Устройство для уравновешивания вращающегося тела Советский патент 1979 года по МПК G01M1/24 

Изобретение огносигся к обласги балансировочной техники и может быть использовано в приборостроении для автоматизации процесса уравновешивания балансов часов. Известно устройство для уравновешивания вращающегося тела, содержащее привод вращения, датчик дисбаланса, установленный в механических опорах, сигнал с которого пропорциональный величине и фазе дисбаланса, поступает на блок индикации, блок синхронизации и оптический квантовый генератор для удаления материала с поверхности- тела, моментом излучения которого управляет блок синхронизахсин момента взлучевия с моментом про хождения тока дисбаланса 1} . Недостатком этого устройства является то, что снятие материала с поверхности тела осуществляется за несколько цик лов мощным импульсом луча увеличенной длительности, что ведет к повторяемости операции снят.ия дисбаланса, снижая таким образом производительность процесса. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для уравновешивания вращающегося гела, например балансовчасов, содержащее триггер, блок регулирования скорости вращения, первый вход которого соединен с выходом триггера, блок выбора канала, первый вход которого соединен с первым выходом блока регулирования, оптический квантовый генератор для удаления материала с псжерхности тела BXOJJ которой соединен с выходом бдрка выбора канала, привод вращения, соединенный со вторым шлходом блока регулирования, датчик скорости вращения, выход которого соединен со вторым входом блока регулиро- . вания, преобразователь напряжение-код, блок задержки, датчик дисбаланса, соединенный выходом с входом блока задержки и с первым входом преобразователя, второй вход которого соединен с третьим выходом блока регулирования, блок с логической схемой НЕ и блок с логической схемой И, первый вход которого соедннен с nepBbiM входом блока выбора канала и с входом блока задержки, а вгоройс выходом, блока с логической схемой НЕ вход которого соединен с выходом блока выбора канала и с входом преобразователя напряжение-код 21 , Недостатком этого устройства является то, что съем металла с поверхности вращающегося тела происходит за несколь ко циклов с неоднокрагным приведением его во вращение, для чего увеличивают MomHocfb импульса пугем увеличения его длительности, что ведет к снижению производительностУ процесса. Так как мощность импульса неравномерна, а тело продолжает вращаться, месго обработки имеет вид кратера с хвостом в форме выбросов с оплаБл1ениеМ| что снижает точность уравновешивания и качество обработанной поверхности. Целью изобретения является повышение точности и производительности уравновешивания и улучшение качества обработки поверхности тел. Цель достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено блоком формирования импульсов заполнения, блоком смешения фазы, блоком запоминания фазы и блоком контроля программы при этом вто рой вход блока регулирования соединен с первым входом блока запоминания фазы и через бпок формирования импульсов со вт рым входом блока запоминания фазы, третий вход которого соединен с выходом-бл ка задержки четвертый - с первьш выходом блока регулирования и с первым входом блока контроля программы, пятый - с третьим входом блока регулирования, с первым выходом блока контроля программ и с первым входом ёлока смещения фазы, шестой - с выходом блока смещения фазы второй вход которого соединен со вторым входом блока выбора канала, с выходом блока запоминания фазы и со вторым входом блока контроля программы, третий вход которого соединен с выходом преобразователя, а второй выход его соединен с входом триггера. На чертеже изображена блок-схема устройства для ураьновешивания .баланса часов. Механическая часть устройства содержит баланс 1 часов, который установлен на вилку 2 с флажком 3, закрепленным на струне 4. По обе стороны от струны 4 расположены осветители 5, сигналы с которых поступают на вход датчика 6 скорости вращения и датчика 7 дисбаланса. Датчики 6 и 7 соответственно скорости вращения и дисбаланса являют(й входами электрической части устройства, которая включает триггер 8, блок 9 регулирования скорости вращения тел, первый вход которого соединен с выходом триггера 8, блок 1О выбора канала, первый вход которого соединен с первым выходом блока 9 регулирования, оптический квантовыйгенератор 11 для удаления материала с поверхности баланса 1, вход которого соединен с выходом блока Ю выбора канала, привод 12 вращения, соединенный со вторым выходом блока 9 регулирования, второй вход которого соединен с выходом датчика 6 скорости вращения, преобразователь напряжение-код 13, блок 14задержки, вход которого соединен с выходом датчика дисбаланса и с первым входом преобразователя напряжение-код 13, второй вход /соторого соединен с третьим выходом блока 9 регулирования, блок 15 формирования Тгмпульсов заполнения, блок 1б смещения фазы, блок 17 запоминания фазы и блок 18 контроля программы, блок 19 питания лазерной установки, при этом второй вход блока 9 регулирования соединен с первым входом блока 17 запоминания фазы и через блок 15формирования импульсов - со вторым входом блока 17 запоминания фазы,- третий вход которого соединен с выходом блока 14 задержки, четвертый - с первым выходом блока 9 регулирования и с первым входом блока le контроля программы, пятый - с третьим входом блока 9 регулирования, с первым выходом блока 18 контроля программы и с первым входом блока смешения фааы, шестой - с выходом блока 16 смещения фазы, второй вход которого соединен совторым входом блока 1О выбора канала, с выходом блока 17 запоминания фазы и со вторым входом блока 18 контроля программы, третий вход которого соединен с выходом 13 преобразователя, а второй выход его соединен с входом триггера 8. Устройство работает следующим образом. Нажатием кнопкиКНтриггер 8, соединенный с кнопкой, включает блок 9 регулирования, в. состав которого входит генератор импульсов калиброваннойчастоты, счетчик импульсов, два ключа разных кодов, элемент памяти, схема выделения двух импульсов и схема формирования сигналов (на чертеже не показаны). При включении в работу блока 9 регулирования генерагор импульсов калиброванной часгогы выдает импульсы, счетчик считает импупь сы и переполняется, два ключа разных ко дов последовательно выдают сигналы в элемент памяти. Схема выделения двух импульсов из серии импульсов выдает импульс перепись, который переписывает из элемента памяти последовательность срабатывания ключей в схему формирования сигналов, а вторым импульсом сброс счетчик устанавливается в О. В этом случае вырабатывается команда подача воздуха на раскрутку, , которая поступает на привод 12 вращения баланса 1. Баланс 1 под действием воздуха начинает вращаться. За период следования импульсов с датчика 6 скорости вращения при пересечении луча осветителя 5 спицами баланса 1 счетчик блока 9 регулирования считает импульсы, калиброванные по частоте, и если скорость вращения баланса находится в зоне регулирования, срабатывает один ключ, информация в элементе памяти остается прежняя, импульс перепись не -изменяет команду. Если скорость вращения баланса 1 вышла из зоны регулирования в большую сторону, что соответствует меньшему периоду следования импульсов с датчика 6 скорости вращения, за который счетчик блока 9 регулирования счи-. тает импульсы калиброванной частоты, та ключи не срабатываю , в элементе памяти фиксируются эти сигналы, и импульсом перепись информация переносится в схему формирования сигналов, которая запрещает сигнал подача воздуха на раскрутку. Привод 12 вращения перекрывает подачу воздуха, и скорость вращения баланса 1 уменьшается. При скорости вращения баланса 1, близкой к собственной часто ге копёбаний механической колеблющейся системы, из блока 9 регулирования подается команда разрешение измерения неуравновешенности, которая формируется ключом блока 9 регулирования. Преобразователь напряжение-код 13 измеряет амплитуду колебанийи запоминает ее в счетчике двоичным кодом. При уменьшении скорости вращения до резонансной из блока 9 регулирования поступает команда скорость резонансная , которая присутствует до конца цикла уравновешивания, В блоке Ю выбора канала эта команда подключает канал подготовки оптического квантового генератора 11 к излучению, перекрывает другой канал излучение, Блок 14 задержки вырабатывает импульс т желой точки в момент совпадения скорости вращения тела с собственной частотой колебаний механической копебгаощейся системы, который во времени совпадает с моментом прохоньдения тяжелой точки в месте действия луча оптического квантового генератора. Этот момент можно подстроить временем задержки. Блок 14 задержки запускается передним фронтом усиленного и ограниченного синусоидального напряжения, поступающего с датчика 7 дисбаланса. Импульсы от спиц бешанса 1, соответствующие периоду его вращения, и импульс, соответ ствующий тяжелой точке, а т&кже команда скорость резонансная, разрешающая работу, поступают в блок 17 запоминания фазы, состоящий из счетчика с регистром статических триггеров и схемы сравнения {на чертеже не показаны), В момент прихода импульса от спиц баланса 1 счетчик в блоке 17 запоминания фазы, находящийся в О, начинает подсчитывать импульсы, приходяшие из блока 15 формирования импульсов заполнения, в состав которого входит генератор импульсов калиброванной частоты, делитель на постоянное число, счетчик импульсов, регистр статических триггеров и схема с переменным числом пересчета (на чертеже не показана). Импульсом тяжелой точки число, накопленное счетчиком блока 15 формирования импульсов заполнения, переписывается в регистр статических триггеров и сравнивается с числом в счетчике, т.е. с самим собой. Так как числа равны, то со схемы блока сравнения блока 17 запоминания фазы поступает сигнал излучение и по выбранному каналу блоком 1О выбора канала поступает на излучатель. Происходит излучение и испарение металла из тяжелойточки. Сигнал излучение подсчитывается счетчиком импульса с прямым и инверсным входом (на чертеже Не показан) блока 16 смещения фазы и счетчиком блока 18 контроля программы, который содержит также схему сравнения кодов и логическую схему контроля протекающего процесса (на чертеже не показаны). Импульсы заполнения, которые поступают в блок 17 запоминания фазы формируются с переменным периодом следования так, чтобы их число за период вращения оставалось постоянным, Это достигается следующим образом. В момент прихода импульса от спицы баланса 1, соответствующего периоду вращения, счетчики блока 15 формирования импульсов заполнения установлены в О , Условно примем первый оборот вращения тела за период Т , гогда за-Т счетчик блока 15 формирования импульсов заполнения сосчитает число, которое перепишется в регистр статических триггеров: Ti-1 . где Т| - период следования импульсов калиброванной частоты; К - постоянное число. За второй оборот с периодом Т со схе мы с переменным числом пересчета прой- дет чисМо импульсов ix . i -«-1 Таким образом, число V будет изменяться, при этом К у будет оставаться постоянным с поправкой, которую можно считать поотоянной. Значит любому числу импульсов от О до К у будет соответствовать определенная точка на тепе врйщения. Число К выбирается в зависимости от диаметра луча лазера оптического квантового генератора и радиуса тела вращения. С каждым последующим воэдейсгвнем руча лазера из блока 16 смещения фазы число, равное количеству воздействий луча, деленное на 2, попеременно прямым и дополнит.ельным кодом переписывается в счетчик блока 17 запоминания фазы, поэтому число импульсов заполнения до момента излучения равняв, тся 2 где Z - число импульсов, определяющих момент излучения; число, соответствующее положению тяжелой точки относительно спицы| Х число воздействия луча, деленное на 2. Как видно, воздействия на баланс 1 будут распределены по дуге в районе тяжелой .точки. Блок 18 контроля программы подсчитывает количество воздействий счет чиком и в момент сравнения накопленного числа с числом, равным амплитуде колебаний, хранящимся в счетчике преобразователя напряжение-код 13, выдает сигнал сброс в блок 9 регулирования, блок 3 7 запоминания фазы и в блок 16 смещения Из блока 9 регулирования снимаются сигналы скорость резонансная , в ре-; эультате чего освобождается канал в блоке выбора канала разрешение измерения неуравновешенности, что стирает предыдущее значение неуравновешенности, подается команда подача воздуха на раскрутку И цикл повторяется. Этот цикл служит как контрольный в случае, если неуравновешенность в допуске, тогда при сигнале скорость резонансная в блоке 18 контроля программы сравниваются допустимое число из блока 17 запоминания фазы и нулевое значение числа счетчика блока 18 контроля программы. Это является условием конца работы устройства одного канале. Выдается сигнал на управляющий триггер 8, который устанавливается в О. Работа прекращается с приходом сигнала скорость резонансная из блока 9регулирования скорости. При этом блок 10выбора канала подключает второй канал. Цикл уравновешивания протекает аналогично первому каналу. Возможность использования двух каналов при устранении неуравновешенности повышает коэффициент загрузки оборудования И производительность. Кроме того, увеличивается точность уравновешивания и Улучшается качество обработки поверхности тел вращения за сче т faro, что снятие материала производится серией импульсов луча лазера постоянной энергии, которая пропорциональна величине неуравновеШенносги, причем импульсы распределяются в районе тяжелой точки по дуге окружности тела вращения. Формула изобретения Устройство для уравновешивания врашаЬщегося тела, содержащее триггер, блок регулирования скорости вращения, первый вкод которого соединен с выходом триггера, блок выбора канала, первый вход которого соединен с первым выходом блокр регутфованвя, оптический квантовый ген ратор для удаления материала с поверхности тела, вход которого соединен с выходом блока выбора канала, привод вращения, соединенный со вторым выходом блока регулирования, датчик скорости вращения, выход которого соединен со вторым входом блока регулирования, прео&разователь напряжение-код, блок задержки и датчик дисбаланса, соединенный выходом с входом блока задержки и с первым входом преобразователя, второй вход которого соединен с третьим выходом блока регулирования, отличающее с я тем, что, с целью повышения очности и производительности уравновешивания и улучшения качества обработки поверхности тел, оно снабжено блоком

формирования импульсов заполнения, бло-. ком .смешения фазы,-блоком запоминания фазы и блоком контроля программы, при эгом второй вход блока регулирования соединен с первым входом блока запомина- ния фазы и через блок формирования импульсов со вторым входом блока запоминания фазы, третий вход которого соединен с выходом блока задержки, четвертыйс первым выходом блока регулирования и с первым входом блока контроля программы, пятый 1- с третьим входом блока регулирования, с первым выходом блока контроля программы и с первым входом

блока смещения фазы, шестой - с, выходом блока смещения фазы, второГ вход которого соединен со вторым входом блока ;выбора канала, с выходом блока запоминания азы и со вторым входом блока контроля программы, третий вход которого соединен с выходом преобразователя, а второй выход его соединен с входом триггера. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР № 190641, кл. Q О1 Н 1/38, 1965.

2.Авторское свидетельство СССР № 512669, кл. Q О1 М 1/24, 1974.