WAW-600C型

微機控制電液伺服試驗機

產品介紹

微機控制電液伺服拉伸試驗機主要用于金屬材料的拉伸、壓縮、彎曲、剪切等力學性能試驗。本機采用雙空間油缸下置結構。其中試臺與下橫梁之間為壓縮空間，可實現對試樣的壓縮、彎曲、剪切等試驗；下橫梁與上橫梁之間為拉伸空間，主要進行對試樣的拉伸試驗。試驗空間通過內置式渦輪蝸桿帶動下橫梁上下移動來自動調整。作動器（活塞）上端連接高油壓傳感器。由電氣控制器、比例伺服閥、油壓傳感器、位移傳感器、引伸計與計算機共同組成的閉環伺服控制系統，可自動地控制試驗過程，并自動測量試驗力、位移、變形等試驗參數。液壓源采用高壓油泵，從而使得系統噪聲低、油溫不易升高、節省能源等特點。在工作臺下部設置高光電編碼器，與鉗口體相聯，實時監測上夾具運行位置并實施試驗過程中的位移控制。本機采用微機控制電液伺服機型進行試驗過程中的全自動控制。

　　試驗機計算機測控系統可接受上級計算機下傳的試驗指令、試樣編號、試樣尺寸等試樣信息。操作者根據上級計算機下傳的試樣順序（也可人工干預選擇某一試樣），人工進行試樣編號確認后，夾持試樣、選擇相應試驗程序進行試驗，本機可以自動測定ReH、ReL、Rp、Rt、Rm、Agt、A、Ae等相關力學數據，直接儲存、打印試驗或網絡上傳至上級計算機。

　　試驗軟件可創建項目（可根據不同的鋼種號進行創建：控制模型和試驗條件），并存儲；試驗機操作者根據鋼種號的控制模型和試驗條件自動加載，無需更多的設置和操作，即可進行試驗，操作簡易。

1.主機介紹：

（1）設備型號及名稱

（1）設備型號：WAW-600C

（2）微機控制電液伺服試驗機

2）主要技術指標：試驗機部分：

3）主機結構介紹：   

　　主機由機座、油缸、活塞、位移傳感器、力傳感器、盤式升降電機、減速器、銅合金渦輪、蝸桿、絲杠、試臺、立杠、上下橫梁、液壓夾頭、限位保護裝置等組成。在橫梁中裝有盤式升降電機、減速器，工作油缸活塞采用間隙密封等。

　　本機為油缸下置式，雙空間結構，試臺與下橫梁之間為壓縮、彎曲、剪切試驗空間。隨機配備上下壓板、也可選配彎曲支座、彎曲壓頭、剪切座、剪切刃口及其它功能試驗附件。下橫梁與上橫梁之間為拉伸試驗空間。隨機配備的圓鉗口和平鉗口，供拉伸試驗時選用。各空間均可通過下橫梁的升降進行調節。

　　測力元件為高油壓傳感器。是本機檢測拉、壓、彎、剪試驗力的關鍵元件。受力時發出的電信號，由控制系統和計算機測控軟件等單元進行采集處理，該傳感器較高，長期穩定性好。

　　電子引伸計是測量試樣變形的關鍵元件。由于直接檢測試樣標距內的變形，消除了外界因素的影響，測量高。可做Rp0.2 或 ReH、ReL、Rp0.05、Rt及E值等的測量。另外裝在主機試臺下的抽出式數字位移傳感器(采用光電編碼器制作的抽出式數字位移傳感器)一般做為主活塞位置控制使用。對變形量特大的材料，該傳感器亦可做測量用。

　　上下橫梁為開式液壓夾頭的鉗口座，橫梁內裝液壓夾頭的油缸活塞。活塞頂出時，鉗口夾緊試樣，回縮時松開。該夾頭油缸液壓油經減壓閥減壓后，油壓在3Mpa左右，夾持試樣時，由于鉗口斜面作用，可產生400kgf左右的初始夾緊力。試驗時，隨著試驗力的增加，上下鉗口間相對分離，鉗口對試樣會越夾越緊，本夾頭裝夾試樣方便、省力、可靠、自動化程度高。

　　下橫梁由盤式升降電機、減速器、內置銅合金渦輪蝸桿（無噪音），絲杠正反轉旋轉實現升降，用以調整試驗空間，其升降由手控盒上的按鈕控制，空間調整方便自如。

二、手動、自動雙控集合式伺服液壓源系統

　　液壓油源與琴臺式機柜有機的組合在一起，同時，控制器和電氣拖動系統安裝與機柜內部，整體布局簡潔，操作舒適，占地面積小。既能手動也可以自動操作！

　　液壓源系統中，電磁換向閥，溢流閥、減壓閥、均采用國內品牌產品。作為電液伺服控制的元件，所采用的伺服閥自己研制的伺服閥或根據客戶要求選用原裝進口意大利ATOS伺服閥。

　　油泵采用原裝進口高壓齒輪泵，其具有超高壓力，噪音低的特點，工作壓力可達25MPa，系統實際壓力小于20MPa，系統噪音更低。

控制器介紹

　　該控制器完全滿足GB/T288新標準要求，具有質量可靠、采集控制精準、功能強大、集成度高、體積精巧等特點，其系統采用SOC、DSP和FPGA等大規模集成器件作為其單元，系統內部集成有：4路24-bit高速模擬采集通道、3路1MHz的脈沖數字采集通道、3路16-bit高速模擬輸出通道，1路24-bit高速數字輸出通道、32路帶隔離的數字I/O接口、3種數據傳輸接口（RS-232、RS-485、TCP/IP）、1路鍵盤/顯示部件接口、1路手動控制接口等。

　　數據（負荷、變形）采集采用單片高速轉換模塊，內部集成有可編程前置放大器和24-bit模數轉換器，具有數據采集穩定可靠、速度快、抗干擾能力強、無漂移影響等特點。

　　控制器每一個控制通道可同時進行三閉環控制，即外環Speed（速率）、內環Position（位置）、中心環動力或能源分配，每一環均采用BP神經網路的PID控制技術，控制原理參見下圖。

基于BP神經網路的PID控制原理圖

　　根據系統的運行狀態，調節PID控制器的參數，以期達到控制性能指標的優化，使輸出層神經元的輸出對應于PID控制器的三個可調參數。通過神經網絡的自學習、加權系數的調整，使神經網絡輸出對應于某種優控制規律下的PID控制器參數，有效解決控制參數的在線整定，達到控制，改善系統性能，提高了實時性，增強系統穩定性。

　　另外，增加動力或能源分配閉環控制主要目的是根據試驗時的實際需求供給，減少沒必要的能源浪費，從而達到節能降耗的目的。

控制器的主要特點：

l GB/T228.1-2010標準的方法A全程應變控制過程中能夠自動消除因標距外斷裂而造成的控制失調問題；

l 高分辨：±500000碼；

l 具有國內寬的頻帶：≥22Hz；

l 內部采樣頻率：1kHz；

l 可設置采樣頻率；

l 控制響應頻率：500Hz；

l 數據傳輸采用工業級標準的RS-232、RS-485、TCP/IP，數據的傳輸穩定，抗干擾能力強；傳輸距離遠，可以實現遠程控制；

l 具有系統自診斷功能；

l 具有全方位的安全保護功能；

l 內部A/D轉換采用高分辨率的24Bit采集系統，同時可以擴展至8路模擬通道的數據。

3）試驗機試驗流程：

試驗機接受計算機傳達的試驗指令，人工輸入試樣編號、試樣尺寸等試樣信息。操作者根據試樣順序（也可人工干預選擇某一試樣），人工進行試樣編號確認后，夾持試樣進行試驗，試驗結束后，試驗結果自動傳送到上級計算機。

2.控制卡介紹：

該控制卡完全站在試驗機行業的應用角度進行開發的，力求一針見血的完成試驗機所需要的功能，所以在硬件電路設計上，多采用高集成的，模塊化設計思想，本系統采用了SOC（片上系統）和FPGA（大規模可編程門陣列）芯片作為其控件。這樣就做到了 ，硬件電路簡單，可靠性高，但在程序編寫上，勢必要用大量的代碼來分配各功能；

模塊化的特點是：程序分組管理，擴展性強。

1）. 控制卡的基本功能：

我公司開發的控制卡在不做任何擴展的情況下，主板具備三路模擬通道，也就是一路負荷傳感器通道和兩路應變式引伸計通道，三路數字通道，也就是一路位移傳感器通道和一對大變形通道，外加8路輸入和8路輸出I/O口通道。輸入輸出通道，能滿足大部分的電子類試驗機，加上一個擴展卡，就具備兩路D/A輸出，可以控制大部分液壓設備等設備。

2）. 控制卡可靠性的保障：

① 控制卡全部采用元器件直接焊接方式，且絕大部分為貼片器件，這樣能有效的避免震動、氧化等對控制器造成的影響；

② 此控制器的芯片全部采用進口工業級器件，這在 硬件的質量上為控制卡的穩定起到了保障。

③ 在元器件焊接方面，全部采用貼片機進行焊接，這就避免人為的個性化差異對電路板焊接的影響。

④ 將控制卡配備專門的人員進行考核和高低溫老化試驗，并嚴格按照考核流程實施，進一步避免不合格的控制器應用到主機上。

4.軟件使用介紹：

a) 自動換檔：根據負荷大小自動切換到適當的量程，以確保測量數據的準確性；實現了真正意義上的物理調零、增益調整及試驗力測量的自動換檔、調零、標定和存盤，無任何模擬調節環節，控制電路高度集成化

b) 條件存盤：試驗控制數據和試樣條件可制成模塊，方便了批量試驗的進行；

c) 自動變速：試驗過程中移動橫梁的速度可按預先設定的程序自動變化，也可手動變化；

d) 自動標定：系統可自動實現示值準確度的標定；

e) 自動保存：試驗結束，試驗數據和曲線自動保存；

f) 過程實現：試驗過程、測量、顯示和分析等均由微機完成；

g) 批量試驗：對相同參數的試樣，設定后可順次完成；

h) 試驗軟件：中文或者英文WINDOWS界面，菜單提示，鼠標操作；

i) 顯示方式：數據和曲線隨試驗過程動態顯示；

j) 曲線遍歷：試驗完成后，可對曲線進行再分析，用鼠標可找到曲線上任一點所對應的試驗數據；

k) 曲線選擇：可根據需要選擇應力-應變、力-位移、力-時間、位移-時間等曲線進行顯示和打印；

l) 試驗：可按用戶要求的格式編制并打印；具有網絡接口，可進行數據的傳輸、存儲、打印記錄和網絡傳輸打印，可與企業內部局域網或Internet網連接。

m) 自動停機：試樣斷裂后，移動橫梁自動停止；

n) 過載保護：當負荷超過各檔值的3-5%時，自動停機；