專利名稱：一種輪胎平衡試驗(yàn)機(jī)上下輪輞同步校正裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于測量技術(shù)領(lǐng)域，涉及輪胎動平衡試驗(yàn)機(jī)測量裝置的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
質(zhì)量分布不平衡的輪胎在高速旋轉(zhuǎn)時由于不平衡離心力的作用會產(chǎn)生徑向力波動和側(cè)向力波動，影響汽車的操縱穩(wěn)定性、乘坐舒適性、增大噪聲、加快機(jī)件疲勞和輪胎的磨損，因此必須把輪胎的不平衡量控制在一定的界限之內(nèi)，需要加強(qiáng)產(chǎn)品的出廠檢驗(yàn)，動平衡試驗(yàn)機(jī)即是解決這一需求的專用關(guān)鍵設(shè)備?，F(xiàn)有的動平衡試驗(yàn)機(jī)大部分沒有上下輪輞同步校正裝置。個別的即使有，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，校正精度不高。由于各種因素的影響，上下輪輞很可能因不同步而產(chǎn)生相位差，上下輪輞的相對位置發(fā)生變化，從而導(dǎo)致主軸及輪輞系統(tǒng)自身不平衡量發(fā)生變化，使系統(tǒng)標(biāo)定值及偏心補(bǔ)償數(shù)據(jù)失效，直接影響到輪胎動平衡測量的精度。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種輪胎動平衡試驗(yàn)機(jī)上下輪輞同步校正裝置，解決上下輪輞的同步問題，以保證試驗(yàn)的精度。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種輪胎動平衡試驗(yàn)機(jī)上下輪輞同步校正裝置，該裝置的機(jī)械部分包括一個上輪輞夾取機(jī)構(gòu)1，一個上輪輞2和一個同軸安裝的下輪輞4，一個與下輪輞4連接的、可鎖緊或松開上輪輞的鎖緊頭3，一個與主軸9連接的增量型主軸編碼器8，一個由伺服電機(jī)6和摩擦輪7組成的主軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)，摩擦輪7位于伺服電機(jī)6的輸出軸與主軸9之間；該裝置的控制電路包括主軸伺服驅(qū)動模塊5、工控機(jī)15、通訊卡16、可編程邏輯控制器19和計(jì)數(shù)器模塊18，主軸伺服驅(qū)動模塊5通過工業(yè)現(xiàn)場總線分別與可編程邏輯控制器19和通訊卡16連接，計(jì)數(shù)器模塊18的輸出端與可編程邏輯控制器19的相應(yīng)輸入端連接，通訊卡16插在工控機(jī)15的擴(kuò)展槽中，主軸伺服驅(qū)動模塊5的輸出端與伺服電機(jī)6連接，其特征在于，(1)在上輪輞2上有上輪輞零度標(biāo)記11，在下輪輞4上有下輪輞零度標(biāo)記10；(2)在上輪輞上表面固定著一個感應(yīng)塊12，在該感應(yīng)塊旋轉(zhuǎn)路徑的上方安裝著一個位置固定的零度傳感器13，該零度傳感器用螺釘固定在上輪輞升降及夾取機(jī)構(gòu)的基座上。
(3)有一個數(shù)字量中斷輸入卡14，插在工控機(jī)15的擴(kuò)展槽內(nèi)，零度傳感器13的輸出端與數(shù)字量中斷輸入卡14相應(yīng)的輸入端連接。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是解決了上下輪輞的同步問題，保證其角度偏差不大于0.4度，確保了輪胎動平衡測量的精度。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型所用軟件的主流程圖。
具體實(shí)施方式
下面對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。參見圖1，本實(shí)用新型的機(jī)械部分包括一個上輪輞夾取機(jī)構(gòu)1，一個上輪輞2和一個同軸安裝的下輪輞4，一個與下輪輞4連接的、可鎖緊或松開上輪輞的鎖緊頭3，一個與主軸9連接的增量型主軸編碼器8，一個由伺服電機(jī)6和摩擦輪7組成的主軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)，摩擦輪7位于伺服電機(jī)6的輸出軸與主軸9之間。該裝置的控制電路包括主軸伺服驅(qū)動模塊5、工控機(jī)15、通訊卡16、可編程邏輯控制器19和計(jì)數(shù)器模塊18，主軸伺服驅(qū)動模塊5通過工業(yè)現(xiàn)場總線分別與可編程邏輯控制器19和通訊卡16連接，計(jì)數(shù)器模塊18的輸出端與可編程邏輯控制器19的相應(yīng)輸入端連接，通訊卡16插在工控機(jī)15的擴(kuò)展槽中，主軸伺服驅(qū)動模塊5的輸出端與伺服電機(jī)6連接。由于以上的機(jī)械和電氣構(gòu)件的結(jié)構(gòu)和工作原理與現(xiàn)有技術(shù)相同，此處不再詳細(xì)介紹。本實(shí)用新型的主要改進(jìn)在于(1)在上輪輞2上有上輪輞零度標(biāo)記11，在下輪輞4上有下輪輞零度標(biāo)記10。零度標(biāo)記可以是刻線或者其他圖形、符號，只要便于觀察和對準(zhǔn)即可。
(2)在上輪輞上表面固定著一個感應(yīng)塊12，在該感應(yīng)塊旋轉(zhuǎn)路徑的上方安裝著一個位置固定的零度傳感器13，該零度傳感器用螺釘固定在上輪輞升降及夾取機(jī)構(gòu)的基座上。感應(yīng)塊12可以用金屬感應(yīng)塊或反光板。零度傳感器13可以使用接近開關(guān)或光電開關(guān)。例如TURCK Bi2-M12-AP6X型開關(guān)。
(3)有一個數(shù)字量中斷輸入卡14，插在工控機(jī)15的擴(kuò)展槽內(nèi)，零度傳感器13的輸出端與數(shù)字量中斷輸入卡14相應(yīng)的輸入端連接。例如ADVANTECH PCL730型。
本實(shí)用新型的工作過程如下第一步，標(biāo)定零度對齊角度。其步驟為①松開鎖緊頭3，夾緊上輪輞夾取機(jī)構(gòu)1，使上輪輞2與下輪輞4分離，可以自由旋轉(zhuǎn)。
②用吊線法或者其他測量方法將上下輪輞的零度標(biāo)記10和11人工對正，要求對正誤差為±1°以內(nèi)。
③松開上輪輞夾取機(jī)構(gòu)1，鎖緊鎖緊頭3，使上輪輞2與下輪輞4結(jié)合為一個整體。
④啟動主軸旋轉(zhuǎn)，零度傳感器13在每個旋轉(zhuǎn)周期輸出一個脈沖，通過數(shù)字量中斷輸入卡14觸發(fā)工控機(jī)中斷服務(wù)程序，讀取主軸旋轉(zhuǎn)編碼器8輸出的角度值，此值即為零度對齊角度θ0。因?yàn)榇藭r感應(yīng)塊12、上輪輞2與下輪輞4及主軸編碼器8為一個整體，所以每個旋轉(zhuǎn)周期讀出的角度值θ0都是一樣的。將此值存入工控機(jī)15備用。
第二步，測量上下輪輞角度誤差。其步驟為⑤裝上被測輪胎進(jìn)行實(shí)際測量，此時，零度傳感器13在每個旋轉(zhuǎn)周期仍然輸出一個脈沖，通過數(shù)字量中斷輸入卡14觸發(fā)工控機(jī)中斷服務(wù)程序，讀取主軸旋轉(zhuǎn)編碼器8輸出的角度值，此角度值為θt。同理，每個旋轉(zhuǎn)周期的θt也都相同。在工控機(jī)15內(nèi)求取θt和θ0的差值θ，若θ的絕對值小于等于0.4°，則不需要校正；若θ的絕對值大于0.4°，則將θt-θ0＝θ的結(jié)果存入工控機(jī)15內(nèi)。
第三步，校正上下輪輞角度誤差。其步驟為⑥完成輪胎的實(shí)際測量以后卸胎，松開鎖緊頭3，夾緊上輪輞夾取機(jī)構(gòu)1，使上輪輞2與下輪輞4分離。
⑦工控機(jī)15根據(jù)θ的值，通過可編程控制器19向主軸伺服驅(qū)動模塊5發(fā)出驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)-θ角的指令，完成上下輪輞同步誤差的校正。
⑧開始下一次輪胎的實(shí)際測量。
本實(shí)用新型確保了上下輪輞的同步誤差在0.4°以內(nèi)。
圖2是本實(shí)用新型所使用軟件的主流程圖。上述三個步驟使用的軟件動作流程是同一個程序，軟件根據(jù)不同的狀態(tài)采取不同的算法及不同的控制方法，采樣次數(shù)N可根據(jù)精度要求取1～10的正整數(shù)。采樣完成后計(jì)算平均值，由于角度具有周期性的特點(diǎn)，所以要采用矢量運(yùn)算的方法計(jì)算平均值。如果是標(biāo)定零度的測量過程，則軟件保存該平均值為零度對齊角度θ0后結(jié)束測量。如果是輪胎測量過程，則軟件保存該平均值為θt，計(jì)算θt-θ0＝θ的值，若θ的絕對值大于0.4°則控制主軸伺服驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行角度偏差補(bǔ)償。
權(quán)利要求1.一種輪胎動平衡試驗(yàn)機(jī)上下輪輞同步校正裝置，該裝置的機(jī)械部分包括一個上輪輞夾取機(jī)構(gòu)[1]，一個上輪輞[2]和一個同軸安裝的下輪輞[4]，一個與下輪輞[4]連接的、可鎖緊或松開上輪輞的鎖緊頭[3]，一個與主軸[9]連接的增量型主軸編碼器[8]，一個由伺服電機(jī)[6]和摩擦輪[7]組成的主軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)，摩擦輪[7]位于伺服電機(jī)[6]的輸出軸與主軸[9]之間；該裝置的控制電路包括主軸伺服驅(qū)動模塊[5]、工控機(jī)[15]、通訊卡[16]、可編程邏輯控制器[19]和計(jì)數(shù)器模塊[18]，主軸伺服驅(qū)動模塊[5]通過工業(yè)現(xiàn)場總線分別與可編程邏輯控制器[19]和通訊卡[16]連接，計(jì)數(shù)器模塊[18]的輸出端與可編程邏輯控制器[19]的相應(yīng)輸入端連接，通訊卡[16]插在工控機(jī)[15]的擴(kuò)展槽中，主軸伺服驅(qū)動模塊[5]的輸出端與伺服電機(jī)[6]連接，其特征在于，(1)在上輪輞[2]上有上輪輞零度標(biāo)記[11]，在下輪輞[4]上有下輪輞零度標(biāo)記[10]；(2)在上輪輞上表面固定著一個感應(yīng)塊[12]，在該感應(yīng)塊旋轉(zhuǎn)路徑的上方安裝著一個位置固定的零度傳感器[13]，該零度傳感器用螺釘固定在上輪輞升降及夾取機(jī)構(gòu)的基座上。(3)有一個數(shù)字量中斷輸入卡[14]，插在工控機(jī)[15]的擴(kuò)展槽內(nèi)，零度傳感器[13]的輸出端與數(shù)字量中斷輸入卡[14]相應(yīng)的輸入端連接。
專利摘要本實(shí)用新型屬于測量技術(shù)領(lǐng)域，涉及輪胎動平衡試驗(yàn)機(jī)測量裝置的改進(jìn)。它的機(jī)械部分包括上輪輞夾取機(jī)構(gòu)1、上輪輞2、下輪輞4、鎖緊頭3、主軸編碼器8、伺服電機(jī)6、摩擦輪7；它的控制電路包括主軸伺服驅(qū)動模塊5、工控機(jī)15、通訊卡16、可編程邏輯控制器19和計(jì)數(shù)器模塊18，其特征在于，在上下輪輞上有零度標(biāo)記；在上輪輞上固定著感應(yīng)塊12，在該感應(yīng)塊上方有零度傳感器13；零度傳感器13的輸出端與數(shù)字量中斷輸入卡14相應(yīng)的輸入端連接。本實(shí)用新型解決了上下輪輞的同步問題，保證其角度偏差不大于0.4度，確保了輪胎動平衡試驗(yàn)的精度。
文檔編號G01M17/02GK2804837SQ200420049389
公開日2006年8月9日 申請日期2004年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月23日
發(fā)明者姜超浪, 芮建華, 姜瑞 申請人:中國航空工業(yè)第一集團(tuán)公司北京航空制造工程研究所