方向盤高頻彎曲扭轉(zhuǎn)試驗臺

1.      設備概述

1.1. 基本信息

設備名稱：方向盤高頻彎曲扭轉(zhuǎn)試驗臺

此試驗臺是按客戶要求定制的非標方向盤高頻疲勞試驗機，主要用于檢驗方向盤在扭轉(zhuǎn)疲勞強度、彎曲疲勞強度的作用下，方向盤抵抗扭轉(zhuǎn)疲勞、彎曲疲勞強度耐久的能力。

1.2. 技術指標

1.2.1.     外形尺寸

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

控制柜尺寸：800×600×1000（mm）

1.2.2.     測試項目：

彎曲疲勞、扭轉(zhuǎn)疲勞；

1.2.3.     測試工位：

單工位（2通道）

1.2.4.     高頻伺服電動缸

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.     負荷傳感器

1)      數(shù)量：2只；

2)      負荷：2000N

3)      精度：±1%F·S。

1.2.6.     位移傳感器

1)     類型：伺服電機編碼器；

2)     測量精度：±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.     試驗頻率

0~10Hz(頻率受測試樣件剛度限制，高頻試驗時試驗樣件的剛性需要滿足要求，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

1)     使用高頻電動伺服缸及高頻控制器進行動作控制（正弦波）；

2)     試驗夾具保證了樣品受力位置準確；

3)     具有過載保護、軟件設定保護及斷電保護；

4)     高效全數(shù)據(jù)存儲，不丟失試驗過程中任一時刻的數(shù)據(jù)；

5)     可設定各種監(jiān)測狀態(tài)監(jiān)測試樣是否滿足繼續(xù)試驗要求；

6)     所有器件選型都保障在伺服電機過載功率下也不會損壞設備；

7)     所有主要部件及板卡均采購自市場上主流品牌，后期維護操作簡單，維護費用低廉。

2.      試驗機組成

該試驗機由工業(yè)鋁型材框架、試驗底平臺、方向盤安裝底座（彎曲和扭轉(zhuǎn)共用一套工裝，只需要簡單的操作即可實現(xiàn)不同試驗時方向盤的安裝，既提高工作效率又節(jié)省成本。）、方向盤夾具（彎曲和扭轉(zhuǎn)共用，解決更換夾具的不便）、導軌、高頻伺服電缸、傳感器、控制柜、電腦、測量控制系統(tǒng)等組成。

2.1. 高頻電動缸

在閉環(huán)控制模式下電動缸控制精度高，且具有噪音低，節(jié)能，干凈，高剛性，抗沖擊力，超長壽命，操作維護簡單等特點。電動缸可長時間在惡劣環(huán)境下運行，防護等級可以達到IP66。最重要的是電動缸在復雜的環(huán)境下工作只需要定期的注脂潤滑，并無易損件需要維護更換，比液壓系統(tǒng)和氣壓系統(tǒng)減少了大量的售后服務成本。具有更環(huán)保，更節(jié)能，更干凈的優(yōu)點。

電動缸采用松下伺服電機進行驅(qū)動，其特點有：高性能的實時自動調(diào)整增益，根據(jù)負載慣重的變化，與自適應濾波器配合，從低剛性到高剛性都可以自動調(diào)整增益。而且即使設置的振動頻率和濾波器的數(shù)值不確切，也不會導致不穩(wěn)定狀況。

電缸的滾珠絲杠采用中國臺灣品牌是經(jīng)過研磨加工制造，具有精度高，運行噪音低，硬度高等特點。

2.1. 測量控制系統(tǒng)

測量控制系統(tǒng)由上位機軟件和下位機美國NI硬件共同完成。控制系統(tǒng)經(jīng)過外部接線控制伺服電動缸和拖動部分完成試驗。

該測量控制系統(tǒng)采用美國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，實現(xiàn)了整個控制系統(tǒng)控制響應快，控制穩(wěn)定性好，控制精度高等特點。該控制器是一款單板嵌入式控制器，集成了實時處理器、用戶可重構FPGA和數(shù)字I/O，可用于高級控制和監(jiān)測應用，具有兩個千兆以太網(wǎng)連接器、兩個RS-232串口、一個RS-485端口、一個CAN端口、16個16位模擬輸入、4個16位模擬輸出和16個DIO端口。

電氣拖動系統(tǒng)依托于控制柜，是整臺設備電力輸出和電氣邏輯控制的核心。所有信號的線材連接都在此部分完成，其在關鍵部位使用高品質(zhì)屏蔽電纜有效減輕伺服電機運動時對控制信號和采樣信號的干擾。

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

1.      軟件系統(tǒng)

? 試驗時可選擇顯示負荷-位移、負荷-時間或者位移-時間曲線圖形，能自動記錄試驗狀態(tài)；

? 試驗曲線圖形實時顯示；

? 負荷、位移、時間等可清零；

? 試驗數(shù)據(jù)以二進制形式存儲，使得讀寫速度遠遠高于數(shù)據(jù)庫形式，且大大提高連續(xù)記錄數(shù)據(jù)量，提高軟件長時間運行穩(wěn)定性，減少軟件存儲故障率；

? 可以方便的設置試驗負荷、位移、次數(shù)和頻率，每個試驗循環(huán)時的負荷、位移峰值記錄在數(shù)據(jù)庫中；

? 異常狀態(tài)的報警：斷裂、松動用位移變大來判定；當位移超過設定目標 值時判定試驗出現(xiàn)異常狀態(tài)，設備會自動報警并停機；

? 生成試驗報告，打印數(shù)據(jù)結果，完善的數(shù)據(jù)輸出功能；