精密减速器是机器人的重要部件，为了让机器人正常运转，必须经常对机器人的减速器进行检测以适当调整参数，使其工作精度达到最佳。 因此，针对机器人精密减速器的测试系统需要对减速器综合性能参数进行试验，下面就给大家讲讲具体的试验方法。
鉴于目前国家标准虽然明确规定了--些机器人用减速器的试验方法，如GB/T30819一2014 等”，但大都为上世纪JB /T 9050.3- 1999的标准，对机器人用减速器的关键参数如传递精度、回差等，均没有明确的规定。本文主要基于已有的试验方法和减速器的性能参数说明。介绍精密减速器的传递误差、背隙、扭转刚度、机械效率、空载摩擦、启停转矩等在实际工程中具体的试验方法和计算方法。
一、传递精度
减速器输出端施加一定的负载，输入端转动过程当中，输出端转动的角度与理论值的偏差即为其传递误差.常见传递误差检测方法主要有静/动态两种方式，静态测量指在静止条件下，利用角度传递传感器如圆形光栅、编码器等间断的测量输入输出的角度，经计算与理论值比较得到传递误差。静态测量的缺点是其为
间断测量，不能精确反应减速器在各角度的传递误差。动态测量是一种不间断的测试过程，动力源以较低的速度带动被试件转动，实时采集安装于被试件两端的角度传感器数据，利用工控机、变频器和虚拟仪器技术完成系统的设计。在减速器连续的运动中，综合考虑了速度、扭矩、角度传感器精度因素，可以更直观的将减速器的传递精度在运动中展现出来。运行中,根据用户需求，在一周内取多个点的理论角度与实际角度偏差，绘制传动误差曲线。综合传递误差的两种测量方法，本系统采用动态的测量方法，即被试件在低速，轻载情况下，完成传递误差参数的测量。具体方法为:在输入端转速稳定的情况下，利用高精度的光栅完成对输入输出端角度信号的采集。假设减速器输端旋转一周输出的脉冲计数为Yr,输出端旋转一周输出的脉冲数为Yi，记录当前时刻输入端Xr，输出端得为Xi，则当前传递误差So为:
影响减速器传递误差测试精度的因素有很多，此处忽略减速器的安装误差以及系统本身的误差，减速器本身刚度、背隙、空程以及数据的处理方法都会对其产生直接影响，试验过程中减速器输出端施加一定的扭矩，主要用于消除由于试验台测试器件产生弹性变形对传递误差造成的影响。本试验中数据对象主要为输入输出端的光栅数据,为保证减速器两端的每个时刻的数据一-对应，除同时实现数据采集外，利用线性拟合原理，将输入输出曲线整体下移一个截距，消除了背隙对传递精度的影响，可更精确反应减速器在各角度的传递精度。
二、背隙及刚度
一般来说,减速器背隙指在单- -啮合状态下，减速器正反转至齿侧无间隙位置时的角度差。试验方法为:驱动端固定，加载端分别正反转至无侧隙时，输入端角度差。假设输出端正向回转至无侧隙(输出端的扭矩值为零)时，输出端角度传感器值为K;然后反向回转至无侧隙时，输出端角度传感器值为K2，则背隙8x为:
扭转刚度是指在某一时刻，减速器输出端的扭矩与此时在扭矩作用下输出端旋转过的角度的比值。令在加载测试过程中减速器输出端角度传感器值为Kg,扭矩为Nr,则此时的扭转刚度为:
在背隙刚度试验中，通过采集精密减速器的输出端扭矩与旋转角度的关系,得到其迟滞曲线，更加直观的反映出减速器各性能参数含义。具体方法为:将减速器驱动端锁死，加载端反向加载至被试件的额定值，采集系统启动。开始后,逐渐卸载加载端扭矩至零并继续正向加载至额定值，之后正向卸载为零，继续反向加载至额定扭矩，采集系统关闭，最后将扭矩卸载至零。测试过程中连续记录扭矩与角度的一-对应关系，可得此减速器的迟滞曲线。
背隙刚度试验中，两自变量为输出端角度与扭矩，在减速器的弹性变形范围内，迟滞曲线的线性阶段,两者有明显的线性关系，采用线性啮合中的直线拟合，得到角度与扭矩的函数关系。
背隙通常指纯侧隙，是造成迟滞曲线靠近原点处非线性的主要原因。目前对于减速器间隙的表示方式主要有背隙和空程两种形式。背隙的计算主要是指正向卸载曲线的线性阶段与反向加载曲线的线性阶段采用线性回归方法得到截距的差值，如图2-5所示。另一个为空程回差的计算为在额定扭矩的土2%时，相对应的输出端的角度差，如图2-6所示。本测试系统可对此两种参数进行测量。
本系统在背隙的试验过程中，主要为求出在正向加载和反向加载过程中，通过扭矩为零时两个相邻点的扭矩与角度的直线方程,该直线方程的截距即为正向背隙或反向背隙，两者之差即为减速器的背隙。同理，空程采用相同的算法。
迟滞曲线的线性阶段的斜率为此被试件的扭转刚度。在减速器实际使用过程中，扭转刚度改变取决于输出端旋转角度，两者并不存在严格的一-元线性关系，对于由背隙和摩擦力矩引起的非线性阶段，主要在迟滞曲线的原点和两端，线性拟合的过程中，不再考虑。在实验过程中的两个阶段，扭矩大于零定义为正向刚度，反之为反向刚度。在测试过程中,将两者的平均值作为该被试件的实际刚度。具体计算方法见第五章背隙刚度试验。
三、回程误差
工业机器人在实际的运行中如焊接、搬运的过程中，机械臂经常需要做往复运动，致使减速器输入输出的角度偏差会反复出现，直接影响其重复定位精度。重复定位精度主要取决于减速器回程误差,作为精密减速器性能检测中的一项重要指标，引起回程误差的因素有很多，如制造、装配、使用等。在机械臂反复运动过程中，由于内部齿轮之间、轴承与输入输出轴等存在间隙，会造成输出轴在转动时会产生滞后，导致减速器传动精度和动态特性受到影响。在输入端固定的
精密减速器综合性能参数试验方法
