电子万能试验机.docx
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电子万能试验机
WDW-100E
微机控制电子式万能试验机
技
术
方
案
书
济南时代试金试验机有限公司
2016年7月
1.简介：
微机控制电子式万能试验机软件主要用于金属和非金属材料的拉伸、压缩、弯曲等试验。
适用于钢铁冶金、建工建材、航空航天、质量监督、教学科研单位等领域。
试验数据处理符合GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分：
室温试验方法》（我公司是此标准起草单位之一）。
测量RP、Rt、ReH、ReL、Rm、E、A、At、Agt、Z等性能参数。
2.方案描述：
2.1主机：
采用双空间门式结构，上空间拉伸，下空间压缩、弯曲（可根据用户需求更换试验空间）。
横梁无级升降。
传动部分采用圆弧同步齿形带，丝杠副传动，传动平稳，噪音低。
特别设计的同步齿形带减速系统和精密滚珠丝杠副带动试验机的移动横梁运动，实现了无间隙传动。
图片（仅供参考以实物为准）
2.1.1主机主要由底座、横梁和立柱组成。
上中下三个横梁组成双空间，中横梁可实现无级升降，可同时安装拉伸、压缩附具，有利于减少附具拆装的麻烦。
立柱将横梁连接成门式结构，强度高，刚性好，保证试验准确、安全。
2.1.2电机选用松下伺服电机：
可实现行业最快的响应频率2.0kHz，反应速度快；横梁动作平滑、停止时无振动，有效缩短高精度的定位时间，运行中噪音低，配时代最新控制器，可控速度可实现行业最高水平的稳定速度；防护等级达到TP67标准，环境的适应性更强。
2.1.3减速系统：
采用同步带传动、减速，噪音低、运行平稳、速度控制精度高。
公司配有专用数控滚齿机，有效保证同步带轮轮齿精度及粗糙度，且减速比及同步带张紧方式经精确计算及合理设计，保证横梁稳定运行和同步带长久的良好运行状态。
2.1.4传感器：
美国进口品牌传感器，精度高、寿命长，外部采用不锈钢材料，具有良好的防水性能，防护等级可达IP67。
2.1.5传动系统：
选用多达72道工序的精工双螺母预紧磨削丝杠，预紧力精确控制，消除传动间隙，磨削保证精度，热处理工艺保证滚道硬度，丝杠传动平稳、噪音小、使用寿命长、终生免维护。
2.1.6外形：
主机外罩采用铝合金材料一次挤压成型，硬度高、刚性好、无变形，表面磨砂处理，整体美观耐用。
2.1.7零件加工：
公司拥有种类齐全的各类机床、数控机加工中心，如数控落地镗铣床TK6913B、立式加工中心TH5656、大型龙门加工中心RB-3N、数控珩磨机2MKA2226Z等，有效保证零部件加工质量。
还拥有铸造、热处理、喷涂车间等，公司所有试验机零部件都可在厂内加工。
2.2控制系统：
2.2.1时代试金独创的控制器，基于32位ARM处理器，在控制性能和可扩展性方面优于DSP处理器。
采用数字锁相的交流放大技术，具有无漂移、高频宽（100Hz）、低噪声（抗干扰能力强）的显著特点。
采用多通道同步采样技术，使信号同步、准确。
可以实现试验力、变形和横梁位移等参量的闭环控制，各种控制模式之间可以平滑切换。
2.2.2具有过载、过流、过压、位移上下限位和紧急停止等保护功能。
2.2.3配备手动遥控器，可以点动控制横梁的上下移动，操作方便。
2.2.4时代试金控制器可通过增加配置负荷传感器，扩大试验力测量范围。
2.2.5具有TMS网络接口，可进行数据的传输、存储、打印记录和网络传输打印，可与企业内部局域网或Internet网连接。
2.2.6电气控制线路参照国际标准，符合国家试验机电气标准，抗干扰能力强，保证了控制器的稳定性，试验数据准确性。
2.3软件：
该测控软件用于微机控制电子万能试验机进行各种金属及非金属（如人造板等）的试验，按照相应标准完成实时测量与显示、实时控制及数据处理、结果输出及报表打印等各种功能。
2.3.1软件中嵌入了试验机刚度标定功能模块和预试验分析设置功能模块，保证了试验操作和数据处理符合GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分：
室温试验方法》中的要求（如方法A全程应变速率控制方式），技术上与国际最新检测技术要求接轨。
全程应变控制过程是一个复杂的过程，整个过程中包含了许多复杂的运算与控制算法，我们采用了许多新技术、新算法，并进行了大量的试验。
这套系统在第五届“21世纪试验技术与试验机研讨会”上得到了参会的国家钢标委力学分会委员的肯定，该软件已经申报专利。
试验机刚度标定模块
全程应变预试验分析设置模块
2.3.2采用统一界面设计，可应用于Win2000、WindowsXP、Win7等多种操作系统。
特殊的多语言模块可方便用户自行翻译为其他语言版本。
试验主界面主要包括菜单与快捷键、数据显示、控制、曲线显示、速度显示、试样信息几个部分。
2.3.3数据显示部分：
试验力、力峰值、变形、横梁位移、试验时间五项内容可实时显示，并可单独清零；
2.3.4控制部分具有位移控制和自动程控方式，可进行切换。
位移控制同时提供速度滚动条（可进行无级调速）和16组常用速度快捷按钮（可快速选择固定速度，速度值可进行设置）。
操作方便，快捷。
2.3.5自动程控方式具有试验过程控制模式智能设置系统，提供给专业用户试验编程器。
用户可以根据需要，按照规则灵活组合多种控制方式及控制速度，编制试验控制程序，并可存贮。
测控软件可按照此程序自动完成试验。
用户可以预先编制、存贮若干个试验程序，使用时通过下拉菜单选择调用。
2.3.6曲线显示部分具有试验力-变形，试验力-位移，应力-应变等多种试验曲线的实时显示功能，可随时切换观察；具有坐标自适应功能，使曲线总是处于最佳的显示状态；可非常方便地对曲线进行放大、缩小及移动等操作。
曲线放大：
采用鼠标选择区域放大，即从左上方往右下方选择相应的矩形范围可进行放大；
曲线缩小：
在曲线中用鼠标从右下方往左上方作矩形即可进行缩小；
曲线移动：
在曲线中按下鼠标右键，即可移动曲线。
曲线还原：
具有一键还原按钮，可方便地还原曲线。
2.3.7曲线显示方式有局部显示和全屏显示两种模式，方便观察。
2.3.8速度显示部分可实时显示试验力、横梁位移、变形、应力、应变的速度。
2.3.9试样信息部分可显示试样材料、编号、试样尺寸等相关信息。
可与扫码器进行数据通讯，读取信息。
2.3.10分权限管理，不同级别的操作者有不同的操作权限，可操作的菜单等内容也有所不同，有效的保护了整个系统；
2.3.11采用人机交互方式分析数据。
处理方法满足应用广泛的GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分：
室温试验方法》要求，可自动计算弹性模量、屈服强度、规定塑性延伸强度等各种性能参数；
2.3.12试验数据以文本文件的方式存贮，方便用户查询，满足GB/T228.1-2010的要求；方便利用任何通用商业报表、字处理软件对试验数据进行再处理，同时方便联网传递数据；
2.3.13可记录、保存试验全过程的数据曲线，并具有演示功能，实现不开试验机主机进行试验再现演示；
2.3.14试验报告的格式可以编制（通常用Excel），可以批量打印试验报告；
2.3.15可自动识别并支持遥控盒点动控制（横梁上升、下降），方便了试样的装夹等操作；
2.3.16具备试验力过载保护自动停机功能。
2.3.17可以智能判断试样断裂，自动停机。
2.3.18软件可智能识别横梁上下限位及急停信号，并进行保护。
且软件显示状态与主机的横梁实际运行状态保持一致。
在保护后，可直接通过软件操作使横梁反方向运行脱离开限位，无需手动去移开机械限位。
2.3.19具有曲线叠加功能，可将同组试验的曲线以多种颜色叠加，便于对比分析；
2.3.20数据显示支持力及长度的多种单位转换（如N、kgf、lbf及mm、inch等）；
2.3.21当进行批量试验时，每个试样试验结束后数据可自动存贮，并自动进入下一个试验，依次自动完成整批试验。
2.3.22另外，还可以根据用户的要求，增减软件功能。
3主要技术性能指标：
试验机等级：
0.5级
3.1试验力指标：
试验力最大值：
100kN
测量范围：
0.4%-100%FN
示值相对误差：
优于±0.5％
3.2变形指标：
（以下标配也可根据客户需求配置）
引伸计标距：
50mm
变形最大值：
10mm
测量范围：
0.2%-100%FN
示值相对误差：
优于±0.5％
3.3位移：
分辨力：
0.001mm
示值相对误差：
优于±0.5％
3.4速度：
调节范围：
0.005mm/min~500mm/min无级调速
示值相对误差：
优于±0.5％
3.5主机参数：
试验宽度：
600mm
拉伸行程：
600mm
压缩行程：
600mm
横梁最大行程：
1150mm
主机外形尺寸（宽×深×高）：
1010×750×2216（mm）
主机重量：
约1100kg
3.6工作环境及电压：
室温：
10℃～35℃，相对湿度：
20%～80%，
主机电源：
三相~380V±10％50Hz，功率3kW。
4系统配置清单：
序号
项目名称
生产厂家及规格
数量
备注
1
主机
时代试金
1台
2
交流伺服系统
日本松下
1套
3
负荷传感器
100kN（美国进口）
1只
4
引伸计
YSJ50/10-ZC
1只
长春
5
软件及闭环控制系统
时代试金
1套
6
计算机
联想（当前主流配置）
1台
7
伺服智能变压器
3kW
1台
深圳
8
专用电缆（含遥控器）
时代试金
1套
9
随机工具、随机文件
使用说明书，安装手册等
1套
10
标配附具
1.楔形拉伸附具
平钳口：
0-7（mm）
1副
时代试金
圆钳口：
φ14-φ20（mm）
1副
2.压缩附具
压盘直径：
φ100mm
1套
3.弯曲附具
跨距500mm,支辊及压辊直径φ24mm
1套
5技术情报和资料的保密：
5.1本技术方案属于我公司技术资料，用户应对我方提供的技术情报和资料承担保密义务，不论本方案是否采用，本条款长期有效。
5.2我方对用户提供的技术情报和资料亦应承担保密义务。
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