一种对同步带节线长进行测量的系统及方法

技术领域

本发明属于同步带制造质量检测技术领域，尤其是涉及一种对同步带节线长进行测量的系统及方法。

背景技术

汽车同步带的传动方式目前已经成为了非常主流的传动方式，在汽车的动力系统中，常用到齿形同步带进行动力的传动，现有的齿形同步带包括有环形的同步带本体，同步带本体的内周设置有横向于传动方向的并与轮的齿槽相啮合的带齿。通俗来讲同步带的节线长就是同步带的周长，由于同步带都是呈闭合的环形结构，普通的长度测量手段无法准确测量出同步带的节线长，不利于判定同步带是否符合质量要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种对同步带节线长进行测量的系统，能够有效测量同步带的节线长度，节省测量时间。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：

一种对同步带节线长进行测量的系统，包括工控机系统，用于完成建立控制对象的人机交互界面，以及分别与工控机系统连接的：

外部输入/输出信号控制系统，用于接收启动测量信号及停止测量信号；

进带/退带控制系统，用于控制待测同步带执行进带动作或者退带动作；

测量电机及电机行程测量系统，用于带动待测同步带运转；

同步带中心距测量系统，用于测量待测同步带的中心距。

优选的是，所述工控机系统包括工控机、键盘组件、显示器组件和打印机。

优选的是，所述外部输入/输出信号控制系统包括I/O控制系统、人工输入/输出控制信号，通过I/O控制系统接收系统发送的启动测量信号及停止测量信号。

优选的是，所述进带/退带控制系统包括步进电机、步进电机驱动器和步进电机控制系统，所述步进电机控制系统接收工控机系统发送的进带/退带的行程参数，通过步进电机驱动器驱动步进电机带动待测同步带执行进带/退带动作。

优选的是，所述测量电机及电机行程测量系统包括变频器、变频电机、行程传感器、电机行程测量系统、通信接口一和通信接口二，所述工控机系统通过通信接口一向微控制器发送变频电机要运行的行程，同时工控机系统通过通信接口二向变频器发送启动变频电机运转及要求变频电机转速的控制指令，变频电机根据控制指令带动待测同步带运转。

优选的是，所述电机行程测量系统包括微控制器和信号调理电路，所述微控制器通过通信接口一与工控机系统连接，信号调理电路与行程传感器连接。

优选的是，所述同步带中心距测量系统包括光栅尺控制卡和光栅尺传感器，所述光栅尺控制卡接收工控机系统发送的采集待测同步带中心距的指令，并启动光栅尺传感器进行测量。

本发明的另一目的在于提供一种对同步带节线长进行测量的方法，其包括以下步骤：

(1)参数设定，通过显示器组件和键盘组件输入变频电机的转速和转向、待测同步带进带距离和退带距离；

(2)I/O控制系统接收到启动测量信号后，工控机根据设定的进带距离通过步进电机驱动器驱动步进电机带动待测同步带执行进带动作，并计算进带行程，当进带行程与设定的进带距离一致时，停止进带；

(3)工控机通过通信接口一向微控制器发送变频电机要运行的行程，同时通过通信接口二向变频器发送变频电机的转向和转速指令，并通过行程传感器检测变频电机的行程；

(4)工控机向光栅尺控制卡发送开始采集待测同步带中心距的指令，并启动光栅尺传感器进行测量；

(5)当变频电机运行的行程与设定的行程一致时，停止采集光栅尺测量数据及变频电机的运行；

(6)I/O控制系统接收到停止测量信号后，工控机根据设定的退带距离通过步进电机驱动器驱动步进电机带动待测同步带执行退带动作，并计算退带行程，当退带行程与设定的退带距离一致时，停止退带，完成本次测量；

(7)工控机对采集到的测量数据进行处理，并将处理结果在显示器组件上显示。

优选的是，步骤(7)中的关于同步带节线长的计算公式为：

L

其中，L

本发明具有的有益效果是：采用光栅尺传感器作为汽车同步带的测长传感器，测量汽车同步带节线长，测长分辨率达±5μm，变频电机转速100～1400rpm可调，同步带节线长测量范围达到300～4000mm，同步带带长测量精度达到±0.01mm；并且采用工控机运行专用工控软件，能实时地显示测量数据、快速发送控制命令，并可实现测量数据的存储、打印汇总结果。并且该系统具有存储数据量大、数据可回溯的优点。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例的系统原理框架图；

图2是本发明实施例的方法流程图；

图3是本发明实施例的测量电机及电机行程测量的框架图；

图中，各附图标记为：

10-工控机系统，20-外部输入/输出信号控制系统，30-进带/退带控制系统，40-测量电机及电机行程测量系统，50-同步带中心距测量系统，110-工控机，120-键盘组件，130-显示器组件，140-打印机，210-I/O控制系统，220-人工输入/输出控制信号，310-步进电机，320-步进电机驱动器，330-步进电机控制系统，410-变频器，420-变频电机，430-行程传感器，440-电机行程测量系统，441-微控制器，442-信号调理电路，450-通信接口一，460-通信接口二，510-光栅尺控制卡，520-光栅尺传感器。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

实施例一：

请参照图1、图2和图3所示，本实施例提供了一种对同步带节线长进行测量的系统，包括工控机系统10，以及分别与工控机系统10连接的外部输入/输出信号控制系统20、进带/退带控制系统30、测量电机及电机行程测量系统40、同步带中心距测量系统50，其中：

工控机系统10，工控机系统10包括工控机110、键盘组件120、显示器组件130和打印机140，用于完成建立控制对象的人机交互界面，其具有运行工控软件、采集数据、处理数据、显示测量结果，存储记录、报表、报警、系统设置等功能。

外部输入/输出信号控制系统20，用于接收启动测量信号及停止测量信号，外部输入/输出信号控制系统20包括I/O控制系统210、人工输入/输出控制信号220，通过I/O控制系统接收系统发送的启动测量信号及停止测量信号。

进带/退带控制系统30，用于控制待测同步带执行进带动作或者退带动作，进带/退带控制系统30包括步进电机310、步进电机驱动器320和步进电机控制系统330，步进电机控制系统接收工控机系统发送的进带/退带的行程参数，通过步进电机驱动器驱动步进电机带动待测同步带执行进带/退带动作。

测量电机及电机行程测量系统40，用于带动待测同步带运转及测量变频电机的行程，测量电机及电机行程测量系统40包括变频器410、变频电机420、行程传感器430、电机行程测量系统440、通信接口一450和通信接口二460，工控机系统通过通信接口一向微控制器发送变频电机要运行的行程，同时工控机系统通过通信接口二向变频器发送启动变频电机运转及要求变频电机转速的控制指令，变频电机根据控制指令带动待测同步带运转。此外，电机行程测量系统440包括微控制器441和信号调理电路442，微控制器通过通信接口一与工控机系统连接，信号调理电路与行程传感器连接。

同步带中心距测量系统50，用于测量待测同步带的中心距，同步带中心距测量系统50包括光栅尺控制卡510和光栅尺传感器520，光栅尺控制卡接收工控机系统发送的采集待测同步带中心距的指令，并启动光栅尺传感器进行测量。

本实施例还提供了一种基于对同步带节线长进行测量系统的测量方法，其包括以下步骤：

(1)参数设定，通过显示器组件和键盘组件输入变频电机的转速和转向、待测同步带进带距离和退带距离；

(2)I/O控制系统接收到启动测量信号后，工控机根据设定的进带距离通过步进电机驱动器驱动步进电机带动待测同步带执行进带动作，并计算进带行程，当进带行程与设定的进带距离一致时，停止进带；

(3)工控机通过通信接口一向微控制器发送变频电机要运行的行程，同时通过通信接口二向变频器发送变频电机的转向和转速指令，并通过行程传感器检测变频电机的行程；

(4)工控机向光栅尺控制卡发送开始采集待测同步带中心距的指令，并启动光栅尺传感器进行测量；

(5)当变频电机运行的行程与设定的行程一致时，停止采集光栅尺测量数据及变频电机的运行；

(6)I/O控制系统接收到停止测量信号后，工控机根据设定的退带距离通过步进电机驱动器驱动步进电机带动待测同步带执行退带动作，并计算退带行程，当退带行程与设定的退带距离一致时，停止退带，完成本次测量；

(7)工控机对采集到的测量数据进行处理，并将处理结果在显示器组件上显示。

具体的，步骤(7)中的关于同步带节线长的计算公式为：

L

其中，L

本实施例方案可用于检测汽车同步带的节线长，根据同步带节线长同步改进模具以及生产工艺，为汽车同步带的质量控制起到极大地促进作用，同时也为汽车同步带生产厂家及用户提供了精确的、完善的同步带节线长检测系统。

本发明采用光栅尺传感器作为汽车同步带的测长传感器，测量汽车同步带节线长，测长分辨率达±5μm，变频电机转速100～1400rpm可调，同步带节线长测量范围达到300～4000mm，同步带带长测量精度达到±0.01mm；并且采用工控机运行专用工控软件，能实时地显示测量数据、快速发送控制命令，并可实现测量数据的存储、打印汇总结果。并且该系统具有存储数据量大、数据可回溯的优点。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。