本发明涉及商用车座椅试验测试系统，本发明还涉及商用车座椅试验测试方法，属于汽车零部件测试技术领域。
背景技术：
据申请人了解，座椅最重要的作用是支承驾驶员和乘客身体,同时使人更方便、舒适的操作汽车的整车系统。汽车座椅的使用环境十分复杂，汽车行驶过程中，不同路面导致的振动通过车身传递至座椅，座椅传递给人的身体；汽车行驶过程中还可能出现碰撞的可能性；汽车起步和紧急制动，汽车本身会产生很大的惯性力，人的身体也会产生向后或者向前的惯性运动。为了满足其安全性和可靠性的要求，检验座椅是否达到上述使用要求，显得非常必要。
本发明涉及的座椅耐久性能测试，属于国家强制性A类很重要的检测项目。在单人座椅、双人座椅、多人座椅的靠背与坐垫耐久性检测项目中，可以通过机器人分别完成座椅靠背疲劳耐久试验、座椅坐垫疲劳耐久试验和座椅坐垫磨损试验，对促进座椅性能的改进和质量的提升，有积极作用。
在专利文献CN200810041647《一种用于汽车零部件疲劳测试的仿真测试系统及其控制方法》记载的用于汽车零部件疲劳测试的仿真测试系统，通过模拟各种仿真动作来测试汽车零件，包含工控机、工控机通过PCI总线链接的总线接口卡、伺服控制卡和采样板卡，还包括总线接口卡相连的机器人，与伺服控制卡相连的伺服电机，与采样板卡相连的气缸和采样机构。
现有技术存在的问题：
现有的机器人的控制过程主要是：总线接口卡接受工控机通过PCI总线发布命令，将机器人的额状态通过PCI总线反馈给工控机；伺服控制卡实现伺服电机的控制；采样办卡采集来自采样机构的信号，并控制气缸的运行；气缸通过调节气缸内的压缩空气的压力来控制气缸的输出力。这种控制方法虽然是可以达到试验的技术要求，但在传输信号的反馈、执行的速度不高。
现有的机器人的测试系统的加力控制方法，根据测试要求控制目标值力，在设定的型变内加力，过程主要是：设置加力数值；设置加力最大位移；设置加力循环次数；按照加力的方向进行移动；判断检测到的加力的最大位移是否小于等于设置加力的最大位移。这种加力控制方法是无法满足座椅耐久试验的，座椅耐久试验过程中，座椅坐垫会出现海绵支撑力的衰减，座椅坐垫的在外力作用下会产生变形，并没有失效，如按照上述加力控制方法，测试系统会出现误判，从而达不到测试的目的。
因此，如何有效提高机器人的控制性能，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出商用车座椅试验测试系统。解决了现有技术中，在执行一系列命令、信号及动作时候需要的步骤较多，反馈和执行的速度不高的问题。
本发明的另一个目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出商用车座椅试验测试方法。
为了达到以上目的，本发明商用车座椅试验测试系统，包括工作台面，所述工作台面上设有工业六轴机器人，所述工业六轴机器人的前端设有调节角度机构，所述调节角度机构上设有试验用背部模型或试验用臀部模型；还包括测试座椅，所述试验用背部模型设置在测试座椅的靠背位置，所述试验用臀部模型设置在测试座椅的坐垫位置。
本发明商用车座椅试验测试方法，包括座椅靠背疲劳耐久试验测试，座椅坐垫疲劳耐久试验测试和座椅坐垫磨损试验测试；
进一步地，所述座椅靠背疲劳耐久试验测试，包括如下步骤：
步骤一、该工作台面上的工业六轴机器人进程初始化模拟量偏差；
步骤二、输入轨迹给定参数；
步骤三、设置工业六轴机器人初始化；
步骤四、根据工业六轴机器人的初始位置规划运动轨迹，按设计基准位置，将试验用背部模型通过调节角度机构，安装在工业六轴机器人上，使座椅靠背角度调节器处于最大调节位置，确定就坐参考点，并进行调试；
步骤五、固定测试座椅调节关节空间、手臂末端、力/力矩驱动、调节角度机构；
步骤六、垂直工作台面加载，加载频率0.5-0.6Hz，要在系统的共振频率以下，如测试异常设备报警，并停止试验；
步骤七、在座椅靠背上横梁的中心位置，反复施加载荷120-430N，试验过程中达不到规定值则重复步骤六；
步骤八、达到所规定的2.8×105次，试验过程中达不到设置次数，重复步骤六；
步骤九、试验结束后，观察座椅靠背、骨架有无损坏，记录试验数据。
进一步地，所述座椅坐垫疲劳耐久试验测试，包括如下步骤：
步骤一、该工作台面上的工业六轴机器人进程初始化模拟量偏差；
步骤二、输入轨迹给定参数；
步骤三、设置工业六轴机器人初始化；
步骤四、根据工业六轴机器人的初始位置规划运动轨迹，按设计基准位置，将座椅试验用臀部模型通过调节角度机构，安装在工业六轴机器人上，在测试座椅坐垫上方的参考点，并进行调试；
步骤五、固定测试座椅调节关节空间、手臂末端、力/力矩驱动、调节角度机构；
步骤六、垂直工作台面加载，加载频率0.5-0.6Hz，要在系统的共振频率以下，如测试异常设备报警，并停止试验；
步骤七、达到加载力，施加垂直向下的局部脉冲载荷330-980N，试验过程中达不到规定值则重复步骤六；
步骤八、达到所规定的3×105次，试验过程中达不到设置次数，重复步骤六；
步骤九、试验结束后，观察座椅坐垫、骨架有无损坏，记录试验数据。
进一步地，所述座椅坐垫磨损试验测试，包括如下步骤：
步骤一、该工作台面上的工业六轴机器人进程初始化模拟量偏差；
步骤二、输入轨迹给定参数；
步骤三、设置工业六轴机器人初始化；
步骤四、根据工业六轴机器人的初始位置规划运动轨迹，按设计基准位置，将座椅试验用臀部模型通过调节角度机构，安装在工业六轴机器人上，在测试座椅坐垫上方的参考点，并进行调试；
步骤五、固定测试座椅调节关节空间、手臂末端、力/力矩驱动、调节角度机构；
步骤六、座椅固定在工作台面上，便于试验用臀部模型能从纵向和横向都可以位于座椅坐垫中心上方，加载频率0.1-0.2Hz，要在系统的共振频率以下，如测试异常设备报警，并停止试验；
步骤七、施加载荷0-900N，试验用臀部模型往边缘移动大约200-225mm，然后抬升返回起始点，试验过程中达不到规定值则重复步骤六；
步骤八、每循环10000次停止运转后详细检查，观察针织面料是否丝线断裂，绒面织物是否纤维线断裂，皮革类是否保持原有特征，表面不得出现破损，达到规定循环次数1×105次，试验过程中达不到设置次数，重复步骤六；
步骤九、试验结束后，察针织面料是否丝线断裂，绒面织物是否纤维线断裂，皮革类是否保持原有特征，表面不得出现破损，记录试验数据，通过工业六轴机器人设置试验载荷和试验位移的保护，若试验过程中出现异常现象，座椅试验的机器人可以暂停试验。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明利用六轴机器人模拟试验轨迹和座椅试验相结合的技术，并配合调节角度机构功能，所述的六轴工业机器人模拟一般试验设备无法模拟的不规则运动轨迹，六轴工业机器人能够带动试验用背部模型在有限的空间内做出各种精细的动作。通过整合机器人动作，免去一组人工安装座椅工装的耗时过程，减轻了人工的劳动强度与时间，自动化程度大大提高，操作简便、效率高、检测准确性高、试验状态重复性高，方便监控试验质量，能够储存各种不同类型的试验参数，对不同的座椅，如单人座椅、双人座椅、多人座椅都能够准确测试，采用的设备简单、容易购买，降低了成本，机器人进行试验。自主研发测试程序，便于后续的更新以及功能添加与维护。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明测试系统示意图；
图2为本发明进行检测时的流程示意图；
图3为本发明座椅靠背疲劳耐久试验示意图；
图4为本发明座椅坐垫疲劳耐久试验示意图；
图5 为多工位进行不同试验项目示意图；
图中：1工作台面，2工业六轴机器人，3调节角度机构，4试验用背部模型，5测试座椅，6试验用臀部模型。
具体实施方式
如图1-5所示，本发明商用车座椅试验测试系统，包括工作台面1，所述工作台面1上设有工业六轴机器人2，所述工业六轴机器人2的前端设有调节角度机构3，所述调节角度机构3上设有试验用背部模型4或试验用臀部模型6；还包括测试座椅5，所述试验用背部模型4设置在测试座椅5的靠背位置，所述试验用臀部模型6设置在测试座椅5的坐垫位置。
本发明商用车座椅试验测试方法，包括座椅靠背疲劳耐久试验测试，座椅坐垫疲劳耐久试验测试和座椅坐垫磨损试验测试；
所述座椅靠背疲劳耐久试验测试，包括如下步骤：
步骤一、该工作台面1上的工业六轴机器人2进程初始化模拟量偏差；
步骤二、输入轨迹给定参数；
步骤三、设置工业六轴机器人2初始化；
步骤四、根据工业六轴机器人2的初始位置规划运动轨迹，按设计基准位置，将试验用背部模型4通过调节角度机构3，安装在工业六轴机器人2上，使座椅靠背角度调节器处于最大调节位置，确定就坐参考点，并进行调试；
步骤五、固定测试座椅5调节关节空间、手臂末端、力/力矩驱动、调节角度机构3；
步骤六、垂直工作台面1加载，加载频率0.5-0.6Hz，要在系统的共振频率以下，如测试异常设备报警，并停止试验；
步骤七、在座椅靠背上横梁的中心位置，反复施加载荷120-430N，试验过程中达不到规定值则重复步骤六；
步骤八、达到所规定的2.8×105次，试验过程中达不到设置次数，重复步骤六；
步骤九、试验结束后，观察座椅靠背、骨架有无损坏，记录试验数据。
所述座椅坐垫疲劳耐久试验测试，包括如下步骤：
步骤一、该工作台面1上的工业六轴机器人2进程初始化模拟量偏差；
步骤二、输入轨迹给定参数；
步骤三、设置工业六轴机器人2初始化；
步骤四、根据工业六轴机器人2的初始位置规划运动轨迹，按设计基准位置，将座椅试验用臀部模型6通过调节角度机构3，安装在工业六轴机器人2上，在测试座椅5坐垫上方的参考点，并进行调试；
步骤五、固定测试座椅5调节关节空间、手臂末端、力/力矩驱动、调节角度机构3；
步骤六、垂直工作台面1加载，加载频率0.5-0.6Hz，要在系统的共振频率以下，如测试异常设备报警，并停止试验；
步骤七、达到加载力，施加垂直向下的局部脉冲载荷330-980N，试验过程中达不到规定值则重复步骤六；
步骤八、达到所规定的3×105次，试验过程中达不到设置次数，重复步骤六；
步骤九、试验结束后，观察座椅坐垫、骨架有无损坏，记录试验数据。
所述座椅坐垫磨损试验测试，包括如下步骤：
步骤一、该工作台面1上的工业六轴机器人2进程初始化模拟量偏差；
步骤二、输入轨迹给定参数；
步骤三、设置工业六轴机器人2初始化；
步骤四、根据工业六轴机器人2的初始位置规划运动轨迹，按设计基准位置，将座椅试验用臀部模型6通过调节角度机构3，安装在工业六轴机器人2上，在测试座椅5坐垫上方的参考点，并进行调试；
步骤五、固定测试座椅5调节关节空间、手臂末端、力/力矩驱动、调节角度机构3；
步骤六、座椅固定在工作台面1上，便于试验用臀部模型能从纵向和横向都可以位于座椅坐垫中心上方，加载频率0.1-0.2Hz，要在系统的共振频率以下，如测试异常设备报警，并停止试验；
步骤七、施加载荷0-900N，试验用臀部模型往边缘移动大约200-225mm，然后抬升返回起始点，试验过程中达不到规定值则重复步骤六；
步骤八、每循环10000次停止运转后详细检查，观察针织面料是否丝线断裂，绒面织物是否纤维线断裂，皮革类是否保持原有特征，表面不得出现破损。达到规定循环次数1×105次，试验过程中达不到设置次数，重复步骤六；
步骤九、试验结束后，察针织面料是否丝线断裂，绒面织物是否纤维线断裂，皮革类是否保持原有特征，表面不得出现破损，记录试验数据，通过工业六轴机器人设置试验载荷和试验位移的保护，若试验过程中出现异常现象，座椅试验的机器人可以暂停试验。
图5出示了本发明这种座椅试验机器人的一个具体实例，一个新的座椅在中途中被引入整个测试程序，在机器手臂有效范围内，座椅围绕机器人的周围，可以按顺序进行3个靠背疲劳耐久试验，中间的一个座椅的靠背疲劳耐久试验结束，安装的新座椅是坐垫疲劳耐久试验，机器人将判断并纪录这个新编程，从而精确地辨别出其他座椅还有哪些测试程序需要执行。
本发明整合机器人共同动作，免去人工安装调试试验台架的耗时过程，节省了人工的劳动强度与时间，自动化程度大大提高，操作简便、效率高、检测准确性高、试验状态重复性高。自主研发测试程序，便于后续的更新以及功能添加与维护。
本发明鉴于上述控制过程问题，其目的在于提供一种新的测试系统和控制方法。
以机器人作为主要执行元器件，配套6轴力矩传感器，实时监控力矩，传感器直接与机器人控制柜相连，在前端就完成机器人伺服运动与力矩值的结合。配套的测试软件能实现离线编程，设置测试次数和力矩值。记录实验数据等。安全保护：实验结束或测试零件失效自动停机。
在试验中，机器人能引导试验夹具沿预定路线运行，当力传感器测得的阻力达到规定值时，即停止。通过比较目标力值与实际力值，机器人可判断是否沿预定路径提供了必要的力。在达到规定力值之前，机器人保持运行状态；一旦达到，机器人即根据应用程序的设置或停止运行，或改变动作。机器人可实现了复杂的试验过程，并保护试验样件损坏的第一现场，给试验提供了有效的分析状态。
配备的机器人因采用力控制技术，可对被试对象的渐变作出实时反应，不仅加快了试验进程，还能得到更精确、更真切的试验结果。可快捷和高精密地开展不同零部件检测工作，而且在今后的项目中，与其他解决方案相比具有明显的空间/时间节约优势。机器人调整灵活、比专利文献CN200810041647响应的速度提升超过70%，节能50%。
本发明鉴于上述加力控制方法问题，座椅坐垫会出现海绵支撑力的衰减，座椅坐垫的在外力作用下会产生变形，如按照下述加力控制方法，测试系统会解决现有技术中的问题。
控制方法的设计：
1）机械机构设计：根据试验要求合理设计各关节的机械机构，确定零部件的试验力和运动路径;制作计算书，验算机械强度、驱动功率和给出最大推拉力，各运动路径的惯量计算，位姿的控制计算。验算机器人各关键部件使用寿命。结合控制程序及电路制作机器人维修保养说明书。
2）程序控制设计：根据设计要求制定的试验路线，设计控制流程;结合机械结构与驱动、信号反馈方式，设计机器人运动程序;程序具有自适应功能，自动定点跟踪，对电流、电压实时监测，并自动调节;试验运动路径用成像监测判别技术。施加目标力的位移会根据座椅的骨架位置，判断是否超出位移的有效范围，并施加并达到实际的力。
3）运动简图设计：
绘制机器人运动简图，规划机器人运动轨迹。先对简图进行分析，简图不能全部反映机械结构的组成，却表现出了要试验的零部件的总体轮廓。例如结合试验技术要求，是不是第1轴、第4轴和第六轴是做转动的，要检查所画的简图是不是与试验技术要求中相符合，符合了说明设计思路与要求相同，可以进行下一步工作，如果不同，重新绘制简图。
与现有技术相比，本发明的机器人测试系统的另一大优点是，能够保证机器人处理所有座椅是一致的，并且可以任意编程。机器人测试系统能够测试各种不同的座椅，而且能保证相同的负载力。如果一个新的座椅在中途中被引入整个测试程序，机器人将判断并纪录这个新编程，从而精确地辨别出这个座椅还有哪些测试程序需要执行。
通过运用机器人，实现试验的真实模拟，运用编程模块实现多种项目的检测；可开发出针对性的试验方案，面向检测全新潜在领域。
本发明的目的是提供一种操作简便、检测精准的商用车座椅试验的测试系统及试验方法，模拟出其他检测设备无法模拟的不规则轨迹运动，以解决以上背景技术中的问题。通过机器人分别完成座椅靠背疲劳耐久试验、座椅坐垫疲劳耐久试验和座椅坐垫磨损试验，
所述座椅靠背疲劳耐久试验的试验方法，具体步骤如下：
通过工业六轴机器人连接调节角度机构，调节角度机构与试验用背部模型固定在一起，对试验座椅的靠背进行耐久试验。使座椅靠背角度调节器处于最大调节位置，确定就坐参考点，在座椅靠背上横梁的中心位置，反复施加载荷，加载频率以不会引起座椅骨架共振为原则，观察各个反复次数中座椅骨架、调节装置有无损坏，并将载荷加到规定值，达到要求次数后，观察座椅坐垫、骨架有无损坏等相关要求。
所述座椅坐垫疲劳耐久试验的试验方法，具体步骤如下：
通过工业六轴机器人连接调节角度机构，调节角度机构与试验用臀部模型固定在一起，对试验座椅的坐垫进行耐久试验。按设计基准位置将座椅试验用臀部模型安装在工业六轴机器人上，在座椅坐垫上参考点上反复施加垂直向下的局部脉冲载荷，加载频率，要在系统的共振频率以下，观察各个反复次数中座椅坐垫、骨架有无损坏，同时将载荷加到所规定的值，达到要求次数后，观察座椅坐垫、骨架有无损坏等相关要求。
所述座椅坐垫磨损试验的试验方法，具体步骤如下：
通过工业六轴机器人连接调节角度机构，调节角度机构与试验用臀部模型固定在一起，座椅固定在工作台面上，便于试验用臀部模型能从纵向和横向都可以位于座椅坐垫中心上方，施加载荷，试验用臀部模型往边缘移动，然后抬升返回起始点，循环频率，每个循环停止运转后详细检查，观察针织面料是否丝线断裂，绒面织物是否纤维线断裂，皮革类是否保持原有特征，表面不得出现破损。达到循环次数后，再次检查上述现象。
通过工业六轴机器人设置试验载荷和试验位移的保护，若试验过程中出现异常现象，座椅试验的机器人可以暂停试验。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。