轮胎外形轮廓检测方法的研究

论文摘要

近年来,随着高速公路的普及和汽车工业的发展,车速较之以前有了很大的提高,作为汽车的主要组成部件,车速的提高对轮胎的质量提出了更高的要求。当汽车高速行驶时,任何在轮胎的制造过程中形成的很小质量的不均匀和外形轮廓的不规则都会汽车产生很大的影响,影响汽车的乘坐舒适性和操控性,严重时可造成交通事故。所以,近年来各大汽车生产厂商都对配套轮胎提出了检测要求,影响轮胎性能的质量指标有质量均匀性和几何均匀性,反映到检测上为轮胎的动平衡和外形轮廓检测。本文通过对外形轮廓检测方法的研究,提出一种基于激光位移传感器的轮胎外形轮廓检测方法,并详细阐述了检测原理;针对现代工业高精度、高效率的要求,设计了一套自动控制系统,可完成轮胎的自动输送、自动装卡、充气、激光传感器的精确定位、轮胎外形轮廓数据的自动采集、处理、显示等。详细介绍了运动控制系统的组成和下位机多CPU系统中PLC CPU启动运动CPU中SFC程序的两种方法;为满足信号采集系统对脉冲控制的要求,设计了用于脉冲控制的脉冲控制板,并介绍脉冲控制板的原理;对采集数据的处理是由上位机来实现的,对轮胎外形轮廓检测数据的处理要经过信号的滤波处理、凹凸度、跳动度计算和谐波分析等步骤。在信号的滤波处理中,介绍了窗函数滤波器的设计,并设计了低通滤波器实现信号的滤波处理。经过分析后发现,滤波效果较好,能将大部分干扰滤除;凹凸度、跳动度的计算给出了跳动度、凹凸度的定义;最后详细阐述了谐波分析的意义,并给出了基于快速傅里叶变换的谐波分析原理。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 轮胎外形轮廓检测的意义
• 1.3 轮胎动平衡不圆度检测设备发展现状
• 1.4 本课题的研究内容
• 1.5 论文结构
• 第二章 形位误差检测的发展与现状
• 2.1 国内外形位误差检测的发展
• 2.2 圆度误差测量方法
• 2.2.1 两点法和三点法测量
• 2.2.2 坐标测量法
• 2.2.3 半径检测方法
• 2.2.4 影像检测方法
• 2.2.5 激光衍射测量方法
• 2.2.6 结构光法
• 2.2.7 飞行时间法
• 2.2.8 相位测量法
• 2.2.9 干涉测量法
• 2.3 本章小结
• 第三章 轮胎动平衡不圆度试验机简介
• 3.1 设备工艺流程简介
• 3.1.1 爬坡工位
• 3.1.2 称重和尺寸测量工位
• 3.1.3 润滑工位
• 3.1.4 动平衡不圆度测试工位
• 3.1.5 打标工位
• 3.1.6 分级输出工位
• 3.2 气动系统
• 3.3 测控系统
• 3.3.1 硬件组成
• 3.3.2 软件组成
• 3.4 技术参数
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于激光位移传感器的轮胎外形轮廓检测系统
• 4.1 检测原理
• 4.2 检测系统组成
• 4.3 激光传感器的选择
• 4.3.1 激光传感器检测原理
• 4.3.2 激光传感器的性能参数
• 4.3.3 激光传感器的接线
• 4.4 控制系统设计
• 4.4.1 PLC 的选型
• 4.4.2 运动控制系统
• 4.4.3 旋转编码器脉冲控制
• 4.5 检测流程
• 4.6 信号采集流程
• 4.6.1 下位机采集流程图
• 4.6.2 上位机采集流程图
• 4.7 本章小结
• 第五章 检测数据处理
• 5.1 原始数据的滤波处理
• 5.1.1 低通滤波
• 5.2 轮胎表面凹凸度的计算
• 5.3 圆度误差的谐波分析
• 5.3.1 傅里叶分析原理
• 5.3.2 圆度误差谐波分析的意义
• 5.3.3 快速傅里叶变换
• 5.4 本章小结
• 总结与展望
• 总结
• 工作展望
• 参考文献
• 附录
• 附录一 上位机读数据采集程序
• 附录二 低通滤波程序
• 致谢
• 发表论文情况说明