一種車軸軸頸長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車軸檢測(cè)系統(tǒng)，尤其涉及一種車軸軸頸長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]軸頸長(zhǎng)度是車軸要測(cè)量的重要參數(shù)之一。以往的測(cè)量方法有采用JJG30-2002《通用卡尺檢定規(guī)程》規(guī)定的深度游標(biāo)卡尺進(jìn)行接觸式測(cè)量，這是手動(dòng)接觸測(cè)量方式。隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，車軸尺寸自動(dòng)測(cè)量機(jī)廣泛地應(yīng)用于車軸尺寸測(cè)量。目前車軸尺寸自動(dòng)測(cè)量機(jī)中，經(jīng)常采用的方式是制作與車軸軸肩形狀相仿的接觸塊或者針式接觸件，配合磁柵尺、光柵尺等各種位移計(jì)，使用氣缸驅(qū)動(dòng)接觸部件與車軸軸肩接觸，以檢測(cè)軸頸長(zhǎng)度。在這種方法中，接觸部件會(huì)有不同程度的磨損，被接觸的車軸表面也需要進(jìn)行保護(hù)，接觸部位的貼合程度和測(cè)量位置重合性差，測(cè)量的重復(fù)精度和測(cè)量精度不高。當(dāng)車軸軸頸的前后肩都有圓弧面時(shí)，接觸部件更不易貼靠至圓弧面，也導(dǎo)致容易出現(xiàn)誤差。
[0003]車輪組裝時(shí)，輪位差是關(guān)鍵參數(shù)之一，也是保證轉(zhuǎn)向架性能的關(guān)鍵點(diǎn)。輪位差是軸肩至車輪內(nèi)側(cè)面的距離之差。輪位差的測(cè)量是以軸肩為基準(zhǔn)，軸頸長(zhǎng)度測(cè)量的數(shù)據(jù)可以為輪位差測(cè)量提供依據(jù)，因此，本發(fā)明作為準(zhǔn)確測(cè)量軸頸長(zhǎng)度的系統(tǒng)，還可以為輪位差測(cè)量提供準(zhǔn)確的基準(zhǔn)點(diǎn)，是一項(xiàng)重要的工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種非接觸式、精度高的、測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)單有效的車軸軸頸長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0006]—種車軸軸頸長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)，包括:
[0007]導(dǎo)軌，其與所述車軸的軸中心線平行設(shè)置；
[0008]激光傳感器，其可移動(dòng)地設(shè)置在所述導(dǎo)軌上，用于在移動(dòng)的情況下連續(xù)測(cè)量所述車軸表面不同位置至一參考線的間隔距離值，所述參考線平行于所述軸中心線；
[0009]驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其連接至所述激光傳感器，驅(qū)動(dòng)所述激光傳感器移動(dòng)，并且在驅(qū)動(dòng)所述激光傳感器移動(dòng)的過(guò)程中生成用于表示所述激光傳感器的移動(dòng)距離值的信號(hào)；以及
[0010]數(shù)據(jù)處理模塊，其連接至所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述激光傳感器，所述數(shù)據(jù)處理模塊規(guī)劃一直角坐標(biāo)系；
[0011]在所述激光傳感器移動(dòng)之前，所述數(shù)據(jù)處理模塊為所述激光傳感器定義一初始橫坐標(biāo)；所述數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)移動(dòng)距離值和初始橫坐標(biāo)計(jì)算出所述激光傳感器在該直角坐標(biāo)系內(nèi)的橫坐標(biāo)，并根據(jù)間隔距離值的變化規(guī)律判斷出軸頸的起始位置和終止位置在該直角坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)的第一橫坐標(biāo)和第二橫坐標(biāo)，以第一橫坐標(biāo)和第二橫坐標(biāo)之間的距離值為軸頸的長(zhǎng)度，其中，間隔距離值的變化規(guī)律為:第一個(gè)間隔距離值對(duì)應(yīng)于軸頸的起始位置，在第一個(gè)間隔距離值之后，出現(xiàn)若干個(gè)連續(xù)的間隔距離值基本保持不變，之后又出現(xiàn)一個(gè)比之前的所有間隔距離值小的間隔距離值，且該間隔距離值與之后的若干個(gè)連續(xù)的間隔距離值又基本保持不變，則該間隔距離值對(duì)應(yīng)于軸頸的終止位置。
[0012]優(yōu)選的是，所述的車軸軸頸長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)中，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為伺服電機(jī)，所述信號(hào)為所述伺服電機(jī)的編碼器所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)。
[0013]優(yōu)選的是，所述的車軸軸頸長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)中，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)滾珠絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接至所述激光傳感器，其中，所述滾珠絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的絲杠平行于所述軸中心線設(shè)置。
[0014]優(yōu)選的是，所述的車軸軸頸長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)，
[0015]所述激光傳感器在各采樣時(shí)間點(diǎn)測(cè)量出一個(gè)間隔距離值；
[0016]在所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述激光傳感器移動(dòng)的過(guò)程中，所述信號(hào)是通過(guò)以下方式表示出所述激光傳感器的移動(dòng)距離的:
[0017]每當(dāng)所述編碼器在一特定時(shí)間周期T內(nèi)產(chǎn)生一特定數(shù)量的脈沖信號(hào)，所述伺服電機(jī)在該特定時(shí)間周期內(nèi)轉(zhuǎn)一圈，則所述激光傳感器在該特定時(shí)間周期內(nèi)的移動(dòng)距離為所述絲杠的一個(gè)導(dǎo)程D，則所述激光傳感器的移動(dòng)速度VSV = D/T，所述激光傳感器在第η個(gè)采樣時(shí)間點(diǎn)時(shí)的移動(dòng)距離為S = V.η.t，其中，t為采樣周期。
[0018]優(yōu)選的是，所述的車軸軸頸長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)中，所述數(shù)據(jù)處理模塊還進(jìn)行以下操作:在該直角坐標(biāo)系中，以激光傳感器的橫坐標(biāo)作為一個(gè)采樣點(diǎn)的橫坐標(biāo)，通過(guò)參考線的縱坐標(biāo)和間隔距離值計(jì)算一個(gè)采樣點(diǎn)的縱坐標(biāo)；將所有的采樣點(diǎn)擬合成一條曲線。
[0019]優(yōu)選的是，所述的車軸軸頸長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)中，所述導(dǎo)軌固定于所述機(jī)架上。
[0020]優(yōu)選的是，所述的車軸軸頸長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)中，所述激光傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)PCI1710模擬信號(hào)采集卡采集，再發(fā)送給所述數(shù)據(jù)處理模塊；所述編碼器的脈沖信號(hào)通過(guò)PCI1784脈沖采集卡采集，再發(fā)送至所述數(shù)據(jù)處理模塊。
[0021]優(yōu)選的是，所述的車軸軸頸長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)中，所述激光傳感器所發(fā)出的激光的傳輸方向垂直于所述軸中心線。
[0022]本發(fā)明所述的車軸軸頸長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)工作時(shí)，激光傳感器沿著平行于車軸軸中心線的方向移動(dòng)，在移動(dòng)過(guò)程中連續(xù)測(cè)量車軸表面不同位置至一參考線的間隔距離值，數(shù)據(jù)處理模塊規(guī)劃一個(gè)直角坐標(biāo)系，并根據(jù)間隔距離值的變化規(guī)律判斷出軸頸的起始位置和終止位置在直角坐標(biāo)系內(nèi)的第一橫坐標(biāo)和第二橫坐標(biāo)，則第一橫坐標(biāo)和第二橫坐標(biāo)之間的距離即為軸頸的長(zhǎng)度。本發(fā)明采用非接觸式測(cè)量，不管車軸表面存在磨損、軸頸的端面為垂直端面或圓弧形端面，均可以獲得精確地測(cè)量結(jié)果，減少了接觸式測(cè)量中人為誤差和隨機(jī)性，避免對(duì)車軸表面的磨損，提高了工作效率。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明所述的車軸軸頸長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明所述的車軸軸頸長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0026]如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供一種車軸軸頸長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)，包括:導(dǎo)軌4，其與所述車軸7的軸中心線平行設(shè)置；激光傳感器2，其可移動(dòng)地設(shè)置在所述導(dǎo)軌4上，用于在移動(dòng)的情況下連續(xù)測(cè)量所述車軸7表面不同位置至一參考線的間隔距離值，所述參考線平行于所述軸中心線；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1，其連接至所述激光傳感器2，驅(qū)動(dòng)所述激光傳感器2移動(dòng)，并且在驅(qū)動(dòng)所述激光傳感器2移動(dòng)的過(guò)程中生成用于表示所述激光傳感器的移動(dòng)距離值的信號(hào)；以及數(shù)據(jù)處理模塊，其連接至所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述激光傳感器，所述數(shù)據(jù)處理模塊規(guī)劃一直角坐標(biāo)系；在所述激光傳感器移動(dòng)之前，所述數(shù)據(jù)處理模塊為所述激光傳感器定義一初始橫坐標(biāo)；所述數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)移動(dòng)距離值和初始橫坐標(biāo)計(jì)算出所述激光傳感器在該直角坐標(biāo)系內(nèi)的橫坐標(biāo)，并根據(jù)間隔距離值的變化規(guī)律判斷出軸頸的起始位置Xl和終止位置X2在該直角坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)的第一橫坐標(biāo)和第二橫坐標(biāo)，以第一橫坐標(biāo)和第二橫坐標(biāo)之間的距離值為軸頸的長(zhǎng)度，其中，間隔距離值的變化規(guī)律為:第一個(gè)間隔距離值對(duì)應(yīng)于軸頸的起始位置，在第一個(gè)間隔距離值之后，出現(xiàn)若干個(gè)連續(xù)的間隔距離值基本保持不變，之后又出現(xiàn)一個(gè)比之前的所有間隔距離值小的間隔距離值，且該間隔距離值與之后的若干個(gè)連續(xù)的間隔距離值又基本保持不變，則該間隔距離值對(duì)應(yīng)于軸頸的終止位置。
[0027]本發(fā)明使用激光傳感器進(jìn)行測(cè)量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)車軸軸頸的非接觸式測(cè)量，測(cè)量工具不再與車軸軸頸接觸，既不對(duì)測(cè)量工具造成磨損，也不會(huì)對(duì)車軸表面造成磨損，測(cè)量結(jié)果重復(fù)性好。而且，激光傳感器不需要與車軸接觸，不管軸頸的前后端面是直端面，還是圓弧形過(guò)渡面，都不會(huì)影響測(cè)量的精度。
[0028]請(qǐng)看圖2，激光傳感器2在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)I的驅(qū)動(dòng)下沿著平行于車軸7軸中心線的方向移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)車軸7表面不同位置至同一參考線的間隔距離值的測(cè)量。上述參考線可以是由激光傳感器自身工作性質(zhì)決定的，也可以人為在激光傳感器的芯片內(nèi)設(shè)定的；參考線的作用在于，為測(cè)量間隔距離值提供一個(gè)基準(zhǔn)，從而得出間隔距離值的變化規(guī)律。間隔距離值的變化規(guī)律是由車軸以及軸頸的形狀決定的。具體來(lái)說(shuō)，軸頸6位于車軸7的一端，軸頸6的起始位置與車軸的軸端是重合的，從車軸的軸端開始，激光傳感器開始測(cè)量出間隔距離值，即第一個(gè)間隔距離值對(duì)應(yīng)的就是軸頸的起始位置Xl ;之后所測(cè)得的多個(gè)間隔距離值應(yīng)該是基本保持不變的(由于車軸的表面不是完全光滑的，可能在一個(gè)非常窄的區(qū)間內(nèi)波動(dòng)，即允許有誤差的存在，如20.00、20.10、20.05);當(dāng)出現(xiàn)了一個(gè)明顯減小的間隔距離值時(shí)(比如數(shù)值減小為16或15，其變化幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于誤差)，說(shuō)明到達(dá)了軸肩的起始位置，由于圖1中軸肩為一個(gè)弧面，從軸肩起始位置開始的連續(xù)的多個(gè)間隔距離值是逐漸減小的；一直到出現(xiàn)了一個(gè)間隔距離值，該值后面的多個(gè)連續(xù)的間隔距離值再次保持不變(此處保持不變的含義仍然是，允許在一個(gè)非常窄的區(qū)間內(nèi)波動(dòng)，即允許誤差的存在)，則說(shuō)明弧面結(jié)束了，與弧面銜接的又是一段圓柱形面，即軸頸部分結(jié)束了，則這個(gè)間隔距離值對(duì)應(yīng)的就是軸頸的終止位置X2。
[0029]另一種情況時(shí)，軸肩為一個(gè)垂直于軸中心線的端面，軸肩的前側(cè)銜接的是一個(gè)圓柱形面，軸肩的后側(cè)也銜接一個(gè)圓柱形面，這樣，只要出現(xiàn)了一個(gè)明顯減小的間隔距離值，就可以認(rèn)為是軸頸部分結(jié)束了。該明顯減小的間隔距離值對(duì)應(yīng)的就是軸頸的終止位置。
[0030]此外，也存在軸頸的前端具有弧面的情形，運(yùn)用本發(fā)明的方法仍然可以實(shí)現(xiàn)對(duì)軸頸的起始位置和終止位置的準(zhǔn)確判斷。在這種情況下，間隔距離值的變化規(guī)律略有改變。第一個(gè)間隔距離值仍然認(rèn)為是軸頸的起始位置，從第一個(gè)間隔距離值開始，會(huì)有若干個(gè)連續(xù)的間隔距離值逐漸減小，之后又有多個(gè)間隔距離值基本保持不變，再之