本发明涉及电机性能测试技术领域，特别是涉及一种电机制振性能测试系统。
背景技术：
伺服系统是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统，随着技术的不断成熟，伺服系统在工业生产中应用越来越广泛。伺服系统在机器人或者智能装备的应用中，往往要带动机械臂吊杆等可以等效为悬臂梁的杆状机械结构进行运动，类似物体在运动过程中由于其机械特征的影响，容易发生谐振，导致悬臂梁末端有幅值较大且不可控的振动存在。该振动将产生噪声，加速机械设备的磨损，影响定位精度与位置的整定时间，造成整个电控系统的工作效率低与寿命缩短。
当前高端应用(高精度、高速与高可靠)中所采用的伺服系统都会带有制振功能或者振动抑制功能等可以抑制等效悬臂梁在运动过程中振动的功能，但是现有的电机的产品介绍中对该功能并无具体量化描述。如何实现对伺服系统中电机的制振性能进行测试是一个亟待解决的问题。
技术实现要素：
基于此，有必要针对上述问题，提供一种能够对电机制振性能进行测试的电机制振性能测试系统。
一种电机制振性能测试系统，包括传动装置、振动板、加速度传感器和数据分析装置，所述传动装置用于连接被测电机，所述振动板一端与所述传动装置固定，另一端设置所述加速度传感器，所述数据分析装置连接所述加速度传感器，
所述传动装置用于分别根据所述被测电机在禁止制振功能和启动制振功能时的转动带动所述振动板进行直线运动；
所述加速度传感器用于检测所述振动板在直线运动过程中的加速度，并生成加速度信号发送至所述数据分析装置；
所述数据分析装置用于根据接收的加速度信号进行频谱分析，分别获取所述被测电机在禁止制振功能和启动制振功能时，所述振动板在直线运动过程中的谐振点幅值，根据获取的谐振点幅值得到制振测试结果并输出。
上述电机制振性能测试系统，通过测量振动板在直线运动过程中的加速度，并根据得到的加速度信号进行频谱分析，获取被测电机分别在禁止制振功能和启动制振功能时振动板的谐振点幅值，根据获取的谐振点幅值得到制振测试结果并输出，实现了对电机的制振性能测试。
附图说明
图1为一实施例中电机制振性能测试系统的结构框图；
图2为一实施例中电机制振性能测试系统的结构示意图。
图3为一实施例中传动装置、振动板和加速度传感器的结构示意图；
图4为一实施例中电机制振性能测试系统的振动示意图；
图5为一实施例中数据分析装置显示的谐振结果分析示意图；
图6为一实施例中电机制振效果的分析示意图；
具体实施方式
在一个实施例中，一种电机制振性能测试系统，如图1所示，包括传动装置110、振动板120、加速度传感器130和数据分析装置140，传动装置110用于连接被测电机210，振动板120一端与传动装置110固定，另一端设置加速度传感器130，数据分析装置140连接加速度传感器130。传动装置110用于分别根据被测电机210在禁止制振功能和启动制振功能时的转动带动振动板120进行直线运动；加速度传感器130用于检测振动板120在直线运动过程中的加速度，并生成加速度信号发送至数据分析装置140；数据分析装置140用于根据接收的加速度信号进行频谱分析，分别获取被测电机210在禁止制振功能和启动制振功能时，振动板120在直线运动过程中的谐振点幅值，根据获取的谐振点幅值得到制振测试结果并输出。
其中，被测电机210可以是旋转电机也可以是直线电机，根据被测电机210的类型不同，传动装置110的具体结构也会对应所有不同。振动板120的宽度和厚度可以根据测试所需的制振频率进行设计，振动板120的振动频率仅与其结构有关，与速度、加速度无关，振动板120的振动幅值与结构、速度和加速度有关。振动板120的谐振频率可以通过振动力学公式或者有限元软件进行估算。在一个实施例中，振动板120的数量可以是多个，且各振动板120的尺寸不一。在对被测电机210进行测试时，可根据需要测试的制振频率选择对应的振动板120与传动装置110固定进行测试，分析与比较伺服系统的制振功能。同时，不同规格的振动板120还可以等效不同频率下的振动，模拟不同谐振频率的悬臂梁工况，辅助制振功能的研发与调试。振动板120的具体材料并不是唯一的，只需在随着传动装置110进行直线运动时可发生振动来模拟悬臂梁在运动中的振动过程即可。本实施例中，加速度传感器130为金属振动板。
具体地，被测电机210可包括多种不同的工作模式，当被测电机210在同一种工作模式下，通过控制被测电机210分别在禁止制振功能和启动制振功能时转动，传动装置110根据被测电机210的转动带动振动板120进行直线运动，利用振动板120模拟悬臂梁在直线运动过程中的振动。加速度传感器130检测振动板120在运动过程中的振动加速度，生成加速度信号并发送至数据分析装置140。本实施例中，加速度传感器130置于振动板120的末端，生成时域上类似正弦的加速度信号发送至数据分析装置140。通过将加速度传感器130设置在振动板120的末端进行加速度采集，可以采集到最大的加速度信号，以便于后续进行信号分析处理。
数据分析装置140通过频谱分析获取被测电机210分别在禁止制振功能和启动制振功能时，振动板120在直线运动过程中的谐振点幅值，并谐振点幅值得到制振测试结果并输出。具体地，可以是先控制被测电机210在禁止制振功能时转动，传动装置110带动振动板120进行直线运动，数据分析装置140获取加速度传感器130采集的加速度信号；然后控制被测电机210在启动制振功能时转动，传动装置110带动振动板120进行直线运动，数据分析装置140获取加速度传感器130采集的加速度信号。数据分析装置140根据两次采集得到的加速度信号进行频谱分析，获取振动板120两次振动中谐振点幅值的差值来描述被测电机210的制振性能。可以理解，数据分析装置140的具体结构并不是唯一的，对应得到的测试结果的类型也会有所不同。输出制振测试结果的方式也并不唯一，可以是输出至存储器进行存储，也可以是直接通过数据分析装置140进行显示输出。
在一个实施例中，如图2所述，被测电机210为旋转电机，传动装置110包括丝杆112、滑块114和限位支架116，丝杆112可转动地设置于限位支架116，且连接旋转电机的输出轴；滑块114套设于丝杆112并与限位支架116接触设置，振动板120与滑块114固定设置。振动板120与滑块114的固定方式可以有多种，例如焊接、螺接固定等，本实施例中，如图3所示，振动板120与滑块114通过螺接固定。
具体地，丝杆112设置有外螺纹，滑块114开设有通孔并在通孔内设置有与外螺纹匹配的内螺纹。限位支架116用于支撑丝杆112且对滑块114进行限位，避免在丝杆112转动时滑块114跟随丝杆112转动。当旋转电机启动后带动丝杆112转动，滑块114由于限位支架116的限位沿着丝杆112的方向在丝杆的运动范围内进行直线往返运行，带动振动板120进行运动，振动板120将会发生前后的振动，如图4所示。
进一步地，继续参照图2，电机制振性能测试系统还包括联轴器150，丝杆112通过联轴器150与被测电机210连接。具体地，联轴器150连接被测电机210的输出轴和丝杆112，当被测电机210转动时带动丝杆112转动，进而使滑块114带动振动板120进行往返运动。
在另一个实施例中，被测电机210为直线电机，传动装置110包括滑块，滑块连接直线电机的输出轴，振动板120与滑块固定设置。可以理解，当被测电机210为直线电机时，可直接将滑块与直线电机的输出轴固定，当直线电机工作时带动滑块进行直线往返运动，从而带动振动板120进行运动。
以上即是根据被测电机210的类型不同提供了传动装置110的两种不同结构，测试中可根据实际需求进行选择。
在一个实施例中，如图2所示，数据分析装置140包括连接加速度传感器130的频谱分析仪142，利用频谱分析仪142接收加速度传感器130发送的加速度信号进行频谱分析。具体地，频谱分析仪142在被测电机210禁止制振功能时加速度传感器130采集得到的振动板120的加速度进行分析，得到被测电机210未开启制振功能时的谐振点频谱分析结果，如图5所示。然后，频谱分析仪142在被测电机210启动制振功能时加速度传感器130采集得到的振动板120的加速度进行分析，得到被测电机210禁止制振功能和开启制振功能的谐振点频谱分析对比曲线图，作为制振测试结果进行显示，如图6所示。图6中虚线代表被测电机210未开启制振功能的谐振点频谱分析结果，实线代表被测电机210开启制振功能后谐振点频谱分析结果，被测电机210的制振功能对谐振点的衰减通过两个峰值的差来描述：avib＝a-a’。通过频谱分析仪142直接根据采集的信号进行分析并显示谐振点频谱分析对比曲线，以供测试人员查看，操作简便快捷。可以理解，在其他实施例中，数据分析装置140也可以是包括连接加速度传感器130的处理器，通过处理器根据采集的信号进行分析得到谐振点的幅值差作为制振测试结果发送至显示器进行显示。
在一个实施例中，数据分析装置140还包括电荷放大器144，频谱分析仪142通过电荷放大器144连接加速度传感器130。利用电荷放大器144对加速度传感器采集的加速度信号进行放大处理，便于频谱分析仪142进行数据分析，提高了测试准确性。
在一个实施例中，电机制振性能测试系统还可包括电机驱动器160，电机驱动器连接被测电机210，用于驱动电机210工作。被测电机210的类型不同，电机驱动器160的类型也会对应不同。进一步地，电机制振性能测试系统还包括连接电机驱动器160的供电装置170。供电装置170可以是接入外部电源对电机驱动器160供电，也可以是通过内部储能元件存储的电能对电机驱动器160供电。此外，供电装置170还可连接驱动电机210，为驱动电机210提供工作电压。
在一个实施例中，电机制振性能测试系统还包括台架180，传动装置110和被测电机210设置于台架180。通过台架180放置传动装置110和被测电机210，便于进行测试操作。
为便于理解上述电机制振性能测试系统，下面以测试旋转电机在转速模式下的制振性能为例进行解释说明。
将被测电机210与联轴器150和电机驱动器160安装好，并设定工作模式。禁止被测电机210的制振功能，启动被测电机210与电机驱动器160，使滑块114在丝杆112的运动范围内进行往返运动。此时加速度传感器130采集振动板120的加速度，输出的信号经电荷放大器144放大后输送至频谱分析仪142进行频谱分析。测试人员可查看频谱分析仪142的输出结果，记录当前谐振点的谐振频率与幅值，然后停止被测电机210与电机驱动器160。启动被测电机210的制振功能，启动被测电机210与电机驱动器160，使滑块114在丝杆112的运动范围内进行往返运动，同样由频谱分析仪142对放大后的加速度信号进行频谱分析。测试人员可查看频谱分析仪142的输出结果，记录谐振点的当前幅值并与之前的幅值进行比较，计算两个幅值之间的差异得到制振测试结果，完成测试。更换其他振动板120或者其他电机与电机驱动器160，重复以上实验步骤进行试验。
上述电机制振性能测试系统，通过测量振动板120在直线运动过程中的加速度，并根据得到的加速度信号进行频谱分析，获取被测电机210分别在禁止制振功能和启动制振功能时振动板120的谐振点幅值，根据获取的谐振点幅值得到制振测试结果并输出，实现了对电机的制振性能测试。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。