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

паратором, первый и второй входы которого соединены соответственно

1167463

с выходами первого и второго счетчика,а выход -с вторым входом фазометра.

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

1

.Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано в балансировочных автоматах и полуавтоматах с разделенными измерительной и корректирунлцей позициями.

Цель изобретения - повышение производительности процесса балансировки.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Измерительное устройство к балансировочному станку содержит датчик 1 дисбаланса, подключенные к его выходу первый и второй фазовые детекторы 2 и 3, два связанных с их выходами запоминающих блока 4 и 5, два амплитудных модулятора 6 и 7 первые входа которых соединены соответственно с выходами запоминающих 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 соединены между собой и с выходом сумматора 8, третий фазовый детектор 11, выход которого соединен с вторым входом первого фазового детектора 2, четвертьш фазовый детектор 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 входом первого датчика 13 фазы и вторыми входами третьего фазового детектора 11 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 соедине с выходом элемента 16 И, блок 18 управления, выход которого соединен с S-входом RS-триггера 17, 1К-триггер 19,, S-вход которого соединен 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 1К-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 которог соединен с выходом делителя 22 частоты и вторым входом второго элемента 20 И, а второй вход - с внходом второго датчика 15 фазы, С - выходом 1К-триггера 19 и вторыми входам делителя 22 частоты и третьего элемента 21 И, второй счетчик 24, первьй вход которого соединен с выходом второго элемента 20 И, а второй вход - с выходом третьего элемента 21 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 щпиндель 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 детектоi)OB 2 и 3, на управляющие входы кото31

рых подаются два ортогональных опорных сигнала с частотой вращения балансируемого ротора. Опорные сигна лы 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 выходов генератора 14 несущей частоты. Генератор 14 несущей частоты состоит из генератора колебаний/ прямоугольной формы, двух делителей частоты и двух формирователей сигналов несзтцей частоты. Выход генератора колебаний прямоугольной формы связан с входами делителей частоты и с третьим выходом генератора 14 несущей частоты. На выходах делителей формируются сигналы прямоугольной 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 выходом генератора 14 несущей частоты. Генератор 14 несущей частоты может быть реализован на логических элементах И-НЕ и 1К-триггерах. Для обеспечения режима фазовращателя 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, с выходов фазовых детекторов 2 и 3 поступают соответственно на входы запоминающих блоков 4 и 5. Запоминающие блоки представляют собой двузвенные аналоговые запоминакяцие устройства с конденсаторной памятью. После окончания вращения балансируемого ротора запомгаающие блоки переводятся в режим хранения информации. При этом, если позицирование на корректирующей позиции закончено, т.е. вторые звенья запоминающих устройств готовы к приему новой информации, последняя переписывается на вторые звенья запоминающих блоков 4 и 5, и на их выходах появляются напряжения, соответствукмцие проекциям векто ра дисбаланса в измерительной прямо674634

угольной системе координат. Напряжения с выходов запоминающих блоков 4 и 5 поступают на информационные входы амплитудных модуляторов 6 и 7, 5 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

О второй входа сумматора 8, на выходе которого выделяется синусоидальный сигнал несущей частоты, являющийся аналогом вектора дисбаланса в отсчетной полярной системе координат.

15 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 кор ректирующей позиции шпиндель с балансируемым ротором устанавливается в любое из п фиксированных положен11Й 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

0 оказаться сдвггаутым по фазе относительно сигнала датчика 13 фазы измерительной позиции. В связи с тем, что шштдели измерительной и корректирующей позиций фиксируются в опре5 деленных положениях, при которых возможна установка и снятие балансируемого ротора, сигнал датчика 13 фазы может отставать по фазе от сигнала

датчика 15 фазы на величину, крат° 360

кую , где п- количество фиксированных положений, при которых может осуществляться установка и снятие балансируемого ротора со шпинделя. При определении угла коррекции на корректирующей позиции возникает необходимость учитывать р ссогласование 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

5 угол коррекции будет определен

с ошибкой, равной величине сдвига фазы сигналов датчика 13 фазы и датчика 15 фазы. Для задержки переднего 5 фррнта сигнала датчика 15 фазы необходимо измерить отставание переднего фронта сигнала датчика 13 фазы относительно переднего фронта сигнала датчика 15 фазы, для чего из блока 18 управления на S-вход RS-тригге ра 17 поступает сигнал, устанавливаю щий RS-триггер 17 в единичное состоя ние. За единичное состояние принима(Зтся такое состояние триггера, при котором на прямом выходе триггера появляется высокий уровень напряжения, близкий к напряжению источника питания, а на инверсном выходе - ни кий уровень напряжения, близкий к потенциалу общего провода. Высокий уровень с прямого выхода RS-триггера 17 поступает на К-вход, а низкий уровень с инверсного выхода RS-триггера 17 - на Г-вход 1К-триггера 19. Положителыам фронтом сигнала в торс го датчика 15 фазы делитель 22 часто ты и счетчик 23 устанавливаются в нулевое положение, а 1К-триггер 1 устанавливается в состояние, соответ ствующее сигналам на его информационных входах I и К. При этом на его инверсном выводе появляется высокий уровень, поступающий на первые входел элементов 20 и 21 И и второй вход элемента 16 И, разрешающий соответственно прохождение сигнала с выхода делителя 22 .частоты через элемент 20 И на первьй вход счетчика 24, сигнала датчика 15 фазы через элемент 21 И на второй вход счетчика 24 и сигнала датчика 13 фазы через элемент 16 И на R-вход RS-триг гера 17. Счетчик 24 представляет собой двоично-десятичный счетчик, осуществляющий счет 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 сигнала на первом и втором выходах генератора 14 несущей частоты. С выхода делителя 22 частоты сигнал с частотой в п раз меньше частоты входного сигнала (где п- количество фиксированных положений, в описываемом случае п«5, при котором может осуществляться установка 36 балансируемого ротора на шпиндель балансировочного станка и снятие его со шпинделя) поступает на вход счетчика 23 и через элемент 20 И - на первый вход счетчика 24. Счетчик 23 аналогичен счетчику 24. Положительным фронтом сигнала датчика 13 фазы, поступающим на S-вход RS-триггера 19, последНИИ устанавливается в единичное состояние, а RS-т.риггер 17 тем же фронтом сигнала датчика 13 фазы, поступающим на R-вход через элемент 16 И - в нулевое состояние. При этом на выходе 1К-триггера 19 появляется низкий уровень напряжения, запрещающий прохождение сигнала с выхода делителя 22 частоты через элемент 20 И на вход счетчика 24, сигнала датчика 13 фазы через элемент 16 И на R-вход RS-триггера 17 и сигнала датчика 15 фазы на второй вход счетч,ика 24. Таким образом, на первый вход счетчика 24 проходят Иу1пульсы, количество которых показывает, на сколько фиксированных положений повернут шпиндель корректирующей позиции относительно шпинделя измерительной позиции в момент переноса балансируемого ротора из соответственно, величину рассогласования 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 появ