汽车座椅调角器高速操作耐久试验专机

1.  设备概述

1.1. 基本信息

    设备名称：汽车座椅调角器高速操作耐久试验专机

该调角器高速操作耐久实验专机是根据客户要求定制的，对调角器扭矩测量和耐久性能检测。

1.2. 技术指标

1.2.1    外形尺寸（具体根据实际需求设计）

Ø  被测试样台外形尺寸（长×宽×高）：1800×1000×1700（mm）；

Ø  扭矩输出台（长×宽×高）：1000×1000×1700（mm）；

Ø  控制柜  （高×宽×深）：1000*600*350 （mm）

1.2.2  伺服电机及驱动器

Ø  数量：1台

Ø  额定功率：2kW

Ø  额定扭矩：9.55

Ø  额定转速：2000（r/min）

Ø  最高转速：3000（r/min）

1.2.3 扭矩传感器

Ø  数量：1只

Ø  量程： 50N.m

Ø  最高转速：7000转/分钟

1.2.4  减速机

Ø  数量：1只

Ø  速比：1/6

Ø  额定扭矩：300N.m

1.2.5  增速机

Ø  数量：1只

Ø  速比： 4/1

Ø  额定扭矩：2N.m

扭矩输出：         9.55*6=57N.m            

转速输出（减速机）：2000/6=333转/分钟      满足要求（靠背45°/s）

转速输出（增速机）：1500*4=6000转/分钟    

2  设备结构

2.1. 机械系统

测试台专机由、扭矩输出加载框架（含底座框架）、被测试样框架、控制柜、工装夹具、伺服电机、减速机、增速机、扭矩传感器等主要部分组成。

Ø  扭矩输出加载框架伺服电机通过减速机完成水平方向输出扭矩，框架前后、左右、上下方向均可调节，用以适应不同试验需求的加载位置，通过更换增速机扭矩输出框架可以输出6000转/分钟的高转速，实现长滑轨的测试试验。

Ø  被测试样框架也具有前后、左右、上下方向调节，用以适应不同试验需求的加载位置，更重要的是配合扭矩输出框架来完成测试。

Ø  其中升降采用电机驱动上下移动，在两端设置有上、下限位开关作为保护，并做好隔离防护（折叠防护帘）。

2.1.1.  伺服电机及驱动器

采用松下伺服电机和伺服驱动器，可方便调整参数、监视状态和分析故障。其强大的智能化自动调整功能可替代通常的专业复杂地调试过程，轻松完成高速高响应，最高速度响应频率可达3.2kHz。控制方面，该伺服驱动器可接收高达1Mpps的脉冲指令，并内置瞬时速度观测器，可快速、高分辨率地检测出电机转速。

2.1.2.  扭矩传感器

采用美国FUTEK传感器 ,精度高,失真小,性能稳定可靠 ,量程范围广,安装使用方便.

美国FUTEK 传感器是一款非接触式的旋转动态扭矩传感器，带编码器输出。605为非接触式设计的，转速可高达7000 RPM。

605扭矩传感器内置编码器输出，可测量转速和角度位置。全桥应变设计，内置放大电路芯片可使得它直接输出±5 VDC的电压信号。605的应用场合可用于气动工具的扭力检测，汽车、航天航空的发动机功率检测和自动化检测装置上。

产品特征：

·   应变计测量技术

·   带角度和转速输出

·   紧凑型设计

·   非接触式扭矩传感器

·   转带最高7000 RPM

2.1.3.   安全光栅

光轴间距40mm

24道光束

总高度1001mm

保护高度920mm

对射距离0-3米

PNP/NPN信号输出

2.1.4.   减速机、增速机

2.1.5.  倾角仪传感器 （瑞士）

精度（25°）：􀀵􀀫0.2°􀀶􀃀􀁙􀀅􀀫􀀜

重复精度（25°）：􀀵􀂫0.1º􀀍􀀐􀀑􀃜􀀥

防护等级：􀁕IP 66

工作温度：  -40°---  +85°

测量范围：  0 -- 180°

模拟输出：    0-10V

2.1.6.   接近开关  （欧姆龙）

工作温度：-40°---  +85°

检测距离：6mm

2.2. 电气控制及采集系统

整个电气控制及采集系统由电气拖动系统、测量控制系统组成。

2.2.1.  电气拖动系统

电气拖动系统依托于控制机柜，是整台设备电力输出和电气逻辑控制的核心。所有信号的线材连接都在此部分完成，其在关键部位使用高品质屏蔽电缆有效减轻伺服电机运动时对控制信号和采样信号的干扰。

采用控制机柜、笔记本电脑、NI控制器、伺服控制系统、电气拖动系统等，整体布局整齐，防尘性能好，为系统提供平稳、安全的运行环境。                      

2.2.2.  测量控制系统

该测量控制系统采用NI Compact RIO控制器作为核心元件，配合模拟量输入模块、模拟量输出模块、数字输入输出等模块实现功能单元模板化、标准化设计，具有配置灵活，互换性强，易于售后服务等特点。在控制方面，使用伺服驱动器自身的速度模式作为第一级控制（该模式下具有最高的控制响应），使用软件层的数字PID运算作为第二级控制，使得整个控制系统控制响应快，控制稳定性好，控制精度高。

控制器实现了模块化和紧凑型设计，功能强大实现真正的实时控制系统，同时具有可扩展性强、灵活度高的设计，使该控制器成为完整、全面的自动化解决方案的重要组成部分。

Ø   CompactRIO控制器

运动控制系统的核心部件cRIO-9053 控制器是一款坚固、可靠的高性能工业级嵌入式控制器，该控制器运行的是NI Linux实时操作系统，具有行业标准认证。 它非常适用于需要波形采集、高速控制或信号处理、快速硬件算法开发、硬件可靠型任务或定时和触发的应用。

Ø  NI-9263 模拟量输出模块

100 kS/s/ch同步，±10 V，4通道C系列电压输出模块 - NI‑9263是一款同步更新模拟输出模块。 它具有过压保护、短路保护、低串扰、快速转换速率、高相对精度和可溯源至NIST的校准。NI 9263模块包含双重通道对地隔离屏障，实现了安全性和抗噪声干扰。

Ø  NI-9215 模拟量输入模块

±10 V，100 kS/s/ch，16位，同步输入，4通道C系列电压输入模块 - NI‑9215可执行差分模拟输入。 该模块包含可溯源至NIST的校准，并具有双重通道对地隔离屏障，实现了安全性、抗扰性和高共模电压范围。 它还提供两种连接方式：10孔螺栓接线端或BNC。

Ø  NI 9375数字输入输出

16 DI/16 DO, 30 VDC, 7 μs漏极 DI, 500 μs源极 DO • DSUB或弹簧端子连接 60 VDC，DI组至 DO组隔离 • 60 VDC, CAT I，通道对地隔离 NI 9375是一种数字输入/数字输出模块，用于 CompactDAQ和 CompactRIO系统。数字 输入线兼容 24 V逻辑电平，数字输出线兼容 6 V~30 V信号

Ø  NI 9401高速计数模块

5 V/TTL，8路双向通道，100 ns C系列数字模块—NI‑9401是一款可配置的数字I/O接口，可实现4位增量的输入或输出。 因此，NI‑9401可以提供三种配置：8个数字输入、8个数字输出; 或四个数字输入和四个数字输出。  借助可重新配置I/O (RIO)技术（仅CompactRIO），用户可使用 LabVIEW FPGA模块对NI‑9401进行编程，以实现自定义高速计数器/定时器、数字通信协议、脉冲生成等。 每个通道的I/O通道和背板之间都具有瞬态隔离。

2.3  Labview软件系统

试验软件采用LabVIEW编写，具有直观性、易操作性和稳定性。

Ø  实现高速、准确控制的耐久测试程序，

Ø  测试过程中可按要求实现载荷测量、数据存储、以及数据曲线回放等功能。

Ø  传感器参数可配置，支持各类标准应变传感器的选择和使用。

Ø  根据客户测试标准，按座椅加载区域定制测试模块以供调用。

Ø  可按客户模板定制分析程序，以及生成测试报告。

Ø  软件设置满足实验要求，显示曲线，判断合格，提供源码。

Ø  软件+硬件控制速率在1-5ms

4  安装调试

4.1现场条件

Ø  电源要求：三相电源AC380±10%V，2.5kW；

Ø  应具有不大于3Ω的地线；

Ø  设备运行环境要求，温度：15℃至35℃，湿度：10%至80%；

Ø  设备占地面积：3000×1500×1800（mm）；

Ø  设备吊装要求：客户提供吊（铲）车配合我方设备卸货及安装。

4.2安装调试

Ø  我方派有关人员到设备使用现场安装设备，用户方应在通用工具设备等方面给予配合（专用工具由我方自带），并派专门人员进行协助；

Ø  我方在现场调试，需要有用户方相关人员在现场协助安装及调试；

Ø  用户方应提供充足的被测试件用于设备调试及验收。

5 操作培训

Ø  我方对客户方人员进行培训，培训地点为用户实验室，培训内容包括机械操作、软件操作、安全注意事项和整机维护保养；

Ø  用户方应派出固定的人员参加培训，我方保证用户参与培训人员能够独立完成1）条所述培训内容；

Ø  培训结束后我方将对培训合格人员发放设备操作许可证书。

6  随机资料

Ø  设备零部件清单；

Ø  设备操作说明书（含维护保养）；

Ø  软件备份资料。

7  设备验收

Ø  在设备由我方运往用户方前，用户方可以到我方对设备进行发货前的设备预验收，预验收试验应不少于2件（次）；

Ø  设备运至用户方后，待我方人员安装调试完毕后，用户方组织设备验收，验收时每项试验内容试验不应少于2件（次），试验内容详见用户方提供的相应试验标准及资料；

8 售后服务

Ø  保质期为验收合格日起一年；

Ø  在保质期内除因人为因素(用户人员使用和操作不当、无许可操作授权等)或不可抗力因素造成的设备故障、损坏外，其余一切故障和损坏均由我方负责无偿修复；

Ø  在保质期内我方在收到用户的设备故障通知后，应在2小时内给予解决方案（电话或者电子邮件沟通），如果不能解决我公司将派专业维修工程师于4小时内到现场进行服务；

Ø  我方提供回访服务，对用户在设备正常使用过程中遇到的问题予以解答和解决，对用户超出合同描述使用范围的问题予以专业的建议；