方向盤(pán)高頻彎曲扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺(tái)

1.      設(shè)備概述

1.1. 基本信息

設(shè)備名稱(chēng)：方向盤(pán)高頻彎曲扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺(tái)

此試驗(yàn)臺(tái)是按客戶(hù)要求定制的非標(biāo)方向盤(pán)高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)，主要用于檢驗(yàn)方向盤(pán)在扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度、彎曲疲勞強(qiáng)度的作用下，方向盤(pán)抵抗扭轉(zhuǎn)疲勞、彎曲疲勞強(qiáng)度耐久的能力。

1.2. 技術(shù)指標(biāo)

1.2.1.     外形尺寸

主機(jī)外形尺寸：800×700×1600（mm）（根據(jù)實(shí)際需要尺寸可調(diào)整）。

控制柜尺寸：800×600×1000（mm）

1.2.2.     測(cè)試項(xiàng)目：

彎曲疲勞、扭轉(zhuǎn)疲勞；

1.2.3.     測(cè)試工位：

單工位（2通道）

1.2.4.     高頻伺服電動(dòng)缸

1)     數(shù)量：2套；

2)     行程：200mm；

3)     最大出力：1500N；

4)     最大速度：250mm/s。

1.2.5.     負(fù)荷傳感器

1)      數(shù)量：2只；

2)      負(fù)荷：2000N

3)      精度：±1%F·S。

1.2.6.     位移傳感器

1)     類(lèi)型：伺服電機(jī)編碼器；

2)     測(cè)量精度：±0.5%F·S。

1.2.7.     采樣頻率

2000Hz。

1.2.8.     AD轉(zhuǎn)換精度

16位。

1.2.9.     試驗(yàn)頻率

0~10Hz(頻率受測(cè)試樣件剛度限制，高頻試驗(yàn)時(shí)試驗(yàn)樣件的剛性需要滿(mǎn)足要求，加載波形為正弦波)

1.2.10.  電源

單相交流AC 220V 2kW。

1.3. 性能特點(diǎn)

1)     使用高頻電動(dòng)伺服缸及高頻控制器進(jìn)行動(dòng)作控制（正弦波）；

2)     試驗(yàn)夾具保證了樣品受力位置準(zhǔn)確；

3)     具有過(guò)載保護(hù)、軟件設(shè)定保護(hù)及斷電保護(hù)；

4)     高效全數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，不丟失試驗(yàn)過(guò)程中任一時(shí)刻的數(shù)據(jù)；

5)     可設(shè)定各種監(jiān)測(cè)狀態(tài)監(jiān)測(cè)試樣是否滿(mǎn)足繼續(xù)試驗(yàn)要求；

6)     所有器件選型都保障在伺服電機(jī)過(guò)載功率下也不會(huì)損壞設(shè)備；

7)     所有主要部件及板卡均采購(gòu)自市場(chǎng)上主流品牌，后期維護(hù)操作簡(jiǎn)單，維護(hù)費(fèi)用低廉。

2.      試驗(yàn)機(jī)組成

該試驗(yàn)機(jī)由工業(yè)鋁型材框架、試驗(yàn)底平臺(tái)、方向盤(pán)安裝底座（彎曲和扭轉(zhuǎn)共用一套工裝，只需要簡(jiǎn)單的操作即可實(shí)現(xiàn)不同試驗(yàn)時(shí)方向盤(pán)的安裝，既提高工作效率又節(jié)省成本。）、方向盤(pán)夾具（彎曲和扭轉(zhuǎn)共用，解決更換夾具的不便）、導(dǎo)軌、高頻伺服電缸、傳感器、控制柜、電腦、測(cè)量控制系統(tǒng)等組成。

2.1. 高頻電動(dòng)缸

在閉環(huán)控制模式下電動(dòng)缸控制精度高，且具有噪音低，節(jié)能，干凈，高剛性，抗沖擊力，超長(zhǎng)壽命，操作維護(hù)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。電動(dòng)缸可長(zhǎng)時(shí)間在惡劣環(huán)境下運(yùn)行，防護(hù)等級(jí)可以達(dá)到IP66。最重要的是電動(dòng)缸在復(fù)雜的環(huán)境下工作只需要定期的注脂潤(rùn)滑，并無(wú)易損件需要維護(hù)更換，比液壓系統(tǒng)和氣壓系統(tǒng)減少了大量的售后服務(wù)成本。具有更環(huán)保，更節(jié)能，更干凈的優(yōu)點(diǎn)。

電動(dòng)缸采用松下伺服電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，其特點(diǎn)有：高性能的實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)整增益，根據(jù)負(fù)載慣重的變化，與自適應(yīng)濾波器配合，從低剛性到高剛性都可以自動(dòng)調(diào)整增益。而且即使設(shè)置的振動(dòng)頻率和濾波器的數(shù)值不確切，也不會(huì)導(dǎo)致不穩(wěn)定狀況。

電缸的滾珠絲杠采用中國(guó)臺(tái)灣品牌是經(jīng)過(guò)研磨加工制造，具有精度高，運(yùn)行噪音低，硬度高等特點(diǎn)。

2.1. 測(cè)量控制系統(tǒng)

測(cè)量控制系統(tǒng)由上位機(jī)軟件和下位機(jī)美國(guó)NI硬件共同完成?？刂葡到y(tǒng)經(jīng)過(guò)外部接線(xiàn)控制伺服電動(dòng)缸和拖動(dòng)部分完成試驗(yàn)。

該測(cè)量控制系統(tǒng)采用美國(guó)NI控制器作為核心元件，配合板內(nèi)模擬量輸入、模擬量輸出、數(shù)字輸入輸出等功能，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)控制系統(tǒng)控制響應(yīng)快，控制穩(wěn)定性好，控制精度高等特點(diǎn)。該控制器是一款單板嵌入式控制器，集成了實(shí)時(shí)處理器、用戶(hù)可重構(gòu)FPGA和數(shù)字I/O，可用于高級(jí)控制和監(jiān)測(cè)應(yīng)用，具有兩個(gè)千兆以太網(wǎng)連接器、兩個(gè)RS-232串口、一個(gè)RS-485端口、一個(gè)CAN端口、16個(gè)16位模擬輸入、4個(gè)16位模擬輸出和16個(gè)DIO端口。

電氣拖動(dòng)系統(tǒng)依托于控制柜，是整臺(tái)設(shè)備電力輸出和電氣邏輯控制的核心。所有信號(hào)的線(xiàn)材連接都在此部分完成，其在關(guān)鍵部位使用高品質(zhì)屏蔽電纜有效減輕伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)控制信號(hào)和采樣信號(hào)的干擾。

采用標(biāo)準(zhǔn)控制柜放置筆記本、NI控制器、伺服控制系統(tǒng)、電氣拖動(dòng)系統(tǒng)等，整體布局整齊，防塵性能好，為系統(tǒng)提供平穩(wěn)、安全的運(yùn)行環(huán)境。

1.      軟件系統(tǒng)

? 試驗(yàn)時(shí)可選擇顯示負(fù)荷-位移、負(fù)荷-時(shí)間或者位移-時(shí)間曲線(xiàn)圖形，能自動(dòng)記錄試驗(yàn)狀態(tài)；

? 試驗(yàn)曲線(xiàn)圖形實(shí)時(shí)顯示；

? 負(fù)荷、位移、時(shí)間等可清零；

? 試驗(yàn)數(shù)據(jù)以二進(jìn)制形式存儲(chǔ)，使得讀寫(xiě)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于數(shù)據(jù)庫(kù)形式，且大大提高連續(xù)記錄數(shù)據(jù)量，提高軟件長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行穩(wěn)定性，減少軟件存儲(chǔ)故障率；

? 可以方便的設(shè)置試驗(yàn)負(fù)荷、位移、次數(shù)和頻率，每個(gè)試驗(yàn)循環(huán)時(shí)的負(fù)荷、位移峰值記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)中；

? 異常狀態(tài)的報(bào)警：斷裂、松動(dòng)用位移變大來(lái)判定；當(dāng)位移超過(guò)設(shè)定目標(biāo) 值時(shí)判定試驗(yàn)出現(xiàn)異常狀態(tài)，設(shè)備會(huì)自動(dòng)報(bào)警并停機(jī)；

? 生成試驗(yàn)報(bào)告，打印數(shù)據(jù)結(jié)果，完善的數(shù)據(jù)輸出功能；