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摘要： 鉴于自行车零部件质量的优劣不仅关系到车辆本身的好坏，严重的更会增加人身安全风险，此文按照国际标准ISO 4210：2014《自行车安全要求》[1]，国家标准GB 14746—2006《儿童自行车安全要求》[2]的规定，基于可编程控制器系统，简要地介绍了自行车零部件动态疲劳试验设备的设计。
关键词：PLC可编程控制器；伺服电动缸；伺服驱动器；位移传感器
1 自行车零部件动态疲劳设备研发背景
我国是自行车出口大国，自行车产量、出口均占世界总量60%以上，但是中国自行车生产企业却长期处在欧盟对华“双反”政策压力之下，同时欧洲标准化委员会（CEN）官方又于2014年10月31日发布新版自行车标准EN ISO 4210：2014，在车系和零部件测试部分更改了许多内容，这对想要出口欧洲的整车生产企业提出了更高的要求。为了保持我国自行车产业近年来良好的发展势头，更好地实现“走出去”，把我国自行车产业由大做强，我们必须要引导企业下大力量开发新产品，采用新技术，采用国际先进标准提升产品档次，提升产品质量。这些都离不开检测技术的服务。检测技术与设备的不断升级，跟随和满足国际社会最新标准和技术的要求，是促进我国自行车产业由世界大国向世界强国迈进的重要环节。为了打破发达国家对我国实行的技术贸易壁垒，同时本着对广大骑行者安全的考虑，我们必须下力量研发新的检测技术和手段，所以自行车零部件动态疲劳试验设备的技术研发非常重要。鉴于以上原因，笔者决定研发自行车零部件动态疲劳设备，以解决出口产品达不到欧美国家要求的问题，同时努力推动“一带一路、绿色创新、共享发展”，使“中国制造”走出去，与沿线国家进行互惠交流。
2 系统整体设计
笔者按照国际标准ISO 4210：2014《自行车安全要求》 [1]，国家标准GB 14746—2006《儿童自行车安全要求》 [2]的规定，设计了基于PLC可编程控制器和伺服电动缸相结合的测试系统。
该系统结构简单实用，机械结构采用铝合金和合金钢材质，质量可靠，安装调试使用滑动式结构和快拆结构，上下左右均可调节，便于自行车零部件的安装调试。电气部分使用工控主机箱和上位机显示。系统电气硬件工作框图（图1）显示，该系统采用PLC可编程控制器作为主控模块，PID模块作为参数控制模块，A/D数据采集模块与压力传感器、位移传感器结合作为数据采集接收部件，伺服电动缸作为执行部件，上位机作为显示部件，通过PLC I/O口输出模拟电压量控制伺服电动缸，使电动缸逐步增加力值到标准力；通过控制伺服电机的转速和正反转来控制电动缸做来回精确力值的推拉动作，使被测零部件做往复疲劳试验，软件部分使用梯形图和VC作为PLC控制器和上位机编程语言，软件设计结构严谨，实现整个系统中力、位移等多种变量控制算法的融合；通过PID参数精确预置解决系统中力值的稳定性问题，通过后期软硬件联机调试解决伺服电动缸的精确控制问题，使力值逐步增加，确保测量数据的准确性和可靠性。设备整体性能满足多种自行车零部件的疲劳检测要求，符合多项标准的规定。
设备的技术参数及性能指标：
1.适用范围：305～710 mm的各种自行车、电动自行车零部件等；
2.负荷：0～2 kN（精度为0～±5%）；
3.位移工作量程：0～150 mm；
4.伺服电动缸速度：200～500 mm/s；
5.伺服电动缸推力：0～3 kN。
3 结束语
此自行车零部件动态疲劳试验设备产品的重点在技术创新上，试验力可根据不同标准进行设定，集控制、测量、打印于一体，改变了传统的质量检测理念，实现自动检测。希望此设备能成为行业质量检测的度量衡，能对行业产品升级换代起到积极的促进作用，同时可以为我国自行车企业节省到国外检测机构检测的费用，促进企业主动开拓国际市场，实现与国际接轨。项目的完成将为我国产品出口到发达国家开辟节俭快捷的绿色通道，提升我国参与国际技术及商贸活动的话语权，由此建成支撑产业快速发展的技术和质量保障平台，并带动相关标准和检测技术的提升，规范行业的检测方法和检测技术，提升我国整体制造业的水平，进而促进整个产业结构调整和产品升级换代，提高企业的安全意识，推动行业整体的科技进步。
参考文献
[1] Cycles-Safety requirements for bicycles：ISO 4210：2014[S/OL].[2014-07-01].https：//www.iso.org/search. html？q=ISO4210.
[2]國家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.儿童自行车安全要求：GB 14746—2006[S].北京：中国标准出版社，2007：1—1.
关键词：PLC可编程控制器；伺服电动缸；伺服驱动器；位移传感器
1 自行车零部件动态疲劳设备研发背景
我国是自行车出口大国，自行车产量、出口均占世界总量60%以上，但是中国自行车生产企业却长期处在欧盟对华“双反”政策压力之下，同时欧洲标准化委员会（CEN）官方又于2014年10月31日发布新版自行车标准EN ISO 4210：2014，在车系和零部件测试部分更改了许多内容，这对想要出口欧洲的整车生产企业提出了更高的要求。为了保持我国自行车产业近年来良好的发展势头，更好地实现“走出去”，把我国自行车产业由大做强，我们必须要引导企业下大力量开发新产品，采用新技术，采用国际先进标准提升产品档次，提升产品质量。这些都离不开检测技术的服务。检测技术与设备的不断升级，跟随和满足国际社会最新标准和技术的要求，是促进我国自行车产业由世界大国向世界强国迈进的重要环节。为了打破发达国家对我国实行的技术贸易壁垒，同时本着对广大骑行者安全的考虑，我们必须下力量研发新的检测技术和手段，所以自行车零部件动态疲劳试验设备的技术研发非常重要。鉴于以上原因，笔者决定研发自行车零部件动态疲劳设备，以解决出口产品达不到欧美国家要求的问题，同时努力推动“一带一路、绿色创新、共享发展”，使“中国制造”走出去，与沿线国家进行互惠交流。
2 系统整体设计
笔者按照国际标准ISO 4210：2014《自行车安全要求》 [1]，国家标准GB 14746—2006《儿童自行车安全要求》 [2]的规定，设计了基于PLC可编程控制器和伺服电动缸相结合的测试系统。
该系统结构简单实用，机械结构采用铝合金和合金钢材质，质量可靠，安装调试使用滑动式结构和快拆结构，上下左右均可调节，便于自行车零部件的安装调试。电气部分使用工控主机箱和上位机显示。系统电气硬件工作框图（图1）显示，该系统采用PLC可编程控制器作为主控模块，PID模块作为参数控制模块，A/D数据采集模块与压力传感器、位移传感器结合作为数据采集接收部件，伺服电动缸作为执行部件，上位机作为显示部件，通过PLC I/O口输出模拟电压量控制伺服电动缸，使电动缸逐步增加力值到标准力；通过控制伺服电机的转速和正反转来控制电动缸做来回精确力值的推拉动作，使被测零部件做往复疲劳试验，软件部分使用梯形图和VC作为PLC控制器和上位机编程语言，软件设计结构严谨，实现整个系统中力、位移等多种变量控制算法的融合；通过PID参数精确预置解决系统中力值的稳定性问题，通过后期软硬件联机调试解决伺服电动缸的精确控制问题，使力值逐步增加，确保测量数据的准确性和可靠性。设备整体性能满足多种自行车零部件的疲劳检测要求，符合多项标准的规定。
设备的技术参数及性能指标：
1.适用范围：305～710 mm的各种自行车、电动自行车零部件等；
2.负荷：0～2 kN（精度为0～±5%）；
3.位移工作量程：0～150 mm；
4.伺服电动缸速度：200～500 mm/s；
5.伺服电动缸推力：0～3 kN。
3 结束语
此自行车零部件动态疲劳试验设备产品的重点在技术创新上，试验力可根据不同标准进行设定，集控制、测量、打印于一体，改变了传统的质量检测理念，实现自动检测。希望此设备能成为行业质量检测的度量衡，能对行业产品升级换代起到积极的促进作用，同时可以为我国自行车企业节省到国外检测机构检测的费用，促进企业主动开拓国际市场，实现与国际接轨。项目的完成将为我国产品出口到发达国家开辟节俭快捷的绿色通道，提升我国参与国际技术及商贸活动的话语权，由此建成支撑产业快速发展的技术和质量保障平台，并带动相关标准和检测技术的提升，规范行业的检测方法和检测技术，提升我国整体制造业的水平，进而促进整个产业结构调整和产品升级换代，提高企业的安全意识，推动行业整体的科技进步。
参考文献
[1] Cycles-Safety requirements for bicycles：ISO 4210：2014[S/OL].[2014-07-01].https：//www.iso.org/search. html？q=ISO4210.
[2]國家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.儿童自行车安全要求：GB 14746—2006[S].北京：中国标准出版社，2007：1—1.