Хабрахабр

Универсальная машина для проведения испытаний своими руками ч.2

Всем привет!

В этом посте хочу вернуться к продолжению проекта машины для проведения физико- механических испытаний.


Напомню (первая часть), что эта машина (прототип) консольного типа и может проводить испытания на растяжение и сжатие в двух зонах – верхняя и нижняя.

Раз уж пошла речь о силовой части, то этот мотор-редуктор слабоват, особенно на низких оборотах. В дополнение к первой статье про кинематику и сборку, в конструкцию были добавлены тисочные захваты с волновыми губками, напечатанные на 3D принтере, в качестве привода выступил мотор-редуктор автомобильного свеклоподъёмника. Возможно, в следующих модификациях проекта я установлю мотор-редуктор с шаговым двигателем.

Сразу скажу, что программист из меня так себе, не все получилось так, как хочется, программа ещё очень сырая хоть и работает. Теперь расскажу про программное обеспечение.

Дизайн на данном этапе я бы уже изменил, так как есть неудобные моменты, но пока этого делать не буду, хочется сначала отработать основной алгоритм. Программу писал в среде программирования Delphi.

Прошивка в нем залита довольно простая, а именно сбор данных с двух датчиков, прием-передача данных через последовательный порт, и управление мотор-редуктором. Электроника реализована на основе контроллера ардуино и дополнительных двух модулей.

Данные с ардуино передавались в виде строки: Sдатчик силы/датчик перемещенияE (S123456/123E). Для работы с последовательным портом установил библиотеку ComPort.

В нем размещено несколько закладок: Новая серия испытаний, Испытание, Настройки. Программа однооконная, размерами 800х600 точек (чтобы не заморачиваться с масштабированием).

Начну с последней закладки – Настройки.

Все принятые через порт данные отображаются в терминале, из него я выдергиваю строку, проверяю ее на соответствие и разделяю значения по переменным.

Переменные умножаются на коэффициенты, чтобы соответствовать реальным значениям массы и перемещения.

Эти коэффициенты получаем всё в этой же закладке, в полях соответствующих силе, перемещению или скорости.

Коэффициент расчета скорости работает по обратному принципу, он переводит заданное (реальное) значение скорости в ту, которую понимает ардуино от 0 до 255.

Они сохраняются в Exel файле, так как его удобно просматривать и в случае нужды исправить. После заполнения всех полей и расчета коэффициентов, данные можно сохранить.

Перейдем на страницу – Испытание.

В верхней части отображаются данные с датчиков. Это, можно сказать, основная страница при работе с машиной. Кнопка «Старт» запускает испытание со скоростью и направлением, заданным в создании испытания, но об этом чуть ниже. С правой стороны расположены кнопки управления машиной: перемещение подвижной траверсы «Вверх», «Вниз» и «Стоп».

Таблица заполняется автоматически после завершения испытания (разрушения образца), максимальными значениями силы и перемещения. В центральной части расположена область вывода графика испытания, под которым находится сводная таблица результатов серии испытаний.

Чтобы начать новую серию испытаний, перейдем на первую закладку.

Обычно для испытаний по ГОСТу она равна 12 мм/мин, но в моем случае она чуть выше, так как у мотор-редуктора не хватает мощности на низких оборотах. В ней надо указать название серии испытания, количество испытаний, и скорость, с которой будет перемещаться траверса при испытании.

Далее необходимо выбрать тип испытания: сжатие, растяжение или циклирование; а также критерий автоматической остановки машины по завершению испытания.

Таких критериев может быть несколько – остановка по достижению заданной нагрузки или перемещения, и спаду нагрузки при разрушении испытуемого образца.

Последний предпочтительней, так как можно настроить остановки при нелинейно возрастающей нагрузке.

Критерий спада нагрузки по остановке обусловлен спадом нагрузки в процентах за заданное время.

После ввода всех требуемых параметров для проведения испытаний, нажимаем кнопку «Начать» и переходим на страницу «Испытание».

Устанавливаем образец в захваты, по возможности соосно, для того чтобы испытание прошло корректно.

В программе обнуляем значения нагрузки и перемещения, чтобы не учитывался вес образца и предварительного натяжения после зажатия в захватах.

Дойдя до своего физического предела, образец разрушается, и машина останавливается. Нажатие на кнопку «Старт» приводит в движение подвижную траверсу, и на экране начинает строиться график, по которому видно, как нагрузка ползет вверх. Далее можно переходить к следующему испытанию в серии. В сводной таблице под графиком появляются значения максимальной нагрузки и деформации (перемещения).

По окончанию последнего испытания, в сводную таблицу выводятся средние значения нагрузки и перемещения.

Это удобно для последующего анализа в других программах. Каждая серия испытаний сохраняет параметры испытания и данные массивов в Excel файле.

В дальнейшем планирую улучшать программу и заменить привод на шаговый двигатель с редуктором, а потом видно будет…

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть