[发明专利]用于确定环形产品的总节距偏差的装置和方法

说明书

一种总节距偏差测量装置，被构造为确定至少具有磁性环的环形产品的总节距偏差并包括：框架；托盘传送器，固定到框架并被设计为支撑环形产品；主轴单元，安装为能够沿着竖直轴线相对于框架平移，主轴单元至少包括主轴、可旋转驱动主轴的马达及刚性连接到主轴的编码器；主轴包括具有被构造为装配在环形产品的孔中的锥形形状的自由下端；传感器，固定到框架并被构造为测量磁性环的位置处的磁场信号并将测量到的信号传输到电子控制单元以确定环形产品的总节距偏差；提升单元，被构造为在磁场测量步骤之前使环形产品在主轴上沿着竖直轴线向上运动；以及机械系统，被构造为提供所需的装配载荷，以在磁场测量步骤之前保证环形产品在主轴上的位置。

技术领域

本发明涉及一种用于测量转子定位轴承单元的磁性环(/磁环)(magnetic ring)的总节距偏差的装置(total pitch deviation)和方法。

背景技术

如今，转子定位轴承单元通常用于广泛的技术领域，例如汽车工业(机动车工业)。这些单元提供高质量信号，同时允许集成在紧凑的设备中。

这种转子定位轴承单元通常包括轴承、磁性环，并且与面对脉冲环的检测部件组合。脉冲环设置有固定到轴承的内圈的靶保持件，并且设置有固定到靶保持件且超出轴承的外圈的磁性靶。

磁性靶包括交替的北极和南极，其数量取决于轴承尺寸、检测精度和特定应用以及转子的北极和南极的数量。检测部件可以固定到轴承的外圈或固定的壳体。

磁性靶附接到靶保持件的外管状部分。靶保持件还设置有内管状部分，该内管状部分固定到形成在内圈的孔中的槽中。

为了表征磁性环，可以使用总节距偏差(total pitch deviation)，称为TPD。这通过测量每个环的极的单个节距偏差来评估磁性环位置的累积误差。

确定具有磁极的磁性环的TPD类似于确定如在ABS应用中所见的齿轮或机械编码器的TPD。

间隔被定义为相同极性的两个最近极之间的角距离(angular distance)。计算TPD的一般方法由以下等式描述：

可以基于以下公式计算间隔i的单个节距偏差误差SPD：

其中，P_Theoretical为关于间隔的角信号的理论周期；P_real(i)为关于间隔i的角信号的实际周期。

应当注意，实际周期P_real(i)是在相同符号的极之间(即，在北极之间或在南极之间)确定的。类似地，实际周期P_real(i)是在相同种类的信号边缘(signal edge)之间(即，在上升边缘之间或在下降边缘之间)确定的。

可以基于以下公式计算间隔i的总节距偏差误差或累积节距偏差误差(cumulative pitch deviation error)TPD(i)：

可以基于以下公式计算单个机械转圈(a mechanical turn)上的总节距偏差误差TPD：

其中，Nbpp为在单个机械转圈中的间隔数。

已知的TPD测量装置通常包括由昂贵的心轴(mandrel)制成的产品保持件，该心轴在TPD测量期间不能提供可靠的定位。

此外，已知的TPD测量装置需要人为干预，这涉及定位误差。

需要提供一种改进的TPD测量装置，其在TPD测量期间减少产品相对于参考表面的跳动(runout)并因此减少转子定位轴承单元相对于参考表面的错误定位。

此外，需要减少对TPD测量装置的人为干预，以提供产品的可靠定位。