Автоматический балансировочный станок Советский патент 1986 года по МПК G01M1/38 

Изобретение относится к балансировочной технике и предназначено для автоматического измерения и коррекции неуравновешенных масс вращающихся деталей.

Цель изобретения - повышение производительности балансировки без потери точности и улучшение его эксплуатационных характеристик за счет преобразования сигнала дисбаланса в цифровую форму и выполнения устройства по принципу управляющего автомата с внутренней синхронизацией.

На фиг. 1 представлена блок-схема автоматического балансировочного станка; на фиг. 2 - схема блока управления .

Автоматический балансировочный станок содержит блок 1 измерения дисбаланса, выполненный в виде последовательно соединенных схемы 2 измерения величины дисбаланса, вход которой предназначен для соединения с датчиком колебаний, устанавливаемым на опорах 3, аналого-цифрового преобразователя 4 (АЦП), схемы 5 запоминания и схемы 6 сравнения, второй вход которой соединен с выходом АЦП 4, схемы 7 установки остаточных значений дисбаланса, выход которой соединен с пятым входом схемы 6 сравнения, схемы 8 индикации, первый вход которой соединен с выходом схемы 5 запоминания, и, схемы 9 измерени фазы дисбаланса, первый вход которой предназначен для соединения с датчиком опорного сигнала, второй вход содинен с вторым выходом схемы 2 измерния величины дисбаланса, а первый выход - с третьим входом схемы 5 запоминания, связанный с балансируемым ротором 10 привод 11, второй вход которого соединен с вторым выходом схемы 9 измерения фазы дисбаланса, а выход - с четвертым входом схемы 6 сравнения, блок 12 подачи и селекции роторов, выход которого соединен с вторым входом схемы 8 индикации, блок 13 коррекции, выполненный в виде последовательно соединенных моментного датчика 14, корректирующего механизма 15 и датчика 16 перемещения, выход которого соединен с третьим входом АЦП 4, и блок 17 управления, выполненный в виде последовательно соединенных схемы 18 контроля, nepBiiri вход которого соединен с выходом схемы 6 сравнения, а второй вход - с вторым выходом схемы 9

5

0

5

0

5

0

5

0

5

измерения фазы дисбаланса, переключателя 19 режима работы, первого программного счетчика 20 и дешифратора 21, первый выход которого соединен с входом моментного датчика 14, второй - с первым входом привода 11, третий - с входом блока 12 подачи и селекции роторов, четвертый - с вторым входом АЦП 4, пятый - с вторым входом схемы 5 запоминания, шестой - с третьим входом схемы 6 сравнения, седьмой - с третьим входом схемы 18 контроля, второго программного счетчика 22, выход которого соединен с вторым входом дешифратора 21, а второй вход установки О - с вторым входом установки О первого программного счетчика 20 и с восьмым выходом дешифратора 21, последовательно соединенных источника 23 питания и формирователя 24 импульсов, выход которого соединен первыми входами установки О программных счетчиков 20 и 22, схемы 25 совпадения, дифференциальных цепочек 26 и 27, вход дифференциальной цепочки 26 соединен с первым входом схемы 18 контроля, а выход - с входом программного счетчика 22 и вторым входом схемы 25 совпадения, вход дифференциальной цепочки 27 - с шестым входом дешифратора 21, а выход - с третьим входом схемы 25 совпадения, выход которого соединен входами предварительной установки двоичного ,числа программных счетчиков 20 и 22, тактового генератора 28 и делителя 29 частоты, вход которого соединен с выходом тактового генератора 28, третьим входом дешифратора 21 и четвертым входом схемы 18 контроля, а выход - с вторым входом переключателя 19 режима работы.

Автоматический балансировочньй станок работает следующим образом.

При включении питания блок 17 управления вырабатывает сигнал, по которому блок 12 подачи и селекции роторов устанавливает ротор 10 на опоры 3. Следующий сиг-нал с выхода блока 17 управления приводит в движение механически связанный с осью ротора 10 привод 11, которьш разгоняет балансируемый ротор 10 до рабочей скорости вращения, после чего привод 11 отводится и опоры 3 рас- фиксируются в первой плоскости балансировки. Колебания опор 3, вызванные дисбалансом ротора в первой плосI

кости балансировки могут регистрироваться, например, оптическим датчиком (оптопара светодиод - фотодиод), сигнал с которого поступает на вход схемьт 2 измерения величины дисбаланса, где усиливается и детектируется. С выхода схемы 2 измерения величины дисбаланса напряжение, уровень которого пропорционален величине дисбаланса, поступает на первый вход АЦП А, где по сигналу Разрешение преобразования, поступающему с четвертого выхода дешифратора 21, преобразуется в цифровой код, и по сигналу Разрешение записи с пятого выхода дешифратора 21 записывается в схему 5 запоминания. Сигнал опорной метки на роторе 10 регистрируется и поступает на вход схемы 9 измерения фазы дисбаланса, на другой вход которой поступает сигнал максимума дисбаланса с второго выхода схемы 2 измерения величины дисбаланса. На выходе схемы 9 вырабатывается цифровой код, соответствующий угловой координате неуравновешенности относительно опорной метки на роторе 10, который поступает на второй вход схемы 5 запоминания и записывается в него. После измерения параметров дисбаланса в первой плоскости балансировки аналогично измеряютс параметры дисбаланса во второй плоскости и переписываются в схему 5 запоминания. При окончании цикла измерения блок 17 управления вырабатывает сигнал Разрещение сравнения, поступающий на третий вход схемы 6 сравнения, в которой производится сравнение измеренных параметров величины дисбаланса с допустимыми. Если измеренные параметры меньше допустимых, то схема 6 сравнения вырабатывает сигнал, который поступает в бле 17 управления, и блок 12 подачи и селекции роторов направляет ротор в накопитель Годные, если же измеренные параметры превышают допустимые, то схема 6 сравнения вырабатывает сигнал Обработка, которьй поступае в блок 17 управления. Последний вырабатывает сигнал, по которому привод 11 устанавливает ротор 10 под корректирующий механизм 15. При этом импульсы тактовой частоты с тактового генератора 28 поступают на второй счетный вход суммирующего счетчи.-а схемы управления шаговым электродвигателем. Каждый импульс тактовой час20

25

260894

тоты обеспечивает поворот ротора 10 на определенный и всегда постоянный угол - угол позиционирования, а серия импульсов задает вращение с частотой, пропорциональной частоте следования тактовых импульсов. Импульсы опорной метки на роторе, поступающие с второго выхода схемы 9 измерения фазы дисбаланса, обеспечивают .- поворот балансигуемого ротора 10 относительно опорной метки на угол, соответствунщий фазе дисбаланса.

При установке ротора под коррек- тирукяций механизм 15 на первый вход схемы 6 сравнения с выхода схемы 5 запоминания поступает код измеренной фазы дисбаланса, а на ее другой вход приходит код с выхода привода 11. При равенстве этих кодов на выходе схемы сравнения формируется импульс Стоп, который поступает на вход блока 17 управления, что останавливает привод 11 и-фиксирует ротор 10, механически связанный с приводом 11, в установленном состоянии. По сигналу из блока 17 управления моментный датчик 14 подводит корректирующий механизм 15 в первую плоскость до соприкосновения с поверхностью ротора 10, после чего датчик 16 перемещения обнуляется, включается кор- ректируюпщй Механизм 15, который удаляет несбалансированную массу ротора. Сигнал, обусловленный глубиной врезания корректирующего механизма 15, 35 пропорциональной массе удаленного несбалансированного материала ротора 10, поступает на вход АЦП 4, где преобразуется в двоичный код, и далее поступает на второй вход схемы 6 40 сравнения, на первый, вход которой

теперь приходит сигнал измеренной величины дисбаланса с выхода схемы 5 запоминания. При равенстве этих кодов, схема 6 сравнения вырабатывает J5 импульс Конец обработки в плоскости, который поступает устройство управления и отключает моментный датчик 14, отводя этим корректирующий механизм в исходное состояние. Произ- 0 водится коррекция неуравновешенной массы ротора во второй плоскости аналогично с коррекцией, произведенной в первой плоскости, после чего ротор ..рйводится во вращение, произ- 5 водится контроль остаточной неуравновешенности ротора в двух плоскостях балансировки и при необходимости повторно корректируются неуравновешен30

ные массы (ротор может подвергаться балансировке до трех раз и зависимости от сигнала на выходе схемы 6 сравнения) , после чего блок 17 управления вырабатьшает сигнал Цикл окончен, который поступает в блок 12 подачи и. селекции роторов, и ротор направляется в накопитель для годных или для бракованных роторов в зависимости от сигнала на выходе схемы 6 сравнения.

Блок 17 управления устанавливает все блоки в исходное состояние, и автомат начинает цикл балансировки со

следуюпщм ротором. Блок 17 управления 15 измеренные параметры в пределах допрограммной балансировки, выполненный по принципу управляющего автомата с внутренней синхронизацией, -вырабатывает основные и вспомогательные сигналы, формирующие алгоритм работы балансировочного станка в режимах Автомат и Ручное-управление.

При включении питания импульс напряжения с выхода источника 23 пита- ния поступает на формирователь 24 импульсов, с выхода которого импульс длительность которого устанавливается в зависимости от длительности, переходных процессов в блоке питания и всегда больше их, поступает на первые входы установки О программных счетчиков 20 и 22 и обнуляет их На выходах дешифратора 21 команд

устанавливаются уровни логического

нуля, и все узлы станка устанавливаются в исходное положение.

При установке переключателя 19 режима работы в положение Автомат тактовые импульсы с делителя 29 час- тоты тактового генератора 29 поступают на вход +1 программного счетчика 20, а код с его выходных шин поступает в дешифратор 21 команд, выполненный, например, в виде диод- ной матрицы и многовходовых схем И (совпадения). На соответствующих выходах дешифратора 21 команд формируются уровни логической 1, которы

запускают в определенной последовательности соответствующие узлы автомата.

Для контроля последовательности операции сигнал опорной метки с второго выхода схемы 9 измерения фазы дисбаланса поступает на вход схемы 18 контроля, на другой вход которой приходят импульсы с выхода тактового

генератора 28. Отсутствие импульсов сигнала опорной метки говорит о наличии сбоя в цикле, а это вызывает появление сигнала на выходе схемы 18 контроля, который переводит переключатель 19 в режим Ручное управление, срабатьшает устройство сигнализации сбоя и подает звуковую сигнализацию. Если сбоя на данном этапе процесса не происходит, то после измерения и записи в .схему 5 запоминания параметров дисбаланса производится сравнение измеренньт параметров с допустимыми в схеме 6 сравнения, и если

0

5

0

0

5

пуска, то сигнал с выхода схемы 6 сравнения через дифференцирующую цепочку 26 поступает на второй вход схемы 25 совпадения, на третий вход которой в это время приходит продиф Ьеренцированный цепочкой 27 сигнал с шестого выхода (Разрешение сравнения) дешифратора 21 команд, а на первый вход схемы 25 совпадения - уровень 1 с девятого выхода (Сравнение 1) дешифратора 21 команд. Передний фронт импульса на выходе схемы 25 совпадения устанав - ливает программные счетчики 20 и 22 в состояние, при котором на выходах дешифратора 21 команд устанавливается код Конец цикла. Если же измеренные параметры дисбаланса превьш1ают допустимые, то следукмдий импульс с делителя 29 частоты тактового генератора 28 устанавливает счетчик 20 в состояние, при котором импульсы с тактового генератора 28 через дешифратор 21 команд поступает на вход привода 11 вращения ротора 10, ротор устанавливается неуравновешенностью в зону обработки корректирующего . механизма, импульс с выхода схемы 6 сравнения поступает на вход +1 программного счетчика 22, который прекращает прохождение импульсов с тактового генератора 28 на вход привода 11. Привод 11 останавливается и фиксирует ротор 10. Последущие импульсы тактового генератора 28 заполняют программный счетчик 20, вьтолняя тем самым предварительный набор кода следующей операции, а импульсы, поступающие с выхода схемы сравнения на вход -fl программного счетчика 22, осуществляют прерывание выполнения данной команды,т.е.осуществляетсявнутренняя синхронизация работы узлов станка по заранее заданномуалгоритму.

Так как операции установа ротора, коррекции дисбаланса и сравнения кодов результата коррекции с измеренной величиной дисбаланса являются самыми ответственными для ликвидации возможности неправильной работы станка на этих операциях, в устройстве управления осуществляется контроль по второй петле контроля хода операций посредством сравнения кода операции, выработанного в дешифраторе 21 команд, и кода операции, установленного в схеме 6 сравнения. При их различии схема 18 контроля вырабатывает сигнал, который переводит станок в режим Ручное управление, и подается звуковая сигнализация неисправности,

: Лицевую панель блока управления балансировочного автомата можно снабдить цифровым табло, на которое будет вьшодиться информация о нали- чии дисбаланса в плоскостях балансировки,, текущий номер перехода в цикле балансировки и номер перехода, при,котором происходит сбой, количество годных и бракованных роторов из общей партии, -поступившей на балансировку.

Вьшолнение устройства управления программной балансировки по принципу управляющего автомата с внутрен- ней синхронизацией дает возможность путем перестановки перемычек в дешифраторе команд легко изменять алгоритм работы станка, что улучшает его эксплуатационные характеристики, расширяет номенклатуру роторов, которые могут балансироваться на дан- ном станке.

Формула изобретения

1. Автоматический балансировочный станок, содержащий блок измерения дисбаланса, блок управления, первый вход которого связан с выходом блока измерения дисбаланса, и блок коррекции, вход которого связан с первым выходом блока управления, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности балансировки и улучшения эксплуатационных характеристик, он снабжен предназначенным для вращения балансируемого изделия приводом, первый вход которого связан с вторым выходом блока управления, и блоком подачи и селекции роторов, вход которого связан с третьим выходом блока у правле- ния, а блок измерения выполнен в виде последовательно соединенных схемы измерения величины дисбаланса,

вход которой предназначен для соединения с датчиком колебаний, аналого- цифрового преобразователя, второй вход которого соединен с четвертым выходом блока управления, схемы запоминания, второй вход которой соединен с пятым выходом блока управления, и схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, третий вход - с

шестым выходом блока управления, а четвертый вход - с выходом привода, схемы установки остаточных значений дисбаланса, выход которой соединен с пятым входом схемы сравнения, схемы индикации, первьй вход которой соединен с выходом схемы запоминания, а второй вход - с выходом блока подачи и селекции роторов, и схемы ; измерения фазы дисбаланса, первый

вход которой предназначен для

соединения с датчиком/опорного сигнала, второй вход соединен с вторым выходом схемы измерения величины дисбаланса, первый выход - с третьим

выходом схемы запоминания, а второй выход - с. вторым входом блока управления и с вторым входом привода.

2. Станок по по.1, о т л и - чающийся тем, что блок упр авления вьшолнен в виде последова- тельно соединенных, схемы контроля, первый вход которой представляет собой первый вход блока управления, а второй вход - его второй вход переключателя режима работы, первого программного счетчика и дешифратора, первые шесть выходом которого представляют собой соответствзпощие вы-- ходы блока управления, а седьмой

выход соединен с третьим входом схемы контроля, второго программного счетчика, выход которого соединен с вторым входом дешифратора, а второй вход установки О - с вторым входом

установки О первого программного счетчика и с восьмым выходом дешифратора, источника питания, формирователя импульсов, вход которого связан с выходом источника питания, а выходс первыми входами установки О программных счетчиков, схемы совпадения, двух дифференцирующих цепочек, вход первой соединен с шестым выхо91

дом дешифратора, выход - с третьим входом схемы сравнения, вход второй - с первым входом схемы контроля, а выход - с входом второго программного счетчика и с вторым входом схемы сравнения, первьй вход которой соединен с девятым вькодом дешифратора, а выход - с входами предварительной установки двоичного числа обоих программных счетчиков, тактового генератора и делителя частоты, вход которого соединен с выходом тактового генератора, третьим входом дешиф2608910

ратвра и четвертым входом схемы контроля, а выход - с вторым входом переключателя режима работы.

с 3. Станок ПОП.1, отличающийся тем, что блок коррекции выполнен в виде последовательно соединенных моментного датчика, вход которого является входом блока рекции, корректирующего механизма и датчика перемещения, выход которого соединен с третьим входом аналого- цифрового преобразователя.

Фиг.1

Составитель Ю. Круглов Редактор А. Козориз Техред В.Кадар

Заказ 2112/30 Тираж 778Подписное

ВНШПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

.2.

Корректор С. Черни

Изобретение относится к балансировочной технике, предназначено для автоматического измерения и коррекции неуравновешенных масс вращающихся деталей и позволяет повысить производительность балансировки и улучшить эксплуатационные характеристики. Параметры дисбаланса балансируемого изделия определяются в блоке измерения, работа которого регулируется управляющими командами блока управления. Дисбаланс в двух плоскостях коррекции устраняется с помощью блока коррекции, вход которого связан с блоком управления, а выход - с АЦП, входящим в состав блока измерения. Смена роторов и их вращение производятся соответственно с помощью блока подачи и селекции и привода, которые также управляются командами с блока управления, выполненного по принципу управляющего автомата с внутренней синхронизацией. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. § Is IND О О 00 со