氣動(dòng)回路測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種氣動(dòng)回路測(cè)試系統(tǒng)，包括上位機(jī)、數(shù)據(jù)采集模塊、信號(hào)調(diào)理電路、步進(jìn)電機(jī)、氣缸、位移傳感器、氣體壓力傳感器、電磁閥、電源電路、氣源、第一三通接頭、單向閥、第二三通接頭和安全閥。本發(fā)明以上位機(jī)為系統(tǒng)控制和測(cè)試核心，上位機(jī)內(nèi)設(shè)有用戶操作測(cè)試系統(tǒng)軟件，上位機(jī)發(fā)出控制信號(hào)，通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊和信號(hào)調(diào)理電路驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，并將氣缸末端壓力信號(hào)反饋回上位機(jī)，測(cè)試系統(tǒng)軟件根據(jù)反饋信號(hào)，判斷氣動(dòng)回路的氣密性，并計(jì)算壓力值。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，操作方便，性能穩(wěn)定，智能化程度高。
【專利說(shuō)明】氣動(dòng)回路測(cè)試系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電子儀器，特別涉及一種氣動(dòng)回路測(cè)試系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]氣動(dòng)回路是由各種氣動(dòng)元件組成的，它的氣密性良好直接影響到其系統(tǒng)的件能好壞，所以檢測(cè)氣動(dòng)回路的性能是系統(tǒng)穩(wěn)定的保障。
[0003]步進(jìn)電機(jī)是一種感應(yīng)電機(jī)，它的工作原理是利用電子電路，將直流電變成分時(shí)供電的多相時(shí)序控制電流，用這種電流為步進(jìn)電機(jī)供電，步進(jìn)電機(jī)才能正常工作，驅(qū)動(dòng)器就是為步進(jìn)電機(jī)分時(shí)供電的多相時(shí)序控制器。氣缸是氣壓傳動(dòng)中將壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的氣動(dòng)執(zhí)行元件。
[0004]步進(jìn)電機(jī)配以氣缸的組合方式可以有效地檢測(cè)氣動(dòng)回路的氣密性，步進(jìn)電機(jī)可以推動(dòng)氣缸到達(dá)相應(yīng)的容積位置，通過(guò)對(duì)氣缸充氣、保壓、排氣等操作根據(jù)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)判斷氣路系統(tǒng)性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的，就在于解決上述問(wèn)題，提供一種氣動(dòng)回路測(cè)試系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種氣動(dòng)回路測(cè)試系統(tǒng)，其包括:
[0007]上位機(jī)，內(nèi)設(shè)用戶操作測(cè)試系統(tǒng)軟件，測(cè)試時(shí)向系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)，并根據(jù)反饋信號(hào)判斷氣動(dòng)回路的氣密性；
[0008]數(shù)據(jù)采集模塊，其與上位機(jī)電信相連，將上位機(jī)的控制信號(hào)傳輸至步進(jìn)電機(jī)，并將氣體壓力傳感器的壓力反饋信號(hào)傳輸至上位機(jī)；
[0009]信號(hào)調(diào)理電路，其與數(shù)據(jù)采集模塊電信相連；
[0010]步進(jìn)電機(jī)，其與信號(hào)調(diào)理電路電信相連；
[0011]氣缸,與步進(jìn)電機(jī)傳動(dòng)相連，由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)其動(dòng)作；
[0012]位移傳感器，安裝在氣缸上用于檢測(cè)氣缸活塞的位移，并與信號(hào)調(diào)理電路電信相連將檢測(cè)到的位移數(shù)據(jù)傳輸給信號(hào)調(diào)理電路；
[0013]氣體壓力傳感器，其與信號(hào)調(diào)理電路電信相連并將檢測(cè)到的壓力數(shù)據(jù)傳輸給信號(hào)調(diào)理電路；
[0014]電磁閥，通過(guò)氣路與氣體壓力傳感器相連；
[0015]氣動(dòng)回路，通過(guò)氣路分別與氣缸、電磁閥相連；
[0016]電源電路，通過(guò)電線分別與步進(jìn)電機(jī)、數(shù)據(jù)采集模塊、信號(hào)調(diào)理電路、位移傳感器、氣體壓力傳感器、電磁閥相連向它們提供工作電源。
[0017]所述氣動(dòng)回路包括順序相連的氣源、第一三通接頭、單向閥和第二三通接頭，第一三通接頭的另一接口連接有安全閥；所述氣缸和電磁閥分別與第二三通接頭的另兩個(gè)接口相連。
[0018]所述上位機(jī)與數(shù)據(jù)采集模塊之間采用串口連接、USB總線連接或PCI總線連接。
[0019]所述數(shù)據(jù)采集模塊具有模擬量輸入AD、模擬量輸出DA、數(shù)字量輸入D1、數(shù)字量輸出DO功能。
[0020]所述電源電路向步進(jìn)電機(jī)提供220V或IlOV交流電壓，并分別向數(shù)據(jù)采集模塊、信號(hào)調(diào)理電路、位移傳感器、氣體壓力傳感器、電磁閥提供24V、12V或5V直流電壓。
[0021 ] 所述電磁閥采用兩位三通、兩位四通或兩位五通電磁閥。
[0022]所述電磁閥為兩位三通電磁閥，電磁閥的進(jìn)氣口連接氣體壓力傳感器，常開出口與大氣相通，常閉出口通過(guò)第二三通接頭與氣缸相連。
[0023]本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，操作方便，測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確的特點(diǎn)，適用于氣動(dòng)回路性能的測(cè)試，可為系統(tǒng)設(shè)計(jì)、零部件選型、產(chǎn)品檢測(cè)提供依據(jù)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是本發(fā)明測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]參見圖1，本發(fā)明的氣動(dòng)回路測(cè)試系統(tǒng)，包括上位機(jī)1、數(shù)據(jù)采集模塊2、信號(hào)調(diào)理電路3、步進(jìn)電機(jī)4、氣缸5、位移傳感器6、氣體壓力傳感器7、電磁閥8、電源電路9和氣動(dòng)回路，氣動(dòng)回路包括順序相連的氣源10、第一三通接頭11、單向閥12和第二三通接頭13，第一三通接頭11的另一接口連接有安全閥14。
[0026]上位機(jī)I內(nèi)設(shè)用戶操作測(cè)試系統(tǒng)軟件，上位機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊2向外發(fā)送控制信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理電路3控制步進(jìn)電機(jī)4動(dòng)作，步進(jìn)電機(jī)4根據(jù)位移傳感器6的反饋信號(hào)推動(dòng)氣缸5到達(dá)相應(yīng)的位置,產(chǎn)生一定的容積,氣體壓力傳感器7同時(shí)發(fā)出壓力反饋信號(hào)，又通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路3、數(shù)據(jù)采集系模塊2反饋至上位機(jī)1，上位機(jī)I對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行處理，從而判斷氣動(dòng)回路的氣密性，計(jì)算壓力值，將結(jié)果通過(guò)人機(jī)界面與操作者交互，并將數(shù)據(jù)保存。
[0027]數(shù)據(jù)采集模塊2與上位機(jī)I電信相連，可將上位機(jī)I的控制信號(hào)通過(guò)數(shù)字DO 口輸出至步進(jìn)電機(jī)4，控制它的通斷，也可將氣體壓力傳感器7的壓力反饋信號(hào)通過(guò)AD轉(zhuǎn)換輸入至上位機(jī)I。
[0028]信號(hào)調(diào)理電路3與數(shù)據(jù)采集模塊2電信相連，信號(hào)調(diào)理電路3具有信號(hào)隔離、濾波的功能。
[0029]步進(jìn)電機(jī)4與信號(hào)調(diào)理電路3電信相連，并且與氣缸5傳動(dòng)相連。當(dāng)上位機(jī)I發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)4開始工作，根據(jù)位移傳感器6反饋的信號(hào)，推動(dòng)氣缸5到指定位置，產(chǎn)生一定的容積。
[0030]位移傳感器6是直線位移傳感器，其安裝在氣缸5上用于檢測(cè)氣缸活塞的位移，并與信號(hào)調(diào)理電路電信相連將檢測(cè)到的位移數(shù)據(jù)傳輸給信號(hào)調(diào)理電路。
[0031]氣體壓力傳感器7與信號(hào)調(diào)理電路3電信相連并將檢測(cè)到的壓力數(shù)據(jù)傳輸給信號(hào)調(diào)理電路。
[0032]電磁閥8通過(guò)氣路與氣體壓力傳感器7相連。本發(fā)明中的電磁閥可以采用兩位三通、兩位四通或兩位五通電磁閥。當(dāng)采用兩位三通電磁閥時(shí)，電磁閥的進(jìn)氣口連接氣體壓力傳感器，常開出口與大氣相通，常閉出口通過(guò)第二三通接頭與氣缸相連。當(dāng)上位機(jī)I未發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，電磁閥8不動(dòng)作，則氣體壓力傳感器7與大氣相通，反饋至上位機(jī)I的壓力為大氣壓，當(dāng)上位機(jī)I發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，電磁閥8動(dòng)作，則氣體壓力傳感器7與氣缸5相通，反饋至上位機(jī)I的壓力為氣缸5的內(nèi)部壓力。
[0033]電源電路9的輸入電源為工頻交流電220V 50Hz，通過(guò)變壓和整流，向步進(jìn)電機(jī)提供220V或IlOV交流電壓，并分別向數(shù)據(jù)采集模塊、信號(hào)調(diào)理電路、位移傳感器、氣體壓力傳感器、電磁閥提供24V、12V或5V直流電壓。
[0034]本發(fā)明中的氣動(dòng)回路包括順序相連的氣源10、第一三通接頭11、單向閥12和第二三通接頭13，第一三通接頭11的另一接口連接有安全閥14 ;氣缸5和電磁閥8分別與第二三通接頭的另兩個(gè)接口相連。單向閥12用于氣源10單向輸出氣體，防止氣體倒流入，避免漏氣，以及損傷氣源。安全閥14用于氣源10輸出管路異常高壓的情況下進(jìn)行泄壓，防止壓力過(guò)高對(duì)系統(tǒng)造成損壞，異常高壓可能發(fā)生于管路堵塞、氣源故障、單向閥故障等情況。
[0035]本發(fā)明中的上位機(jī)與數(shù)據(jù)采集模塊之間采用串口連接、USB總線連接或PCI總線連接。
[0036]本發(fā)明中的數(shù)據(jù)采集模塊具有模擬量輸入AD、模擬量輸出DA、數(shù)字量輸入D1、數(shù)字量輸出DO功能。
[0037]本發(fā)明的工作過(guò)程原理是，啟動(dòng)系統(tǒng)后，設(shè)置充氣容積，電動(dòng)機(jī)推動(dòng)氣缸到達(dá)相應(yīng)的容積位置，選擇壓力測(cè)量范圍，設(shè)置允許誤差和氣壓保持時(shí)間T，啟動(dòng)氣泵向氣缸充氣，記錄時(shí)間tl，氣壓傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)氣缸壓力，并通過(guò)上位機(jī)的氣壓時(shí)間圖表顯示，到達(dá)設(shè)定壓力值時(shí)，記錄時(shí)間t2，氣泵停止，進(jìn)入保壓階段，當(dāng)充氣周期到達(dá)以后，電磁閥動(dòng)作，氣缸內(nèi)氣體排出，當(dāng)壓力降為大氣壓力或達(dá)到規(guī)定排氣時(shí)間時(shí)，測(cè)試結(jié)束停止記錄，測(cè)試系統(tǒng)計(jì)算充氣時(shí)間t = t2_tl，保壓階段的氣壓下降量，以及排氣時(shí)間，并根據(jù)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)判斷氣路系統(tǒng)性能。
【權(quán)利要求】
1.一種氣動(dòng)回路測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于包括: 上位機(jī)，內(nèi)設(shè)用戶操作測(cè)試系統(tǒng)軟件，測(cè)試時(shí)向系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)，并根據(jù)反饋信號(hào)判斷氣動(dòng)回路的氣密性 數(shù)據(jù)采集模塊，其與上位機(jī)電信相連，將上位機(jī)的控制信號(hào)傳輸至步進(jìn)電機(jī)，并將氣體壓力傳感器的壓力反饋信號(hào)傳輸至上位機(jī)； 信號(hào)調(diào)理電路，其與數(shù)據(jù)采集模塊電信相連； 步進(jìn)電機(jī)，其與信號(hào)調(diào)理電路電信相連； 氣缸，與步進(jìn)電機(jī)傳動(dòng)相連，由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)其動(dòng)作； 位移傳感器，安裝在氣缸上用于檢測(cè)氣缸活塞的位移，并與信號(hào)調(diào)理電路電信相連將檢測(cè)到的位移數(shù)據(jù)傳輸給信號(hào)調(diào)理電路； 氣體壓力傳感器，其與信號(hào)調(diào)理電路電信相連并將檢測(cè)到的壓力數(shù)據(jù)傳輸給信號(hào)調(diào)理電路； 電磁閥，通過(guò)氣路與氣體壓力傳感器相連； 氣動(dòng)回路，通過(guò)氣路分別與氣缸、電磁閥相連； 電源電路，通過(guò)電線分別與步進(jìn)電機(jī)、數(shù)據(jù)采集模塊、信號(hào)調(diào)理電路、位移傳感器、氣體壓力傳感器、電磁閥相連向它們提供工作電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)回路測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述氣動(dòng)回路包括順序相連的氣源、第一三通接頭、單向閥和第二三通接頭，第一三通接頭的另一接口連接有安全閥；所述氣缸和電磁閥分別與第二三通接頭的另兩個(gè)接口相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)回路測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述上位機(jī)與數(shù)據(jù)采集模塊之間采用串口連接、USB總線連接或PCI總線連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)回路測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集模塊具有模擬量輸入AD、模擬量輸出DA、數(shù)字量輸入D1、數(shù)字量輸出DO功能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)回路測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述電源電路向步進(jìn)電機(jī)提供220V或IlOV交流電壓，并分別向數(shù)據(jù)采集模塊、信號(hào)調(diào)理電路、位移傳感器、氣體壓力傳感器、電磁閥提供24V、12V或5V直流電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)回路測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述電磁閥采用兩位三通、兩位四通或兩位五通電磁閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)回路測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述電磁閥為兩位三通電磁閥，電磁閥的進(jìn)氣口連接氣體壓力傳感器，常開出口與大氣相通，常閉出口通過(guò)第二三通接頭與氣缸相連。
【文檔編號(hào)】G01M3/26GK104344935SQ201310330318
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2013年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月31日
【發(fā)明者】廖躍華, 尚昆, 崔海坡, 李哲龍, 沈力行, 周勛 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)