本實用新型專利技術提供一種基于PLC的充氣式波紋管疲勞試驗機自動控制裝置，設備采用整體立式結構，結構分為三大部分，上部為顯示操作區域，中部為3個波紋管疲勞試驗區域，下部為氣路連接區域；可根據要求通過觸摸屏輸入程序的試驗次數和頻率，外部的氣源通過面板上安裝的進氣接頭提供試驗機氣源，由PLC控制各氣路電磁閥，實時采集壓力表壓力值,并顯示于觸摸屏上，若壓力低于預置報警壓力則自動停機，從而判斷波紋管斷裂泄壓，已發生疲勞破壞；本設計的設備通過觸摸屏參數設定，還適用于非氣密性檢測單純做波紋管拉伸壓縮往復運動的疲勞試驗。本實用新型專利技術將PLC觸摸屏伺服系統應用于波紋管疲勞試驗機，大大提高自動化水平和降低人的勞動強度。
【技術實現步驟摘要】
本技術屬于疲勞試驗設備領域，尤其是涉及一種基于PLC的充氣式波紋管疲勞試驗機自動控制裝置。
技術介紹
波紋管疲勞試驗機早期純手動交流電機連續運轉帶動凸輪使波紋管往復運動，自動化水平低、人的勞動強度大，嚴重影響了生產效率。公開號為202836956U的專利，增設壓力補償裝置，并在試件承載臺內設空腔，避免了當拉伸或壓縮位移過大，試驗機的振動，提高了精密度；公開號為CN201020661932.8的專利，采用了測力計，測試試件縮短，經濟效益顯著。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種基于PLC的充氣式波紋管疲勞試驗機自動控制裝置，PLC觸摸屏伺服系統應用于波紋管疲勞試驗機，大大提高自動化水平和降低人的勞動強度。本技術所采用的技術方案是:提供一種基于PLC的充氣式波紋管疲勞試驗機自動控制裝置，采用整體立式結構，結構分為三大部分，上部為顯示操作區域，包括觸摸屏、操作面板和電氣箱；中部為3個波紋管疲勞試驗區域，包括上固定板、波紋管、上活動板、偏心輪結構和電機減速機；下部為氣路連接區域，包括下活動板、氣路系統、渦輪絲杠和立式機架；其中偏心輪結構包括伺服電機、減速機構及偏心輪，安裝于下活動板，通過偏心輪上的連桿與上活動板連接。所述氣路系統元件主要有:手動閥、進氣接管嘴、出氣接管嘴、各種接頭軟管、電磁閥、壓力表及氣缸瓶，外部的氣源通過面板上安裝的進氣接頭提供試驗機氣源，經過手動截止閥控制氣源的輸入，在氣源進入試驗機后經過一個四通的管接頭分別給三路波紋管提供。波紋管往復運動之前需要充氣，往復過程中需要檢測氣路壓力，從而檢測波紋管是否泄露是否停機，記錄疲勞壽命次數。氣路系統除了管件、接頭、手動閥、電磁閥及氣缸瓶結構，還安裝數字式壓力表，測量氣路壓力，具有RS485通訊或者模擬量輸出；PLC控制氣路中電磁閥的開閉，將氣體通過氣路系統通入波紋管；PLC通過擴展輸入型模數轉換模塊實時采集壓力表測量的氣路中壓力模擬量；PLC通過RS232與觸摸屏通訊，使壓力值顯示于觸摸屏；PLC將采集到的氣路壓力實際值與觸摸屏參數畫面的設定的給定壓力、報警壓力進行比較，檢測波紋管泄露情況，從而控制氣路開閉和控制伺服電機的運轉或停止。本技術將PLC觸摸屏伺服系統應用于波紋管疲勞試驗機，選擇PLC觸摸屏自動控制模式，PLC模塊與觸摸屏通訊采用RS232實時通訊，PLC給伺服驅動器發送脈沖指令，控制伺服電機旋轉的方向和速度，同時與伺服驅動器輸入輸出關聯，達到自動控制；觸摸屏畫面用于顯示和操作，顯示PLC運行的中間狀態。觸摸屏畫面除可人為預置報警壓力、給定壓力、給定工作次數及往復運動頻率，此外還可設置試驗頻率、給定次數、給定壓力、壓力報警值、初始定位、壓縮和拉伸位移。工作時，PLC觸摸屏伺服系統控制各氣路電磁閥，實時采集壓力表壓力值，并顯示于觸摸屏上，若壓力低于預置報警壓力則自動停機，從而判斷波紋管斷裂泄壓，已發生疲勞破壞。設備通過觸摸屏參數設定，還適用于非氣密性檢測單純做波紋管拉伸壓縮往復運動的疲勞試驗；參數畫面需要設定試驗頻率，單位Hz，與PLC程序中控制伺服電機速度參數有差距，需要程序計算達到一致。設計中，采用渦輪絲杠升降結構用于波紋管安裝初始位置的調整，使不同的波紋管處于自然狀況安裝，渦輪絲杠安裝在下活動支板和下固定不動支板中間；PLC采集光柵脈沖信號測量值經過程序折算，顯示于觸摸屏上，表明波紋管安裝時觀測位移值。選用臺達AB系列伺服系統，主要是利用臺達AB系列伺服系統的回原點功能，由伺服驅動器參數P1-47設定規劃，PLC只需發出給伺服驅動器回原點觸發信號和等待接收來自伺服驅動器回原點完成反饋的信號，中間過程由伺服自動完成，然后將內部脈沖存儲器D1336和D1337清零、復位一些中間狀態，從而結束回原點過程。設備工作時:首先在設備中部的上固定不動支板和上活動支板之間安裝波紋管，并使其處于自然狀態；安裝完波紋管且往復運動之前，要先回原點，即偏心輪垂直位置，用于消除累積誤差；然后，給波紋管充氣，在到達給定壓力后自動關閉充氣閥；伺服電機通過減速機構作為主動力，帶動偏心輪在同一方向持續旋轉，偏心輪上的連桿直接作用于設備中部的上活動支板，通過調整偏心輪的偏心距，帶動上活動支板上下往復運動，從而帶動波紋管不斷拉伸壓縮；試驗次數和頻率均可根據要求通過觸摸屏輸入程序，PLC控制伺服系統、減速機連接偏心輪帶動連桿做往復運動，來實現對波紋管一定頻率的拉伸和壓縮，到達預置試驗次數后可自動停機；往復運動過程中PLC實時監控每路壓力表測量的壓力值，若壓力低于預置報警壓力則自動停機，從而判斷波紋管斷裂泄壓，已發生疲勞破壞。本技術的特征是:觸摸屏畫面操作，首先對參數設定畫面的參數設定或者調出成熟配方，從而參數應用于程序運行中。進入自動往復畫面，點擊開始按鈕。設備按照程序步驟自動運行。首先波紋管往復運動之前，PLC控制氣路電磁閥給波紋管充氣，到達給定壓力自動關閉充氣閥，然后開始往復運動，到達給定往復次數自動關機和打開泄氣閥；往復過程中壓力值實時顯示與觸摸屏上，可供觀察，如果實際壓力小于報警壓力判斷有波紋管泄漏自動報警和停止往復運動，自動記錄次數為疲勞壽命次數；或者往復運動到達設定次數自動停機。本技術通過觸摸屏參數設定，還適用于非氣密性檢測單純做波紋管拉伸壓縮往復運動的疲勞試驗。本技術的有益效果是:將PLC觸摸屏伺服系統應用于波紋管疲勞試驗機，大大提高自動化水平和降低人的勞動強度；且觸摸屏畫面設計了參數畫面，可人為改變PLC程序的運行指令，通過程序計算達到等量綱，從而達到人機交互的準確性。【附圖說明】圖1為整體結構示意圖；圖2為自動控制原理框圖；圖3為PLC控制圖；圖中:1、觸摸屏；2、操作面板；3、電氣箱；4、上固定板；5、波紋管；6、上活動板；7、偏心輪結構；8、電機減速機；9、下活動板；10、氣路系統；11、渦輪絲桿；12、立式機架。【具體實施方式】:下面結合附圖和【具體實施方式】對本技術做進一步說明。本設計的設備采用整體立式結構，如圖1所示結構分為三大部分，上部為顯示操作區域，包括觸摸屏1、操作面板2和電氣箱3 ;中部為3個波紋管疲勞試驗區域，包括上固定板4、波紋管5、上活動板6、偏心輪結構7和電機減速機8 ;下部為氣路連接區域，包括下活動板9、氣路系統10、渦輪絲杠11和立式機架12 ;其中偏心輪結構包括7伺服電機、減速機構及偏心輪，安裝于下活動板9，通過偏心輪上的連桿與上活動板6連接。氣路系統10元件主要有:手動閥、進氣接管嘴、出氣接管嘴、各種接頭軟管、電磁閥、壓力表及氣缸瓶；外部的氣源通過面板上安裝的進氣接頭提供試驗機氣源，經過手動截止閥控制氣源的輸入，在氣源進入試驗機后經過一個四通的管接頭分別給三路波紋管提供。如圖3所示，試驗機開始工作時，PLC控制放氣電磁閥DF2、DF4、DF6關閉，充氣電磁閥DF1、DF3、DF5打開，氣壓進入各波紋管，當壓力表測試氣壓達到指定壓力后，PLC控制充氣電磁閥DF1、DF3、DF5關閉，試驗機開始往復運動。在發生波紋管泄漏或試驗停止時，需要先將波紋管中的壓力釋放，此時PLC控制電磁閥放氣DF2、DF4、DF6打開，通過排氣接管嘴釋放壓力。壓力表測試壓力通過PLC接收壓本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于PLC的充氣式波紋管疲勞試驗機自動控制裝置，設備采用整體立式結構，結構分為三大部分，上部為顯示操作區域，中部為波紋管疲勞試驗區域，下部為氣路連接區域，其特征在于：所述上部為顯示操作區域，包括觸摸屏、操作面板和電氣箱；中部為3個波紋管疲勞試驗區域，包括上固定板、波紋管、上活動板、偏心輪結構和電機減速機；下部為氣路連接區域，包括下活動板、氣路系統、渦輪絲杠和立式機架；其中偏心輪結構包括伺服電機、減速機構及偏心輪，安裝于下活動板，通過偏心輪上的連桿與上活動板連接；所述氣路系統元件包括：手動閥、進氣接管嘴、出氣接管嘴、各種接頭軟管、電磁閥、壓力表及氣缸瓶；外部的氣源通過面板上安裝的進氣接頭提供試驗機氣源，經過手動截止閥控制氣源的輸入，在氣源進入試驗機后經過一個四通的管接頭分別給三路波紋管提供；將PLC觸摸屏伺服系統應用于波紋管疲勞試驗機，選擇PLC觸摸屏自動控制模式，PLC模塊與觸摸屏通訊采用RS232實時通訊，PLC給伺服驅動器發送脈沖指令，控制伺服電機旋轉的方向和速度，同時與伺服驅動器輸入輸出關聯，達到自動控制；觸摸屏畫面用于顯示和操作，顯示PLC運行的中間狀態；所述PLC觸摸屏伺服系統控制各氣路電磁閥。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：馬娟，李怡彤，蘇慧敏，徐哲，董小軍，
申請(專利權)人：太原太航科技有限公司，
類型：新型
國別省市：山西;14
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