Examinador: Laroche primário, Eugene R.
Assistente examinador: Lee, Benny
Advogado, agente ou empresa: Krass andamp; Young
Créditos:
Reivindicamos:
1. uma máquina de equilíbrio para determinar automaticamente a localização de desequilíbrio de uma parte giratória e automaticamente parar disse parte com a localização de desequilíbrio em uma posição predeterminada, compreendendo:
um quadro estacionário;
rolamento significa rotatably, apoiar a parte rotativa para haver equilíbrio no referido quadro estacionário;
motor de movimentação significa para girar a parte rotativa;
meios de transdutor Descartado no disse que tendo meios para sensoriamento desequilíbrio giratório da parte rotativa e para produzir um sinal de desequilíbrio elétrico proporcional ao desequilíbrio giratório;
meios de controle de velocidade conectados ao dizer motor de acionamento para controlar a velocidade nominal de rotação da parte rotativa pela referida unidade motora;
cálculo de velocidade significa conectada ao transdutor meios para calcular a velocidade real de rotação da parte rotativa do disse elétrica do desequilíbrio sinal;
tempo de desaceleração cálculo meios relacionados ao disseram transdutor significa e disse o cálculo de velocidade significa para calcular o tempo para estar a registar uma desaceleração disse girando a parte, a uma taxa de desaceleração predeterminado para parar a peça rotativa com a localização de desequilíbrio em uma posição predeterminada, disse cálculo do tempo de desaceleração significa determinar o tempo de desaceleração de disse sinal de desequilíbrio elétrico e disse calculada velocidade real de rotação; e desaceleração meios ligado ao tempo de desaceleração disse significa cálculo e disse meios para desacelerando disse motor de movimentação do controle de velocidade significa que a taxa de desaceleração predeterminado disse iniciando no referido tempo calculado para começar a desacelerar a parte rotativa.
2. a máquina de equilíbrio como alegado no pedido 1, no qual disse transdutor meios inclui um cristal piezoeléctrico Descartado no rolamento disse meio ágil para o desequilíbrio giratório da parte rotativa para produzir um sinal elétrico, um filtro de suavização, tendo uma recepção entrada disse sinal elétrico de cristal piezoeléctrico disse e tendo uma saída e disse que um análogo de conversor digital tendo uma entrada analógica ligada à saída do filtro de suavização disse e um digital de saída para produzir disse sinal de desequilíbrio elétrico.
3. a máquina de equilíbrio como alegado no pedido 1 no qual os meios de motor de carro são um motor de passo DC.
4. a máquina de equilíbrio como alegado na reivindicação 1, ainda mais compreendendo:
um dispositivo de microprocessador, incluindo uma unidade central de processamento, uma memória de somente leitura, uma memória de acesso aleatório e um relógio, tendo um programa armazenado na memória de apenas leitura disse para controlar o dispositivo microprocessador disse para embody meios de controle de velocidade disse, disse meios de cálculo de velocidade e disse o cálculo do tempo de desaceleração significa.
5. a máquina de equilíbrio como alegado no pedido 4, em que meios de desaceleração disse consiste de uma função pré-determinada da movimentação para produzir uma velocidade linearmente variável tendo dito predeterminada taxa de desaceleração.
6. a máquina de equilíbrio como alegado no pedido 5, no qual disse predeterminada unidade função abrange um número integral das revoluções da parte rotativa.
7. a máquina de equilíbrio como alegado no pedido 4, ainda mais compreendendo:
uma exposição visual significa conectado a dito dispositivo microprocessador para exibir a velocidade real de rotação da parte, a quantidade de desequilíbrio e a localização do desequilíbrio.
8. a máquina de equilíbrio como alegado no pedido 7, em que meios de exibição visual disse é composto por um monitor de vídeo.
9. a máquina de equilíbrio como alegado na reivindicação 1, ainda mais compreendendo:
meios de amostragem conectado ao transdutor significa para amostragem de pelo menos dois conjuntos distintos de discreta sequenciais da amostra elementos do sinal de desequilíbrio elétrico disse a uma taxa de amostragem predeterminado;
meios de memória conectados ao disse amostragem meios para armazenar pelo menos dois conjuntos de elementos de amostra sequencial discreta do sinal de desequilíbrio elétrico disse;
cálculo de componente desmodulado desequilíbrio média significa conectado a disse memória meios para recordando disse elementos discretos sequencial de amostra e calcular o componente desmodulado desequilíbrio médio de cada armazenado definido Discrete sequencial da amostra elementos de sinal de desequilíbrio elétrico disse para os respectivos componentes perpendiculares de um sistema de referência arbitrário em um falsa velocidade correspondente a velocidade nominal de meios de controle de velocidade disse;
meios de cálculo de ângulo diferença ligados ao disse desmodulado desequilíbrio médio componente meios de cálculo para calcular o ângulo de diferença entre o componente disse desmodulado média desequilíbrio de elementos discretos sequencial amostra do sinal de desequilíbrio elétrico disse em relação à respectivas perpendiculares componentes de um sistema de referência arbitrário pelo menos dois conjuntos de elementos discretos amostra sequencial; e em que velocidade referido cálculo meios está ligado ao disse cálculo do ângulo de diferença significa e calcula a velocidade real disse empregando ângulo diferença disse; e onde disse cálculo do tempo de desaceleração significa é conectado a disse desmodulado desequilíbrio médio componente cálculo significa e calcula tempo de começar a desacelerar disse girar parte empregando sinal calculado desmodulado desequilíbrio corrigido para disse calculada a velocidade real.
10. a máquina de equilíbrio como alegou no pedido 9, onde:
disse a meios de cálculo de velocidade calcula de acordo com a equação ##EQU5## onde R = a real velocidade de rotação da parte rotativa, M = número de revoluções da parte rotativa entre o centro de um primeiro conjunto de amostra e o centro de uma segunda amostra definir velocidade nominal disse, assumido
A = o ângulo de desbalanceamento de uma primeira amostra definido em radianos,
B = o ângulo de desbalanceamento de uma segunda amostra definido em radianos, e
T = o comprimento total de tempo entre o centro de um primeiro conjunto de amostra e o centro de uma segunda amostra definir velocidade nominal disse.
11. a máquina de equilíbrio como alegado no pedido 9, onde cada amostra de discretos aumentos sequenciais composto por incrementos de cinco cem doze dezesseis revoluções da referida parte girado de abrangência.
12. a máquina de equilíbrio como alegado na alegação 9, ainda mais compreendendo:
um codificador de rotação do eixo acoplado a ser conduzido pela parte rotativa para a geração de um indicativo de sinal elétrico da velocidade de rotação da peça rotativa; e
meios de amostragem disse estar conectado à disse codificador de eixo no qual disse que taxa de amostragem é definida em sincronismo com indicativo referido sinal elétrico da velocidade de rotação da parte rotativa.
13. a máquina de equilíbrio como alegou no pedido 9, onde:
disse desmodulado desequilíbrio médio componente cálculo significa calcula os componentes desmodulado desequilíbrio médio de cada um dos conjuntos de referido exemplo armazenado de acordo com as equações ##EQU6## onde Axe umysão respectivo X e Y demodulado coordenadas componentes da média do desequilíbrio sinal calculado a partir de um conjunto correspondente de amostras,
N = número de amostras discretas por revolução da parte referida velocidade nominal,
M = número de revoluções da parte por exemplo definir velocidade nominal disse, e
S(im+j) = amostra jth dos elementos da amostra disse do referido desequilíbrio elétrico sinal da revolução ith da parte do referido conjunto correspondente de elementos da amostra.
14. um método para determinar automaticamente a localização de desequilíbrio em uma parte de giro e posicionamento disse que parte com a localização de desequilíbrio em uma posição predeterminada, compreendendo as etapas de:
girar uma parte para ser equilibrado entre dois axialmente contra rolamentos em um pré-determinado assumiu a velocidade angular;
sentindo o desequilíbrio giratório da parte rotativa em pelo menos um dos rolamentos axialmente contrário disse;
gerando um desequilíbrio elétrico sinal proporcional ao desequilíbrio giratório sentido;
calcular a velocidade angular real da parte rotativa do dito sinal de desequilíbrio e disse predeterminado assumiu a velocidade angular;
calcular o tempo para começar a desacelerar a parte girando a uma taxa predeterminada para parar a peça rotativa com a localização de desequilíbrio em uma posição predeterminada de disse sinal de desequilíbrio elétrico e disse calculada velocidade angular real; e
desacelerando a parte rotativa no disse taxa predeterminada quando atinge o tempo tempo calculado para começar a desacelerar a parte rotativa.
15. o método como alegado no pedido 14, ainda mais, que compreende as etapas de:
amostragem de primeiros e segundo lugar separados conjuntos de elementos de amostra sequencial discreta do sinal de desequilíbrio elétrico disse em intervalos repetitivos em uma taxa de amostragem predeterminado;
armazenar em uma memória disse primeiros e segundo conjuntos de elementos de amostra sequencial discreta do sinal de desequilíbrio elétrico disse;
Recordando disse o primeiro conjunto de elementos de amostra de memória disse;
cálculo da média desmodulada do sinal do desequilíbrio elétrico para disse primeiro conjunto de elementos da amostra em relação à respectivas perpendiculares componentes de um sistema de referência arbitrário no predeterminado assumiu a velocidade angular do referido recordado primeiro conjunto de elementos da amostra;
Recordando disse o segundo conjunto de elementos de amostra de memória disse;
cálculo da média desmodulada do sinal do desequilíbrio elétrico para segundo disse de amostra de sequencial discreta elementos em relação ao respectivos componentes perpendiculares de disse sistema de referência arbitrário predeterminado assumiu a velocidade angular do referido recall segundo conjunto de elementos da amostra;
calcular o ângulo de diferença entre o sinal de desequilíbrio média desmodulado para os respectivos componentes perpendiculares do sistema de referência arbitrário disse para disse o primeiro e segundo conjuntos de elementos da amostra;
disse o passo do cálculo do ângulo de diferença real velocidade angular de rotação parte empregando disse calculada entre o sinal de desequilíbrio média desmodulado para os respectivos componentes perpendiculares do sistema de referência arbitrário disse para disse o primeiro e segundo conjuntos de elementos da amostra; e
disse passo de calcular o tempo para começar a desacelerar a parte rotativa empregando disse calculada desmodulada média do sinal de desequilíbrio elétrico do dito primeiro e segundo conjunto de elementos de amostra corrigidos para disse calculado real velocidade angular.
16. o método como alegado no pedido 15, no qual a velocidade angular real é calculada de acordo com a equação ##EQU7## onde M = número de rotações entre o centro de um primeiro conjunto de amostra e o centro de uma segunda amostra definido no referido predeterminada velocidade angular assumida, assumido
Um ângulo de fase de desequilíbrio calculado = da referida primeira amostra definido em radianos,
B = ângulo de fase de desequilíbrio calculado da referida segunda amostra definido em radianos, e
T = o comprimento total de tempo entre o centro de um primeiro conjunto de amostra e o centro de uma segunda amostra fixada em velocidade angular predeterminada assumida de disse.
17. o método como alegado em reivindicar 15 no qual o primeiro e o segundo define cada conter cinco cem doze intervalos repetitivos.
18. o método como alegado no pedido 15, onde passo disse armazenamento e cálculo disse passos são executados por um microprocessador.
19. o método como alegado no pedido 15, onde a média demodulado componentes para disse o primeiro e segundo conjunto é calculado de acordo com as equações ##EQU8## onde Axe umysão respectivo X e Y demodulado coordenadas componentes da média do desequilíbrio sinal calculado a partir de um conjunto de amostras,
N = número de amostras discretas por revolução da parte no referido predeterminada velocidade angular assumida,
M = número de revoluções da parte por amostra definido no referido predeterminada velocidade angular assumida, e
S(im+J) = o comprimento de amostra de elementos da amostra disse do referido desequilíbrio elétrico sinal da revolução ith da parte do referido conjunto correspondente de elementos da amostra.
Descrição:
A presente invenção refere-se geralmente a uma máquina de balanceamento dinâmica e, mais particularmente, para uma máquina automática de digital dinâmica de equilíbrio em que a quantidade e localização angular do desequilíbrio na parte rotativa é calculada off-line e a parte é interrompida com o desequilíbrio em uma posição predeterminada sem usar uma referência de marcação na parte rotativa.
O balanceamento dinâmico de uma peça rotativa como uma armadura de motor elétrico, a parte é montada sobre o seu eixo entre os rolamentos, girado, e o desequilíbrio é detectado pelos sensores de vibração ou força nos locais de rolamento. Foram desenvolvidos vários métodos e dispositivos para indicar a localização do desequilíbrio na parte girado. Dois primeiros tipos de máquinas, amplamente utilizados na indústria de uso estroboscópicos e fotocélula técnicas para localizar o desequilíbrio. Ambos tinham a desvantagem de exigir marcas físicas na parte a ser girada. Estas máquinas também necessárias estimativas visuais do desequilíbrio local e eram, portanto, sujeitas a erro do operador.
A máquina mais avançada deste tipo é divulgada em E.U. Pat. N. º 4.419.894 para Matumoto, em que uma peça não marcada é girada, o desequilíbrio medido e localizado, e a peça de trabalho parou com a posição de desequilíbrio em uma orientação predeterminada para posterior marcação e material massa adição ou remoção. Esta máquina utiliza sensores de vibração para gerar um sinal de desequilíbrio analógico que é sinusoidal. Um pulso de fase de desequilíbrio é gerado eletronicamente uma vez por ciclo ao zerocrossing vai positivo do sinal de desequilíbrio. A peça é impulsionada por um motor de passo. Cada pulso de unidade fornecido para o motor de passo faz com que a peça de trabalho girar um ângulo fixo mas desconhecido. Um contador, predefinido com um número que representa um número inteiro de pulsos da movimentação do motor deslizante, é contado sobre cada pulso de movimentação do motor deslizante, começando com a recepção de um pulso de fase de desequilíbrio e girada a peça de trabalho é interrompida quando o contador chegar a zero. É um sistema de tempo real em que os impulsos provenientes do sensor de desequilíbrio são usados para iniciar a contagem regressiva.
Existem várias limitações e inconvenientes associados a este tipo de máquina. Tempo considerável, primeiro é necessário inicialmente configurar a máquina para maximizar a separação do avião, selecione as configurações do contador ideal e definir taxas de aceleração e desaceleração para minimizar o deslize do cinto. Estas regulações devem ser feitas para cada tipo de peça diferente medida. As configurações são determinadas por métodos de tentativa e erro, que são de difícil e demorado.
Em segundo lugar, o método Matumoto não verifica a precisão da determinação da velocidade rotacional e, portanto, apresenta erro devido ao deslize do cinto unidade inerente entre a movimentação do motor deslizante e a parte.
Terceiros, pequenas diferenças nos diâmetros de armadura podem introduzir erros no posicionamento de desequilíbrio porque a máquina Matumoto não medir e utilizar a frequência de rotação real da peça de trabalho.
Finalmente, porque o método Matumoto envolve as etapas de instalação demorada e erros inerentes para cada peça, implica restrições significativas em eficiência de processamento de linha de produção.
A presente invenção fornece uma máquina automática de equilíbrio e método que supera o acima identificado inconvenientes e desvantagens. É um objeto da presente invenção para fornecer uma máquina de balanceamento dinâmica e um método digital para determinar automaticamente a quantidade e localização angular do desequilíbrio em uma parte de giro e parando a parte com o desequilíbrio posicionado com precisão em uma orientação predeterminada para marcação e correção.
É um mais objeto da presente invenção para fornecer um método de equilíbrio automático, no qual a velocidade angular da parte rotativa é medida com precisão e uma correção feita para a velocidade angular assumida para calcular com precisão o momento de desacelerar e posicionar o desequilíbrio em uma orientação predeterminada.
É um mais objeto da presente invenção para fornecer uma máquina de equilíbrio digital automática que digitalmente calcula o ângulo de fase de desequilíbrio off-line pelo uso de um microprocessador e exibe o desequilíbrio de cada plano de correção visualmente utilizando tecnologia de vídeo convencional.
Nesse sentido, a presente invenção fornece uma máquina e um método para determinar automaticamente a localização e a quantidade de desequilíbrio de uma parte girado com precisão e eficientemente. A invenção envolve uma combinação única de passos para determinar a localização de desequilíbrio e magnitude. O método compreende as seguintes etapas operacionais:
(a) girar uma parte para ser equilibrado entre dois axialmente contra os rolamentos;
(b) gerar um sinal elétrico proporcional ao rotary desequilibrada em um dos rolamentos;
(c) calcular a velocidade angular real do sinal não balanceado e um pré-determinado assumiu a velocidade angular;
(d) calcular o tempo em que começa a aceleração da parte a uma taxa de desaceleração pré-determinado a fim de parar a parte com a localização desequilibrada em uma posição predeterminada; e
(e) desacelerando a parte à taxa pré-determinada no momento adequado.
Uma encarnação ilustrativa e específica da invenção método compreende as seguintes etapas:
(a) girando a parte entre rolamentos estacionários,
(b) gerando um desequilíbrio elétrico analógico sinal proporcional às forças geradas pela parte rotativa nos locais de rolamento,
(c) intervalo de tempo gerar sinais síncrono com a rotação,
(d) convertendo o sinal de desequilíbrio analógico para um sinal digital,
(e) medição e armazenando uma primeira amostra do sinal digital durante um primeiro conjunto de intervalos de tempo predeterminados de repetitivo,
(f) medir e armazenar uma segunda amostra digital durante um segundo, como conjunto de intervalos de tempo contíguo com o primeiro,
(g) cálculo da média fase desmodulada ângulos para as primeiras e segunda séries de amostras de acordo com as seguintes equações: #EQU1## # onde Axe umysão que os componentes desmodulados coordenados da média desequilibrar o sinal de um conjunto de amostras paramos; Aandquot;
N = número de elementos de amostra discretos por revolução
M = número de rotações por conjunto de amostra
S = elemento da amostra da amostra do sinal de desequilíbrio elétrico
(h) calcular a velocidade angular real R de acordo com a seguinte equação: #EQU2## # onde M = número de revoluções entre o centro de uma primeira amostra definida para o centro de uma segunda amostra para definir a velocidade angular assumida
B = o ângulo de desequilíbrio da segunda amostra definido em radianos
A = o ângulo de desequilíbrio da primeira amostra definido em radianos
T = o comprimento total de tempo entre o centro da primeira amostra definida para o centro do segundo conjunto de amostra
(i) cálculo do número de intervalos de tempo correspondente para o ângulo de fase de desequilíbrio na velocidade angular real,
(j) calculando a período de tempo necessário para trazer a parte para descansar em um número predeterminado de integral de revoluções, de desaceleração
(k) que estabelece um ponto de referência inicial no tempo correspondente a algum ponto durante os intervalos de medição,
(l) desencadear a desaceleração da parte rotativa quando os intervalos de tempo decorrido desde o ponto de referência inicial é igual à soma dos intervalos de tempo calculado correspondente para o ângulo de fase de desequilíbrio mais um intervalo de tempo predeterminado de cálculo do ponto inicial.
A incorporação preferencial de equilibrar a máquina inclui um quadro, opôs-se axialmente rolamento de apoio rotatably da peça a ser equilibrado, pelo menos uma força detector para detectar as forças normais ao eixo de rotação de parte, circuito para produzir um sinal de desequilíbrio elétrico, relógio para gerar uma indicação dos intervalos de tempo repetitivo, dispositivo de amostragem para a medição de elementos discretos amostra sequencial de moda , memória para armazenar os conjuntos de amostra, o dispositivo conectado para o motor de acionamento para controlar o motor síncrono com o dispositivo de amostragem, um dispositivo de microprocessador para calcular os componentes desmodulado desequilíbrio médio de cada um dos dois conjuntos de amostra contíguo, calcular o valor da diferença entre os dois conjuntos de desequilíbrio médio, calcular a velocidade angular real do valor de diferença, controlando a desaceleração do motor de carro em uma unidade de taxa constante, a parte é estacionário e calcular o tempo para a parte de desacelerar e parar a parte com o desequilíbrio em uma posição predeterminada.
Fig. 1 é um diagrama de blocos de um avião dois duro rolamento balanceador;
Fig. 2 é uma vista secional do balanceador de ilustrando as modalidades de cinto unidade diferente entre o motor de passo e a parte;
Fig. 3 é um gráfico da velocidade angular versus tempo para uma peça rotativa, ilustrando os principais eventos durante um ciclo de medição;
Fig. 4 é um diagrama de blocos de um avião dois duro rolamento balanceador utilizando um codificador para gerar os intervalos de tempo; e
Fig. 5 é uma vista parcial da frente do balanceador de rolamento rígido de duas avião mostrado na Fig. 1.
Referindo-se agora para os desenhos e mais particularmente a Fig. 1 lá é mostrado um diagrama de blocos elementares dos automático digital de equilíbrio máquina e microprocessador componentes. A parte da peça de trabalho 180 a ser equilibrado é montada entre rolamentos difícil 190 e 200. Um motor de passo DC 160 é conectado à parte através do cinto 170. Há várias orientações de cinto que podem ser usadas.
Referindo-se agora a Fig. 2, lá é mostrado três arranjos alternativos de cinto. A polia do motor DC deslizante 330 é conectada ao redor de polias do tensor 340 e 350 em duas orientações da parte em 180. O cinto 170 roteados por baixo parte 180 e polias do tensor 340 e 350 é um arranjo preferencial para peças pequenas, luz onde executar a velocidade de produção é mais importante que minimiza o ruído de sinal. Cinto 171 roteado sobre parte 180 e mandriões 340 e 350 é um arranjo alternativo mas não preferencial. O cinto 172 roteados diretamente entre o motor de passo e a parte é usado onde minimizar ruído é crítico.
Fig. 3 ilustra a curva 1 de uma sequência de medição típico. Curva 1 mostra uma velocidade angular parte crescente até a velocidade máxima de funcionamento é atingida quando a velocidade se torna e permanece constante até que começa a desaceleração. Durante região 80 a parte é acelerada em um valor constante de resto no ponto 10, para a velocidade de operação no ponto 20. No ponto 20 a aceleração torna-se zero, e a parte gira a uma velocidade angular constante durante as regiões 90, 100, 110 e 120. No ponto de desaceleração de 60 começa em uma taxa constante na região 130 até que a parte está parada no ponto 70. Aceleração e desaceleração nas regiões 80 e 130 não precisam ser as mesmas taxas. A taxa de crítica é na região 130 onde a desaceleração deve ser lenta o suficiente para que nenhum resvalamento ocorre entre o motor de passo de unidade, a parte e a correia de transmissão devido às forças inerciais e deve ocorrer em um número inteiro de revoluções. Um primeiro conjunto de amostra começa no ponto 20 e é completado no ponto 30, que é também o início do segundo conjunto de amostra. A segunda amostra conjunto termina no ponto 40. Cada conjunto de amostra, 90 e 100 otimamente correspondem a 16 revoluções de 32 amostras por revolução, para um total de 512 amostras em cada conjunto de dados. Pontos de 140 e 150 representam o centro dos intervalos de amostragem de primeiro e segundo respectivamente.
Voltando agora a Fig. 1, o motor de passo DC 160 e rolamentos de 190 e 200 são rigidamente montados para o frame da máquina 5. Transdutores piezoelétricos 202 e 203 são utilizados para gerar sinais elétricos proporcionais às forças aplicadas a eles. Quando a parte 180 é girada, estas forças são normais ao eixo de rotação e representam o desequilíbrio presente na parte rotativa. O sinal gerado pelos transdutores piezoelétricos 202 e 203 também contêm sinais não desejados. Os sinais indesejados em ou acima da taxa de amostragem são eliminados pelos filtros de suavização, 210 e 220. Estes sinais (U do desequilíbrioL, UR) são enviados para 230 multiplexador onde uma escolha de qualquer SLou SRfeita para processamento adicional.
Separação de avião é necessária porque o sinal do transdutor 202 terá parte de sua magnitude, devido à influência das forças no transdutor 203 e vice-versa. Durante a calibração das constantes de vetor (K1, K2, K3, K4) são determinados no seguinte conjunto de equações: UL= K1* SL+ K2* SR UR= K3* SL+ K4* SR
Onde
SLé o sinal do canal esquerdo separado,
SRé o sinal do canal direito separado,
ULé o sinal do canal esquerdo composto, e
URé o sinal do canal direito composto.
Utilizando o conhecido desequilíbrio massas, posições e a frequência de rotação, constantes K1, K2, K3e K4pode ser a memória de acesso aleatório determinado e entrou em 300 automaticamente pelo microprocessador 270. Em seguida, microprocessador 270 é habilitado para realizar a separação necessária avião.
Referindo-se agora a Fig. 5, que é uma frontview parcial da configuração de montagem da parte avaliado, os seguintes parâmetros físicos são necessários para ser de entrada e armazenados no microprocessador 270 300 RAM através de teclado 370 (Fig. 1), antes da medição ou calibração de qualquer girado parte:
(um) esquerda avião 531 localização 530, medido a partir do rolamento 190 ao longo do eixo de rotação;
(b) deixou o raio de correção 560, medido a partir do eixo de rotação radialmente para a superfície da peça no local do avião esquerdo 531;
(c) direito a localização do avião 532 540, medida a partir do rolamento 190 ao longo do eixo de rotação; e
(d) mesmo raio de correção 570, medido a partir do eixo de rotação radialmente para a superfície da peça no local do avião certo 532. Observe que a Fig. 5 ilustra o comprimento 550 da parte 180 de 190 a 200 do rolamento do rolamento de giro.
Referindo-se volta a Fig. 1, a fim de determinar as constantes K1, K2, K3e K4para uma classe de peças giradas, um procedimento de calibração de três spin é seguido para gerar três conjuntos de sinais de desequilíbrio conhecido que o microprocessador 270 usa para determinar matematicamente os valores constantes. Este procedimento requer o uso de um sensor de photoreflector 310 e um alvo reflexivo 320 (ver fig. 1) afixada temporariamente uma parte giratória 180, que é um exemplo do tipo desejado de peças rotativas.
Referindo-Fig. 5, o alvo reflexivo é mostrado por trás da parte girada 180. Na Fig. 5 também é mostrado uma calibração peso 510 colocado no plano esquerdo 531. Esta é a posição do peso durante a primeira rodada de calibração. A parte então é interrompida e o peso de calibração mudou-se para o avião certo 532 (mostrado em phantom em 520) para a segunda rodada. O terceiro giro é feito com o peso de calibração removido. Antes da primeira rodada, no entanto, as seguintes informações devem ser entradas para o microprocessador 270 através do teclado 370:
(a) peso de calibração;
(b) o raio 560 no avião esquerdo 531 medido a partir do eixo de rotação para a superfície da parte girada 180;
(c) o ângulo entre alvo 320 e localização de peso de calibração esquerdo 510;
(d) raio 570 no avião certo 532 medido a partir do eixo de rotação para a superfície da parte girada 180;
(e) o ângulo entre alvo 320 e calibração certo peso localização 520; e
(f) foto pick-up (310) ângulo medido a partir atrás da base (5) no sentido anti-horário quando visto do lado direito.
As três rotações fornecem valores conhecidos de desequilíbrio, do qual o circuito microprocessador determina os valores de K1, K2, K3e K4usado para corrigir os sinais de desequilíbrio real para os aviões de desequilíbrio escolhido de esquerda e direita, ULe URrespectivamente para dar os sinais de desequilíbrio verdadeiro SLe SR.
Referindo-se novamente a Fig. 1, durante uma rotação da parte 180, corrigido sinais SRou SLentra no circuito de espera de amostra 240 de 230 o multiplexador. O microprocessador 270 também alimenta os pulsos de sincronismo para o circuito de espera de amostra para estabelecer os incrementos de amostra.
Uma vez que a parte giratória 180 atinge velocidade operacional a amostragem conjunto dois começa. Cada elemento da amostra para cada incremento de amostra é então convertido em um sinal digital equivalente pelo conversor analógico/digital 250. Cada elemento do sinal digital é então armazenado pelo microprocessador na memória de acesso aleatório 300 para aguardar o processamento adicional. Cada conjunto de amostra de 512 elementos é armazenado no acesso aleatório memória 300 em 512 separar locais correspondente para o sinal #39; intervalo de tempo de s.
A unidade central de processamento 280 marca o tempo correspondente a um ponto arbitrário como o último incremento de amostra na sequência de tempo de amostra como um ponto inicial. O relógio 305, através da unidade de processamento central 280, também fornece os pulsos de sincronismo para o motor de passo DC, tal que a posição do motor 160 DC deslizante em relação ao ponto inicial é conhecida atualmente pela unidade central de processamento de 280.
Quando contíguas dois conjuntos de amostras SAe SBtenham sido armazenados pelo microprocessador 270, a fase pode ser determinado ângulo em relação a referência arbitrária. Unidade central de processamento 270 acessos ler apenas memória 290 onde uma tabela 512 elemento de seno e funções cosseno são armazenadas. Essas tabelas são empregadas então com os dados armazenados de amostra para calcular os componentes desmodulados médios do ângulo de fase em relação a uma posição predeterminada desejada. Os valores de tabela de seno e cosseno são empregados com os elementos da amostra armazenado pelo microprocessador 270 para gerar a coordenadas de ângulo de fase desmodulado Axe umypelas seguintes equações: #EQU3## # onde M = número de rotações por conjunto de amostra
N = número de elementos de amostra por revolução
S = sinal no tempo incremento iM + j
As mesas de seno e cosseno são então empregadas pelo microprocessador 270 para o segundo conjunto de amostras para determinar o desmodulado fase coordenadas ângulo Bxe Bypelas mesmas equações.
Uma correção é feita em seguida para qualquer erro na velocidade assumida da parte girada. A velocidade assumida é inserida manualmente via teclado 370 antes balanceamento e baseia-se no arranjo e diâmetros relativos de 330 a polia, o diâmetro da parte girado e a taxa de motor deslizante. Na personificação da Fig. 1, microprocessador 270 fornece pulsos de um stepper motor 160 a uma taxa que é controlado pelo relógio 305. Este passo a passo a regulação síncrono com o circuito de espera de amostra 240, que também é definido por microprocessador 270. Deve haver uma diferença entre os ângulos de fase média calculada de amostra conjuntos A e B, isto indica que a velocidade real não é síncrona com a velocidade assumida. Microprocessador 270 faz correção calculando a velocidade angular real R de acordo com a seguinte equação: #EQU4## # onde M = número de revoluções entre o centro de uma primeira amostra definida para o centro de uma segunda amostra para definir a velocidade angular assumida
B = o ângulo de desequilíbrio da segunda amostra definido em radianos
A = o ângulo de desequilíbrio da primeira amostra definido em radianos
T = o comprimento total de tempo entre o centro da primeira amostra definida para o centro do segundo conjunto de amostra
Referindo-se agora a Fig. 3, pontos de 140 e 150 correspondem os pontos médios do período de amostragem 90 correspondente à amostra A e a amostra correspondente do período 100 a amostra B, respectivamente. Porque os períodos de amostra, 90 e 100 têm o mesmo comprimento, o incremento de tempo entre 140 e 150 pontos é o mesmo comprimento. Portanto, a equação acima produz a velocidade rotacional corrigida ou real. O inverso desta equação fornece o número de incrementos de tempo por rotação da peça. Período 110 mostrado entre 40 e 50 pontos é um arbitrário assumiu o período de tempo para compensar a linha da tempo computacional exigido pelo microprocessador 270 para calcular as frequências reais e é da ordem de 500 milissegundos. Um hábil na arte apreciaria que desta vez deve ser definida com referência a velocidade de operação do microprocessador 270. O período de 120 entre 50 e 60 pontos representa o tempo necessário para posicionar a peça rotativa com o desequilíbrio localizado na posição final desejada, tal que a altura 60 que o desequilíbrio local será um número predeterminado de integrante das revoluções da paragem de posição e a desaceleração pode começar. Desaceleração é pré-programado o microprocessador 270 como uma taxa constante. Microprocessador 270 é programado para gerar pulsos para a condução de motor de passo de 160 para desaceleração em conformidade com esta taxa de desaceleração constante.
Cálculo do tempo para apontar 60 é realizado pelo cálculo da quantidade total de tempo entre o ponto inicial e o ponto 60. O ponto inicial pode ser qualquer ponto no ciclo de medição em ou após ponto 20. Normalmente o ponto 40 é usado. Portanto, o tempo para chegar ao ponto 60 pode ser calculado adicionando-se o período de atraso predeterminado 110 para o ângulo de fase calculado 120. Quando o tempo decorrido é igual o tempo calculado para apontar 60 a rampa de desaceleração é iniciada.
Microprocessador 270 está mais ligado para exibir 360. Em conjunto com o cálculo do lugar de desequilíbrio e de controlar a desaceleração do motor deslizante 160 a impedir o desequilíbrio na posição predeterminada, microprocessador 260 também gera sinais para exibição através de display 360. Como é convencional em tais sistemas de controle de microprocessador, visor 360 é empregado para exibir avisos de usuário para conjunto inicial, como, por exemplo, solicitando a entrada de velocidade desejada de rotação da parte rotativa, informações sobre o status da operação de balanceamento dinâmico e assim por diante. Além disso, o microprocessador 270 calcula a magnitude do desequilíbrio na parte rotativa. Visualização 360 é empregada para exibir esta quantidade juntamente com a velocidade de rotação real calculada e a localização do desequilíbrio após a conclusão da operação de balanceamento dinâmico. Visualização 360 poderia ser formada de luz emitindo-se diodos, um display de cristal líquido, no entanto, a incorporação preferencial é um monitor de vídeo monitor formado com um tubo de raios catódicos.
Na personificação ilustrada na Fig. 1, a taxa de motor deslizante foi controlada em relação a uma taxa de amostragem definida independentemente. Fig. 4 ilustra uma encarnação alternativa. Microprocessador 270 controla a velocidade de funcionamento do motor de passo 160 pela geração de pulsos com o momento apropriado. Este momento de impulsos ocorre em relação os sinais de relógio 305. Um codificador de eixo 400 é acoplado à parte rotativa por cinto 410. Rotação da parte rotativa faz com que o cinto 410 para girar o codificador de eixo 400. Codificador de eixo 400 gerado, por sua vez, um sinal que indica a posição rotativa do codificador de eixo 400. Microprocessador 270 emprega este sinal de codificador de eixo 400 para gerar o sinal de taxa de amostragem para o circuito de espera de amostra 240. A taxa de amostragem é, portanto, assíncrona com a taxa de motor deslizante. Em outras considerações, o aparato ilustrado na Fig. 4 funciona da mesma maneira como descrito anteriormente.
