机械手水嘴流量灵敏度试验机
设备简介：
本设备依据GB18145-2014第7.6.3条款、第8.6.3条款、附录C；EN817-2008第10.6条款、第10.7条款; ASME A112.18.1-2012第5.3.1条款而设计制作，采用最新的六轴机械手完成动作测试，传感器用六维力传感器模仿人手工作，真正模仿实际运行过程中的用于流量（单冷、单热、混合水、多温度点）、灵敏度（单柄双控水嘴）及密封测试。系统组成由供水系统、测试系统、数据采集系统，主控制系统采用PLC和工控电脑，对整个测试过程进行自动化控制。流量测试功能由冷热水恒温供水系统、恒压供水系统、流量 温度 压力数据采集系统及组态软件等组成，单个恒温水箱有效容积≥180L，比之前设备水箱大80%；恒压供水系统与现有设备一致，采用HLP变频器+南方特种泵，流量传感器采用科隆电磁流量计（快速装夹式），OMEGA高速温度热电偶（快速插接式），霍尼韦尔压力变送器及数据采集系统和组态系统组成。灵敏度测试系统由冷热水恒温供水系统、恒压供水系统、高速温度采集系统、伺服驱动系统以及数据处理组态系统组成。主控制系统采用PLC和工控电脑，对整个测试过程进行自动化控制，本设备具备以下功能：
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序号 |
功 能 |
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1 |
制冷系统及冷水恒压变频控制系统,控温精度准确，水温损失小 |
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2 |
加热系统及热水恒压变频控制系统,控温精度准确，水温损失小 |
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3 |
冷水供水和冷水回水的自动切换功能,改用新型汽缸切换回水模式 |
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4 |
热水供水和热水回水的自动切换功能,改用新型汽缸切换回水模式 |
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5 |
数显电磁流量计的测量及显示功能,采用最新德国科隆电磁流量传感器 |
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6 |
可根据设定的多档出水温度自动进行单柄双控的旋转及流量测试 |
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可根据设定的多档供水压力自动进行单柄双控的旋转及流量测试 |
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8 |
低压出水密封测试 |
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测试结束时的自动停机、报警及信息提示功能 |
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电脑界面可设定及显示相关状态、数据，记录相应数值，生成曲线，存档为报表，并另有触摸屏控制界面，安装于操作台附近，便于控制及主要参数数据的设定和显示观看 |
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流量计测量范围1-60L/分钟（单台流量的量程在1-60L/M，采集速率50HZ） |
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供水温度：冷水8℃~室温温度波动±1℃；热水：室温~90℃温度波动±1℃ |
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有“自动回水”和“不自动回水”的模式可选择，“自动回水”则根据设定温度区间回冷水箱或热水箱或直接排掉；（当出水温度≤25℃时，全部回冷水箱；当出水温度＞25℃≤35℃时，一半回热水箱，一半直接排掉；当出水温度＞35℃时，全部回热水箱）“自动不回水”则全部都不会，而是储存在水槽内，后面由人工手动排水。测试水槽上方增加可拆卸式不锈钢防护网，目的防止人手伸到存水里被烫伤的可能，或物体进入水槽，水飞溅。测试完毕后混合水箱内水回冷水箱或热水箱进行循环使用。 |
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14 |
有“恒压模式”和“恒频模式”可供选择，即冷、热供水可在恒压输出和恒频输出之间简易切换（恒压模式：动压和静压的压力相同，在额定的流量和压力曲线范围内，二者压力都能一样；恒频模式：动压的压力＜静压压力，且流量越大，二者的差值越大） |
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显示屏多种单位自由切换及控制（MPa、KPa、psi） |
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灵敏度测试时，除显示角度差值G1和G2外，还能显示相应的位移量（单位：mm），可通过人员在界面中输入“把手半径”来进行自动换算 |
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通过在控制界面上进行“左位置位”、“中位置位”、“右位置位”设定，可在系统中设定最左端、中间、最右端的位置，以适应不同类型的阀芯(辅助用扭矩来作为最左端和最右端的极限位置的保护依据) |
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测试流量时除了用夹具带动把手的方式，也可简单的用手转动把手，设备上直接显示相关数值。满足不同情况下的测试。 |
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主要元件为1年保修期。 |
使用/满足测试标准(条款)：
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序号 |
适 用 / 满 足 标 准 |
标 准 条 款 |
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1 |
GB18145-2014 |
第7.6.3条款、第8.6.3条款、附录、附录C、表5、图1、图2 |
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2 |
EN817-2008 |
第10.6条款、第10.7条款、表9、表10、表11、图10、图11、附录A |
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3 |
ASME A112.18.1-2012/CSA B125.1-12 |
第5.3.1条款 |
主要技术参数说明：
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序号 |
项 目 名 称 |
说 明 |
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1 |
工作电压 |
三相AC380V |
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2 |
用电功率 |
最高20KW(含加热功率9KW、制冷功率3KW，水泵7KW) |
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3 |
工作气压 |
外接,0.5MPa以上 |
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4 |
测试介质 |
8℃冷水~室温水、室温水~90℃热水 |
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5 |
测试工位 |
1个 |
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6 |
测试产品范围 |
陶瓷片密封水嘴等 |
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7 |
工作水压 |
0-1.6MPA，压力控制精度0.01MPa以内 |
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8 |
水压稳定度 |
±0.01MPa以内（0.5MPa以下）；压力单位及分辨率：0.01MPa |
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9 |
流量检测 |
电磁流量计测量范围1~60升/分、精度0.5% ，采集速率10HZ（每秒10个数据），流量单位及分辨率：0.01L/M |
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主要检测参数 |
累积流量值、出水时间、平均流量值、出水温度、冷热进水温度、角度差值G1、角度差值G2 、显示位移（mm）等 |
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11 |
连续测试时间 |
1~1800秒内可设 |
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温度精度 |
±1℃，可显示到0.1℃ |
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外形尺寸 |
主操作台：长2000*宽1000*高1800，电控柜：长600*宽600*高1600，1台3匹风冷式制冷机组长1150*宽650*高700,内置冷热水箱180L（单位：MM） |
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外形材料 |
铝型材框架+铝塑封板（铝型材的化学性能指标具备一定的抗腐蚀能力） |
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工装材料 |
不锈钢304+铜材+POM |
系统组成：本设备由操作台、机械手加六维传感器和高精密电磁流量传感器，电控柜和辅助配套系统组成；
机械手采用六轴6公斤负载机械手（如图所示)：
三维
三维力传感器T10B 
量程：0kg-5kg，精度：1%F.S.，材质：铝合金、合金钢，输出：1.0mV/V
供电：5-12 vDC，疲劳：20-30万次
特点：T10B型传感器采用铝合金/合金钢材质，方形三向力结构设计，中间4-M螺孔用来连接待测物进行三个方向力测试，两侧共4个通孔用于固定传感器，适用于机械人手抓力以及重量测量，多向力测试场所。
流量传感器选用德国科隆
1. 操作台：由铝型材框架+铝塑封板组装而成，提供机械手、夹具、水箱、水槽、泵阀、供水、回水、管件接头等的安装和操作平台；
2. 电控柜：为铁板烤漆外形，提供控制电脑、PLC、变频器、伺服驱动器、开关电源、固态继电器等电气元器件的安装和操作平台；
3. 风冷式制冷机组：含1台3匹风冷式制冷机组等。
系统功能部件：
1. 操作台：
1.1 其前部上方中间位置安装有1套六轴机械手，用于模仿人手执行轨迹运行；
1.2 其前部上方安装有3个温度表（分别显示冷水供压管道温度、热水供压管道温度、出水口温度）和2个压力表（冷水供压管道压力、热水供压管道压力）；（数显式，经485通信由PLC模块直接发送数据）
1.3 其操作台面安装有不锈钢水槽，该不锈钢水槽有3个G2”的回水口：分别连接冷水回水阀、热水回水阀、排水阀；
1.4 冷水回水阀接到冷水箱回水口；热水回水阀接到热水箱回水口；排水阀直接连接到排水管道；
1.5 水槽上方安装有产品的安装固定座，并可前后及左右调节；在产品安装座的边上安装有一根裸露式热电偶，用于检测产品出水口的温度值；采集速率可达50HZ（每秒钟50次的频率）
1.6 操作台下方的左边位置安装有热水供水系统组件，用于提供测试所需的热水压力：包含热水箱、Y型过滤器、热水离心泵、不锈钢管件接头、热水压力传感器、流量计、热水管道热电偶、热水循环阀、热水球阀等；
热水箱中安装有滤网、热电偶、加热装置、液位开关等；滤网安装在水箱抽水口内侧，用于第一道水质过滤；热电偶采用OMEGA对插型，方便拆装;加热装置采用3根U型加热管（380V、3KW）；液位控制由3个液位开关组成闭环补水控制，水箱底部1个液位开关用于水泵安全液位控制，水箱上部采用2个液位开关组合液位差控制水箱加水。
1.7 操作台下方的右边位置安装有冷水供水系统组件，用于提供测试所需的冷水压力：包含冷水箱、Y型过滤器、热冷水离心泵、不锈钢管件接头、冷水压力传感器、流量计、冷水管道热电偶、冷水循环阀、冷水球阀等；
冷水箱中安装有滤网、热电偶、液位开关等；滤网安装在水箱抽水口内侧，用于第一道水质过滤；热电偶采用OMEGA对插型，方便拆装;液位控制由3个液位开关组成闭环补水控制，水箱底部1个液位开关用于水泵安全液位控制，水箱上部采用2个液位开关组合液位差控制水箱加水。
1.8 操作台的最下方安装有6个脚轮：带地脚的脚轮，移动方便且定位可靠。
1.9操作台右后方外置3匹风冷式制冷机组
2. 电控柜：
2.1 分为上、中、下三层：上层用于放置电脑，中层用于放置键盘和鼠标，下层分为前部分和后部分；
2.2 下层前部分有一片立式安装的镀锌板，主要用于安装固定1P断路器、3脚插座、保险丝、开关电源、PLC CPU及其模块、中间继电器、端子排，其左边开有重载连接器的连接口；
2.3 下层后部分有一片立式安装的镀锌板，主要用于安装固定塑壳断路器、3P断路器、变频器、伺服驱动器、固态继电器、端子排，其右边开有重载连接器的连接口和航空插的连接口。
PLC控制系统：本PLC系统主要由CPU一体机、热电偶模块、模拟量输入/输出混合模块、数字量输出扩展模块组成。
1. CPU一体机：带有一个以太网通信口、一个9针通信口、1个485通信口：以太网口跟电脑进行通信，9针通信口跟伺服电机进行通信，485通信口跟数显仪表进行通信，CPU内部存有程序、地址和参数数据；
2. 热电偶模块：8路：热水箱和冷水箱；冷、热水管共4路，出水口1路；
3. 模拟量输入/输出混合模块：4路模拟量输入：两路压力传感器信号输入、两路电磁流量计信号输入、两路变频器信号输出；
4. 数字量扩展模块：8点即可，因CPU自带的输出点不够，需要扩展。
组态系统：主要采用杰控组态软件，变量256点左右，有多温度点流量、多压力点测试、灵敏度测试三大功能。
1. 冷、热水压力：各有设定值和显示值参数，单位：0.01MPa或1KPa或1PSI，水压稳定性应在±0.01MPa或±10KPa或±2PSI以内；
2. 冷、热水温度：各有设定值和显示值参数，单位：0.1℃，温度稳定性在±1℃以内；
3. 灵敏度测试参数：角度范围：0~300°，转速设定0.5°或1°/秒，精度±0.05°/S以内，全冷停留时间：1~60秒可设，全热停留时间：1~60秒可设；
4. 多温度点测试参数：全冷和全热端不用设置温度，只须设置中间三个温度点的数值；
5. 灵敏度曲线：出水温度曲线（主曲线）、TM+4温度曲线、TM-4温度曲线、流量曲线、冷水温度曲线、热水温度曲线（不同的线色、对应不同的数值显示）
6. 多温度点曲线：全冷端流量曲线、34℃档流量曲线、38℃档流量曲线、44℃档流量曲线、全热端流量曲线（不同的线色、对应不同的数值显示）；
7. 多压力点测试：最多可设置16档的压力点测试，操作功能界面与所测试数据可在同一界面显示；
8. 灵敏度报表：除将曲线中的各个数值点抓取出来后，并可自动找出全冷-》全热行程的TM+4和TM-4对应的角度值，且可自动找出全热-》全冷行程的TM+4和TM-4对应的角度值，并自动计算出G1值和G2值，还可根据人员输入的手柄半径尺寸(单位和分辨率：0.1MM)，自动换算出相应的位移行程（单位和分辨率：0.1MM）；
9. 多温度点报表：每个测试周期内的压力、温度、流量参数值都能够予以显示。
工装夹具：本夹具主要有六轴机械手、加持头等组成。
机械手用于控制机构的左右旋转及开合动作，实现产品在冷、热端的出水切换及调温功能；
