裝配力矩傳感器用自動對中調試設備及方法

2023-09-18 14:37:25

專利名稱：裝配力矩傳感器用自動對中調試設備及方法
技術領域：
本發明屬於生產汽車配件用調試設備，具體涉及一種採用力矩傳
感器裝配EPS總成時所使用的自動對中調試設備及方法。
背景技術：
汽車在直線行駛時，轉向盤應居於中間位置，即從此位置向左或 向右轉動轉向盤時所達到的最大轉動角度應相同。
力矩傳感器的作用是在轉向時測量駕駛員作用到轉向盤上的力 矩大小與方向，並將測量所得到的電信號傳送給控制器。接下來控制 器將根據此信號和車速等信號確定相應地助力大小，並發出相應的指
因為向左或向右轉動轉向盤時，要求轉向助力矩是以轉向盤中間 位置為中心保持助力特性左右對稱。這樣一來將力矩傳感器精確地對 準中間位置後，再進行固定成為很重要的工作。
目前採用DFL-04型力矩傳感器裝配電動助力轉向系統(簡稱EPS: Electric Power Steering System)總成時，調試力矩傳感器對中的方法是: 向力矩傳感器提供大小為DC+5V的直流電壓，同時用電壓表監測，然 後再用手工調整傳感器位置，控制主路輸出電壓在V二2.5 (±0.03) V範圍，最後再到綜合性能試驗臺做四遍檢測(90° *4=360° )。這種 以手工作業為主的調試方法不僅工作效率低，而且不能含蓋360°中所 有點，所以對中結果的可信度不夠，而且產品對中一致性也難以控制。

發明內容
針對現有技術中存在的以上缺陷，本發明提供了一種生產效率高、 能夠精確對中，而且容易控制對中一致性的裝配力矩傳感器用自動對 中調試設備。
本發明的技術方案如下 一種裝配力矩傳感器用自動對中調試設 備，包括工作檯和控制櫃，控制櫃內設置有計算機和控制中心；工作
臺上設置有伺服電機、減速器、聯軸節、氣缸、夾具、EPS總成；EPS 總成包括力矩傳感器；所述的計算機內設置有信號處理模塊，控制中 心內設置有伺服執行模塊、氣動執行模塊、控制輸入輸出模塊
所述的信號處理模塊與控制輸入輸出模塊相連，用於對外部信號 的採集、運算；
所述的控制輸入輸出模塊用於計算機與控制中心之間的雙向信號 轉接及變換處理，並將處理後數據輸出給伺服執行模塊和氣動執行模 塊；
所述的伺服執行模塊用於接受計算機指令後輸出修調指令； 所述的氣動執行模塊用於接受計算機指令後控制鬆開或夾緊氣缸 的動作。
本發明的力矩傳感器自動對中調試設備調試方法如下第一步， 將力矩傳感器初步對位裝配到EPS總成上；同時安裝傳感器固定螺絲， 但不緊固固定螺絲，用氣缸壓緊力矩傳感器；第二步，計算機向EPS 總成提供仿真工作信號，同時對EPS總成輸入對中工作電壓；此時EPS 總成工作在助力狀態下，傳感器輸出對中狀態的動態電壓；第三步，動態電壓與設定的上下限電壓範圍比較後輸出修調指令；第四步，伺 服執行模塊接到修調指令後，驅動伺服電機，經減速機連接力矩傳感 器微調， 一直持續到調出傳感器的對中位置為止。
本發明的力矩傳感器自動對中調試設備調試方法如下修調結束 後，緊固傳感器固定螺絲，鬆開壓緊氣缸。
本發明具有以下優點
(1) 被測EPS總成是在動態下實現對中調試，調試工作可實現時
實進行360°檢測，因而檢測工作的結果可信度高。
(2) 計算機可對檢測過程實現全程採樣、計算，並在計算機界面
上顯示調試結果，使之更為直觀簡便和容易控制產品對中的一致性， 這既提高了生產效率，同時也提高了綜合性能試驗臺的利用率。
(3) 使用本發明提供的對中調試方法，調試結果所產生的偏差可 減小到士0.01V。而用手工直接緊固螺絲的方法所產生的偏差，與上述 方法比較至少要大一個數量級。
(4) 受計算機控制的對中執行伺服電機及夾具，可實現自動/手動 任選，有利於操作。


圖1為本發明實施例的結構示意圖； 圖2為本發明實施例中的工作模塊原理圖； 圖3為本發明實施例的處理流程框圖； 圖4為本發明實施例的對中波形示意圖之一； 圖5為本發明實施例的對中波形示意圖之二。
具體實施例方式
如圖1所示，本發明裝配力矩傳感器用自動對中調試設備包括工 作臺10和控制櫃1。控制櫃1上設置有計算機啟動按鈕11、自動對中
啟動按鈕12和自動對中/復位開關13。工作檯IO是整個設備的支撐， 工作檯10上設置有伺服電機3、減速器4、聯軸節6、氣缸5、夾具7、 EPS總成8。 EPS總成8內包括轉向軸、轉向管柱、力矩傳感器9、控 制器、電動機。其中的力矩傳感器9使用DFL-04型的力矩傳感器。控 制櫃1內設置有計算機2和控制中心。計算機2內設置有信號處理模 塊，控制中心包括電源模塊、伺服執行模塊、氣動執行模塊，控制輸 入輸出模塊。各工作模塊的關係如圖2所示。信號處理模塊用於對外 部信號的採集、運算。控制輸入輸出模塊用於計算機與控制中心之間 的雙向信號轉接及變換處理，並將處理後數據輸出給伺服執行模塊和 氣動執行模塊；伺服執行模塊用於接受計算機指令後輸出修調指令； 氣動執行模塊用於接受計算機指令後控制鬆開或夾緊氣缸的動作。
本發明裝配力矩傳感器用自動對中調試設備通過伺服電機3、減速 器4和聯軸節6對力矩傳感器9進行調節，同時提供對中工作電壓。 本發明的裝配力矩傳感器用自動對中調試設備的使用方法如下開始 調試時不僅要對被調試的EPS總成8輸入對中工作電壓，同時還要輸 入模擬在汽車上使用時，以仿真形式向EPS總成提供仿真工作信號， 包括轉向盤處的力矩信號、車速信號、發動機轉速信號和點火信號。 之後，將按照圖3所示的工作流程工作。具體工作流程如下計算機 提供的仿真車速信號、仿真發動機轉速信號、仿真力矩信號以及點火信號使被調EPS總成工作在助力狀態(轉動)。這時給傳感器提供工作
電壓(DC5V)使傳感器輸出對中狀態的動態電壓。計算機採集卡採集 此時力矩傳感器輸出的對中狀態的動態電壓，並實現A/D變換，再經 數字濾波濾除高於動態電壓工作頻率的雜波幹擾。再對採集到的經過 濾波的信號與可設定的修調上下限電壓進行動態比較。力矩傳感器輸 出的對中動態電壓在採集掃描周期的任意一個點與設定的上下限電壓 進行比較。若比較結果為對中動態電壓小於下限，則輸出向上修調指 令；若比較結果為對中動態電壓大於下限且小於上限，則輸出停止修 調指令；若比較結果為對中動態電壓大於上限，則輸出向下修調指令。 伺服執行模塊接到修調指令後，驅動伺服電機，經減速機連接力矩傳 感器微調， 一直持續到調出傳感器的對中位置為止。
修調過程通過計算機內部的程序以示波器樣式同時顯示在計算機 界面上，計算機界面上還顯示有上下限設定的窗口、通過滑鼠點擊控 制開始/停止圖形按鍵、實時顯示圖形報警燈。以上程序使用NI LabV正W語言自主編寫。計算機是在實時控制下完成預設電壓的修調 控制後輸出修調信息。從力矩傳感器輸出並傳給計算機的電壓，是EPS 總成做360°轉動時，呈波動狀態的全程電壓。在通過對力矩傳感器提 供對中工作電壓的同時，還能採集傳感器輸出的對中動態電壓。計算 機通過採集、濾波、設定定位範圍，輸出比較結果、輸出修調指令給 伺服執行模塊，此過程一直持續到圖4所顯示的波形界面出現。圖4 中的對中動態電壓落在上下限電壓範圍內。同時在計算機屏幕中顯示 OK字樣提示工作人員己經完成對中調試工作。轉入人工鎖緊固定螺絲工作，完成修調。如果波形落在如圖5所示界面的上下限電壓範圍之 外，即圖中所示的不合格陰影線區域內，應繼續修調，直至達到出現 圖4所示情況為止。
使用時，打開檢測電源，按計算機啟動按鈕ll，待計機算啟動後 雙擊應用圖標打開應用界面。將被調件裝好並聯接相應電器插頭，汽
缸壓緊，此時即可手動調整對中。在此基礎上按自動對中啟動按鈕12， 待自動對中準備好，燈亮起後，將自動對中復位開關13撥到自動對中 位置，對中結束後撥到復位位置鎖緊傳感器固定螺絲鬆開汽缸。
權利要求
1、一種裝配力矩傳感器用自動對中調試設備，其特徵是包括工作檯和控制櫃，控制櫃內設置有計算機和控制中心；工作檯上設置有伺服電機、減速器、聯軸節、氣缸、夾具、EPS總成；EPS總成包括力矩傳感器；所述的計算機內設置有信號處理模塊，控制中心內設置有伺服執行模塊、氣動執行模塊、控制輸入輸出模塊所述的信號處理模塊與控制輸入輸出模塊相連，用於對外部信號的採集、運算；所述的控制輸入輸出模塊用於計算機與控制中心之間的雙向信號轉接及變換處理，並將處理後數據輸出給伺服執行模塊和氣動執行模塊；所述的伺服執行模塊用於接受計算機指令後輸出修調指令；所述的氣動執行模塊用於接受計算機指令後控制鬆開或夾緊氣缸的動作。
2、 利用權利要求1所述的力矩傳感器自動對中調試設備調試方 法，其特徵如下第一步，將力矩傳感器初步對位裝配到EPS總成 上；同時安裝傳感器固定螺絲，但不緊固固定螺絲，用氣缸壓緊力矩 傳感器；第二步，計算機向EPS總成提供仿真工作信號，同時對EPS 總成輸入對中工作電壓；此時EPS總成工作在助力狀態下，傳感器 輸出對中狀態的動態電壓；第三步，動態電壓與設定的上下限電壓範 圍比較後輸出修調指令；第四步，伺服執行模塊接到修調指令後，驅 動伺服電機，經減速機連接力矩傳感器微調， 一直持續到調出傳感器 的對中位置為止。
3、如權利要求2所述的力矩傳感器自動對中調試設備調試方法， 其特徵如下修調結束後，緊固傳感器固定螺絲，鬆開壓緊氣缸。
全文摘要
本發明公開了一種裝配力矩傳感器用自動對中調試設備及調試方法。該設備包括工作檯和控制櫃，控制櫃內設置有計算機和控制中心；工作檯上設置有伺服電機、減速器、聯軸節、氣缸、夾具、EPS總成；EPS總成包括力矩傳感器；所述的計算機內設置有信號處理模塊，控制中心內設置有伺服執行模塊、氣動執行模塊、控制輸入輸出模塊。本發明具有生產效率高、能夠精確對中，而且容易控制對中一致性的優點。
文檔編號G01L3/00GK101520352SQ200910096880
公開日2009年9月2日 申請日期2009年3月19日 優先權日2009年3月19日
發明者張寶義, 張玲婭, 斯祖興, 田旭輝, 胡永林 申請人:杭州世寶汽車方向機有限公司