焊接疲勞測試系統

0 引言

焊接疲勞測試機主要用于鋼材、鋼管等材料焊接后的疲勞試驗,然后根據斷裂情況進行力學性能測試分析研究。本機采用Trio309控制卡進行半閉環控制方式，并通過觸摸屏與電腦進行控制顯示。

1 系統結構

1.1實現功能

(1) 實時顯示焊接測試的拉壓力-時間曲線。

(2) 可進行連動與寸動控制，進行靜態測試，動態測試。

(3) 運動到次數或超過最大拉力值后，自動停止，彈出提示信息，保存文件。

(4) 觸摸屏也具有顯示參數及控制功能，可與計算機軟件同步控制。

1.2系統設計

基本配置

控制系統采用Trio ME309卡，單軸Motec伺服控制，1路模擬輸入。串口采集電機電流。上位機使用本公司通過VC開發的系統軟件。機械部分為本公司設計的平臺。

1.3設備圖片

2 控制過程及試驗過程

2.1 控制過程

焊接系統將移動距離、速度、加速度寫入控制卡，控制卡通過計算輸出一定數目和頻率的脈沖傳送到驅動器上，由驅動器控制電機移動，電機帶動絲杠連接的平臺移動。移動過程中，連接在平臺上的物體拉伸產生拉壓力，經拉力傳感器傳輸到控制卡，軟件或觸摸屏讀取數據并顯示。軟件顯示時間與拉力曲線，并且通過串口讀取電機電流計算拉壓力曲線顯示。

2.2 試驗過程

樣品一端焊接(或其他方式固定)在板上，板兩端通過連接件和工裝件連接。樣品另一端通過夾具和球形軸承連接。

靜態試驗中：樣品一端固定，另一端用一定的力（小于2500N）去頂，使固定的一端斷裂，控制器通過壓力傳感器反饋到樣品斷裂時候的扭矩，上位機軟件可實時顯示受力曲線，保存數據。

動態測試中：觸摸屏或電腦可以設定并記錄振動的次數，振動振幅可調，分±5mm, ±8mm, ±10mm, ±20mm, ±30mm，精度按1mm設定。頻率1Hz，依照現場情況，調節頻率檔位。上位機軟件根據監測的電流計算受力曲線并保存數據。

3 系統介紹

3.1 主要功能

(1) 實時顯示焊接測試的拉壓力-時間曲線。

(2) 實時檢測機器故障，顯示當前位置，震動次數等參數。

(3) 打開，保存曲線文件為txt格式。

(4) 可進行連動與寸動控制，進行靜態測試，動態測試。

(5) 運動到次數或超過最大拉力值后，自動停止，彈出提示信息，保存文件。

(6) 觸摸屏也具有顯示參數及控制功能，可與計算機軟件同步控制。

3.2 界面介紹

圖形顯示區

紅色坐標刻度，橫軸時間最右顯示最大時間，縱軸拉壓力最上顯示最大拉力，測試時圖形實時變化。曲線顏色依次是曲線1—藍，曲線2—綠。

參數顯示區

實時顯示電機位置，傳感器壓力，電機力值，震動次數，靜斷位移等。 振幅設為5~30mm，次數1~2的31次方，頻率根據不同幅度自動計算最大值。

運動控制區

壓力清零，在機器靜止時，按此按鈕，可使當前傳感器壓力值歸零；運動時不要使用。

曲線選擇：曲線1、曲線2復選框，選擇顯示傳感器與電機曲線；不選不顯示。

手動，可選擇連動與寸動。選擇連動，按向前或向后時，設備一直向前運動到零點或最大行程位置。選擇寸動，按向前或向后時，每按一下，向前或后移動一個步長距離。

靜態測試、動態測試、平臺回零同菜單中功能。

3.3 菜單介紹

文件：新建文件，打開文件，保存文件，退出。

設置：系統參數，壓力設置，靜態測試，動態測試，平臺回零，壓力清零。

3.4 觸摸屏介紹

觸摸屏界面如下所示，使用方法同電腦軟件，其中頻率、振幅、寸動速度、設置次數可以設置。實際位置與當前次數為顯示參數不能修改。下面寸動/連動切換控制向前與向后狀態。移動時按停止鍵停止。若測試時設備不移動可能是你設置的參數不符合要求或者當前運動未停止，請重新設置。

4 結束語

此系統已成功應用，動態震動次數根據距離不同而有所區別，自動根據硬件要求計算最高頻率。5mm時最高5Hz，30mm時最高1Hz。此系統主要特點是觸摸屏與電腦軟件同步，觸摸運動時，上位機檢測到運動狀態顯示數據。啟動或暫停時，上位機能顯示或暫停曲線顯示。