基于LabView的一款扭矩檢測裝置的開發(fā)

時間：2022-08-21 19:53:56

關(guān)鍵字：伺服電機(jī) LabVIEW PLC

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[導(dǎo)讀]摘要:為滿足某扭矩檢測試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求,基于LabView設(shè)計(jì)開發(fā)了一款扭矩檢測裝置,該裝置能檢測某類零部件的斷裂力矩,滿足試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求,其他零部件的扭矩也可在該裝置上檢測。類似的扭矩裝置可參考該裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)。

引言

2015年,某主機(jī)廠對汽車雨刮器試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行換版,增加新試驗(yàn)項(xiàng)目,要求對汽車雨刮器后刮臂進(jìn)行力矩加載檢查,試驗(yàn)要求如下:

(1)驅(qū)動汽車雨刮器后刮臂按5r/min的速度旋轉(zhuǎn);

(2)檢測扭矩隨時間變化的曲線,直到汽車雨刮器后刮臂斷裂。

為了滿足以上試驗(yàn)要求,提高試驗(yàn)?zāi)芰?我們開發(fā)了一款后刮臂加載裝置(圖1),該裝置滿足試驗(yàn)要求,并獲得了德國大眾專家的認(rèn)證。

1系統(tǒng)構(gòu)架

系統(tǒng)構(gòu)架如圖2所示。

2機(jī)械部分設(shè)計(jì)

(1)后刮臂加載裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3所示。

(2)機(jī)械裝置原理:通過伺服電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動后刮臂按5r/min的速度旋轉(zhuǎn),同時,阻擋旋轉(zhuǎn)裝置阻擋后刮臂旋轉(zhuǎn),檢測施加到后刮臂上的力矩,當(dāng)后刮臂斷裂時,伺服電機(jī)再反向旋轉(zhuǎn),取下零件。

3控制部分設(shè)計(jì)

3.1元器件選擇

(1)選擇伺服電機(jī)型號ECMA-A-G21309Rs(其中,ECM為電子換向式電機(jī);A為交流伺服;G為220V/1000r/min;2為增量型17bit;13為130mm,09為900w;R為帶鍵槽;s為標(biāo)準(zhǔn)軸徑規(guī)格)。

(2)選擇伺服驅(qū)動器型號AsDA-A2與伺服電機(jī)配對,220V。

(3)選擇減速機(jī)型號PLs120,速比100:1。

(4)選擇扭矩傳感器型號PTs881,力矩0~500N·m,輸出0~10V,供電24V。

(5)選擇西門子PLC224xP,帶一路模擬量輸出0~10V,該模擬量輸出可控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

3.2元器件參數(shù)設(shè)置

(1)設(shè)置伺服驅(qū)動器的驅(qū)動模式為P1-06速度控制,根據(jù)臺達(dá)伺服控制器(AsDA-A2)說明書,采用C12外部電源的接線方式+24V接9號端子,0V接11號端子,作為控制電源。

(2)根據(jù)速度模式標(biāo)準(zhǔn)接線,42接正、13接0V時電機(jī)正轉(zhuǎn)(PLC輸出0~10V,根據(jù)PLC輸出電壓控制轉(zhuǎn)速),42接0V、13接正時電機(jī)反轉(zhuǎn)。利用PLC與兩個中間繼電器的組合(圖4),控制伺服電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。

3.3PLC程序設(shè)計(jì)

根據(jù)PLC輸出0~10V及伺服電機(jī)需要正反轉(zhuǎn)要求,利用中間繼電器實(shí)現(xiàn)電壓的正反向(即轉(zhuǎn)換為-10~＋10V),控制電機(jī)轉(zhuǎn)速(-3000+~3000＋/rmi)。本設(shè)計(jì)需要伺服電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速為500＋/rmi,經(jīng)減速機(jī)減速后為5＋/rmi,根據(jù)比例計(jì)算需要PLC輸出1.5.25V電壓,對應(yīng)PLC的數(shù)字量為5333(表1),編制PLC程序(圖5)。