拉力试验机工作原理

1 系统结构

1.1实现功能

(1)单独和同步控制XY运动，要求可设置速度、加速度、采样时间等。

(2)实时显示两个方向拉力与时间的变换曲线。

(3)实时检测机器故障，到行程时可自动保存曲线。

(4)读取并显示两次测量曲线进行比较。

1.2系统设计

1.2.1硬件配置

控制系统采用Trio pci208卡，两轴脉冲控制，4路模拟输入。模拟输入采用can扩展模块P325（8路）使用4路。

伺服驱动采用MOTEC伺服系统（SEM0802530/电机+SED620/驱动器，外加MOTEC行星减速（WAPE80-200）。机械是自己独立设计的机械十字平台。

1.2.2控制过程

拉力试验系统将移动距离、速度、加速度写入trio卡，trio通过计算输出一定数目和频率的脉冲传送到X或Y驱动器上，由驱动器控制电机移动，电机通过减速器带动丝杠连接的十字平台移动。

    移动过程中，连接在平台上的物体拉伸产生拉力，经两端的拉力传感器传输到CAN输入量模块，然后传入到Trio中，软件读取相应值进行显示。

1.3机械结构

本设备机械结构比较难设计，要以中心为基准，两个方向逆转拉伸，同时XY在同一高度，才能保证要求。设计简图如下：

2 软件介绍

2.1 主要功能

软件开发采用VC平台，开发出标准Windows应用软件，支持Windows相关快捷操作，能方便实现最大化，最小化等功能。界面直观，操作简单，实现了如下功能：

(1) 实时显示四个方位的拉力-时间曲线。

(2) 打开，保存曲线文件，txt格式。

(3) 实时数字显示位置，速度，拉力值，可对拉力值清零。

(4) 八个方向控制XY轴运动，可鼠标按钮控制，也可键盘控制。

(5) 运动到位后，自动停止，弹出提示信息，保存文件。

(6) 可设置拉力上限及传感器精度。

2.2 界面介绍

图形显示区

红色坐标刻度，横轴时间最右显示最大时间，纵轴拉力最上显示最大拉力，测试时图形实时变化。曲线颜色依次是X1-紫，X2-绿 Y1-蓝，Y2-黄。

参数显示区

实时显示XY轴位置，速度，拉力值。 

运动控制区

清零按钮，按此按钮，可使各拉力值归零。

曲线选择：X1，X2，Y1，Y2复选框，选择显示各拉力传感器测试曲线。文件1，文件2复选框，选择是否显示导入的文件1和2的曲线，未导入文件时为禁止状态。

方向按钮，控制XY平台的八个运动方向，按下后运动，再按“停止”按钮结束运动。八个方向按钮对。到限位时，不能运动的方向按钮为灰色显示。

测试轴选，可分别选择X或Y轴。 选中轴后，点启动按钮，采集数据，图形实时显示，按该按钮（停止）采集并弹出保存文件对话框。复位按钮，进行机器复位归零。

停止按钮，机器运动后，按此按钮结束运动。

速度按钮，同速度设置菜单。

状态栏

最下面为状态栏，显示操作提示，数字锁定键，滚动锁定键，大写锁定键是否被按下。

2.3 菜单介绍

文件：新建文件，打开文件1，打开文件2，保存文件，退出。

设置：系统参数，移动速度，启动\停止，拉力设置。

3 结束语

此系统已成功应用，并且精度远超过以上要求，XY轴运动定位精度0.01/300mm，XY轴重复定位精度0.01mm。拉力显示误差在±0.3%以内。

    软件各项功能也达到要求，在处理大数据时，不会减慢速度，出现闪烁死机等现象。