基于數(shù)字光纖傳感器的abs齒圈質(zhì)量檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于數(shù)字光纖傳感器的ABS齒圈質(zhì)量檢測方法。本發(fā)明由數(shù)字光纖傳感器實現(xiàn)圓周節(jié)距誤差檢測，利用零點定位，每旋轉(zhuǎn)到零點位置，步進(jìn)電機(jī)帶動數(shù)字光纖傳感器在豎直方向上步進(jìn)一個單位長度，實現(xiàn)對ABS齒圈齒面缺陷的完整掃描檢測。本發(fā)明中的數(shù)字光纖傳感器具有抗干擾能力強(qiáng)、線性度好的特點，利用數(shù)字光纖傳感器來檢測ABS齒圈質(zhì)量，相比于【背景技術(shù)】能夠更準(zhǔn)確、更快捷地實現(xiàn)測量。
【專利說明】基于數(shù)字光纖傳感器的ABS齒圈質(zhì)量檢測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種ABS齒圈質(zhì)量檢測方法，尤其是涉及一種基于數(shù)字光纖傳感器的ABS齒圈質(zhì)量檢測方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著ABS在汽車系統(tǒng)應(yīng)用中越來越廣泛，對ABS系統(tǒng)的相關(guān)零部件的檢測也顯得日益重要。其中ABS齒圈作為系統(tǒng)信號輸入的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在ABS系統(tǒng)中的作用尤為顯著，因此對其參數(shù)的檢測具有重要意義。
[0003]ABS齒圈一般米用鐵磁性材料,如35號鋼,45號鋼，其表面一般米用鍍鋅或鍍鉻。生產(chǎn)工藝多采用機(jī)加工或粉末冶金燒結(jié)，其中加工順序、模具尺寸、工藝參數(shù)、時間等因素都會造成ABS齒圈表面缺陷。目前，工業(yè)上測量齒輪節(jié)距的方法有機(jī)械法與投影法、齒感應(yīng)檢測法等，進(jìn)而計算ABS齒圈節(jié)距誤差，但上述方法均存在無法準(zhǔn)確取點、不能檢測齒面缺陷等缺點。
[0004]數(shù)字光纖傳感器是反射式強(qiáng)度調(diào)制型光纖傳感器的延伸，檢測通過從物體表面反射又被光纖接收的光強(qiáng)信號變化來探測反射物與光纖探頭的距離。光源采用發(fā)光二極體，可實現(xiàn)穩(wěn)定的投光量。輸出為NPN開路集電極晶體管，將光電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字脈沖信號，從而簡化了信號處理電路。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對【背景技術(shù)】的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于數(shù)字光纖傳感器的ABS齒圈質(zhì)量檢測方法。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
本方法所涉及的裝置包括臺式電動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、定位輪、數(shù)字光纖傳感器、傳感器支架、步進(jìn)電機(jī)，臺式電動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動定位輪旋轉(zhuǎn)，ABS齒圈套置在定位輪上，數(shù)字光纖傳感器架設(shè)在傳感器支架上并正對ABS齒圈設(shè)置，傳感器支架的高度由步進(jìn)電機(jī)調(diào)節(jié)；由數(shù)字光纖傳感器實現(xiàn)圓周節(jié)距誤差檢測，利用零點定位，每旋轉(zhuǎn)到零點位置，步進(jìn)電機(jī)帶動數(shù)字光纖傳感器在豎直方向上步進(jìn)一個單位長度，實現(xiàn)對ABS齒圈齒面缺陷的完整掃描檢測。
[0007]進(jìn)一步說，圓周節(jié)距誤差檢測具體是:數(shù)字光纖傳感器，發(fā)射紅光照射在齒輪上，根據(jù)反射回來的光強(qiáng)度大小來輸出高電平或低電平，由單片機(jī)的定時器模塊的捕獲/比較寄存器捕獲高低電平脈寬，高電平脈寬和低電平脈寬分別對應(yīng)齒頂寬度和齒槽寬度，并通過數(shù)據(jù)處理來實現(xiàn)節(jié)距誤差的檢測。進(jìn)一步說，所述的零點定位具體是:根據(jù)設(shè)定的臺式電動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)角速度，計算旋轉(zhuǎn)一圈所需要的時間τ,當(dāng)臺式電動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)開始旋轉(zhuǎn)時，單片機(jī)開始計時，經(jīng)過時間T，電機(jī)回到零點，即通過單片機(jī)軟件算法實現(xiàn)下一圈零點的定位。
[0008]進(jìn)一步說，所述的齒面缺陷的完整掃描檢測具體是:臺式電動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)每旋轉(zhuǎn)一圈，步進(jìn)電機(jī)帶動數(shù)字光纖傳感器迅速沿豎直方向上移動一個單位步進(jìn)長度，再開始新的一圈掃描檢測，直至完成對整個ABS齒圈齒面的掃描，從而實現(xiàn)對ABS齒圈齒面的缺陷檢測。
[0009]進(jìn)一步說，數(shù)據(jù)處理來實現(xiàn)節(jié)距誤差的檢測具體是:
利用單片機(jī)通過定時器模塊的捕獲/比較寄存器捕獲脈沖信號的上升沿發(fā)生的時間和下降沿發(fā)生的時間，通過計算獲得高電平脈寬和低電平脈寬；分別保存為兩數(shù)組，高電平脈寬為ai;低電平脈寬為Iv并求得高電平脈寬平均值A(chǔ)，低電平脈寬平均值B，各高電平脈寬誤差為(a1-AVAMOO15/。，各低電平脈寬誤差為(bj_B)/B*100%,最后求得最大偏差,判斷其是否合格。
[0010]與【背景技術(shù)】相比，本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明中的數(shù)字光纖傳感器具有抗干擾能力強(qiáng)、線性度好的特點，利用數(shù)字光纖傳感器來檢測ABS齒圈質(zhì)量，相比于【背景技術(shù)】能夠更準(zhǔn)確、更快捷地實現(xiàn)測量。
[0011]本發(fā)明中的齒面缺陷掃描檢測功能利用零點定位，每旋轉(zhuǎn)到零點位置，步進(jìn)電機(jī)帶動數(shù)字光纖傳感器在豎直方向上步進(jìn)一個單位長度，不僅能夠測量節(jié)距誤差，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)對ABS齒圈齒面缺陷(如缺齒、斷齒、齒面不平整等)的完整掃描檢測，對于缺陷齒面能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確地定位。
[0012]本發(fā)明中的LabVIEW人機(jī)交互界面，不需要復(fù)雜的操作，用戶僅需要在界面上根據(jù)實際需要設(shè)定參數(shù)，利用串口通訊就可以自動實現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)的信息交互，并在界面上顯示測試結(jié)果，測試效率高，ABS齒圈質(zhì)量檢測操作簡便易行。
[0013]本發(fā)明中的定位輪為寶塔臺式結(jié)構(gòu)，適用于不同大小的ABS齒圈，能夠批量檢測多種型號的ABS齒圈，更適用于實際需求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的基于數(shù)字光纖傳感器的ABS齒圈質(zhì)量檢測裝置立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是本發(fā)明的工作原理圖。
[0016]圖3是傳感器的輸出信號。
[0017]圖4是LabVIEW人機(jī)交互界面。
[0018]圖中:1臺式電動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(電機(jī))、2ABS齒圈、3定位輪、4數(shù)字光纖傳感器、5傳感器支架、6步進(jìn)電機(jī)、7步進(jìn)電機(jī)支撐架、8螺桿、9底座、10高電平脈寬、11低電平脈寬。

【具體實施方式】
[0019]如圖1所示，本發(fā)明基于數(shù)字光纖傳感器的ABS齒圈質(zhì)量檢測裝置包括臺式電動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(電機(jī))1、ABS齒圈2、定位輪3、數(shù)字光纖傳感器4、傳感器支架5、步進(jìn)電機(jī)6、步進(jìn)電機(jī)支撐架7、螺桿8、底座9，其中臺式電動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(電機(jī))1安裝于底座9上，用于輸出旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力。定位輪3通過臺式電動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(電機(jī))I的輸出軸與其連接而轉(zhuǎn)動。待測ABS齒圈2安裝于定位輪3與臺式電動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(電機(jī))I的輸出軸同步轉(zhuǎn)動。數(shù)字光纖傳感器4安裝于傳感器支架5，設(shè)定好閾值之后通過擰動螺桿8來調(diào)節(jié)數(shù)字光纖傳感器4與ABS齒圈2的水平方向的距離，使數(shù)字光纖傳感器4輸出在設(shè)定的閾值范圍，在LabVIEW界面上設(shè)定臺式電動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(電機(jī))旋轉(zhuǎn)角速度、步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)距離、步進(jìn)速度以及待測ABS齒圈齒數(shù)，臺式電動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(電機(jī))I帶動ABS齒圈2旋轉(zhuǎn)，由數(shù)字光纖傳感器4實現(xiàn)圓周節(jié)距誤差檢測。臺式電動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)每旋轉(zhuǎn)一圈，固定于步進(jìn)電機(jī)支撐架7的步進(jìn)電機(jī)6帶動數(shù)字光纖傳感器4迅速沿豎直方向上移動一個單位步進(jìn)長度，再開始新的一圈掃描檢測，直至完成對整個ABS齒圈齒面的掃描，實現(xiàn)對ABS齒圈2齒面缺陷(如缺齒、斷齒、齒面不平整等)的完整掃描檢測。LabVIEW人機(jī)交互界面對MSP430單片機(jī)從數(shù)字光纖傳感器4捕獲到的信號進(jìn)行處理，并顯示檢測結(jié)果，實現(xiàn)對ABS齒圈的節(jié)距誤差檢測和齒面缺陷檢測，對于缺陷齒面能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確地定位。
[0020]如圖2和圖3所示，數(shù)字光纖傳感器4經(jīng)發(fā)光二極體發(fā)射出632nm的紅光，照射在ABS齒圈2的單個齒上。數(shù)字光纖傳感器4設(shè)定好光強(qiáng)基數(shù)，當(dāng)反射回來的光強(qiáng)大于基數(shù)時輸出高電平，反之輸出低電平如圖3所不。數(shù)字光纖傳感器4的輸出為標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號到MSP430單片機(jī)的定時器模塊，利用MSP430單片機(jī)通過定時器模塊的捕獲/比較寄存器捕獲脈沖信號的上升沿發(fā)生的時間和下降沿發(fā)生的時間，通過計算獲得高電平脈寬10、低電平脈寬11。分別保存為兩數(shù)組，高電平脈寬為ai;低電平脈寬為Iv并求得高電平脈寬平均值A(chǔ)，低電平脈寬平均值B，各高電平脈寬誤差為(a1-A)/A*100%，各低電平脈寬誤差為(brB) /B*100%,最后求得最大偏差，判斷其是否合格，通過串口與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，建立基于LabVIEW的人機(jī)交互界面，參見圖4。
【權(quán)利要求】
1.基于數(shù)字光纖傳感器的ABS齒圈質(zhì)量檢測方法，該方法所涉及的裝置包括臺式電動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、定位輪、數(shù)字光纖傳感器、傳感器支架、步進(jìn)電機(jī)，臺式電動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動定位輪旋轉(zhuǎn)，ABS齒圈套置在定位輪上，數(shù)字光纖傳感器架設(shè)在傳感器支架上并正對ABS齒圈設(shè)置，傳感器支架的高度由步進(jìn)電機(jī)調(diào)節(jié)；其特征在于:由數(shù)字光纖傳感器實現(xiàn)圓周節(jié)距誤差檢測，利用零點定位，每旋轉(zhuǎn)到零點位置，步進(jìn)電機(jī)帶動數(shù)字光纖傳感器在豎直方向上步進(jìn)一個單位長度，實現(xiàn)對ABS齒圈齒面缺陷的完整掃描檢測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字光纖傳感器的ABS齒圈質(zhì)量檢測方法，其特征在于:圓周節(jié)距誤差檢測具體是: 數(shù)字光纖傳感器，發(fā)射紅光照射在齒輪上，根據(jù)反射回來的光強(qiáng)度大小來輸出高電平或低電平，由單片機(jī)的定時器模塊的捕獲/比較寄存器捕獲高低電平脈寬，高電平脈寬和低電平脈寬分別對應(yīng)齒頂寬度和齒槽寬度，并通過數(shù)據(jù)處理來實現(xiàn)節(jié)距誤差的檢測。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字光纖傳感器的ABS齒圈質(zhì)量檢測方法，其特征在于:所述的零點定位具體是: 根據(jù)設(shè)定的臺式電動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)角速度，計算旋轉(zhuǎn)一圈所需要的時間T,當(dāng)臺式電動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)開始旋轉(zhuǎn)時，單片機(jī)開始計時，經(jīng)過時間T，電機(jī)回到零點，即通過單片機(jī)軟件算法實現(xiàn)下一圈零點的定位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字光纖傳感器的ABS齒圈質(zhì)量檢測方法，其特征在于:所述的齒面缺陷的完整掃描檢測具體是: 臺式電動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)每旋轉(zhuǎn)一圈，步進(jìn)電機(jī)帶動數(shù)字光纖傳感器迅速沿豎直方向上移動一個單位步進(jìn)長度，再開始新的一圈掃描檢測，直至完成對整個ABS齒圈齒面的掃描，從而實現(xiàn)對ABS齒圈齒面的缺陷檢測。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于數(shù)字光纖傳感器的ABS齒圈質(zhì)量檢測方法，其特征在于:數(shù)據(jù)處理來實現(xiàn)節(jié)距誤差的檢測具體是: 利用單片機(jī)通過定時器模塊的捕獲/比較寄存器捕獲脈沖信號的上升沿發(fā)生的時間和下降沿發(fā)生的時間，通過計算獲得高電平脈寬和低電平脈寬；分別保存為兩數(shù)組，高電平脈寬為ai;低電平脈寬為Iv并求得高電平脈寬平均值A(chǔ)，低電平脈寬平均值B，各高電平脈寬誤差為(a1-AVAMOO15/。，各低電平脈寬誤差為(bj_B)/B*100%,最后求得最大偏差,判斷其是否合格。
【文檔編號】G01B11/30GK104458762SQ201410713002
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】胡佳成, 王嬋媛, 李東升, 邵楊鋒 申請人:中國計量學(xué)院