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微機控制電液伺服試驗機WAW-1000D

 技術(shù)方案 

一、規(guī)格型號：WAW-1000D

二、適用標準

    GB/T 2611-2007 《試驗機  通用技術(shù)要求》

JB/T 7406.1-1994 《試驗機術(shù)語  材料試驗機》

GB/T 16826-2008 《電液伺服試驗機》

GB/T 16825.1-2008 《 靜力單軸試驗機的檢驗 第1部分：拉力和（或）壓力試驗機測力系統(tǒng)的檢驗與校準》

GB/T 22066-2008 《靜力單軸試驗機計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的評定》

JJG 139-1999 《拉力、壓力和材料試驗機》

JB/T 6146-2007 《引伸計技術(shù)條件》

JB/T 6147-2007 《試驗機包裝、包裝標志、儲運技術(shù)要求》

GB/T 228.1-2010 《金屬材料 拉伸試驗 第1部分：室溫試驗方法》

GB/T 7314-2005 《金屬材料室溫壓縮試驗方法》

GB/T 232-2010 《金屬材料 彎曲試驗方法》

三、產(chǎn)品簡介

◆ 概述：

本試驗機為我公司生產(chǎn)的經(jīng)典實用型機型，也是市場銷售的主流機型。

本試驗機是由高剛度主機、電液伺服動力源、電子測量和微機控制系統(tǒng)組合的一款機型。本試驗機根據(jù)國標GB/T 16826-2008 《電液伺服試驗機》設計與制造。主機采用高剛度設計，每個受力部件經(jīng)有限元分析、設計，經(jīng)精密加工而成?？刂破鞑捎眯乱淮咝阅?、智能化全數(shù)字控制器，控制軟件采用*測控算法組合，可控制整個試驗過程，*國內(nèi)和材料試驗檢測方法要求。油源系統(tǒng)采用負載適應型節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)所需試驗力的大小，伺服隨動調(diào)整系統(tǒng)壓力，減小系統(tǒng)發(fā)熱，節(jié)省能源。本試驗機測試，功能強大，操作方便，穩(wěn)定可靠。

本試驗機是測試各種材料及其制品在各種環(huán)境和模擬狀態(tài)下的物理性能、機械性能、工藝性能、結(jié)構(gòu)抗震強度以及材料與構(gòu)件內(nèi)外缺陷的重要儀器設備?？赏瓿衫?、壓縮、彎曲、剪切等試驗。

本試驗機可廣泛適用于大學、科研院所、檢測機構(gòu)、航空航天、、冶金、機械制造、交通建設、建工建材等各行業(yè)進行精密性的材料研究、材料分析、材料開發(fā)和質(zhì)量控制。

◆ 技術(shù)特點與優(yōu)勢：

1．主機外觀采用流線型外觀造型設計，各部件設計強度分布合理，表面噴金屬漆，整體組合美觀、大方；

2．主機采用油缸下置式結(jié)構(gòu)，主機高度低，試驗空間布置合理，符合人體工程學原理；

3．工作臺與上橫梁采用四立柱雙絲杠結(jié)構(gòu)，構(gòu)成高剛度試驗空間；

4．鉗口卡板與橫梁之間相對滑動部分之間設置抗磨板，使鉗口卡板移動平滑，試樣裝夾牢固可靠，方便長期使用后的維修更換；

5．鉗口卡板與鉗口之間采用燕尾聯(lián)接型式，定位可靠；

6．試樣的夾緊采用雙密封內(nèi)置式夾緊缸，密封嚴密，不滲油；

7．液壓系統(tǒng)采用壓差式節(jié)流調(diào)速伺服隨動系統(tǒng)，系統(tǒng)工作壓力隨著負載的變化自動調(diào)整，減少系統(tǒng)發(fā)熱，節(jié)省能源；

8．高壓油泵與電機直連式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，運行平穩(wěn)，噪音低；

9．油源系統(tǒng)配置伺服閥，控制精度高；

10. 負荷傳感器合理布置在工作臺與活塞之間，直接測試試驗力，避免了液壓傳感器由于油缸活塞摩擦力和油溫變化對試驗結(jié)果的影響；

11．高性能智能化全數(shù)字控制器，采用全數(shù)字PID調(diào)節(jié)，配以獨立式伺服放大器、測控軟件及數(shù)據(jù)采集和處理軟件，可實現(xiàn)試驗力、試樣變形、活塞位移的閉環(huán)控制和控制模式的平滑切換；系統(tǒng)由三路信號調(diào)理單元（試驗力單元、油缸活塞位移單元、試樣變形單元）、控制信號發(fā)生器單元、伺服閥驅(qū)動單元、伺服油源控制單元、必要的I/O接口、軟件系統(tǒng)等組成；系統(tǒng)的閉環(huán)控制回路：測量傳感器（負荷傳感器、位移傳感器、變形引伸計）與伺服閥、控制器（各信號調(diào)理單元）、伺服放大器一起組成多個閉環(huán)控制回路，實現(xiàn)試驗機的試驗力、油缸活塞位移、試樣變形的閉環(huán)控制功能；具有等速率試驗力、等速率油缸位移、等速率應變等多種控制模式，并可實現(xiàn)控制模式的平滑切換，使系統(tǒng)具有更大的靈活性。具有網(wǎng)絡接口，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)和遠程控制功能；

12．多功能試驗軟件包可按不同試驗方法要求分析處理試驗結(jié)果，具備人機交互編程控制方式，方便添加新的試驗標準方法 ；具有強大的圖形操作功能，可實時顯示繪制試驗曲線和顯示試驗數(shù)據(jù)，具有曲線縮放，圖形放大、截取功能，光標跟隨顯示等功能。采用VXDs高速數(shù)據(jù)采集技術(shù)，實現(xiàn)多通道的高速數(shù)據(jù)采集；具有完整的試驗曲線、試驗數(shù)據(jù)的儲存功能；具有單件試驗報表輸出和批量試驗報表輸出打印功能；

13．安全保護裝置：具有試驗力過載、超設定、斷電、活塞到達極限位置等保護功能。

四、主要技術(shù)參數(shù)

五、設備配置

1、主機、液壓油源各一臺；

2、伺服閥一只；

3、減速機一臺；

4、全數(shù)字控制器一套；

5、負荷傳感器一只；

6、位移傳感器一只（光電編碼器）

7、油泵一臺；

8、油泵電機一臺 ；

9、液壓油缸一套；

10、電磁換向閥 兩個；

11、聯(lián)想計算機一臺；

12、拉伸輔具一套；

13、壓縮輔具一套；

14、中文版控制試驗軟件一套；

15、惠普打印機一臺；

六、試驗附具

◆ 拉伸附具：由內(nèi)置式液壓夾持系統(tǒng)、抗磨板、鉗口卡板、鉗口組成。上下橫梁裝置內(nèi)置式液壓夾緊系統(tǒng)，用來控制楔形拉伸鉗口的夾緊和松開。安全，可靠，操作方便。全開式楔形鉗口座結(jié)構(gòu)，夾持試樣力隨拉伸力同步增加，夾持可靠，清掃方便。標準機型配有高精度可插裝調(diào)換式的V型和平面型鉗口，用于夾持圓柱試樣和平板試樣，鉗口材質(zhì)采用合金鋼，經(jīng)熱處理精加工后表面硬度均達到HRC58-62，夾持穩(wěn)固，經(jīng)久耐用，承載變形量小，而且裝卸更換非常方便。

◆ 壓縮附具：帶球面副的下壓板采用鍛件優(yōu)碳鋼，通過數(shù)控車床精車、淬火、使用陶瓷刀片并且補償?shù)镀瑘A弧使用數(shù)控車床精車球面，zui后通過對研而成，確保在承載力作用下仍然調(diào)整平滑靈活。

◆ 彎曲附具：標準配置三點彎曲附具，壓輥、支承輥均為優(yōu)碳鋼淬火后精磨制造，具有較高的硬度和幾何精度。

◆ 可擴展附具：試驗機主機在配備其它夾具以后可完成更多的試驗。配裝剪切附具可做標準Ф10圓棒剪切強度試驗，配裝螺栓附具可做螺栓的拉伸和保載試驗。在壓縮空間中加配抗折、劈裂、彈性模量儀等可做混凝土及水泥樣塊試驗。

七、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

本試驗機由主機部分、油源部分、測控系統(tǒng)、試驗附具四部分組成。

• 試驗機主機

◆主機結(jié)構(gòu)

主機為四立柱加雙絲杠的六柱框架式雙空間穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，上橫梁與下橫梁之間為拉伸空間,下橫梁與工作臺之間為壓縮空間。

主體由底座、油缸、工作臺、下橫梁（下鉗口座）、上橫梁（上鉗口座）、絲杠、立柱等主要部件構(gòu)成。油缸和絲杠固定在機器底座上，活塞上端通過負荷傳感器與工作臺連接，工作臺通過四根立柱與上橫梁緊固連接在一起，移動橫梁沿著絲杠在工作臺和上橫梁之間可以上下移動調(diào)整拉伸和壓縮空間，移動橫梁的上下移動是由安裝在底座上的電機減速機驅(qū)動絲杠旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)的。油缸為單向柱塞式高精度油缸，采用斯特封密封，保證了密封的可靠性。活塞和臺面板之間為高精度輪輻式傳感器，對試驗力進行直接測量，保證了試驗力的測量精度。

試驗時，試樣被放置在上下橫梁空間的拉伸鉗口中，通過夾緊油缸夾持牢固，液壓油由高壓油泵通過濾油裝置、微機控制的精密伺服閥，自油缸下部平穩(wěn)送入加壓腔，驅(qū)動活塞上升，帶動工作臺、立柱、上橫梁一起向上運動，試樣即被拉伸。壓縮試驗是在工作臺和移動橫梁構(gòu)成的壓縮空間里進行，。下橫梁底端裝配有上壓板，試驗工作臺上裝配下壓板，油缸同樣的動作在工作臺與下橫梁之間可以完成壓縮試驗。該空間更換彎曲和剪切附具后還可以做試樣的彎曲和剪切試驗。試驗結(jié)束后，在上橫梁、工作臺、立柱及活塞等重力作用下，活塞自動回位。

◆ 主要部件

主機的結(jié)構(gòu)件采用鑄鐵、鑄鋼件經(jīng)熱處理后精密加工制成。底座（油缸座）采用QT500-7球墨鑄鐵材料，使用金屬模精密鑄造后經(jīng)精密加工完成；主油缸和活塞采用45結(jié)構(gòu)鋼，外表面經(jīng)高頻淬火、精細磨削而成，耐磨損，長期工作不會出現(xiàn)變形、泄漏現(xiàn)象；工作臺為45#厚板精加工；上、下橫梁采用鑄鋼材料（材質(zhì)ZG310-570），使用消失模鑄造，經(jīng)熱處理、噴丸處理及精密加工而成；絲杠采用高性能碳素結(jié)構(gòu)鋼精密磨制，螺母采用QT500-7球墨鑄鐵材料，摩擦系數(shù)小，傳動效率高；立柱采用高性能碳素結(jié)構(gòu)鋼精密磨制，表面鍍鉻，防銹美觀。各部件材質(zhì)、熱處理性能、加工精度及外觀均經(jīng)過嚴格的檢驗，按嚴格工序精心裝配成主機。因此整體剛性高、穩(wěn)定性好。

（二）標準油源系統(tǒng)

◆ 琴臺式油源控制柜

琴臺式一體化油源控制柜，由柜體、油箱、高壓*泵站、精密濾油裝置、電液伺服控制閥組、電氣系統(tǒng)等組成。內(nèi)部獨立區(qū)域集成安裝電控系統(tǒng)，隔離區(qū)域放置微機主機，油源柜臺面可兼做微機和打印機工作臺。整體結(jié)構(gòu)緊湊，高度集成，布局條理，造型美觀。操作、維護、搬運方便。

◆ 動力源

電液伺服油源，主要是為主機上的驅(qū)動油缸和夾緊油缸提供液壓動力。系統(tǒng)由油泵電機組、油箱裝置、過濾裝置、方向調(diào)節(jié)裝置、壓力調(diào)節(jié)裝置、壓力安全裝置等組成。吸油和高壓系統(tǒng)均配有過濾裝置，試驗力由電液伺服閥控制，保證了試驗力的控制精度。

為減少系統(tǒng)發(fā)熱和節(jié)約能源，主加載油缸采用壓差閥和伺服閥組成伺服隨動系統(tǒng)對流量實施控制。試驗時，電液伺服閥開口的大小直接控制活塞移動快慢，從而實現(xiàn)試驗速度的調(diào)整，壓差閥的作用是根據(jù)試驗力大小的需求不斷調(diào)整系統(tǒng)壓力。這種采用壓差閥和伺服閥組合系統(tǒng)控制的方式被稱為負載適應型控制，這種控制方式就是當液壓系統(tǒng)的壓力升高和降低時，系統(tǒng)調(diào)定壓力隨之改變，與試驗力的變化保持同步，不僅大大降低了能耗、減少了發(fā)熱，而且提高了整個液壓系統(tǒng)的安全性和可靠性。

（三）高測量與控制系統(tǒng)

◆ 系統(tǒng)組成：

由高精度負荷傳感器（安裝在活塞頂部）、高精度電子引伸計（裝夾在試樣上）、拉線式編碼器（安裝在底座和工作臺之間）、獨立控制器、測試軟件、聯(lián)想主流品牌微機組成測量運算和自動控制系統(tǒng)?？刂破骱蛙浖椴牧显囼灆C設計，試驗軟件兼容WindowsXP/Win7/Win8/Win10 操作系統(tǒng)。采用標準數(shù)據(jù)庫管理試驗數(shù)據(jù)，集成200 多個國家和行業(yè)試驗標準，支持批量試驗?？梢酝瓿稍囼灹Α⒃嚇幼冃?、位移等參數(shù)的實時控制、檢測、數(shù)據(jù)處理、結(jié)果顯示、曲線繪制、打印輸出等。

◆ TTC-301型控制器--全數(shù)字三閉環(huán)測量控制系統(tǒng)

試驗機將向高性能、人性化-智能化、網(wǎng)絡化、自動化、集成化-高性價比方向發(fā)展。獨立控制器集測量與控制功能于一體，可完成各種試驗操作，提供了試驗機測控及數(shù)據(jù)處理的全新解決方案，是試驗機技術(shù)發(fā)展方向的一個重要部分。

TTC-301型控制器是一款靜態(tài)試驗機獨立控制器。控制器將強大的測控功能、數(shù)據(jù)處理功能、人機交互功能、網(wǎng)絡功能、外設功能集成在一起，為試驗機提供了高集成度的單系統(tǒng)解決方案，高性能、高性價比。采用DSP技術(shù)及神經(jīng)元自適應控制算法實現(xiàn)全數(shù)字閉環(huán)控制，測量精度為40萬碼分辨率，達到水平。 

主要特點

*可靠的全數(shù)字三閉環(huán)測量控制系統(tǒng)，采用了*的PID專業(yè)控制芯片和多通道數(shù)據(jù)采集處理模塊，將DSP+MCU混合架構(gòu)應用于全數(shù)字三閉環(huán)測量控制系統(tǒng)，分辨率不小于1/500000FS，測量全程不分檔，具有位移控、力控、變形控3種閉環(huán)控制方式，控制方式任意組合、平滑切換。

控制功能由控制系統(tǒng)zui底層通過數(shù)字信號處理器DSP對實時任務和大量算法的處理運算完成PID調(diào)整與控制輸出，微控制器MCU參與對I/O口、通信協(xié)議的控制，不需要上位機參與PID算法，從而提高了在線控制的響應速度。

控制器主要技術(shù)指標數(shù)據(jù)表

（四）電液伺服測控軟件

軟件適用范圍：國內(nèi)外各類液壓試驗機：50kN、100kN、200kN、300kN、500kN、600kN、1000kN、2000kN、3000kN、5000kN等。適用于國內(nèi)外各類液壓試驗機的改造與升級；

1. 國內(nèi)外各類電子試驗機（支持各種伺服驅(qū)動器、步進電機）；
2. 亦可作為電液伺服液壓壓力試驗機的替代測控軟件；
3. 軟件有中英文界面，支持各種語言開發(fā)定制。
4. TTC系列軟件可控制多種驅(qū)動單元（如：伺服閥、比例閥、伺服電機）

軟件主要功能特點

1. 操作系統(tǒng)XP/ Windows7/ Windows8/ Windows10平臺下，全中文操作界面以及全英文操作界面。系統(tǒng)集數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析于一體；
2. 具有試驗力、位移、應力、應變等多種全數(shù)字閉環(huán)/開環(huán)控制功能，各控制模式可自由平滑切換；
3. 計算機屏幕顯示試驗力、油缸位移、加載速率、變形試驗數(shù)據(jù)，繪制時間-試驗力/變形、變形-試驗力、應力-應變等多種試驗曲線；
4. 自動進行數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)處理方法滿足GB228-2010新老標準要求，如上下屈服點、zui大力點、各類規(guī)定非比例應力點、各類規(guī)定全伸長應力點等；同時滿足多種國內(nèi)標準，如ISO6892-1998、EN10002-1:2001以及ASTM等相關(guān)標準；
5. 軟件集成了多種專項材料試驗方法標準，可按照這些標準的特殊需要進行相關(guān)的試驗操作與數(shù)據(jù)處理。如GB/T5224-2003/ ISO6934-4:1991/ ASTM A 416/A416M/預應力混凝土用鋼絞線、GB1499-1998鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋、GB13013-91鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋、GB/T701-1997低碳鋼熱軋圓盤條等。
6. 具備功能完整的試驗過程“編程”功能，可編程步數(shù)達200 步，并可根據(jù)需要任意擴展，完成任意復雜、任意控制模式切換的試驗過程編輯。同時提供數(shù)據(jù)分析功能，滿足試驗人員進行試驗分析及進行特殊試驗的數(shù)據(jù)處理；
7. 系統(tǒng)具有完整的文件操作功能用于試驗曲線、試驗數(shù)據(jù)、試驗參數(shù)、系統(tǒng)參數(shù)的儲存；同時，試驗數(shù)據(jù)亦可以文本方式進行存儲，以便于用戶利用通用商業(yè)處理軟件進行二次數(shù)據(jù)處理；
8. 軟件設計針對試驗操作的快速性與方便性，采取特別設計方法滿足大批量工藝試驗需要，并具有單件試驗報表輸出和批量試驗報表輸出打印功能，同時具備手工數(shù)據(jù)處理功能，適合于用戶進行各類復雜的數(shù)據(jù)分析；
9. 軟件支持各類商用打印機打印試驗報告；
10. 系統(tǒng)采用密碼方式分級管理。系統(tǒng)參數(shù)對專家級用戶全部開放，既保證了系統(tǒng)的使用靈活性，又可以使試驗系統(tǒng)的使用安全可靠；
11. 控制系統(tǒng)具有過載、超設定等保護功能；

軟件系統(tǒng)簡要操作說明：

主窗口是程序的控制中心，負責管理各個功能窗口，進行試驗、數(shù)據(jù)處理、程控編輯都在這個界面里。它包括主菜單、數(shù)字顯示面板、曲線顯示面板、數(shù)據(jù)處理面板和監(jiān)控面板五個部分。

在試驗運行時，通過單圖或多圖曲線實時顯示試驗過程；

在非試驗運行狀態(tài)下，通過查詢方式顯示單根或多根試驗曲線。

曲線坐標可預設或在線設置；

試驗數(shù)據(jù)可通過曲線遍歷；

可對曲線進行平移、縮放等操作；

可在曲線上顯示結(jié)果點，并可對結(jié)果點進行修改和保存。

曲線可獨立或嵌入到試驗報告中打印輸出。

系統(tǒng)設置主要是對試驗機通道、系統(tǒng)參數(shù)、試驗標準、控制參數(shù)、分析參數(shù)等進行設置。

試樣參數(shù)輸入及試驗結(jié)果界面試驗開始前需要先輸入相應的試樣信息。完成試驗后，試驗結(jié)果自動在數(shù)據(jù)分析界面中顯示，用戶可以在這里進行手動修改。

系統(tǒng)控制界面在控制面板中，根據(jù)需要選擇相應的控制方式，在程序控制模式中，可以使用【編程器】編輯定制試驗方法。 

系統(tǒng)標定界面用更高一級的試驗機或者測力環(huán)標定傳感器。首先標定硬件零點，然后設置校準點。如果傳感器的線性不好，可以用添加修正點來修正。當測力環(huán)的示值達到設定標定點時，按下【校準】鍵或【修正】鍵，當所有標定點都標定完成后，按下【確定】鍵保存標定值， 

伺服閥PID參數(shù)調(diào)整界面在試驗機投入使用之前，用戶必須根據(jù)實際的系統(tǒng)設置閥的形式和中位、死區(qū)、PID等控制參數(shù)。 

保護選項界面當試驗力超過設定值或超過量程時，系統(tǒng)將自動進入過載保護，切斷試驗機電源，以保證試驗機和試驗人員的安全。 

試驗標準選擇開放的試驗標準接口，可以根據(jù)用戶需求對試驗標準進行定制升級，保證了系統(tǒng)的可擴展性。軟件系統(tǒng)實行分級管理，系統(tǒng)參數(shù)對專家級用戶全部開放，既保證了系統(tǒng)的使用靈活性，又可以使試驗系統(tǒng)免受惡意與無意的人為破壞，保證了系統(tǒng)的使用安全可靠。  

報表編輯靈活的報表編輯工具，可以實現(xiàn)報表的新建、編輯、預覽、重命名、復制、導入以及導出等操作。

通過試驗數(shù)據(jù)文件，查詢與搜索管理試驗數(shù)據(jù)；

通過報告模板設置定制試驗報告內(nèi)容和格式；

通過編輯公式和結(jié)果項目，可實現(xiàn)對絕大多數(shù)試驗標準和試驗方法的支持；

在加載一個或多個試驗數(shù)據(jù)文件后，按報告模板生成試驗報告，并打印輸出。

質(zhì)量保障

1）合同簽訂后，其說明書、售后服務卡、合格證等資料隨設備裝箱。

2）設備到廠后48小時內(nèi)，安裝人員到達現(xiàn)場或根據(jù)客戶時間安排人員，負責客戶安裝、調(diào)試產(chǎn)品，并負責技術(shù)指導，培訓。

• 服務方式

   1）支持：通過或者網(wǎng)絡形式，將安排專業(yè)技術(shù)人員在1小時內(nèi)對設備故障定位，并拿出解決方案，zui終排除故障。

   2）現(xiàn)場支持：通過不能診斷的故障，將安排工程師赴現(xiàn)場分析原因，制定方案，排除故障。

• 服務承諾

   對我公司出售產(chǎn)品，質(zhì)保期內(nèi)，出現(xiàn)質(zhì)量問題，我公司將派專業(yè)工程師，1小時內(nèi)響應，24小時內(nèi)到達現(xiàn)場，并解決問題。

• 售后服務內(nèi)容

  1)產(chǎn)品質(zhì)保3年。質(zhì)保期在產(chǎn)品安裝完畢驗收合格之日計算。

  2）設備產(chǎn)品保修期內(nèi)，我公司將利用許可時間(節(jié)假日)免費對產(chǎn)品，實行至少每年兩次的定期檢查，及時解決間題，免費客戶后顧之憂。

  3）質(zhì)保期外服務承諾：質(zhì)量保證期過后，我方同樣提供免費咨詢服務，并承諾提供產(chǎn)品上門維護服務。

   4）如使用方有產(chǎn)品升級、更新、換代、維修等需求時，我方承諾以優(yōu)惠價格提供售后服務。