1. 设备概述
1.1. 基本信息
设备名称:汽车座椅三工位头枕靠背静强度试验台
设备型号:ZYQD-3
使用范围:主要用于测试座椅头枕静态试验。本试验机适用于下列情形:座椅头
枕静强度的评估试验、新设计、变更工艺、变更材料、货源鉴定、产品质量抽检等情
况。
参考标准:试验台参考并能满足 GB11550-2009《汽车座椅头枕强度要求和试验方
法》 、GB15083-2006《 汽车座椅、座椅固定装置及头枕强度要求和试验方法》 、ECE R17
《关于就座椅、座椅固定点及头枕方面批准车辆的统一规定》 、ECE R25《关于座椅认
证的统一规定》中座椅头枕静态试验的方法。
1.2. 技术指标
1.2.1. 外形尺寸
1) 主机外形尺寸(横向×纵向×高) :3000×2000×1880(mm) ;
2) 电气柜:800×600×1400(mm) ;
3) 控制机柜:800×600×1700(mm) 。
1.2.2. 主机框架
1) 三工位间间距可调;
2) 三工位前后独立可调;
3) 三工位高低独立可调;
4) 方向调整采用电机方式。
1.2.3. 头枕加载缸
1) 最大推拉力:2000N;
2) 行程:600mm;
3) 速度调节范围:1mm/min 至 400mm/min;
4) 高度单独可调。
1.2.4. 靠背加载缸
1) 最大推拉力:2000N;
2) 行程:400mm;
3) 速度调节范围:1mm/min 至 400mm/min。
1.2.5. 负荷测量
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1) 使用范围:20 至 1800(N) ;
2) 测量精度:±1%。
1.2.6. 位移测量
1) 使用范围:依据加载缸行程;
2) 测量精度:0.05%F·S。
1.3. 性能 特点
1.3.1. 机械系统
1) 试验平台带有纵横 T 型槽,可以固定不同型号的试样底座;
2) 具有头枕加载缸高度定位装置,简化试验操作;
3) 具有工位初始角度定位装置,一键定位工位初始角度;
4) 具有移位躯干线零位位置定位装置,一键定位移位躯干线零位;
5) 具有 H 点对准装置,简化试验操作。
1.3.2. 控制系统
1) 试验采集与控制都使用基于研华工控机的美国 NI PCI 板卡完成,采集与控制
速度快,稳定性高;
2) 依托板卡独立的硬件毫秒级定时进行 PID 闭环控制,控制精度高,同步性好;
3) 使用 PLC 进行系统调度,可使用软件集中控制设备供电及所有移动机构的执
行;
4) 通过 PLC 完成看门狗功能,在意外情况下保护设备及操作人员安全;
5) 所有主要部件及板卡均采购自市场上主流大品牌,后期维护操作简单,维护费
用低廉。
2. 设备结构
设备主要由试验底平台、主机框架、背模头模装置、头枕加载缸、靠背加载缸、
横向移动装置、纵向移动装置及计算机控制及采集系统等组成。
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图 2-1 主机示意图
2.1. 机械系统
机械系统由纵向 T 型槽的铸铁平台、头枕加载缸、靠背加载缸、H 点对准装置及高
精度负荷传感器等等组成。
2.1.1. 铸铁平台
图 2-2 铸铁平台示意图
该平台符合 JB/T7974-1999 规定的平面度公差精度为 2 级。底平台为有纵向 T 型
槽的铸铁平台。该平台采用高强度铸铁 HT250 铸造,平台经过去磁和稳定性处理,该
平台精度高,耐磨性好。
2.1.2. 头枕加载缸
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图 2-3 头枕加载缸示意图
加载缸采用电动伺服缸,其具有噪音低,节能,干净,高刚性,抗冲击力,超长
寿命,操作维护简单等特点。还可以安装前后感应式限位开关,配合伺服系统,提高
系统安全性。
图 2-4 电动伺服缸示意图
电动伺服缸采用松下伺服电机和伺服驱动器,可方便调整参数、监视状态和分析
故障。其强大的智能化自动调整功能可替代通常的专业复杂地调试过程,轻松完成高
速高响应,最高速度响应频率可达 1kHz。控制方面,该伺服驱动器可接收高达 2Mpps
的脉冲指令,并内置瞬时速度观测器,可快速、高分辨率地检测出电机转速。实际使
用中,伺服电机前端还安装有减速机,通过减速机连接到电动缸。
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图 2-5 松下伺服电机示意图
2.1.3. 靠背加载缸
图 2-6 靠背加载缸示意图
图 2-7 靠背尺寸
A=131.5mm B=545.4mm C=487mm D=318.9mm center 235mm
E=388.2mm F=58.4mm
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2.1.4. H 点对准装置
H 点对准装置主要用于座椅 R 点和试验台的 H 点对准用。 H 点对准装置主要由手轮、
灯光、动横梁、底座等组成。
图 2-8 H 点对准装置示意图
2.1.5. 负荷传感器
采用轮辐式传感器,专用设计的拉压两用传感器,可满足不同精度的试验要求,
精度高,失真小,性能稳定可靠,抗侧向力好,量程范围广,安装使用方便。
图 2-9 负荷传感器示意图
2.1. 电气控制 及采集系统
整个电气控制及采集系统可分为:电气拖动系统和采集控制系统两部分。
2.1.1. 电气拖动系统
电气拖动系统依托于标准机柜,是整台设备电力配给和电气逻辑控制的核心。所
有信号的线材连接都在此部分完成,其在关键部位使用光电隔离式固态继电器和高品
质屏蔽电缆有效减轻伺服电机系统运作时对控制信号和采样信号的干扰。
采用标准机柜放置工控机、显示器、电气拖动系统、采集系统、控制系统等,整
体布局整齐,防尘性能好,为系统提供平稳、安全的运行环境。
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图 2-10 标准机柜示意图
2.1.2. 采集控制系统
该系统采用美国 NI 多功能卡作为核心元件,配合传感器信号放大器、光电编码器
采集卡、模拟量输出卡等实现功能单元模板化、标准化设计,具有配置灵活,互换性
强,易于售后服务等特点。所有板卡均采用高效稳定的 PCI 总线模式,只需插入计算
机 PCI 插槽并安装驱动程序便可使用,方便,稳定,易于维护。
美国国家仪器的 NI PCI-6221 多功能卡可进行负荷模拟信号高速采集,兼容性好,
稳定性极佳,其主要特点有:
图 2-11 NI PCI-6221
16 位,250 kS/s,16 路模拟输入
2 路 16 位模拟输出(833 kS/s)
10 条数字 I/O 线,32 位计数器,数字触发
光电编码器采集使用研华 PCI-1784U(4 个通道)和 NI PCI-6221(2 个通道)同
时进行。研华 PCI-1784U 主要特点有:
单端或差压输入
卡上带宽范围时间选择器的 8 位定时器
可选采样速率的 4 级数字滤波器
每个编码器循环 x1, x2, x4 计数
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脉冲/方向和加/减计数器
光隔离电压 2,500 VDC
4 个 32 位加/减计数器
图 2-12 研华 PCI-1784U
模拟量输出(控制信号)使用研华 PCI-1723 模拟量输出卡,其主要特点有:
图 2-13 研华 PCI-1723
16 位,8 路非隔离模拟量输出
自动校准功能
每个模拟量输出通道带一个 16 位 DAC
同步输出功能
系统重新热启动后保持输出值
2 端(16 路)用户定义数字量输入/输出
板卡 ID
为了使用 PCI 接口形式板卡,我们采用研华工控机 IPC-610L(300W 电源)作为
其载体。其特点有:
工业级母板
主板 AIMB-763VG(5 个 PCI 槽 2 个 PCIE 槽 2 串一并一个网口)
含 CPUE5300/2G/500G/DVD/KB/MS/
前端配备 2 个 USB,机箱前面板上的系统状态 LED 指示灯可显示电源、硬盘
和系统电压的运行情况
有过滤内吹冷却风扇,可在整个机箱内维持正的空气循环
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一年上门两年质保
图 2-14 研华工控机示意图
由于这些特点,使得 IPC-610 拥有很强的防干扰、防尘、防震、防扰流的能力,
为 PCI 板卡稳定运行提供了坚实的平台。
2.2. 软件系统
软件系统运行于研华工控机上,通过驱动函数与 PCI 板卡进行交互。其主要特点
有:
运行于 Windows 操作系统,人机界面友好,操作简便
隐藏了大部分硬件配置参数,只留有用户需要使用的少量硬件配置参数,简化
用户操作
软件启动后实时显示传感器采样瞬时值, 试验时还可显示传感器采样最大值和
最小值
可手动设置传感器保护值(默认为对应传感器量程) ,保护响应时间为 5ms
试验曲线数据处理方式可配合试验运行参数形成一个整体的试验模块, 各种组
合设置灵活,调用方便,可实现全部参数的存盘和读取
试验数据以二进制形式存储在文档中,读写速度远高于数据库形式,且大大提
高连续记录数据量,减少长时间运行软件存储故障率
所有试验数据均支持导出至 EXCEL 表
可灵活设定多种条件检索试验记录
可同时显示所有传感器通道的曲线(颜色区分)
在试验曲线上可进行各种条件下的特征点查找
在试验曲线上可进行光标任意点查找(可与 EXCEL 导出数据匹配)
可通过试验报告模板生成定制的试验报告(EXCEL 格式)
传感器标定操作简单,易学易用
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图 2-15 试验软件主界面示意图
图 2-16 试验软件调试界面示意图
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3. 设备配置
表 3-1 详细配置表
4. 安装调试
4.1. 现场条件
1) 电源要求:三相电源 AC3800±10%V,10kW;
2) 应具有不大于 3Ω的地线;
序号 类别 项目 供应商 数量 备注
1 1 机械 铸铁平台 河北沧州 1 张
采用 HT250 材质,含 T
型 槽 , 3000 × 2000 ×
200(mm)
2 2 机械 主机框架 智舒 3 套
3 3 机械 头枕加载缸 上海 3 套 2kN
4 4 机械 假背加载缸 上海 3 套 2kN
5 5 机械 伺服电机及减速机 日本松下 6 套 配头模及背模使用
6 6 机械 头模 智舒 3 套
7 7 机械 背模 智舒 3 套 SAE J826
8 8 机械 H 点对准装置 智舒 3 套
9 9 机械 电机及减速机 台研 6 套 上下左右调整尺寸使用
10 机械 标准机柜 智舒 2 只
11 机械 座椅治具 智舒 3 套
12
机械
压板 智舒
15
套
13 测量 高精度负荷传感器 6 套
14 测量 信号放大调理仪 南京 6 套
15 控制 工控机 研华 1 台
含显示器
16 控制 模拟量采集卡 NI 1 套 PCI6221
16 控制 编码器计数卡 研华 1 套 PCI1784U
17 控制 模拟量输出卡 研华 1 套 PCI1723
18 控制 打印机 HP 公司 1 台 A4 喷墨
19 控制 拖动系统 智舒 1 套
含 PLC、开关电源、继电
器、断路器、接线端子
等
20 控制 试验软件 智舒 1 套
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3) 设备占地面积:4000×3000×1800(mm) 。
4.2. 安装调试
1) 用户方应提供充足的被测试件用于设备调试及验收;
2) 发货前我方确保设备的安装调试合格。
5. 操作培训
1) 我方对客户方人员进行为期 2 天的培训,培训地点在国内。培训内容包括机械
操作、软件操作、安全注意事项和整机维护保养;
2) 用户方应派出固定的人员参加培训, 我方保证用户参与培训人员能够独立完成
1)条所述培训内容;
6. 随机资料
1) 设备零部件清单及备品备件清单;
2) 设备操作说明书(含维护保养) 。
7. 设备验收
1) 设备由我方运往用户方前,需由客户方到我方对设备进行发货前的设备验收,
验收试样应不少于 2 件(次) ,经用客方验收确认后我方方可发运。
8. 售后服务
1) 保质期为最终验收合格日起一年;
2) 在保质期内除因人为因素(用户人员使用和操作不当、无许可操作授权等)或不
可抗力因素造成的设备故障、损坏外,其余故障和损坏的材料费用均由我方负
责;
3) 我方在收到用户的设备故障通知后,在 8 小时内给予解决方案(电话或者电子
邮件沟通) ,如果不能解决我公司将派专业维修工程师到现场进行服务;
9. 报价及交期
1) 报价:人民币 49 万元/台;
2) 交货周期:合同生效后 120 天。
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10. 参考图片
公司名称:上海智舒自动化有限公司
公司地址:上海市浦东川沙经济园区川六公路 918 号
公司电话:+86 (21)50610004
公司传真:+86 (21)50610040
联 系 人: 丁素兰
联系手机:13817760416
联系邮箱:susandsl@163.com
公司邮箱:sells@zs126.com
公司网址: www.shzhishu.com/ www.zs126.com