专利名称：一种面向多路阀的多工位计算机测试系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及液压阀测试领域，特别涉及一种面向多路阀的多工位计算机测试系统。
背景技术：
多路阀是在液压传动与控制中用来改变各油路的通断关系的关键部件，其性能指标的好坏直接关系到整个液压系统的质量。每台多路阀在出厂前必须通过各种仪表对其参数进行严格的测试，检验其性能是否达到相关指标要求。只有经检验合格的多路阀，才能出厂，也只有这样才能保证由其构成的整个液压系统的正常运行。特别是对新产品而言，必须在正式投入生产前，通过型式试验对产品是否满足技术规范的全部要求进行测试。目前，多路阀的试验大多由人工完成，通过压力表和流量表测得试验数据，并由人工记录，试验结果也由人工分析得出，这种试验方式存在着易受人为因素影响、自动化程度低、测量效率低等缺点，难以满足大批量零件的质量控制需求。

发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种先进的面向多路阀的多工位计算机测试系统，可以进行多路阀各项试验数据的自动采集和智能分析，提高多路阀测试的效率，增加试验结果的可信性。整个试验方法依据JB/T 8729.2-1998《液压多路换向阀试验方法》标准制定，可以完成多路阀的各项试验检测，并自动显示和输出试验结果。为达到上述目的，本发明采用如下技术方案:本发明的一种面向多路阀的多工位计算机测试系统由一台计算机数据处理系统、若干个试验工位以及485总线组成，各试验工位由数据采集系统、液压系统、被试多路阀以及传感器组成。所述的各试验工位能够实施多路阀的多种试验，包括:多路阀控制压力与流量曲线试验，多路阀控制压力与工作压力曲线试验，多路阀在不同工作压力下的泄漏量曲线试验，多路阀流阻曲线试验以及多路阀加载压力与流量曲线试验。所述的液压系统与传感器的连接关系是:35MPa压力传感器通过测压接头分别与试验台P 口、A 口及B 口连接，IOMPa压力传感器通过测压接头分别与试验台a 口及b 口连接，200L/min流量传感器通过管路分别与试验台P 口、A 口、B 口及被试多路阀连接，2000ml/min流量传感器通过管路分别与试验台T 口及被试多路阀连接。所述的数据采集系统包括单片机、A/D转换器、流量传感器、压力传感器、信号调理电路、多路模拟开关、采样保持电路、时钟模块、显示模块、通讯模块、按钮以及数据存储模块。其中所述的流量传感器和压力传感器分别与信号调理电路连接；所述的多路模拟开关与信号调理电路、采样保持电路以及单片机连接；所述的采样保持电路与单片机以及A/D转换器连接；所述的单片机与时钟模块、显示模块、按钮、数据存储模块、A/D转换器以及通讯模块连接。所述的计算机数据处理系统包括PC机、显示器、打印机以及232/485转换器。所述的PC机与显示器和打印机连接，并通过232/485转换器与485总线连接，各试验台数据采集系统的通讯模块与485总线连接。本发明的工作原理如下:将被试多路阀各油口安装上法兰或接头，将多路阀的进油口 P 口、A 口、B 口及T 口分别与流量传感器连接，其先导油口 a 口、b 口与试验台面上的控制油口 a 口、b 口连接，试验前先在计算机数据处理系统中录入试验计划，试验必须严格按照试验计划进行。设置在各油口的传感器根据不同试验的需要读取压力及流量数据，并通过显示模块显示，各传感器信号经过信号调理电路进行放大和滤波，通过单片机控制的多路模拟开关输入，采样保持电路进入采样模式，待信号输入后进入保持模式，保持输出电压不变，随后信号进行A/D转换，转换结束后，将数据存入数据存储模块，计算机数据处理系统轮流读取各试验台数据存储模块中的数据，并写入数据库。试验结束后可通过计算机数据处理系统查看各试验的试验结果和试验曲线及对试验结果进行分析，并可通过打印机打印出报表。与现有技术相比，本发明具有如下优点:I)自动化程度高、测量速度快由于采用了压力传感器、流量传感器和单片机系统组成的数据采集系统，实现了试验数据的自动采集与自动存储；2)测试结果精确、可信由于采用高精度的压力传感器和流量传感器测得压力、流量数据，并由软件绘制出各种试验曲线，无须人工干预，保证了测试结果的精确、可信；3)对测量结果进行智能分析由于采用了工序能力指数、机器能力指数以及控制图等方法对被试阀的测量结果进行质量统计分析，不仅能够确认设备的加工能力和加工过程是否满足质量要求，而且可以实时地监视工序质量的波动情况，判断工序是否稳定。


图1是本发明的总体结构示意图；图2是本发明的各试验台液压系统示意图；图3是本发明的数据采集原理框图；图4是本发明的工作程序流程图。图中:1、数据采集系统；101、单片机；102、时钟模块；103、数据存储模块；104、通讯模块；105、按钮；106、显示模块；107、A/D转换器；108、采样保持电路；109、多路模拟开关；110、信号调理电路；2、液压系统；201、截止阀I ;202、截止阀II ;203、加载阀I ;204、力口载阀II ;205、截止阀III ;206、节流阀;207、多路换向阀I ;208、溢流阀I ;209、主泵;210、辅助泵；211、溢流阀II ;212、多路换向阀II ;213、减压阀I ;214、减压阀II ;215、测压接头；
3、被试多路阀；4、传感器；41、35MPa压力传感器；42、IOMPa压力传感器；43、200L/min流量传感器；44、2000ml/min流量传感器；5、计算机数据处理系统；51、显示器；52、PC机；53、打印机;54、232/485转换器;6、485总线。
具体实施方式
本发明的一种面向多路阀的多工位计算机测试系统的总体结构示意图如图1所示，系统由一台计算机数据处理系统(5)、若干个试验工位以及485总线(6)组成，各试验工位由数据采集系统(I)、液压系统(2)、被试多路阀(3)以及传感器(4)组成。所述的计算机数据处理系统(5)包括PC机(52)、显示器(51)、打印机(53)以及232/485转换器(54)。所述的PC机(52)与显示器(51)以及打印机(53)连接，并通过232/485转换器(54)与485总线(6)连接，各试验台数据采集系统(I)的通讯模块(104)与485总线(6)连接。本发明的一种面向多路阀的多工位计算机测试系统的试验台液压系统示意图如图2所示，所述的液压系统(2)与传感器(4)的连接关系是:35MPa压力传感器(41)通过测压接头(215)分别与试验台P 口、A 口及B 口连接，IOMPa压力传感器(42)通过测压接头(215)与试验台a 口及b 口连接，200L/min流量传感器(43)通过管路分别与试验台P 口、A口、B 口及被试多路阀(3)连接，2000ml/min流量传感器(44)通过管路分别与试验台T 口及被试多路阀⑶连接，。本发明的一种面向多路阀的多工位计算机测试系统原理框图如图3所示，所述的数据采集系统(I)包括单片机(101)、时钟模块(102)、数据存储模块(103)、通讯模块(104)、按钮(105)、显示模块(106)、A/D转换器(107)、采样保持电路(108)、多路模拟开关
(109)以及信号调理电路(110)。其中所述的信号调理电路(110)分别与35MPa压力传感器
(41)、10MPa压力传感器(42)、200L/min流量传感器(43)以及2000ml/min流量传感器(44)连接；所述的多路模拟开关(109)与信号调理电路(110)、采样保持电路(108)以及单片机(101)连接；所述的采样保持电路(108)与单片机(101)以及A/D转换器(107)连接；所述的单片机(101)与时钟模块(102)、显示模块(106)、按钮(105)、数据存储模块(103)、A/D转换器(107)以及通讯模块(104)连接；其中所述的按钮(105)包括数据采集系统(I)开关按钮，试验类型按钮以及采样开关按钮；所述的数据采集系统(I)开关按钮，用于控制数据采集系统(I)的开启与关闭；由于不同的试验所需要采集的数据不同，所述的试验类型按钮用于选择试验号，单片机(101)通过读取该试验号来选择读取该试验所需要采集的传感器的数据，并存入数据存储模块；所述的采样开关按钮用于控制数据采集的开始与停止。本发明的工作原理如下:将被试多路阀各油口安装上法兰或接头，将多路阀的进油口 P 口、A 口、B 口及T 口分别与各流量传感器连接，其先导油口 a 口、b 口与试验台面上的控制油口 a 口、b 口连接。试验开始前应在计算机数据处理系统中录入试验计划，试验必须严格按照试验计划进行。设置在各油口的传感器根据不同试验的需要读取压力及流量数据，并通过显示模块显示，各传感器信号经过信号调理电路进行放大和滤波，通过单片机控制的多路模拟开关输入，采样保持电路进入采样模式，待信号输入后进入保持模式，保持输出电压不变，随后信号进行A/D转换，转换结束后，将数据存入数据存储模块，计算机数据处理系统轮流读取各试验工位数据存储模块中的数据，并写入数据库。试验结束后可通过计算机数据处理系统查看各试验的试验结果和试验曲线及对试验结果进行分析,并可通过打印机打印出报表。下面以多路阀控制压力与流量曲线测试为例说明工作原理，当进行P至A试验前，通过手柄操作多路换向阀II (212)，使其左位工作，并打开截止阀1(201)使A 口与B 口连接，通过手柄操作多路换向阀1 (207)，使其右位工作，开始试验，通过显示模块查看P 口流量数据，并调节P 口流量以达到试验要求，此时按下采样开关按钮，随后调节减压阀1(213)使a 口压力在0.6MPa至2.5MPa范围内逐渐变大，此时再次按下采样开关按钮，使开关弹起，停止采集，设置在A 口的流量传感器读取流量数据，即可得到A 口流量随a 口控制压力变化的曲线；随后进行P至B试验，通过手柄操作多路换向阀II (212)，使其右位工作，并打开截止阀I (201)使A 口与B 口连接，通过手柄操作多路换向阀I (207)，使其右位工作，开始试验，通过显示模块查看P 口流量数据，并调节P 口流量以达到试验要求，此时按下采样开关按钮，随后调节减压阀11(214)使b 口压力在0.6MPa至2.5MPa范围内逐渐变大，此时再次按下采样开关按钮，使开关弹起，停止采样，设置在B 口的流量传感器读取流量数据，即可得到B 口流量随b 口控制压力变化的曲线。其余各项试验操作方法均与此类似，故不再详述。本发明的工作程序流程图如图4所示，其步骤为:I)试验准备清洗被试阀，检查试验台架、电气设备并在计算机数据处理系统中录入试验计划，试验计划表中每条记录的内容包括零件号，试验日期，需要进行哪些试验等信息。2)安装被试多路阀将被试多路阀各油口安装上法兰或接头，将多路阀的进油口 P 口、A 口、B 口和T 口分别与各流量传感器连接，其先导油口 a 口、b 口与试验台面上的a 口、b 口连接。3)数据采集系统初始化系统电源开启之后，由单片机软件控制进行一系列的初始化工作，包括各个寄存器中状态变量和数值的初始化工作。4)选择试验项目并依次进行通过试验类型按钮切换到所要进行的第一项试验，试验项目必须严格按照事先制定的试验计划进行，然后启动计算机数据处理系统中的数据通讯界面，按下采样开关按钮，开始采集数据并进行试验，试验过程中单片机系统读取该项试验所需要的各传感器的数据，并存入数据存储模块，同时可以通过显示模块实时显示各传感器数据，计算机数据处理系统按设计好的时间片轮流读取各多路阀试验台中的数据存储模块中的数据，并写入数据库；当一项试验完成后，再次按下采样开关按钮，使开关弹起，停止采集数据，之后通过试验台上的试验类型按钮切换到下一个试验，然后按下采样开关按钮，开始进行试验，如此循环，直到完成最后一项试验。5)拆卸被试多路阀当一台被试阀的试验全部按试验计划完成后，拆卸被试阀，并将已完成试验的被试阀移动到指定位置。6)生成试验报告和报表的打印进入计算机数据处理系统中的报表管理界面，查看各试验的试验结果和试验曲线，采用工序能力指数、机器能力指数以及控制图等方法对被试阀的测量结果进行质量统计分析，并可通过打印机打印出报表。以上所述流程为一个试验工位的工作流程，各试验工位可根据需要同时工作或单独工作，互不干涉。
权利要求
1.一种面向多路阀的多工位计算机测试系统，其特征在于由一台计算机数据处理系统、若干个试验工位以及485总线组成，各试验工位由数据采集系统(I)、液压系统(2)、被试多路阀(3)以及传感器(4)组成；数据采集系统(I)包括单片机(101)、时钟模块(102)、数据存储模块(103)、通讯模块(104)、按钮(105)、显示模块(106)、A/D转换器(107)、采样保持电路(108)、多路模拟开关(109)以及信号调理电路(110);信号调理电路(110)分别与35MPa压力传感器(41)、10MPa压力传感器(42)、200L/min流量传感器(43)以及2000ml/min流量传感器(44)连接；多路模拟开关(109)与信号调理电路(110)、采样保持电路(108)以及单片机(101)连接；采样保持电路(108)与单片机(101)以及A/D转换器(107)连接；单片机(101)与时钟模块(102)、显示模块(106)、按钮(105)、数据存储模块(103)、A/D转换器(107)以及通讯模块(104)连接；计算机数据处理系统(5)包括PC机(52)、显示器(51)、打印机(53)以及232/485转换器(54);所述的PC机(52)与显示器(51)和打印机(53)连接，并通过232/485转换器(54)与485总线(6)连接，各试验台数据采集系统(I)的通讯模块(104)与485总线(6)连接。
2.根据权利要求1所述的一种多工位多路阀测试系统，其特征在于按钮(105)包括数据采集系统(I)开关按钮，试验类型按钮与采样开关按钮；所述的数据采集系统(I)开关按钮，用于控制数据采集系统(I)的开启与关闭；由于不同的试验所需要采集的数据不同，所述的试验类型按钮用于选择试验号，单片机(101)通过读取该试验号来选择读取该试验所需要采集的传感器的数据，并存入数据存储模块；所述的采样开关按钮用于控制数据采集的开始与停止。
全文摘要
本发明公开了一种面向多路阀的多工位计算机测试系统。该测试系统包括一台计算机数据处理系统、若干个由数据采集系统、液压系统、被试多路阀、传感器构成的试验工位以及485总线。该系统能够进行多路阀多种试验，各油口上设有压力传感器及流量传感器，能够在试验中采集压力和流量信号，并将压力和流量信号转换成电信号，经A/D转换成数字信号后，由单片机程序将其换算成压力与流量数据，存储到数据存储模块，同时通过显示模块显示；计算机数据处理系统通过485总线读取各工位数据存储模块中的数据，写入数据库进行分析与处理，并生成报表，各试验工位可同时或单独工作，互不干涉。本发明可为多路阀试验提供快速、有效的计算机辅助测试手段。
文档编号G01M13/00GK103196660SQ20121000745
公开日2013年7月10日 申请日期2012年1月10日 优先权日2012年1月10日
发明者余忠华, 陆彬 申请人:浙江大学