专利名称：自行车齿盘的电脑辅助偏摆检测装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种自行车齿盘的电脑辅助偏摆检测装置。
齿盘(Chainwheels)是指装设在自行车架的五通管(Bottombrac-ket)上，用以驱动链条，带动装设在车架后方的飞轮(Freewheels)齿盘以及具有类似构造而有其它用途的部件。该齿盘是以中心孔(通常为方形孔)紧密套合在五通管内装设的转轴(B-Baxle)的一端，当车架焊接成型时，该五通管轴心系与后轮轴平行，齿盘装设在转轴上时必须具有良好垂直度及平行度以避免偏摆，才能使齿轮的齿面能准确地与各节链条啮合，因此自行车齿盘在制造过程中必须作偏摆校正。
如
图1所示，为一传统自行车齿盘校正机台，其中包括在机台上固设的二机座11、12，其中机座11上方水平向设有一顶心13，该顶心可通过一把手14的摇动而转动，该机座12上水平向设有一顶压轴16，该顶压轴通过一手动气压阀17的作用而可往复移动。检测齿盘时，先将气压阀17关断，使顶压轴16后退，将齿盘W以中心孔套入于顶心13，再接通气压阀17使顶压轴16前进(左移)顶压在齿盘W中心孔的另一侧，然后转动把手14，通过目视观测齿盘的偏摆情形，并以橡皮槌敲击齿盘的偏摆处以进行校正。当目测校正完成后，关断气压阀17使顶压轴16后退，即可取下齿盘。这种传统的齿盘校正装置存在以下缺点1.人眼目测判定齿盘偏摆量，其标准不一致。
2.人眼长时间进行目测容易疲劳，因而同一人在不同时间判定偏摆的标准也有不同。
3.操作员可能为了增加工作量而降低检查标准或以不合格件充数的情形。
4.通过目测和手工敲击校正齿盘的方式需要具有相当经验的技工，因而成本高。
本发明的主要目的，在于提供一种自行车齿盘的电脑辅助偏摆检测装置，它可以解决上述已知的齿盘校正方式的缺点，使偏摆检测有固定标准，使齿盘成品的质量标准统一，每一件被检验的齿盘须校正至合格后才完成检测工序，从而允许其从检测装置上卸下并将其计入合格品，以确保百分之百的成品质量。
本发明的另一个目的，在于提供一种自行车齿盘的电脑辅助偏摆检测装置，它可自动统计合格与不合格件数，作为改进生产的依据，并可统计上、卸件时间及工作效率，以作为操作工人的管理考核依据。
本发明的基本技术方案是基于在齿盘校正机台的一个机座上设有一激光探头，以及在该机台上设置的转轴的一侧设有一角度计;该激光探头与该角度计检取的信号连接至一控制盒，该控制盒内设有一激光探头信号放大器及用以驱动气压阀的电磁阀，该控制盒的控制线路通过一中继箱而连接到一电脑控制单元，该电脑控制单元包含一台个人电脑，此外还包括一模/数转换器，用以接收激光探信号并转换成数字信号;以及一计数器，用于接收该角度计输出的信号。模/数转换器和计数器的输出信号则输入到个人电脑，该二输入信号经该个人电脑44的内部程序的比较判断，一方面可在判定偏摆合格时输出信号，该信号送至控制盒，经控制盒内的继电器而驱动电磁阀，使气压源导通，以便控制驱动气压阀动作，从而允许卸下受检测的工件，另一方面则可统计输入信号值及动作次数(合格与不合格数)，以提供生产过程的客观数据资料。
因此，为了实现前面所述的本发明目的，本发明具体体现为
一种自行车齿盘的电脑辅助偏摆检测装置，包括齿盘校正机台、激光探头、角度计、电磁阀、激光探头信号放大器、固态继电器、指示灯、模/数转换器、计数器、输入/输出板和个人电脑，所述齿盘校正台包括二个机座、顶心、把手、手动气压阀;其特征在于，所述激光探头装设在所述二个机座之一上的可对准待测齿盘的位置，所述角度计装设在所述二个机座中相应的一个之上的可测量待检测的齿盘的位置;
所述固态继电器、电磁阀以及指示灯三者之间互相连接，并且与所述放大器一起共同装置成为一个控制盒，所述放大器的输入端与所述激光器探头的信号输出端相连，所述电磁阀与所述手动气压阀以及一个外接气源分别相连;
所述模/数转换器、计数器和输入/输出板分别与所述个人电脑相连接后，四者共同装置成为一个电脑控制单元，其中所述模/数转换器的输入端与所述放大器的输出端相连，所述计数器的输入端与所述角度计的信号输出端相连，所述输入/输出板的输出端与所述固态继电器的控制输入端相连。
有关本发明的详细构造、功用与特点，可由以下实施例并配合附图的详细说明而得到充分了解。
图1为一种传统的自行车齿盘校正机台示意图。
图2为本发明的一个实施例自行车齿盘的电脑辅助偏摆检测装置的系统组成示意图。
图3为本发明的一个实施例齿盘检测动作流程图。
图4是作为本发明的一个实施例的、用于控制五台校正机台的系统方框图。
图5是用于本发明装置的中继箱的结构示意图。
图1的先有技术装置已在前面叙述。以下就本发明的各实施例详加说明。
如图2所示，本自行车齿盘的电脑辅助偏摆检测装置大体上可由一齿盘校正机台10、一控制盒20及一电脑控制单元40这三大部分组成。
该齿盘校正机台10具有二机座11和12、一转轴13、一把手14、一顶压轴16及一手动气压阀17，该顶心13与顶在轴16相配合，可将待测齿盘W夹紧固定在机台上。以上与前面图1所述的传统的校正机台相同，所不同之处在于该机座11上方固设有一激光探头18，该探头对准齿盘W的周缘;以及该机座11的一侧设有一角度计19，该角度计19用以感测把手14及与顶心13相连的转轴的转动角度(圈数)，该激光探头18系以三角测距法测出齿盘周缘上一点的距离，当齿盘转动时则可配合角度计19而测知其周缘上各点的偏摆量。
该控制盒20包括一激光探头信号放大器21，用以将激光探头所检测到的信号加以放大;一固态继电器(SolidStateRelay，即S.S.R.)22，用以将电脑控制单元40所输出的信号加以放大，以便驱动一电磁阀23(并且同时点亮指示灯24)，使气压源25导通，从而控制气压阀关断，以便卸下齿盘。
该电脑控制单元40包括一个人电脑(即微型计算机)44;一模/数(A/D)转换器41，用以将激光探头取得的模拟信号转换为数字信号(以下简称为AD值)，然后输入电脑内由其中的数据处理单元读取;一计数器42，用以读取角度计19的输出信号以便计算把手14转动的圈数(2-3圈)及角度;一输入/输出板43，用以输出由个人电脑发出的输出信号以控制该继电器22的动作。
在本发明中，所述激光探头18用以配合探头放大器21使用，实现偏摆量的检出，本系统目前使用KEYENCE中LC-2100的型放大器及LC-2210型的探头。其他厂牌的激光探头亦可使用，只要符合下列规格测头部分
量测范围大于±3mm操作距离大于30mm光点直径70～230μm线性度±0.1%以下取样速率40KHz反应速率16KHz放大器部分输出±3V/±3mmNPNopencolleotor，100mAMax.
角度计19用以读取转动圈数，其规格只要是A、B相方波输出，TTL输出，360P/r即可。
控制盒20为一箱体，内装有虚线框内所示的元件21、22、23和24。
其中探头放大器21为LC-2100型放大器，固态继电器22为一个适宜的已知固态继电器(其线圈端为3～24VDC，其负载端为110V～250VAC.)，用以控制电磁阀23及灯号24的动作。
A/D转换器41为任意厂牌的A/D转换器，其规格为12位(比特)，取样速率10KHz。计数器42为一种适宜的已知计数器，可对相差90°的A、B相方波计数。输入/输出板43为任意厂牌的输入/输出板。个人电脑44为一种适宜的已知个人电脑。
此外，气动阀17、气源25和电磁阀23都分别是任何一种适宜的已知装置。其中，动气阀17属于机台部分，可手动而控制顶压轴16的进退，以控制上下工件，本申请则使用电磁阀23控制之，实现上下工件自动控制。
上述自行车齿盘的电脑辅助偏摆检测装置的操作使用情形说明如下如图2、3所示，开始操作时，激光探头18判断工件(即齿盘)是否已上件并装妥，并随时读取探头值。当齿盘装妥后，转动手把14，则角度计亦转动而由计数器42可得知齿盘的转动量，当转动圈数超过设定圈数(2-3圈)才作偏摆量计算，此时由A/D转换器41读入的AD值已有数百点(可设定)，依各点的值可判定齿盘的偏摆量，并显示于显示屏上。
若偏摆量大于容许的误差值(设定值)，则电磁阀关闭，不允许卸下工件，操作人员必须用橡皮槌进行校正操作，直到检测到的偏摆量小于容许的误差值时才可接通电磁阀，允许取下该齿盘。
在图3中，作为本发明的电脑辅助偏摆检测装置的齿盘检测动作的一个实施例流程具体如下1.读取探头值(经过模/数转换)，用以判定校正台上顶心13(图二)与顶压轴16之间是否已有工件上件。
2.将工件W置于顶心13与顶压轴16之间，并开手动氧压阀17。
3.由探头读值判知工件已在校正台上，此刻将绿灯熄掉，电磁阀23切断，使得气动阀无法由手动而动作，因而工件在被检测为合格之前不可下件。
4.经由计数器42读取角度计19的输出并检查把手14是否已开始转动，若开始转动，就要开始读取探头值进行检测。
5.把手已经转动，此时判定转动是否已超过设定圈数，例如，设定齿盘转动两圈，则到达两圈时，电脑控制单元将按此两圈内所读到的探头资料计算偏摆值，并且输出。
6.若未超过设定圈数，则将目前探头值与最大、最小值比较如果测头值＞最大值，则最大值＝探头值;
如果测头值＜最小值，则最小值＝探头值。
7.若把手未转动，或已检测完毕，则设定起始值，预备下一次的检测。最大值＝0，最小值＝0。
8.转动已达到设定的转数，则总偏摆量＝最大值-最小值。
9.比较所得的总偏摆值是否小于预先设定的容许偏摆值。总偏摆值小于容许偏摆值。表示合格。
10.绿灯亮，电磁阀打开，此时手动气压阀可动作，允许取下工件。
11.可开动手动气压阀17，从而取下工件。
12.总偏摆值大于容许偏摆值，工件不合格，工人需用橡皮锤敲击校正。
如图4所示，本发明可经由电脑控制单元40及中继箱30而同时控制五台校正机台10A、10B、10C、10D、10E，亦即以一台电脑控制五台校正装置，并统计、分析和比较其检测结果。图4中，20A、20B、20C、20D和20E分别是与10A-10E对应的控制盒。
由于使用者有通过一台电脑来控制5台校正台的需求，故需有一个中继箱30将5台校正的信号加以综合，然后转而经过一条隔离线连到电脑控制单元。在此，各控制盒20A-20E分别经过9针(9pin)信号线而接至中继箱30，中继箱30则经过一条37针的信号线(即隔离线)而接至电脑控制单元40。
中继箱的结构如图5所示意该中继箱包括用于与5台齿轮校正机台的相应5个控制盒分别相联接的5个输入端，以及用于与电脑控制单元相联接的输出端。在该中继箱中，由相应的多芯导线将各输入端与该输出端相联接，在输出端处，电源线和地线可合并公用，而来自各校正机台的各组信号线则保持独立输出。
其中37针输出端子的接脚配置如下探头信号1.AD124.DIO62.AD225.DIO7
3.AD326.DIO84.AD427.DIO95.AD528.DIO106.AD629.DIO11角度计信号7.XAS30.DIO128.XBS31.DIO139.YAS32、33+5V直流电源10.YBS34、35+12V直流电源11.ZAS36、37GND(接地)12.ZBS13.UAS14.UBS15.VAS16.VBS17.WAS18.WBS19.DIO120.DIO221.DIO322.DIO423.DIO5由此37针再分别配置给5台控制使用，其余部分则预留扩充用。各输入端可采用9针的接线端子，例如通往20A的9针端子其接脚则配置如下1.AD1探头信号
2，3.XAS，XBS角度计信号4.DIO1电磁阀控制信号5.DIO1绿灯控制信号6，7.+5V8，9.GND(接地)其余各台类推。图5中所标示的“9”与“45”分别表示实际上有9条和45条导线。
依据上述说明可知，本发明的自行车齿盘的电脑辅助偏摆检测装置具有以下特点1.辅助检测应用激光三角式探头代替人眼判断，使得检测标准具备统一性和唯一性，且利用A/D转换使得激光探头输出信号显示于屏幕上，从而方便操作者的判断分析及比较。
2.角度判定可设定齿盘转动一圈、二圈或三圈作一次偏摆测定，迅速得知正确偏摆值，不仅校正快而且避免人为疏失。
3.上件、卸件控制通过输入/输出线路43控制电磁阀以及指示灯，只要工件偏摆量超过容许误差值，则电磁阀保持关断，不允许不合格工件卸下，直到待校正工件的偏摆量达到容许误差范围之内时，则电磁阀接通及指示灯(绿灯)点亮，以指示操作者可以卸下工件。
必须说明的是，上述实施例仅用以举例说明本发明，至于应用于自行车齿盘以外的类似工件的偏摆测试实施，仍应属本发明的等效实施方案。本发明自行车齿盘的电脑辅助偏摆检测装置业已制成实物样品，经试用后已肯定具有良好功效，为保障申请人的开发设计权益，现依法提出专利申请。
权利要求
1.一种自行车齿盘的电脑辅助偏摆检测装置，包括齿盘校正机台(10)、激光探头(18)、角度计(19)、电磁阀(23)、激光探头信号放大器(21)、固态继电器(22)、指示灯(24)、模/数转换器(41)、计数器(42)、输入/输出板(43)和个人电脑(44)，所述齿盘校正台(10)包括二个机座(11、12)、顶心(13)、把手(14)、手动气压阀(17)；其特征在于，所述激光探头(18)装设在所述二个机座(11、12)之一上的可对准待测齿盘的位置，所述角度计(19)装设在所述二个机座(11、12)中相应的一个之上的可测量待检测的齿盘的位置；所述固态继电器(22)、电磁阀(23)以及指示灯(24)三者之间互相连接，并且与所述放大器(20)一起共同装置成为一个控制盒(20)，所述放大器(21)的输入端与所述激光探头(18)的信号输出端相连，所述电磁阀(23)与所述手动气压阀(17)以及一个外接气源(25)分别相连；所述模/数转换器(41)、计数器(42)和输入/输出板(43)分别与所述个人电脑(44)相连接后，四者共同装置成为一个电脑控制单元(40)，其中所述模/数转换器(41)的输入端与所述放大器(21)的输出端相连，所述计数器(42)的输入端与所述角度计(19)的信号输出端相连，所述输入/输出板(43)的输出端与所述固态继电器(22)的控制输入端相连。
2.如权利要求1所述的自行车齿盘的电脑辅助偏摆检测装置，其特征，所述装置还包括中继箱(30)，所述中继箱包括与多个所述齿轮校正机台一一相应的多个控制盒相连接的多个输入端，以及与所述电脑控制单元(40)相连的一个输出端;并且在该中继箱内，由多芯导线将各输入端与所述输出端相联接，在输出端处，电源线和地线可合并公用，而来自各校正机台的各组信号线则保持独立输出。
全文摘要
一种自行车齿盘的电脑辅助偏摆检测装置，在齿盘校正机台上设有对准待测工件的激光探头及量测转轴转动角度的角度计；该装置还包括一电脑控制单元及含有一激光探头信号放大器的控制盒，所输出的信号被输入电脑处理从而判定工件的偏摆量，偏摆量小于设定值时，使气压阀受驱动，从而允许卸下合格工件。
文档编号G01M13/02GK1091520SQ9310288
公开日1994年8月31日 申请日期1993年2月27日 优先权日1993年2月27日
发明者郑智傑, 郭子鑫, 温光溥, 林振祥 申请人:创新工业技术移转股份有限公司