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一、座椅頭枕插拔力試驗臺項目概述

1.1 項目背景

汽車座椅頭枕的按鈕解鎖力、頭枕上下滑動力、拔脫力是衡量座椅安全性與使用體驗的關鍵指標，直接影響頭枕調節平順性、鎖止可靠性及應急情況下的操作便捷性。本測試臺為汽車頭枕專屬綜合性能自動化測試設備，由上海霖智自動化定制開發，替代人工手動測試的低精度、低效率、數據無追溯性等問題，通過氣缸精準執行解鎖動作、伺服電動缸定量驅動頭枕上下滑動及拔脫力動作，搭配研華高精度采集與控制系統，實現力值指標的標準化、自動化、可追溯測試，工業鋁型材框架設計適配車間現場布局，同時滿足設備美觀性與結構剛性要求。

1.2 核心設計目標

1. 實現汽車頭枕按鈕解鎖、頭枕上下滑動力、頭枕拔脫力指標的自動化測試，力值采集精度 ±0.1N，位移控制精度 ±0.1mm，滿足汽車行業高精度測試要求；

2. 采用氣缸執行按鈕解鎖動作，實現解鎖動作的模擬化、標準化；伺服電動缸執行頭枕上下滑動及頭枕拔脫動作，實現位移與速度的精準可控，復現頭枕實際使用工況；

3. 搭載研華運動控制卡 + 研華 PCI-1716 多功能采集卡 + 研華工控機，實現測試動作的精準控制與力值信號的高速、高精度采集，系統兼容性強、穩定性高；

4. 定制化上位機控制軟件，全中文可視化操作界面，支持參數設置、測試過程實時監控、數據自動存儲、報表一鍵導出，操作簡單無需專業編程知識；

5. 選用工業鋁型材搭建設備框架，兼顧結構強度、設備美觀性與后期維護便捷性，適配車間多場景擺放，同時配置定制化工裝夾具，兼容同平臺多款頭枕測試；

1.3 設備交付范圍

工業鋁型材框架系統、定制化頭枕工裝夾具系統、氣缸解鎖執行系統、伺服電缸上下動作及拔出執行系統、高精度力傳感檢測系統、研華工業控制與數據采集系統、定制化上位機軟件系統、安全防護系統、安裝調試服務、操作人員專項培訓、1 年質保及終身技術支持。

二、測試工藝與工作流程

2.1 核心測試工藝流程

人工上料→頭枕精準裝夾定位→上位機啟動測試 / 調用預設程序→氣缸執行按鈕解鎖動作（模擬人工按壓，觸發頭枕解鎖）→電缸驅動頭枕上下調節（按預設速度 / 位移運行，采集調節力值）→伺服電缸驅動頭枕拔出及下壓動作（按預設力值、速度勻速動作）→力值數據實時采集與分析判定→測試結果聲光提示（OK/NG）→人工下料 / 不良品鎖止→檢測數據本地存儲 / 報表導出→循環測試

2.2 關鍵工序說明

工裝裝夾：采用定制化工裝夾具，對汽車頭枕及底座進行夾緊，重復定位精度 ±0.5mm，保證測試精度。

1. 按鈕解鎖工序：由電磁閥控制氣缸動作，氣缸按預設行程、壓力勻速按壓頭枕解鎖按鈕，模擬人工解鎖操作，解鎖信號反饋至控制系統，觸發后續調節 / 拔出動作。

2. 上下調節力測試工序：頭枕解鎖后，研華運動控制卡發出指令，驅動電缸按預設速度（0-50mm/s 可調）、位移（適配不同頭枕調節行程）帶動頭枕完成上下往復調節動作，測試過程中力傳感器實時采集調節力值，記錄最大 / 最小 / 平均調節力，與預設閾值對比判定是否合格。

3. 拔脫力測試工序：座椅設計狀態下，頭枕在任意鎖止位置，沿頭枕導桿方向向下及向上分別施加450N的破壞力時，頭枕鎖止不得失效，電缸按預設力值、速度（0-50mm/s 可調），力傳感器實時采集測試力值。

4. 數據采集與判定：研華 PCI-1716 多功能采集卡對力傳感器的模擬信號進行高速、高精度采集，轉換為數字信號后傳輸至上位機，軟件自動完成數據處理、分析與合格性判定，所有測試數據自動綁定測試時間、操作人員、產品型號，實現全程可追溯。

5. 結果輸出：測試完成后，上位機實時顯示測試曲線、力值數據及判定結果，支持數據 Excel/CSV 報表一鍵導出。

三、系統整體配置方案

本測試臺由工業鋁型材框架系統、工裝夾具系統、氣缸解鎖執行系統、電缸上下運動執行系統、高精度力傳感檢測系統、研華工業控制與數據采集系統、上位機軟件系統、安全防護系統八大核心部分組成，各系統協同工作，實現測試動作的精準控制、力值的高精度采集與測試流程的自動化，所有核心部件選用市場主流品牌，確保設備穩定性與測試精度。

3.1 工業鋁型材框架系統

采用4040/4080 工業鋁型材搭建設備主框架，搭配鋁合金型材專用連接件，兼顧結構強度、外觀美觀性、安裝便捷性與后期維護性，鋁型材表面經陽極氧化處理，防腐蝕、防油污。

3.2 工裝夾具系統

3.3 氣缸解鎖執行系統

采用亞德客氣動元件搭建按鈕解鎖執行系統，通過電磁閥控制氣缸動作，模擬人工按壓頭枕解鎖按鈕，動作行程、速度、壓力均可通過工裝、排氣節流閥、減壓閥調節實現。

3.4 電缸上下運動執行系統

采用高精度伺服電缸搭建頭枕運動執行系統，由研華運動控制卡直接控制，實現位移、速度的精準調節，滿足不同頭枕的測試工況要求，電缸出力與行程適配汽車頭枕的實際力值與位移范圍。

3.5 高精度力傳感檢測系統

選用高精度拉壓力傳感器作為核心檢測元件，搭配信號放大器，實現頭枕解鎖力、上下滑動力、拔脫力的高精度采集，傳感器與測試部位直接連接，力值傳遞無損耗，采集信號穩定、抗干擾。

3.6 研華工業控制與數據采集系統

采用研華全系列工業控制與采集產品，搭建設備核心控制系統，研華運動控制卡實現電缸動作的精準控制，研華 PCI-1716 多功能采集卡實現力值、位移等信號的高速、高精度采集，研華工控機作為系統核心，搭載上位機軟件，實現所有功能的集中管控，系統兼容性強、穩定性高。

3.7定制化上位機軟件系統

采用QT 開發環境編寫定制化上位機控制軟件，基于 Windows 10 工業版系統，全中文可視化操作界面，操作簡單、功能全面，支持測試參數設置、測試過程實時監控、力值-位移等曲線實時顯示、數據自動存儲、報表一鍵導出、設備狀態監控等功能。

座椅頭枕插拔力試驗臺為座椅頭枕的按鈕解鎖力、頭枕上下滑動力、拔脫力提供測試解決測試方案