T∕ZZB 0535-2018 工业缝纫机用伺服电机及控制系统

IT/ZZB0535—2018前言 12规范性引用文件 13术语和定义 24分类及基本参数 25基本要求 36技术要求 47试验方法 88检验规则 9标志、包装、运输、贮存 T/ZZB0535—2018本标准依据GB/T1.1—2009给出的规则进行起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由浙江省品牌建设联合会提出并归口。本标准由台州市标准化研究院牵头组织制定。本标准主要起草单位：浙江琦星电子有限公司。本标准主要参与单位:台州市标准化研究院、浙江省机电设计研究院有限公司（排名不分先后）。本标准主要起草人：吴文俊、杨庆华、孙洋、陈璋、李质彬、周波、张晓斌、陈晓斌、黄世聪、施世平、方锋、张计悦、王秀峰、刘乾安。本标准由台州市标准化研究院负责解释。T/ZZB0535—20181工业缝纫机用伺服电机及控制系统本标准规定了工业缝纫机用伺服电机及控制系统的术语和定义、分类及基本参数、基本要求、技术要求、试验方法、标志、包装、运输、贮存和质量承诺。本标准适用于工业缝纫机用伺服电机及控制系统（以下简称伺服电机及控制系统）。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T191—2008包装储运图示标志GB/T755—2008旋转电机定额和性能GB/T997—2008旋转电机结构型式、安装型式及接线盒位置的分类(IM代码）GB/T1993—1993旋转电机冷却方法GB/T2423.1电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温GB/T2423.2电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温GB/T2423.3电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Cab：恒定湿热试验GB/T2423.5电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ea和导则：冲击GB/T2423.8电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ed:自由跌落GB/T2423.10电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fc：振动（正弦）GB/T2828.1—2012计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限（AQL）检索的逐批检验抽样计划GB/T2900.26—2008电工术语控制电机GB/T4208—2017外壳防护等级（IP代码）GB/T9969—2008工业产品使用说明书总则GB/T10069.1—2006旋转电机噪声测定方法及限值第1部分：旋转电机噪声测定方法GB/T14817—2008永磁式直流伺服电动机通用技术条件GB/T16439—2009交流伺服系统通用技术条件GB/T17626.2电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T17626.4电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验GB/T17626.5电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验GB/T17626.11电磁兼容试验和测量技术电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验GB/T18211—2017微电机安全通用要求GB30253—2013永磁同步电动机能效限定值及能效等级JB/T10184—2014交流伺服驱动器通用技术条件QB/T4007—2010工业用缝纫机高速平缝机伺服系统技术条件T/ZZB0535—201823术语和定义GB/T2900.26和QB/T4007界定的及以下术语和定义适用于本文件。3.1下挂hung-down伺服电机及控制系统通过皮带驱动缝纫机机械。3.2直驱direct-drive伺服电机通过连轴器直接驱动缝纫机机械。3.3分体式belttype伺服电机及控制系统与缝纫机机械分别独立为一个整体，两者成分离状态。3.4一体式Integratedmachine伺服电机及控制系统与缝纫机机械组装成一个不可分离的整体，称为一体式。4分类及基本参数4.1结构型式、种类及代号4.1.1伺服电机及控制系统结构分类伺服电机及控制系统与缝纫机按照结构分为：一体式和分体式。4.1.2伺服电机驱动形式伺服电机与缝纫机按照驱动安装方式分为：直驱和下挂。4.1.3安装型式按GB/T997的规定，其安装代号为IMB5。4.2基本参数基本参数应符合表1的规定。表1基本参数T/ZZB0535—20183表1基本参数（续）反电势常数/（V/rad.s-1）4.3型号命名型号命名参照GB/T14817—2008、JB/T10184—2014标准，一般包括型号、功率、转速等信息。4.4使用环境条件4.4.1伺服电机及控制系统应能在下列条件下正常工作：a)环境温度10℃~50℃;b)相对湿度：595无凝露；c)大气压强：86kPa～106kPa。4.4.2当使用环境条件（温度、海拔高度）发生偏离，应按照GB/T755—2008修正。4.5贮存运输环境条件伺服电机及控制系统应在下列条件下贮存运输：a)环境温度25℃~55℃;b)相对湿度：595无凝露。5基本要求5.1设计T/ZZB0535—201845.1.1具有伺服电机及控制系统进行各种工况下的内部空间及外形结构、电气参数、电路功能、信号完整性、磁路、耦合等建模与仿真分析能力。5.1.2具有对产品的材料、工艺、质量等潜在的失效模式进行分析的能力。5.2工艺与装备5.2.1车间环境应满足伺服电机及控制系统的电子部件加工和整机组装的防静电、防尘相关要求。5.2.2电子车间的生产工艺装备应包括SMT全自动贴片机、全自动无铅电脑回流焊机、SMT自动上板机、全自动锡膏印刷、全自动电脑无铅波峰焊等生产设备。5.2.3IGBT焊接、打胶、灌封、电控组装、吸磁瓦、贴磁瓦、定子绕线、喷漆等生产工艺应具备四六轴工业机器人协作生产。5.2.4采用自动高速绕线、自动嵌线及自动整形等自动化生产工艺。5.2.5伺服电机装配采用自动贴磁瓦、压护套、压轴承、上轴用挡圈、安装后端盖及成品组装均由工业机械手及其他装置组成的全自动流水线5.3材料要求5.3.1绝缘骨架、编码器罩、压线板、PCB板应使用阻燃等级UL94V-0及以上等级材料。5.3.2转子磁性材料应不低于120℃温度等级。5.4检测能力5.4.1应具备在线锡膏厚度检测仪、在线自动光学检测仪。5.4.2应具备恒温恒湿试验仪器、安全性能综合测试仪、周波跌落发生器、组合式干扰发生器、静电放电发生器、定子综合测试系统、高精度电机测试平台等检测试验仪器。5.4.3应具备电机产品性能参数、磁性材料检测能力。5.4.4应具备定子总成的绕组高精度自动检测能力。6技术要求6.1外观及装配质量6.1.1外观伺服电机及控制系统表面及结构零部件不应有锈蚀、碰伤、划痕、变形和涂覆层剥落，颜色应正确，标志应清楚无误，紧固件连接牢固，引出线或接线端应完整无损。6.1.2装配质量6.1.2.1轴向间隙≤0.2mm。6.1.2.2轴伸径向圆跳动≤0.02mm。6.1.2.3安装配合面垂直度≤0.08mm。6.1.2.4IGBT用螺钉扭矩范围值（0.4～0.5）N·m。6.1.3连接线所有永久连接缆线（电源线、电机导线、和数据线）应无破损和松动，电源线、电机导线拉力应不小于60N，数据线拉力应不小于30N。T/ZZB0535—201856.2高温伺服电机及控制系统放置在50℃环境箱中,空载连续运行48h应无故障。6.3低温伺服电机及控制系统在-10℃环境箱中，空载连续运行48h应无故障。6.4恒定湿热伺服电机及控制系统应能承受温度40℃±2％、历时96h的恒定湿热试验。试验前将伺服电机轴伸及主体面涂以防锈脂，试验后立即测量伺服电机及控制系统的绝缘电阻，应不小于1MΩ,伺服电机及控制系统在正常大气条件下恢复12h后通电，应能正常工作。伺服电机及控制系统应能承受GB/T2423.8规定的自由跌落试验，试验后伺服电机及控制系统电气性能不应受到影响，且无机械上的损坏、变形和紧固件部位的松动现象，通电后应能正常工作。6.6绝缘电阻伺服电机及控制系统中除不能够承受试验电压的电路外，检查试验点对保护接地端之间的绝缘电阻应不小于50MΩ;在极限高温条件下，绝缘电阻应不小于10MΩ,恒定湿热试验后绝缘电阻应不小于1MΩ。6.7正反转速差率空载条件下，伺服电机在额定转速时的正反转速差率应不大于±1％。6.8转速变化率空载与额定负载条件下，伺服电机转速变化率应不大于±0.5％。6.9转速精度伺服电机及控制转速精度高速、中速、低速应不大于±2％。6.10短路保护电磁铁输入端或电机输入端短路时，伺服电机及控制系统应停机报警。6.11输入过电压、欠电压保护伺服电机及控制系统在待机状态，输入的电源电压大于最大额定工作电压或低于最低额定工作电压时，应停机报警。6.12温升伺服电机的温升应符合GB/T755—2008中的第8章规定。6.13堵转保护伺服电机发生堵转时间5s内，伺服电机及控制系统应自动进入保护状态。6.14传感信号故障保护T/ZZB0535—20186传感信号发生故障，伺服电机及控制系统应在5s内停机报警。6.15倒缝、抬压脚电磁铁保护伺服电机及控制系统控制倒缝电磁铁吸合超过设定保护时间、应停机报警；抬压脚电磁铁吸合设定保护时间，应电磁铁自动释放。6.16倾斜保护缝纫机倾斜超过30°时，控制系统应停机报警。6.17外壳端口的抗扰度应符合GB/T17626.2中5试验等级当中3级要求。6.18电快速瞬变脉冲群干扰应符合GB/T17626.4中5试验等级当中4级要求。6.19浪涌抗扰度应符合GB/T17626.5中5试验等级当中4级要求。6.20电压暂降、短时中断抗扰度应符合GB/T17626.11中5.1表1、表2当中3类要求。6.21可靠性伺服电机及控制系统在常温空载条件下，连续工作时间不小于2000h，应无故障。6.22冲击伺服电机及控制系统按照GB/T2423.5规定，试验后伺服电机及控制系统电气性能不应受到影响，且无机械上的损坏、变形和紧固部件的松动现象，通电后应能正常工作。6.23振动伺服电机及控制系统按照GB/T2423.10规定，试验后伺服电机及控制系统电气性能不应受到影响，且无机械上的损坏、变形和紧固部件的松动现象，通电后应能正常工作。6.24噪声伺服电机空载高、低速运转时，测量的A计权声功率级的噪声值符合表2规定。表2噪声限定值W/6.25效率T/ZZB0535—20187伺服电机及控制系统额定效率应符合表3要求。表3额定效率值W%/（r/min）6.26电源适应性电源电压、频率按表1范围变化，产品应正常工作。6.27加速时间伺服电机及控制系统从零到最高转速的90％以上时，加速时间应不大于100ms。6.28减速时间伺服电机及控制系统在最高转速降为零时，减速时间应不大于100ms。6.29开机停针位伺服电机及控制系统应正确控制通电后的开机上停针位。6.30停针位选择伺服电机及控制系统应正确控制过程中停车的上或下针位选择。6.31停针位精度上、下停针位置精度应为±2°。6.32脚踏板控制脚踏控制踏板时，伺服电机及控制系统应能正确进行启停、高低速运转、抬压脚、剪线功能。6.33加固缝伺服电机及控制系统应按加固缝方式和针数的设定进行控制。6.34倒缝按下倒缝按钮，产品应正确控制倒缝。6.35抬压脚伺服电机及控制系统应正确控制剪线后、中途停车或半反踏时的自动抬、放压脚。6.36剪线、拨（夹）线伺服电机及控制系统应正确控制缝纫工序起缝时夹线动作，结束后的自动剪线、拨线。6.37补针T/ZZB0535—20188伺服电机及控制系统应正确控制按半针、一针、连续补半针、连续补针的方式。6.38计针数缝纫伺服电机及控制系统应正确控制按设定的针数及其段数进行缝纫。6.39倒、顺缝针迹补偿倒、顺缝针迹误差时，产品应正确控制进行针迹补偿。6.40慢启动伺服电机及控制系统应正确控制按设定缝纫工序起缝时前几针的针数及其缝纫速度。6.41松线伺服电机及控制系统应能在剪线同时起到松线作用。6.42外接照明灯伺服电机及控制系统外接照明灯接口应能输出直流电压（5±1）V，输出电流不小于110mA。6.43计件伺服电机及控制系统应能记录并显示缝纫件数。6.44USB功能USB端口应具有软件功能升级接口，应能输出直流电压（5±0.25）V。6.45其他要求本标准未规定的要求，应符合QB/T4007和GB/T18211的规定。7试验方法7.1外观及装配质量7.1.1外观在光照度为（600±200）lx光线下，检验距离不大于300mm，目测判定。7.1.2装配质量7.1.2.1轴向间隙电机牢固地轴向水平安装，千分表的测量头置于轴伸顶端，按通用技术条件规定20N的力沿轴线加在转轴上,先向一个方向，然后向相反方向，千分表两次读数之差应符合6.1.2.1技术要求。允许用其他等效的方法测量。7.1.2.2轴伸径向圆跳动电机机壳固定，当缓慢地转动转轴时，用千分表在轴伸配合部位测取三点跳动量，其最大值应符合6.1.2.2技术要求。T/ZZB0535—201897.1.2.3安装配合面垂直度将电机转子固定，千分表的测量头置于安装配合面，转动定子，测量整个安装配合面的全跳动其值应符合6.1.2.3技术要求。7.1.2.4IGBT用螺钉扭矩范围应符合GB/T2423.8中规定进行试验。将控制系统包装良好条件下进行跌落试验，跌落方式为一角、三边、六面自由跌落，跌落高度为100cm，跌落试验后将控制系统拆开检查线路板，应无螺丝松动，IGBT无破裂现象。7.1.3连接线线缆松动，用手感、目测判定，线拉力用测力计测量。7.2高温伺服电机及控制系统和模拟缝纫机连接（直驱式和一体式不需要模拟缝纫机）并放入试验箱。箱内温度升至（50±2）℃,达到热平衡后（不少于30min），接通电源，应按额定转速，转5s停5s，空载运行48h，试验中应能正常运转。7.3低温试验箱内温度调至（-10±2）℃,达到热平衡后（不少30min），伺服电机及控制系统接通电源，应按额定转速，转5s停5s，空载运行48h，试验中应能正常运转。7.4恒定湿热伺服电机及控制系统不通电置于恒温恒湿箱，按GB/T2423.3的规定进行试验。结果符合标准中6.4要求。伺服电机及控制系统在包装良好条件下，应能承受GB/T2423.8规定的自由跌落试验，跌落方式为一角、三边、六面各一次。结果应符合6.5的技术要求。表4绝缘电阻额定电压Ue500≤Ue＜10007.6绝缘电阻绝缘电阻检查应在伺服电机及控制系统不通电的状态下进行。绝缘电阻检查选用绝缘电阻表进行，绝缘电阻表的电压等级按照表4的规定选取。对于不能承受绝缘电阻表电压等级的元器件，测量前应将其短接或拆除，结果应符合6.6的要求。T/ZZB0535—20187.7正反转速差率伺服电机及控制系统工作在速度控制方式下，控制系统在额定电源电压、额定转速下空载运行，测量伺服电机正、反转两方向转速平均值，按公式（1）计算控制系统的正反转速差率，结果应符合6.7的要求。×100%………7.8转速变化率伺服电机及控制系统工作在速度控制方式下，取转速值为nN和DnN，测量的空载转速为n0，分别在上述转速下施加连续工作区中规定的额定转速，测得额定负载下的转速nL，按公式（2）计算转速变化率S，应符合6.8要求。×100%……………………(2)7.9转速精度伺服电机及控制系统工作在速度控制方式下，在额定转速、空载条件下，测量并记录转速，找出最*高转速nmax与最低转速nin,按公式（3）计算转速波动，应符合6.9的要求。7.10短路保护伺服电机及控制系统在电压、转速、负载正常运行时，伺服电机任意两相之间或电磁铁线圈突然出现短路时，控制系统应立即停机保护并报警，各试验十次，目测判定。7.11输入过电压、欠电压保护将可调电源调至220VAC，按5VAC/10s向上调到264VAC，过程中正常运行高于264VAC的5％时，应停机保护并显示过电压报警。将可调电源调至220VAC，按5VAC/10s向下调到176VAC，过程中正常运行低于176VAC的5％时，应停机保护并显示过电压报警。各试验五次，目测判定。7.12温升伺服电机及控制系统和缝纫机按正常使用要求安装，缝纫速度为最高缝纫速度的80机针不穿线，不放置缝料，提起压脚，针距调至中间值，设定自动剪线功能和自动前后加固功能。自动前后加固功能采用起始和终止加固缝各一次，加固缝各设定为3针，缝纫2s停顿2s，进行周期连续运行。运行前测量起始温度，以后每10min测量记录发热部件位置的温度。当30min内温度变化小于1K时记录此温度作为测试结果。测试结果与初始温度的差值即为温升值。7.13堵转保护T/ZZB0535—2018试验时，在不影响缝纫机性能下，外力固定机头手轮，向前踩动脚踏板，用秒表记取控制系统进入保护的时间。7.14传感器信号故障保护试验时，拔出同步传感器的插头，向前踩动脚踏板，用秒表记取伺服电机及控制系统进入保护的时7.15倒缝、抬压脚电磁铁保护倒缝、抬压脚电磁铁保护试验按下列要求：a)试验时，按住倒缝按钮，直至倒缝停止，用秒表记取开始倒缝至倒缝停止的工作时间；b)设定抬压脚保护时间，同时设定停机抬压脚，用秒表记取抬压脚从抬起到放下的时间。7.16倾斜保护伺服电机及控制系统和缝纫机按正常使用要求安装，待机状态下，将缝纫机倾倒超过30°时伺服电机及控制系统应停机报警，目测判定。7.17外壳端口的抗扰度静电放电试验按GB/T17626.2规定的试验设备和方法进行，应符合6.17的要求。7.18电快速瞬变脉冲群干扰电快速瞬变脉冲群试验按GB/T17626.4规定的试验设备和方法进行，应符合6.18的要求。7.19浪涌抗扰度浪涌（冲击）试验按GB/T17626.5规定的试验设备和方法进行，应符合6.19的要求。7.20电压暂降、短时中断抗扰度电压暂降、短时中断试验按GB/T17626.11规定的试验设备和方法进行，应符合6.20的要求。7.21可靠性可靠性试验可采用以下两种方法a)常规法：试验温度在（25±2）℃,按试验缝纫机最高转速的70转5s、停5s，连续工作2000h，试验结束后，伺服电机及控制系统应正常运行，感观判定；b)加速法：试验温度在（50±2）℃,按试验缝纫机最高转速的70转5s、停5s，连续工作600h，试验结束后，伺服电机及控制系统应正常运行，感观判定。7.22冲击按GB/T2423.5中的规定进行。7.23振动按GB/T2423.10中的规定进行。7.24噪声T/ZZB0535—2018电机在空载运转时，应平稳轻快，声音和谐，无有害杂音。测得的A计权声功率级的噪音值dB（A应满足以下表5的规定。表5伺服电机空载运转测得的A计权声功率的噪音最大值W/7.25效率通过工控计算机连接被测电机、驱动器、数据采集模块、功率分析仪、负载电机驱动器，电机和驱动器连接，数据采集模块的另一端连接至被测电机，功率分析仪连接至转速扭矩驱动器、负载电机驱动器分别连接至负载电机和能量回馈式负载，功率分析仪与被测电机电连接。其中，电机与驱动器分析仪采用3张功率板卡用于测试被测电机的输入电参数，电机测试板卡用于测试电机输出的扭矩和转速，伺服电机达到控制精度高、响应速度快的效果以及额定转速时的效率。7.26电源适应性伺服电机及控制系统和缝纫机按正常使用要求安装，用2kW以上的调压器，电源电压、频率变化按表6，从额定值开始上升（或下降），最大电压或最小电压分别各运行10min，目测判定。表6电源适应性VV7.27加速时间伺服电机及控制系统和缝纫机按正常使用要求安装，示波器记录向前踩动脚踏板至电机稳定在最高转速的90％时的波形，读取示波器上的时间值。7.28减速时间伺服电机及控制系统和缝纫机按正常使用要求安装，示波器记录电机从最高转速至电机转速为零时的波形，读取示波器上的时间值。7.29开机停针位伺服电机及控制系统控制缝纫机机针处于任何位置时开启电源，机针自动停止在系统设置的上停针位，试验5次，目测判定应符合6.29要求。7.30停针位选择停针位选择按键设置为上针位或下针位，伺服电机及控制系统控制缝纫机缝纫时任意停车，试验5T/ZZB0535—20187.31停针位精度缝纫机机头靠近手轮处标记一条上、下停针位线，对应在手轮一侧粘贴经过细分的标尺条，标尺刻度以“上停针位置线”为零点，左右细分角度至10°（分辨率为1°),分别设置系统转速为低速、中速和高速，每个转速试验10次，取10次最大差值；下停针位置试验同上停针位置试验。7.32脚踏板控制伺服电机及控制系统控制缝纫机向前、向后和半反踏踩脚踏板各5次，目测判定应符合6.32要求。7.33加固缝伺服电机及控制系统控制缝纫机进入加固缝模式，各试验5次，目测判定应符合6.33要求。7.34倒缝伺服电机及控制系统控制缝纫机以200r/min、1000r/min、2000r/min、3200r/min缝纫，中间按下倒缝按钮，各试验5次，目测判定应符合6.34要求。7.35抬压脚伺服电机及控制系统控制缝纫机进入停机抬压脚或剪线抬压脚模式，各试验5次，目测判定应符合6.35要求。7.36剪线、拨（夹）线伺服电机及控制系统控制缝纫机进入自动剪线、拨（夹）线模式，试验10次；目测判定应符合6.36要求。7.37补针伺服电机及控制系统控制缝纫机进入补针模式，在100r/min～300r/min间设定补针速度，按规定的针数各试验10次，目测判定应符合6.37要求。7.38计针数缝纫定针缝模式中，目测判定应符合6.38要求。7.39倒、顺缝针迹补偿加固缝模式中，设定针迹补偿参数，伺服电机及控制系统控制缝纫机进行补偿，目测判定应符合6.39要求。7.40慢启动伺服电机及控制系统控制缝纫机进入2针或4针慢启动模式，各试验3次，目测判定应符合6.40要求。7.41松线在剪线试验时，目测判定应符合6.41要求。7.42外接照明灯T/ZZB0535—2018试验时，用万用表先测量外接照明灯接口的空载输出电压，再接上负载电阻45Ω测量输出电流。7.43计件设置计件模式，进行不同次数的缝纫和剪线，试验5次，查看显示器显示的累计计数值，目测判定。7.44USB功能试验时，用万用表测量USB端口的空载输出电压，电压值应符合6.44要求。8检验规则8.1检验分类伺服电机及控制系统检验分为出厂检验和型式试验。8.2出厂检验8.2.1出厂检验项目按表7进行，抽样方案按表8实施。8.2.2当全部项目检验合格时，判定该批产品合格，可正常出厂。8.3型式试验8.3.1型式试验条件有下列情况之一的应进行型式试验：a)新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定；b)已定型产品，其电磁设计、机械机构或在制造过程中工艺和所用材料的