WAW-1000D电液伺服万能试验机技术方案.doc
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济南恒瑞金试验机有限公司
试验控制软件（具有认证书*证书号LXF2009071179*国家钢铁材料测试中心）
WAW-1000D
微机控制电液伺服万能试验机
技术方案书
尊敬的朋友：
您好！
承蒙您选用本公司生产研制的WAW-1000D微机控制电液伺服万能试验机，深表感谢。
本系列如不能满足你的需求，请来函电咨询其他系列产品；
特殊定制的产品请来函电；
相信我公司制作的产品总有一款会适用于你的。
愿我们携手共进、一起努力、共同提高！
WAW-1000D微机控制电液伺服万能试验机
本试验机的设计、制造、检验依据下列标准相关条款：
1）GB/T2611-2007《试验机通用技术要求》
2）JJF1103-2003《万能试验机计算机数据采集系统评定》
3）JJG139－1999《拉力、压力和万能试验机的检定规程》
4）GB/T16826-2008《电液伺服万能试验机》
5）GB/T228-2008《金属材料室温拉伸试验方法》
6）GB/T7314-2005《金属材料室温压缩试验方法》
7）GB/T5224-2003《预应力混凝土用钢绞线》
8）SL352-2006《水工混凝土试验规程》
9）GB/T8358-2006《钢丝绳破断拉伸试验方法》
10）GB12347-1996《飞机操纵用钢丝绳.》
11）GB-T17048-1997《架空绞线用硬铝线》
12）GBT20118-2006《一般用途钢丝绳》
13）GB/T3195-2008《铝及铝合金拉制圆线材》
14）GB/T3098.1-2000《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》
15）GB/T232-1999《金属材料弯曲试验方法》
16）GB/T1447-2005 《纤维增强塑料拉伸性能试验方法》
17）GB/T1448-2005《玻璃纤维增强塑料压缩性能试验方法》
18）GB/T1449-2005 《纤维增强塑料弯曲性能试验方法》
一、主要功能及特点：
1.该试验机采用微机控制高精度电液伺服阀，驱动精密液压缸，实现等速率试验力、等速率位移、等速率变形等多种模式的自动控制，完成对试样的拉伸、压缩、抗弯、抗折试验，符国家标准GB/T228-2008《金属材料室温拉伸试验方法》的要求。
增加附具，可完成其他各种材料的试验要求，
2.试验机主机采用液压缸下置式：
液压缸在试验机的下部，活塞在液压力的作用下向上顶，可实现对试样的压缩、弯曲、剪切试验；上下钳口座为全开式结构，装夹试样方便，稳定性好。
该结构设计合理、简洁、稳定性好，可靠、易维护，液压伺服加载系统,,确保系统高精高效、低噪音、快速响应,实现对试验的自动控制加载、换向；
微机控制及处理系统：
a:
伺服控制系统：
准确完成试验过程中试验参数的设定、试验过程的自动控制、数据采集、处理、分析、存储及显示（试验数据包括:
上下屈服点、抗拉强度、断裂强度、弹性模量、各点延伸率、非比例伸长等）。
实现试验力、试样变形、活塞位移和试验进程的闭环控制及等速应力、等速应变、等速试验力、等速位移、试验力保持、位移保持等控制功能。
b：
试验力，峰值、试样变形、活塞位移、试验曲线的屏幕显示功能，全键盘输入操作和控制模式智能设置专家系统，实现了控制模式的任意设置和各种控制方式之间的平滑切换，使系统具有最大的灵活性。
加、卸载平稳。
c：
可以按GB228-2008《室温材料金属拉伸试验方法》等国家标准的要求完成试验的数据自动采集和处理。
（数据板中备有多种试验方法、标准，可完成多种材料的实验）试验过程能够模拟再现和试验数据的再分析、试验曲线放大、比较、遍历。
试验曲线可任意选择坐标轴，并可自由放大和缩小；
d：
基于WindowsXP操作系统的试验软件，采用用模块化、开放式编程、人性化设计，客户可以根据自己的要求对试验标准、试验报告、原始材料参数等进行输入调整，满足个性化要求。
方便升级、方便权限管理；主要模块有：
权限管理模块、试验标准模块、试验控制模块、曲线分析模块、数据查询模块、报表输出模块等。
为避免操作过程中出现错误，增加提示和向导操作。
e：
试验数据以数据库化管理，可以进行网络数据库通讯和管理；
f：
试验机具有扩展和更新能力；
3.保护功能:
a） 油缸限位保护；
b） 液压系统过载溢流保护；
c） 试验力过载保护；
d） 过流、过压保护；
e） 试样破断时安全保护；
f） 试验结束自动保护。
二、主要技术参数：
序号
项目名称
参数
1
最大试验力kN
1000
2
试验力示值相对误差
≤示值的±1%
3
试验力测量范围
2%~100%F.S（全程不分档，内外分辨率不变）试验力精度：
优于±1%
4
位移测量分辨力
≤0.01mm
5
位移示值误差
≤±1.0％
6
变形测量示值误差
≤±1.0％
7
拉伸试验空间mm
650 可加高
8
压缩试验空间mm
500
9
活塞行程（mm）
250
10
加荷速率
计算机实时显示
11
活塞最大移动速度（mm/min）
约80
12
圆试样夹持直径范围（mm）
φ12-35、φ35-60
13
.扁试样夹持厚度范围（mm）
0-30、30-55
14
扁试样最大夹持宽度（mm）
70
15
上下压盘尺寸（mm）
φ160
16
弯曲支辊最大间距（mm）
800
17
.弯曲支辊宽度（mm）
140
18
容许弯曲度（mm）
150
19
立柱净空间（mm）
760
20
试样夹紧方式
液压夹紧
21
电机功率kW
约2.2
22
主机外形尺寸（mm）
890×670×2150
23
伺服控制柜外形尺寸（mm）
1100×700×940
24
电源
380V±50Hz
三、试验机的配置
序号
名称
规 格 型 号
数量
1
主机
油缸下置
1台
2
一体化伺服控制柜
日本齿轮泵一体化伺服控制油源
1套
3
测控系统
全数字三闭环测控系统、插卡式控制器
1套
4
油压传感器
北京恒奥德CYB-12SA
1只
5
位移传感器
进口
1只
伺服阀
美国MOOG
1套
50mm标距进口引伸计
0.5级
1只
6
圆试样钳口（mm）
φ12-35、φ35-60mm，
各1付
7
平试样钳口（mm）
0-30、30-55mm
各1付
8
压缩附具（mm）
Ф160
1套
9
弯曲试验附具
跨距0-800mm可调；压头Ф30mm1只
1套
10
计算机
联想*1G*160G*17液晶
1台
11
打印机
惠普*HP*A4
1台
12
地脚螺栓
固定主机用
4个
13
调整斜铁
主机调整水平
3个
14
随机工具
1套
15
使用说明书
1份
16
产品合格证
1份
17
产品装箱单
1份
18
软件光盘
1张
四、质量保证及售后服务
4.1、验收
（a）验收标准：
设备验收在买方进行，以买卖双方签署的本技术协议与装箱单为依据。
（b）卖方向买方出具设备的装箱单、使用说明书、合格证等资料。
4.2、安装调试
（a）设备的运输由出卖人负责办理，送货到门；
（b）设备到达后买受人现场后，设备的卸货、搬运、就位由买受人负责；
（c）设备接线、调试由出卖人负责；
（d）出卖人在调试时，买受人应向调试人员提供必要的、相应的帮助。
4.3、人员培训
设备在买方验收时，出卖人负责对买受人的操作人员、技术人员、设备维修人员等进行技术培训，使其达到独立安全操作、调整使用、日常维修维护和快速排除故障的能力；出卖方要求买受方上述人员应具备相应的素质。
4.4质保期
设备三包期为交货之日起壹年。
在三包期内，卖方对设备出现各类故障及时免费维修服务。
对非人为造成的各类零件损坏，及时免费更换。
保修期外设备在使用过程中发生故障，卖方及时为买方服务，积极协助买方完成维修任务。
五．技术情报和资料的保密
5．1本技术方案属于我企业技术资料，客户应对我方提供的技术情报和资料承担保密义务。
无论本方案是否被采纳，本条款长期有效。
5．2我方对客户提供的技术情报和资料亦应承担保密义务。
六、软件介绍
软件功能
1
具备自动测量，试验数据实时采集、显示，力值、变形、应变自动调零，试验过程峰值保持、试验特征量自动求取等功能
2
具备加载编程功能，能实现对力、变形、位移等各参量的保持、等速率的自动控制。
加载程序文件可以存盘并可随时调用
3
具备量测传感器标定功能
4
具备破坏试验状态自动识别、自动停止加载，钳口自动复位等功能
5
可同时显示多条不同类型曲线，可在试验过程进行曲线切换和坐标自适应调整，可对试验曲线进行缩放、图形编辑、幅值读出、信息标识等操作
6
具有同类（同组）试验曲线叠加比对功能
7
可对存盘数据进行再处理分析
8
具备软件在线帮助功能
9
数据文件格式对用户开放，提供数据文件调用的详细说明
10
本软件功能满足国家、试验机行业的相关标准以及用户的正常使用要求
11
提供软件（包括测试、数据处理软件）终身免费升级服务
12
售后服务：
免费质保1年，
第四章试验过程
一．输入试样信息
准备开始做试验时，第一步是输入试样的信息。
所有的试样信息和测试数据，系统都保存为一个数据库文件，而不同于以前的一些测试系统，一个试验保存为一个数据文件。
在数据库中，一个试验保存为一条记录。
如果把数据库文件当成一个巨大的数据表格的话，一条记录就相当于这个表格中的一行。
而这个表格是可以不断加长的。
点击数据板上的新建按钮（参见数据板说明），将出现新建窗口：
²试样数据输入区：
用户在这里输入试样的一些相关信息，当然，也可以直接打开右边列表中保存的试样模板文件，而不用再一一输入。
用鼠标点击模板名称，那么，这个模板所包含的试样内容就会直接填入。
填完试样信息后，点击窗口中间的[新建]按钮，所填数据将拷贝到下面的试样信息数据缓冲区。
用户可以开始下一个试样信息的输入。
²新建按钮：
将数据从输入区拷贝到输入缓冲区，此时，试样数据还没有保存到数据库中，用户在数据缓冲区还可以根据实际情况更改试样内容。
²成批新建：
前面两个步骤说明了一次输入一个试样信息的过程。
在很多时候，试样都是成批的，而对于同一批试样，其形状特性都是相同的，不同的只是编号。
针对这种情况，系统可以一次产生同种类型（同批号）不同编号的试样信息数据，并填充到数据缓冲区。
点击[成批新建]按钮，将出现一个窗口。
利用它可以帮助用户提高输入试样数据时的效率。
²试样模板名称列表：
任何一个试样模板都记录了一个特定试样的基本信息，用户可以将任何一种试样及其相关信息保存为一个试样模板，这样在下次试验处理同样的试样时，直接打开（用鼠标直接选择试样模板名称）相应的模板，系统就会将试样信息自动填入。
²试样信息数据缓冲区：
为了便于用户一次输入多种不同类型试样数据，系统先将已输入的试样数据填充到这个区域。
用户可以在这里检查数据的准确性后再保存到数据库。
可用下面两个按钮对输入的数据进行修改和删除：
²修改：
用鼠标双击要修改的数据区域，修改后再按回车键即可。
²删除：
用鼠标选择要删除的数据行，然后点击[删除]按钮即可。
²确定：
将数据缓冲区的数据保存到数据库，并且将它们添加到数据板，同时关闭新建窗口。
二．打开试样记录
前面说明的是用户新建完试样记录，马上开始试验的情况，但是，也可能出现这样一种情况，即用户在上午一次性将所有要测试的试样记录全部新建完毕后，上午完成了一部分的测试工作，下午要继续上午没有完成的测试。
而试样信息在上午已经全部输入，下午测试的第一步就是将上午输入了但还没有测试的试样信息打开。
点击数据板上的[打开]按钮，将出现打开窗口，可以根据三个不同的条件打开试样数据：
批号、试验日期和试验人，在这三个条件的同时，用户还可以选择全部显示或只显示完成或没有完成的试样记录。
输入打开条件并确定后，系统将选择数据填入数据板。
用户可显示数据板查看数据，打开的数据也许有很多，用户最后还必须在数据板选择准备试验的试样。
如果用户要查询历史数据，操作的方法也是一样的。
具体操作如下：
²自动分析：
首先在分析板的位置栏中，选择要进行自动分析的标志点。
然后，点击分析板工具栏的[自动计算]按钮，系统将对曲线进行全面分析。
分析的方法由用户在分析之前自行设定。
如果用户要改变分析方法，可以点击分析板工具栏的[分析设置]按钮，将出现分析设置窗口。
用户可以根据具体试样，选择分析方法。
分析完成后，试验所测试材料的物理性能参数所对应的点也将在曲线上标示出来，一方面，可以给用户一个直观的表示，另一方面，如果用户对自动分析的结果不是很满意，也可以直接通过定义、删除和移动标志点来重新分析试验结果。
²人工分析：
如果自动分析不能满足用户的要求，用户就必须人工分析数据。
人工分析主要包括下面几个方面：
Ø定义自动分析没有找到的标识点。
自动分析依据的是一定的数学算法，而试验曲线千差万别，因此自动分析可能有一些标志点计算不出来，这时，用户可以自己观察曲线，在曲线上手工标出需要的标识点。
手工定义标志点的步骤为：
a）放大需要定义标志点的曲线段，切换到[点定位方式]（曲线板工具栏第二个按钮），鼠标形状会变为十字形状。
b）按下鼠标右键，在弹出的点定义菜单中选择合适的项目；然后按下鼠标左键，十字光标将自动吸附到曲线上离按下处最近的一点，并出现一个青色的圆点标记。
重复此步骤，将需要的点依次在曲线上标出，系统同时将试验结果计算并显示出来。
报表编辑器
一．单个报表
选择[工具]->[报表编辑器]->[单个报表]菜单，即可打开如图所示的报表编辑窗口。
二．批量报表
选择[工具]->[报表编辑器]->[单个报表]菜单，即可打开如图所示报表编辑窗口。
①打开数据记录：
这是进行操作的第一步，打开自己所需要的数据。
操作过程同[打开记录集]窗口，此处不再敖述。
②选择打印的数据记录：
按住Ctrl键，通过鼠标点击，选中合适的记录，被选中的当前记录前面的指示标志将由变成。
其他被选中的记录前面的指示标志将由变成。
③选择相应的Excel格式的报表文件
④输出报表：
点击[输出]按钮，SmartTest报表编辑器将把选中的数据记录组中的相关数据传给Excel报表，至于批量报表中的统计功能将由Excel来轻松完成。
输出的示例报表如图所示。
⑤功能按钮：
包括[预览]、[新建]、[编辑]、[删除]。
其中，利用[[预览]按钮可以观察所选择的报表文件的格式。
点击[新建]按钮将打开Excel，以便于建立新的报表。
[编辑]按钮可以对所选择的报表文件的格式进行重新编辑修改。
[删除]按钮将删除所选择的报表文件。
对于SmartTest数据库中数据表的结构可以通过按钮输出到一文本文件中，进行观察。
附录程序编制和程序执行
一、用途
可编程序控制允许用户根据自身的需要，依据一定的编程规范，定制一个多步的控制程序文件，这个控制程序以文件方式保存，用户可根据名称调用执行或修改编辑。
程序执行
用鼠标点击[控制板]的[程控]页面，将显示程序控制的执行界面（下图），在控制程序下拉列表中选择合适的控制程序，它所包含的内容将显示在下面，如果步骤较多，用户可以拖动右侧的滑动条察看。
选好程序后，按下[开始]按钮就可以开始试验了。
系统会按照程序逐步执行。
同时，内容显示会随着步骤的继续，动态的刷新，即当前执行步骤以不同的颜色显示，用户可以一目了然。
根据程序的不同，也许在整个控制过程，用户都不用干预，但有时，用户可能必须干预控制步骤的继续或停止（具体请参见程序编制说明）
程序编制
相对程序的执行，程序的编制就显得复杂一点。
在停机状态下，鼠标点击[程序管理器]按钮，将出现程序编制界面。
（下图）（程序编辑器SmartProgrammer是一个独立的应用程序，因此，也可以直接执行SmartProgrammer命令运行程序）
1.1、控制程序的新建、删除和重命名
用户可以根据自己的需要，新建新的程序文件，在输入程序名称的时候，一般最好选取一个有意义的名称，这样，从名称就可以对其内容有个大致的了解。
重命名允许以后改动名称，删除操作将删除你所选的控制文件。
2.2、加载方向
对于不同的试验主机，有的拉伸和压缩是同一个方向，而有的相反。
因此，用户必须选择这个控制文件是拉伸方向还是压缩方向。
对于拉伸和压缩相反的试验机，这个参数非常重要，如果选错，程序控制的方向很可能会反向。
3.3、程序内容
程序控制程序的详细内容将在下面的表格中显示出来，同时，它也是用户编辑程序内容的地方。
4.4、编辑程序结构
当用户新建一个新的程序，初始时为只有一步，用户必须根据需要填加程序行（按下[添加步骤]按钮），新增的一行位于程序的最后；在编辑过程中，有时也需要删除程序行（按下[移除步骤]按钮），删除的是当前行。
[插入步骤]可以是程序的任何位置。
程序改动后，按下[保存程序]按钮将改动的内容保存到硬盘。
5.5、编辑程序内容
5.1控制模式设置：
鼠标点击需要编辑的步骤行的控制模式列，将出现一个控制模式下拉选择列表，用户可以在列表中选择：
u开环位移控制：
以位移采样值为控制指标，开环模式，它只有一个速度参数，以控制速度的正负来决定位移方向，正为向上，负为向下。
适用于对控制速度精度要求不高的场合，比如金属拉伸试验最后阶段的高速拉断过程等。
由于是开环控制，因此，它有更高的响应速度；
u闭环位移控制：
以位移采样值为控制指标，闭环模式，它有控制目标和控制速度两个参数，系统会根据控制目标值自动决定控制方向；
u等速力控制：
以力值为控制指标，闭环控制；
u等速应力控制：
以应力值为控制指标，闭环控制；
u等速变形控制：
以变形值为控制指标，闭环控制；
u等速应变控制：
以应变值为控制指标，闭环控制；
u控制锁定：
也可以称为输出锁定，无控制参数。
它不能单独使用，必须紧跟上面的具体的控制模式，当切换到控制锁定时，系统将锁定切换瞬间的控制输出，在整个控制锁定模式期间，这个控制输出都保持不变。
直到切换到别的控制模式。
显然，它是开环控制，适用于一些很难控制的阶段，比如金属拉伸控制的屈服阶段。
u停止：
控制停止。
5.2控制参数设定
鼠标点击需要编辑的步骤行的控制参数列，将出现一个控制参数设置窗口，依据控制模式的不同，控制参数的设置是不同的。
如果控制模式没有参数，这个窗口不会出现。
控制参数一般为速度和目标。
速度的设置范围同控制板的单个控制模式的最大和最小控制档是相关的。
点击[控制板]的[位移]控制页面，如果其速度档最小为0.05，最大为500，那么，位移控制模式（包括开环和闭环）的速度就必须在0.05和500之间，如果用户输入的数值超出了这个范围，系统会弹出提示框。
其他的力和变形控制也一样。
目标的设置将决定系统控制的方向。
（在后面的编程实例中会进一步解释）
5.3跳转条件设置
一个程控程序是由多个步骤组成，当一个步骤执行时，必然有一个何时执行下一个步骤的问题（所谓下一步，并不一定是紧挨当前步骤的下一个步骤），因此，我们引入跳转条件的设置。
鼠标点击需要编辑的步骤行的跳转条件列，将出现一个跳转条件设置窗口。
跳转分为手动和自动两种方式，缺省为手动跳转。
如果是手动跳转方式，在程序执行到这一步时，必须由用户按下[控制板]上的[执行下一步]按钮，程序才会往下执行，不然，程序将停留在这一步。
在弹出的条件编辑窗口中，先选择[自动跳转]有效，跳转条件如图所示，主要由位移、力、变形和时间来确定，然后用户根据需要选择并输入数值。
这里有两点需要说明：
一是“达到”的含义，“达到”有时代表大于，有时代表小于，在实际控制过程中决定。
例如：
本步骤选择了位移判断，判断值为100mm，。
如果调用这一步时，位移值比100mm小，那么，此条件等价于位移>100；如果位移值比100大，那么，此条件等价于位移<100；二是“持续时间”的含义，持续时间条件一般用于保持控制，但请注意，这个持续时间是从本步骤控制开始算起，而不是从目标保持开始计算（请参见后面的编程实例）。
5.4循环设置
有时，用户需要将一个控制过程重复执行几次甚至成百上千次，如果将这个控制过程重复编写，将是一个很累人的工作。
因此，系统在每一个步骤，还有一个循环设置。
鼠标点击需要编辑的步骤行的循环设置列，将出现一个循环设置窗口。
一般情况下，用户不必设置它，程序执行完当前步骤后，接下来将执行下面紧挨它的一步。
如果用户设置了循环，执行完当前步骤后，程序将根据设置返回到前面的某个步骤重复执行，这样一次一次循环，直到循环次数超出设置值，当再次执行到这一步时，接下来将执行下面紧挨它的一步，即跳出循环。
6.7、编程实例
7.1程序1：
某种金属材料的拉伸控制程序
要求：
弹性段的加载速度为10MPa/s，屈服点大致在200MPa左右，屈服结束后，以20mm/min速度将试样拉断。
编程：
力加载方向为拉伸方向，预紧速度为5mm/min，具体程序设置为4步（下图）
说明：
根据要求，程序的第一步采用等速应力控制，速度为10MPa/s，目标为400MPa的目的只是为了让系统一直处于一个加载的状态，实际永远到不了目标值，因为第一步的跳转条件为应力值达到190MPa，（从前面知道，这种材料的屈服点大致在200MPa左右，而在屈服阶段是不能用力控制的，因此必须提前跳转）即当应力值大于190MPa时，跳转到第二步。
第二步采用了控制锁定控制（如果有引伸计的话，也可以考虑采用变形控制），当变形达到1mm时，我们认为屈服段已经结束，因此跳转条件设置为变形达到1mm。
第三步为快速分离阶段，目标值100mm将保证系统在试样拉断之前一直朝位移增加的方向。
此时的跳转条件实际是拉断判断。
第四步的停止并不是必须的，如果程序要执行的步骤超过了程序编辑的步骤，系统也会发出停止命令。
不过，最后一步设置为停止是一个好习惯。
7.2程序2：
100kN传感器的自动压环标定程序
要求：
系统自动依次加载到20kN，40kN，60kN，80kN，100kN点，低速通过上面几个点，保证可以准确读数。
然后自动卸载结束。
编程：
力加载方向为压缩方向（如果有反向器，为拉伸方向），预紧速度为5mm/min。
济南恒瑞金试验机有限公司
（济南试验机服务中心）
（全国试验机配件供应中心）
（特殊夹具定制中心）
营销部：
济南市经七路843号泰山国际大厦11层B区08室 ；邮编（PostCode）：
250022
工厂地址：
济南市槐荫区党扬路98号
试验机部：
0531-87964245 传真：
0531-87958608
仪器成套部：
0531-87964245 国际贸易部：
0531-87103533
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