斜面冲击台的控制装置与控制方法

技术领域

本发明涉及试验技术领域，具体涉及一种斜面冲击台的控制装置与控制方法。

背景技术

在经济、技术高速发展的今天，产品的质量正在得到人们的重视，人们更加重视产品的环境适应性。合理地制定产品的环境条件，正确地选择产品的环境保护措施和做好环境实验工作是保证产品可靠性和质量的重要环节。

产品性能的优劣，除自身固有的技术先进与否之外，对使用环境的适应能力，在实际使用和运输过程中的可靠性和环境抵御能力，都是影响设备性能不可忽视的组成部分。为提高产品的技术水平，提高产品的工作可靠性，产品的各种可靠性试验工作，已经在各类产品、设备的研制和生产广泛展开。这其中就包括斜面冲击试验机。

斜面冲击试验机应用于考核包装件在实际运输、装卸过程中受到的水平冲击和碰撞环境，评定包装件在搬运过程中耐冲击强度和包装设计的合理性。斜面冲击试验机可模拟包装件及包装容器，在运输过程中的水平冲击和碰撞环境，可作为科研机构、大专院校、包装技术测试中心、包装材料制造厂以及外贸、运输等部门进行斜面冲击的常用试验设备。

斜面冲击的试验原理：运用物体的势能转化为动能的原理，将包装件按预定位置滑行至末端时获得一定的冲击速度与一个和速度方向垂直的冲击板碰撞，以达到预定的试验目的。

现有的斜面冲击台的控制器是通过按钮开关手动进行操作的，上升是否到位只能靠人员来判断，而且也无末速度测量功能，非常的不方便。现在的用户都喜欢使用全自动化一键式操作的控制器，操作方便准确，为了满足客户需求，提高市场竞争力，申请人设计了一种基于人机界面和控制模块控制的带末速度测量的斜面冲击台。

本发明主要涉及到上述斜面冲击台的控制装置与控制方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种斜面冲击台的控制装置与控制方法。

为达到上述目的，本发明于方法层面采用的技术方案是：

一种斜面冲击台的控制方法，包括：

步骤一、将试件安装在试验品安装小车上；

步骤二、控制模块通过下限位测量装置判断升降装置是否在零位；

若判定在零位，开始步骤三；

若判定不在零位，则控制模块控制升降装置带动悬挂释放装置向下运动；

步骤三、控制模块通过到位测量装置反馈的信号判断试验品安装小车是否已经到达悬挂释放装置的悬挂位置上；

若判定到达，开始步骤四；

若判定未到达，则系统停止运行，同时报警提示检查试验品安装小车的位置；

步骤四、控制模块控制悬挂释放装置动作，将试验品安装小车悬挂到升降装置上；

步骤五、控制模块控制升降装置向上运动；

步骤六、控制模块通过高度测量装置反馈的信号判断升降装置是否运动到目标高度；

若判定到达，开始步骤七；

若判定未到达，则重复步骤五；

步骤七、控制模块控制升降装置停止运动；

步骤八、控制模块控制悬挂释放装置释放，让试验品安装小车带着试件沿导轨冲下；

步骤九、控制模块根据第一末速度测量装置和第二末速度测量装置反馈信号的时间差，计算出斜面冲击的末速度；

步骤十、单次斜面冲击试验完成。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1．上述方案中，于步骤五中，控制模块还根据上限位测量装置反馈的信号判断升降装置是否运动到上限位，若运动到上限位，则系统停止运行，同时报警提示。

2．上述方案中，步骤九中计算斜面冲击的末速度的方法为：

冲击试验时，试验品安装小车经过第一末速度测量装置时，控制模块接收到第一末速度测量装置反馈的信号后开始计时；试验品安装小车经过第二末速度测量装置时，控制模块接收到第二末速度测量装置反馈的信号后停止计时；计时的时间为T，第一末速度测量装置和第二末速度测量装置之间的距离为L，可以估算出小车的末速度V=L/T。

为达到上述目的，本发明于装置层面采用的技术方案是：

一种斜面冲击台的控制装置，包括控制模块，以及与所述控制装置电性连接的升降装置、悬挂释放装置、到位测量装置、高度测量装置、第一末速度测量装置、第二末速度测量装置、上限位测量装置、下限位测量装置和人机界面。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1．上述方案中，所述控制模块为PLC或单片机或ARM，但并不局限于以上几项，控制模块的主要作用是控制整个系统的运行，接收信号和发出指令。

2．上述方案中，还包括滤波装置，该滤波装置与一电源串联，以此提供系统一稳定可靠的电源，具体实施时可选用如开关、开关电源、电源滤波器等。

3．上述方案中，所述升降装置在控制模块的控制下对悬挂释放装置和试验品安装小车进行上升或下降驱动；

所述升降装置为交流电机或直流电机或步进电机或伺服电机，但并不局限于以上几项。

4．上述方案中，所述悬挂释放装置在控制模块的控制下将试验品安装小车悬挂到所述升降装置上，或者释放试验品安装小车，让试验品安装小车带着试件沿导轨冲下，完成斜面冲击试验；

所述悬挂释放装置为气缸或电缸或液压缸，但并不局限于以上几项。

5．上述方案中，所述到位测量装置安装在所述悬挂释放装置上，用于判断试验品安装小车是否已经到悬挂释放装置的悬挂位置；所述控制模块收到到位测量装置的信号后控制悬挂释放装置动作，将试验品安装小车悬挂到升降装置上；

所述到位测量装置为行程开关或接近开光或光电传感器，但并不局限于以上几项。

6．上述方案中，所述高度测量装置用于测量升降装置的当前高度，并将信号传递给控制模块；

所述高度测量装置为编码器或超声波测距传感器或激光测距传感器或位移传感器，但并不局限于以上几项。

7．上述方案中，所述第一末速度测量装置和所述第二末速度测量装置均用于测量斜面冲击的末速度；

所述控制模块根据第一末速度测量装置和第二末速度测量装置反馈信号的时间差，计算出斜面冲击的末速度；

所述第一末速度测量装置和第二末速度测量装置为行程开关或接近开关或光电传感器，但并不局限于以上几项。

8．上述方案中，所述上限位测量装置用于判断升降装置是否运动到上限位，所述下限位测量装置用于判断升降装置是否运动到零位，进而避免升降装置带动试验品安装小车运动超过极限位置。

9．上述方案中，所述人机界面为HMI人机界面或触摸屏设备或配以机械按键的显示器，但并不局限于以上几项，人机界面主要作用是提供人机交互的平台，把用户设置的参数和发出的操作指令传输给控制模块，还可以把系统运行的一些信息显示给用户。

本发明的工作原理及优点如下：

本发明一种斜面冲击台的控制方法，采用人机界面和控制模块控制，通过悬挂释放装置把试品安装小车悬挂在升降装置上，然后控制模块控制升降装置运动，并与设定的高度参数对比，实现高度的自动控制；具有单次冲击、多次冲击、计数、自动复位、末速度测量、参数设定、故障记录和声光报警等功能，可以通过通讯协议，与上位机进行通讯，实现远程控制与数据传输功能。

其优点包括：

1、采用模块化设计，具有升级的灵活性和售后维护的简便性；

2、采用一键式操作，自动运动到设定高度，让试验更方便、精确；

3、采用人机交互界面，提高用户体验；

4、用户可以通过网络远程控制试验，远离复杂的试验环境；

5、电源可自带滤波功能，抗干扰性高；

6、自带末速度测量功能，方便用户分析试验结果。

附图说明

附图1为本发明实施例控制方法的原理框图；

附图2为本发明实施例控制装置的结构框图；

附图3为本发明实施例斜面冲击台的结构示意图。

以上附图中：1．试验品安装小车；2．下限位测量装置；3．升降装置；4．悬挂释放装置；5．高度测量装置；6．导轨；7．第一末速度测量装置；8．第二末速度测量装置；9．上限位测量装置。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：以下将以图式及详细叙述对本案进行清楚说明，任何本领域技术人员在了解本案的实施例后，当可由本案所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本案的精神与范围。

本文的用语只为描述特定实施例，而无意为本案的限制。单数形式如“一”、“这”、“此”、“本”以及“该”，如本文所用，同样也包含复数形式。

关于本文中所使用的“第一”、“第二”等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本案，其仅为了区别以相同技术用语描述的组件或操作。

关于本文中所使用的“连接”或“定位”，均可指二或多个组件或装置相互直接作实体接触，或是相互间接作实体接触，亦可指二或多个组件或装置相互操作或动作。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的用词（terms），除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在本案内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本案的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本案描述上额外的引导。

参见附图1~3所示，一种斜面冲击台的控制方法，包括：

步骤一、将试件安装在试验品安装小车1上；

步骤二、控制模块通过下限位测量装置2判断升降装置3是否在零位；

若判定在零位，开始步骤三；

若判定不在零位，则控制模块控制升降装置3带动悬挂释放装置4向下运动；

步骤三、控制模块通过到位测量装置反馈的信号判断试验品安装小车1是否已经到达悬挂释放装置4的悬挂位置上；

若判定到达，开始步骤四；

若判定未到达，则系统停止运行，同时报警提示检查试验品安装小车1的位置；

步骤四、控制模块控制悬挂释放装置动作，将试验品安装小车1悬挂到升降装置3上；

步骤五、控制模块控制升降装置3向上运动；

步骤六、控制模块通过高度测量装置5反馈的信号判断升降装置3是否运动到目标高度；

若判定到达，开始步骤七；

若判定未到达，则重复步骤五；

步骤七、控制模块控制升降装置3停止运动；

步骤八、控制模块控制悬挂释放装置4释放，让试验品安装小车1带着试件沿导轨6冲下；

步骤九、控制模块根据第一末速度测量装置7和第二末速度测量装置8反馈信号的时间差，计算出斜面冲击的末速度；

步骤十、单次斜面冲击试验完成。多次试验可重复上述动作。

其中，于步骤五中，控制模块还根据上限位测量装置9反馈的信号判断升降装置3是否运动到上限位，若运动到上限位，则系统停止运行，同时报警提示。

其中，步骤九中计算斜面冲击的末速度的方法为：

冲击试验时，试验品安装小车1经过第一末速度测量装置7时，控制模块接收到第一末速度测量装置7反馈的信号后开始计时；试验品安装小车1经过第二末速度测量装置8时，控制模块接收到第二末速度测量装置8反馈的信号后停止计时；计时的时间为T，第一末速度测量装置7和第二末速度测量装置8之间的距离为L，可以估算出试验品安装小车1的末速度V=L/T。

如图2、3所示，一种斜面冲击台的控制装置，包括控制模块，以及与所述控制装置电性连接的升降装置3、悬挂释放装置4、到位测量装置、高度测量装置5、第一末速度测量装置7、第二末速度测量装置8、上限位测量装置9、下限位测量装置2和人机界面。

优选的，所述控制模块为PLC或单片机或ARM，但并不局限于以上几项，控制模块的主要作用是控制整个系统的运行，接收信号和发出指令。

优选的，还包括滤波装置，该滤波装置与一电源串联，以此提供系统一稳定可靠的电源，具体实施时可选用如开关、开关电源、电源滤波器等。

优选的，所述升降装置3在控制模块的控制下对悬挂释放装置4和试验品安装小车1进行上升或下降驱动；所述升降装置3为交流电机或直流电机或步进电机或伺服电机，但并不局限于以上几项。

优选的，所述悬挂释放装置4在控制模块的控制下将试验品安装小车1悬挂到所述升降装置3上，或者释放试验品安装小车1，让试验品安装小车1带着试件沿导轨6冲下，完成斜面冲击试验；所述悬挂释放装置4为气缸或电缸或液压缸，但并不局限于以上几项。

优选的，所述到位测量装置安装在所述悬挂释放装置4上，故图中未标识，用于判断试验品安装小车1是否已经到悬挂释放装置4的悬挂位置；所述控制模块收到到位测量装置的信号后控制悬挂释放装置4动作，将试验品安装小车1悬挂到升降装置3上；所述到位测量装置为行程开关或接近开光或光电传感器，但并不局限于以上几项。

优选的，所述高度测量装置5用于测量升降装置3的当前高度，并将信号传递给控制模块；所述高度测量装置5为编码器或超声波测距传感器或激光测距传感器或位移传感器，但并不局限于以上几项。

优选的，所述第一末速度测量装置7和所述第二末速度测量装置8均用于测量斜面冲击的末速度；所述控制模块根据第一末速度测量装置7和第二末速度测量装置8反馈信号的时间差，计算出斜面冲击的末速度；所述第一末速度测量装置7和第二末速度测量装置8为行程开关或接近开关或光电传感器，但并不局限于以上几项。

优选的，所述上限位测量装置9用于判断升降装置3是否运动到上限位，所述下限位测量装置2用于判断升降装置3是否运动到零位，进而避免升降装置带动试验品安装小车1运动超过极限位置。

优选的，所述人机界面为HMI人机界面或触摸屏设备或配以机械按键的显示器，但并不局限于以上几项，人机界面主要作用是提供人机交互的平台，把用户设置的参数和发出的操作指令传输给控制模块，还可以把系统运行的一些信息显示给用户。

优选的，所述人机界面与所述控制模块之间可采用RS485协议进行通讯的，通过人机界面来控制控制模块程序的运行，同时把控制模块的状态反馈到人机界面上。

所述控制模块与外部可采用以太网或RS485协议通讯，主要完成两者之间数据传输和指令传输，实现远程监控和远程控制等功能。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。