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微機控制電液伺服試驗機WAW-1000D

 技術方案 

一、規格型號：WAW-1000D

二、適用標準

    GB/T 2611-2007 《試驗機  通用技術要求》

JB/T 7406.1-1994 《試驗機術語  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的檢驗與校準》

GB/T 22066-2008 《靜力單軸試驗機計算機數據采集系統的評定》

JJG 139-1999 《拉力、壓力和材料試驗機》

JB/T 6146-2007 《引伸計技術條件》

JB/T 6147-2007 《試驗機包裝、包裝標志、儲運技術要求》

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、產品簡介

◆ 概述：

本試驗機為我公司生產的經典實用型機型，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組合的一款機型。本試驗機根據國標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，每個受力部件經有限元分析、設計，經精密加工而成。控制器采用新一代高性能、智能化全數字控制器，控制軟件采用*測控算法組合，可控制整個試驗過程，*國內和材料試驗檢測方法要求。油源系統采用負載適應型節流調速系統，根據系統所需試驗力的大小，伺服隨動調整系統壓力，減小系統發熱，節省能源。本試驗機測試，功能強大，操作方便，穩定可靠。

本試驗機是測試各種材料及其制品在各種環境和模擬狀態下的物理性能、機械性能、工藝性能、結構抗震強度以及材料與構件內外缺陷的重要儀器設備。可完成拉伸、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、航空航天、、冶金、機械制造、交通建設、建工建材等各行業進行精密性的材料研究、材料分析、材料開發和質量控制。

◆ 技術特點與優勢：

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構，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構，構成高剛度試驗空間；

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接型式，定位可靠；

6．試樣的夾緊采用雙密封內置式夾緊缸，密封嚴密，不滲油；

7．液壓系統采用壓差式節流調速伺服隨動系統，系統工作壓力隨著負載的變化自動調整，減少系統發熱，節省能源；

8．高壓油泵與電機直連式結構，結構緊湊，運行平穩，噪音低；

9．油源系統配置伺服閥，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果的影響；

11．高性能智能化全數字控制器，采用全數字PID調節，配以獨立式伺服放大器、測控軟件及數據采集和處理軟件，可實現試驗力、試樣變形、活塞位移的閉環控制和控制模式的平滑切換；系統由三路信號調理單元（試驗力單元、油缸活塞位移單元、試樣變形單元）、控制信號發生器單元、伺服閥驅動單元、伺服油源控制單元、必要的I/O接口、軟件系統等組成；系統的閉環控制回路：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（各信號調理單元）、伺服放大器一起組成多個閉環控制回路，實現試驗機的試驗力、油缸活塞位移、試樣變形的閉環控制功能；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，并可實現控制模式的平滑切換，使系統具有更大的靈活性。具有網絡接口，可實現數據聯網和遠程控制功能；

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據，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高速數據采集技術，實現多通道的高速數據采集；具有完整的試驗曲線、試驗數據的儲存功能；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、主要技術參數

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：由內置式液壓夾持系統、抗磨板、鉗口卡板、鉗口組成。上下橫梁裝置內置式液壓夾緊系統，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構，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，鉗口材質采用合金鋼，經熱處理精加工后表面硬度均達到HRC58-62，夾持穩固，經久耐用，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碳鋼，通過數控車床精車、淬火、使用陶瓷刀片并且補償刀片圓弧使用數控車床精車球面，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、產品結構

本試驗機由主機部分、油源部分、測控系統、試驗附具四部分組成。

• 試驗機主機

◆主機結構

主機為四立柱加雙絲杠的六柱框架式雙空間穩定結構，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動絲杠旋轉實現的。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，自油缸下部平穩送入加壓腔，驅動活塞上升，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

主機的結構件采用鑄鐵、鑄鋼件經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精密加工完成；主油缸和活塞采用45結構鋼，外表面經高頻淬火、精細磨削而成，耐磨損，長期工作不會出現變形、泄漏現象；工作臺為45#厚板精加工；上、下橫梁采用鑄鋼材料（材質ZG310-570），使用消失模鑄造，經熱處理、噴丸處理及精密加工而成；絲杠采用高性能碳素結構鋼精密磨制，螺母采用QT500-7球墨鑄鐵材料，摩擦系數小，傳動效率高；立柱采用高性能碳素結構鋼精密磨制，表面鍍鉻，防銹美觀。各部件材質、熱處理性能、加工精度及外觀均經過嚴格的檢驗，按嚴格工序精心裝配成主機。因此整體剛性高、穩定性好。

（二）標準油源系統

◆ 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、電氣系統等組成。內部獨立區域集成安裝電控系統，隔離區域放置微機主機，油源柜臺面可兼做微機和打印機工作臺。整體結構緊湊，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動油缸和夾緊油缸提供液壓動力。系統由油泵電機組、油箱裝置、過濾裝置、方向調節裝置、壓力調節裝置、壓力安全裝置等組成。吸油和高壓系統均配有過濾裝置，試驗力由電液伺服閥控制，保證了試驗力的控制精度。

為減少系統發熱和節約能源，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，從而實現試驗速度的調整，壓差閥的作用是根據試驗力大小的需求不斷調整系統壓力。這種采用壓差閥和伺服閥組合系統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的壓力升高和降低時，系統調定壓力隨之改變，與試驗力的變化保持同步，不僅大大降低了能耗、減少了發熱，而且提高了整個液壓系統的安全性和可靠性。

（三）高測量與控制系統

◆ 系統組成：

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、聯想主流品牌微機組成測量運算和自動控制系統。控制器和軟件專為材料試驗機設計，試驗軟件兼容WindowsXP/Win7/Win8/Win10 操作系統。采用標準數據庫管理試驗數據，集成200 多個國家和行業試驗標準，支持批量試驗。可以完成試驗力、試樣變形、位移等參數的實時控制、檢測、數據處理、結果顯示、曲線繪制、打印輸出等。

◆ TTC-301型控制器--全數字三閉環測量控制系統

試驗機將向高性能、人性化-智能化、網絡化、自動化、集成化-高性價比方向發展。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據處理的全新解決方案，是試驗機技術發展方向的一個重要部分。

TTC-301型控制器是一款靜態試驗機獨立控制器。控制器將強大的測控功能、數據處理功能、人機交互功能、網絡功能、外設功能集成在一起，為試驗機提供了高集成度的單系統解決方案，高性能、高性價比。采用DSP技術及神經元自適應控制算法實現全數字閉環控制，測量精度為40萬碼分辨率，達到水平。 

主要特點

*可靠的全數字三閉環測量控制系統，采用了*的PID專業控制芯片和多通道數據采集處理模塊，將DSP+MCU混合架構應用于全數字三閉環測量控制系統，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zui底層通過數字信號處理器DSP對實時任務和大量算法的處理運算完成PID調整與控制輸出，微控制器MCU參與對I/O口、通信協議的控制，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。

控制器主要技術指標數據表

（四）電液伺服測控軟件

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

1. 國內外各類電子試驗機（支持各種伺服驅動器、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，支持各種語言開發定制。
4. TTC系列軟件可控制多種驅動單元（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。系統集數據處理、數據分析于一體；
2. 具有試驗力、位移、應力、應變等多種全數字閉環/開環控制功能，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、變形試驗數據，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. 自動進行數據處理，數據處理方法滿足GB228-2010新老標準要求，如上下屈服點、zui大力點、各類規定非比例應力點、各類規定全伸長應力點等；同時滿足多種國內標準，如ISO6892-1998、EN10002-1:2001以及ASTM等相關標準；
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的試驗操作與數據處理。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，可編程步數達200 步，并可根據需要任意擴展，完成任意復雜、任意控制模式切換的試驗過程編輯。同時提供數據分析功能，滿足試驗人員進行試驗分析及進行特殊試驗的數據處理；
7. 系統具有完整的文件操作功能用于試驗曲線、試驗數據、試驗參數、系統參數的儲存；同時，試驗數據亦可以文本方式進行存儲，以便于用戶利用通用商業處理軟件進行二次數據處理；
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，同時具備手工數據處理功能，適合于用戶進行各類復雜的數據分析；
9. 軟件支持各類商用打印機打印試驗報告；
10. 系統采用密碼方式分級管理。系統參數對專家級用戶全部開放，既保證了系統的使用靈活性，又可以使試驗系統的使用安全可靠；
11. 控制系統具有過載、超設定等保護功能；

軟件系統簡要操作說明：

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、數據處理、程控編輯都在這個界面里。它包括主菜單、數字顯示面板、曲線顯示面板、數據處理面板和監控面板五個部分。

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；

試驗數據可通過曲線遍歷；

可對曲線進行平移、縮放等操作；

可在曲線上顯示結果點，并可對結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。

系統設置主要是對試驗機通道、系統參數、試驗標準、控制參數、分析參數等進行設置。

試樣參數輸入及試驗結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，試驗結果自動在數據分析界面中顯示，用戶可以在這里進行手動修改。

系統控制界面在控制面板中，根據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。 

系統標定界面用更高一級的試驗機或者測力環標定傳感器。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參數調整界面在試驗機投入使用之前，用戶必須根據實際的系統設置閥的形式和中位、死區、PID等控制參數。 

保護選項界面當試驗力超過設定值或超過量程時，系統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，可以根據用戶需求對試驗標準進行定制升級，保證了系統的可擴展性。軟件系統實行分級管理，系統參數對專家級用戶全部開放，既保證了系統的使用靈活性，又可以使試驗系統免受惡意與無意的人為破壞，保證了系統的使用安全可靠。  

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

通過試驗數據文件，查詢與搜索管理試驗數據；

通過報告模板設置定制試驗報告內容和格式；

通過編輯公式和結果項目，可實現對絕大多數試驗標準和試驗方法的支持；

在加載一個或多個試驗數據文件后，按報告模板生成試驗報告，并打印輸出。

質量保障

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，安裝人員到達現場或根據客戶時間安排人員，負責客戶安裝、調試產品，并負責技術指導，培訓。

• 服務方式

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

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

• 服務承諾

   對我公司出售產品，質保期內，出現質量問題，我公司將派專業工程師，1小時內響應，24小時內到達現場，并解決問題。

• 售后服務內容

  1)產品質保3年。質保期在產品安裝完畢驗收合格之日計算。

  2）設備產品保修期內，我公司將利用許可時間(節假日)免費對產品，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）質保期外服務承諾：質量保證期過后，我方同樣提供免費咨詢服務，并承諾提供產品上門維護服務。

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