汽车轮胎均衡性能测试系统的设计与实现

摘要

汽车工业现已成为我国国民经济的支柱产业，轮胎是汽车的重要组成部件，是橡胶工业中最重要的产品。轮胎就是安全，它关系着汽车时代每个人的生命安全。子午线轮胎以其使用寿命长、附着性能好、节省燃料、承载能力大、乘座舒适等优点而广为人们所接受，这对轮胎的质量特别是均匀性提出了更高的要求。因此轮胎对汽车性能具有十分重要的影响。 均衡试验机是一种用来测试轮胎均衡性能的专用测试设备，系测量、检验、判定与汽车的乘坐感觉（振动）驾驶性及安全性有着密切关系的轮胎质量指标。经测试和检验后所得到的各种均衡性能参数, 是判别轮胎质量等级的重要标准。 初期生产的试验机还是使用纯模拟计算机技术来完成各项测试任务的，易引起信号通讯的阻塞、参数的漂移不稳定等故障，严重影响了测试系统的精确度和重现性。随着大规模集成电路和数字计算机技术的发展,当今先进的均衡试验机已采用了可编程控制器和专用数字、模拟混合的计算机技术。正是由于当今先进的加工制造技术和数字计算机技术的应用，使均衡试验机的性能指标也得到了明显的提高。 本文阐述了经过自主研制的轮胎均衡机的自动控制系统的工作原理和结构，选用西门子公司的可编程控制器和台湾研华公司的工业控制计算机作为控制核心系统，分析了两大主要部件的性能特点。按照均衡机测量系统的功能要求，给出了软件设计和实现的方案除了进行力学方面的测量以外，并增加和完善了机器的一些在线功能,配备上如外径偏差测量、自动打标分级等，使系统的工作效率进一步提高。在测试系统中，选用了进口压力传感器和国产的高速多功能数据采集板HY-8021及数字输入输出隔离板HY-6120，分析了数据采集和处理装置的性能特点和技术参数，并给出了每个接口设计的定义。实践证明，上述的方案的实施是行之有效的。 均衡试验机在成品胎检测设备中占有举足轻重的地位，也是当今轮胎工业中的发展之重点。本方案设计思路新颖、操作流程及界面简单合理，特别是选用了传统的高级编程软件和国产的数据采集卡，成本大大降低，机器运行的可靠性大大提高了，成功地解决了测试精度等技术难点，为轮胎的成品检测创造了条件，也为今后我国能研制和开发出自主的品牌打下一些基础。