專利名稱：一種輪胎平衡試驗機上下輪輞同步校正裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于測量技術領域，涉及輪胎動平衡試驗機測量裝置的改進。
背景技術：
質量分布不平衡的輪胎在高速旋轉時由于不平衡離心力的作用會產生徑向力波動和側向力波動，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，需要加強產品的出廠檢驗，動平衡試驗機即是解決這一需求的專用關鍵設備。現(xiàn)有的動平衡試驗機大部分沒有上下輪輞同步校正裝置。個別的即使有，其結構復雜，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生相位差，上下輪輞的相對位置發(fā)生變化，從而導致主軸及輪輞系統(tǒng)自身不平衡量發(fā)生變化，使系統(tǒng)標定值及偏心補償數(shù)據失效，直接影響到輪胎動平衡測量的精度。

發(fā)明內容
本實用新型的目的是提供一種輪胎動平衡試驗機上下輪輞同步校正裝置，解決上下輪輞的同步問題，以保證試驗的精度。
本實用新型的技術方案是一種輪胎動平衡試驗機上下輪輞同步校正裝置，該裝置的機械部分包括一個上輪輞夾取機構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6和摩擦輪7組成的主軸驅動機構，摩擦輪7位于伺服電機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動模塊5、工控機15、通訊卡16、可編程邏輯控制器19和計數(shù)器模塊18，主軸伺服驅動模塊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，計數(shù)器模塊18的輸出端與可編程邏輯控制器19的相應輸入端連接，通訊卡16插在工控機15的擴展槽中，主軸伺服驅動模塊5的輸出端與伺服電機6連接，其特征在于，(1)在上輪輞2上有上輪輞零度標記11，在下輪輞4上有下輪輞零度標記10；(2)在上輪輞上表面固定著一個感應塊12，在該感應塊旋轉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構的基座上。
(3)有一個數(shù)字量中斷輸入卡14，插在工控機15的擴展槽內，零度傳感器13的輸出端與數(shù)字量中斷輸入卡14相應的輸入端連接。
本實用新型的優(yōu)點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是本實用新型的結構示意圖。
圖2是本實用新型所用軟件的主流程圖。
具體實施方式
下面對本實用新型做進一步詳細說明。參見圖1，本實用新型的機械部分包括一個上輪輞夾取機構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6和摩擦輪7組成的主軸驅動機構，摩擦輪7位于伺服電機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動模塊5、工控機15、通訊卡16、可編程邏輯控制器19和計數(shù)器模塊18，主軸伺服驅動模塊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，計數(shù)器模塊18的輸出端與可編程邏輯控制器19的相應輸入端連接，通訊卡16插在工控機15的擴展槽中，主軸伺服驅動模塊5的輸出端與伺服電機6連接。由于以上的機械和電氣構件的結構和工作原理與現(xiàn)有技術相同，此處不再詳細介紹。本實用新型的主要改進在于(1)在上輪輞2上有上輪輞零度標記11，在下輪輞4上有下輪輞零度標記10。零度標記可以是刻線或者其他圖形、符號，只要便于觀察和對準即可。
(2)在上輪輞上表面固定著一個感應塊12，在該感應塊旋轉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構的基座上。感應塊12可以用金屬感應塊或反光板。零度傳感器13可以使用接近開關或光電開關。例如TURCK Bi2-M12-AP6X型開關。
(3)有一個數(shù)字量中斷輸入卡14，插在工控機15的擴展槽內，零度傳感器13的輸出端與數(shù)字量中斷輸入卡14相應的輸入端連接。例如ADVANTECH PCL730型。
本實用新型的工作過程如下第一步，標定零度對齊角度。其步驟為①松開鎖緊頭3，夾緊上輪輞夾取機構1，使上輪輞2與下輪輞4分離，可以自由旋轉。
②用吊線法或者其他測量方法將上下輪輞的零度標記10和11人工對正，要求對正誤差為±1°以內。
③松開上輪輞夾取機構1，鎖緊鎖緊頭3，使上輪輞2與下輪輞4結合為一個整體。
④啟動主軸旋轉，零度傳感器13在每個旋轉周期輸出一個脈沖，通過數(shù)字量中斷輸入卡14觸發(fā)工控機中斷服務程序，讀取主軸旋轉編碼器8輸出的角度值，此值即為零度對齊角度θ0。因為此時感應塊12、上輪輞2與下輪輞4及主軸編碼器8為一個整體，所以每個旋轉周期讀出的角度值θ0都是一樣的。將此值存入工控機15備用。
第二步，測量上下輪輞角度誤差。其步驟為⑤裝上被測輪胎進行實際測量，此時，零度傳感器13在每個旋轉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)工控機中斷服務程序，讀取主軸旋轉編碼器8輸出的角度值，此角度值為θt。同理，每個旋轉周期的θt也都相同。在工控機15內求取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的結果存入工控機15內。
第三步，校正上下輪輞角度誤差。其步驟為⑥完成輪胎的實際測量以后卸胎，松開鎖緊頭3，夾緊上輪輞夾取機構1，使上輪輞2與下輪輞4分離。
⑦工控機15根據θ的值，通過可編程控制器19向主軸伺服驅動模塊5發(fā)出驅動主軸旋轉-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際測量。
本實用新型確保了上下輪輞的同步誤差在0.4°以內。
圖2是本實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可根據精度要求取1～10的正整數(shù)。采樣完成后計算平均值，由于角度具有周期性的特點，所以要采用矢量運算的方法計算平均值。如果是標定零度的測量過程，則軟件保存該平均值為零度對齊角度θ0后結束測量。如果是輪胎測量過程，則軟件保存該平均值為θt，計算θt-θ0＝θ的值，若θ的絕對值大于0.4°則控制主軸伺服驅動系統(tǒng)進行角度偏差補償。
權利要求1.一種輪胎動平衡試驗機上下輪輞同步校正裝置，該裝置的機械部分包括一個上輪輞夾取機構[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[6]和摩擦輪[7]組成的主軸驅動機構，摩擦輪[7]位于伺服電機[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動模塊[5]、工控機[15]、通訊卡[16]、可編程邏輯控制器[19]和計數(shù)器模塊[18]，主軸伺服驅動模塊[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，計數(shù)器模塊[18]的輸出端與可編程邏輯控制器[19]的相應輸入端連接，通訊卡[16]插在工控機[15]的擴展槽中，主軸伺服驅動模塊[5]的輸出端與伺服電機[6]連接，其特征在于，(1)在上輪輞[2]上有上輪輞零度標記[11]，在下輪輞[4]上有下輪輞零度標記[10]；(2)在上輪輞上表面固定著一個感應塊[12]，在該感應塊旋轉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構的基座上。(3)有一個數(shù)字量中斷輸入卡[14]，插在工控機[15]的擴展槽內，零度傳感器[13]的輸出端與數(shù)字量中斷輸入卡[14]相應的輸入端連接。
專利摘要本實用新型屬于測量技術領域，涉及輪胎動平衡試驗機測量裝置的改進。它的機械部分包括上輪輞夾取機構1、上輪輞2、下輪輞4、鎖緊頭3、主軸編碼器8、伺服電機6、摩擦輪7；它的控制電路包括主軸伺服驅動模塊5、工控機15、通訊卡16、可編程邏輯控制器19和計數(shù)器模塊18，其特征在于，在上下輪輞上有零度標記；在上輪輞上固定著感應塊12，在該感應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相應的輸入端連接。本實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)第一集團公司北京航空制造工程研究所