一：引言 塑鋼門窗近幾年在國內(nèi)方興未艾，傳統(tǒng)塑鋼門窗都是推拉窗，但推拉窗氣密性和開啟方式等方面存在一系列不便和缺陷，而隨著人們生活水平的提高，平開翻轉(zhuǎn)窗開始進入市場。平開翻轉(zhuǎn)窗和推拉窗的結(jié)構(gòu)區(qū)別在于五金件上，目前國內(nèi)平開翻轉(zhuǎn)窗五金件主要從國外進口。北新建材(集團)有限公司2001年在國家經(jīng)貿(mào)委的支持下上馬全國第一條全自動門窗五金沖壓線，對于生產(chǎn)出來的五金件質(zhì)量的壽命檢測是一個新的問題。 五金件質(zhì)量的壽命檢測目前國內(nèi)沒有標(biāo)準(zhǔn)，我們參考歐洲的標(biāo)準(zhǔn)主要有以下幾方面要求： 1：開啟壽命：要求不低于50000次，動作要求模擬人工開啟門窗，即先平開，執(zhí)手在第一開關(guān)位置時（如圖1中位置），為起始位置。逆時針轉(zhuǎn)動90。 到平開位置，水平向外平開，窗扇開啟大約35。(以平開轉(zhuǎn)軸位置為軸心)，然后關(guān)閉窗扇，將執(zhí)手順時針旋轉(zhuǎn)90。 到關(guān)閉位置；平開動作結(jié)束，執(zhí)手回到第一開關(guān)位置時，再將執(zhí)手逆時針轉(zhuǎn)動180。 到上懸位置，向外、向下拉平開上懸，窗扇開啟大約15。(以平開下轉(zhuǎn)軸位置為軸心)，然后關(guān)閉窗扇，將執(zhí)手順時針旋轉(zhuǎn)180。 到關(guān)閉位置；此平開與上懸為一個動作周期，為一次平開上懸開啟。 2：開啟頻率：檢測頻率為5次/分 3：開關(guān)門窗力不大于100N，開啟執(zhí)手力矩不大于1N.m; 據(jù)筆者在國內(nèi)和歐洲五大五金件生產(chǎn)廠參觀的結(jié)果看，主要是用氣缸來實現(xiàn)以上動作，雖然基本可以實現(xiàn)動作，但如果窗型復(fù)雜，這種設(shè)備適用的靈活性和方便性極差，我們考慮用伺服電機和滾珠絲杠來實現(xiàn)以上動作并克服其弊端，設(shè)備已調(diào)試完畢，運行效果良好。 二：系統(tǒng)設(shè)計 1． 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 上面如1圖是我們要用來做實驗的窗體圖。 其中1為平開轉(zhuǎn)的方向 2為上懸轉(zhuǎn)的方向 3為執(zhí)手，如圖執(zhí)手在第一開關(guān)位置，即窗戶關(guān)閉的位置 下面如2圖是設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡圖 2圖中1，2號為伺服電機，其中1號電機用于轉(zhuǎn)把手，2號電機用于推拉窗戶，2號電機的出軸用的是絲杠。1，2號電機的出軸分別加裝扭力和拉力傳感器，圖中3的長桿作用于窗善的執(zhí)手處， 2．系統(tǒng)工作原理 我們用兩臺伺服電機，這里我們選用了三菱公司的MR-J2S-A型伺服電機，一臺用于開執(zhí)手，一臺用于開窗扇，用三菱公司的FX2N型PLC控制整個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作，系統(tǒng)的狀態(tài)由觸摸屏來顯示和調(diào)整，如工作頻率和次數(shù)的設(shè)定，實際工作次數(shù)、系統(tǒng)故障原因及拉力和扭力的顯示。拉執(zhí)手的長桿在執(zhí)手接頭處有一類似于機器手的萬向接，便于換向。 現(xiàn)將系統(tǒng)的工作流程描述于下： 1） 在觸摸屏上設(shè)定工作頻率和次數(shù)和窗型大小。 2） 在操作臺上選定是要進行平開檢測還是要進行平開上懸開檢測（以下以平開上懸為例描述），啟動任務(wù)，系統(tǒng)開始運行。 3） 首先1號伺服將執(zhí)手逆時針旋轉(zhuǎn)90度到平開位置，即將執(zhí)手置于水平位置。 4） 2號伺服沿絲杠方向?qū)⒋吧韧ㄟ^執(zhí)手往外平開，窗扇開啟大約35。(以平開轉(zhuǎn)軸位置為軸心，即1圖中的2處)。 5） 2號伺服沿絲杠方向?qū)⒋吧韧ㄟ^執(zhí)手往里關(guān)上。 6） 1號伺服將執(zhí)手順時針旋轉(zhuǎn)90度到關(guān)閉位置，即起點位置。以上完成一次平開檢測。 7） 1號伺服將執(zhí)手逆時針旋轉(zhuǎn)180度到上懸位置，即和窗扇平行位置。 8） 2號伺服沿絲杠方向?qū)⒋吧韧ㄟ^執(zhí)手往外平開，窗扇開啟大約15。(以平開下轉(zhuǎn)軸位置為軸心，即1圖中的1處)。 9） 2號伺服沿絲杠方向?qū)⒋吧韧ㄟ^執(zhí)手往里關(guān)上。 10） 1號伺服將執(zhí)手順時針旋轉(zhuǎn)180度到關(guān)閉位置，即起點位置。以上完成一次平開上懸檢測。 以上是實驗機的工作流程，由于窗型大小不一，窗扇開啟35度時，2號伺服沿絲杠方向行走距離不一樣，所以每次實驗開始必須要在觸摸屏上選定窗型大小，另外有外平開和平開上懸窗戶的區(qū)別，它們的工作流程也不一樣，所以要在工作前選好，否則會損壞五金件。 三：硬件設(shè)計 根據(jù)系統(tǒng)工作原理和工藝要求，為了使系統(tǒng)具有廣泛的靈活性和適用性，電氣系統(tǒng)圖如圖3。