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电液控制器在车载测试中表现出色

发布日期:2019.01.14浏览次数:

强大重型结构的挤压测试需要液压系统的高力生成以及多功能电液运动控制器的精确反馈和控制。

在专家中心高级产品评估CAPE),先进的车辆安全系统制造商的单位IMMI,设计和建造的试验台,以评估如何消防车,救护车,路上重型卡车和校车生存的碰撞测试场景。测试场景旨在确定车辆内部是否存在可存活空间,以及车辆的框架安装系统是否足够坚固以承受翻车事故。所执行的测试通常旨在证明车辆制造过程符合诸如国家消防协会NFPA)或汽车工程师协会SAE)等组织制定的标准。

CAPE的工程团队最近完成了应急车辆和校车测试台的开发,可以为车辆制造商提供高达100吨的屋顶压溃测试。该装置还可用于测试越野车辆滚动保持架和赛车底盘。在新的测试系统的核心德尔塔计算机的八轴RMC150电动运动控制器(图1 

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1. RMC150可以同时控制多达8个运动轴,并且可以作为测试应用中的数据采集子系统。提供内置以太网接口,用于从控制器内的寄存器上载测试数据。

机器元素和谐运作

在新的屋顶压碎系统开发之前,CAPEDelta运动控制器集成到另外两个测试台中。我们使用Delta RMC运动控制器,因为它们具有伺服液压控制的性能,”CAPE技术总监Ryan Hoover表示。“Delta RMC在测试应用中表现出卓越的稳定性,并且该软件非常专业地开发和完成。根据我们的经验,其他供应商经常提供有缺陷的软件。

测试系统使用四个安装在重型压力板四个角上的液压缸(图2),并作为四个独立的运动轴进行控制。气缸 - 每个都有6英寸。钻孔和48英寸。来自Parker Hannifin的行程被选择并由Parker D1FHE80比例方向阀操作,额定流量为20 lpm,每个安装在每个气缸上的歧管上。阀门采用阀芯衬套结构,零重叠和相当高的频率响应,使其非常适合这个项目,”Hoover说。

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2. CAPE屋顶压溃试验台在压力板的每个角落处使用液压缸。顶部的照片显示了测试台中的校车,底部是为野火设备的机身设置的测试台。

这些是CAPE使用的标准阀门型号。它们在阀芯运动的临界力调制区域提供大约100Hz的频率响应,对于这些负载测试来说已经足够了。CAPE通过将阀门安装在气缸上,实现了最佳的液压操作。通过最小化阀和气缸之间的流体体积来优化液压刚度。这样做可以在Delta RMC运动控制器中获得更高的增益,从而最大限度地提高测试能力。

位置反馈来自巴鲁夫线性可变位移传感器(LVDT),具有到运动控制器的SSI串行连接。LVDT安装在Parker气缸外部。我们会在气缸内部使用位置传感器,但它们会与气缸的后部U形夹安装件发生冲突,”Hoover解释道。

CAPE工程师使用称为虚拟传动装置RMC151运动控制器的特殊功能使所有四个轴精确同步移动,以确保压力板在压缩操作期间保持完全水平。四个从轴遵循虚拟主轴,该轴设置为控制压板的位置和施加的累积力。运动控制器使用安装在每个气缸杆端的称重传感器控制气缸的压缩力。

除了运动轴之外,Delta控制器还通过跟踪四个参考轴输入收集有关被测车辆偏转的信息,这两个参考轴输入连接到安装在车身和测试框架上的弦电位计。这样,除了运动控制器之外,RMC还用作多通道数据采集设备。

试验机的液压动力装置(图3使用2.75英寸3 /转活塞泵和0.85英寸3 /转齿轮泵,由15马力的电动机驱动,转速为1,800/分钟。最大工作压力设定为2,500 psi

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3.测试系统的液压动力单元使用可变排量轴向活塞在工作循环中产生2,500 psi的压力。

典型的测试周期

典型的压缩循环从液压泵供电开始,传感器初始化为零值。然后将四个压缩缸设置成一起啮合,并且给系统一个命令以将钢压板向上移动并使其脱离。将车辆驾驶室放置在钻机中,并且降低压力板直到其到达驾驶室正上方但不接触驾驶室的位置。然后给出命令将钻机预加载到500磅,然后执行满载的命令,这个过程需要15分钟。

2,500 psi系统压力设定的满载容量接近39,000 lb。允许系统在负载下静置30秒,然后在称重传感器上卸载至0 lb。最后,压板完全从驾驶室移开。测试数据通过RMC的以太网接口从运动控制器下载到网络驱动器。

应用程序开发和调优。使用DeltaRMCTools软件对运动步骤进行编程。RMCTools免费提供Delta的运动控制器,可以使用高级命令对控制器进行编程,例如前面提到的虚拟传动装置。4是一个RMCTools屏幕,显示如何通过填充框并从下拉菜单中选择选项来完成四个角落圆柱体的操作编程。如图所示,可以设置速度,加速度和减速率,使轴平稳启动,停止和移动。RMC液压系统使用比例伺服阀来精确控制闭环运动参数。

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4. RMCTools软件既可用于开发运动程序,也可用于设置和监控过程中的测试。

编程后来调整。最初,测试台正在摇晃,胡佛透露道。然后我们使用Delta的调整向导,RMCTools的另一部分,使系统非常接近我们想要的位置。之后,CAPE团队通过以各种速度上下操作压板进行微调。我们通过测试具有不同破碎力的不同驾驶室来验证调整过程,”Hoover补充道。

RMCTools作为操作员界面

CAPE测试装置中的运动控制器在测试操作期间执行数据采集,并在内部维护所有测试数据。RMCTools软件可以做的不仅仅是运动程序开发; 它还可以处理测试系统操作员界面功能和数据传输到连接的PC“RMCTools软件包非常适合开发和运行大量测试,”Hoover说。

5显示了如何实时跟踪和显示各种测试参数。黑色绘图线是施加的总力,上面的红线表示发生了一些屋顶破碎。压碎力和压碎量在所有时间点之间的关系是清楚的,并且该图用作完整测试循环的记录。

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5. RMCTools Plot Manager使测试操作员能够在测试过程中直观地跟踪所有传感器的值和齿轮轴参数的值。

结论

“Delta控制器可以作为柔性电液测试系统的强大核心,”Hoover总结道。对于工程师来说,它很容易编程和调整,而且一旦系统实现,它就能提供最佳性能。最重要的因素是稳定性和消除稳态误差和过冲。我已经使用了很多替代品,Delta是迄今为止我用过的最好的控制器。


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