专利名称：汽车前桥前束转角在线测量调整系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车前桥前束转角在线测量调整系统。
背景技术：
汽车前桥的前束值是汽车转向轮重要定位参数之一，前束的主要作用是抵消前轮 外倾的带来的不良影响，最大限度地减少车轮行驶中的横向滑移率，减少轮胎磨损。每一种 车型的前束值都有一个确定的范围，有的车轮对前束大小要求较高；前束值过大，外侧胎肩 外锯齿形磨损；前束值过小会造成胎肩内侧锯齿形磨损。因此，前束值过大或过小，轮胎都 会由于车轮外倾或内倾，出现横向滑拖现象，导致轮胎磨损严重，因此准确测量调整前束值 是保证前桥生产质量的重要环节。 传统的前束在线测量调整方法全由人工完成，通过长杆和角度尺配合测量，车桥 两轮间距离较大，车轮转动吃力，人工测量存在很大难度。人工测量方式效率低、精度差。一 方面，受到测量工具、个人视力，光线，情绪等的影响导致测量精度差；另一方面由于车轮转 动费力，两车轮间距离较远，需要两个人配合，需要劳动力多，劳动强度大，导致前束值测量 调整不稳定。于是人们期待一种代替人工测量的自动前束测量系统。 目前，车桥总成装配的自动化已经得到快速发展，汽车总成制造厂采用传统的手 工方法已无法满足整车厂日益提高的要求，采用自动、高精测量装置是车桥厂的必然选择。
发明内容
针对车桥前束在线测量调整劳动强度大、精度差，传统人工测量方法很难满足要 求，本发明的目的是提供一种汽车前桥前束在线测量调整系统，通过步进电机及传动系统 驱动前桥轮子，用绝对编码器测量两侧轮子的转角，计算获得精确的车桥前束值。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是 本发明在汽车前桥两侧轮毂边的底座上分别安装有结构相同的纵向底座，纵向底
座上的纵向导轨与横向拖板连接，横向拖板上的横向导轨与垂向拖板连接，垂向拖板上的
垂向导轨上安装垂直与横向拖板的连接板，连接板与安装在轮毂侧面的连接盘通过销轴连
接；定位销安装在底座上并穿过前桥上的定位孔，夹紧气缸也安装在底座上；安装在底座
上的步进电机通过扭力限制器连接滚珠丝杠，滚珠丝杠与一侧横向拖板下的丝杠螺母螺旋
副连接，使横向拖板在纵向导轨上滑动，在安装有步进电机的一侧的销轴上安装绝对编码
器，并在纵向底座、横向拖板、垂向拖板的导轨的两端极限位置上各安装一个接近开关；六
个接近开关、绝对编码器的输出与可编程控制器相连，可编程控制器的输出连接电机驱动
器，触摸屏与可编程控制器的输入、输出互相连接；空气压縮机的高压气体端经过换向阀接
夹紧气缸有杆腔，低压气体端经过换向阀接夹紧气缸无杆腔；两根夹紧气缸的顶杆分别压
在前桥的侧面并与各自的定位销的中心对齐。 本发明具有的有益效果是 1 、可以自动驱动前轮旋转，避免了人工选择费力的问题。
2、通过高精度绝对编码器自动完成前束值的测量，并由测量控制显示单元计算前 束值及调整量，前束值结果精确，调整方便快捷。 3、系统结构简单，工作稳定，测量精确，可以大大提高前桥前束的在线测量调整效 率和效果。
图1是本发明的总体结构图。
图2是测量控制显示原理框图。
图3是夹紧气缸控制示意图。 图中1、底座，2、接近开关，3、触摸屏，4、可编程控制器，5、电机驱动器，6、步进电 机，7、纵向导轨，8、扭力限制器，9、滚珠丝杠，10、丝杠螺母，11、横向导轨，12、垂向导轨，13、 连接板，14、销轴，15、连接盘，16、绝对编码器，17、轮毂，18、主销轴，19、调整螺钉，20、夹紧 气缸，21 、定位销，22 、横拉杆，23 、前桥，24、换向阀，25 、空气压縮机。
具体实施例方式
以下结合附图和实施方式对本发明作进一步的描述。 如图1所示，本发明在汽车前桥两侧轮毂17边的底座1上分别安装有结构相同的 纵向底座，纵向底座上的纵向导轨7与横向拖板连接，横向拖板上的横向导轨11与垂向拖 板连接，垂向拖板上的垂向导轨12上安装垂直与横向拖板的连接板13，连接板13与安装 在轮毂17侧面的连接盘15通过销轴14连接；定位销21安装在底座1上并穿过前桥23上 的定位孔，夹紧气缸20也安装在底座1上；安装在底座1上的步进电机6通过扭力限制器 8连接滚珠丝杠9，滚珠丝杠9与一侧横向拖板下的丝杠螺母10螺旋副连接，使横向拖板在 纵向导轨7上滑动，在安装有步进电机6的一侧的销轴14上安装绝对编码器16，并在纵向 底座、横向拖板、垂向拖板的导轨的两端极限位置上各安装一个接近开关2 ;如图2所示，六 个接近开关2、绝对编码器13的输出与可编程控制器4相连，可编程控制器4的输出连接 电机驱动器5，触摸屏3与可编程控制器4的输入、输出互相连接；如图3所示，空气压縮机 25的高压气体端经过换向阀24接夹紧气缸20有杆腔，低压气体端经过换向阀24接夹紧气 缸20无杆腔；两根夹紧气缸20的顶杆分别压在前桥23的侧面并与各自的定位销21的中 心对齐。 步进电机6安装在底座1上，运行速度和正反转由测量控制显示单元控制；步进电 机6带动扭力限制器8和滚珠丝杠9旋转，在轮毂17转到极限或者出现机械卡死时，扭力 限制器8打滑，保护步进电机；丝杠螺母10在滚珠丝杠9带动下沿着纵向导轨7纵向移动， 通过传动装置驱动轮毂17。 由于前桥23的主销轴18与定位销孔不共线且空间倾斜，所以车轮相对于主销轴 18的旋转运动对两个定位销孔构成的直线而言，即存在旋转运动，又存在平动运动；车轮 在驱动装置和传动装置带动下旋转，纵向、横向和垂向的平动运动由纵向导轨7、横向导轨 11和垂向导轨12完成，旋转运动由连接盘15和连接板13间的相对旋转完成，从而可以完 成车轮转角的准确测量。 定位销21安装在底座1上，通过前桥上的定位孔完成前桥在底座1上的定位，夹
4紧气缸20在夹在前桥23的侧面，与相对于各自的定位销21的中心对齐，从前桥侧面完成 对前桥23的夹紧，防止车轮运动时前桥摆动。 如图3所示，常态下，空气压縮机25的高压气体经过换向阀24通向夹紧气缸20 的有杆腔，低压气体经过换向阀24通向夹紧气缸20的无杆腔，伸縮杆到达夹紧气缸20的 最里端，当需要工作即要压紧前桥时，手动使得换向阀26移位，空气压縮机25的高压气体 经过换向阀24通向夹紧气缸20的无杆腔，低压气体经过换向阀24通向夹紧气缸20的有 杆腔，通向夹紧气缸20的最外侧，使得伸縮杆到达夹紧气缸20的最外端。
绝对编码器16完成前桥两侧轮子的角度的精确测量，接近开关2安装在三对导轨 7、11、12的两端极限位置上，防止导轨运动过头，由可编程控制器4检测其信号；可编程控 制器4完成绝对编码器16的角度值信号获取，计算前束值和调整量；可编程控制器4控制 步进电机6的启停，转速和正反转；触摸屏3可设定绝对编码器16的零点，步进电机6的转 速，并显示当前测量前束值和调整量，从而引导工人调整横拉杆22完成前束的调整。
整个系统的检测流程是 1、开启系统，在触摸屏3设定步进电机6的转速及车轮直径，将前桥23装到底座
1上，用定位销21进行定位，完成连接盘15的连接。 2、按下开关使得夹紧气缸20夹紧前桥23，步进电机6运动。 3、测量控制显示单元测量并计算出前束值后，电机驱动器5驱动步进电机6停止 运动。 4、工人根据触摸屏3显示调整量调整横拉杆22。
5、步进电机6反向运动，重新测量前束值。 6、若前束值正确，步进电机6将车辆转到正常位置并停止；若前束值有误差，则重 新完成3， 4， 5三步，直到前束值准确为止。 7、松开连接盘15及加紧气缸20，吊走前桥23，完成前束测量调整。
权利要求
一种汽车前桥前束转角在线测量调整系统，其特征在于在汽车前桥两侧轮毂(17)边的底座(1)上分别安装有结构相同的纵向底座，纵向底座上的纵向导轨(7)与横向拖板连接，横向拖板上的横向导轨(11)与垂向拖板连接，垂向拖板上的垂向导轨(12)上安装垂直与横向拖板的连接板(13)，连接板(13)与安装在轮毂(17)侧面的连接盘(15)通过销轴(14)连接；定位销(21)安装在底座(1)上并穿过前桥(23)上的定位孔，夹紧气缸(20)也安装在底座(1)上；安装在底座(1)上的步进电机(6)通过扭力限制器(8)连接滚珠丝杠(9)，滚珠丝杠(9)与一侧横向拖板下的丝杠螺母(10)螺旋副连接，使横向拖板在纵向导轨(7)上滑动，在安装有步进电机(6)的一侧的销轴(14)上安装绝对编码器(16)，并在纵向底座、横向拖板、垂向拖板的导轨的两端极限位置上各安装一个接近开关(2)；六个接近开关(2)、绝对编码器(13)的输出与可编程控制器(4)相连，可编程控制器(4)的输出连接电机驱动器(5)，触摸屏(3)与可编程控制器(4)的输入、输出互相连接；空气压缩机(25)的高压气体端经过换向阀(24)接夹紧气缸(20)有杆腔，低压气体端经过换向阀(24)接夹紧气缸(20)无杆腔；两根夹紧气缸(20)的顶杆分别压在前桥(23)的侧面并与各自的定位销(21)的中心对齐。
全文摘要
本发明公开了一种汽车前桥前束转角在线测量调整系统。在汽车前桥两侧轮毂边分别安装有结构相同的纵向底座，横向拖板和垂向拖板，垂直拖板的连接板与轮毂侧面的连接盘通过销轴连接；夹紧气缸的顶杆分别压在前桥的侧面，安装在底座上的步进电机通过扭力限制器连接滚珠丝杠，滚珠丝杠与一侧横向拖板下的丝杠螺母连接，在步进电机的一侧的销轴上安装绝对编码器，并在纵向底座、横向拖板、垂向拖板的两端极限位置上各安装接近开关；可编程控制器分别与接近开关、绝对编码器、电机驱动器和触摸屏连接，空气压缩机经换向阀与夹紧气缸连接。本发明通过绝对编码器自动完成前束值的测量，并由测量控制显示单元计算前束值及调整量，前束值结果精确，调整方便。
文档编号G01M17/06GK101788390SQ20101010473
公开日2010年7月28日 申请日期2010年1月29日 优先权日2010年1月29日
发明者叶丹, 周晓军, 杨富春, 谢明祥, 魏春雨, 魏燕定, 黎建军 申请人:浙江大学