[发明专利]一种用于RV减速器的故障诊断方法、装置

说明书

本发明公开了一种用于RV减速器的故障诊断方法、装置。本发明首先提取一个整周运动的信号，随后再以连续小波变换对整周信号进行时频分析，并截取上升运动中的平稳阶段信号。通过截取这一步操作，降低所分析信号中的非平稳振动成分，使得信号的各项理论计算值与实际计算值偏差尽可能缩小，将非平稳信号近似地转化为平稳信号。随后考虑NeighCoeff方法，将相邻的系数作为整体来设定阈值，不仅能保留更多的特征信息，而且其降噪效果也比小波阈值降噪的好。因此本发明使用NeighCoeff方法对截取后的信号在保留更多冲击信息的同时，进行滤波降噪。最后，对降噪信号进行FFT，对变换后的频域信号进行故障诊断。

技术领域

本发明涉及一种用于RV减速器的故障诊断方法、装置，属于机械设备状态监测及故障诊断技术领域。

背景技术

随着现代制造业的进步，高精度、高转速和稳定控制逐渐成为了工业机器人的发展方向，而这就离不开高精度减速器的配合。减速器作为工业机器人关节的核心部件，其的健康状况决定了工业机器人能否正常运行。RV减速器(Rotate Vector reducer)以其体积小、传动比大、效率高等特点成为机器人最常用的减速器。而由于RV减速器作为高精密核心部件密封于关节内部，当减速器出现故障时，如何快速的完成故障诊断就成为了一个不可避免的问题。

目前关于滚动轴承，亦或者齿轮的故障诊断研究从未中断。关于RV减速器的研究大多数是关于受力分析、动力学建模、试验装置等方面的，很少涉及故障诊断。这是由于RV减速器的工况往往是间歇的往复运动以及变转速运动，这导致RV减速器的故障信号是非平稳信号，传统信号处理方法无法准确地识别故障特征。

发明内容

本发明提供了一种用于RV减速器的故障诊断方法、装置，以用于在往复周期间歇运动的条件下，实现RV减速器的故障诊断。

本发明的技术方案是：一种用于RV减速器的故障诊断方法，包括：

S1、通过加速度传感器2拾取关节臂1往复间歇运动过程中的机械振动的观测信号s(n)，并计算RV减速器的相关理论特征频率；其中，n为振动信号s(n)的采样时刻；

S2、将步骤S1中所得到的观测信号s(n)进行整周信号的截取，获得同时包含一个上升阶段和一个下降阶段的周期运动信号s₁(n)；

S3、将步骤S2中所得到的周期运动信号s₁(n)进行连续小波变换，并根据时频图同步截取周期运动信号s₁(n)上升阶段，样本长度为m的近似平稳振动信号，作为预处理信号s₂(n)；

S4、对步骤S3获得的预处理信号s₂(n)进行滤波，获得滤波信号x(n)；

S5、对步骤S4获得的滤波信号x(n)进行FFT，对变换后的频域信号进行故障诊断。

所述RV减速器的相关理论特征频率包括太阳轮转频f₁、行星轮转频f₂、支撑盘转频f₃、行星轮故障频率太阳轮与行星轮的啮合频率f_1c。

所述计算RV减速器的相关理论特征频率的具体步骤如下：

S1.1、已知预设的关节臂1转速n₃，通过计算将转速n₃转化为转频，而关节臂转频等价于支撑盘转频f₃；根据公式计算得到电机5主轴转速n₁；其中，n₁为电机5主轴转速；Z₁为太阳轮齿数，Z₂为行星轮齿数，Z₄为针轮齿数；

S1.2、通过根据公式计算得到太阳轮转频f₁；