专利名称：汽车制动真空助力器在线测试系统的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种汽车制动真空助力器在线测试系统，属于汽车制动真空 助力器测试泉统的改造技术。
技术背景
汽车制动真空助力器是利用负压(真空度)为动力，将较小的踏板力放大，推 动制动总泵工作，其质量好坏，直接影响汽车运行的安全性、可靠性。汽车制动真 空助力器在线检测是真空助力器制造过程中最后总成装配前的一个重要工序，主 要对产品的输入/输出特性及密封性能进行无损伤在线测试，如果检测出输入-输出特性偏离正常值范围，则通过更换空气阀柱等零件来调整其输入力/输出力 特性进入正常值范围；如果检测出密封性问题，则检查原因重新装配。现有汽车 制动真空助力器的检测是对真空助力器完成总成装配之后的产品进行检测，如果 检测结果不合格，则要撬开真空助力器上盖，通过更换空气阔柱等零件进行产品 性能调整，撬开的真空助力器上盖被损伤而报废，要换一个新的上盖再重新组装 并检测。现有检测方案中，输入/输出的特性曲线是由输入力和输出力对应的电 信号驱动绘图仪画出来的，不能直接得到特性参数，要由人工釆用尺和笔从曲线 上测量和计算出来，最后判断被测件合格与否。现有检测方案的缺点是有损检 测，发现产品不合格，则要破坏性地拆开产品进行性能参数的调整；检测效率低， 发现不合格件要拆开调整参数，然后重装，耗时耗人工。同时，特性参数的获得要由人工用尺和笔去测量和计算出来，相比可编程控制器自动计算处理出结果,
速度和效率极低；数据误差较大，人工用尺和笔在曲线上去测量和计算特性参数， 方法落后，受人为因素的影响较大，最后得到的数据结果误差较大。
发明内容
本实用新型的目的在于考虑上述问题而提供一种无损伤在线测试，检测效率高，且可使汽车制动真空助力器的检测质量实现统一控制，确保汽车制动真空助力器的生产质量和生产效率的汽车制动真空助力器在线测试系统。本实用新型能 对汽车制动真空助力器的输入/输出特性及密封性能进行无损伤在线测试，确保整车的使用安全。
本实用新型的技术方案是包括有电机、传动装置、螺丝杆、输入力传感 器、真空助力器、输出力传感器、真空度传感器、真空管道、控制装置、模拟盖, 其中电机通过传动装置与螺丝杆连接，用来感应输入力的输入力传感器安装在真 空助力器的控制推杆与螺丝杆的加力端之间，用来感应输出力的输出力传感器安 装在真空助力器的模拟盖上方的输出端顶杆上，真空助力器的模拟盖通过装设有 真空度传感器的真空管道与真空系统连接，输入力传感器及输出力传感器(6) 的输出端与控制装置的输入端电连接，控制装置的输出端与电机电连接。
上述传动装置为皮带传动机构。
上述电机为伺服电机，其通过伺服电机控制器与控制装置连接。
上述控制装置为可编程控制器。
上述控制装置与伺服电机控制器之间通过光电耦合器连接。
上述控制装置还连接有触摸屏。
上述控制装置通过触摸屏还连接有打印机。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点
1) 本实用新型能实现对汽车制动真空助力器的无损伤在线测试。
2) 本实用新型自动完成输入力、输出力及真空度的测量；且自动完成数据处理、曲线拟合的功能；最终显示测试数据和曲线，并给出被测件合格与否的判 断。
3)本实用新型能实现界面友好的彩色触摸屏人机交互功能以及简单方便的 故障排查功能。
本实用新型是一种无损伤在线测试，检测效率高，且可使汽车制动真空助 力器的检测质量实现统一控制，确保汽车制动真空助力器的生产质量和生产效率 的汽车制动真空助力器在线测试系统。
图1为本实用新型汽车制动真空助力器在线测试系统的结构示意图。
图2为本实用新型汽车制动真空助力器输入力/输出力特性曲线。
图3为本实用新型汽车制动真空助力器在线测试系统的相关硬件连接图。
具体实施方式
实施例
本实用新型的结构示意图如图l所示，包括有电机l、传动装置2、螺丝杆 3、输入力传感器4、真空助力器5、输出力传感器6、真空度传感器7、真空管 道8、控制装置9、模拟盖15，其中电机1通过传动装置2与螺丝杆3连接，用 来感应输入力的输入力传感器4安装在真空助力器5的控制推杆与螺丝杆3的加 力端之间，用来感应输出力的输出力传感器6安装在真空助力器5的模拟盖l5 上方的输出端顶杆上，真空助力器5的模拟盖15通过装设有真空度传感器7的 真空管道8与真空系统连接，输入力传感器4及输出力传感器6的输出端与控制 装置9的输入端电连接，本实施例中，上述传动装置2为皮带传动机构。上述电 机1为伺服电机，上述控制装置9为可编程控制器。控制装置9的输出端通过光 电耦合器11与伺服电机控制器10光电耦合连接，伺服电机控制器10与电机1 电连接。由于伺服电机控制器及伺服电机对于模拟量测量是一种较强的电磁干扰源，故PLC与伺服电机控制器之间是通过光电耦合器(11)进行连接。
为提供一个友好的人机交互界面，上述控制装置9还连接有触摸屏12。
为方便将相关数据和图表通过打印机13打印出来；上述控制装置9还连接 有打印机13。
本实施例中，控制装置9采用西门子S7-200系列CPU226可编程控制器作为 核心控制部分，与之相配的EM235模拟量模块完成输入力、输出力及真空度的 A/D转换；触摸屏12釆用台湾威纶公司MT510S型10. 4吋彩色触摸屏，同时该 触摸屏配备标准打印并口，输入力传感器4及输出力传感器6采用HBM公司的 C2系列力传感器，配以相应的放大调理电路对输入力和输出力进行测量，输出 0 -20niA的标准电流信号到EM235模拟量模块；神视DP2-20真空度传感器已将 信号放大调理功能集成在其内部，输出1-5V标准电压信号到EM235模拟量模块； 本实用新型中输入力驱动釆用的是安川SGMGH-13ACA61伺服电机及SGDM-15ADA 伺服电机控制器；与各类开关量输入信号及输出信号相关的中间继电器、接线端 子模块及系统的电源模块都安装在控制拒14内。
本实用新型在使用时，测试输入力/输出力特性的过程是在真空助力器5 上半部分常压室真空度保持为-66. 7kPa时，电机1通过传动装置2驱动螺丝杆3径 向位移向真空助力器5施加输入力，安装在真空助力器5控制推杆与螺丝杆3加力 端之间的输入力传感器4感应输入力，输入力经过真空助力器5放大，在输出端顶 杆上的输出力传感器6感应得到的输出力。当输入力增大到设定最大值时，电机l 停止加力并退回原位。控制装置9对输入力和输出力进行分段釆样得到31组数据， 对输入力/输出力特性曲线的后三段直线分别进行曲线拟合处理，得到如图2所示 的输入力/输出力特性曲线。依据该真空助力器的的产品标准，初动力IO、跳跃 值Wj、设定输入力I1-I5对应的输出力W1-W5均给定了合格参数范围，测试结果 在合格参数范围内，则该工件允许进入最后的总成装配工序，否则通过更换空气阀柱等零件来调整其输入力/输出力特性进入合格参数范围。
密封性检测分为非工作状态密封性检测和工作状态密封性检测。非工作状态密封性检测的要求是在真空度为-66.7kPa时，稳定2秒，配管容积不大于 100cm3,检测15秒内真空泄漏。合格要求为不高于3. 3kPa。工作状态密封性检 测则要求在输入力为设定最大值的情况下进行,其他要求与非工作状态密封性检 测一样。
上述控制装置9输入力和输出力的釆样均釆用定时中断0进行的，定时中断 0时间间隔寄存器置为lms，对应事件号为10,即釆样中断子程序的执行是按照 lms的间隔进行的。但由于PLC的程序存储器和数据存储器容量有限，不允许大 量采集数据，所以对于力的釆样是区分不同情况来进行的，参照图2进行说明， 初动力10是当输出力W介于0 ~ W j时输入力对应的数值，由于10所在线段近似 是一条垂直线，故釆样中断子程序中捕捉0N〈W〈50N (Wj〉 >50N)数值区间进 行一次输入力的釆样，可得到稳定精确的初动力io数值。
在其它三段斜线部分则由于釆样中断子程序的执行是按照lms的间隔进行 的，而不能保证正好能捕捉到设定的11~15及对应的W1 W5，对此釆用的解决方案是三条线段分别多点采样，然后进行曲线拟合得到相关的直线方程，再将设 定的11-15以及测量到的10代入各自的直线方程得到对应的W1-W5及跳跃值 Wj。程序中设计了 30个相应的釆样中断子程序，每条线段分配10个釆样点。虽 然在进行每个样点釆样时，釆样中断子程序的执行是按照lms的间隔进行的，但 中断子程序只有在捕捉到按均匀分布给定的样点其数值区间时，才会进行一次样 点(输入力及输出力)的釆样，然后程序转入下一个样点的釆样，重复前面的过 程。
曲线拟合是根据输入力/输出力特性曲线的分段特征，分三段直线分别进行 最小二乘法直线拟合。
主监测页面功能包括各项测试数据的显示；页面主要区域显示输入力/输出
力特性曲线；用两个指示灯(0K灯和NG灯)分别指示测试件合格与否；通过把 不合格参数背景颜色由正常时的浅蓝变红而将其快速识别出来。
输入力/输出力特性曲线的显示利用EasyBuUder500组态软件中的XY曲线 图元件来完成，该元件可以同时读取来自PLC中VW238、 VW240地址所存储的相 邻两个数据，并根据这两个数据U， Y)的变化绘出对应的曲线。数据(X， Y) 对应的是输入力/输出力特性曲线各线段之间的交点坐标，将四个交点坐标和最 后线段的终点坐标在PLC绘图子程序中依次放到VW238、 VW240地址中，则可绘 出输入力/输出力特性曲线。
故障检测页面是本实用新型的一个特色，最大程度方便了用户的故障排查。 因为本实用新型中各种位置开关、保护开关较多，系统运行过程中只要有一处出 现问题就会导致停机，排査故障时要一个个去查，费时费力。而本实用新型该页 面组态设计时把承载缸伸出位、承载缸退回位、防落缸伸出位、防落缸退回位、 保护门上位、保护门下位等15个指示灯与PLC中对应的位地址(I或M)联系起 来，即把这些位地址输入指示灯属性设置中的读取地址项内。进入该页面，系统 各个部件处于什么状态通过对应的指示灯可以看得很清楚，要分析故障出现的位 置就变得非常容易了。
权利要求1、一种汽车制动真空助力器在线测试系统，其特征在于包括有电机(1)、传动装置(2)、螺丝杆(3)、输入力传感器(4)、真空助力器(5)、输出力传感器(6)、真空度传感器(7)、真空管道(8)、控制装置(9)、模拟盖(15)，其中电机(1)通过传动装置(2)与螺丝杆(3)连接，用来感应输入力的输入力传感器(4)安装在真空助力器(5)的控制推杆与螺丝杆(3)的加力端之间，用来感应输出力的输出力传感器(6)安装在真空助力器(5)的模拟盖(15)上方输出端顶杆上，真空助力器(5)的模拟盖(15)通过装设有真空度传感器(7)的真空管道(8)与真空系统连接，输入力传感器(4)及输出力传感器(6)的输出端与控制装置(9)的输入端电连接，控制装置(9)的输出端与电机(1)电连接。
2、 根据权利要求l所述的汽车制动真空助力器在线测试系统，其特征在于 上述传动装置(2 )为皮带传动机构。
3、 根据权利要求1或2所述的汽车制动真空助力器在线测试系统，其特征 在于上述电机(1)为伺服电机，其通过伺服电机控制器(10)与控制装置(9) 连接。
4、 根据权利要求3所述的汽车制动真空助力器在线测试系统，其特征在于 上述控制装置(9)为可编程控制器。
5、 根据权利要求4所述的汽车制动真空助力器在线测试系统，其特征在于 上述控制装置(9)与伺服电机控制器(10)之间通过光电耦合器(11)连接。
6、 根据权利要求5所述的汽车制动真空助力器在线测试系统，其特征在于 上述控制装置(9 )还连接有触摸屏(12 )。
7、 根据权利要求6所述的汽车制动真空助力器在线测试系统，其特征在于 上述控制装置(9)通过触摸屏(12)还连接有打印机(13)。
专利摘要本实用新型是一种汽车制动真空助力器在线测试系统。包括电机、传动装置、螺丝杆、输入力传感器、真空助力器、输出力传感器、真空度传感器、控制装置、模拟盖，其中电机通过传动装置与螺丝杆连接，输入力传感器安装在真空助力器的控制推杆与螺丝杆的加力端之间，输出力传感器安装在真空助力器的模拟盖上方的输出端顶杆上，真空助力器的模拟盖通过装设有真空度传感器的真空管道与真空系统连接，输入力传感器及输出力传感器的输出端与控制装置的输入端电连接，控制装置的输出端与电机电连接。本实用新型能实现无损伤在线测试；自动完成输入力、输出力及真空度的测量；自动完成数据处理、曲线拟合，最终显示测试数据和曲线，并给出被测件合格与否的判断。
文档编号G01L5/28GK201075046SQ20072005520
公开日2008年6月18日 申请日期2007年8月6日 优先权日2007年8月6日
发明者频 万, 军 李, 李学聪, 李锻能, 刚 谷 申请人:广东工业大学