專利名稱：自行車齒盤的電腦輔助偏擺檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是關(guān)于一種自行車齒盤的電腦輔助偏擺檢測裝置。
齒盤(Chainwheels)是指裝設(shè)在自行車架的五通管(Bottom brac-ket)上，用以驅(qū)動鏈條，帶動裝設(shè)在車架后方的飛輪(Freewheels)齒盤以及具有類似構(gòu)造而有其它用途的部件。該齒盤是以中心孔(通常為方形孔)緊密套合在五通管內(nèi)裝設(shè)的轉(zhuǎn)軸(B－B axle)的一端，當(dāng)車架焊接成型時，該五通管軸心系與后輪軸平行，齒盤裝設(shè)在轉(zhuǎn)軸上時必須具有良好垂直度及平行度以避免偏擺，才能使齒輪的齒面能準(zhǔn)確地與各節(jié)鏈條嚙合，因此自行車齒盤在制造過程中必須作偏擺校正。
如

圖1所示，為一傳統(tǒng)自行車齒盤校正機臺，其中包括在機臺上固設(shè)的二機座11、12，其中機座11上方水平向設(shè)有一頂心13，該頂心可通過一把手14的搖動而轉(zhuǎn)動，該機座12上水平向設(shè)有一頂壓軸16，該頂壓軸通過一手動氣壓閥17的作用而可往復(fù)移動。檢測齒盤時，先將氣壓閥17關(guān)斷，使頂壓軸16后退，將齒盤W以中心孔套入于頂心13，再接通氣壓閥17使頂壓軸16前進(左移)頂壓在齒盤W中心孔的另一側(cè)，然后轉(zhuǎn)動把手14，通過目視觀測齒盤的偏擺情形，并以橡皮槌敲擊齒盤的偏擺處以進行校正。當(dāng)目測校正完成后，關(guān)斷氣壓閥17使頂壓軸16后退，即可取下齒盤。這種傳統(tǒng)的齒盤校正裝置存在以下缺點1.人眼目測判定齒盤偏擺量，其標(biāo)準(zhǔn)不一致。
2.人眼長時間進行目測容易疲勞，因而同一人在不同時間判定偏擺的標(biāo)準(zhǔn)也有不同。
3.操作員可能為了增加工作量而降低檢查標(biāo)準(zhǔn)或以不合格件充數(shù)的情形。
4.通過目測和手工敲擊校正齒盤的方式需要具有相當(dāng)經(jīng)驗的技工，因而成本高。
本實用新型的主要目的，在于提供一種自行車齒盤的電腦輔助偏擺檢測裝置，它可以解決上述已知的齒盤校正方式的缺點，使偏擺檢測有固定標(biāo)準(zhǔn)，使齒盤成品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，每一件被檢驗的齒盤須校正至合格后才完成檢測工序，從而允許其從檢測裝置上卸下并將其計入合格品，以確保百分之百的成品質(zhì)量。
本實用新型的另一個目的，在于提供一種自行車齒盤的電腦輔助偏擺檢測裝置，它可自動統(tǒng)計合格與不合格件數(shù)，作為改進生產(chǎn)的依據(jù)，并可統(tǒng)計上、卸件時間及工作效率，以作為操作工人的管理考核依據(jù)。
本實用新型的基本技術(shù)方案是基于在齒盤校正機臺的一個機座上設(shè)有一激光探頭，以及在該機臺上設(shè)置的轉(zhuǎn)軸的一側(cè)設(shè)有一角度計；該激光探頭與該角度計檢取的信號連接至一控制盒，該控制盒內(nèi)設(shè)有一激光探頭信號放大器及用以驅(qū)動氣壓閥的電磁閥，該控制盒的控制線路通過一中繼箱而連接到一電腦控制單元，該電腦控制單元包含一臺個人電腦，此外還包括一模／數(shù)轉(zhuǎn)換器，用以接收激光探信號并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；以及一計數(shù)器，用于接收該角度計輸出的信號。模／數(shù)轉(zhuǎn)換器和計算器的輸出信號則輸入到個人電腦，該二輸入信號經(jīng)該個人電腦44的內(nèi)部程序的比較判斷，一方面可在判定偏擺合格時輸出信號，該信號送至控制盒，經(jīng)控制盒內(nèi)的的繼電器而驅(qū)動電磁閥，使氣壓源導(dǎo)通，以便控制驅(qū)動氣壓閥動作，從而允許卸下受檢測的工件，另一方面則可統(tǒng)計輸入信號值及動作次數(shù)(合格與不合格數(shù))，以提供生產(chǎn)過程的客觀數(shù)據(jù)資料。
因此，為了實現(xiàn)前面所述的本發(fā)明創(chuàng)造目的，本實用新型具體體現(xiàn)為一種自行車齒盤的電腦輔助偏擺檢測裝置，包括齒盤校正機臺、激光探頭、角度計、電磁閥、激光探頭信號放大器、固態(tài)繼電器、指示燈、模／數(shù)轉(zhuǎn)換器、計數(shù)器、輸入／輸出板和個人電腦，所述齒盤校正臺包括二個機座、頂心、把手、手動氣壓閥；其特征在于，所述激光探頭裝設(shè)在所述二個機座之一上的可對準(zhǔn)待測齒盤的位置，所述角度計裝設(shè)在所述二個機座中相應(yīng)的一個之上的可測量待檢測的齒盤的位置；所述固態(tài)繼電器、電磁閥以及指示燈三者之間互相連接，并且與所述放大器一起共同裝置成為一個控制盒，所述放大器的輸入端與所述激光探頭的信號輸出端相連，所述電磁閥與所述手動氣壓閥以及一個外接氣源分別相連；所述模／數(shù)轉(zhuǎn)換器、計數(shù)器和輸入／輸出板分別與所述個人電腦相連接后，四者共同裝置成為一個電腦控制單元，其中所述模／數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端與所述放大器的輸出端相連，所述計數(shù)器的輸入端與所述角度計的信號輸出端相連，所述輸入／輸出板的輸出端與所述固態(tài)繼電器的控制輸入端相連。
有關(guān)本實用新型的詳細構(gòu)造、功用與特點，可由以下實施例并配合附圖的詳細說明而得到充分了解。
圖1 為一種傳統(tǒng)的自行車齒盤校正機臺示意圖。
圖2 為本實用新型的一個實施例自行車齒盤的電腦輔助偏擺檢測裝置的系統(tǒng)組成示意圖。
圖3 為本實用新型的一個實施例齒盤檢測動作流程圖。
圖4 是作為本實用新型的一個實施例的、用于控制五臺校正機臺的系統(tǒng)方框圖。
圖5 是用于本實用新型裝置的中繼箱的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1的先有技術(shù)裝置已在前面敘述。以下就本實用新型的各實施例詳加說明。
如圖2所示，本自行車齒盤的電腦輔助偏擺檢測裝置大體上可由一齒盤校正機臺10、一控制盒20及一電腦控制單元40這三大部分組成。
該齒盤校正機臺10具有二機座11和12、一轉(zhuǎn)軸13、一把手14、一頂壓軸16及一手動氣壓閥17，該頂心13與頂在軸16相配合，可將待測齒盤W夾緊固定在機臺上。以上與前面圖1所述的傳統(tǒng)的校正機臺相同，所不同之處在于該機座11上方固設(shè)有一激光探頭18，該探頭對準(zhǔn)齒盤W的周緣；以及該機座11的一側(cè)設(shè)有一角度計19，該角度計19用以感測把手14及與頂心13相連的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動角度(圈數(shù))，該激光探頭18系以三角測距法測出齒盤周緣上一點的距離，當(dāng)齒盤轉(zhuǎn)動時則可配合角度計19而測知其周緣上各點的偏擺量。
該控制盒20包括一激光探頭信號放大器21，用以將激光探頭所檢測到的信號加以放大；一固態(tài)繼電器(Solid State Relay，即S.S.R.)22，用以將電腦控制單元40所輸出的信號加以放大，以便驅(qū)動一電磁閥23(并且同時點亮指示燈24)，使氣壓源25導(dǎo)通，從而控制氣壓閥關(guān)斷，以便卸下齒盤。
該電腦控制單元40包括一個人電腦(即微型計算機)44；一模／數(shù)(A／D)轉(zhuǎn)換器41，用以將激光探頭取得的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(以下簡稱為AD值)，然后輸入電腦內(nèi)由其中的數(shù)據(jù)處理單元讀??；一計數(shù)器42，用以讀取角度計19的輸出信號以便計算把手14轉(zhuǎn)動的圈數(shù)(2－3圈)及角度；一輸入／輸出板43，用以輸出由個人電腦發(fā)出的輸出信號以控制該繼電器22的動作。
在本實用新型中，所述激光探頭18用以配合探頭放大器21使用，實現(xiàn)偏擺量的檢出，本系統(tǒng)目前使用KEYENCE中LC－2100的型放大器及LC－2210型的探頭。其他廠牌的激光探頭亦可使用，只要符合下列規(guī)格測頭部分量測范圍大于±3mm操作距離大于30mm光點直徑70～230μm線性度±0.1％以下取樣速率40KHz反應(yīng)速率16KHz放大器部分輸出±3v／±3mmNPN open colleotor，100mA Max.
角度計19用以讀取轉(zhuǎn)動圈數(shù)，其規(guī)格只要是A、B相方波輸出，TTL輸出，360P／r即可。
控制盒20為一箱體，內(nèi)裝有虛線框內(nèi)所示的元件21、22、23和24。其中探頭放大器21為LC－2100型放大器，固態(tài)繼電器22為一個適宜的已知固態(tài)繼電器(其線圈端為3～24VDC，其負載端為110v～250VAC.)，用以控制電磁閥23及燈號24的動作。
A／D轉(zhuǎn)換器41為任意廠牌的A／D轉(zhuǎn)換器，其規(guī)格為12位(比特)，取樣速率10KHz。計數(shù)器42為一種適宜的已知計數(shù)器，可對相差90°的A、B相方波計數(shù)。輸入／輸出板43為任意廠牌的輸入／輸出板。個人電腦44為一種適宜的已知個人電腦。
此外，氣動閥17、氣源25和電磁閥23都分別是任何一種適宜的已知裝置。其中，動氣閥17屬于機臺部分，可手動而控制頂壓軸16的進退，以控制上下工件，本申請則使用電磁閥23控制之，實現(xiàn)上下工件自動控制。
上述自行車齒盤的電腦輔助偏擺檢測裝置的操作使用情形說明如下
如圖2、3所示，開始操作時，激光探頭18判斷工件(即齒盤)是否已上件并裝妥，并隨時讀取探頭值。當(dāng)齒盤裝妥后，轉(zhuǎn)動手把14，則角度計亦轉(zhuǎn)動而由計數(shù)器42可得知齒盤的轉(zhuǎn)動量，當(dāng)轉(zhuǎn)動圈數(shù)超過設(shè)定圈數(shù)(2－3圈)才作偏擺量計算，此時由A／D轉(zhuǎn)換器41讀入的AD值已有數(shù)百點(可設(shè)定)，依各點的值可判定齒盤的偏擺量，并顯示于顯示屏上。
若偏擺量大于容許的誤差值(設(shè)定值)，則電磁閥關(guān)閉，不允許卸下工件，操作人員必須用橡皮槌進行校正操作，直到檢測到的偏擺量小于容許的誤差值時才可接通電磁閥，允許取下該齒盤。
在圖3中，作為本實用新型的電腦輔助偏擺檢測裝置的齒盤檢測動作的一個實施例流程具體如下1.讀取探頭值(經(jīng)過模／數(shù)轉(zhuǎn)換)，用以判定校正臺上頂心13(圖二)與頂壓軸16之間是否已有工件上件。
2.將工件W置于頂心13與頂壓軸16之間，并開手動氧壓閥17。
3.由探頭讀值判知工件已在校正臺上，此刻將綠燈熄掉，電磁閥23切斷，使得氣動閥無法由手動而動作，因而工件在被檢測為合格之前不可下件。
4.經(jīng)由計數(shù)器42讀取角度計19的輸出并檢查把手14是否已開始轉(zhuǎn)動，若開始轉(zhuǎn)動，就要開始讀取探頭值進行檢測。
5.把手已經(jīng)轉(zhuǎn)動，此時判定轉(zhuǎn)動是否已超過設(shè)定圈數(shù)，例如，設(shè)定齒盤轉(zhuǎn)動兩圈，則到達兩圈時，電腦控制單元將按此兩圈內(nèi)所讀到的探頭資料計算偏擺值，并且輸出。
6.若未超過設(shè)定圈數(shù)，則將目前探頭值與最大、最小值比較如果測頭值＞最大值，則最大值＝探頭值；如果測頭值＜最小值，則最小值＝探頭值。
7.若把手未轉(zhuǎn)動，或已檢測完畢，則設(shè)定起始值，預(yù)備下一次的檢測。最大值＝0，最小值＝0。
8.轉(zhuǎn)動已達到設(shè)定的轉(zhuǎn)數(shù)，則總偏擺量＝最大值－最小值。
9.比較所得的總偏擺值是否小于預(yù)先設(shè)定的容許偏擺值。總偏擺值小于容許偏擺值。表示合格。
10.綠燈亮，電磁閥打開，此時手動氣壓閥可動作，允許取下工件。
11.可開動手動氣壓閥17，從而取下工件。
12.總偏擺值大于容許偏擺值，工件不合格，工人需用橡皮錘敲擊校正。
如圖4所示，本實用新型可經(jīng)由電腦控制單元40及中繼箱30而同時控制五臺校正機臺10A、10B、10C、10D、10E，亦即以一臺電腦控制五臺校正裝置，并統(tǒng)計、分析和比較其檢測結(jié)果。圖4中，20A、20B、20C、20D和20E分別是與10A－10E對應(yīng)的控制盒。
由于使用者有通過一臺電腦來控制5臺校正臺的需求，故需有一個中繼箱30將5臺校正的信號加以綜合，然后轉(zhuǎn)而經(jīng)過一條隔離線連到電腦控制單元。在此，各控制盒20A－20E分別經(jīng)過9針(9pin)信號線而接至中繼箱30，中繼箱30則經(jīng)過一條37針的信號線(即隔離線)而接至電腦控制單元40。
中繼箱的結(jié)構(gòu)如圖5所示意該中繼箱包括用于與5臺齒輪校正機臺的相應(yīng)5個控制盒分別相聯(lián)接的5個輸入端，以及用于與電腦控制單元相聯(lián)接的輸出端。在該中繼箱中，由相應(yīng)的多芯導(dǎo)線將各輸入端與該輸出端相聯(lián)接，在輸出端處，電源線和地線可合并公用，而來自各校正機臺的各組信號線則保持獨立輸出。
其中37針輸出端子的接腳配置如下探頭信號1.AD1 24.DIO6
2.AD2 25.DIO73.AD3 26.DIO84.AD4 27.DIO95.AD5 28.DIO1O6.AD6 29.DIO11角度計信號7.XAS 30.DIO128.XBS 31.DIO139.YAS 32、33＋5V直流電源10.YBS 34、35＋12V直流電源11.ZAS 36、37GND(接地)12.ZBS13.UAS14.UBS15.VAS16.VBS17.WAS18.WBS19.DIO120.DIO221.DIO322.DIO423.DIO5由此37針再分別配置給5臺控制使用，其余部分則預(yù)留擴充用。各輸入端可采用9針的接線端子，例如通往20A的9針端子其接腳則配置如下
1.AD1探頭信號2，3.XAS，XBS角度計信號4.DIO1電磁閥控制信號5.DIO1綠燈控制信號6，7.＋5V8，9.GND(接地)其余各臺類推。圖5中所標(biāo)示的“／9”與“／45”分別表示實際上有9條和45條導(dǎo)線。
依據(jù)上述說明可知，本實用新型的自行車齒盤的電腦輔助偏擺檢測裝置具有以下特點1.輔助檢測應(yīng)用激光三角式探頭代替人眼判斷，使得檢測標(biāo)準(zhǔn)具備統(tǒng)一性和唯一性，且利用A／D轉(zhuǎn)換使得激光探頭輸出信號顯示于屏幕上，從而方便操作者的判斷分析及比較。
2.角度判定可設(shè)定齒盤轉(zhuǎn)動一圈、二圈或三圈作一次偏擺測定，迅速得知正確偏擺值，不僅校正快而且避免人為疏失。
3.上件、卸件控制通過輸入／輸出線路43控制電磁閥以及指示燈，只要工件偏擺量超過容許誤差值，則電磁閥保持關(guān)斷，不允許不合格工件卸下，直到待校正工件的偏擺量達到容許誤差范圍之內(nèi)時，則電磁閥接通及指示燈(綠燈)點亮，以指示操作者可以卸下工件。
必須說明的是，上述實施例僅用以舉例說明本實用新型，至于應(yīng)用于自行車齒盤以外的類似工件的偏擺測試實施，仍應(yīng)屬本實用新型的等效實施方案。本實用新型自行車齒盤的電腦輔助偏擺檢測裝置業(yè)已制成實物樣品，經(jīng)試用后已肯定具有良好功效，為保障申請人的開發(fā)設(shè)計權(quán)益，現(xiàn)依法提出專利申請。
權(quán)利要求1.一種自行車齒盤的電腦輔助偏擺檢測裝置，包括齒盤校正機臺(10)、激光探頭(18)、角度計(19)、電磁閥(23)、激光探頭信號放大器(21)、固態(tài)繼電器(22)、指示燈(24)、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(41)、計數(shù)器(42)、輸入/輸出板(43)和個人電腦(44)，所述齒盤校正臺(10)包括二個機座(11、12)、頂心(13)、把手(14)、手動氣壓閥(17)；其特征在于，所述激光探頭(18)裝設(shè)在所述二個機座(11、12)之一上的可對準(zhǔn)待測齒盤的位置，所述角度計(19)裝設(shè)在所述二個機座(11、12)中相應(yīng)的一個之上的可測量待檢測的齒盤的位置；所述固態(tài)繼電器(22)、電磁閥(23)以及指示燈(24)三者之間互相連接，并且與所述放大器(20)一起共同裝置成為一個控制盒(20)，所述放大器(21)的輸入端與所述激光探頭(18)的信號輸出端相連，所述電磁閥(23)與所述手動氣壓閥(17)以及一個外接氣源(25)分別相連；所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(41)、計數(shù)器(42)和輸入/輸出板(43)分別與所述個人電腦(44)相連接后，四者共同裝置成為一個電腦控制單元(40)，其中所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(41)的輸入端與所述放大器(21)的輸出端相連，所述計數(shù)器(42)的輸入端與所述角度計(19)的信號輸出端相連，所述輸入/輸出板(43)的輸出端與所述固態(tài)繼電器(22)的控制輸入端相連。
2.如權(quán)利要求1所述的自行車齒盤的電腦輔助偏擺檢測裝置，其特征，所述裝置還包括中繼箱(30)，所述中繼箱包括與多個所述齒輪校正機臺一一相應(yīng)的多個控制盒相連接的多個輸入端，以及與所述電腦控制單元(40)相連的一個輸出端；并且在該中繼箱內(nèi)，由多芯導(dǎo)線將各輸入端與所述輸出端相聯(lián)接，在輸出端處，電源線和地線可合并公用，而來自各校正機臺的各組信號線則保持獨立輸出。
專利摘要一種自行車齒盤的電腦輔助偏擺檢測裝置，在齒盤校正機臺上設(shè)有對準(zhǔn)待測工件的激光探頭及量測轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動角度的角度計；該裝置還包括一電腦控制單元及含有一激光探頭信號放大器的控制盒，所輸出的信號被輸入電腦處理從而判定工件的偏擺量，偏擺量小于設(shè)定值時，使氣壓閥受驅(qū)動，從而允許卸下合格工件。
文檔編號G01M13/02GK2156496SQ9320517
公開日1994年2月16日 申請日期1993年2月27日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月27日
發(fā)明者鄭智杰, 郭子鑫, 溫光溥, 林振祥 申請人:創(chuàng)新工業(yè)技術(shù)移轉(zhuǎn)股份有限公司