本發(fā)明屬于重力測量儀器領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于重力儀鎖擺機構(gòu)綜合試驗臺的控制系統(tǒng)及測試方法。
背景技術(shù)：
1、重力儀核心測量部件中的鎖擺機構(gòu)是保護重力儀核心測量部件的保護構(gòu)件，可使重力儀快速實現(xiàn)由動態(tài)(移動)到靜態(tài)測量的轉(zhuǎn)換及穩(wěn)定的精確測量功能，但因不同型號或類型重力儀的結(jié)構(gòu)或測量精度的不同，對鎖擺機構(gòu)的工作方式、機械結(jié)構(gòu)、材料和技術(shù)指標提出了相應的要求，所以設計研發(fā)了一款綜合試驗臺對鎖擺機構(gòu)進行性能測試。
2、由于鎖擺機構(gòu)精度較高，在進行性能測試時，一些數(shù)據(jù)的采集比對以及其他功能需要用到精密測量儀器或傳感器等，為了能夠?qū)ο嚓P(guān)測量數(shù)據(jù)進行記錄、對比以及處理等，需開發(fā)了一套專業(yè)的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)以可編程控制器為核心，加入試驗臺所需的夾緊力測試測試組件、穩(wěn)定性測試組件等傳感設備，能夠?qū)崿F(xiàn)對綜合試驗臺的啟動、停止、自動測試、數(shù)據(jù)記錄以及報警提示等功能。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種適用于重力儀鎖擺機構(gòu)綜合試驗臺的控制系統(tǒng)。
2、本發(fā)明的上述目的之一通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
3、一種重力儀鎖擺機構(gòu)綜合試驗臺的控制系統(tǒng)，其特征在于：所述控制系統(tǒng)控制的測試臺的機械部分部分包括減震支撐平臺、夾緊力測試測試裝置、穩(wěn)定性測試裝置、鎖擺機構(gòu)夾持裝置；鎖擺機構(gòu)夾持裝置包括擺鎖定位平臺和伺服電機；所述夾緊力測試裝置升降滑臺、微型電機和夾緊力測試儀組成，夾緊力測試儀安裝固定在升降滑臺的末端，微型電機用于驅(qū)動升降滑臺實現(xiàn)升降移動，通過升降滑臺對測試儀的高度進行調(diào)整；穩(wěn)定性測試裝置由xy雙軸滑臺和高精度激光位移傳感器組成，位移傳感器安裝在xy雙軸滑臺末端，通過xy雙軸滑臺的手動操作，實現(xiàn)傳感器在xy方向一定范圍內(nèi)的位移；高精度激光位移傳感器對正安裝在試驗件側(cè)邊；所述控制系統(tǒng)包括：
4、電源模塊、控制模塊、驅(qū)動模塊、人機交互模塊；所述驅(qū)動模塊包括伺服電機驅(qū)動器和微型電機驅(qū)動器；整個控制系統(tǒng)以控制模塊為中心，由電源模塊進行供電，控制系統(tǒng)通過伺服電機驅(qū)動器控制伺服電機，伺服電機驅(qū)動機械機械鎖擺對試驗機進行夾緊，設定為重復性夾持，同時控制夾緊力測試儀和穩(wěn)定性測試儀進行測試并接收測試數(shù)據(jù)，對測試過程中的數(shù)據(jù)進行分析和記錄，并通過數(shù)據(jù)對試驗結(jié)果進行分析與判斷。
5、而且，所述電源模塊由220v電源和24v電源組成，用于為驅(qū)動電機、人機模塊、控制模塊以及相關(guān)的測試儀器及傳感器進行供電。
6、而且，所述控制系統(tǒng)還包括光電傳感器，光電傳感器設置在鎖擺機構(gòu)的外圍設置，在鎖擺機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸的上部安裝檢測片；當光電傳感器感應到檢測片后，表面被測試件夾緊到位，實現(xiàn)伺服電機的旋轉(zhuǎn)到位控制。
7、而且，所述人機交互模塊，用于試驗過程手動與自動的操作輸入，用于向用戶展示控制系統(tǒng)的當前狀態(tài)、運行數(shù)據(jù)信息，同時對試驗臺系統(tǒng)運行過程中的狀態(tài)信息、報警信息以及操作過程進行記錄。
8、而且，所述控制模塊，采用可編程控制器技術(shù)；通過預設的程序指令，精確控制試驗臺的啟動、停止、轉(zhuǎn)動速度、測試次數(shù)關(guān)鍵參數(shù)，確保整個測試過程的高效穩(wěn)定；同時采集和處理各個測試裝置以及傳感器的信息，對穩(wěn)定性測試過程中采集的數(shù)據(jù)進行比對，若數(shù)據(jù)超出標準設定值，進行及時處理，同時對夾緊力測試裝置進行實時監(jiān)測，確保測試臺試驗過程穩(wěn)定，實現(xiàn)對實驗過程中的測試記錄及相關(guān)數(shù)據(jù)的保存和導出。
9、本發(fā)明的上述目的之一通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
10、一種重力儀鎖擺機構(gòu)綜合試驗臺的測試方法，基于上述的控制系統(tǒng)，包括手動測試流程和自動測試流程：
11、1、手動測試流程：
12、操作者通過人機界面上的點動按鈕，對伺服電機進行點動操作，旋轉(zhuǎn)固定位移量，實現(xiàn)對試驗件的夾持；然后再點動操作微型電機，驅(qū)動推拉力傳感器向下位移，測量頭對試驗件形成推力，在此過程中，高精度激光位移傳感器實時監(jiān)測試驗件的位置，當監(jiān)測到試驗件位置發(fā)生改變時，通過程序記錄下此時推拉力計的數(shù)值大小，同時也記錄下伺服電機的位置量；
13、2、自動流程：
14、點擊開始自動測試按鈕，控制系統(tǒng)控制伺服電機和微型電機進行各自周期性的動作，測試過程進行規(guī)定次數(shù)后，完成自動測試過程；其具體自動測試流程如下：
15、手動安裝試驗件在夾持機構(gòu)中；
16、對伺服電機和微型電機進行回零點操作；
17、設定試驗周期，即測試次數(shù)；
18、點擊啟動，開始自動測試程序；
19、自動測試過程中，每隔m次，啟動微型電機，通過推拉力測試儀對試驗件進行固定推力測試，同時高精度位置傳感器進行試驗件的位置實時監(jiān)測，若試驗件位置發(fā)生改變，則對試驗件的夾持重新手動調(diào)整，若試驗件位置一直未發(fā)生改變，則繼續(xù)進行測試，直至達到設定的試驗次數(shù)；
20、試驗完成，關(guān)閉電源。
21、本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果為：
22、本控制系統(tǒng)能夠為試驗臺提供全自動控制方式，操作人員只需要設定好參數(shù)和手動啟動，即可進行全自動測試，能夠滿足試驗臺所有的控制需求，并且能夠?qū)嶒炦^程中的測試數(shù)據(jù)進行記錄和處理，操作人員可通過人機界面進行查詢和導出。同時，控制系統(tǒng)具有報警提示等功能，驅(qū)動結(jié)構(gòu)發(fā)生異?；蛘邷y試數(shù)據(jù)超出設定標準時，系統(tǒng)能夠自動停止和記錄，為操作者后續(xù)查看提供記錄。
1.一種重力儀鎖擺機構(gòu)綜合試驗臺的控制系統(tǒng)，其特征在于：所述控制系統(tǒng)控制的測試臺的機械部分部分包括減震支撐平臺、夾緊力測試測試裝置、穩(wěn)定性測試裝置、鎖擺機構(gòu)夾持裝置；鎖擺機構(gòu)夾持裝置包括擺鎖定位平臺和伺服電機；所述夾緊力測試裝置升降滑臺、微型電機和夾緊力測試儀組成，夾緊力測試儀安裝固定在升降滑臺的末端，微型電機用于驅(qū)動升降滑臺實現(xiàn)升降移動，通過升降滑臺對測試儀的高度進行調(diào)整；穩(wěn)定性測試裝置由xy雙軸滑臺和高精度激光位移傳感器組成，位移傳感器安裝在xy雙軸滑臺末端，通過xy雙軸滑臺的手動操作，實現(xiàn)傳感器在xy方向一定范圍內(nèi)的位移；高精度激光位移傳感器對正安裝在試驗件側(cè)邊；所述控制系統(tǒng)包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重力儀鎖擺機構(gòu)綜合試驗臺的控制系統(tǒng)，其特征在于：所述電源模塊由220v電源和24v電源組成，用于為驅(qū)動電機、人機模塊、控制模塊以及相關(guān)的測試儀器及傳感器進行供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重力儀鎖擺機構(gòu)綜合試驗臺的控制系統(tǒng)，其特征在于：所述控制系統(tǒng)還包括光電傳感器，光電傳感器設置在鎖擺機構(gòu)的外圍設置，在鎖擺機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸的上部安裝檢測片；當光電傳感器感應到檢測片后，表面被測試件夾緊到位，實現(xiàn)伺服電機的旋轉(zhuǎn)到位控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重力儀鎖擺機構(gòu)綜合試驗臺的控制系統(tǒng)，其特征在于：所述人機交互模塊，用于試驗過程手動與自動的操作輸入，用于向用戶展示控制系統(tǒng)的當前狀態(tài)、運行數(shù)據(jù)信息，同時對試驗臺系統(tǒng)運行過程中的狀態(tài)信息、報警信息以及操作過程進行記錄。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重力儀鎖擺機構(gòu)綜合試驗臺的控制系統(tǒng)，其特征在于：所述控制模塊，采用可編程控制器技術(shù)；通過預設的程序指令，精確控制試驗臺的啟動、停止、轉(zhuǎn)動速度、測試次數(shù)關(guān)鍵參數(shù)，確保整個測試過程的高效穩(wěn)定；同時采集和處理各個測試裝置以及傳感器的信息，對穩(wěn)定性測試過程中采集的數(shù)據(jù)進行比對，若數(shù)據(jù)超出標準設定值，進行及時處理，同時對夾緊力測試裝置進行實時監(jiān)測，確保測試臺試驗過程穩(wěn)定，實現(xiàn)對實驗過程中的測試記錄及相關(guān)數(shù)據(jù)的保存和導出。
6.一種重力儀鎖擺機構(gòu)綜合試驗臺的測試方法，基于權(quán)利要求1-5任一所述的控制系統(tǒng)，包括手動測試流程和自動測試流程：