数字式线性致动器转子通量密度扫描方法和工具技术

一种测量通量密度和跳动以容纳不同直径的转子、评估磁体材料的固有特性和磁化过程的方法。圆跳动测量能力还被用于评估轴承轴颈“椭圆度”。所述方法包括使用扫描工具，或DLA转子通量密度扫描夹具，其评估与表面跳动组合的电磁场强度（高斯）并以可缩放的图示格式呈现数据。所述扫描工具包括探头，所述探头测量磁场强度和磁体的周界的圆跳动。同时，非接触测量传感器被用于测量转子表面的精细变化。由此产生的正弦波高斯数据和表面尺寸数据被操纵成可缩放的“雷达”标图。所述雷达标图使磁极场强度和表面圆跳动变化与标示位置相关联。

Digital linear actuator rotor flux density scanning method and tool

A method of measuring flux density and beating to accommodate rotors of different diameters and to evaluate the inherent characteristics and magnetization processes of magnetic materials. The round runout measuring ability is also used to evaluate the ellipticity of the Journal bearings\. The method includes using a scanning tool, or DLA rotor flux density scanning fixture, to evaluate electromagnetic field strength (Gauss) in combination with a surface bounce, and to render data in a scalable graphical format. The scanning tool includes a probe that measures the magnetic field strength and the cylindrical runout of the perimeter of the magnet. At the same time, non-contact measuring sensors are used to measure fine changes in the rotor surface. The resulting Gauss sine wave data and surface size data can be manipulated to zoom the radar plotting. The magnetic field intensity and the radar plotting surface runout changes associated with marked position.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】数字式线性致动器转子通量密度扫描方法和工具
本专利技术总体涉及永磁步进电动机和数字式线性致动器，更特别地，涉及在开发期间在步进电动机和数字式线性致动器中使用的圆柱形磁体的轴向磁化的校准。
技术介绍
数字式线性致动器（DLA）和步进电动机典型地以磁性圆柱的形式引入转子。在校准转子期间，通量密度被测量（以高斯为单位），以确定转子的容量。用于确定通量密度的典型方法涉及在旋入族转子所需的产生电压夹具设备中以预定的高速度（比如1800rpm）旋转转子。单独的工具对其他类型的转子来说是所需的。这些只适用于测量在生产过程期间的通量密度，因为所述夹具不适合配合非生产步进电动机转子，或具有所附接的轴承的转子。另一种诊断方法涉及以高速度（比如1800rpm）旋转转子组件，并同时被组装在DLA内。这种方法是一种侵入式测试方法并使DLA的功能退化。开发从电动机产生的电压所需的旋转速度足以预测内部轴承或润滑剂的退化。螺纹轴适配器的插入可能会损坏内部丝杠螺纹。以毫特斯拉（mT）为单位的通量密度被标绘成如图1中所示的正弦波。尽管图1中所示的标图示出了不同的通量密度测量值，但是图1中的标图难以解释，并且不提供通量密度和转子的尺寸的变化之间的相关性。因此，在开发阶段期间存在对测量用于DLA或步进电动机的转子的通量密度的方法的需求，所述方法不仅测量通量密度，而且还能够测量转子的表面不规则。
技术实现思路
本专利技术是一种用于测量被用作数字式线性致动器（DLA）的部分的转子的通量密度和跳动的方法。根据本专利技术的测量通量密度和跳动的方法具有灵活性以容纳不同直径的转子，评估磁体材料的固有特性和磁化过程。圆跳动测量能力还被用于评估轴承轴颈“椭圆度”。所述方法包括使用扫描工具，或DLA转子通量密度扫描夹具，其评估与表面跳动组合的电磁场强度（高斯）并以可缩放的图示格式呈现数据。圆柱形转子磁体固定在扫描工具中，并且扫描工具同时测量磁体的周界或外部表面的磁场强度和圆跳动。在这个实施例中，扫描工具包括夹具，比如合适尺寸的锥形压配心轴，并且转子被安装在心轴中。心轴是非侵入性的并且不会损坏转子的内部特征。旋转编码器提供对所有测量值的标量引用。磁场强度（高斯）在与转子的外部表面相隔一定距离（被定义为径向“空气间隙”）上被测量。同时，激光被用于测量转子表面精细的变化。由此产生的正弦波高斯数据和表面径向尺寸数据被操纵成可缩放的“雷达”标图。所述雷达标图使磁极场强度和表面圆跳动变化与标示位置相关联。两个平面位置被评估以将典型地在罐层叠步进电动机中找到的前线圈和后线圈相关联。DLA转子通量密度扫描夹具是可适应的并容纳等同尺寸的DLA转子以达到基准测试目的。DLA转子通量密度扫描夹具可以结合转子磁性特性和跳动特性来确定轴承轴颈表面跳动或“椭圆度”。在一个实施例中，本专利技术是一种用于测量表面的磁通量和跳动的方法，包括步骤：设置数字式线性致动器（DLA）；以及设置转子，所述转子是所述DLA的部分。所述方法还包括：设置连接至所述转子并外接所述转子的磁体，所述磁体具有外部表面；设置非接触测量传感器以测量在磁体的外部表面上的跳动；以及设置高斯探头以测量磁体的外部表面上的磁体通量密度。跳动和磁体通量密度被同时测量，并被标绘在标图或图表上以使跳动和磁体通量密度的测量值相关联。设置了一种工具，比如扫描工具，以测量磁通量和跳动，高斯探头和非接触测量传感器是所述工具的部分。所述工具包括：标示旋转头；连接至所述标示旋转头并由所述标示旋转头驱动的轴；以及连接至所述轴的夹具。同样连接至所述标示旋转头的是用于测量所述轴的旋转位置的角编码器。转子被安装在夹具中，并且标示旋转头被旋转以使得旋转力通过轴和夹具传递，从而使转子在夹具中旋转。当转子被旋转时，转子的通量密度使用高斯探头来测量，转子的跳动使用非接触测量传感器来测量，并且轴的总旋转量由角编码器来测量。在磁体上的两个位置中测量跳动。更具体地，在第一截面和第二截面上测量跳动。第一截面是外部表面上的第一中心正中平分平面，并位于磁体的端部附近。第二截面是外部表面上的第二中心正中平分平面，但位于磁体的与第一截面相反的端部附近。在一个实施例中，标图是具有第一通量密度标图和第一跳动标图的雷达标图，所述第一通量密度标图指示从第一截面测量的磁通量密度，所述第一跳动标图指示从第一截面测量的跳动。所述标图还包括第二通量密度标图和第二跳动标图，所述第二通量密度标图指示从第二截面测量的磁通量密度，所述第二跳动标图指示从第二截面测量的跳动。第一跳动标图和第二跳动标图与第一通量密度标图和第二通量密度标图一起标绘出，以使得在跳动测量值和通量密度测量值的变化之间形成相关性。所述雷达标图包括多个瓣，所述多个瓣的每一个包括第一通量密度标图的一部分和第二通量密度标图的一部分。所述多个瓣的一部分表示一个或多个北极，所述多个瓣的另一部分表示一个或多个南极。第一跳动标图和第二跳动标图被标绘在雷达标图上以提供在所述一个或多个北极以及所述一个或多个南极的通量密度与跳动之间的相关性。本专利技术的适用性的另外的领域将从在下文中提供的详细描述中变得显而易见。应该理解，详细描述和特定示例尽管指示了本专利技术的优选实施例，但意图是仅出于说明目的且不意图限制本专利技术的范围。附图说明本专利技术将从详细描述和附图中变得更加全面地理解，在附图中：图1是根据现有技术的具有转子的通量密度测量值的标图；图2A是根据本专利技术的具有包括磁体的转子的数字式线性致动器的截面侧视图，并且磁体的通量密度和跳动被测量；图2B是根据本专利技术的具有磁体的转子的透视图，并且磁体的通量密度和跳动被测量；图3A是根据本专利技术的具有包括磁体的转子的数字式线性致动器的一部分的局部截面视图，并且磁体的通量密度和跳动被测量；图3B是根据本专利技术的磁体的径向表面和第一定子组件和第二定子组件的部分的象形图，其中磁体的通量密度和跳动被集中测量；图4是根据本专利技术的具有通量密度测量值和跳动测量值的标图；图5是根据本专利技术的具有通量密度测量值和跳动测量值的雷达标图；并且图6是根据本专利技术的用于测量转子的通量密度和跳动的工具的透视图。具体实施方式优选实施例的以下描述本质上仅是示例性的，且绝不意图限制本专利技术及其应用或用途。总体参照图2A-6，并具体参照图2A-3B，引入本专利技术的方法的数字式线性致动器（DLA）总体用10示出。DLA10包括连接至连接器14的外壳12。连接器14包括凹槽16，所述凹槽16具有用于提供外壳12和连接器14之间的密封连接的O型环18。连接器14还包括连接至一组线22的一组端子20。线22的至少一根与第一线圈24电气连通，线22的至少另一根与第二线圈26电气连通。第一线圈24位于第一定子组件28中，而第二线圈26位于第二定子组件30中。连接至第一定子组件28的是内部外壳32，并且所述内部外壳32部分地围绕转子（总体用36示出）的第一端部（总体用34示出）。第一端部34还具有由轴承40支撑的轴承表面38。还具有连接至内部外壳32的轴承定位器42，如图2A中最清楚看到的，所述轴承定位器42还用于正确地定位所述轴承40。来自DLA10的转子36是磁性圆柱体。更具体地，转子36还包括被安装在转子36的本体部分46上的圆柱形磁体44。本体部分46还包括两个凸缘48，50。磁体44本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量表面的磁通量和跳动的方法，包括步骤：设置数字式线性致动器（DLA）；设置转子，所述转子是所述DLA的部分；设置连接至所述转子并外接所述转子的磁体，所述磁体具有外部表面；设置具有磁体的磁体通量密度和磁体的跳动的标图；同时测量转子的跳动和磁体通量密度；以及在标图上一起标绘跳动和磁体通量密度以使跳动和磁体通量密度的测量值相关联。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.22 US 61/579，211;2012.12.11 US 13/710，5601.一种用于测量表面的磁通量和跳动的方法，包括步骤：设置数字式线性致动器（DLA）；设置转子，所述转子是所述DLA的部分；设置连接至所述转子并外接所述转子的磁体，所述磁体具有外部表面；设置具有磁体的磁体通量密度和磁体的跳动的标图；同时测量转子的跳动和磁体通量密度；以及在标图上一起标绘跳动和磁体通量密度以使跳动和磁体通量密度的测量值相关联。2.如权利要求1所述的用于测量表面的磁通量和跳动的方法，还包括步骤：设置外部表面的第一截面；设置外部表面的第二截面；设置非接触测量传感器以测量在磁体的外部表面的第一截面上的跳动，并测量在磁体的外部表面的第二截面上的跳动；设置高斯探头以用于测量接近磁体的外部表面的第一截面产生的磁体通量密度，并用于测量在磁体的外部表面的第二截面中产生的磁体通量密度；使用所述高斯探头来测量第一截面中和第二截面中的磁体通量密度；使用所述非接触测量传感器来测量第一截面中和第二截面中的跳动；在标图上标绘在第一截面中和在第二截面中测量的磁体通量密度；以及在标图上标绘在第一截面中和在第二截面中测量的跳动。3.如权利要求2所述的用于测量表面的磁通量和跳动的方法，还包括：将第一截面设置成位于磁体的外部表面上的第一中心正中平分平面；将第二截面设置成位于磁体的外部表面上的第二中心正中平分平面，以使得第二截面不同于第一截面；测量第一截面和第二截面中的磁体通量密度；以及测量第一截面和第二截面中的跳动。4.如权利要求1所述的用于测量表面的磁通量和跳动的方法，还包括将标图设置成雷达标图的步骤。5.如权利要求4所述的用于测量表面的磁通量和跳动的方法，还包括步骤：设置多个瓣以便被形成为所述雷达标图的部分，所述多个瓣的每一个包括第一通量密度标图的一部分和第二通量密度标图的一部分，所述第一通量密度标图指示从第一截面测量的磁通量密度，所述第二通量密度标图指示从第二截面测量的磁通量密度；以及设置所述多个瓣的一部分表示一个或多个北极，并且设置多个瓣的一部分表示一个或多个南极。6.如权利要求2所述的用于测量表面的磁通量和跳动的方法，还包括步骤：设置第一通量密度标图，指示从第一截面测量的磁通量密度；设置第一跳动标图，指示从第一截面测量的跳动；设置第二通量密度标图，指示从第二截面测量的磁通量密度；设置第二跳动标图，指示从第二截面测量的跳动；以及标绘第一通量密度标图、第二通量密度标图、第一跳动标图和第二跳动标图，以使得在磁体的通量密度和磁体的跳动之间形成相关性。7.如权利要求1所述的用于测量表面的磁通量和跳动的方法，还包括设置用于测量磁通量和跳动的工具的步骤，高斯探头和非接触测量传感器是所述工具的部分。8.如权利要求7所述的用于测量表面的磁通量和跳动的方法，还包括步骤：设置标示旋转头，所述标示旋转头是所述工具的部分；设置连接至所述标示旋转头的角编码器；设置连接至所述标示旋转头的轴；设置连接至所述轴的夹具；将转子安装在夹具中；旋转标示旋转头以使得旋转力通过角编码器传递，旋转所述轴、所述夹具和所述转子；利用角编码器来测量轴的角位置；随着转子在夹具中旋转，使用高斯探头来测量转子的通量密度；以及随着转子在夹具中旋转，使用非接触测量传感器来测量跳动。9.一种用于测量表面的磁通量和跳动的方法，包括步骤：设置数字式线性致动器（DLA）；设置转子，所述转子是所述DLA的部分；设置连接至所述转子并外接所述转子的磁体，所述磁体具有外部表面；设置非接触测量传感器以测量在磁体的外部表面上的跳动；设置高斯探头以测量在磁体的外部表面上的磁体通量密度；同时测量跳...

【专利技术属性】
技术研发人员：CA威尔顿，R拉索卡斯，
申请(专利权)人：大陆汽车系统公司，
类型：发明
国别省市：美国,US