CN110487495A - 一种弹性体性能测试设备和弹性体性能测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弹性体性能测试设备，特点是包括设置有评估参数的上位机、主控制模块、伺服驱动模块、伺服电动缸、测试工装和采集模块，测试工装包括用于放置待测弹性体的测试台和移动设置在测试台上的测试执行机构；优点通过采用伺服电动缸带动现有的常规测试执行机构对待测弹性体进行测试，极大的缩小了设备空间，在检测能力上满足绝多数弹性体产品的在线检测要求；伺服电动缸能够极大减少采购成本，减小设备维护保养难度，且伺服电动缸的控制技术较为成熟，方便对用户进行技术支持和升级。

Description

一种弹性体性能测试设备和弹性体性能测试方法

技术领域

本发明涉及一种零件性能测试设备和测试方法，尤其是一种弹性体性能测试设备和弹性体性能测试方法。

背景技术

对弹性体性能进行测试，通常需要通过测试设备对待测弹性体施加测试动作得到待测弹性体在测试过程中的实时压力信息、实时位移信息及测试时域信息并由采集模块发送至上位机，再由上位机运算处理获取待测弹性体的刚度值和阻尼系数，并与预先设定的评估参数进行比较得到待测弹性体的性能测试结果。

现有用于弹性体产品测试的MTS动态测试仪采用液压伺服阀控制油缸，其结构精密复杂采用液压驱动方式，多用于实验室做测试分析；此类设备存在液压噪音大、设备占地空间大及采购成本昂贵等因素，很难在生产线上大规模的普及应用，而且目前MTS处于行业独家垄断状态，在用户技术支持及采购成本上存在较大的局限性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构紧凑、经济可靠的弹性体性能测试设备和弹性体性能测试方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种弹性体性能测试设备，包括设置有评估参数的上位机、主控制模块、伺服驱动模块、伺服电动缸、测试工装和采集模块，所述的测试工装包括用于放置待测弹性体的测试台和移动设置在所述的测试台上的测试执行机构，所述的上位机发送测试工艺控制参数至所述的主控制模块，所述的主控制模块根据测试工艺控制参数解析出对应的运动控制指令并发送至所述的伺服驱动模块，所述的伺服驱动模块根据运动控制指令控制伺服电动缸的输出杆同步带动所述的测试执行机构对待测弹性体施加相应的动作，所述的采集模块采集所述的伺服电动缸的输出杆的时间信号、位置信号及输出推力信号并发送至所述的上位机，所述的上位机根据接收到的时间信号、位置信号及输出推力信号得到待测弹性体的性能测试值后，将性能测试值与评估参数进行比较得到待测弹性体的性能测试结果。

所述的测试工艺控制参数包括预加载参数和测试模型参数，所述的主控制模块根据预加载参数解析出对应的预加载指令且根据测试模型参数解析出对应的测试指令后，将预加载指令和测试指令发送至所述的伺服驱动模块，所述的伺服驱动模块根据预加载指令控制伺服电动缸的输出杆同步带动所述的测试执行机构对待测弹性体施加相应的预加载动作，所述的伺服驱动模块根据测试指令在预加载动作结束后控制伺服电动缸的输出杆同步带动所述的测试执行机构对待测弹性体施加相应的测试动作。通过预加载能够有效的消除待测弹性体的应力对测试的影响，提高测试结果精度。

所述的预加载参数包括伺服电动缸的输出杆的预加载运行速度、测试预加载条件、预加载方式、预加载起始位置、预加载区间和预加载循环周期，所述的测试模型参数包括测试加载方式、测试加载区间和测试运行速度。

所述的预加载方式为位移加载方式，所述的预加载区间为预加载位移区间，所述的测试加载方式为位移加载方式，所述的测试加载区间为测试位移加载区间。

所述的预加载方式为压力加载方式，所述的预加载区间为预加载压力区间，所述的测试加载方式为压力加载方式，所述的测试加载区间为测试压力加载区间。

使用上述弹性体性能测试设备的弹性体性能测试方法，包括以下步骤：

①-1在上位机中设置测试取值区间，将待测弹性体固定放置在测试工装上，主控制模块通过伺服驱动模块控制伺服电动缸的输出杆以设定的预加载运行速度运行至设定的预加载起始位置，随后主控制模块采用设定的预加载方式通过伺服驱动模块控制伺服电动缸的输出杆以设定的预加载运行速度在设定的预加载区间内匀速往复带动测试工装运动，直至达到设定的预加载循环周期后结束预加载过程，主控制模块通过伺服驱动模块控制伺服电动缸的输出杆移动至预加载起始位置；

①-2主控制模块采用设定的测试加载方式通过伺服驱动模块控制伺服电动缸的输出杆以设定的测试运行速度在设定的测试加载区间内匀速带动测试工装对待测弹性体加载一个周期，采集模块采集伺服电动缸的输出杆的实时压力信息和实时位移信息并发送至所述的上位机；

①-3上位机根据设定的测试取值区间截取实时压力信息和实时位移信息内的数据，并按最小二乘法的拟合方法得到位移-压力信号曲线的斜率，该斜率即为待测弹性体的静态刚度；

①-4上位机将待测弹性体的静态刚度与评估参数进行比较得到性能测试结果，完成对待测弹性体的性能测试过程。

与现有技术相比，本发明的优点在于测试时，由上位机发送测试工艺控制参数至主控制模块，主控制模块根据测试工艺控制参数解析出对应的运动控制指令并发送至伺服驱动模块，伺服驱动模块根据运动控制指令控制伺服电动缸的输出杆同步带动测试执行机构对待测弹性体施加相应的动作，采集模块采集伺服电动缸的输出杆的时间信号、位置信号及输出推力信号并发送至上位机，上位机根据接收到的时间信号、位置信号及输出推力信号得到待测弹性体的性能测试结果，其中通过采用伺服电动缸带动现有的常规测试执行机构对待测弹性体进行测试，极大的缩小了设备空间，在检测能力上满足绝多数弹性体产品的在线检测要求；伺服电动缸能够极大减少采购成本，减小设备维护保养难度，且伺服电动缸的控制技术较为成熟，方便对用户进行技术支持和升级。

附图说明

图1为本发明的系统结构原理框图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例一：一种弹性体性能测试设备，包括设置有评估参数的上位机1、主控制模块 2、伺服驱动模块3、伺服电动缸4、测试工装和采集模块5，测试工装包括用于放置待测弹性体的测试台(图未显示)和移动设置在测试台上的测试执行机构6，上位机1发送测试工艺控制参数至主控制模块2，主控制模块2根据测试工艺控制参数解析出对应的运动控制指令并发送至伺服驱动模块3，伺服驱动模块3根据运动控制指令控制伺服电动缸4的输出杆同步带动测试执行机构6对待测弹性体施加相应的动作，采集模块5采集伺服电动缸4的输出杆的时间信号、位置信号及输出推力信号并发送至上位机1，上位机1根据接收到的时间信号、位置信号及输出推力信号得到待测弹性体的性能测试值后，将性能测试值与评估参数进行比较得到待测弹性体的性能测试结果，测试工艺控制参数包括预加载参数和测试模型参数，主控制模块2根据预加载参数解析出对应的预加载指令且根据测试模型参数解析出对应的测试指令后，将预加载指令和测试指令发送至伺服驱动模块3，伺服驱动模块3根据预加载指令控制伺服电动缸4的输出杆同步带动测试执行机构6对待测弹性体施加相应的预加载动作，伺服驱动模块3根据测试指令在预加载动作结束后控制伺服电动缸4的输出杆同步带动测试执行机构6对待测弹性体施加相应的测试动作，预加载参数包括伺服电动缸4的输出杆的预加载运行速度、测试预加载条件、预加载方式、预加载起始位置、预加载区间和预加载循环周期，测试模型参数包括测试加载方式、测试加载区间和测试运行速度，预加载方式为位移加载方式，预加载区间为预加载位移区间，测试加载方式为位移加载方式，测试加载区间为测试位移加载区间。其中，测试执行机构6包括设置在测试台上的导向柱(图未显示) 和移动设置在导向柱上的压块(图未显示)，伺服电动缸4的输出杆同步带动压块在导向柱上上下移动对待测弹性体施加相应的动作。

实施例二：其余部分与实施例一相同，其不同之处在于预加载方式为压力加载方式，预加载区间为预加载压力区间，测试加载方式为压力加载方式，测试加载区间为测试压力加载区间。

实施例三：使用实施例一的弹性体性能测试设备的弹性体性能测试方法，包括以下步骤：

①-1在上位机1中设置测试取值区间，将待测弹性体固定放置在测试工装上，主控制模块2 通过伺服驱动模块3控制伺服电动缸4的输出杆以设定的预加载运行速度运行至设定的预加载起始位置，随后主控制模块2采用设定的预加载方式通过伺服驱动模块3控制伺服电动缸 4的输出杆以设定的预加载运行速度在设定的预加载区间内匀速往复带动测试工装运动，直至达到设定的预加载循环周期后结束预加载过程，主控制模块2通过伺服驱动模块3控制伺服电动缸4的输出杆移动至预加载起始位置；

①-2主控制模块2采用设定的测试加载方式通过伺服驱动模块3控制伺服电动缸4的输出杆以设定的测试运行速度在设定的测试加载区间内匀速带动测试工装对待测弹性体加载一个周期，采集模块5采集伺服电动缸4的输出杆的实时压力信息和实时位移信息并发送至上位机 1；

①-3上位机1根据设定的测试取值区间截取实时压力信息和实时位移信息内的数据，并按最小二乘法的拟合方法得到位移-压力信号曲线的斜率，该斜率即为待测弹性体的静态刚度；

①-4上位机1将待测弹性体的静态刚度与评估参数进行比较得到性能测试结果，完成对待测弹性体的性能测试过程。

Claims (6)

1.一种弹性体性能测试设备，其特征在于包括设置有评估参数的上位机、主控制模块、伺服驱动模块、伺服电动缸、测试工装和采集模块，所述的测试工装包括用于放置待测弹性体的测试台和移动设置在所述的测试台上的测试执行机构，所述的上位机发送测试工艺控制参数至所述的主控制模块，所述的主控制模块根据测试工艺控制参数解析出对应的运动控制指令并发送至所述的伺服驱动模块，所述的伺服驱动模块根据运动控制指令控制伺服电动缸的输出杆同步带动所述的测试执行机构对待测弹性体施加相应的动作，所述的采集模块采集所述的伺服电动缸的输出杆的时间信号、位置信号及输出推力信号并发送至所述的上位机，所述的上位机根据接收到的时间信号、位置信号及输出推力信号得到待测弹性体的性能测试值后，将性能测试值与评估参数进行比较得到待测弹性体的性能测试结果。

2.根据权利要求书1所述的一种弹性体性能测试设备，其特征在于所述的测试工艺控制参数包括预加载参数和测试模型参数，所述的主控制模块根据预加载参数解析出对应的预加载指令且根据测试模型参数解析出对应的测试指令后，将预加载指令和测试指令发送至所述的伺服驱动模块，所述的伺服驱动模块根据预加载指令控制伺服电动缸的输出杆同步带动所述的测试执行机构对待测弹性体施加相应的预加载动作，所述的伺服驱动模块根据测试指令在预加载动作结束后控制伺服电动缸的输出杆同步带动所述的测试执行机构对待测弹性体施加相应的测试动作。

3.根据权利要求书2所述的一种弹性体性能测试设备，其特征在于所述的预加载参数包括伺服电动缸的输出杆的预加载运行速度、测试预加载条件、预加载方式、预加载起始位置、预加载区间和预加载循环周期，所述的测试模型参数包括测试加载方式、测试加载区间和测试运行速度。

4.根据权利要求书3所述的一种弹性体性能测试设备，其特征在于所述的预加载方式为位移加载方式，所述的预加载区间为预加载位移区间，所述的测试加载方式为位移加载方式，所述的测试加载区间为测试位移加载区间。

5.根据权利要求书3所述的一种弹性体性能测试设备，其特征在于所述的预加载方式为压力加载方式，所述的预加载区间为预加载压力区间，所述的测试加载方式为压力加载方式，所述的测试加载区间为测试压力加载区间。

6.使用权利要求书3所述的弹性体性能测试设备的弹性体性能测试方法，其特征在于包括以下步骤：

①-1在上位机中设置测试取值区间，将待测弹性体固定放置在测试工装上，主控制模块通过伺服驱动模块控制伺服电动缸的输出杆以设定的预加载运行速度运行至设定的预加载起始位置，随后主控制模块采用设定的预加载方式通过伺服驱动模块控制伺服电动缸的输出杆以设定的预加载运行速度在设定的预加载区间内匀速往复带动测试工装运动，直至达到设定的预加载循环周期后结束预加载过程，主控制模块通过伺服驱动模块控制伺服电动缸的输出杆移动至预加载起始位置；

①-2主控制模块采用设定的测试加载方式通过伺服驱动模块控制伺服电动缸的输出杆以设定的测试运行速度在设定的测试加载区间内匀速带动测试工装对待测弹性体加载一个周期，采集模块采集伺服电动缸的输出杆的实时压力信息和实时位移信息并发送至所述的上位机；

①-3上位机根据设定的测试取值区间截取实时压力信息和实时位移信息内的数据，并按最小二乘法的拟合方法得到位移-压力信号曲线的斜率，该斜率即为待测弹性体的静态刚度；

①-4上位机将待测弹性体的静态刚度与评估参数进行比较得到性能测试结果，完成对待测弹性体的性能测试过程。