本实用新型专利技术提供一种基于PLC的充气式波纹管疲劳试验机自动控制装置，设备采用整体立式结构，结构分为三大部分，上部为显示操作区域，中部为3个波纹管疲劳试验区域，下部为气路连接区域；可根据要求通过触摸屏输入程序的试验次数和频率，外部的气源通过面板上安装的进气接头提供试验机气源，由PLC控制各气路电磁阀，实时采集压力表压力值,并显示于触摸屏上，若压力低于预置报警压力则自动停机，从而判断波纹管断裂泄压，已发生疲劳破坏；本设计的设备通过触摸屏参数设定，还适用于非气密性检测单纯做波纹管拉伸压缩往复运动的疲劳试验。本实用新型专利技术将PLC触摸屏伺服系统应用于波纹管疲劳试验机，大大提高自动化水平和降低人的劳动强度。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于疲劳试验设备领域，尤其是涉及一种基于PLC的充气式波纹管疲劳试验机自动控制装置。
技术介绍
波纹管疲劳试验机早期纯手动交流电机连续运转带动凸轮使波纹管往复运动，自动化水平低、人的劳动强度大，严重影响了生产效率。公开号为202836956U的专利，增设压力补偿装置，并在试件承载台内设空腔，避免了当拉伸或压缩位移过大，试验机的振动，提高了精密度；公开号为CN201020661932.8的专利，采用了测力计，测试试件缩短，经济效益显著。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于PLC的充气式波纹管疲劳试验机自动控制装置，PLC触摸屏伺服系统应用于波纹管疲劳试验机，大大提高自动化水平和降低人的劳动强度。本技术所采用的技术方案是:提供一种基于PLC的充气式波纹管疲劳试验机自动控制装置，采用整体立式结构，结构分为三大部分，上部为显示操作区域，包括触摸屏、操作面板和电气箱；中部为3个波纹管疲劳试验区域，包括上固定板、波纹管、上活动板、偏心轮结构和电机减速机；下部为气路连接区域，包括下活动板、气路系统、涡轮丝杠和立式机架；其中偏心轮结构包括伺服电机、减速机构及偏心轮，安装于下活动板，通过偏心轮上的连杆与上活动板连接。所述气路系统元件主要有:手动阀、进气接管嘴、出气接管嘴、各种接头软管、电磁阀、压力表及气缸瓶，外部的气源通过面板上安装的进气接头提供试验机气源，经过手动截止阀控制气源的输入，在气源进入试验机后经过一个四通的管接头分别给三路波纹管提供。波纹管往复运动之前需要充气，往复过程中需要检测气路压力，从而检测波纹管是否泄露是否停机，记录疲劳寿命次数。气路系统除了管件、接头、手动阀、电磁阀及气缸瓶结构，还安装数字式压力表，测量气路压力，具有RS485通讯或者模拟量输出；PLC控制气路中电磁阀的开闭，将气体通过气路系统通入波纹管；PLC通过扩展输入型模数转换模块实时采集压力表测量的气路中压力模拟量；PLC通过RS232与触摸屏通讯，使压力值显示于触摸屏；PLC将采集到的气路压力实际值与触摸屏参数画面的设定的给定压力、报警压力进行比较，检测波纹管泄露情况，从而控制气路开闭和控制伺服电机的运转或停止。本技术将PLC触摸屏伺服系统应用于波纹管疲劳试验机，选择PLC触摸屏自动控制模式，PLC模块与触摸屏通讯采用RS232实时通讯，PLC给伺服驱动器发送脉冲指令，控制伺服电机旋转的方向和速度，同时与伺服驱动器输入输出关联，达到自动控制；触摸屏画面用于显示和操作，显示PLC运行的中间状态。触摸屏画面除可人为预置报警压力、给定压力、给定工作次数及往复运动频率，此外还可设置试验频率、给定次数、给定压力、压力报警值、初始定位、压缩和拉伸位移。工作时，PLC触摸屏伺服系统控制各气路电磁阀，实时采集压力表压力值，并显示于触摸屏上，若压力低于预置报警压力则自动停机，从而判断波纹管断裂泄压，已发生疲劳破坏。设备通过触摸屏参数设定，还适用于非气密性检测单纯做波纹管拉伸压缩往复运动的疲劳试验；参数画面需要设定试验频率，单位Hz，与PLC程序中控制伺服电机速度参数有差距，需要程序计算达到一致。设计中，采用涡轮丝杠升降结构用于波纹管安装初始位置的调整，使不同的波纹管处于自然状况安装，涡轮丝杠安装在下活动支板和下固定不动支板中间；PLC采集光栅脉冲信号测量值经过程序折算，显示于触摸屏上，表明波纹管安装时观测位移值。选用台达AB系列伺服系统，主要是利用台达AB系列伺服系统的回原点功能，由伺服驱动器参数P1-47设定规划，PLC只需发出给伺服驱动器回原点触发信号和等待接收来自伺服驱动器回原点完成反馈的信号，中间过程由伺服自动完成，然后将内部脉冲存储器D1336和D1337清零、复位一些中间状态，从而结束回原点过程。设备工作时:首先在设备中部的上固定不动支板和上活动支板之间安装波纹管，并使其处于自然状态；安装完波纹管且往复运动之前，要先回原点，即偏心轮垂直位置，用于消除累积误差；然后，给波纹管充气，在到达给定压力后自动关闭充气阀；伺服电机通过减速机构作为主动力，带动偏心轮在同一方向持续旋转，偏心轮上的连杆直接作用于设备中部的上活动支板，通过调整偏心轮的偏心距，带动上活动支板上下往复运动，从而带动波纹管不断拉伸压缩；试验次数和频率均可根据要求通过触摸屏输入程序，PLC控制伺服系统、减速机连接偏心轮带动连杆做往复运动，来实现对波纹管一定频率的拉伸和压缩，到达预置试验次数后可自动停机；往复运动过程中PLC实时监控每路压力表测量的压力值，若压力低于预置报警压力则自动停机，从而判断波纹管断裂泄压，已发生疲劳破坏。本技术的特征是:触摸屏画面操作，首先对参数设定画面的参数设定或者调出成熟配方，从而参数应用于程序运行中。进入自动往复画面，点击开始按钮。设备按照程序步骤自动运行。首先波纹管往复运动之前，PLC控制气路电磁阀给波纹管充气，到达给定压力自动关闭充气阀，然后开始往复运动，到达给定往复次数自动关机和打开泄气阀；往复过程中压力值实时显示与触摸屏上，可供观察，如果实际压力小于报警压力判断有波纹管泄漏自动报警和停止往复运动，自动记录次数为疲劳寿命次数；或者往复运动到达设定次数自动停机。本技术通过触摸屏参数设定，还适用于非气密性检测单纯做波纹管拉伸压缩往复运动的疲劳试验。本技术的有益效果是:将PLC触摸屏伺服系统应用于波纹管疲劳试验机，大大提高自动化水平和降低人的劳动强度；且触摸屏画面设计了参数画面，可人为改变PLC程序的运行指令，通过程序计算达到等量纲，从而达到人机交互的准确性。【附图说明】图1为整体结构示意图；图2为自动控制原理框图；图3为PLC控制图；图中:1、触摸屏；2、操作面板；3、电气箱；4、上固定板；5、波纹管；6、上活动板；7、偏心轮结构；8、电机减速机；9、下活动板；10、气路系统；11、涡轮丝杆；12、立式机架。【具体实施方式】:下面结合附图和【具体实施方式】对本技术做进一步说明。本设计的设备采用整体立式结构，如图1所示结构分为三大部分，上部为显示操作区域，包括触摸屏1、操作面板2和电气箱3 ;中部为3个波纹管疲劳试验区域，包括上固定板4、波纹管5、上活动板6、偏心轮结构7和电机减速机8 ;下部为气路连接区域，包括下活动板9、气路系统10、涡轮丝杠11和立式机架12 ;其中偏心轮结构包括7伺服电机、减速机构及偏心轮，安装于下活动板9，通过偏心轮上的连杆与上活动板6连接。气路系统10元件主要有:手动阀、进气接管嘴、出气接管嘴、各种接头软管、电磁阀、压力表及气缸瓶；外部的气源通过面板上安装的进气接头提供试验机气源，经过手动截止阀控制气源的输入，在气源进入试验机后经过一个四通的管接头分别给三路波纹管提供。如图3所示，试验机开始工作时，PLC控制放气电磁阀DF2、DF4、DF6关闭，充气电磁阀DF1、DF3、DF5打开，气压进入各波纹管，当压力表测试气压达到指定压力后，PLC控制充气电磁阀DF1、DF3、DF5关闭，试验机开始往复运动。在发生波纹管泄漏或试验停止时，需要先将波纹管中的压力释放，此时PLC控制电磁阀放气DF2、DF4、DF6打开，通过排气接管嘴释放压力。压力表测试压力通过PLC接收压本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于PLC的充气式波纹管疲劳试验机自动控制装置，设备采用整体立式结构，结构分为三大部分，上部为显示操作区域，中部为波纹管疲劳试验区域，下部为气路连接区域，其特征在于：所述上部为显示操作区域，包括触摸屏、操作面板和电气箱；中部为3个波纹管疲劳试验区域，包括上固定板、波纹管、上活动板、偏心轮结构和电机减速机；下部为气路连接区域，包括下活动板、气路系统、涡轮丝杠和立式机架；其中偏心轮结构包括伺服电机、减速机构及偏心轮，安装于下活动板，通过偏心轮上的连杆与上活动板连接；所述气路系统元件包括：手动阀、进气接管嘴、出气接管嘴、各种接头软管、电磁阀、压力表及气缸瓶；外部的气源通过面板上安装的进气接头提供试验机气源，经过手动截止阀控制气源的输入，在气源进入试验机后经过一个四通的管接头分别给三路波纹管提供；将PLC触摸屏伺服系统应用于波纹管疲劳试验机，选择PLC触摸屏自动控制模式，PLC模块与触摸屏通讯采用RS232实时通讯，PLC给伺服驱动器发送脉冲指令，控制伺服电机旋转的方向和速度，同时与伺服驱动器输入输出关联，达到自动控制；触摸屏画面用于显示和操作，显示PLC运行的中间状态；所述PLC触摸屏伺服系统控制各气路电磁阀。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马娟，李怡彤，苏慧敏，徐哲，董小军，
申请(专利权)人：太原太航科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山西;14
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