专利名称：一种轮胎平衡试验机上下轮辋同步校正装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于测量技术领域，涉及轮胎动平衡试验机测量装置的改进。
背景技术：
质量分布不平衡的轮胎在高速旋转时由于不平衡离心力的作用会产生径向力波动和侧向力波动，影响汽车的操纵稳定性、乘坐舒适性、增大噪声、加快机件疲劳和轮胎的磨损，因此必须把轮胎的不平衡量控制在一定的界限之内，需要加强产品的出厂检验，动平衡试验机即是解决这一需求的专用关键设备。现有的动平衡试验机大部分没有上下轮辋同步校正装置。个别的即使有，其结构复杂，校正精度不高。由于各种因素的影响，上下轮辋很可能因不同步而产生相位差，上下轮辋的相对位置发生变化，从而导致主轴及轮辋系统自身不平衡量发生变化，使系统标定值及偏心补偿数据失效，直接影响到轮胎动平衡测量的精度。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种轮胎动平衡试验机上下轮辋同步校正装置，解决上下轮辋的同步问题，以保证试验的精度。
本实用新型的技术方案是一种轮胎动平衡试验机上下轮辋同步校正装置，该装置的机械部分包括一个上轮辋夹取机构1，一个上轮辋2和一个同轴安装的下轮辋4，一个与下轮辋4连接的、可锁紧或松开上轮辋的锁紧头3，一个与主轴9连接的增量型主轴编码器8，一个由伺服电机6和摩擦轮7组成的主轴驱动机构，摩擦轮7位于伺服电机6的输出轴与主轴9之间；该装置的控制电路包括主轴伺服驱动模块5、工控机15、通讯卡16、可编程逻辑控制器19和计数器模块18，主轴伺服驱动模块5通过工业现场总线分别与可编程逻辑控制器19和通讯卡16连接，计数器模块18的输出端与可编程逻辑控制器19的相应输入端连接，通讯卡16插在工控机15的扩展槽中，主轴伺服驱动模块5的输出端与伺服电机6连接，其特征在于，(1)在上轮辋2上有上轮辋零度标记11，在下轮辋4上有下轮辋零度标记10；(2)在上轮辋上表面固定着一个感应块12，在该感应块旋转路径的上方安装着一个位置固定的零度传感器13，该零度传感器用螺钉固定在上轮辋升降及夹取机构的基座上。
(3)有一个数字量中断输入卡14，插在工控机15的扩展槽内，零度传感器13的输出端与数字量中断输入卡14相应的输入端连接。
本实用新型的优点是解决了上下轮辋的同步问题，保证其角度偏差不大于0.4度，确保了轮胎动平衡测量的精度。
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型所用软件的主流程图。
具体实施方式
下面对本实用新型做进一步详细说明。参见图1，本实用新型的机械部分包括一个上轮辋夹取机构1，一个上轮辋2和一个同轴安装的下轮辋4，一个与下轮辋4连接的、可锁紧或松开上轮辋的锁紧头3，一个与主轴9连接的增量型主轴编码器8，一个由伺服电机6和摩擦轮7组成的主轴驱动机构，摩擦轮7位于伺服电机6的输出轴与主轴9之间。该装置的控制电路包括主轴伺服驱动模块5、工控机15、通讯卡16、可编程逻辑控制器19和计数器模块18，主轴伺服驱动模块5通过工业现场总线分别与可编程逻辑控制器19和通讯卡16连接，计数器模块18的输出端与可编程逻辑控制器19的相应输入端连接，通讯卡16插在工控机15的扩展槽中，主轴伺服驱动模块5的输出端与伺服电机6连接。由于以上的机械和电气构件的结构和工作原理与现有技术相同，此处不再详细介绍。本实用新型的主要改进在于(1)在上轮辋2上有上轮辋零度标记11，在下轮辋4上有下轮辋零度标记10。零度标记可以是刻线或者其他图形、符号，只要便于观察和对准即可。
(2)在上轮辋上表面固定着一个感应块12，在该感应块旋转路径的上方安装着一个位置固定的零度传感器13，该零度传感器用螺钉固定在上轮辋升降及夹取机构的基座上。感应块12可以用金属感应块或反光板。零度传感器13可以使用接近开关或光电开关。例如TURCK Bi2-M12-AP6X型开关。
(3)有一个数字量中断输入卡14，插在工控机15的扩展槽内，零度传感器13的输出端与数字量中断输入卡14相应的输入端连接。例如ADVANTECH PCL730型。
本实用新型的工作过程如下第一步，标定零度对齐角度。其步骤为①松开锁紧头3，夹紧上轮辋夹取机构1，使上轮辋2与下轮辋4分离，可以自由旋转。
②用吊线法或者其他测量方法将上下轮辋的零度标记10和11人工对正，要求对正误差为±1°以内。
③松开上轮辋夹取机构1，锁紧锁紧头3，使上轮辋2与下轮辋4结合为一个整体。
④启动主轴旋转，零度传感器13在每个旋转周期输出一个脉冲，通过数字量中断输入卡14触发工控机中断服务程序，读取主轴旋转编码器8输出的角度值，此值即为零度对齐角度θ0。因为此时感应块12、上轮辋2与下轮辋4及主轴编码器8为一个整体，所以每个旋转周期读出的角度值θ0都是一样的。将此值存入工控机15备用。
第二步，测量上下轮辋角度误差。其步骤为⑤装上被测轮胎进行实际测量，此时，零度传感器13在每个旋转周期仍然输出一个脉冲，通过数字量中断输入卡14触发工控机中断服务程序，读取主轴旋转编码器8输出的角度值，此角度值为θt。同理，每个旋转周期的θt也都相同。在工控机15内求取θt和θ0的差值θ，若θ的绝对值小于等于0.4°，则不需要校正；若θ的绝对值大于0.4°，则将θt-θ0＝θ的结果存入工控机15内。
第三步，校正上下轮辋角度误差。其步骤为⑥完成轮胎的实际测量以后卸胎，松开锁紧头3，夹紧上轮辋夹取机构1，使上轮辋2与下轮辋4分离。
⑦工控机15根据θ的值，通过可编程控制器19向主轴伺服驱动模块5发出驱动主轴旋转-θ角的指令，完成上下轮辋同步误差的校正。
⑧开始下一次轮胎的实际测量。
本实用新型确保了上下轮辋的同步误差在0.4°以内。
图2是本实用新型所使用软件的主流程图。上述三个步骤使用的软件动作流程是同一个程序，软件根据不同的状态采取不同的算法及不同的控制方法，采样次数N可根据精度要求取1～10的正整数。采样完成后计算平均值，由于角度具有周期性的特点，所以要采用矢量运算的方法计算平均值。如果是标定零度的测量过程，则软件保存该平均值为零度对齐角度θ0后结束测量。如果是轮胎测量过程，则软件保存该平均值为θt，计算θt-θ0＝θ的值，若θ的绝对值大于0.4°则控制主轴伺服驱动系统进行角度偏差补偿。
权利要求1.一种轮胎动平衡试验机上下轮辋同步校正装置，该装置的机械部分包括一个上轮辋夹取机构[1]，一个上轮辋[2]和一个同轴安装的下轮辋[4]，一个与下轮辋[4]连接的、可锁紧或松开上轮辋的锁紧头[3]，一个与主轴[9]连接的增量型主轴编码器[8]，一个由伺服电机[6]和摩擦轮[7]组成的主轴驱动机构，摩擦轮[7]位于伺服电机[6]的输出轴与主轴[9]之间；该装置的控制电路包括主轴伺服驱动模块[5]、工控机[15]、通讯卡[16]、可编程逻辑控制器[19]和计数器模块[18]，主轴伺服驱动模块[5]通过工业现场总线分别与可编程逻辑控制器[19]和通讯卡[16]连接，计数器模块[18]的输出端与可编程逻辑控制器[19]的相应输入端连接，通讯卡[16]插在工控机[15]的扩展槽中，主轴伺服驱动模块[5]的输出端与伺服电机[6]连接，其特征在于，(1)在上轮辋[2]上有上轮辋零度标记[11]，在下轮辋[4]上有下轮辋零度标记[10]；(2)在上轮辋上表面固定着一个感应块[12]，在该感应块旋转路径的上方安装着一个位置固定的零度传感器[13]，该零度传感器用螺钉固定在上轮辋升降及夹取机构的基座上。(3)有一个数字量中断输入卡[14]，插在工控机[15]的扩展槽内，零度传感器[13]的输出端与数字量中断输入卡[14]相应的输入端连接。
专利摘要本实用新型属于测量技术领域，涉及轮胎动平衡试验机测量装置的改进。它的机械部分包括上轮辋夹取机构1、上轮辋2、下轮辋4、锁紧头3、主轴编码器8、伺服电机6、摩擦轮7；它的控制电路包括主轴伺服驱动模块5、工控机15、通讯卡16、可编程逻辑控制器19和计数器模块18，其特征在于，在上下轮辋上有零度标记；在上轮辋上固定着感应块12，在该感应块上方有零度传感器13；零度传感器13的输出端与数字量中断输入卡14相应的输入端连接。本实用新型解决了上下轮辋的同步问题，保证其角度偏差不大于0.4度，确保了轮胎动平衡试验的精度。
文档编号G01M17/02GK2804837SQ200420049389
公开日2006年8月9日 申请日期2004年4月23日 优先权日2004年4月23日
发明者姜超浪, 芮建华, 姜瑞 申请人:中国航空工业第一集团公司北京航空制造工程研究所