一种汽车传动轴圆跳动检测与校直系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种汽车传动轴圆跳动检测与校直系统及方法，尤其涉及一种基于非 接触式激光位移传感器及步进电机控制的圆跳动检测与校直系统及方法。
【背景技术】
[0002] 汽车传动轴在生产过程中，是由前端和后端两部分焊接而成的。在焊接时，理想的 状态是前端部分与后端部分轴心在同一水平线上，但在实际焊接时，汽车传动轴前端部分 和后端部分的轴心通常并不是在同一水平线上，会存在一定的夹角Θ，此时焊接处的圆跳 动量不为0。若汽车传动轴焊接处圆跳动超过允许范围，且此汽车传动轴未经检测、校准就 直接投入使用，可能会造成汽车在行驶过程中的不平稳，同时因为传动轴的同轴度不好，轴 向力的方向不同，长期使用，必然会对传动轴造成损害，影响其使用寿命，甚至会因此造成 交通事故。因此，传动轴在投入使用之前，必须运用相应的圆跳动检测系统对其圆跳动量进 行检测并对圆跳动量超出规定范围的传动轴进行校准。
[0003] 传统的圆跳动检测与校直系统，普遍采用百分表测量位移信息，利用人眼来观察 百分表读数，并且依靠人工手动转动汽车传动轴。传统的圆跳动量检测方法依靠人眼读取 位移信息，因此随机误差大，不能达到高精度的要求，同时依靠人工转动并定位传动轴，不 仅工作量大，耗费人力而且定位精度不高。
[0004] 本发明提供的汽车传动轴圆跳动检测与校直系统是一种高自动化地智能型系统， 主要由控制电路模块、机床固定模块及上位机显示模块组成。精确地控制步进电机的转速、 定位和输出数据的可靠性、稳定性是系统研制的核心和难点。
【发明内容】
[0005] 本发明主要是提供一种新型系统以解决圆跳动自动检测与校直的技术问题：⑴ 提供了一种采用非接触式激光位移传感器作为检测元件，精确的检测汽车传动轴在转动一 周的过程中表面检测点距传感器的位移信息数据，从而通过处理获得该检测表面的圆跳动 量，并通过工业控制柜上显示屏显示；（2)通过步进电机驱动待测汽车传动轴旋转，主控芯 片根据（1)中获取的数据，驱动动步进电机旋转或停止，使待测汽车传动轴表面需要校直 的点位于液压机正下方。液压机下压即可完成汽车传动轴圆跳动的检测与校直过程。
[0006] 本发明的具体技术方案如下：
[0007] 一种汽车传动轴圆跳动检测与校直系统，包括机床（1)、固定在机床上的步进电机 模块（2)、固定在机床侧边的4个激光位移传感器单元(6)、固定在机床正上方的液压机构 (7) 、以及固定在机床上方的工业控制柜（8)。
[0008] 所述步进电机模块（2)包括一个步进电机（3)、与步进电机相连的减速器（4)以及 固定在机床（1)上的端面齿轮（5);所述步进电机（3)中心轴、减速器（4)中心轴与端面齿 轮（5)中心轴同轴放置，减速器⑷一端沿中心轴开有深孔，与步进电机（3)伸出轴配合固 定，端面齿轮（5) -端沿中心轴开有深孔，与减速器（4)伸出轴配合固定；步进电机（3)通 过固定片固定在减速器（4)上，减速器（4)通过固定片固定在端面齿轮（5)上，以保证步进 电机（3)在驱动减速器（4)、端面齿轮（5)、待测汽车传动轴转动时，步进电机（3)、减速器 (4)、端面齿轮（5)、待测汽车传动轴在轴向和径向上均不发生移动。
[0009] 所述激光位移传感器单元（6)包括激光位移传感器（61)、传感器安装盒（62)、传 感器轨道（63);所述传感器轨道（63)固定焊接在机床（1)侧面，传感器安装盒（62)安装 于传感器轨道(63)上，传感器安装盒(62)可沿传感器轨道(63)在水平方向上移动，传感 器（61)安装于传感器安装盒（62)内，传感器（61)可沿传感器安装盒（62)的开口方向里 外移动。
[0010] 所述工业控制柜（8)包括用于显示的工业电脑（9)、控制电路模块（10)、步进电 机驱动器（11)、为控制电路模块（10)供电的开关电源（12)、为步进电机驱动器（11)供电 的变压器（13)，控制电路模块（10)分别与工业电脑（9)、步进电机驱动器（11)、开关电源
[12] 连接；所述的控制电路模块（10)包括A/D转换电路（102)、主控芯片（103) ;A/D转换 电路（102)与激光位移传感器（61)连接，所述激光位移传感器单元（6)采集数据后经由控 制电路模块（10)中的A/D转换电路（102)后，再由主控芯片（103)完成均值、滤波、求差的 数据处理，通过主控芯片（103)内置的定时器向步进电机驱动器（11)发送频率可控的PWM 脉冲控制步进电机（3)以一定转速转动或启动停止，并由此带动减速器（4)、端面齿轮（5)、 待测汽车传动轴以相应速度转动或启动停；同时通过串口传输，将处理得到的圆跳动信息 和步进电机（3)的转动信息经由工业电脑（9)显示，操作人员根据工业电脑（9)显示的结 果利用液压机下压，快捷方便地完成汽车传动轴圆跳动的检测与校直。
[0011] 所述步进电机（3)转动速度的控制是通过设置主控芯片（103)内的定时器时钟分 割实现的：定时器每发生两次中断，向步进电机驱动器（11)发送一个PWM脉冲，即步进电机 驱动器（11)接收到一个上升沿，从而驱动步进电机（3)转动，继而带动减速器（4)、端面齿 轮（5)、待测传动轴转动；通过改变定时器发生中断的时间，即可改变脉冲的频率，从而实 现对步进电机转速（3)的控制，计算公式如下：
【主权项】
1. 一种汽车传动轴圆跳动检测与校直系统，其特征在于：包括机床（I)、固定在机床上 的步进电机模块（2)、固定在机床侧边的4个激光位移传感器单元（6)、固定在机床正上方 的液压机构（7)、以及固定在机床上方的工业控制柜（8)。
2. 根据权利要求1所述的一种汽车传动轴圆跳动检测与校直系统，其特征在于：所述 步进电机模块（2)包括一个步进电机（3)、与步进电机相连的减速器（4)以及固定在机床 (1)上的端面齿轮（5);所述步进电机（3)中心轴、减速器（4