Измерительное устройство к балансировочному станку

 

ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО К БАЛАНСИРОВОЧНОМУ СТАНКУ, содержащее датчик дисбаланса и подключенные к нему две электрические цепи, каж-. дал из которых выполнена в виде соединенных последовательно фазового детектора, запоминающего блока и ам-. плитудного модулятора, сумматор , входы которого соединены с выходами амплитудных модуляторов, индикатор дисбаланса, вход которого соединен с выходом сумматора, фазометр, первьй вход которого соединен с выходом сумматора, третий фазовый детектор , выход которого соединен с вторым входом первого фазового детектора , четвертый фазовый детектор, выход которого соединен с вторым входом второго фазового детектора, датчик фазы, выход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого фазовых детекторов, и генератор несущей частоты, первый выход . которого соединен с первым входом датчика фазы и вторьми входами третьего фазового детектора и первого амплитудного модулятора, а второй выход - с вторыми входами датчика фазы, четвертого фазового детектора и второго амплитудного модулятора, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности процесса балансировки, устройство снабжено вторым датчиком фазы, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами первого датчика фазы, блоком управления, первым элемен- . том И, К5-триггером, R-вход которого соединен с выходом первого элемента И, а 5-вход - с выходом блока (Л управления, Зк-триггером, S-вход которого соединен с первым входом пер-; вого элемента И и с выходом первого датчика фазы, К-вход - с прямым выходом Р5-триггера, а Л-вход - с инверс/€ым выходом R5-триггера, вторым и третьим элементами И, первые вхоо: ды которых соединены между собой, 4ib с инверсным выходом ЭК-триггера и вторьм входом первого элемента И, о: делителем частоты, первый вход кото00 рого соединен с третьим выходом генератора несущей частоты, первым счетчиком , первый вход которого соединен с выходом делителя частоты и с вторым входом второго элемента И, а второй вход - с выходом второго датчика фазы, с входом JK-триггера, вторым входом делителя частоты и вторым входом третьего элемента И, вторым счетчиком, первый вход которого соединен с выходом второго элемента И, а второй - с выходом третьего элемента И и цифровым ком

„„SU„„1167463 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК тбт14 С 01 М 1/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ л

-ъ

3, (li

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Д (21) 3590919/25 — 28 (22) 10.05.83 (46) 15.07. 85. Бюл. 1т .- 26 (72) В. И.Шестаков, В. А.Малыгин и Н.В.Политаев (71) Минское станкостроительное производственное объединение им. Октябрьской революции (53) 620.1.05:531.382(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 584218, кл. С 01 M 1/22, 1977.

Авторское свидетельство СССР

Р 1010485, кл. С 01 M 1/22, 1981 (прототип). (54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

К БАЛАНСИРОВОЧНОМУ СТАНКУ, содержащее датчик дисбаланса и подключенные к нему две электрические цепи, каж-. дая из которых выполнена в виде соединенных последовательно фазового детектора, запоминающего блока и амплитудного модулятора, сумматор, входы которого соединены с выходами амплитудных модуляторов, индикатор дисбаланса, вход которого соединен с выходом сумматора, фазометр, первый вход которого соединен с выходом сумматора, третий фазовый детектор, выход которого соединен с вторым входом первого фазового детектора, четвертый фазовый детектор, выход которого соединен с вторым входом второго фазового детектора, датчик фазы, выход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого фазовых детекторов, и генератор несущей частоты, первый выход . которого соединен с первым входом датчика фазы и вторыми входами третьего фазового детектора и первого амплитудного модулятора, а второй выход — с вторыми входами датчика фазы, четвертого фазового детектора и второго амплитудного модулятора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности процесса балансировки, устройство снабжено вторым датчиком фазы, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами первого датчика фазы, блоком управления, первым элементом И, RS-триггером, R -вход которого соединен с выходом первого элемен- Е

C та И, а 5-вход — с выходом блока управления, 3К триггером, 5 †вх которого соединен с первым входом ттер-. вого элемента И и с выходом первого датчика фазы, К-вход — с прямым выхо- Я дом к5-триггера, à 3 вход — с инверсным выходом RS — триггера, вторым

0и и третьим элементами И, первые входы которых соединены между собой, © с инверсным выходом 3К -триггера и М вторым входом первого элемента И, 4 делителем частоты, первый вход кото- фф рого соединен с третьим выходом гене- фф ратора несущей частоты, ттервым счетчиком, первый вход которого соединен с выходом делителя частоты и с вторым входом второго элемента И, а второй вход — с выходом второго Д, фв датчика фазы, с входом 3К-триггера, вторым входом делителя частоты и вторым входом третьего элемента И, вторым счетчиком, первый вход которого соединен с выходом второго элемента И, а второй — с выходом третьего элемента И и цифровым компаратором, первый и второй входы которого соединены соответственно

1167463 с вьгходамипервого ивторого счетчика,а выход -с вторымвходом фазометра.

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в баланоировочных автоматах и полуавтоматах с разделенными измерительной и корректирующей позиция- 5 ми.

Цель изобретения — повышение производительности процесса балансиров ки.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Измерительное устройство к балансировочному станку содержит датчик 1 дисбаланса, подключенные к его выходу первый и второй фазовые детек- 15 торы 2 и 3, два связанных с их выходами запоминающих блока 4 и 5, два амплитудных модулятора 6 и 7, первые входы которых соединены соответственно с выходами запоминаю- 20 щих блоков 4 и 5, сумматор 8, каждый из входов которого соединен с выходом одного из амплитудных модуляторов 6 и 7, индикатор 9 дисбаланса и фазометр 10, первые входы которых 25 соединены между собой и с выходом сумматора 8, третий фазовый детек- . тор 11, выход которого соединен с вторым входом первого фазового детектора 2, четвертый фазовый де" gp тектор 12, выход которого соединен с вторым входом второго фазового детектора 3, первый датчик 13 фазы, выход которого соединен с первыми входами третьего 11 и четвертого 12 фазовых детекторов, генератор 14 несущей частоты, первый вход которого соединен с первым azopoM первого датчика 13 фазы и вторыми входами третьего фазового детектора 11 4р и первого амплитудного модулятора 6, а второй выход — с вторыми входами первого датчика 13 фазы, четвертого фазового детектора 12 и второго амплитудного модулятора 7, второй датчик 15 фазы, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами первого датчика 13 фазы, элемент 16 И, RSтриггер 17, R-вход которого соединен с выходом элемента 16 И, блок 18 управления, выход которого соединен с S-в ходом RS- триг ге р а 1 7, IK- триггерр 1 9, S-вход которо го соедин ен с первым входом элемента 16 и и выходом первого датчика 13 фазы, К-вход — с прямым выходом RS-триггера 17, а I — вход — с инверсным выходом RS-триггера 17, второй и третий элементы 20 и 21 И, первые входы которых соединены между собой, с инверсным выходом IK-триггера и вторым входом элемента 16 И, делитель 22 частоты, первый вход которого соединен с третьим выходом генератора 14 несущей частоты, первый счетчик 23, первый вход которого соединен с выходом делителя 22 частоты и вторым входом второго элемента 20 И, а второй вход — с выходом второго датчика 15 фазы, С вЂ” выходом IK-триггера 19 и вторыми входами делителя 22 частоты и третьего элемента 21 И, второй счетчик 24, первый вход которого соединен с выходом второго элемента 20 И, а второй вход — с выходом третьего элемента 2.1 И, цифровой компаратор 25, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго счетчиков 23 и 24, Устройство работает следующим образом.

Балансируемый ротор, имеющий несколько фиксированных положений, в которых он может быть установлен на шпиндель балансировочного станка (положение установка — снятие) устанавливается на шпиндель измерительной позиции станка. Включается вращение шпинделя, и колебания подвесной системы станка воспринимаются датчиком 1. С выхода датчика 1 сигнал дисбаланса поступает на информационные входы фазовых детекто ров 2 и 3, на управляющие входы кото1167463 рых подаются два ортогональных опор-,. ных сигнала с частотой вращения балан сируемого ротора. Опорные сигналы формируются на выходах фазовых детекторов 11 и 12. Для этого сигнал с выхода датчика 13 фазы поступает на первые входы фазовых детекторов 11 и 12, на вторые входы которых подаются ортогональные сигналы несущей частоты с первого и второго 10 выходов генератора 14 несущей частоты. Генератор 14 несущей частоты состоит из генератора колебаний прямоугольной формы, двух делителей частоты и двух формирователей сигналов несущей частоты. Выход генератора колебаний прямоугольной формы связан с входами делителей частоты и с третьим выходом генератора 14 несущей частоты. На выходах делителей формируются сигналы прямоуголь- . ной формы, частота которых в 360 раз меньше частоты сигнала генератора колебаний прямоугольной формы, сдвинутые друг относительно друга по фазе на 90 . Выходы делителей связаны .с входами формирователей, выходы которых, в свою очередь, связаны соответственно с первым и вторым вы ходом генератора 14 несущей частоты. З0

Генератор 14 несущей частоты может быть реализован на логических элементах И-НЕ и IK-триггерах. Для обеспечения режима Ьазовращателя датчик 13 фазы, в качестве которого может быть применен вращающийся трансформатор, питается ортогональными сигналами несущей частоты от генератора 14.

Постоянные напряжения, пропорциональные проекциями вектора дисбаланса, 40 с выходов фазовых детекторов 2 и 3— поступают соответственно на входы запоминающих блоков 4 и 5. Запоминающие блоки представляют собой двузвенные аналоговые запоминающие 45 устройства с конденсаторной памятью.

После окончания вращения балансируемого ротора запоминающие блоки переводятся в режим хранения информации.

При этом, если позицирование на кор- SO ректирующей позиции закончено, т.е. вторые звенья запоминающих устройств готовы к приему новой информации, последняя переписывается на вторые звенья запоминающих блоков 4 и 5, 55 и на их выходах появляются напряже- ния, соответствующие проекциям вектора дисбаланса в измерительной прямоугольной системе координат. Напряжения с выходов запоминающих блоков 4 и 5 поступают на информационные входы амплитудных модуляторов 6 и 7, на управляющие входы которых подаются ортогональные сигналы несущей частоты с первого и второго выходов . генератора 14. Выходные. сигналы модуляторов 6 и 7 поступают на первый и второй входы сумматора 8, на выходе которого выделяется синусоидальный сигнал несущей частоты, являющийся аналогом вектора дисбаланса в отсчетной полярной системе координат.

С выхода сумматора 8 сигнал поступает на вход индикатора 9 дисбаланса и на первый вход фазометра 10.

После окончания измерения на измерительной позиции, коррекции и корректирующей позиции шпиндель с балансируемым ротором устанавливается в любое из и фиксированных положений установка — снятие, балансируемый ротор снимается с измерительной позиции и переносится на корректирующую. В момент переноса балансируемого ротора с измерительной позиции на корректирующую сигнал датчика 15 фазы корректирующей позиции может оказаться сдвинутым по фазе относительно сигнала датчика 13 фазы измерительной позиции. В связи с тем, что шпиндели измерительной и корректирующей позиций фиксируются в определенных положениях, при которых возможна установка и снятие балансируемого ротора, сигнал датчика i3 фазы может отставать по фазе от сигнала датчика 15 фазы на величину, крат360 ную --„--, где n — количество фиксированных положений, при которых может осуществляться установка и снятие балансируемого ротора со шпинделя. При определении угла коррекции на корректирующей позиции возникает необходимость учитывать рассогласование сигналов датчика 13 фазы и датчика 15 фазы и цепь сигнала датчика 15 фазы вводить задержку таким образом, чтобы передний фронт задержанного сигнала датчика 15 фазы совпадал с передним фронтом сигнала датчика 13 фазы. В противном случае угол коррекции будет определен с ошибкой, равной величине сдвига фазы сигналов датчика 13 фазы и датчика 15 фазы. Для задержки переднего

1167463

45 фронта сигнала датчика 15 фазы необходимо измерить отставание переднего фронта сигнала датчика 13 фазы относительно переднего фронта сигнала датчика 15 фазы, для чего из бло- 5 ка 18 управления íà S-вход RS-триггера 17 поступает сигнал, устанавливающий RS-триггер 17 в единичное состояние. 3а единичное состояние принимается такое состояние триггера, при котором на прямом выходе триггера появляется высокий уровень напряже-... ния, близкий к напряжению источника питания, а на инверсном выходе — низ-. кий уровень напряжения, близкий 15 к потенциалу общего провода. Высокий уровень с прямого выхода RS-триггера 17 поступает на К-вход, .а низкий уровень с инверсного выхода BS †триггера 17 — íà I-вход IK — триггера 19. 70

Положительным фронтом сигнала вторд го датчика 15 фазы делитель 22 частоты и счетчик 23 устанавливаются в нулевое положение, а IK — триггер 19 устанавливается в состояние, соответ- 5 ствующее сигналам на его информационных входах I и К. При этом на

его инверсном вьйоде появляется высокий уровень, поступающий на первые входы элементов 20 и 21 И и второй ЗО вход элемента 16 И, разрешающий соответственно прохождение сигнала с выхода делителя 22 частоты через элемент 20 И на первый вход счетчика 24, сигнала датчика 15 фазы через 5 элемент 21 И на второй вход счетчика 24 и сигнала датчика 13 фазы через элемент 16 И на R-вход RS-триггера 17. Счетчик 24 представляет собой двоично-десятичный счетчик, 40 о суще ствляющий сче т импульсов, поступающих на его первый вход в коде 8-4-2-1. Второй вход счетчика является входом установки счетчика в ноль, при котором на его выходе появляется код, соответствующий нулю. С третьего выхода генератора 14 несущей частоты на первый вход делителя 22 частоты поступает сигнал с частотой в 360 раз больше частоты 50 сигнала на первом и втором выходах генератора 14 несущей частоты. С выхода делителя 22 частоты сигнал с частотой в и раз меньше частоты входного сигнала (где и количест- 55 во фиксированных положений, в опи-. сываемом случае п=5, при котором может осуществляться установка балансируемого ротора на шпиндель балансировочного станка и снятие

его со шпинделя) поступает íà ïå15вый вход счетчика 23 и через элемент 20 И вЂ” на первый вход счетчика 24. Счетчик 23 аналогичен счетчику 24 ° Положительным фронтом сигнала датчика 13 фазы, поступающим на S-вход RS-триггера 19, последний устанавливается в единичное состояние, а RS-триггер 17 .тем же фронтом сигнала датчика 13 фазы, поступающим на R — вход через элемент 16 И вЂ” в нулевое состояние.

При этом на выходе IK-триггера 19 появляется низкий уровень напряжения, запрещающий прохождение сигнала с выхода делителя 22 частоты через элемен т 20 И на вход сче тчика 24, сигнала датчика 13 фазы через элемент 16 И на R-вход RS — триггера 17 и сигнала датчика 15 фазы на второй вход счетчика 24. Таким образом, на первый вход счетчика 24 проходят импульсы, количество которых показывает, на сколько фиксированных положений повернут шпиндель корректирующей позиции относительно шпинделя измерительной позиции в момент переноса балансируемого ротора из соответственно, величину рассогласования

1 сигналов датчика 13 фазы и датчичика 15 фазы. С выхода счетчика 24 сигнал в двоично-десятичном коде 8-4:

2-1, соответствующий количеству импульсов, прошедших на его первый вход, поступает на второй вход цифрового компаратора 25. Цифровой компа- . ратор 25 представляет собой схему сравнения двух кодов, реализованную на логических элементах И-НЕ. На первый вход цифрового компаратора 25 поступает сигнал в коде 8-4-2-1 с выхода счетчика 23. Положительным (передним) фронтом сигнала датчика 15 фазы счетчик 23 устанавливается в нулевое состояние.. При этом, если счетчиком 24 зафиксирован хотя бы один импульс, то коды сигналов на входах цифрового компаратора 25 отличаются друг от друга, и на выходе его устанавливается низкий уровень напряжения. При поступлении импульсов на вход счетчика 23 с выхода делителя 22 частоты код сигнала на выходе счетчика 23 изменяется. При сравнении кодов на входах цифрового

"компаратора 25 на его выходе появ1167463

Составитель А.Паникленко

Редактор E Копча Техред С.Мигунова Корректор М.Розман

Заказ 4425/40 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 ляется высокий уровень напряжения.

Момент напряжения высокого уровня (передний фронт) оказывается задержанным по отношению к переднему фронту сигнала датчика 15 фазы на вели- 5 чину рассогласования между сигналами датчика 15 фазы и датчика 13 фазы, т.е. передний фронт сигнала с выхода цифрового компаратора 25 совпадает по фазе с передним фронтом сигнала 13 фазы. Сигнал с выхода цифрового компаратора 25 поступает на второй вход фазометра 10. Фазометр 10 показывает угол между сигналом углового положения ротора на корректирующей позиции, с учетом рассогласования его с сигналом углового положения ротора на позиции, и сигналом дисбаланса. В режиме позиционирования на кооректнрующей позиции балансируемый ротор вращают, добиваясь нулевых показаний фазометра 10. При этом место коррекции совпадает с неподвижным указателем (не показан), закрепленным на станине корректирующей позиции станка.

Таким образом, процесс поиска угла коррекции сводится к контролю нулевого показания фазометра, и при этом отпадает необходимость предварительной ориентации шпинделей измерительной позиции друг относительно друга при переносе ротора, что позволяет обеспечить равномерную загрузку обеих позиций станка и повысить производительность балансировки.