浅析KM06A峰值测试仪表在机械装配行业的应用

　　现代制造业要求生产过程中的每个环节力求工作在最佳状态, 从而延长机器设备的使用寿命。这就要求能精确快速测量机器设备的工作状况, 通过反复试验和数据分析, 确定最佳参数, 达到实时精确控制系统的每部分的目的。特别是机械装配行业如汽车零部件产业, 需要控制轴与轴承或轴与轴套之间的配合程度, 获得最佳的配合( 通常在某一个范围内) , 这样才具有极佳的运行状态, 即噪声低、运转平稳、延长使用寿命等。

　　本文下面介绍的是一个具体应用实例。

　　系统配置图如下:

　　传感器实际安装位置:

　　该系统采用 KM06A 峰值测试仪表, ZSC- 5t 称重传感器, 实际测试精度 5%。系统的工作过程如下: 将工件放置正确位置, 然后按启动按钮, 液压系统将压力经传感器施加于工件, 将工件( 本例是轴与锥齿轮) 装配在一起。在轴完全压入齿轮孔的瞬间,系统测量出瞬时压力值, 根据此测量值判断配合是否在要求范围内, 若超过最大值( 配合过紧) 或低于最小值( 配合过松) , 系统会发出声光报警, 则判断工件不合格。KM06A 峰 值 测 试 仪 表 的 ADC 采 样 速 度 为960Hz, 为达到快速取样, 采用美国 ATMEL 公司生产的 RISC 结构单片机 ATMEGA32, 单片机具有常用的串行通讯接口, 如 UART、I2C 与 SPI 等, 利用硬件 SPI 串行接口及中断技术读取 ADC 数据, 采用11.0592M晶震, 读一次 ADC 结果仅需要 38 微秒。每个中断包括数模转换运算时间在内, 总计用时大约 90 微秒, 单片机 10%的时间处理中断, 还有 90%的时间足够处理其它任务。

　　该仪表配置 12 位的模拟量输出接口, 其目的主要是监控测试数据是否真实有效, 下面是用示波器测量模拟量输出波形:

　　上图中, A 点表示轴与齿轮开始压入, B 点表示工件完全压入, C 点表示工件与传感器脱离。B 点就是需要测量监控的关键点, 该值直接反映了工件的配合程度, B 点抓取是通过一固定位置的接近开关检测, 当工件压入行程至 B 点时, 接近开关将信号反馈至 KM06A 仪表产生中断, 仪表将当前瞬间值显示出来并进行是否合格判断。设备调试时, 使用双通道示波器, A 通道测量模拟量输出, B 通道测量接近开关的电平变化, 垂直移动接近开关位置, 使捕捉点处于 B 点附近, 由上面的波形可以清楚看到,当抓取时间比 B 点延迟, 误差比较大, 所以一般将抓取时间略微提前, 为防止因抓取到 B 点后面而产生比较大的误差。

　　该系统的测量范围为 0~50kN, 对应模拟量输出0~4.095V。下面是一组实测数据, 误差基本在 5%以内:

　　结论: 采用该系统改造传统设备, 获得了预期的良好效果, 解决了生产过程中有关产品质量控制的实际问题, 一年多来用户对此反应良好。