专利名称：一种用于测量汽车轮毂跳动量的控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到汽车轮毂跳动量测量领域，尤其涉及一种用于测量汽车轮毂跳动量的控制装置。
背景技术：
中国是世界上第二大汽车轮毂生产国，每年生产汽车轮毂约5000万只，其中有1/3销往到国外。随着市场竞争的日渐激烈，企业原有的质量检验方法已经无法达到商家的要求，许多国外的大型汽车生产企业，都要求轮毂供应商必须对所生产的产品逐个检查，同时要在姆个轮毂上标出相应的技术參数，轮毂检验方式从抽检到全检，要求轮毂生产企业必须配有全自动化的检测设备来满足市场要求。现有的測量汽车轮毂跳动量的原理检测參见图I，在汽车轮毂跳动量测量过程中， 为了达到微米级的測量精度，必须保证传感器测量头的重复定位精度，从而消除轮毂中心轴线与旋转测量轴不同心造成的误差，以及采样误差。因此，要求測量头重复定位精度高，当轮毂缓慢旋转，采用多圈角度错位的采样模式。现有的測量设备一般包括有一对滚轮I(测头)，滚轮I由伺服机构带动，測量时将滚轮I通过伺服机构直接贴近轮毂2的被测面(内胎圈座以及外胎圈座测量的指定位置)，轮毂2转动时，跳动量使测头沿X、Y方向移动，产生微小的位移，该位移量即为被测跳动量。但目前的检测设备的精度不高，因此对现有的检测设备进行改进是非常必要的。发明内容本实用新型的目的在于，提供一种用于測量汽车轮毂跳动量的控制装置，该装置利用飞思卡尔MC9S12系列MC9S12DP256单片机作为核心控制元件，它是ー种16位CPU的处理器，该处理器相对同类増加了很多新指令，有11种寻址方式，所以大大增加了控制的准确性。能够保证传感器测量头的重复定位精度，消除轮毂中心轴线与旋转测量轴不同心造成的误差，有效提高跳动量的測量精度和轮毂测量机的可操作性，提高测量机的可控制性，同时操作工人易于掌握设备的运用，这样就能提高工作效率，缩短工作时间。为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案予以实现—种用于測量汽车轮毂跳动量的控制装置，包括滚轮及伺服机构，伺服机构由步进电机和限位开关组成，在滚轮上连接有四个传感器，其中，四个传感器两个为ー对，分别測量滚轮的X方向和Y方向的跳动量，其特征在干，四个传感器分别连接一个单片机，单片机与伺服机构的步进电机相连接。本实用新型的其他特点是所述的单片机采用MC9S12DP256单片机。本实用新型的用于测量汽车轮毂跳动量的控制装置，能够在对轮毂进行测量的过程中对测头运动进行精确的控制，测头从刚开始的位置即可进行数据的采集，然后将測量数据自动传送到单片机上，从而得到较准确地测出汽车轮毂跳动量。
图I为汽车轮毂跳动量测量原理图；图2为飞思卡尔单片机控制轮毂测量原理图图3为MC9S12DP256单片机的时钟电路及锁相环滤波电路；图4为I/O端ロ分配表；图5为测量过程流程以下结合附图对本实用新型的系统硬件设计做进ー步详细说明。
具体实施方式
參见图2，本实施例给出ー种用于測量汽车轮毂跳动量的控制装置，包括滚轮及伺服机构，伺服机构由步进电机和限位开关组成，在滚轮上连接有四个传感器，其中，四个传感器两个为一対，分别测量滚轮的X方向和Y方向的跳动量，四个传感器分别连接一个单片机，单片机与伺服机构的步进电机相连接。测量时，四个传感器来对内侧胎圈座以及外侧胎圈座进行测量，其中两个步进电机控制两组测头运动到内胎圈座以及外胎圈座测量的指定位置，步进电机和限位开关配合构成伺服系统。对于不同规格參数的车轮毂，串行通信接ロ会将这些參数送到单片机中。单片机内置的计算机程序，用于控制测头的运动，同时还可以根据不同的參数来控制被测部分的运动，单片机对4个步进电机的控制，以及完成一次測量任务后，步进电机指示测头回到原来的位置，都需要单片机进行处理，本实施例选择了捕捉功能优良和和能动态调试程序的MC9S12DP256单片机。MC9S12DP256单片机作为控制核心，主要完成测头的运动、跳动量的采集以及数据的处理。MC9S12DP256单片机是飞思卡尔的MC9S12系列单片机。它采用的中央处理器是16位的CPU处理器，该CPU处理器増加了很多新指令，寻址方式从以前的7种增加到11种。MC9S12DP256单片机的存储器有以下3种256kB Flash存储器；12kB的RAM ；4kB的EFPROM。MC9S12DP256单片机有可复用的地址数据总线，它可以工作在单片方式，也可以通过总线扩展存储空间和増加I/o接ロ电路芯片上，工作在扩展方式。地址总线20位，数据线16位或8位，地址和数据总线占用3个8位并行I/O接ロ。在单片方式下这24位可作普通I/O接ロ用。MC9S12DP256单片机有两个8路10位精度A/D转换器。MC9S12DP256单片机内部有5个控制器局域网模块，每个CAN具有2个接收缓冲区和3个发射缓冲区，每个CAN有发送(RX)、接收(TX)、出错、唤醒等4个独立的中断通道，CAN模块具有自检功能，有低通滤波，有唤醒功能，CANO通道不用作CAN时，可多一条J1850通信通道。硬件设计说明參照图1，装置中的MC9S12DP256单片机外围电路的主要任务包括显示各组测头位移量、主轴电机转动角度位置、各采样点跳动量数据测量和处理、通信接ロ以及基准开关接入电平接ロ等。參考图2，测头上连接的传感器(1，2，3，4)与MC9S12DP256单片机的I/O端ロ连接，传感器接收到的信号传递给MC9S12DP256单片机进行分析处理，MC9S12DP256单片机根据内置的程序进行判别测量位移量，然后确定测头回到原来位置的精确位置，利用通信端ロ反馈给测头和步进电机，从而能够保证传感器测量头的重复定位精度，消除轮毅中心轴线与旋转测量轴不同心造成的误差，以及采样误差，大大提高測量精度。參照图3，MC9S12DP256单片机的时钟电路及锁相环滤波电路，由于单片机及系统运行需要两个基本条件，即电源与时钟。本系统所用单片机有两种时钟电路。标准的MC9S12DP256单片机的时钟电路是通过把ー个16MHz的外部晶振接在单片机外部晶振输入接ロ EXTAL和XTAL上，然后利用MC9S 12DP256内部的压控振荡器和锁相环(PLL)把这个频率提高到25MHz，作为单片机内部总线的时钟。复位电路同时为了能够让系统上电位更加稳定，复位电路使用了低电压复位芯片MC34064。系统单片机电源电路的内部芯片使用的是3V电压，I/O端口和外部供电电压是5V，电源电路中的电感电容构成的滤波电路可以改善系统的电磁兼容性，降低系统对电源的高频干扰。參照图4，本装置所需要的输入和输出接ロ如下所示，由于MC9S12DP256单片机有高达90多个I/O ロ，所以不再需要扩展接ロ芯片，整体设计的要求也更简化。 參照图5，要想精确测量轮毂跳动量需要单片机对测头运动进行精确的控制，测头从刚开始的位置移动数据，再让测头自己运动到最开始的初始位置，最后将測量数据自动传送到上位机。整个测量过程中最重要的是步进电机控制测头上、下以及水平方向上的移动以及起停。步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或者线位移的控制元件，它可以对旋转角度和转动速度进行控制，它作为控制元件，被广泛应用在各种控制系统以及精密机械领域。MC9S12DP256单片机和微位移检测部件之间的关系体现在3个方面，一方面是测头移动到被轮毂测点时需要微位移，检测部件根据当前的压量值分别对电机进行控制。因为测头移动到被测点是一个精确的控制过程，测头对轮毂压力量的大小会影响测量的效果。另外两方面是命令采样的启停和采样结束后微位移检测系统传输采样数据。利用以上特点，可以进行精确计量汽车轮毂跳动量。
权利要求1.一种用于測量汽车轮毂跳动量的控制装置，包括滚轮及伺服机构，伺服机构由步进电机和限位开关组成，在滚轮上连接有四个传感器，其中，四个传感器两个为ー对，分别测量滚轮的X方向和Y方向的跳动量，其特征在干，四个传感器分别连接一个单片机，单片机与伺服机构的步进电机相连接。
2.如权利要求I所述的用于测量汽车轮毂跳动量的控制装置，其特征在于，所述的单片机采用MC9S12DP256单片机。
专利摘要本实用新型公开了一种用于测量汽车轮毂跳动量的控制装置，包括滚轮及伺服机构，伺服机构由步进电机和限位开关组成，在滚轮上连接有四个传感器，其中，四个传感器两个为一对，分别测量滚轮的X方向和Y方向的跳动量，四个传感器分别连接一个单片机，单片机与伺服机构的步进电机相连接。能够在对轮毂进行测量的过程中对测头运动进行精确的控制，测头从刚开始的位置即可进行数据的采集，然后将测量数据自动传送到单片机上，从而得到较准确地测出汽车轮毂跳动量。
文档编号G01B21/02GK202453684SQ20112055373
公开日2012年9月26日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者于继翔, 李龙辉, 杨震 申请人:长安大学