安全带性能测试装置改造升级项目的设计与实现
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写固化程序 。缺少软件 的升级和维 护机制 ，界面
ｅ ）设备应符合 电气 常规 设计使用原 则。
根 据卷收器 实车安装方式 和标 准要 求 。设备 机械 部分示意 如图 １所示 。
复杂 ．菜单 繁琐。新卷 收力设备 更换 为组 态软件
作为试验监 控系统 ．而卷 收器耐久 性设备 由于使 用环境不 同则使用能 够可视化操 作的触摸屏 作 为 人机对话部分 。对于 适应卷 收力试验 标准今 后发 展的灵活 性考虑 ．选 用可易于二次 开发 的组态软
Ｆｅｄｏ ｉ ｕ ｓ ｎ ｌ 讨 园 地 ｉｌ ｆ ｓ ｓ ｉ 研 Ｄ ｃ ｏ
机 械
工
业
标
准
化 与 质
』
安全带性能测试装置 改 造升级项 目的设计 与实现
中汽认证 中心 口刘 超 苏 琼 王 哲
摘 要 本 文通过 科 学分析 和精 密的计 算 ，完成 了安 全 带性 能测 试装 置在数据 采 集 、传
自行 烧录控制程序 ．控制高 负载 电机 驱动器执 行 元件 和接收精 密负荷 传感器 反馈 模拟量信 号 ．新 卷 收 力设 备及 卷 收器耐 久 性设 备 更换 为 Ｐ Ｃ可 Ｌ 编程 控制器 ３ 】利 用组 态软 件和 人机对 话触 摸屏 作 为可 视信 息反馈和 处理 。使设备 更加人 性化 。原有卷 收力设备 和卷 收器 耐久 性设备 均使 用 Ｖ Ｂ语 言编
织 带一端 通过 卡 具 固定 ，卡 具 与传动 丝杠 相 连 ． 由伺 服 电机正反 转轴 向运动 ．通过 丝杠变 向成垂 直于 轴心 的轴 向运 动 。从而 带动卡 具移动 ．在移 动 中卷收器 的卷 收力大小 由织带末 端卡具 上 的负 荷传 感器数值 变化 决定 ．从 而达 到试验 目的。 ２ ）卷收器耐久 性试验 台 试验 对象 为成人 安全 带卷收器 ．执行机 构 为 伺服 电机带动 转筒做正反 转运动 ．使卷收器 自由 拉出 、卷收 织带 。在设定 条件达 到时 ，触 发气缸 对安全带卷 收器 产生满足 标准 的加速度 。造成卷 收器锁止 ．由缓冲气缸 的运动状 态判定试 验 用样 品是否锁止 成功 ．从而达 到试验 目的
ｂ １设 备可 判定位 移 有效长 度 变化及所 占织
带全 长的百分 比 ： Ｃ １设 备可 检测相 应设 定位 移 时刻 的负荷 力 值 并显示 ： ｄ １设备 元件配 合应保 证 实验 室计量 认证 标 准：
定 性 。原有卷 收 力设备 使 用单 片机 电路板 设计 ，
２ ８
研讨 园地 Ｉ ｉｌ ｏ ｉ ｕ ｓｏ ｅｄ ｆ ｓ ｓ ｉ Ｆ Ｄ ｃ ｎ
动 ．从而 实现精确 的定 位。本设 备使 用的伺服 电 机转动 一圈可发 出一 万个脉冲 。传动丝杠 导程 为 ５ ｍｍ，即精 度达 到 ０Ｏ ０ ｍｍ。动 力输 出源 精 ． ５ ０
度 的提 高打破 了技术 瓶颈 ．对 数据的采 集准确度 有很 大帮助 ２ ）使 用 Ｐ Ｃ可 编程控 制元件 ，提 高控 制稳 Ｌ
常准确 将电压信号 转化 为转矩和转 速 以驱 动控
知安全带 式样规格 的安装要 求 ．在 今后较 长时 间 内依然保持其对试验项 目相关发展变化 的先进 性
１ 系 统 描 述 （ ）卷 收 力试 验 台和 卷 收 器 耐 久 性 试 验 台 １
制对 象。主要靠脉冲 时间来定 位 ．伺 服 电机 接收
到 一个 脉 冲 时 间 。就 会旋 转 一 个 脉 冲对 应 的 角 度 ．从 而实现位移 变化 ，伺服 电机本 身具备 发 出 脉冲 的功能 。每旋 转一个 角度 。都会 发 出对 应数
１ ）卷收力试验 台 试验对 象为成人 安全 带卷收器 ．卷 收器 中的
量 的脉 冲 ．通 过 编码 器 将发 出 与接 收 的脉 冲对 比 ，即 闭环 控 制 。就 能 够很 精 确 地 控 制 电机 转
里
感器精度 、电机驱动 能力 、试验 和控 制方 法以及 分析软件 等 方面的 改造升级 ．使之 更加 先进
化 、 自动 化 、精 确 化 ，达 到 国 内先进 水 平 。
一
卜
寸
关 键词
安 全 带 改 造 升 级
设 计
躲
啦
Ｃ Ｏ
一
根 据 ＣＮ Ａ一 ２ ０ ６ ２ ０ 《 动 车 辆 类 Ｃ ０ Ｃ一 ２ ：０ ５ 机 强 制 性 认 证 实 施 规 则 汽 车 安 全 带 产 品 》 和 ＧＢ １ １ ６ ２ ０ 《 动车成 年乘 员用安 全带 和 ４ ６ － ０ ３ 机
图 １
一 一
解决 ．避 免相应情况 的再 器精度 、电机 驱动能 力、试验和 控制 方法 以及分 析软件等 方面加大创新 力度 ．增 加其
在同类设备 产 品中的优 势
１ ）使 用伺 服 电机作 为驱 动力 源 ，提 高 设 备 可控转速 的精度 卷收 力试验 台原有设 备使 用步
ｆ １ 两 台设 备 特 点 ２
０
约束 系统》 ，以及 其他 国 内外 同类标准 中成人 安
全 带卷 收 力试验 和卷 收器耐 久性 试验 内容 要 求 ． 研 发一种满 足各 类成人安全 带卷收 力性能和卷 收 器耐 久性要 求的试验 台 安全带性能测试 装置的 改造升级 项 目是 通过 参 考之前在 设备使用和试验 过程 中出现 的各 类问 题 ．对原有 设备存在 的各种 缺陷进 行科学详 细的 分 析 ，利 用新型 、先进 、成 熟 的技 术手段将 问题
进电机 ．通 过驱动器 由控制板给 出步进 信号 进行 动力输 出 ．新卷收力设 备及卷 收器耐久 性设 备采
研制的新设备 在性能和精 度上完全符合 标准
的要求 ，在试验过程操作上实现 自动化 和智能化 ， 能够适应各 种复杂 多变的工况环境 ．以及各 类未
用伺服 电机 。伺服 电机 可控 制速度 ．位 置精 度非
ｅ ）设备应符合 电气 常规 设计使用原 则。
根 据卷收器 实车安装方式 和标 准要 求 。设备 机械 部分示意 如图 １所示 。
复杂 ．菜单 繁琐。新卷 收力设备 更换 为组 态软件
作为试验监 控系统 ．而卷 收器耐久 性设备 由于使 用环境不 同则使用能 够可视化操 作的触摸屏 作 为 人机对话部分 。对于 适应卷 收力试验 标准今 后发 展的灵活 性考虑 ．选 用可易于二次 开发 的组态软
Ｆｅｄｏ ｉ ｕ ｓ ｎ ｌ 讨 园 地 ｉｌ ｆ ｓ ｓ ｉ 研 Ｄ ｃ ｏ
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安全带性能测试装置 改 造升级项 目的设计 与实现
中汽认证 中心 口刘 超 苏 琼 王 哲
摘 要 本 文通过 科 学分析 和精 密的计 算 ，完成 了安 全 带性 能测 试装 置在数据 采 集 、传
自行 烧录控制程序 ．控制高 负载 电机 驱动器执 行 元件 和接收精 密负荷 传感器 反馈 模拟量信 号 ．新 卷 收 力设 备及 卷 收器耐 久 性设 备 更换 为 Ｐ Ｃ可 Ｌ 编程 控制器 ３ 】利 用组 态软 件和 人机对 话触 摸屏 作 为可 视信 息反馈和 处理 。使设备 更加人 性化 。原有卷 收力设备 和卷 收器 耐久 性设备 均使 用 Ｖ Ｂ语 言编
织 带一端 通过 卡 具 固定 ，卡 具 与传动 丝杠 相 连 ． 由伺 服 电机正反 转轴 向运动 ．通过 丝杠变 向成垂 直于 轴心 的轴 向运 动 。从而 带动卡 具移动 ．在移 动 中卷收器 的卷 收力大小 由织带末 端卡具 上 的负 荷传 感器数值 变化 决定 ．从 而达 到试验 目的。 ２ ）卷收器耐久 性试验 台 试验 对象 为成人 安全 带卷收器 ．执行机 构 为 伺服 电机带动 转筒做正反 转运动 ．使卷收器 自由 拉出 、卷收 织带 。在设定 条件达 到时 ，触 发气缸 对安全带卷 收器 产生满足 标准 的加速度 。造成卷 收器锁止 ．由缓冲气缸 的运动状 态判定试 验 用样 品是否锁止 成功 ．从而达 到试验 目的
ｂ １设 备可 判定位 移 有效长 度 变化及所 占织
带全 长的百分 比 ： Ｃ １设 备可 检测相 应设 定位 移 时刻 的负荷 力 值 并显示 ： ｄ １设备 元件配 合应保 证 实验 室计量 认证 标 准：
定 性 。原有卷 收 力设备 使 用单 片机 电路板 设计 ，
２ ８
研讨 园地 Ｉ ｉｌ ｏ ｉ ｕ ｓｏ ｅｄ ｆ ｓ ｓ ｉ Ｆ Ｄ ｃ ｎ
动 ．从而 实现精确 的定 位。本设 备使 用的伺服 电 机转动 一圈可发 出一 万个脉冲 。传动丝杠 导程 为 ５ ｍｍ，即精 度达 到 ０Ｏ ０ ｍｍ。动 力输 出源 精 ． ５ ０
度 的提 高打破 了技术 瓶颈 ．对 数据的采 集准确度 有很 大帮助 ２ ）使 用 Ｐ Ｃ可 编程控 制元件 ，提 高控 制稳 Ｌ
常准确 将电压信号 转化 为转矩和转 速 以驱 动控
知安全带 式样规格 的安装要 求 ．在 今后较 长时 间 内依然保持其对试验项 目相关发展变化 的先进 性
１ 系 统 描 述 （ ）卷 收 力试 验 台和 卷 收 器 耐 久 性 试 验 台 １
制对 象。主要靠脉冲 时间来定 位 ．伺 服 电机 接收
到 一个 脉 冲 时 间 。就 会旋 转 一 个 脉 冲对 应 的 角 度 ．从 而实现位移 变化 ，伺服 电机本 身具备 发 出 脉冲 的功能 。每旋 转一个 角度 。都会 发 出对 应数
１ ）卷收力试验 台 试验对 象为成人 安全 带卷收器 ．卷 收器 中的
量 的脉 冲 ．通 过 编码 器 将发 出 与接 收 的脉 冲对 比 ，即 闭环 控 制 。就 能 够很 精 确 地 控 制 电机 转
里
感器精度 、电机驱动 能力 、试验 和控 制方 法以及 分析软件 等 方面的 改造升级 ．使之 更加 先进
化 、 自动 化 、精 确 化 ，达 到 国 内先进 水 平 。
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安 全 带 改 造 升 级
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根 据 ＣＮ Ａ一 ２ ０ ６ ２ ０ 《 动 车 辆 类 Ｃ ０ Ｃ一 ２ ：０ ５ 机 强 制 性 认 证 实 施 规 则 汽 车 安 全 带 产 品 》 和 ＧＢ １ １ ６ ２ ０ 《 动车成 年乘 员用安 全带 和 ４ ６ － ０ ３ 机
图 １
一 一
解决 ．避 免相应情况 的再 器精度 、电机 驱动能 力、试验和 控制 方法 以及分 析软件等 方面加大创新 力度 ．增 加其
在同类设备 产 品中的优 势
１ ）使 用伺 服 电机作 为驱 动力 源 ，提 高 设 备 可控转速 的精度 卷收 力试验 台原有设 备使 用步
ｆ １ 两 台设 备 特 点 ２
０
约束 系统》 ，以及 其他 国 内外 同类标准 中成人 安
全 带卷 收 力试验 和卷 收器耐 久性 试验 内容 要 求 ． 研 发一种满 足各 类成人安全 带卷收 力性能和卷 收 器耐 久性要 求的试验 台 安全带性能测试 装置的 改造升级 项 目是 通过 参 考之前在 设备使用和试验 过程 中出现 的各 类问 题 ．对原有 设备存在 的各种 缺陷进 行科学详 细的 分 析 ，利 用新型 、先进 、成 熟 的技 术手段将 问题
进电机 ．通 过驱动器 由控制板给 出步进 信号 进行 动力输 出 ．新卷收力设 备及卷 收器耐久 性设 备采
研制的新设备 在性能和精 度上完全符合 标准
的要求 ，在试验过程操作上实现 自动化 和智能化 ， 能够适应各 种复杂 多变的工况环境 ．以及各 类未
用伺服 电机 。伺服 电机 可控 制速度 ．位 置精 度非