CN104458762A - 基于数字光纤传感器的abs齿圈质量检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于数字光纤传感器的ABS齿圈质量检测方法。本发明由数字光纤传感器实现圆周节距误差检测，利用零点定位，每旋转到零点位置，步进电机带动数字光纤传感器在竖直方向上步进一个单位长度，实现对ABS齿圈齿面缺陷的完整扫描检测。本发明中的数字光纤传感器具有抗干扰能力强、线性度好的特点，利用数字光纤传感器来检测ABS齿圈质量，相比于背景技术能够更准确、更快捷地实现测量。
Description
技术领域
本发明涉及一种ABS齿圈质量检测方法，尤其是涉及一种基于数字光纤传感器的ABS齿圈质量检测方法。
背景技术
随着ABS在汽车系统应用中越来越广泛，对ABS系统的相关零部件的检测也显得日益重要。其中ABS齿圈作为系统信号输入的关键环节，在ABS系统中的作用尤为显著，因此对其参数的检测具有重要意义。
ABS齿圈一般采用铁磁性材料，如35号钢，45号钢，其表面一般采用镀锌或镀铬。生产工艺多采用机加工或粉末冶金烧结，其中加工顺序、模具尺寸、工艺参数、时间等因素都会造成ABS齿圈表面缺陷。目前，工业上测量齿轮节距的方法有机械法与投影法、齿感应检测法等，进而计算ABS 齿圈节距误差，但上述方法均存在无法准确取点、不能检测齿面缺陷等缺点。
数字光纤传感器是反射式强度调制型光纤传感器的延伸，检测通过从物体表面反射又被光纤接收的光强信号变化来探测反射物与光纤探头的距离。光源采用发光二极体，可实现稳定的投光量。输出为NPN开路集电极晶体管，将光电信号转换成数字脉冲信号，从而简化了信号处理电路。
发明内容
针对背景技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于数字光纤传感器的ABS齿圈质量检测方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本方法所涉及的装置包括台式电动旋转机构、定位轮、数字光纤传感器、传感器支架、步进电机，台式电动旋转机构带动定位轮旋转，ABS齿圈套置在定位轮上，数字光纤传感器架设在传感器支架上并正对ABS齿圈设置，传感器支架的高度由步进电机调节；由数字光纤传感器实现圆周节距误差检测，利用零点定位，每旋转到零点位置，步进电机带动数字光纤传感器在竖直方向上步进一个单位长度，实现对ABS齿圈齿面缺陷的完整扫描检测。
进一步说，圆周节距误差检测具体是：数字光纤传感器，发射红光照射在齿轮上，根据反射回来的光强度大小来输出高电平或低电平，由单片机的定时器模块的捕获/比较寄存器捕获高低电平脉宽，高电平脉宽和低电平脉宽分别对应齿顶宽度和齿槽宽度，并通过数据处理来实现节距误差的检测。 进一步说，所述的零点定位具体是：根据设定的台式电动旋转机构旋转角速度，计算旋转一圈所需要的时间T，当台式电动旋转机构开始旋转时，单片机开始计时，经过时间T，电机回到零点，即通过单片机软件算法实现下一圈零点的定位。
进一步说，所述的齿面缺陷的完整扫描检测具体是：台式电动旋转机构每旋转一圈，步进电机带动数字光纤传感器迅速沿竖直方向上移动一个单位步进长度，再开始新的一圈扫描检测，直至完成对整个ABS齿圈齿面的扫描，从而实现对ABS齿圈齿面的缺陷检测。
进一步说，数据处理来实现节距误差的检测具体是：
利用单片机通过定时器模块的捕获/比较寄存器捕获脉冲信号的上升沿发生的时间和下降沿发生的时间，通过计算获得高电平脉宽和低电平脉宽；分别保存为两数组，高电平脉宽为ai，低电平脉宽为bj，并求得高电平脉宽平均值A，低电平脉宽平均值B，各高电平脉宽误差为 (ai-A)/A*100%,各低电平脉宽误差为(bj-B)/B*100%，最后求得最大偏差，判断其是否合格。
与背景技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中的数字光纤传感器具有抗干扰能力强、线性度好的特点，利用数字光纤传感器来检测ABS齿圈质量，相比于背景技术能够更准确、更快捷地实现测量。
本发明中的齿面缺陷扫描检测功能利用零点定位，每旋转到零点位置，步进电机带动数字光纤传感器在竖直方向上步进一个单位长度，不仅能够测量节距误差，而且还能够实现对ABS齿圈齿面缺陷（如缺齿、断齿、齿面不平整等）的完整扫描检测，对于缺陷齿面能够实现准确地定位。
本发明中的LabVIEW人机交互界面，不需要复杂的操作，用户仅需要在界面上根据实际需要设定参数，利用串口通讯就可以自动实现上位机与下位机的信息交互，并在界面上显示测试结果，测试效率高，ABS齿圈质量检测操作简便易行。
本发明中的定位轮为宝塔台式结构，适用于不同大小的ABS齿圈，能够批量检测多种型号的ABS齿圈，更适用于实际需求。
附图说明
图1是本发明的基于数字光纤传感器的ABS齿圈质量检测装置立体结构示意图。
图2是本发明的工作原理图。
图3是传感器的输出信号。
图4是LabVIEW人机交互界面。
图中：1台式电动旋转机构（电机）、2ABS齿圈、3定位轮、4数字光纤传感器、5传感器支架、6步进电机、7步进电机支撑架、8螺杆、9底座、10高电平脉宽、11低电平脉宽。
具体实施方式
如图1所示，本发明基于数字光纤传感器的ABS齿圈质量检测装置包括台式电动旋转机构（电机）1、ABS齿圈2、定位轮3、数字光纤传感器4、传感器支架5、步进电机6、步进电机支撑架7、螺杆8、底座9，其中台式电动旋转机构（电机）1安装于底座9上，用于输出旋转驱动力。定位轮3通过台式电动旋转机构（电机）1的输出轴与其连接而转动。待测ABS齿圈2安装于定位轮3与台式电动旋转机构（电机）1的输出轴同步转动。数字光纤传感器4安装于传感器支架5，设定好阈值之后通过拧动螺杆8来调节数字光纤传感器4与ABS齿圈2的水平方向的距离，使数字光纤传感器4输出在设定的阈值范围，在LabVIEW界面上设定台式电动旋转机构（电机）旋转角速度、步进电机步进距离、步进速度以及待测ABS齿圈齿数，台式电动旋转机构（电机）1带动ABS齿圈2旋转，由数字光纤传感器4实现圆周节距误差检测。台式电动旋转机构每旋转一圈，固定于步进电机支撑架7的步进电机6带动数字光纤传感器4迅速沿竖直方向上移动一个单位步进长度，再开始新的一圈扫描检测，直至完成对整个ABS齿圈齿面的扫描，实现对ABS齿圈2齿面缺陷（如缺齿、断齿、齿面不平整等）的完整扫描检测。LabVIEW人机交互界面对MSP430单片机从数字光纤传感器4捕获到的信号进行处理，并显示检测结果，实现对ABS齿圈的节距误差检测和齿面缺陷检测，对于缺陷齿面能够实现准确地定位。
如图2和图3所示，数字光纤传感器4经发光二极体发射出632nm的红光，照射在ABS齿圈2的单个齿上。数字光纤传感器4设定好光强基数，当反射回来的光强大于基数时输出高电平，反之输出低电平如图3所示。数字光纤传感器4的输出为标准脉冲信号到MSP430单片机的定时器模块，利用MSP430单片机通过定时器模块的捕获/比较寄存器捕获脉冲信号的上升沿发生的时间和下降沿发生的时间，通过计算获得高电平脉宽10、低电平脉宽11。分别保存为两数组，高电平脉宽为ai，低电平脉宽为bj，并求得高电平脉宽平均值A，低电平脉宽平均值B，各高电平脉宽误差为 (ai-A)/A*100%,各低电平脉宽误差为(bj-B)/B*100%，最后求得最大偏差，判断其是否合格，通过串口与上位机进行数据交换，建立基于LabVIEW的人机交互界面，参见图4。
Claims (5)
1.基于数字光纤传感器的ABS齿圈质量检测方法，该方法所涉及的装置包括台式电动旋转机构、定位轮、数字光纤传感器、传感器支架、步进电机，台式电动旋转机构带动定位轮旋转，ABS齿圈套置在定位轮上，数字光纤传感器架设在传感器支架上并正对ABS齿圈设置，传感器支架的高度由步进电机调节；其特征在于：由数字光纤传感器实现圆周节距误差检测，利用零点定位，每旋转到零点位置，步进电机带动数字光纤传感器在竖直方向上步进一个单位长度，实现对ABS齿圈齿面缺陷的完整扫描检测。
2.根据权利要求1所述的基于数字光纤传感器的ABS齿圈质量检测方法，其特征在于：圆周节距误差检测具体是：
数字光纤传感器，发射红光照射在齿轮上，根据反射回来的光强度大小来输出高电平或低电平，由单片机的定时器模块的捕获/比较寄存器捕获高低电平脉宽，高电平脉宽和低电平脉宽分别对应齿顶宽度和齿槽宽度，并通过数据处理来实现节距误差的检测。
3.根据权利要求1所述的基于数字光纤传感器的ABS齿圈质量检测方法，其特征在于：所述的零点定位具体是：
根据设定的台式电动旋转机构旋转角速度，计算旋转一圈所需要的时间T，当台式电动旋转机构开始旋转时，单片机开始计时，经过时间T，电机回到零点，即通过单片机软件算法实现下一圈零点的定位。
4.根据权利要求1所述的基于数字光纤传感器的ABS齿圈质量检测方法，其特征在于：所述的齿面缺陷的完整扫描检测具体是：
台式电动旋转机构每旋转一圈，步进电机带动数字光纤传感器迅速沿竖直方向上移动一个单位步进长度，再开始新的一圈扫描检测，直至完成对整个ABS齿圈齿面的扫描，从而实现对ABS齿圈齿面的缺陷检测。
5.根据权利要求2所述的基于数字光纤传感器的ABS齿圈质量检测方法，其特征在于：数据处理来实现节距误差的检测具体是：
利用单片机通过定时器模块的捕获/比较寄存器捕获脉冲信号的上升沿发生的时间和下降沿发生的时间，通过计算获得高电平脉宽和低电平脉宽；分别保存为两数组，高电平脉宽为ai，低电平脉宽为bj，并求得高电平脉宽平均值A，低电平脉宽平均值B，各高电平脉宽误差为 (ai-A)/A*100%,各低电平脉宽误差为(bj-B)/B*100%，最后求得最大偏差，判断其是否合格。
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