性数据,结合多参数进行监测,能够在较短时间内快速获取编码器的精度误差,从而评估待测编码器的性能,降低了设备和人工成本,同时,通过环境测试箱全面模拟编码器在实际工作环境中的运行情况,搭建真实的测试环境,并且通过环境测试箱可避免外界因素对测试结果产生影响。



技术特征:

1.一种编码器的可靠性测试方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种编码器的可靠性测试方法,其特征在于,所述步骤s1中构建待测编码器的测试环境,具体为:

3.根据权利要求2所述的一种编码器的可靠性测试方法,其特征在于,所述步骤s1还包括:

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种编码器的可靠性测试方法,其特征在于,所述步骤s1之后,还包括:

5.根据权利要求1-3任一项所述的一种编码器的可靠性测试方法,其特征在于,所述步骤s2,具体为:

6.根据权利要求1-3任一项所述的一种编码器的可靠性测试方法,其特征在于,所述待测编码器的角度误差为:

7.根据权利要求6所述的一种编码器的可靠性测试方法,其特征在于,所述待测编码器的角度精度为:

8.根据权利要求1-3任一项所述的一种编码器的可靠性测试方法,其特征在于,所述各测试点的重复性误差为:

9.根据权利要求1-4任一项所述的一种编码器的可靠性测试方法,其特征在于,所述步骤s4之后,还包括:

10.一种包括权利要求1-9任一项所述的一种编码器的可靠性测试方法的系统,其特征在于,包括:待测编码器、辅助测试单元、环境测试箱、步进电机和信号发生器;所述步进电机和待测编码器分别通过固定侧板安装在所述辅助测试单元的底座上,所述步进电机通过联轴器与待测编码器同轴刚性连接,所述待测编码器与辅助测试单元连接,所述信号发生器通过驱动器与步进电机连接。


技术总结
本发明公开了一种编码器的可靠性测试方法,包括以下步骤:构建待测编码器的测试环境,初始化待测编码器;设置若干测试点,控制步进电机以固定速度旋转至各测试点,读取各测试点读取待测编码器的角度值,重复上述操作;根据待测编码器各测试点的角度值,计算各测试点的角度误差及角度精度;根据各测试点待测编码器的角度值绘制拟合曲线,将测量值与理论值进行线性拟合,计算各测试点的重复性误差。本发明还公开了一种编码器的可靠性测试系统。本发明解决了如何准确且快速的对编码器性能进行可靠性测试并输出结果的技术问题。

技术研发人员:黎展名,唐德明,熊朝阳,杨琴,黄昊
受保护的技术使用者:湖南航天磁电有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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