液晶顯示電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)使用說(shuō)明書(shū)

一、外觀

    該試驗(yàn)機(jī)主體結(jié)構(gòu)為單臂式結(jié)構(gòu)，雙空間試驗(yàn)，其中上空間為拉伸空間，下空間為壓縮空間，進(jìn)行試驗(yàn)力校準(zhǔn)時(shí)應(yīng)將標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力計(jì)放在工作臺(tái)上。主機(jī)的左側(cè)為計(jì)算機(jī)控制顯示部分。整機(jī)結(jié)構(gòu)大方，操作方便。

二、概述

本試驗(yàn)機(jī)采用交流電機(jī)及調(diào)速系統(tǒng)一體化結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)皮帶輪減速系統(tǒng)，經(jīng)減速后帶動(dòng)精密絲杠副進(jìn)行加載。電氣部分包括負(fù)荷測(cè)量系統(tǒng)和位移測(cè)量系統(tǒng)組成。所有的控制參數(shù)及測(cè)量結(jié)果均可以在計(jì)算機(jī)屏幕上實(shí)時(shí)顯示，可計(jì)算試樣的彈性模量、抗拉強(qiáng)度、斷后延伸率等參數(shù)。并具有過(guò)載保護(hù)等功能。

三、主要技術(shù)指標(biāo)

四、試驗(yàn)機(jī)的工作條件

1． 在室溫10℃-35℃范圍內(nèi)，相對(duì)濕度不大于80%；

2． 在穩(wěn)固的基礎(chǔ)或工作臺(tái)上，正確安裝；

3． 在無(wú)震動(dòng)的環(huán)境中；

4． 周?chē)鸁o(wú)腐蝕性介質(zhì)；

5． 電源電壓的波動(dòng)范圍不應(yīng)超過(guò)額定電壓的±10%；

6． 試驗(yàn)機(jī)電源應(yīng)有可靠接地；頻率的波動(dòng)不應(yīng)超過(guò)額定頻率的2%；

五、機(jī)構(gòu)介紹

該試驗(yàn)機(jī)由主機(jī)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及附具組成，具體見(jiàn)外觀圖。

1.主機(jī)部分

主機(jī)采用單臂式結(jié)構(gòu)，雙空間試驗(yàn)。電機(jī)及減速系統(tǒng)位于主機(jī)下部，可完成拉伸、壓縮試驗(yàn)，其中上空間為拉伸空間，下空間為壓縮空間。電機(jī)通過(guò)皮帶輪減速系統(tǒng)帶動(dòng)精密絲杠副旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)中橫梁上下移動(dòng)，對(duì)試樣進(jìn)行加載。試驗(yàn)速度的大小可由安裝在主機(jī)下面的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)控制完成。

2.電氣部分

電氣部分由調(diào)速系統(tǒng)及顯示測(cè)量系統(tǒng)組成，本機(jī)采用交流伺服電機(jī)及調(diào)速系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)速系統(tǒng)控制伺服電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)和速度的精度。負(fù)荷測(cè)量系統(tǒng)由一只高精度的負(fù)荷傳感器、測(cè)量放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、穩(wěn)壓電源等組成。位移測(cè)量系統(tǒng)由光電編碼器、脈寬整形電路、倍頻電路、計(jì)數(shù)電路組成。控制器直接插在計(jì)算機(jī)插槽內(nèi)。所有的控制參數(shù)及測(cè)量結(jié)果均可以在屏幕上實(shí)時(shí)顯示。

3.附具部分

該試驗(yàn)機(jī)配備二種附具。即拉伸夾具、壓縮壓盤(pán)。

六、安裝與調(diào)整

1 試驗(yàn)機(jī)及其工具箱等裝在試驗(yàn)機(jī)包裝箱內(nèi)，在開(kāi)箱前應(yīng)首先檢查外包裝是否完好。在開(kāi)箱后應(yīng)先取出技術(shù)文件，然后檢查包裝箱內(nèi)各部件是否完好，并據(jù)裝箱單核對(duì)是否缺件。

2 把試驗(yàn)機(jī)置于堅(jiān)固的平臺(tái)上或水泥臺(tái)上，用水平儀找正，調(diào)整四個(gè)調(diào)整螺釘，使機(jī)器處于水平位置。

3 試驗(yàn)機(jī)供電系統(tǒng)為兩相220V。主機(jī)必須有接地線。

STM32萬(wàn)能數(shù)顯觸摸屏試驗(yàn)機(jī)控制器由主控板，鍵盤(pán)，顯示器組成，顯示器為觸摸屏，如主控板采集力和位移信號(hào)，根據(jù)試驗(yàn)規(guī)程，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)，得出要求的結(jié)果，該主控板采用ARM系列32位處理器，功能強(qiáng)大，運(yùn)算速度快，

液晶顯示器能實(shí)時(shí)顯示試驗(yàn)曲線和多個(gè)測(cè)試結(jié)果，可連接多種型號(hào)的針打或熱敏微型打印機(jī)打印試驗(yàn)曲線和試驗(yàn)結(jié)果，驅(qū)動(dòng)電機(jī)類(lèi)型繁多，如直流調(diào)速器，步進(jìn)電機(jī)，伺服電機(jī)，變頻器，比例閥等。既可用于工廠生產(chǎn)車(chē)間的惡劣環(huán)境也可用于實(shí)驗(yàn)室的清潔環(huán)境，操作起來(lái)快速靈活。

 所有類(lèi)型的電機(jī)都能進(jìn)行力閉環(huán)控制,例如實(shí)現(xiàn)力保持功能，力速度功能。

改控制器能接兩個(gè)力傳感器，兩個(gè)光電編碼器，可接打變形引伸計(jì)，應(yīng)變引伸計(jì)，也可直接連接電腦組成雙控系統(tǒng)。

 提示：連接電腦和連接應(yīng)變引伸計(jì)需要提前通知，出廠默認(rèn)被禁止。

      出廠后，力，位移，速度都已經(jīng)標(biāo)定完畢，數(shù)值準(zhǔn)確，用戶(hù)可根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)規(guī)范直接使用

2.3面鍵各部功能介紹：

液晶顯示屏：顯示力值、峰值, 位移、速度、提示，試驗(yàn)曲線等。

液晶顯示屏為觸摸屏，通過(guò)點(diǎn)擊液晶屏上的文字或圖片就能完成試驗(yàn)的所有功能，配鍵盤(pán)是為了更加簡(jiǎn)便，減少擊屏的次數(shù)，增加設(shè)備的可靠性。

鍵盤(pán)：配合液晶使用，用于控制操作和各參數(shù)值的改變，以及控制電機(jī)的運(yùn)行。

       在正常做試驗(yàn)時(shí)一般只操作鍵盤(pán)就行，只有標(biāo)定和設(shè)置參數(shù)時(shí)才需要點(diǎn)擊屏幕。 

2.4詳細(xì)介紹:

下面詳細(xì)介紹各屏的顯示及功能，穿插介紹按鍵的使用。

  這是開(kāi)機(jī)后直接進(jìn)入的畫(huà)面。該畫(huà)面顯示公司LOGO，需要做的是在屏幕上點(diǎn)擊已下，或單擊一下任意一鍵。即顯示下一畫(huà)面

若單擊<試驗(yàn)>鍵，則直接顯示主頁(yè)面

在這一頁(yè)中，<試驗(yàn)>鍵與點(diǎn)擊“試驗(yàn)方法選擇"的功能相同。

點(diǎn)擊“試驗(yàn)方法選擇"

“拉伸試驗(yàn)"前有個(gè)*號(hào)，表示當(dāng)前選中的試驗(yàn)方法是拉伸試驗(yàn)。

在屏幕上點(diǎn)擊任意行，就表示選中對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)方法。鍵盤(pán)中的<上升><下降>鍵也可用來(lái)選擇試驗(yàn)方法。

這里假定選中“拉伸試驗(yàn)"，點(diǎn)擊屏幕上的確定或者按<試驗(yàn)>鍵，進(jìn)入下一頁(yè)面 

點(diǎn)擊“試驗(yàn)"或按<試驗(yàn)>鍵，就開(kāi)始了拉伸試驗(yàn)過(guò)程，并根據(jù)已經(jīng)設(shè)置號(hào)的條件自動(dòng)結(jié)束。分別點(diǎn)擊力框，變形框，位移框就是執(zhí)行力清零，變形清零，位移清零。按<清零>鍵則同時(shí)執(zhí)行力、變形、位移的清零。點(diǎn)擊“查詢(xún)"可查詢(xún)?cè)囼?yàn)結(jié)果，按<打印>鍵也可查詢(xún)?cè)囼?yàn)結(jié)果。點(diǎn)擊“調(diào)整"則顯示畫(huà)面，可以進(jìn)行橫梁鉗口夾具位置的調(diào)整。 

點(diǎn)擊“升速"“降速"可改變速度，按鍵的<切換>,<打印>也可改變速度。

點(diǎn)擊“系統(tǒng)標(biāo)定"，提示輸入

試驗(yàn)機(jī)的三個(gè)參數(shù)：力、位移、速度必須標(biāo)定后才能使用，否則不準(zhǔn)確。

這三個(gè)參數(shù)中，標(biāo)定順序應(yīng)是先標(biāo)位移，再標(biāo)速度，最后標(biāo)力。 

兩個(gè)概念：位移和變形。

位移就是試驗(yàn)橫梁的移動(dòng)距離，

變形就是試樣受力后產(chǎn)生的變形，變形可以用專(zhuān)門(mén)的引伸計(jì)測(cè)量，也可以用位移測(cè)量。以壓縮硬質(zhì)泡沫塑料為例，上壓頭向下移動(dòng)的過(guò)程中，在沒(méi)有接觸試樣前，位移不斷增加，變形為零，接觸試樣后，變形增加，位移也增加，總位移減去接觸試樣前的空行程就是變形。這就是用位移測(cè)變形的基本原理。

主控板支持三個(gè)脈沖輸入通道，分別是脈沖0，脈沖1，脈沖2.

脈沖0在電路板上已連通電機(jī)輸出脈沖，對(duì)于步進(jìn)電機(jī)或交流伺服電機(jī)，有電機(jī)驅(qū)動(dòng)脈沖，脈沖0就計(jì)數(shù)，脈沖0反應(yīng)了電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)步數(shù)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)橫梁移動(dòng)，這個(gè)脈沖0就正比于位移。

脈沖1和脈沖2是完整的正交編碼器接口，有外部引腳輸入。

標(biāo)定位移需要一個(gè)直尺或百分表。

開(kāi)動(dòng)電機(jī)，以直尺為標(biāo)準(zhǔn)，讓橫梁移動(dòng)一定的距離，例如20毫米，查看實(shí)測(cè)脈沖數(shù)，假定是2000，則標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度填寫(xiě)上20，對(duì)應(yīng)脈沖數(shù)填寫(xiě)上2000，點(diǎn)擊保存，位移標(biāo)定完畢。

編碼器1和編碼器2的標(biāo)定方式與此類(lèi)似，不再贅述。 

點(diǎn)擊“標(biāo)定速度"

 任意輸入驅(qū)動(dòng)頻率，例如10000，點(diǎn)擊上升或下降，三秒后查看實(shí)測(cè)速度，若實(shí)測(cè)速度小于試驗(yàn)機(jī)要求的最大速度，則修改驅(qū)動(dòng)頻率后再試，直到實(shí)測(cè)速度大于試驗(yàn)機(jī)要求的最大速度，假定驅(qū)動(dòng)頻率64000時(shí)實(shí)測(cè)速度為504，

則停機(jī)，填寫(xiě)左邊的四個(gè)數(shù)，最大速度填寫(xiě)上504，對(duì)應(yīng)最大頻率填寫(xiě)上64000，最小速度填寫(xiě)上0.05(0.05為504除以10000)，對(duì)應(yīng)最小頻率填寫(xiě)上6（6等于64000除以10000）。速比按1:10000計(jì)算。

在圖七中點(diǎn)擊“標(biāo)定力傳感器0" 

主控板支持以互換的方式連接兩個(gè)力傳感器，分別名名為傳感器0和傳感器1，標(biāo)定方式相同，這里已標(biāo)定傳感器0為例。

在圖十中，準(zhǔn)備好標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力計(jì)，根據(jù)傳感器0的量程先填寫(xiě)各點(diǎn)力，假定傳感器0的量程為500N,則各力點(diǎn)可為50,100,200,300,400,500，必須保證各力為升冪排列，并且第六點(diǎn)力為傳感器的量程。在傳感器0不受力時(shí)，點(diǎn)擊ADC進(jìn)行清零。加力，查看標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力計(jì)，當(dāng)以次達(dá)到個(gè)點(diǎn)力時(shí)，點(diǎn)擊屏幕上的“捕捉"，當(dāng)六個(gè)力點(diǎn)捕捉完畢，點(diǎn)擊“保存"。

注意，加力時(shí)必須保證ADC的值在增大而不是在減小。

點(diǎn)擊“其他硬件配置    

位移分頻系數(shù)：由于電機(jī)的驅(qū)動(dòng)頻率比較高，當(dāng)用電機(jī)驅(qū)動(dòng)脈沖測(cè)位移時(shí)，每毫米的脈沖數(shù)比較大，從位移精度方面來(lái)說(shuō)，改數(shù)太大毫無(wú)必要，一般地，位移精度在0.01—0.001毫米就足夠了，通過(guò)修改位移分頻系數(shù)，可以使每毫米脈沖在100-1000之間。

編碼器1換向否，0-不換向，1-換向，該參數(shù)可改變編碼器計(jì)數(shù)方向。當(dāng)然改變編碼器的接線也可以改變編碼器計(jì)數(shù)方向。

是否支持微型打印機(jī)，主控板的共用一個(gè)串口支持微型打印機(jī)和連接電腦。為1時(shí)可以用打印機(jī)，這時(shí)不能連電腦，設(shè)為0，則可以連電腦不在支持微型打印機(jī)。

微型打印機(jī)類(lèi)型：由于不同廠家的微型打印機(jī)指令集不同，具體某個(gè)打印機(jī)是否支持，請(qǐng)?zhí)崆白稍?xún)。

位移測(cè)量方法：可根據(jù)具體試驗(yàn)機(jī)的實(shí)現(xiàn)來(lái)設(shè)置。

電機(jī)類(lèi)型：默認(rèn)支持步進(jìn)電機(jī)和交流伺服電機(jī)，變頻器，直流電機(jī)，電磁鐵，電磁閥還需要轉(zhuǎn)接板，請(qǐng)?zhí)崆罢f(shuō)明。

電機(jī)正反轉(zhuǎn)換向，當(dāng)按<上升>鍵時(shí)橫梁實(shí)際是下降，則可修改次參數(shù)。當(dāng)然調(diào)整電機(jī)接線也可。

電機(jī)反轉(zhuǎn)延時(shí)秒數(shù)，若電機(jī)正在高速正轉(zhuǎn)時(shí)馬上發(fā)反轉(zhuǎn)命令，由于慣性，電機(jī)并不能馬上反轉(zhuǎn)是堵轉(zhuǎn)并發(fā)出巨大的噪音，對(duì)電機(jī)的安全有害，所以應(yīng)先停機(jī)，延時(shí)后再反轉(zhuǎn)。這里定義延時(shí)時(shí)間。

步進(jìn)電機(jī)緩加速起始頻率：當(dāng)使用不進(jìn)電機(jī)時(shí)，必須設(shè)置次參數(shù)。步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速最高約每分鐘650轉(zhuǎn)。但是，在每分鐘240轉(zhuǎn)以下可以直接啟動(dòng)，高于240轉(zhuǎn)，例如600轉(zhuǎn)，必須逐漸加速到600轉(zhuǎn)，而不能直接以600轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速啟動(dòng)，否則堵轉(zhuǎn)。加速時(shí)，不必要從0開(kāi)始加速，該參數(shù)就是加速的開(kāi)始點(diǎn)。若該參數(shù)設(shè)置偏大，電機(jī)堵轉(zhuǎn)，偏小，則加速慢。

限位回退速度，當(dāng)橫梁抵達(dá)上限位或下限位是，電機(jī)先停下來(lái)，然后再回退一段距離，作用是脫開(kāi)限位。回退速度和回退秒數(shù)就是用來(lái)定義回退距離的。

外接鍵盤(pán)類(lèi)型。方便不同的安裝方式。

，點(diǎn)擊“傳感器診斷"， 

受力時(shí)ADC值應(yīng)改變，橫梁移動(dòng)，脈沖0也應(yīng)改變，否則，則有故障。

回到點(diǎn)擊“定義橫梁調(diào)整速度"                    

點(diǎn)擊“幫助"，就顯示幫助畫(huà)面，主要是各接線定義。 

選中某試驗(yàn)方法，點(diǎn)擊“設(shè)置"，則進(jìn)入試樣方法參數(shù)設(shè)置頁(yè)面

介紹如下

加力式移動(dòng)方向0-向下，1-向上  

力單位，0->N,1-kN,2->kg  

小數(shù)點(diǎn)位數(shù)，0/1/2/3

傳感器編號(hào)，0或1  本儀器支持互換使用兩個(gè)力傳感器 ，

力傳感器換向否，0-不，1-換向。必須保證試驗(yàn)時(shí)力為正值。

破形判斷起始力，當(dāng)大于該力時(shí)才進(jìn)行破形判斷  

破型與峰值的百分比，例如60，表示力減小到峰值的60%表示彈簧斷裂。

編號(hào)，每進(jìn)行試驗(yàn)一次，該數(shù)自動(dòng)加一。例如若已經(jīng)進(jìn)行了20次試驗(yàn)，想重做第15次試驗(yàn)，要先把編號(hào)該為14，按試驗(yàn)鍵做完試驗(yàn)后再把編號(hào)改為20.

分組數(shù)，最大120。例如設(shè)為20，當(dāng)試驗(yàn)進(jìn)行20次后會(huì)提示分組試驗(yàn)完成，提示進(jìn)行打印。打印后編號(hào)重新從0開(kāi)始計(jì)數(shù)。 

預(yù)緊力，  若預(yù)緊力設(shè)為50N，則表示當(dāng)力為50N時(shí)試樣變直，從這時(shí)開(kāi)始作為計(jì)算變形的起點(diǎn),默認(rèn)為0.1N  

 是否返回，0表示試驗(yàn)完成時(shí)橫梁不返回，1表示試驗(yàn)完成時(shí)橫梁以返回速度自動(dòng)返回  

返回速度，拉斷或壓碎試樣后，橫梁以該速度返回  

返回提前減速位移mm,調(diào)整此數(shù)可使返回時(shí)的位置準(zhǔn)確。 

破型后繼續(xù)行程，有的試驗(yàn)要求在試樣拉斷后繼續(xù)運(yùn)行一定的距離，這時(shí)就需要本參數(shù)。若設(shè)為0則無(wú)效。

力速度和力保持，力閉環(huán)加力過(guò)程，必須定義相應(yīng)的PID參數(shù).

常見(jiàn)問(wèn)題及解答

1.問(wèn)：電機(jī)轉(zhuǎn)向是反的，點(diǎn)上升按鈕，橫梁實(shí)際是下降。

  答：解決辦法有兩種，一是改變軟件配置，二是改變接線，下面分別詳細(xì)說(shuō)明。

改變電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，隨電機(jī)類(lèi)型而不同；

   A. 交流伺服電機(jī)：進(jìn)入伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置，其中必有一項(xiàng)名稱(chēng)為“脈沖輸入邏輯取反"，改變?cè)擁?xiàng)的值即可，絕對(duì)不允許改變輸出到電機(jī)的三根線序（U,V,W）。不同廠家的伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置方法不同，請(qǐng)參看伺服驅(qū)動(dòng)器說(shuō)明書(shū)。

   B. 兩相步進(jìn)電機(jī)：輸出到電機(jī)的兩對(duì)線(A+,A-) (B+,B-),顛倒任意一對(duì)的線序即可，兩對(duì)同時(shí)顛倒等于不顛倒。

   C. 三相步進(jìn)電機(jī)： 輸出到電機(jī)的三根線（U,V,W）,顛倒其中的任意兩根。

   D. 變頻器：輸出到電機(jī)的三根線（U,V,W）,顛倒其中的任意兩根。

   E. 直流電機(jī)：勵(lì)磁線圈或電樞線圈，顛倒任意一對(duì)的線序即可，兩對(duì)同時(shí)顛倒等于不顛倒。

   F. 兩位四通比例閥：顛倒與其串行到油路的三位四通換向閥的兩個(gè)電磁線圈。

   G. 三位四通比例閥：顛倒比例閥的兩個(gè)電磁線圈。

  2. 問(wèn)：力不準(zhǔn)。

     答：一、請(qǐng)重新標(biāo)定力，參看前述力的標(biāo)定方法。

         二、力傳感器壞，更換力傳感器。

 3. 問(wèn)：位移不準(zhǔn)。

     答：請(qǐng)重新標(biāo)定位移，參看前述位移的標(biāo)定方法。

  4. 問(wèn)：當(dāng)加力時(shí)，力為負(fù)值。

     答：需交換力傳感器的方向，方法有兩種。

     方法一：軟件配置：每一試樣方法里，都有設(shè)置參數(shù)力換向，若為1該為0.

     方法二、在傳感器的四根接線中分為V+,V-,S+,S-,V表示電源，S表示信號(hào)，交換V+和V-;或者交換S+和S-,兩對(duì)同時(shí)交換等于不交換。

   5. 問(wèn)：加力時(shí)大變形引伸計(jì)為負(fù)。

       答：需交換光電編碼器的方向，方法有兩種：

       方法一、軟件配置，改變標(biāo)定參數(shù)22的值，若原來(lái)為0則該為1，若原來(lái)為1該為0.

       方法二：實(shí)際對(duì)換大變形引伸計(jì)光電編碼器A,B信號(hào)線。

  6. 問(wèn)：標(biāo)速度時(shí)，顯示的實(shí)測(cè)速度感覺(jué)不對(duì)。

       答：位移不正確，請(qǐng)先標(biāo)位移再標(biāo)速度。

 九、常見(jiàn)故障及處理方法

1. 如在測(cè)試過(guò)程中顯示不正常或中橫梁不移動(dòng)，需要斷電5s然后重新上電。

2. 若試驗(yàn)力及位移在試驗(yàn)過(guò)程中不變化，檢查連線及插座是否良好。

3. 試驗(yàn)過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)異常聲音，立即停機(jī)檢查傳動(dòng)系統(tǒng)。

4. 如在測(cè)試過(guò)程中顯示不正常或中橫梁不移動(dòng)，則檢查限位是否鎖住，若限位開(kāi)關(guān)鎖住，松開(kāi)后重新試驗(yàn)。

5. 若試驗(yàn)力及位移在試驗(yàn)過(guò)程中不變化，檢查連線及插座是否良好。

 6.試驗(yàn)過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)異常聲音，立即停機(jī)檢查傳動(dòng)系統(tǒng)。

注：傳感器不在保修范圍內(nèi)