Измерительное устройство к балансировочному станку Советский патент 1985 года по МПК G01M1/22 

Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в станках для балансировки роторов электродвигателей.

Известно измерительное устройство к балансировочному станку, содержащее генератор опорных сигналов, последовательно соединенные датчик дисбаланса и усилитель, связанные с ним блок измерения угла и блок измерения величины, каждый из которых включает электрическую цепь, выполненную в виде последовательно соединенных амплитудного детектора, порогового элемента, элемента временной задержки и исполнительного реле. Устройство обеспечивает измерение углового расположения и значения дисбаланса и формирует команду об окончании измерения 1.

Однако процесс определения класса точности балансируемого ротора в данном устройстве .не автоматизирован, что приводит к большим затратам времени при сортировке роторов на классы согласно ГОСТ 12372-79.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является измерительное устройство к балансировочному станку, содержащее два измерительных канала, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных датчика дисбаланса, сумматора, второй вход которого соединен с выходом датчика другого измерительного канала, и усилителя, блок управления, четыре триггера, элемент ИЛИ и элемент И. Устройство обеспечивает измерение параметров дисбаланса, приведенного к заданным плоскостям коррекции, в виде проекций на заданные оси и сравнение каждой из проекций с эталонным значением, эквивалентным максимальному дисбалансу, разрещенному при коррекции на заданной оси 2.

Однако в известном устройстве не производится сравнение значения дисбаланса с эталонным уровнем, соответствующим классу точности по дисбалансу. Пересчет измеряемых параметров дисбаланса (проекций на заданных оси) в полярную систему координат и сравнение полученных значений с заданным в каждом классе точности уровнем увеличивает время измерения, что снижает производительность балансировочного станка.

Цель изобретения - повышение производительности балансировочного станка.

Поставленная цель достигается тем, что измерительное устройство к балансировочному станку, содержащее два измерительных канала, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных датчика дисбаланса, сумматора, второй вход которого соединен с выходом датчика другого измерительного канала, и усилителя, блок управления, четыре триггера, элемент ИЛИ и элемент И, снабжено формирователем.

вход которого соединен с выходом блока управления, а выход - с R-входами всех триггеров, тремя светодиодами, элементом 3 ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом элемента И и с первым светодиодом, выход - с вторым светодиодом, а второй и третий входы соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, с выходом которого соединен третий светодиод, двумя амплитудными детекторами,

0 входы которых соединены с выходами усилителей, двумя блоками -измерения величины, первые входы которых соединены с выходами амплитудных детекторов, а вторые входы - с выходом блока управления, четырьмя цифровыми компараторами, входы которых соединены попарно и соответственно с выходами блоков измерения величины, а выход каждого соединен с S-входом одного из триггеров, инверсные выходы первого и третьего триггеров соединены соответственно

0 с первым и вторым входами элемента И, а прямые выходы второго и четвертого триггеров соединены соответственно с вторым и третьим входами элемента ЗИЛИ-НЕ На фиг. 1 изображена функциональная схема измерительного устройства к балансировочному станку; на фиг. 2 - временные диаграммы работы элементов функциональной схемы.

Измерительное устройство к балансировочному станку содержит последовательно соединенные блок 1 управления и формиро0ватель 2, два измерительных канала 3 и 4, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных датчика 5(6) дисбаланса, сумматора 7(8), второй вход которого соединен с выходом датчика 6(5),

избирательного усилителя 9(10), амплитудного детектора 11(12), блока 13(14) измерения величины, второй вход которого соединен с выходом блока 1 управления, и двух цифровых компараторов 15(16) и 17(18), входы которых соединены между собой и с

0 выходом блока 13(14) измерения величины, четыре триггера 19-22 RS-типа, R-входы которых соединены между собой и с выходом формирователя 2, а S-вход триггеров 19- 22 соединен соответственно с выходом цифровых компараторов 15, 17, 16 и 18, элемент И 23, первый вход которого соединен с инверсным выходом триггера 19, а второй вход - с инверсным выходом триггера 21, элемент ЗИЛИ-НЕ 24, первый вход которого соединен с выходом элемента И 23, второй вход - с выходом триггера 20, а

0 третий вход - с выходом триггера 22, элемент ИЛИ 25, первый и второй входы которого соединены соответственно с вторым и третьим входами элемента ЗИЛИ-НЕ, и три светодиода 26-28, каждый из кото5 рых подключен соответственно к выходам элементов И 23, ЗИЛИ-НЕ 24 и ИЛИ 25. На временной диаграмме работы элементов измерительного устройства представлены

уровни и форма сигналов на выходах элементов, номера которых, обозначенные в левой части чертежа, соответствуют номерам элементов на функциональной схеме. При этом ti - время начала измерения; 12- время измерения класса точности 2,5; 1я-конец измерения.

Устройство работает следующим образом.

Колебания опор станка, пропорциональные дисбалансу ротора (не показан), воспринимаются и преобразовываются в электрический сигнал датчиками 5 и 6 дисбаланса. С помощью сумматоров 7 и 8 производится разделение плоскостей коррекции. Выходной сигнал сумматора 7(8), пропорциональный дисбалансу ротора в плоскости коррекции, усиливается и фильтруется от помех избирательным усилителем 9(10) и детектируется амплитудным детектором 11(12), на выходе которого формируется постоянное напряжение, пропорциональное значению дисбаланса ротора. Это напряжение поступает на первый вход блока 13 (14) измерения величины, который представляет собой последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и цифровой индикатор. Измерение начинается -по команде с выхода блока 1 управления, поступающей после разгона балансируемого ротора и успокоения подвески станка на вторые входы блоков 13 и 14 измерения величины и на вход формирователя 2, который представляет собой ждущий мультивибратор (одновибратор),запускаемый передним фронтом входного импульса. Длительность выходного импульса формирователя 2 определяется внутренней RS-цепочкой и выбирается больще времени установки в НОЛЬ триггеров 19-22. По команде, поступивщей с выхода блока 1 управления, запускается АЦП блока 13 (14) измерения величины и устанавливаются в «О триггеры 19-22. АЦП преобразовывает входное постоянное напряжение в двоично-десятичный код. После окончания преобразования полученный сигнал высвечивается на индикаторных лампах цифрового индикатора блока 13(14) измерения величины. Одновременно этот сигнал поступает ria входы цифровых компараторов 15(16) и 17(18). Код уставки программирующих переключателей цифровых компараторов 15 и 16 соответствует клас су точности 2,5, а цифровых компараторов 17 и 18 - классу точности 6,3. Цифровые ком параторы обеспечивают поразрядное сравнение двочно-десятичного кода измеряемого зна чения дисбаланса, подаваемого на вход-компа ратора, с кодом уставки программирующего переключателя. При равенстве этих кодов на выходе цифрового компаратора формируется высокий логический уровень напряжения.

По условиям сортировки роторов на классы точности измерительное устройство должно формировать команду «Класс 2,5, если значение дисбаланса ротора в каждой из плоскостей измерения меньще уровня, устанавливаемого для класса 2,5, команду с «Класс 6,3, если значение дисбаланса ротора хотя бы в одной из плоскостей измерения выше уровня, устанавливаемого для класса 2,5 но в обеих плоскостях ниже уровня, устанавливаемого для класса 6,3, и команду «Брак, если значение дисбаланса ротора хо тя бы в одной из плоскостей измерения выше уровня, устанавливаемого для класса 6,3.

Рассмотрим случай, когда значение дисбаланса ротора превышает (например, в левой плоскости) уровень, установленный для класса 6,3. В момент времени ti на вторые входы блоков 13(14) измерения величины и на вход формирователя 2 с выхода блока 1 управления поступает сигнал, разрешающий измерение. Выходным импульсом

0 формирователя 2 триггеры 19-22 устанавливаются в нулевое состояние. При этом на выходе элемента И 23 появляется высокий уровень напряжения, так как на оба его входа поступают высокие уровни напряжения с инверсных выходов триггеров 19

5 и 21. Па выходе элемента ЗИЛИ-ПЕ 24 низкий уровень напряжения, так как на его первый вход поступает высокий уровень с выхода элемента И 23. На выходе элемента ИЛИ 25 также низкий уровень напряжения, так как на обоих его входа.х есть низкие уровни с выходов триггеров 20 и 22. Количество импульсов, поступающих с выхода АЦП на вход цифрового компаратора 15 в момент времени 12 (это время равно уставке для класса 2,5, деленной на

величину квантования прибора Ф229 и умноженной на период тактовых импульсов АЦП, частота которых равна 200 кГц), совпадает с кодом уставки программирующего переключателя, цифрового компаратора 15. При этом на его выходе формируется

0 импульс, который поступает на S-вход триггера 19, устанавливает его в единичное состояние и на выходе элемента И 23 появляется низкий уровень напряжения, а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 24 - высокий. В момент времени код на входе цифрового компаратора 17 совпадает с кодом установки его программирующего переключателя, на выходе-компаратора 17 формируется импульс, который поступает на Звход триггера 20 и устанавливает последний в

единичное состояние. При этом на выходе элемента ЗИЛИ-НЕ 24 появляется низкий уровень напряжения, а на выходе элемента ИЛИ 25 - высокий уровень. Такое состояние выхода элементов остается после окончания измерения дисбаланса ротора и

5 сохраняется до следующего цикла измерения (до следующего ротора).

С появлением высокого уровня на выходе элемента ИЛИ 25 светится светодиод 28,

выдавая оператору станка информацию о том, что на станке находится бракованный ротор (светодиод 26 - класс 2,5, а светодиод 27 - класс 6,3). Период времени от ti до ts занимает менее 40 мс, поэтому кратковременные импульсы на светодиодах 26 и 27 во время цикла измерения оператор не замечает. Помимо выдачи световой информации оператору станка о классе точности балансируемого ротора, высокие уровни напряжения на выходах элементов И 23, ЗИЛИ-НЕ 24 и ИЛИ 25 после окончания измерения могут быть использованы для

управления транспортом балансировочного станка при автоматизации процесса загрузки и выгрузки поступающих на балансировку роторов.

Таким образом, автоматизирован процесс сортировки роторов электродвигателей на классы точности по уровню остаточного дисбаланса с формированием команд по каждому из классов точности и команды «Брак в случае несоответствия уровня дисбаланса одному из классов точности. В результате уменьшено время пребывания балансируемого ротора на измерительной позиции станка.

ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО К БАЛАНСИРОВОЧНОМУ СТАНКУ, содержащее два измерительных канала, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных датчика дисбаланса, сумматора, второй вход которого соединен с выходом датчика другого измерительного канала, и усилителя, блок управления, четыре триггера, элемент ИЛИ и элемент И, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности станка, оно снабжено формирователем, вход которого соединен с выходом блока управления, а выход - с R-входами триггеров, тремя светодиодами, элементом , первый вход которого соединен с выходом элемента И и с первым светодиодом, выход - с вторым светодиодом, а второй и третий входы соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, с выходом которого соединен третий светодиод, двумя амплитудными детекторами, входы которых соединны с выходами усилителей, двумя блоками измерения величины, первые входы которых соединены с выходами амплитудных детекторов, а вторые входы - с выходом блока управления, четырьмя цифровыми компараторами, входы которых соединены попарно и соответственS но с выходами блоков измерения величины, а выход каждого соединен с S-вхо(Л дом одного из триггеров, инверсные выходы первого и третьего триггеров соединены соответственно с первым и вторым входами элемента И, а прямые выходы второго и четвертого триггеров соединены соответственно с вторым и третьим входами элемента 3 ИЛИ-НЕ. Oi сл со

Фиг. 2