电子万能试验机XBD4104/XBD4103/XBD4204

• 主要技术参数

• 产品特点与性能概述

• 设备主要构成：

微机控制电子万能试验机为机电一体化产品，主要由主机（包括机架、底座、传动系统）、夹具、变形测量系统、软件系统、电气系统构成。

• 机械工艺结构：

电子万能试验机XBD4104/XBD4103/XBD4204主机架主要由底座、四根立柱和两根丝杠构成双臂框架结构；传动加载系统采用交流伺服电机及同步齿形带减速装置，带动高精密滚珠丝杠转动，再驱动移动横梁实现加载，试验机同轴度好（<8%）上中下梁采⽤球墨铸铁，抗拉强度达到是60k(600MPa)，其屈服强度也达到是40k(400Mpa)。球墨铸铁的耐腐蚀性和抗氧化性都超过铸钢。由于球墨铸铁的球状⽯墨微观结构，在减弱振动能⼒⽅⾯，球墨铸铁优于铸钢，因此更加有利于降低应⼒，本机造型美观，稳定性好，刚性大，控制精度高，工作效率高，噪音低，节能环保。

• 机架

1. 强壮的自润滑导向光杆增加设备的横向刚性，确保横梁线性运动
2. 它能够使十字接头准确对齐，保证同轴度，减少测量数据的差异
3. 关键受力部件采用铸钢整体制造，保证机架的整体刚度。
4. 研磨级预加载滚珠丝杆和重载轴承确保设备长期零间隙运行，噪声低，试验结果精*，重复性好。
5. 产品特点概述：

• 主机外观：采⽤喷涂氧化⼯艺，模具⼀次成型，美观⼤⽅。
• 测⼒传感器：采⽤进口⾼稳定性、⾼精度应变⽚式负荷传感器；⾼稳定性的精密测量系统保证全程分辨率不变，确保试验⼒⽰值误差⼤不超过±0.5%；可根据不同⽅式使⽤多个负荷传感器，实现多范围的试验⼒量程测量；温度补偿好、灵敏度⾼、刚性⼤、长时稳定性好。

1. 紧凑型设计节省了垂直试验空间
2. 安全载荷：150%额定载荷
3. 拉伸和压缩载荷下线性度优异
4. 纵向和横向刚性高
5. 载荷传感器从其容量的0.4% 到满量程，无精度损失
6. 载荷精度为指示载荷的0.5%

夹具：各种材料的通⽤、专⽤夹具，操作⽅便、夹持可靠。可配置⽓动、液压夹具，⼤⼤提⾼⼯作效率。夹持⼒可调，满⾜⽤户不同材料的测试要求。变形测量系统：根据不同材料、不同规格配备多种电⼦引伸计，还可配备数字式⼤变形测量系统（变形测量范围宽、准确度⾼、响应快的测量系统）。可实现变形较⼤的材料如橡胶、塑料等的⾼准确度测量。        

■ 控制传动系统：采⽤领*的全数字式交流伺服器，控制精度⾼、⾼响应频率的交流伺服电机，保证传动系统效率⾼，噪⾳低，传动平衡，并保证速度允许误差不超过±0.2%；试验速度范围宽：0.001~500mm/min⽆级变速。采⽤圆弧齿同步带传动，具有传动精度⾼，传动效率达到98%，传动平稳且噪⾳⼩等优势。

1. 进口交流伺服电机，精心设计的传动结构
2. 选用圆弧形静音同步带，效率高，噪声低
3. 为我们的设备提供良好的动力特性，可靠性、少维护性以及良好的力/速度特性

■ 测控系统：实时、动态显⽰试验过程及试验曲线，通过模块化软件进⾏数据处理，对曲线放⼤进⾏数据再分析和编辑，输出不同格式的试验报告和曲线图样，并⽀持联⽹进⾏数据传输。

■ 专业、安全、⼈性化设计：急停控制开关，在遇到紧急情况下，能够可靠地锁定设备；限位，有效保护设备；软件、硬件多重保护，保证设备及⼈员的安全。

■ 低周疲劳及持久试验：设备具有低周疲劳试验功能，增加配件可以满⾜功能低周疲劳及持久试验功能

• 控制及测量系统的技术优势与软件功能概述：
• 控制系统优势特点：

• 高效专业的控制平台

是于自动控制的IC，内部是DSP+MCU的组合。它集成了DSP运算速度快和MCU对I/O口控制能力强的优点，其整体性能明显优于单纯的DSP或32位单片机。其内部集成了硬件的电机控制所需模块，例如：PWM，QEI等。使系统的关键性能*由硬件模块保证，保证了系统的安全平稳运行。

• 以硬件为基础的并行采样模式

本系统的另一亮点是采用了ASIC芯片。通过ASIC芯片可对试验机各传感器信号实现同步采集，使我们在**实现真正以硬件为基础的并行采样模式，避免了以往对各传感器通道分时采样造成的载荷和变形不同步的问题。

• 位置脉冲信号硬件滤波功能

光电编码器位置捕获模块采用硬件模块，内置24级滤波器，对采集的脉冲信号进行整形滤波，避免了位置脉冲捕获系统因干扰脉冲的出现而造成错误计数，更有效的保证了位置精度，使位置脉冲捕获系统能稳定可靠的工作。

• 控制功能底层实现

ASIC芯片分担了采样、状态监控等一系列外围工作，而通讯等相关工作由内部硬件模块实现，所以DSC更能专注于控制PID计算等主体工作，不仅更加可靠，而且控制的响应速度更快，从而使我们的系统由控制板*层运算就完成了PID调整与控制输出，真正实现了闭环控制在系统底层完成。

• 控制系统的性能特点：
•  • 领驭控制器，是公司⾃主研发的新⼀代专业测控系统，采⽤⼯业级集成芯⽚， DSP专业控制IC及AD24位⾼精度AD转换IC，实现⼒值、变形分辨率为50万码；

• 采⽤进⼜元器件，采⽤PCBA制程；元器件经过不低于72⼩时的⾼温、低温存储，⾼低温循环、⾼低温冲击、恒温恒湿等可靠性⽼化测试，稳定⾼性能，通过3C/CE/UL/等严格认证，品质放⼼。

• 采用232或串口通讯，数据传输稳定可靠，抗干扰能力强；通讯速率达480Mbps，提⾼数据通讯速度和稳定性；

• 全数字三闭环控制⽅式，实现⼒值、位移、变形（包括引伸计、⼤变形、千分表）全闭环控制，且可相互平滑切换。

• 中央处理单元采⽤精度⾼、响应快、操作便捷的设计⽅案，基于DSP+FPGA的单板集成技术在国内⾸家实现测量数据零间隙采集和系统控制零时间等待，打破了以往基于其他系统不可避免的错位采集与排队等待，该技术使得测量结果能够真实再现材料受到外⼒作⽤时各项特征参数所发⽣的瞬间实际变化量。

• 测量设备兼容单元，测控系统提供不少于3个通道的应变⽚类传感器输⼊模块和不少于6个通道的位置脉冲采集模块，所有通道的数据采集严格同步。基于硬件滤波的32级低频去抖动技术使得位置脉冲在设备超低速闭环运⾏（保载）时所产⽣的摆动（⼲扰）脉冲能够被有效识别并给予纠正，基于硬件QEI的四倍频脉冲计数⽅式使得位移计数精度可以提⾼ 4倍，分辨率⾼ 可 达

0.01um。

• 安全可靠的设计⼯艺，领驭测控系统所提供的控制任务零时间等待特性可以为客户提供更加有保障的辅助保护功能，为复杂的材料测试提供完美的合法性操作全程跟踪功能，提供简洁整齐、连接牢靠的接⼜部件，所有接⼜部件的连接部分均镀⾦处理，以保证设备长期运⾏稳定可靠，所使⽤的所有元件均采⽤⽆铅（RoHS）环保材料，所有IC元件均采⽤⼯业级封装，⼯作温度在-40℃～85℃，可以确保整机控制系统在各种⼯作环境下都能发挥出⾊性能。

• 光电编码器位置捕获模块采⽤专⽤硬件模块，内置24级滤波器，对采集的脉冲信号进⾏整形滤波，避免了位置脉冲捕获系统因⼲扰的出现⽽造成错误计数，更有效地保证了位置测量精度。

• 用户界面支持Windows 98、Windows Me、Windows XP，Windows7实时曲线显示及处理，图形图像化，软件结构模块化，数据的存储和处理基于MS-ACCESS数据库，便于与OFFICE等办公软件连接。

• 软件功能特点概述

• 试验软件，是⾃主研发的新版专业试验软件，采⽤C++开发，软件窗⼜化设计，操作简单灵活，可根据不同⾏业⽤户需求编制测试⽅案；软件⽀持Windows操作系统；试验软件具备材料硬度测试功能，丰富了万能试验机的功能，为真正⼀机多⽤的“万能试验机”。
• 试验软件管理功能，具有强⼤的试验数据管理功能，主界⾯同步监控⼒值、位移、变形、扩展、时间、⼒值速率、变形速率、峰值⼒、数字千分表等9个通道中任意数据窗⼜，根据⽤户需要灵活选取各种计量单位及数据管理功能，有效提⾼⽤户试验的⼯作效率。灵活简便的试验控制功能对试验过程进⾏实时显⽰，随时对设备进⾏各种合理化调整。

• 用户权限分级管理模式

用户登陆后，系统根据其权限开放相应的操作功能模块。超级管理员具有*权限，可进行用户权限管理，给不同操作员授权不同的操作模块。

• 拥有强大的试验管理功能，试验单位可根据需求任意设定。

可根据不同的标准编辑相应的试验方案，试验时只要选择相应的试验方案，即可根据标准要求完成试验，并输出满足标准要求的试验报告。试验过程及设备状态实时显示，如：设备运行状态、程序控制运行步骤、引伸计是否切换完成等。

• 开放式的标准管理功能，随着新材料的不断出现，新的测试标准也相继出台，为⽅便⽤户管理试验，试验软件为⽤户提供了强⼤的标准添加、修改、删除等功能，同时针对标准内部的各种计算⽅法，软件同样为⽤户提供了灵活的计算⽅法添加、修改、删除、编辑等功能，并能满⾜G B、A S T M、DIN、ISO、JIS等标准常⽤试验结果。
• 强大的曲线分析功能：载荷-变形、应⼒-应变、应⼒-时间、应变-时间等。多条曲线可以不同颜⾊在同⼀坐标中叠加或分离显⽰;实时显示其中一种或多种；试验曲线上的任意段可进行局部放大分析，强⼤的曲线分析功能，在试验曲线上可显⽰和标注各特征点，并且可以在曲线上⾃动或⼿动取点进⾏对⽐分析，标注了特征点的曲线还可以在试验报告中打印输出。试验数据自动存储，避免因意外造成的试验数据丢失。
• 典型试验曲线 
• 具有试验数据模糊查询功能：可根据不同的条件快速查找所完成的试验数据和结果，实现试验结果再现，还可将不同时间或批次进行的同一试验方案的数据合并打开，进行对比分析。数据备份功能还可将之前存储的数据另行保存和查看。
• MS-ACCESS数据库保存格式与软件的扩展能力

软件的核心是基于MS-ACCESS数据库，可与Office办公软件接口，将报告存储为WORD格式或EXCEL格式；另外使原始数据得以开放，用户可通过数据库查阅原始数据，便于材料研究，充分发挥测量数据的效能。

• 多种控制⽅式具有应⼒控制、应变控制和位移控制三种控制⽅式，在试验过程中三种控制⽅式可以按照设定程序平滑切换。也可做恒负荷、恒位移、恒变形控制⽅式，或多种控制模式组合，也可根据客户需求⾃定义控制模式。
• 试验软件是强⼤的多功能软件包，可以根据不同⾏业⽤户需求提供定制解决⽅案。试验⽅案具备多功能性和设计灵活性，可满⾜多国的测试标准，亦可定制各种新材料的试验⽅法。
• 软件具有中⽂和英⽂可随意切换功能，⽅案和数据*互通。
• 另加引伸计可自动求取ReH、ReL、Rp0.2、Fm、Rt0.5、Rt0.6、Rt0.65、Rt0.7、Rm、E等试验参数，参数可自由设定，并能打印所作的图形。

• 可设定屈服后去掉引伸计功能

软件自动判断，在试样屈服结束后将变形切换为位移采集，并在信息栏中提醒用户“变形切换结束，可以去掉引伸计”。

• 自动返回：移动横梁可自动返回试验初始位置。
• 自动校准：负荷、伸长可按所加标准值自动标定。

• 量程模式：全量程不分档

• 模块单元：多种附件灵活互换，模块化的电气硬件便于功能扩展和维修；
• 自动切换：试验过程中显示曲线根据试验力和变形量大小自动变换量程。

• 本设备所满足的标准：

• 试验机制造标准：GB/T 16491-2008电⼦万能试验机；

• 要求的试验方法标准： GB/T 228-2010《金属材料室温拉伸试验方法》、

GB/T 232-2010《金属材料弯曲试验方法》、

GB/T 7314-2007《金属材料 室温压缩试验方法》。

GB/T2611-2007《试验机 通用技术要求》

GB/T1040-2006《塑料  拉伸性能的测定》

GB/T1041-2008《塑料  压缩性能的测定》

GB/T9341-2008《塑料  弯曲性能的测定》

GB/T8804-2003《热塑性塑料管材  拉伸性能的测定》

GB/T13022-1991《塑料 薄膜拉伸性能试验方法》

也可根据客户要求选择其它相应的标准（不超过5个）。

• 主机设备标准配置

• 夹具与钳口配置

• 扩展配置（选配）