CN104583745B - 用于平衡车辆的车轮的机床及其方法 - Google Patents

Abstract

一种用于平衡汽车的车轮的机床，包括：一支撑架(2);至少一在所述支撑架(2)内旋转的轴(3)，用于支撑需要被平衡的汽车的车轮(10)；识别装置(5)，用于识别至少一平衡平面，所述平衡平面实质上以直角设置在所述车轮(10)的轴线(10a)上，并且位于相对边缘(11)上的平衡轮廓(6)；用于测量所述轮(10)不平衡量的测量装置；至少一光学装置(16)，适用于发射一光束(17)，所述光束定位了一在边缘(11)的表面上的发光点(18)，其中，所述发光点(18)适用于识别一固定参照位置，所述固定参照位置是与机床本身做比较，并且所述固定参照位置与操作者希望施加用于所述车轮(10)上的不平衡量的补偿重量相一致；所述光学装置(16)包括用于移动所述光束(17)的移动装置(20)，操作所述光束(17)以移动所述发光点(18)与所述平衡轮廓(6)相一致；其中，所述移动装置(20)适用于相对于在一围绕相对轴(22)的所述边缘(11) 旋转所述光束(17)。

Description

用于平衡车辆的车轮的机床及其方法

技术领域

本发明涉及一种机床和平衡车轮的方法。

背景技术

众所周知，为了平衡车轮，必须将合适的计算补偿重量安装在该车轮的边缘。

这样的操作需要识别至少一个平衡平面，以直角设置在相对轮的轴上，并且拦截相应的相同平衡平面。

特别是，为了执行一个车轮的静平衡，识别一个平衡平面是足够的，而当执行的是动态平衡，需要识别两个沿车轮轴间隔设置的平衡平面。

每个平衡平面，以及相对平衡轮廓，是通过大量待平衡的的边缘的几何特征参数识别的，这样对应的平衡平面的直径的和来自于一平衡机床床的固定参考点的后者的距离是相互一致的。

平衡平面或平面的识别可通过直接接触与一轮廓相一致的边缘实现，该轮廓沿着的补偿的重量是通过机械探针定位的。电子测量系统相对于一预定义参考系统检测该机械探针的位置，并且传输该被检测的信息至一数据处理单元。

另外，该平衡平面可以通过电子设备自动识别，这意味着通过扫描的边缘轮廓，能够确定理想的平衡平面。

更详细的，在识别平衡平面后，该待平衡的车轮是围绕其相对轴旋转的，以及连接到一个测量装置的 电子计算装置，该测量装置属于该平衡机床床测量，所述补偿重量的重量应是合适的并且它们的角位置是沿相对平衡平面的。

随后，该操作者选择合适的沿相对边缘的平衡轮廓的补偿重量，使得其与识别的应用点相一致。

为了更容易的完成这一阶段，仪器通常用于识别一相对于平衡机床床的边缘上的固定参考区域，并且待安装的补偿重量相一致。数据处理单元是适当编程过的，用于比较计算的应用点的角位置与参考区域。

当数据处理单元发出信号，该计算的应用区域是与该预定的参考区域一致的，所述操作员继续使该补偿重量满足该边缘。

上述参考元件可以是相同的上述机械探针，其位置由动平衡机床的电子测量系统识别，否则由激光束构成。

在后一种情况下，平衡机床包括一个平行于平衡的待车轮的轴的移动臂是，并且具有一个光源，其发射沿一个固定的，预定义的相对于平衡机床方向的光束。这种移动臂相对于边缘转化地移动，从而使光束拦截识别的平衡平面。以及在这种情况下，当对相对平衡平面计算应用区域的角度的对准操作，操作者将由激光束识别的区域与补偿重量相一致。

这些平衡机床的平衡轮有许多弊端。

已知类型的机床上不能以一个简单实用的方法识别对应的补偿重量所安装的参考区域。

必须在事实上注意到的，对于该机械探针的使用，操作者必须保持探头本身的位置以确保精确的检测，同时，需要适应补偿重量的力的施加。此外，机械探针接触的边缘的区域，操作者很难看到，从而该补偿重量的应用操作将更加困难。

另一方面，已知的车轮平衡机床的动臂支撑的光源是复杂的，昂贵的。这是因为这些机器必须配备一种机构适合动臂支撑光源靠近和远离边缘。

此外，值得注意的是，这些臂的运动改变车轮平衡机床的总体尺寸，并且在空间内移动整体尺寸，这被在边缘上工作的操作人员利用。结果就是，动臂会影响操作者的活动以及复杂的补偿重量的应用程序。

附图说明

本发明的其他特征和优势将通过一优选的实施例变得更明显，但这不是唯一的，用于平衡车辆的轮子的机床的实施例，说明纯粹是作为一个例子，并不限于附图所示的内容：

图1是根据本发明的机床的透视图；

图2是图1的机床的部分剖视图；

图3是图2的机床的局部放大视图；

图4是图1的机床功能示意图。

具体实施例

特别要提到这些数字1在本文中表示通过补偿重量的方式来平衡汽车车轮的机床。

该机床1包括带有轴3的支撑架2，轴3绕着相应的轴线旋转运动。支撑架2一般支撑电机装置，该电机装置适用配置旋转中的轴3。

轴3的目的是同轴支撑车轮10使其保持平衡，其中通过固定装置的方法来保持定位在图中没有显示。

车轮这个词用在这里是指由边缘11和固定在边缘上的轮胎12组装而成的。该轮轴通过附图中附图标记10a来确定。

边缘11依次包含一个径向部分13，该径向部分13具有一个中心孔，用于接合汽车零件并且让轴3插入通过，还包括近似的圆柱部分14，轮胎12固定在其外表面。

圆柱部分14的内表面至少具有两个区域14a和14b，当车轮10安装在车辆上时，两个区域14a和14b分别朝着内部和外部转动。优选的，第一区域14a的半径大于第二区域14b的半径。

正如已经上面所说的，边缘11套在径向位置13上通过孔的轴3上，并且通过固定装置相对于轴自身封锁住。

适当的，机床1包括一连接在支撑架2上的防护罩4，并且可以移动从而至少覆盖车轮10的上表面为了保护操作人员。

机床1包括识别装置5用于识别至少一个平衡平面，该平衡平面大致设置在相对车轮轴10a成直角的位置，并且定位在至少一个相对车轮上的平衡轮廓6上。因此平衡轮廓6相当于平衡平面和边缘11的交叉口，并且确定用于定位平衡重量从而纠正车轮不平衡的所有点。

特别的，但不仅限于实施例附图，识别装置5包含相对于支撑架2移动的机械式探针，两者在平移中，沿着运动方向5a，并且绕着对应轴5b旋转。

因此平衡轮廓6的圆周从和车轮10轴线10a成直角的平衡平面交叉口开始并且通过探针5和具有其自身的边缘11之间的交点。

识别装置5可操作地连接到适用于检测平衡平面位置的处理单元7，以及连接相应的轮廓6，至于一预定义、相对于机床1固定的参考系统，通过图2和4中的附图标记8来确定。从而处理单元7要确定平衡轮廓6与探针5和圆柱部分14的内表面的接触点保持相对应的关系。

另一实施例中，然而也不能排除其中识别装置5包括用于扫描的边缘11轮廓的装置，也被称为拾取装置。

该机床1包括用于测量车轮10不平衡的装置，更具体地说，这种测量方法（这不会再附图中展示其细节并且它的类型被该领域的技术员所熟知）包含适用于当绕着轴3旋转时，测量车轮10的不平衡的测力传感器装置。

测量装置也可操作地连接到处理单元7。

处理单元7包括用于计算装置9，计算装置9计算沿着平衡轮廓6固定的补偿重量以及沿着轮廓自身的角位置。因此，计算装置9通过图3中数字15来确定至少一个沿着平衡轮廓6的补偿重量的应用点。处理单元7因此适用于处理从识别装置5和测量装置接受的信息，从而计算沿着平衡轮廓6的重量以及补偿重量正确的角位置。补偿重量的应用点15数量可以超过一个，并且在特别的实施例中，他们的位置可以通过操作人员和分散固定在每个设置点的补偿重量的特殊软件来预调，处理单元7因此找到相对于参考系统8的应用点15的角位置，对应的平衡平面的位置已经得知。

机床1也包含一光学装置16，适用于发射一光束，并如图2至图4中所示被参考号17所识别，参考号17位于边缘11的发光点18上。发光点18因而对应于边缘11上的光束17的投射，并且它的体积依赖于构造和光束本身的倾角的大小。如此一个光束17适合于识别对应于机床1的固定的参考位置，并且与操作者期望使用的补偿重量一致。

优选的，根据边缘11的内部表面的可及性，参考位置被操作者预设。优选的，参考位置被选择在对应用边缘11的低处区域。进一步的，参考线19被预设相对于机床1固定，并与边缘11交叉，参考位置与的平衡轮廓6的交叉点与参考线19所一致。参考线19的位置为，例如在处理单元7的内存中所预设。

机床1也包含移动装置20，用于相对于边缘11移动光束17，以适合承载对应于平衡轮廓6的发光点18。

光学装置16也有效的连接至处理单元7。处理单元7因而可以获得和比较相对于参考系统8的平衡面，应用点15和发光点18的位置。

处理单元7包括命令装置21，它适合于操作移动装置20，以便于根据相对位置把发光点18带入相应的平衡轮廓6。

适当的，处理单元7适合于以声学的和/或视觉的方式，在某一时刻激活信号装置，此时刻在应用点15的位置对应于操作者预设的参考位置，例如对应于发光点18的位置。

根据本发明，移动装置20适合于使光束17相对于边缘11围绕对应的轴旋转，后者被图中的参考号22所识别。

光束17的方向因此是可移动的，并且相对于边缘11围绕轴22旋转。

有利地，围绕该光束17旋转的轴22是实质上横向于所述车轮10的轴10a旋转的。

更为详细的，围绕该光束17旋转的轴22是实质上以一个直角设置在所述车轮10的轴10a。

所说的移动装置20适用于沿至少一个环形扇区23旋转所述光束17，所述环形扇区适于拦截沿至少一预设的参考线19的边缘。该环形扇区23的角位置相对于所述框架2是可调的。

该处理单元7，因此能够相对于参考系统8确定发光点18的位置，该参考系统知道沿其发光点本身运行位置的预设参考线19，并知道相对于轴22的移动装置20的角位置。

优选地，该光学装置16包括至少一个适用于发射光束17光源24并且相对框架2固定。

在图示的实施例中，移动装置20包括光束17的反射装置25，该光束是移动绕坐标轴22旋转的。

更具体地，当反射装置25围绕该框架本身移动旋转时，该光源24与框架2是部分联系的。

适当的，该移动装置20还包括电机（在图中不可见），用于操作围绕轴22旋转的反射装置。该电

机装置，例如，是步进电机的类型。

该处理单元7连接电机的轴围绕反射装置旋转，并且其接收了反射装置本身相关的角位移，知晓先前确定的边缘11几何尺寸的，能准确地确定相对于参考系统8的发光点18的位置。

反射装置25，例如由一个镜子组成，包含一反射面，反射面设置于与光源24发出的光束17原点方向相倾斜的方向。

适当的，反射装置25沿着一有限的旋转弧度围绕轴22旋转，以便沿着上述的扇形区域移动光束17。可以调整反射装置25相对于光源24的角位置，以改变光束17的方向，因此改变扇形区域相对于机床1的方向。

进一步的，光束17包含一第一部分17a，第一部分17a放置于光源24和反射装置25之间，并且一第二部分17b从反射装置25内发出，并拦截了边缘11。

如图2和图3所示，第一部分17a的方向是固定的，并基本上垂直于车轮10的轴10a，而第二部分17b沿着基本平行车轮10的轴10a的平面围绕轴22移动，并且相对于轴22横向移动。

光学器件16包含在一箱盒26内，箱盒26同框架2完全相连，并包含一透明部分27，以允许光束17穿过并射向边缘11。透明部分27有一曲线延伸，并且它的延伸通过反射装置25完全的覆盖了整个旋转弧度。

在必须进行动态平衡时，如之前所说，识别方式适合于识别至少两个平衡面6，平衡面6沿着轮子的轴10a互相隔开。

在图中显示的实施例中，操作者接触了探针5的圆柱形部分14内表面的两个部分，圆柱形部分14沿着轴10a交错排列，其中的每个部分都与相关的平衡轮廓6有关联。

同样的，在进行车轮10的动态平衡时，对于每个识别的平衡轮廓6，计算装置9计算了补偿重量的应用点15的重量和角度方位。

优选的，可以操作移动装置20从一个平衡轮廓6移动发光点18至另一个平衡轮廓6，以便识别两个各自的参考位置。因而处理单元7的命令装置21操作移动装置20改变了发光点18的位置，发光点18使它位于感兴趣的平衡轮廓6上。由发光点18识别的两个参考位置属于参考线19，沿着参考线19发光点可自行移动。

特别的，操作者依靠接口装置识别了感兴趣的平衡轮廓6，并且处理单元7比较了相关的应用点15的角位置和发光点18的角位置，两个点都属于相同的平衡面。接口装置也包含了一监视器28，适用于显示处理单元7接收和处理的信息。

根据本发明，执行流程的设备的操作至少提供了一平衡面的识别过程，平衡面位于车轮10的边缘11上，以平衡和符合一个或多个将要配合的补偿重量，平衡面基本上与车轮10的轴10a成直角设置，并在对应的边缘11上识别了一平衡轮廓6。

随后，进行了车轮10的失衡的测量过程。接着计算了补偿重量，以配合沿着对应的应用点15的平衡轮廓6和角度位置。

根据本发明，此种方法随后提供了一个光束17的发射过程，光束17识别了边缘11的表面上的发光点18，以适合于识别相对于机床1的固定参考位置，以及同操作者试图应用的补偿重量一致，以用于校正失衡的车轮10。

随后，光束17被移动，以便移动发光点18，使之同平衡轮廓6一致，其中这个移动是由相对边缘11旋转光束17围绕对应的轴22来实现的。

光束17随后旋转，直到发光点18的位置相对于参考系统8，到达对应的平衡轮廓6，或直到它属于选中的平衡面。这个检测由处理单元7进行，处理单元7获得了平衡面的位置，并且通过检测反射装置25的角度，也获得了发光点18的位置，其中发光点18沿着预设的参考线19移动。

适当的，车轮10也必须移动，以便移动补偿重量的应用点15至相应的预设参考位置。此过程，例如通过处理单元7，通过比较应用点15的位置和参考位置来完成。应用点15随后从它发现自身位于车轮失衡测量过程的位置至参考线间移动。

车轮10的移动过程和光束17的移动过程可以以任何顺序进行，优选的，先移动光束17，再移动车轮10。参考位置实际上对操作者是不可见的，并且一旦发光点18到达相对平衡轮廓6的位置，参考位置被发光点18识别。

随后，补偿重量同相应的发光点18相匹配。

在车轮10的动态平衡发生时，光束17对应于需要的平衡轮廓6旋转，以带来发光点18。

操作者随后对每个识别的平衡轮廓6执行以上的操作，这意味着他/她把发光点18逐一安放在了每个平衡轮廓6上，并匹配了同样指出的补偿重量点，这是在以这样一种方式旋转车轮10，即相应的应用点15的位置与发光点自身的位置相符合后发生的。

实际上确定本发明如何完成了目标，并且特别强调的事实是，它允许了识别参考位置，参考位置同操作者意图以一种方便和可行的方式使用在边缘上的补偿重量是一致的。

进一步的，根据本发明，机床允许识别关于每个平衡轮廓的参考位置，而无需以任何方式介入操作者安装使用补偿重量的活动。

再次重申，根据本发明，机床也提供可靠的操作，由于发射光束的光源在使用中相对机床固定，并被包含在箱盒内，因此它受保护而不被外部物体所接触。

实现本发明的解决方案因而从结构上来说是很简单的，并且对那些现有的技术人员来说是容易实施的。

Claims (11)

1.用于平衡汽车的车轮的机床，包括：

一支撑架(2)；

至少一在所述支撑架(2)内旋转的轴(3)，用于支撑需要被平衡的汽车的车轮(10)；

识别装置(5)，用于识别至少一平衡平面，所述平衡平面实质上以直角设置在所述车轮(10)的轴线(10a)上，并且位于相对边缘(11)上的平衡轮廓(6)；

用于测量所述车轮(10)不平衡量的测量装置；

至少一光学装置(16)，适用于发射一光束(17)，所述光束定位了一在所述边缘(11)的表面上的发光点(18)，其中，所述发光点(18)适用于识别一固定参照位置，所述固定参照位置是与机床本身做比较，并且所述固定参照位置与操作者希望施加用于所述车轮(10)上的不平衡量的补偿重量的位置相对应；所述光学装置(16)包括用于移动所述光束(17)的移动装置(20)，操作所述光束(17)以移动所述发光点(18)与所述平衡轮廓(6)相对应；

其特征在于，所述移动装置(20)适用于相对于一围绕在相关的旋转轴(22)的所述边缘(11)旋转所述光束(17)，并且所述移动装置(20)包括用于反射光束的反射装置(25)，所述可移动的光束相对于所述旋转轴(22)围绕旋转轴(22)旋转。

2.根据权利要求1所述的机床(1)，其特征在于，所述光束(17)的所述旋转轴(22)实质上设置为横向于所述车轮(10)的轴线(10a)。

3.根据权利要求1所述的机床(1)，其特征在于，所述移动装置(20)适用于沿至少一个环形扇区(23)旋转所述光束(17)，所述环形扇区适于拦截沿至少一预设的固定参考线(19)的边缘。

4.根据权利要求3所述的机床(1)，其特征在于，该环形扇区(23)的角位置相对于所述支撑架(2)是可调的。

5.根据权利要求1所述的机床(1)，其特征在于，所述光学装置(16)包括适于发射所述光束(17)的光源(24)，并且所述光源相对于机床本身是固定的。

6.根据权利要求5所述的机床(1)，其特征在于，所述光学装置(16)包含在一个保护盒箱(26)内。

7.根据权利要求5所述的机床(1)，其特征在于，所述反射装置(25)包括至少一个反射表面，所述反射表面相对于由所述光源(24)发出的所述光束(17)的入射方向倾斜。

8.根据权利要求1所述的机床(1)，其特征在于，所述识别装置(5)适用于识别至少两个沿车轮(10)的轴线(10a)互相间隔开的平衡面，并且能够操作转动所述反射装置(25)从而移动在所述平衡轮廓(6)之间的所述发光点(18)。

9.平衡车轮的方法，包括以下步骤：

提供一个待平衡的车轮(10)；

提供一个平衡机床(1)包括一支撑架(2)和一在所述支撑架(2)内旋转的轴(3)，所述轴用于支撑所述待平衡的车轮(10)；

识别至少一在所述车轮的边缘(11)上的平衡平面并且与操作者希望施加用于所述车轮(10)上的不平衡量的补偿重量的位置相对应，所述平衡平面实质上以直角设置在所述车轮(10)的轴线(10a)上，并且位于相对所述边缘(11)上的平衡轮廓(6)；

测量所述车轮(10)不平衡量；

发射一光束(17)，所述光束定位了一在所述边缘(11)的表面上的发光点(18)，其中，所述发光点(18)适用于识别一固定参照位置，所述固定参照位置是与机床本身做比较，并且所述固定参照位置与操作者希望施加用于所述车轮(10)上的不平衡量的补偿重量的位置相对应；

移动所述光束(17)从而移动所述发光点(18)与所述平衡轮廓(6)相对应；

其特征在于，所述移动通过相对于一围绕在相关的旋转轴(22)的所述边缘(11)旋转所述光束(17)来执行，所述光束(17)的旋转是通过设置一可移动的反射装置使光束绕固定光束的光源(24)来执行的。

10.根据权利要求9的所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：

识别至少两个沿车轮(10)的轴线(10a)互相间隔开的平衡面，每个所述平衡面定位一相对平衡轮廓(6)；

旋转所述光束(17)从而移动在所述平衡轮廓(6)之间的所述发光点(18)。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，包括至少一个固定参考线(19)的设置阶段，所述固定参考线相对于所述机床(1)并且交叉所述边缘(11)，并且执行所述光束(17)的所述旋转，从而移动沿着所述固定参考线(19)的相对发光点(18)。