Устройство для коррекции дисбаланса

 

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в балансировочных станках, ав томатах и автоматических линиях. Целью изобретения является повышение точности коррекции дисбаланса, достигаемое при учете нелинейности зависимости устраненного дисбаланса от рабочего перемещения инструмента при коррекции. С выхода датчика перемещения инструмента, кинематически связанного с исполнительным механизмом, на входы регистра сдвига, формирователя и преобразователя длительность - число импульсов поступают импульсы, длительность которых пропорциональна перемещению инструмента. С помощью сумматора и системы аналоговых ключей , управляемых регистром сдвига, формируется кусочно-аппроксимированный сигнал коррекции, поступающий че- Ш рез фильтр нижних частот на первый вход схемы сравнения, на второй вход которой подается сигнал с блока измерения. 3 ил. с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 M

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3882805/25-28 (22) 11.04.85 (46) 23,09.86, Бюл. У 35 (71) Минское станкостроительное производственное объединение им. Октябрьской революции (72) В.В.Радченко, В.А.Малыгин и Н.В.Политаев (53) 620.1.05:531.382(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР к 599 173, кл. G 01 M 1/38, 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 1177706, кл . G 01 M 1/38, 1984, (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ДИСБАЛАНСА (57) Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в балансировочных станках, автоматах и автоматических линиях.

Целью изобретения является повышение

„„SU„„1259121 А 1 точности коррекции дисбаланса, достигаемое при учете нелинейности зависимости устраненного дисбаланса от рабочего перемещения инструмента при коррекции, С выхода датчика переме- щения инструмента, кинематически связанного с исполнительным механизмом, на входы регистра сдвига, формирователя и преобразователя длительность— число импульсов поступают импульсы, длительность которых пропорциональна перемещению инструмента. С помощью сумматора и системы аналоговых ключей, управляемых регистром сдвига, формируется кусочно-аппрокснмированный сигнал коррекции, поступающий через фильтр нижних частот на первый вход схемы сравнения, на второй вход которой подается сигнал с блока измерения. 3 ил.

1259121

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в балансировочных станках, автоматах и автоматических линиях, Цель изобретения — повьппение точности коррекции дисбаланса за счет компенсации нелинейной зависимости устраненного дисбаланса от рабочего перемещения инструмента при коррекции. l0

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства для коррекции дисбаланса, на фиг. 2— совмещенные графики зависимости D =

= f(S) устраненного дисбаланса от 15 рабочего перемещения инструмента при коррекции и зависимости V = f(S)(Ч =

f(t„)) величины сигнала коррекции от рабочего перемещения инструмента (длительности выходных импульсов фазоимпульсного детектора).

Обозначения S и S, указывают величины рабочего перемещения инструмента при коррекции дисбаланса, соответствующие переходу с первого участка аппроксимации на второй и со второго на третий.

Обозначение S„ „ также указывает величину перемещения инструмента при коррекции, соответствующую преде- З0 лу измерения датчика перемещения инструмента.

Обозначения „,, „,, t> указывают длительности импульсов на выходе фазоимпульсного детектора, соответствующие перемещениям инструментаS,, S иS»«

Обозначения S указывают длину первого и второго участков кусочнолинейной аппроксимации зависимости 40

D = f(S), à t — соответствующий Б интервал времени между импульсами на выходе преобразователя длительность— число импульсов.

На фиг. 3 представлены временные 45 диаграммы с указанием формы сигналов на выходах некоторых элементов устройства при значениях рабочего. перемещения инструмента, соответствующих первому (фиг. За). второму (фиг.35) 50 и третьему (фиг. 3 6) участкам аппрок- . симации. Цифры слева от оси ординат соответствуют номерам элементов на фиг. 1. Уровню логической "1" соответствует высокий уровень, уровню 55 логического 0 — низкий.

Обозначения 7,, Vz, V указывают величины напряжений на выходах сооТ ветственно первого, второго и третьего аттенюаторов. Обозначение 1 указывает период сигналов на выходе трехфазного генератора.

Устройство для коррекции дисбаланса содержит привод 1 исполнительного механизма, исполнительный механизм

2, схему 3 сравнения, блок 4 измерения, выход которого связан с первым входом схемы 3 сравнения, RS-триггер

5, К-вход которого связан с выходом схемы 3 сравнения, а выход — с входом привода 1 исполнительного механизма, блок 6 управления, выход которого соединен с S-входом RS-триггера

5, преобразователь 7 длительность число импульсов, формирователь 8, регистр 9 сдвига, D и Е-входы которого связаны с его третьим выходом, С-вход соединен с выходом преобразователя 7 длительность — число импульсов, S„-вход — с выходом формирователя 8, три одинаковые цепи, состоящие каждая из последовательно включенных аттенюатора 10(11, 12) и аналогового ключа 13(14, 15), управляющие входы аналоговых ключей 13 — 15 связаны с соответствующими выходами регистра 9 сдвига, источник 16 опорного напряжения, выход которого связан с входами аттенюаторов 10 — 12

1 последовательно соединенные трехвходовый сумматор 17, входы которого подключены к выходам аналоговых ключей 13 — 15, и фильтр 18 нижних частот, связанный с вторым входом схемы

3 сравнения, и кинематически связанный с исполнительным механизмом 2 датчик 19 перемещения инструмента, выполненный в виде трехфазного генератора 20 и последовательно соединенных измерителя 21 фазы, три входа которого соедин ны с соответствующими входами трехфазного генератора

20, второго фильтра 22 нижних частот, нулв-компаратора 23 и фаэоимпульсного детектора 24, второй вход которого соединен с третьим выходом трехфазного генератора 20, а выход — с соединенными между собой входами преобразователя 7 плительность - число импульсов, формирователя 8 и

R-входом регистра 9 сдвига.

Устройство работает следующим образом.

Лараметры дисбаланса (угол и значение) балансируемого ротора измеряются и запоминаются блоком 4 измере1259

25

35 представляет собой, напРимер, сель- 45 син, работающий в режиме фаэовращателя при питании обмоток синхронизации сельсина напряжениями, вырабатываемыми трехфаэным генератором 20 с часто той U . Таким образом, фаза выходно- 5О го сигнала измерителя 21 фазы пропорциональна рабочему перемещению инния, причем информация об угле используется для отыскания места коррекции на роторе. Сигнал с выхода блока 4 измерения в виде постоянного напряжения, пропорционального значению измеренного дисбаланса, подается на первый вход схемы 3 сравнения.

После подвода балансируемого ротора местом коррекции под инструмент, например сверло, начинается коррекция дисбаланса.

Привод 1 исполнительного механизма представляет собой, например,гидроцилиндр с распределителем типа

Р102-574-ЕЛ-524, который при подключении постоянного напряжения (логическая "1") к его входу обеспечивает движение вниз, а при отключении (логический "0") — движение вверх исполнительного механизма 2. По внешней команде, например, от кнопки, блок

6 управления формирует на выходе импульс, по которому на выходе RS-триггера 5 устанавливается логическая 1, обеспечивая перемещение вниз исполнительного механизма 2. Начинается подвод исполнительного механизма 2, а соответственно, и сверла к поверхности балансируемого ротора °

Исполнительный механизм 2 выполнен так, что вращение ротора измерителя

21 фазы начинается в момент касания сверлом поверхности балансируемого ротора, т.е. с началом рабочего перемещения. Угловое положение статора измерителя 21 фазы при наладке устанавливается так, чтобы в исходном положении исполнительного механизма 2 длительность импульсов на выходе фазоимпульсного детектора 24 была равной нулю. Рабочее перемещение инструмента преобразуется в пропорциональный ему угол поворота ротора измерителя 21 фазы. Последний струмента. Сигнал с выхода измерителя

21 фазы поступает на выход фильтра

22 нижних частот, который подавляет содержащиеся в нем высокочастотные составляющие. Синусоидальный сигнал с выхода фильтра 22 нижних частот

Т0

121 4 преобразуется нуль-компаратором 23 в прямоугольные импульсы типа "меандр", которые подаются на первый вход фазоимпульсного детектора 24.

На другой вход фазоимпульсного детектора 24 поступает опорный сигнал с одного иэ выходов трехфазного генератора 20. На выходе фазоимпульсного детектора 24 вырабатываются прямоугольные импульсы с частотой Я трехфазного генератора 20, длительность которых определяется разностью фаз между сигналами опорным и с выхода нуль-компаратора 23. Начиная с момента касания сверлом балансируемого ротора, фаза сигнала на первом входе фазоимпульсного детектора 24 начинает изменяться, обеспечивая формирование на его выходе импульсов, длительность которых пропорциональна рабочему перемещению инструмента. Однако, вследствие того, что зависимость устраненного дисбаланса от рабочего перемещения инструмента имеет нелинейный характер (фиг. 2), то и сигнал коррекции, поступающий на второй вход схемы 3 сравнения, должен иметь такую же зависимость от рабочего перемещения инструмента, а следовательно, и от длительности импульсов на выходе фазоимпульсного детектора

24. Эта зависимость реализуется методом кусочно-линейной аппроксимации, например, тремя участками этой зависимости. Причем для простоты реализации устройства, величины первого и второго участков аппроксимации выбираются одинаковыми. С этой целью импульсы с выхода детектора 24 подаются на R-вход регистра 9 сдвига и на входы преобразователя 7 длительность— число импульсов и формирователя 8.

Преобразователь 7 длительность — число импульсов вырабатывает короткие импульсы нулевого уровня, интервал между которыми определяет длину участка аппроксимации (кроме последнего) ° Количество этих импульсов определяется целым числом интервалов, укладывающихся в длительности входных импульсов. Импульсы с выхода преобразователя 7 подаются на С-вход регистра 9 сдвига. Исходное состояние регистра "000". Формирователь 8 по переднему фронту выходных импульсов фазоимпульсного детектора 24 выраба-. тывает короткии импульс нулевого уровня, который по S -входу устанавливает

S 12591 с> юю регистр 9 сдвига в состояние 1 00

Логическая " 1 " с первого выхода р егис тр а 9 сдвига замыкает первый анало говый ключ 1 3, подключающий пос тоян« но е напряжение с выхода первого аттенюат ор а 1 О к первому входу сумматора 1 7 .

При коррекции на первом участке, (0 . . . S ), когда текущее значение пер емещения инструмента (фи г . 2 ) 1 0 меньше дюйны одного участка аппроксимации, преобразователь 7 длительность - число импульсов не выраба тыв ает импульса . Регистр 9 сдви га после окончания единичного импульса на вы- 1 5 ходе фа зоимпульсного детектора 24 возвращается по К-входу в исходное состояние . Длительность единичных импульсов на пер в ом выходе регистра

9 сдвига равна длительности импуль- 20 сов сигнала фа з оимпул ьс ного детектор а 24 . При этом на выходе сумматора

1 7 вырабатывается периодический сигнал в виде импульсов прямоугольной формы частоты 4), амплитуда которых 25 определяется выходным напряжением первого аттенюат ора 1 О (фи г . 3 а ) .

Постоянная составляющая этого си гнала, выделяемая фильтром 1 8 нижних частот, определяется выражением : З0

VI tl, V( — — и .Т Т

= К ° S

6 где К, К, — коэффициенты преобра- З5

1 зования длительности и перемещения в напряжение на первом участке аппроксима40

При коррекции на втором участке (S<...S ) преобразователь 7 длительность — число импульсов через интервал времени t,, соответствующий длине одного участка аппроксимации, пос-45 ле прихода каждого импульса с фазоимпульсного детектора 24 вырабатывает импульс, который, поступая на С-вход регистра 9 сдвига, устанавливает последний в состояние "010". При этом размыкается первый аналоговый ключ

13, отключая первый вход сумматора

17 от выхода первого аттенюатора 10, и включается второй аналоговый ключ

14, который подключает к второму вы- 55 ходу сумматора 17 постоянное напряжение с выхода второго аттенюатора 11.

Длительность единичных импульсов на

21 б первом выходе регистра 9 сдвига при этом постоянна и равна, а на втором выходе — зависит от длительности импульсов на выходе фазонмпульсного детектора 24 и равна t — t . На вью ходе сумматора 17 при этом вырабатывается периодический сигнал в виде двух ступенек (фиг. 39), амплитуды которых определяются выходными напряжениями первого и второго аттенюаторов. 10 и 11 °

Постоянная составляющая этого сигнала определяется выражением

U = — t + — (t — )

V, V

Т 0 Т и 0

К11 о + K z(té о) где К, К вЂ” коэффициенты преобразованйя длительности и перемещения в напряжение на втором участке аппроксимации.

При коррекции на третьем участке (Я ....S„ ) преобразователь 7 длительность — число импульсов вырабатывает два импульса, соответственно, через промежутки времени t 2t rzocле прихода единичного импульса с выхода фазоимпульсного детектора 24.

По второму импульсу с выхода преобразователя 7 регистр 9 сдвига устанавливается в состояние "001". При этом второй аналоговый ключ 14 размыкается, и включается аналоговый ключ

15, который подключает к третьему входу сумматора 17 постоянное напряжение с выхода третьего аттенюатора

12. Кроме того, логическая "1" с третьего выхода регистра 9 сдвига подается на его Е-вход и блокирует сдвиг регистра 9 по тактовому входу (С-вход}. В этом случае длительность единичных импульсов на первом и втором вы"одах регистра 9 сдвига постоянна и равна йо, а на третьем выходе зависит от длительности импульсов на выходе фазоим детектора

24 и равна t< — 2 . На выходе сумматора 17 вырабатывается трехступенчатый периодический .сигнал (фиг. 36), у которого уровни первой, второй и третьей ступенек определяются выходными напряжениями первого, второго и третьего аттенюаторов 10 " 12, а их длительности - длительностями импульсов на соответствующих выходах регистра 9 сдвига.

2259

Постоянная составляющая этого сигнала определяется выражением:

u = — -t + — e + — (г. — 2c )=

V V Ч. о т о и

Kti "о Кtq со + К1ъ (и — 2 )= 5

= К S, + К Я + К (S — 2S ) где К2, Кэ — коэФФициенты преобразования длительности и перемещения в напря-, жение на третьем . участке аппроксимации.

Длина третьего участка ограничена разностью величины предела измерения датчика перемещения и суммарной длины первых двух участков. Это обеспечивается блокировкой регистра

9 сдвига по Е-входу при переходе на третий (последний) участок, когда на третьем выходе регистра 9 сдвига устанавливается логическая "1". 7аким образом, на выходе фильтра 18 нижних частот вырабатывается сигнал коррекции в виде положительного напряжения, пропорционального устраненному дисбалансу при кусочно-линейной аппроксимации, зависимости 0 = Г(Я) тремя участками. Сигнал коррекции подается на второй вход схемы 3 сравнения н при достижении им величины, равной значению измеренного дисбаланса на выходе схемы 3 сравнения формируется логическая "1", которая возвращает КЯ-триггер 5 в исходное состояние. На выходе RS-триггера 5 устанавливается логический "О", по 35 которому привод 1 исполнительного механизма возвращает исполнительный механизм 2 в исходное положение. На этом процесс коррекции дисбаланса заканчивается. <о

Учет нелинейной зависимости устраненного дисбаланса от рабочего перемещения инструмента при коррекции дисбаланса повьппает точность коррекции и производительность при заданном остаточном значении дисбаланса.

Формула изобретения

Устройство для коррекции дисбаланса, содержащее привод исполнитель121 8 ного механизма, исполнительный механизм, связанный . с ним датчик перемещения инструмента, схему срав" нения, блок измерения, выход которого связан с первым входом схемы сравнения, RS-триггер, R-вход которого соединен с выходом схемы сравнения, а выход — с входом привода исполнительного механизма, соединенные последовательно первые аттенюатор н аналоговый ключ и блок управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьш ения точности, оно снабжено преобразователем длительность— число импульсов, формирователем, регистром сдвига, D- и Е-входы которого соединены с его третьим выходом, С-вход — с выходом преобразователя длительность — число импульсов. S вход-с выходом формирователя, à Rвход — с соединенными между собой входами формирователя и преобразователя длительность — число импульсов и выходом датчика перемещения инстру-. мента, последовательно соединенными вторыми аттенюатором и аналоговым ключом и третьими аттенюатором и аналоговым ключом, соединенным с входами аттенюаторов источником опорногo сигнала, соединенным с выходами аналоговых ключей трехвходовым сумматором и связанным с его выходом первым фильтром нижних частот, выхоц которого соединен с вторым входом схемы сравнения, управляющие входы аналоговых ключей соединены с соответствующими первым и вторым выходами регистра сдвига, S-вход RS-триггера соединен с выходом блока управления, а датчик перемещения инструмента выполнен в виде трехфазного генератора

I и последовательно соединенных измерителя фазы, входы которого связаны с тремя выходами трехфазного генератора, второго фильтра нижних частот, нуль-компаратора и фазоимпульсного детектора, второй вход которого соединен с третьим выходом трехфазного генератора, а выход представляет со-. бой выход датчика перемещения инструмента.

1259i2t

i259i2i

Составитель Ю. Круглов

Техред И. Попович Корректор Т. Колб

Редакт ор H . .Мар г олина

Заказ 5112/39 Тираж 778

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам. изобретений и открытий

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

П роизводственно-полиграфическое предприятие У г. жгород, ул. Проектная, 4