CN111290345B - 一种电动床驱动器寿命测试设备集中控制系统 - Google Patents

一种电动床驱动器寿命测试设备集中控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动床驱动器寿命测试设备集中控制系统，其包括：控制器，与控制器相连的触摸屏，温控模块、数据采集模块以及用于控制驱动器工作的运动控制模块，数据采集模块包括模拟量采集单元和电压电流采集单元，数据采集部分将采集的气缸压力模拟量值和驱动器电机的电压电流值传送至控制器单元，通过触摸屏将运动控制模块的参数信息和气缸及驱动器电机参数信息设置于控制器单元；本发明通过对推杆式驱动器施加恒定压力来测试驱动器的性能，实时采用驱动器和主控盒的电流、电压值，并控制测试设备的温度在一个适宜范围，达到驱动器的高效率测试目的。

Description

一种电动床驱动器寿命测试设备集中控制系统
技术领域
本发明涉及一种控制系统，具体为一种电动床驱动器寿命测试设备集中控制系统。
背景技术
随着人们生活水平的提高，电动床得到广泛应用。一般电动床结构包括可翻转的床板、床架和驱动电机，尤其是推杆电机，通过电机驱动杆的延伸或收缩来推动床板，使床板升起或落下，并且能够通过设置多个电机分别实现头部、臀部或脚部床板的升降，满足人体卧床更换姿势的需要。
驱动器的性能直接影响着电动床的性能，只有保证驱动器的质量才能避免电动床过多的出现损坏、维修的情况，因此在驱动器生产过程中需要进行负载的性能测试，其中就包括寿命测试，现有的测试方法是通过对驱动器直线受力测试，如专利号为200610052727.X的中国发明专利公开了一种电动推杆综合测试仪，通过气缸直线施加压力，对电动推杆进行疲劳试验，寿命试验等长期，反复运动的试验，但是不能模拟在工作中的真实情景，测试效果差，而且每次只能测量一个驱动器，测试效率低。
为此本发明人发明了一种驱动器寿命测试的装置，为了控制该装置的工作，提高测试的效率，本发明人发明了该测试设备的集中控制系统。
发明内容
为了解决现有技术中存在的不足及问题，本发明提供了一种电动床驱动器寿命测试设备集中控制系统，通过数据采集模块对推杆式驱动器施加恒定压力来测试驱动器的性能，并实时采集驱动器和主控盒的电流、电压值来判断其是否合格，而且具有温控及扫码功能，大大提高了驱动器测试的效率。
为了实现本发明的目的，本发明提供的一种电动床驱动器寿命测试设备集中控制系统，其包括：控制器，与控制器相连的触摸屏，数据采集模块以及用于控制驱动器工作的运动控制模块，数据采集模块包括模拟量采集单元和电压电流采集单元，数据采集模块将采集的气缸压力模拟量值和驱动器电机的电压电流值传送至控制器，通过触摸屏将运动控制模块的运动参数设置存储于控制器内。
进一步地，所述的模拟量采集单元，用于采集气缸的压力模拟量值，采集的压力模拟量值通过模拟量输入输出单元传送至控制器并将模拟量压力信号传送至比例阀，其包括模拟量输入输出单元、比例阀以及压力传感器，压力传感器将采集的气缸压力模拟量值通过多路模拟量输入输出单元传送至控制器，控制器将这一模拟量转换为压力值并与预设的压力值进行比较，控制器将压力值通过多路模拟量输入输出单元传送至比例阀，通过比例阀来调节气缸内的气压，进而控制气缸的输出压力。
进一步地，所述的电压电流采集单元，用来采用驱动器电机的电压和电流，驱动器电机连接主控盒的输出端，电压电流采集单元将实时采集的驱动器电机的电压电流信息传送至控制器，由控制器来发出操作指令。
可选地，所述电压电流采集单元还同时采集主控盒的电压电流信号，如果电压电流信号高于或低于预设的值则测试不合格。
进一步地，所述的运动控制模块，用来控制遥控器的工作，包括运动控制器、电机驱动器、伺服电机、遥控器和主控盒，可以采用手动或自动控制，运动控制器开启后控制电机驱动器工作，电机驱动器驱动伺服电机转动，带动机械手按压遥控器，遥控器发出控制指令，主控盒接收到控制指令后控制驱动器电机工作，施加驱动力。
进一步地，所述的系统还包括温控模块，与控制器通讯连接，用来控制控制箱内的温度，包括温控表、加热模块、热电偶、循环风机、抽风风机组成，温控表连接热电偶和加热模块，设备内部的热电偶实时的感知工作环境温度，温控表用来实时显示热电偶反馈的温度，加热模块采用三相加热单元控制的加热电阻加热温度，如果设备内部的温度高于工作温度，则通过控制器来控制抽风风机工作，对设备内的温度进行排风降温，如果设备内温度低于工作温度，则通过控制器将模拟量传送至三相加热单元，由三相加热单元来控制加热电阻工作，并通过控制器控制循环风机工作来使设备内部空气流动，使设备内的温度均匀保持在30-60℃。
进一步地，控制器通过交换机连接多个运动控制器，每个运动控制器控制多个电机驱动器工作，驱动器驱动伺服电机转动，通过机械臂按压遥控器发出红外指令，主控盒接指令后控制驱动机电机推出，进行各项测试。
进一步地，所述的数据采集部分，数据采集部分可以采用手动或自动模式，手动模式是读取实时驱动器电机受气缸施加的压力、驱动器电机和主控盒的输出电流电压和设置遥控器工作的参数模式；自动模式为采集数据并判断，保存到Excel表格，提供数据参考。
本发明利用控制器接收到采集气缸的压力模拟量信号及驱动器电机和主控盒的电压电流信号，控制气缸产生恒定的推力对驱动器电机进行测试，依据采集的信号，通过控制盒对驱动器和主控盒的性能进行判断，本发明实现了电动床驱动器的集中批量测试，测试效率高。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明进一步进行说明，以下实施例仅是本发明的较佳实施例，不用于对本发明进行限定。
图1为本发明控制系统一实施例框图示意；
图2为本发明控制系统一实施例示意图；
图3为本发明控制系统一实施例示意图；
图4为本发明所述温控部分一实施例示意图；
图5为本发明所述数据采集部分一实施例示意图；
图6为本发明所述数据采集部分另一实施例示意图；
图7为本发明控制系统一实施例示意图。
具体实施方式
需要说明的是，本控制系统为本发明人发明的一种驱动器寿命测试装置的控制系统，用于提升推杆式驱动器的性能测试效率，一套控制系统可以对应控制多个运动控制部分工作，每个运动控制部分可以对应控制多个主控盒，对应的测试几个、几十个甚至更多推杆式驱动器，只需简单的组网就能实现。
本发明所述的连接可以为通讯线建立连接，也可以通过网线建立连接，本发明控制器与各个控制部分之间优选采用通讯线建立连接，如RS485通讯线，运动控制部分、触摸屏与交换机之间通过网线连接，将控制器、触摸屏、运动控制器之间组成一个局域网，本发明也不排除在控制器与各数据采集模块、运动控制模块之间采用无线通讯模式。
本发明所述的控制器，可以为工控机、PLC、MCU、微型电脑等具有单片机的控制模块，以及任何可以实现智能控制的控制模块。
如图1所示一种电动床驱动器寿命测试设备集中控制系统，其包括：控制器，与控制器相连的触摸屏，数据采集模块以及用于控制驱动器工作的运动控制模块，数据采集模块包括模拟量采集单元和电压电流采集单元，数据采集部分将采集的气缸压力模拟量值和驱动器电机的电压电流值传送至控制器单元，通过触摸屏将运动控制模块的参数信息和气缸及驱动器电机参数信息设置于控制器内存储单元。
如图2所示另一实施例，所述的控制系统，连接控制数据采集模块和存储参数信息，可以同时连接至少一个运动控制模块，此时可以通过交换机将运动控制模块、触摸屏与控制器建立通讯。
进一步地，所述的触摸屏通过通讯协议与控制器连接，通过触摸屏输入推杆驱动器电机的参数信息、运动控制模块的运动参数信息以及气缸的预设气压力值信息，同时还设置测试的工作模式。
进一步地，所述运动控制模块的参数信息，包括遥控器按压点的X轴、Y轴、Z轴坐标信息、驱动器的位置信息以及驱动器电机的额定信息，以便测试过程中可以快速的寻找更换驱动器，参数信息还包括运动的循环测试次数，通过循环操作来达到快速测试的目的。
进一步地，所述的气缸气压参数信息包括气缸的预设压力模拟量值。
进一步地，所述的推杆驱动器电机的参数信息，包括电机的标准工作电压、电流信息以及驱动器的条码信息，如果测试过程中数据采集模块采集到的电压电流信息高于或低于这一标准范围值，则驱动器测试不合格。
进一步地，运动控制器启动后，受其控制的对应驱动器电机的型号信号反馈给控制器，控制器同时启动数据采集模块。
如图5所示，所述的模拟量采集单元，用于采集气缸的压力模拟量值，采集的压力模拟量值通过模拟量输入输出单元传送至控制器并将模拟量压力信号传送至比例阀，其包括模拟量输入输出单元、比例阀以及压力传感器，压力传感器将采集的气缸压力模拟量值通过多路模拟量输入输出单元传送至控制器，控制器将这一压力模拟量值转换为压力值并与预设的压力值进行比较，并将预设的压力模拟量值通过多路模拟量输入输出单元传送至比例阀，通过比例阀来调节气缸内的气压，进而控制气缸的输出压力。
如图5所示，所述的电压电流采集单元，用来采集驱动器电机的电压和电流，驱动器电机连接主控盒的输出端，电压电流采集模块将实时采集的驱动器电机的电压电流信息传送至控制器，由控制器来发出操作指令。
可选地，所述的电压电流采集单元，同时采集主控盒的电压电流信号，用于判断主控盒是否合格，如果电压电流超出控制器内存储的电压电流限位值，则不合格，反之则合格。
其中，所述的电压电流限位是判断驱动器电机、主控盒是否合格的标准，超过或者低于都会产生报警，有助于判断驱动器电机和主控盒。
可选地，如图6所示，所述的数据采集模块，还包括扫码机，通过扫码机可以将推杆驱动器上的条码录入，测试时可以记录下对应条码下的推杆驱动器的合格信息，不仅可以快速的录入驱动器信息，也便于对驱动器信息进行管理，通过条码可以快速的查找到对应驱动器的信息，提高了工作效率。
进一步地，如图3所示，所述的运动控制部分，用来控制驱动器电机的工作，其包括3个运动控制器、电机驱动器、伺服电机、遥控器和主控盒，可以采用手动或自动控制，运动控制器开启后控制对应的电机驱动器工作，电机驱动器驱动伺服电机转动，控制机械手移动至设置的位置坐标处按压遥控器，遥控器发出控制指令，主控盒接收到控制指令后控制驱动器电机工作，施加恒定的驱动力。
如图3、图4所示，所述控制系统还包括温控模块，其与控制器通讯连接，用来控制设备箱内的温度在一个较佳范围，其包括温控表、加热模块、热电偶组成，温控表与加热模块和热电偶连接，设备内部的热电偶实时的感知工作环境温度，温控表用来实时显示热电偶反馈的温度，加热模块采用三相加热单元控制加热电阻加热温度。
进一步地，所述的温控模块还包括抽风风机和循环风机，抽风风机和循环风机受控制器控制，如果设备内部的温度高于工作温度，则通过控制器来控制抽风风机工作，对设备内的温度进行排风降温，如果设备内温度低于工作温度，则通过控制器将模拟量传送至三相加热单元，三相加热单元的工作电流为4-20毫安，由三相加热单元来控制加热电阻工作，并通过控制器控制循环风机工作来使设备内部空气流动，使设备内的温度均匀保持在30-60℃。
进一步地，控制器通过交换机连接多个运动控制器，每个运动控制器控制多个驱动器工作，驱动器驱动伺服电机转动，通过机械臂按压遥控器发出红外指令，主控盒接指令后控制驱动机电机推出，进行各项测试。
如图7所示，所述控制器还集成或连接有监控单元和报警单元，监控单元用于实时的监控运动控制器的状态以及电机的状态并将监控信息实时反馈给控制器，电机在运行过程中，如果有驱动器电机损坏控制器会通过报警单元报警。
优选地，在电机如果损坏时，可以屏蔽相应电机，而不会影响其他电机的测试，如果遥控器上的某一按键失灵则也可以选择屏蔽此按键，屏蔽操作可以通过触摸屏输入屏蔽信息也可以通过控制器自动屏蔽损失部分的操作。
进一步地，所述的数据采集部分，数据采集部分可以采用手动或自动模式，手动模式是读取实时驱动器电机受气缸施加的压力、驱动器电机和主控盒的输出电流电压和设置遥控器工作的参数模式；自动模式为采集数据并判断，保存到Excel表格，提供数据参考。
本发明利用控制器单元接收到采集气缸的压力模拟量信号及驱动器电机和主控盒的电压电流信号，控制气缸产生恒定的推力对驱动器电机进行测试，依据采集的信号，通过控制器对驱动器和主控盒的性能进行判断。
本发明通过交换机将多个运动控制模块与控制器连接，通过扫码录入驱动器电机信息，安装完成后，通过与控制器相连的触摸屏设置参数信息，如气缸气压预设值、配方坐标设置、电压电流上下限等参数，以及运动控制器的遥控器按压点三维坐标配方、选择运行区域等，在设置三维坐标的配方时，需要对按压点位位置及按压时间进行设置，通过触摸屏可以直接看到每个点位坐标及时间并可以进行设置。
进一步地，所述配方坐标的设置方法为：在运动控制器控制的机构手的三维坐标位于原点或回到原点后，通过跑点确定遥控器上各控键的位置坐标信息，建立配方名称并写入这种配方遥控器的点数和位置信息，保存此配方，以便下次使用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种电动床驱动器寿命测试设备集中控制系统，其特征在于，包括：控制器，与控制器相连的触摸屏，数据采集模块以及用于控制驱动器工作的运动控制模块，控制器连接数据采集模块，数据采集模块包括模拟量采集单元和电压电流采集单元，数据采集部分将采集的气缸压力模拟量值和驱动器电机的电压电流值传送至控制器，通过触摸屏将运动控制模块的参数信息和气缸及驱动器电机参数信息设置于控制器内存储单元；所述的运动控制模块，用来控制驱动器电机的工作，其包括若干运动控制器、电机驱动器、伺服电机、遥控器和主控盒，运动控制器开启后控制对应的电机驱动器工作，电机驱动器驱动伺服电机转动，控制机械手移动至设置的位置坐标处按压遥控器，遥控器发出控制指令，主控盒接收到控制指令后控制驱动器电机工作。
2.根据权利要求1所述的一种电动床驱动器寿命测试设备集中控制系统，其特征在于，所述的控制器，连接控制数据采集模块和存储参数信息，其至少连接一个运动控制模块。
3.根据权利要求1所述的一种电动床驱动器寿命测试设备集中控制系统，其特征在于，所述的模拟量采集单元，用于采集气缸的压力模拟量值，将采集的压力模拟量值通过模拟量输入输出单元传送至控制器并将模拟量压力信号传送至比例阀，其包括模拟量输入输出单元、比例阀以及压力传感器，压力传感器将采集的气缸压力模拟量值通过多路模拟量输入输出单元传送至控制器，控制器将这一压力模拟量值转换为压力值并与预设的压力值进行比较，并将预设的压力模拟量值通过多路模拟量输入输出单元传送至比例阀，通过比例阀来调节气缸内的气压。
4.根据权利要求3所述的一种电动床驱动器寿命测试设备集中控制系统，其特征在于，所述的电压电流采集单元，用来采集驱动器电机的电压和电流，驱动器电机连接主控盒的输出端，电压电流采集模块将实时采集的驱动器电机的电压电流信息传送至控制器。
5.根据权利要求4所述的一种电动床驱动器寿命测试设备集中控制系统，其特征在于，所述的数据采集模块，还包括扫码机，通过扫码机可以将推杆驱动器上的条码录入。
6.根据权利要求4所述的一种电动床驱动器寿命测试设备集中控制系统，其特征在于，所述的系统还包括温控模块，与控制器通讯连接，用来控制设备控制箱内的温度，包括温控表、加热模块、热电偶、循环风机、抽风风机，温控表连接加热模块和热电偶，设备内部的热电偶实时的感知工作环境温度，温控表用来实时显示热电偶反馈的温度，加热模块采用三相加热单元控制的加热电阻加热温度，当设备内部的温度高于工作温度时，控制器来控制抽风风机工作排风降温，当设备内温度低于工作温度，控制器将模拟量传送至三相加热单元，由三相加热单元来控制加热电阻工作，控制器控制循环风机工作来使设备内部空气流动以保持恒温。
7.根据权利要求4所述的一种电动床驱动器寿命测试设备集中控制系统，其特征在于，所述控制器还集成或连接有监控单元和报警单元，监控单元用于实时监控运动控制器、驱动器电机的状态并实时反馈至控制器，报警单元用于实时对异常的驱动器电机进行报警。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种电动床驱动器寿命测试设备集中控制系统，其特征在于，所述运动控制模块的参数信息，包括：遥控器按压点的X轴、Y轴、Z轴坐标信息，循环测试次数信息；驱动器电机参数信息，包括：驱动器的位置信息及驱动器电机的电压电流上下限位信息，气缸参数信息包括气缸的预设压力模拟量值。
9.根据权利要求1-7任一项所述的一种电动床驱动器寿命测试设备集中控制系统，其特征在于，所述的控制器通过比例阀控制气缸对驱动器电机输出恒定的压力。
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