專利名稱：一種用于測量汽車輪轂跳動量的控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及到汽車輪轂跳動量測量領域，尤其涉及一種用于測量汽車輪轂跳動量的控制裝置。
背景技術：
中國是世界上第二大汽車輪轂生產國，每年生產汽車輪轂約5000萬只，其中有1/3銷往到國外。隨著市場競爭的日漸激烈，企業原有的質量檢驗方法已經無法達到商家的要求，許多國外的大型汽車生產企業，都要求輪轂供應商必須對所生產的產品逐個檢查，同時要在姆個輪轂上標出相應的技術參數，輪轂檢驗方式從抽檢到全檢，要求輪轂生產企業必須配有全自動化的檢測設備來滿足市場要求。現有的測量汽車輪轂跳動量的原理檢測參見圖I，在汽車輪轂跳動量測量過程中， 為了達到微米級的測量精度，必須保證傳感器測量頭的重復定位精度，從而消除輪轂中心軸線與旋轉測量軸不同心造成的誤差，以及采樣誤差。因此，要求測量頭重復定位精度高，當輪轂緩慢旋轉，采用多圈角度錯位的采樣模式。現有的測量設備一般包括有一對滾輪I(測頭)，滾輪I由伺服機構帶動，測量時將滾輪I通過伺服機構直接貼近輪轂2的被測面(內胎圈座以及外胎圈座測量的指定位置)，輪轂2轉動時，跳動量使測頭沿X、Y方向移動，產生微小的位移，該位移量即為被測跳動量。但目前的檢測設備的精度不高，因此對現有的檢測設備進行改進是非常必要的。發明內容本實用新型的目的在于，提供一種用于測量汽車輪轂跳動量的控制裝置，該裝置利用飛思卡爾MC9S12系列MC9S12DP256單片機作為核心控制元件，它是ー種16位CPU的處理器，該處理器相對同類増加了很多新指令，有11種尋址方式，所以大大增加了控制的準確性。能夠保證傳感器測量頭的重復定位精度，消除輪轂中心軸線與旋轉測量軸不同心造成的誤差，有效提高跳動量的測量精度和輪轂測量機的可操作性，提高測量機的可控制性，同時操作工人易于掌握設備的運用，這樣就能提高工作效率，縮短工作時間。為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案予以實現—種用于測量汽車輪轂跳動量的控制裝置，包括滾輪及伺服機構，伺服機構由步進電機和限位開關組成，在滾輪上連接有四個傳感器，其中，四個傳感器兩個為ー對，分別測量滾輪的X方向和Y方向的跳動量，其特征在干，四個傳感器分別連接一個單片機，單片機與伺服機構的步進電機相連接。本實用新型的其他特點是所述的單片機采用MC9S12DP256單片機。本實用新型的用于測量汽車輪轂跳動量的控制裝置，能夠在對輪轂進行測量的過程中對測頭運動進行精確的控制，測頭從剛開始的位置即可進行數據的采集，然后將測量數據自動傳送到單片機上，從而得到較準確地測出汽車輪轂跳動量。
圖I為汽車輪轂跳動量測量原理圖；圖2為飛思卡爾單片機控制輪轂測量原理圖圖3為MC9S12DP256單片機的時鐘電路及鎖相環濾波電路；圖4為I/O端ロ分配表；圖5為測量過程流程以下結合附圖對本實用新型的系統硬件設計做進ー步詳細說明。
具體實施方式
參見圖2，本實施例給出ー種用于測量汽車輪轂跳動量的控制裝置，包括滾輪及伺服機構，伺服機構由步進電機和限位開關組成，在滾輪上連接有四個傳感器，其中，四個傳感器兩個為一対，分別測量滾輪的X方向和Y方向的跳動量，四個傳感器分別連接一個單片機，單片機與伺服機構的步進電機相連接。測量時，四個傳感器來對內側胎圈座以及外側胎圈座進行測量，其中兩個步進電機控制兩組測頭運動到內胎圈座以及外胎圈座測量的指定位置，步進電機和限位開關配合構成伺服系統。對于不同規格參數的車輪轂，串行通信接ロ會將這些參數送到單片機中。單片機內置的計算機程序，用于控制測頭的運動，同時還可以根據不同的參數來控制被測部分的運動，單片機對4個步進電機的控制，以及完成一次測量任務后，步進電機指示測頭回到原來的位置，都需要單片機進行處理，本實施例選擇了捕捉功能優良和和能動態調試程序的MC9S12DP256單片機。MC9S12DP256單片機作為控制核心，主要完成測頭的運動、跳動量的采集以及數據的處理。MC9S12DP256單片機是飛思卡爾的MC9S12系列單片機。它采用的中央處理器是16位的CPU處理器，該CPU處理器増加了很多新指令，尋址方式從以前的7種增加到11種。MC9S12DP256單片機的存儲器有以下3種256kB Flash存儲器；12kB的RAM ；4kB的EFPROM。MC9S12DP256單片機有可復用的地址數據總線，它可以工作在單片方式，也可以通過總線擴展存儲空間和増加I/o接ロ電路芯片上，工作在擴展方式。地址總線20位，數據線16位或8位，地址和數據總線占用3個8位并行I/O接ロ。在單片方式下這24位可作普通I/O接ロ用。MC9S12DP256單片機有兩個8路10位精度A/D轉換器。MC9S12DP256單片機內部有5個控制器局域網模塊，每個CAN具有2個接收緩沖區和3個發射緩沖區，每個CAN有發送(RX)、接收(TX)、出錯、喚醒等4個獨立的中斷通道，CAN模塊具有自檢功能，有低通濾波，有喚醒功能，CANO通道不用作CAN時，可多一條J1850通信通道。硬件設計說明參照圖1，裝置中的MC9S12DP256單片機外圍電路的主要任務包括顯示各組測頭位移量、主軸電機轉動角度位置、各采樣點跳動量數據測量和處理、通信接ロ以及基準開關接入電平接ロ等。參考圖2，測頭上連接的傳感器(1，2，3，4)與MC9S12DP256單片機的I/O端ロ連接，傳感器接收到的信號傳遞給MC9S12DP256單片機進行分析處理，MC9S12DP256單片機根據內置的程序進行判別測量位移量，然后確定測頭回到原來位置的精確位置，利用通信端ロ反饋給測頭和步進電機，從而能夠保證傳感器測量頭的重復定位精度，消除輪毅中心軸線與旋轉測量軸不同心造成的誤差，以及采樣誤差，大大提高測量精度。參照圖3，MC9S12DP256單片機的時鐘電路及鎖相環濾波電路，由于單片機及系統運行需要兩個基本條件，即電源與時鐘。本系統所用單片機有兩種時鐘電路。標準的MC9S12DP256單片機的時鐘電路是通過把ー個16MHz的外部晶振接在單片機外部晶振輸入接ロ EXTAL和XTAL上，然后利用MC9S 12DP256內部的壓控振蕩器和鎖相環(PLL)把這個頻率提高到25MHz，作為單片機內部總線的時鐘。復位電路同時為了能夠讓系統上電位更加穩定，復位電路使用了低電壓復位芯片MC34064。系統單片機電源電路的內部芯片使用的是3V電壓，I/O端口和外部供電電壓是5V，電源電路中的電感電容構成的濾波電路可以改善系統的電磁兼容性，降低系統對電源的高頻干擾。參照圖4，本裝置所需要的輸入和輸出接ロ如下所示，由于MC9S12DP256單片機有高達90多個I/O ロ，所以不再需要擴展接ロ芯片，整體設計的要求也更簡化。 參照圖5，要想精確測量輪轂跳動量需要單片機對測頭運動進行精確的控制，測頭從剛開始的位置移動數據，再讓測頭自己運動到最開始的初始位置，最后將測量數據自動傳送到上位機。整個測量過程中最重要的是步進電機控制測頭上、下以及水平方向上的移動以及起停。步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或者線位移的控制元件，它可以對旋轉角度和轉動速度進行控制，它作為控制元件，被廣泛應用在各種控制系統以及精密機械領域。MC9S12DP256單片機和微位移檢測部件之間的關系體現在3個方面，一方面是測頭移動到被輪轂測點時需要微位移，檢測部件根據當前的壓量值分別對電機進行控制。因為測頭移動到被測點是一個精確的控制過程，測頭對輪轂壓力量的大小會影響測量的效果。另外兩方面是命令采樣的啟停和采樣結束后微位移檢測系統傳輸采樣數據。利用以上特點，可以進行精確計量汽車輪轂跳動量。
權利要求1.一種用于測量汽車輪轂跳動量的控制裝置，包括滾輪及伺服機構，伺服機構由步進電機和限位開關組成，在滾輪上連接有四個傳感器，其中，四個傳感器兩個為ー對，分別測量滾輪的X方向和Y方向的跳動量，其特征在干，四個傳感器分別連接一個單片機，單片機與伺服機構的步進電機相連接。
2.如權利要求I所述的用于測量汽車輪轂跳動量的控制裝置，其特征在于，所述的單片機采用MC9S12DP256單片機。
專利摘要本實用新型公開了一種用于測量汽車輪轂跳動量的控制裝置，包括滾輪及伺服機構，伺服機構由步進電機和限位開關組成，在滾輪上連接有四個傳感器，其中，四個傳感器兩個為一對，分別測量滾輪的X方向和Y方向的跳動量，四個傳感器分別連接一個單片機，單片機與伺服機構的步進電機相連接。能夠在對輪轂進行測量的過程中對測頭運動進行精確的控制，測頭從剛開始的位置即可進行數據的采集，然后將測量數據自動傳送到單片機上，從而得到較準確地測出汽車輪轂跳動量。
文檔編號G01B21/02GK202453684SQ20112055373
公開日2012年9月26日 申請日期2011年12月27日 優先權日2011年12月27日
發明者于繼翔, 李龍輝, 楊震 申請人:長安大學