Измерительное устройство к балансировочному станку

 

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в балансировочных станках-автоматах и автоматических лншсях. Цель изобретения - повышение производительности балансировки за счет уменьшения усредненного значения времени позиционирования, достигаемое за счет выбора направления вращения, обеспечивающегб минимальный проворот ротора. Определение знака угла позиционирования происходит с помощью связанного с форм1фователями D -триггера , который выполняет функцию детектора знака. Сигнал с выхода D - триггера поступает на первый вход элемента И, второй вход которого связан с выходом ИЗ -триггера, а выход предназначен для соединения с четвертым входом привода. Логическая 1 или логический О на этом входе обеспечивают позиционирование соответственно против хода или по ходу часовой стрелки. Сигналы на первых трех входах привода обеспечивают рабочее вращение, быстрое и медленное позиционирование. 4 ил. (Л С. 1«Ч УН :О

Союз СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„125911 (51}4 С 01 М 1/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 3883308/25-28 (22) 12.04.85 (46) 23 .09.86. Вюп. У 35 (71) Минское.станкостроительное производственное объединение им.Октябрьской революции (72) В.А. Малыгин, В.К. Пажитных и Н.В. Политаев (53) 620. 1.05:531.382(088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1010485, кл. G 01 М 1/22, 1981.

Авторское свидетельство СССР

В 1095042, кл, С 01 М 1/22, 1983. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО К БАЛАНСИРОВОЧНОМУ СТАНКУ (57) Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в балансировочных станках-автоматах и автоматических линиях.

Цель изобретения — повышение производительности балансировки эа счет уменьшения усредненного значения времени позиционирования, достигаемое за счет выбора направления вращения, обеспечивающегд минимальный проворот ротора. Определение знака угла позиционирования происходит с помощью связанного с формирователями Р -триггера, который выполняет функцию детектора знака. Сигнал с выхода З триггера поступает на первый вход элемента И, второй вход которого связан с выходом 45 -триггера, а выход предназначен для соединения с четвертым входом привода. Логическая "1" или логический "0 на этом входе

Ф обеспечивают позиционирование соот- 9 ветственно против хода или по ходу часовой стрелки. Сигналы на первых

Ъ трех входах привода обеспечивают ра- С» бочее вращение, быстрое и медленное позиционирование. 4 ил.

12591

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в балансировочных станкахавтоматах и автоматических линиях.

Цель изобретения — повьшiение производительности балансировки за счет уменьшения усредненного значения времени позиционирования, достигаемого путем осуществления. позиционирования по кратчайшему пути. 10

На фиг. 1 приведена структурная схема измерительного устройства к балансировочному станку; на фиг. 2 зависимости длительности импульсов на выходе фазоимпульсного детектора 15 и логического уровня сигнала на выходе детектора знака от угла позиционирования; на фиг. 3 и 4 — временные диаграммы работы элементов измерительного устройства при отрицатель- 20 ном и положительном углах позиционирования соответственно.

Измерительное устройство к балансировочному станку содержит датчик 1 дисбаланса, подключенные к его выходу два канала ? и 3 измерения и запоминания ортогональных составляющих дисбаланса, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных фазового детектора 4 (5), запоминающего блока 6 (7), и амплитудного модулятора 8 (9), сумматор

10, входы которого соединены с выходами амплитудных модуляторов 8 и 9, индикатор 11 дисбаланса, вход которого соединен с выходом сумматора 10, генератор 12 ортогональных сигналов несущей .астоты, подключенныйк вторым входам амплитудных модуляторов 8 и 9, блок 13 формирования ортогональных. 40 опорных. сигHBJloB> выполненный в виде связанного входами с генератором ор-. тогональных сигналов датчика 14 фазы и подключенных к выходу последнего третьего и четвертого фазовых детек- 4 торов 15 и 16, вторые входы которых соединены выходами генератора 1? ортогональных сигналов несущей частоты, а выходы — соответственно с вторыми входами фазовых детекторов 4 и 5, и блок 17 управления, выполненный в виде двух формирователей 18 и 19, вход первого из которых соединен с выходом сумматора 10, а вход в";îðîãî — C: выходом датчика 14 фазы, первого 9 — 55 триггера 20, элемента 21 И, входы которого соединены с выходами формирователей 18 и 19, двух одновибраторов

18

22 и 23, второг о и третьего 3 -триггеров 24- и 25, Э -входы которых связаны соответственно с выходами одновибраторов 22 и 23 и выходом элемента И 21, а С-входы — соответственно с выходами одновибраторов 22 и 23, Ю-триггера 26, R -вход которого соединен с инверсным выходом третьего

D-триггера 25, блока 2? формирования команд, первый вход которого соединен с запоминающими блоками 6 и 7, а второй соединен с 5 -входом RS триггера

26, и элементов 28 — 30 И, первые входы KQTopblx подключены к выходу

R5-триггера 26, вторые входы — соответственно к прямому и инверсному выходам второго D -триггера 24 и выходу первого D -триггера 20, а выходы предназначены для соединения с вторым, третьим и четвертым входами привода 31, первый вход которого предназначен для подключения к первому выходу блока 27 формирования команд.

Измерительное устройство работает в двух основных режимах: измерение параметров дисбаланса, позиционирование балансируемого ротора в положение, при котором место коррекции на ходится против устраняющей позиции.

На фиг. 2 обозначение са соответствует углу позиционирования, за который принимается угол между текущим значением углового положения балансируемого ротора и его положением, при котором место коррекции находится " против устраняющей позиции, в направлении кратчайшего пути позиционирования (по часовой или против часовой стрелки). Угол позиционирования принимается положительным, если отсчитывается в направлении против часовой стрелки, и отрицательным при отсчете по часовой стрелке. Обозначения a „

М8„,А, указывают углы позиционирования, при которых производится соответственно переключение скоростей позиционирования и выключение позиционирования. Величина угла переключения скоростей позиционирования выбирается при настройке станка так, чтобы к моменту уменьшения угла позиционирования до угла выключения позиционирования закончился переход от скорости ускоренного к скоро".òè медленного позиционирования. Величина угла выключения позиционирования выбирается исходя из требуемой точности определения угла коррекции на балансируемом

1259118 роторе. Обозначения t„, tz ука 2 зывают длительность импульсов на выходах первого и второго одновибраторов 2 2 и 23, которые соответствуют с пер. и Ф выкл.

На временных диаграммах (фиг.3 и

4) работы элементов измерительного устройства представлены сигналы на выходах элементов, номера которых обозначены слева от осей ординат и соответствуют номерам элементов на фиг. 1 Уровню логической "1" соответствует высокий уровень напряжения, уровню логического "0" — низкий.

Обозначения,„,, „,, „„. указы- 15 вают длительность импульсов, на выходе элемента И 21 для случаев,- когда угол позиционирования имеет величину (фиг. 3 и 4): большую, чем угол переключения 20 скоростей позиционирования меньшую, чем угол переключения скоростей позиционирования, но большую чем угол выключения позиционироВания 25 меньшую, чем угол выключения позиционирования

Привод 3 1 вращения балансируемого ротора может работать в одном из пяти режимов: измерительное вращение, 30 ускоренное позиционирование в направлении по часовой стрелке, ускоренное позиционирование в направлении против часовой стрелки, медленное позиционирование в направлении по часовой стрелке и медленное позиционирование против часовой стрелки. Выбор режима работы привода 31 производится по командам, подаваемым íà его входы.

Для включения режима измеритель40 ного вращения необходимо подать логическую "1" на первый вход привода 31.

Для включения режима ускоренного позиционирования в направлении по ча45 совой стрелке необходимо подать логическую "1" на второй вход привода

31 °

Для включения режима медленного q0 позиционирования в направлении по часовой стрелке необходимо подать логическую "1" на третий вход привода 31.

Для включения режимов ускоренного и медленного позиционирования в про- gg тивоположную сторону необходимо подать логическую "1" и на четвертый вход привода 31.

При выключении команд, подлваелых на первый, второй и третий входы привода 31, он переводится в режим торможения .

Измерение параметров дисбаланса начинается с формирования на первом выходе блока 27 формирования команд логической "1", включающей привод 31 в режим измерительного вращения, а запоминающие блоки 6 и 7 в режим записи информации. С выхода датчика 1 электрический сигнал, пропорциональный дисбалансу балансируемого ротора, поступает на информационные входы фазовых детекторов 4 и 5 на управляющие входы которых подаются два ортогональных опорных сигнала с частотой вращения балансируемого ротора. Опорные сигналы формируются на выходах фазовых детекторов 15 и 16 блока 13 формирования ортогональных опорных сигналов. Для этого сигнал с выхода датчика 14 фазы поступает на вторые входы фазовых детекторов 15 и 16, на первые входы которых подаются ортогональные сигналы несущей частоты с генератора 12. Датчик 14 фазы (например, вращающийся трансформатор в режиме фазовращателя) питается сигналами генератора 12. Постоянные напряжения, пропорциональные. проекциям вектора дисбаланса, с выходов фазовых детекторов 4 и S поступают через запоминающие блоки 6 и 7 на информационные входы амплитудных модуляторов

8 и 9, на управляющие входы которых о подаются ортогональные сигналы несущей частоты с генератора 12. На выходах амплитудных модуляторов 8 и 9 первого и второго каналов 2 и 3 измерения и запоминания ортогональных составляющих вырабатываются два ортогональных сигнала несущей частоты, амплитуда которых пропорциональна постоянным напряжением, вырабатывае- . мым соответственно фазовыми детекторами 4 и 5. Выходные сигналы амплитудных модуляторов 8 и 9 поступают.на входы сумматора 10, на выходе которо1 го выделяется синусоидальный сигнал несущей частоты, являющийся аналогом вектора дисбаланса в полярной системе координат. С выхода сумматора 10 сигнал поступает на вход индикатора

11 дисбаланса, показания которого на этапе измерения используются дпя вйбора необходимого масштаба измерения значения дисбаланса.

S 1259 ,После окончания переходных процессов в фазовых детекторах 4 и 5 блок

27 формирования команд вырабатывает на первом выходе логический "0 . Привод 31 из режима измерительного spaщения переводится в режим торможения, а запоминающие блоки 6 и 7 переключаются в режим хранения информации. При

Величина и знак угла позиционирования определяются путем сравнения фаз двух синусоидальных сигналов: аналога дисбаланса на несущей часто45 те и сигнала углового положения ротора. Для этого сигнал с выхода сумматора 10 поступает на формирователь

18, а с выхода датчика 14 фазы на

Формирователь 19. Каждый из формирователей 18 и 19 вырабатывает прямоугольные импульсы типа "меандр" несущей частоты, причем формирователь

18 вырабатывет импульсы, совпадающие по фазе с входным сигналом, а формиI .рователь 19 — в противофазе. Для оп ределения знака угла ITo èöèoíèðîâàния а, соответственно, и направления

55 этом синусоидальные сигналы ортогональных составляющих на выходах каналов 2 и 3, а соответственно, и синусоидальный сигнал на выходе сумматора 10, определяются постоянными напряжениями запоминающими блоками

6 и 7. Амплитуда и фаза сигнала на 15 выходе сумматора 10 соответствует значению и углу измерения дисбаланса.

На этом этап измерения заканчивается.

Этап позиционирования балансируемого ротора в положение коррекции на- 20 чинается после полной остановки вращения ротора. При этом на втором выходе блока 27 формирования команд вырабатывается импульс, устанавливающий 85 -триггер 26 по 5 -входу в 25 единичное состояние. При этом на первых входах элементов 28-30 И, устанавливается уровень логической "1", разрешающий формирование на их выходах команд, включающих привод 31 в 30 один из четырех режимов позициониро вания: ускоренное позиционирование по часовой стрелке, ускоренное пози" ционирование против часовой стрелки, медленное позициОнирОвание пО часО- 35 вой стрелке, медленное позиционирование против часовой стрелки. Скорость позиционирования определяется величиной угла позиционирования, а направление позиционирование — его зна- 40 ком,.

118 позиционирования, импульсы с выхода формирователя 18 поступают Hà D — вход

D -триггера 20, выполняющего функцию детектора знака, Л -триггер 20 тактируется Отрицательными фронтами выходных импульсов формироватепя 19.

При отрицательном угле позиционирования тактирование 9-триггера 20 производится в моменты, когда на eI OD— входе присутствует логический "0", поэтому на выходе 2 -триггера 20, а соответственно, на выходе элемента

30 И и четвертом входе привода 31 также устанавливается логический "0", который задает направление вращения привода 31 балансируемого ротора, при позиционировании, по часовой стрелке, При положительном угле позиционирования тактирование Э -триггера 20 производится в моменты, когда на его

З-входе присутствует логическая "i" поэтому на выходах D -триггера 20, элемента И 30 и четвертом входе привода 31 устанавлинается логическая которая задает направление вращения привода 31 балансируемого ротора, при позиционировании, против часовой стрелки.

Для измерения величины угла позиционирования выходные сигналы формирователей 18 и 19 подаются, соотВетственнО, на первый и второй входы элемента И 21„ выполняющего функ" цию фазоимпульсного детектора, На выходе элемента И 21 вырабатываются прямоугольные импульсы несущей частоты, длительность tII которых пропорциональна углу позиционирования (фиг. 3). Эти импульсы подаются на входы одновибраторов 22 и 23 и на

2-вхоцы Э -триггеров 24 и 25, которые тактируются отрицательными фронтами импульсов, генерируемых соответствующими одновибраторами 22 и 23.

Запуск одновибраторов 22 и 23 производится положительными фронтами (фиг. 4 и S) входных импульсов. Длительности с,, t > импульсов, генерируемых одновибраторами 22 и 23, выбираются в соответствии с выражениями: т, - — т, 4вь|кл

360 где Т вЂ” период несущей час-o""ты.

Если угол позиционирования больше угла переключения скорости позиционирования, то длительность импульсов

12591 18

8 на выходе элемента 21 И превышает Автоматическое позиционирование длительности импульсов одновйбрато- балансируемого ротора по кратчайшему ров 22 и 23, и тактирование B -триг- пути повышает производительность прогеров 24 и 25 происходит в моменты, цесса балансировки и уменьшает расход когда на их > -входах присутствует 5 электроэнергии. логическая "1".

В результате, триггеры 24 и 25 Формула изо бретения

„зафиксируются в единичном состоянии, при котором на их инверсных выходах Измерительное устройство к баланустанавливается логический "0 1, а на 10 сировочному станку, содержащее датчик прямом выходе 2 -триггера 24, на вто- дисбаланса, подключенные к его выходу ром входе элемента И 28, а соответст- два канала измерения и запоминания венно, на его выходе и втором входе ортогональных составляющих дисбаланпривода 31 — логическая "1", включаю- са, каждый из которых выполнен в виде щая привод 31 в один из режимов уско- 5 последовательно соединенных фазового ренного позиционирования в направле- детектора, запоминающего блока и ам ни по часовой стрелке или против ча- (плитудного модулятора, сумматор, вхосовой стрелки в зависимости от зна- 1ды которого соединены с выходами амчения сигнала на выходе элемента И плитудных модуляторов, подключенный

30. Когда в процессе вращения балан- 20 к выходу сумматора индикатор дисбалансируемого ротора угол позиционирова- са генератор ортогональных сигналов ния станет меньше угла переключения несущей частоты, выходы которого скоростей позиционирования, 2 -триг- соединены с вторыми входами соответгер 24 переключится в нулевое состоя- ствующих амплитудных модуляторов, ние. При этом логическая "1" уста- 25 блок формирования ортогональных опорнавливается на инверсном выходе 3 Ных сигналов, выполненный в виде святриггера 24, на втором входе и выхо- занного с генеРатором оРтогональных де элемента 29 И и третьем входе при- сигналов несущей частоты датчика фавода 31, включая его в режим медлен- зы и подключенных к выходу последне" ного позиционирования в том же нап- 3р го третьего и четвертого фазовых деравлении, что и в режиме ускоренного текторов, вторые входы которых,соедипозиционирования. После того, как в иены с соответствующими выходами гепроцессе медленного вращения балан- нератора ортогональных сигналов несусируемого ротора угол позиционирова- щей частоты, а выходы — соответствения уменьшится до угла выключения ...5 Но с вторыми входами первого и BTDpo» позиционирования, З -триггер 25 пере- го фазовых детекторов, и блок управключится в нулевое состояние. При ления, выполненный в виде двух форэтом на его инверсном выходе устано- мирователей, входы которых соединены вится логическая "1", которая возвра- соответственно с выходами сумматбра тит 3 -триггер 26 в исходное состоя- 40 и датчика фазы, первого Э -триггера, ние. B результате на первые входы В-вход которого соединен с выходом элементов 28, 29 и 30 И подается ло- первого, а С -вход — с выходом втогический "0", запрещающий формирова- Рого формирователей, )S-триггера, ние на их выходах команд (логических блока формирования команд, первый вы"1 "1

), управляющих приводом 31 в ре- 4> ход которого соединен с вторыми вхожиме позиционирования балансируемого дами запоминающих блоков, а второй ротора. При этом на втором, третьем выход — с б -входом Р5 -триггера, и четвертом входах привода 31 устанавливаются логические "0". На этом триггера, первого и второго элеменрежим позиционирования заканчивается 5О тов И, первые входы которых соединены с выходом Р9 -триггера, вторые

Таким образом, балансируемый ротор входы — соответственно с прямым и автоматически устанавливается по инверсным выходами второго Т1 -тригге-. кратчаишему пути и положение, при ко- ра, а выходы предназначены соответсттором место коррекции находится про- венно для связи с вт

55 с вторым и третьим

THB устраняющей позиции. После этого входом привода перв первыи вход которопроводится устранение дисбаланса по о предназначен для соединения с перпокаэаниям индикато а 11 исбаха р дт с баланс а . ым выходом блока формирования ко12591

1О манд, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности балансировки, оно снабжено третьим элементом И, входы которого сое динены с выходами формирователей, вторым одновибратором, третьим 11 триггером, инверсный выход которого соединен с R -входом R5 -триггера, а

9-вход — с D -входом второго 1 триггера, выходом третьего элемента

18 1О

И и входами первого и второго одновибраторов, выходы которых соединены соответствеяно с С -входами второго и третьего -триггеров, и четвертым элементом И, первый вход которого соединен с выходом RS -триггера, второй вход — с выходом первогоЭ триггера, а:выход предназначен для соединения с четвертым входом привода.

1259118 юиг. 3

И

6

zi

Редактор Н. Иарголина

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Заказ 5112/39

Производственно-полиграфическое предприятие У

/, r. жгород., ул. Проектная, 4

v)

zt

22!

23 и1 г и

25 t

26 ,1

0

22

2З

2U

26 и

26 и

28

29

Составитель Ю. Круглов

Техред К.Попович Корректор Л. Патай