基于plc扭簧疲劳试验机研制

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1、2013年6月机床与液压June2013第41卷第11期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．41No．1lDOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．11．034基于PLC的扭簧疲劳试验机的研制蒋明明，肖世德，李志兵，高宏力(西南交通大学机械工程学院智能机电技术研究所，四川成都610031)摘要：为了客观评价汽车用扭簧的性能与寿命，研制了基于PLC的疲劳试验机。介绍了该试验机的组成、硬件电路设计及软件设计，并对扭簧疲劳试验过程中出现的伺服电机转向抖动过大等问题进行了探讨。试验证明：该试验机能够完成各种长时间、高重

2、复性、不同振幅的扭簧疲劳试验，运行稳定可靠。关键词：扭簧；PLC；伺服电机；疲劳试验机中图分类号：U467．3文献标识码：A文章编号：1001—388l(2013)11—125—3DesignoftheTorsionSpringFatigueTestSystemBasedonPLCJIANGMingming，XIAOShide，LIZhibing，GAOHongli(SchoolofMechanicalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，ChengduSichuan610031，China)Abstract：

3、Inordertoevaluatetheperformanceandlifeofthetorsionspring，akindoffatiguetestmachinewasdesignedbasedonPLC．Thetestingmachinecomposition．systemhardwarecircuitdesignandsoftwaredesignwereintroduced．Thesteeringsenomotorwobblingproblemintestprocesswassolved．Theexperimentresuhshowsthatth

4、ismachinecanbeusedtoperformavarietyoftwistspringfatiguetestwithlongtime，highrepeatability，differentamplitude．Thestabilityandreliabilityofthesystemareproved．Keywords：Torsionspring；PLC；SeⅣomotor；Fatiguetest扭簧作为应用广泛的基础性产品，对其性能的检位机，接受用户的参数设置和指令，通过RS485总测显得越来越重要。现代自动化测量技术日益完备，线传送给PLC

5、。PLC作为整个试验机控制的核心，负除了要求能够准确、可靠地完成检测任务之外，还要责整体的运动控制。求能实现自动、智能化的检测⋯。PLC吸取了微电子技术和计算机技术的最新成果，发展十分迅速，应用于自动化领域的各个方面。而$7-200系列PLC是一种体积小、编程简单、控制方便、价格实惠的可编程控制器，它可以较好地实现对运动位置控制J，所以作者设计一种以$7-224XP作下位机、以松下Mi．nasA4系列交流伺服电机作伺服电机、以步科触摸屏为上位机的廉价试验机方案。1试验机方案扭簧疲劳试验机的原理如图1所示。试验开始时，根据不同的扭簧选择工件套轴，用锁紧螺

6、栓锁紧扭簧后，由伺服电机低速转动将扭簧转到设置角1一试验机外壳2一工件套轴3～盏板4一调心轴承5一固定螺母度，再根据触摸屏上人工设置的参数通过控制伺服6一扭矩传感器7一编码器8一机架减速器10一伺服电机l1一信号转换模块l2～伺服驱动器l3一PLcl4一触摸屏电机的转动方向和速率来控制疲劳试验的频率和振幅。图1扭簧疲劳试验机组成示意图试验中，扭矩传感器检测扭簧受外力变形的扭矩2系统硬件电路设计值，实时反馈给PLC进行检测；PLC根据输出轴上试验机系统的电气电路主要由外围电气电路和控编码器信号经过处理模块转换后的值，通过计算得出制系统电路组成。试验机系统

7、的外围电气电路主要由扭簧转动的速度及角度变化；触摸屏作为试验机的上熔断器、空气开关、电源指示灯、电源开关按钮、急收稿日期：2012—05—09作者简介：蒋明明(1988一)，男，硕士研究生，主要研究方向为嵌入式系统与工业控制。E—mail：JMM1698@gmail．tom。·126·机床与液压第41卷停开关按钮等组成，目的是保证试验机电源供电的可管型'CPU，依靠其本身集成的模拟量输入模块进行扭靠性与安全性。其中，熔断器可以对电路过流的情况簧扭矩大小的检测。PLC输入输出点数分配表定义如起到一定的保护作用。表2所示。CPU模块接线原理如图3所示。试验

8、机控制系统的硬件电路主要包括系统的保护表2输入输出点数分配表电路、电源变换电路、伺服电机驱动器