CN108489664A - 用于自驱动转子平衡机的自动定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于自驱动转子平衡机的自动定位方法。在对转子工件进行不平衡量检测过程中，自驱动转子扇叶由自身驱动电机驱动旋转，转向定位部件以接近转速同向旋转，不平衡测量后，自驱动转子驱动器停止驱动，扇叶在惯性力的作用下继续减速旋转，通过控制对水平进给驱动部件上气缸的进气，推动转向定位部件水平进给，通过压紧块压紧自驱动转子扇叶内旋转中心部位，带动旋转固定角度后停止，完成了对自驱动转子的自动定位动作。本发明能够自动控制不平衡量检测过程中自驱动转子的停止位置，代替工人手动旋转定位，极大程度地减少了人力成本，提高了工作效率，提高了系统检测精度。

Description

用于自驱动转子平衡机的自动定位方法

技术领域

本发明涉及一种自动定位机构，尤其涉及一种用于自驱动转子平衡机的自动定位方法，可有效实现对自驱动转子不平衡量修正位置的自动定位动作。

技术背景

自驱动转子是一种常见的转子工件，如汽车鼓风机风扇转子。此种转子在生产过程中，由于设计不合理、材质不均匀以及加工装配误差等原因，不可避免地存在着初始不平衡量。带有过大不平衡量的转子在运转过程中，会产生振动和噪声，轻则使系统性能退化，重则引起损坏和事故，所以必须对转子进行动平衡处理，使其不平衡量维持在合格的范围内。

此类转子自带驱动器，在对其动平衡检测过程中，扇叶在自身驱动器的作用下旋转，无需外加驱动装置。然而，我们无法利用其自带驱动器精确控制其转速及停止位置，因此在检测系统计算出其左右两个分离面不平衡量的大小及方位后，工人需要两次手动旋转其扇叶至一定角度后，进行不平衡量修正处理，这大大增加了工人的劳动强度，而且，工人在手动旋转扇叶过程中，存在正向旋转和逆向旋转，需要两只传感器感应其旋转方向，后期换型调试较为麻烦，需要工人具有较高的技术能力。因此提供一种针对自驱动转子平衡机的自动定位机构很有必要。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明提出了一种用于自驱动转子平衡机的自动定位方法。

本发明采用的技术方案是：

S01，放入待测自驱动转子，进入步骤S02；

S02，自驱动转子中通过驱动器驱动扇叶自转，进行不平衡量测量获得是否不平衡量合格检测结果，测量过程中控制转向定位机构的压紧块以与自驱动转子的扇叶相同/相接近的转速同向旋转，然后进入步骤S03；

S03，测量后，驱动器停止驱动，扇叶在惯性作用下继续减速旋转，控制转向定位机构的压紧块以与扇叶减速旋转下相同/相接近的转速同向旋转，根据自驱动转子的不平衡量是否在合格范围内的检测结果进行步骤S04或者S05：若在合格范围内则进入步骤S04，若不在合格范围内则进入步骤S05；

S04，控制转向定位机构的压紧块停止转动，取下自驱动转子，更换新的自驱动转子，回到步骤S01；

S05，通过水平进给驱动及基座部件的气缸本体推动压紧块水平移动直至压紧块压紧扇叶并同步带动扇叶旋转，压紧块压紧自驱动转子的扇叶旋转至固定角度，对扇叶一分离面的固定平衡位置进行定位并加重处理，进入步骤S06；

S06，转向定位机构压紧扇叶继续旋转，压紧块压紧自驱动转子的扇叶旋转至固定角度，对扇叶另一分离面的固定平衡位置进行定位并加重处理，进入步骤S07；

S07，通过气缸本体带动压紧块水平移，使得压紧块与扇叶分离，返回到步骤S02重新进行测量。

所述方法实施具体采用主要由自驱动转子、转向定位部件和水平进给驱动及基座部件构成的自动定位机构，水平进给驱动及基座部件包括水平进给驱动部件和基座部件，自驱动转子安装在基座部件一侧，水平进给驱动部件安装在基座部件另一侧，转向定位部件安装在水平进给驱动部件上，转向定位部件驱动自身旋转，水平进给驱动部件推动转向定位部件压紧自驱动转子旋转角度；所述的自驱动转子包括驱动器和扇叶，驱动器和扇叶中心轴连接，驱动器带动扇叶绕自身中心轴旋转。

所述的水平进给驱动及基座部件包括气缸本体、气缸推杆、气缸法兰、工作底板、导轨、转子安装座和法兰支架，由工作底板、转子安装座和法兰支架构成基座部件，由气缸本体、气缸推杆、气缸法兰和导轨构成水平进给驱动部件；基座部件中，工作底板上的一侧固定有转子安装座，另一侧固定有法兰支架；水平进给驱动部件中，气缸本体通过气缸法兰水平固定在法兰支架上，法兰支架顶面上设有一条水平导轨。

所述转向定位部件包括伺服电机、电机安装座、联轴器、轴承箱、旋转主轴、压紧块、悬臂底板、气缸连接块和水平滑块；悬臂底板上中部固定有气缸连接块，悬臂底板一侧底面设有一对滑块，滑块嵌装于水平进给驱动部件的水平导轨上并沿水平导轨水平移动；伺服电机本体通过电机安装座水平固定安装在悬臂底板的另一侧上，伺服电机的旋转主轴一端通过联轴器与压紧块固定连接，旋转主轴穿过电机安装座和轴承箱并通过轴承箱内的轴承支撑安装，旋转主轴和压紧块的旋转中心与自驱动转子的旋转中心重合；伺服电机驱动旋转主轴旋转带动压紧块在轴承箱的支撑下旋转，通过控制伺服电机的转速、转向和转角进而控制压紧块的转速、转向和旋转停止位置；水平进给驱动部件的气缸推杆穿过气缸法兰后与气缸连接块固定连接，使得气缸推杆经气缸连接块与转向定位部件上的悬臂底板固接；通过控制对气缸本体的进气，控制气缸推杆推动转向定位部件沿水平导轨水平进给和后退，以实现转向定位部件上的压紧块压紧自驱动转子的扇叶同步旋转，并且最终控制自驱动转子旋转停止位置。

在不平衡量检测过程中，所述的自驱动转子通过自身驱动器驱动扇叶以不定转速旋转。

所述压紧块选用聚氨酯做材料。

在所述转向定位部件的压紧块与自驱动转子的扇叶压紧接触前，控制压紧块以与扇叶相同/相接近的转速旋转，通过气缸本体推动压紧块水平移动直至压紧块压紧扇叶并同步带动扇叶旋转至固定角度。

本发明具有的有益效果是：

本发明能够自动控制不平衡量检测过程中自驱动转子的停止位置，代替工人手动旋转定位，极大程度地减少了人力成本，提高了工作效率。

在转向定位部件靠近自驱动转子过程中，控制伺服电机以与自驱动转子相接近的转速转动，直至压紧块压紧自驱动转子，与其同步旋转一定角度后，使其不平衡量扇叶停止在指定位置，这有效减小了压紧块与自驱动转子接近时因相对转速过大而产生的摩擦，提高了系统检测精度。

附图说明

图1是本发明部件分解示意图。

图2是本发明的整体外形图。

图3是本发明的自驱动转子A0安装爆炸图。

图4是本发明的自驱动转子A0的整体部图。

图5是本发明的转向定位部件B0的安装爆炸图。

图6是本发明的转向定位部件B0的整体部图。

图7是本发明的水平驱动部件及底座部件C0的安装爆炸图。

图8是本发明的水平驱动部件及底座部件C0的整体部图。

图9是本发明转子工件不平衡量检测状态示意图。

图10是本发明自动定位转子工件修正位置状态示意图。

图11是本发明自动定位实施方法流程图。

图中：自驱动转子A0、驱动器A1、扇叶A2；转向定位部件B0、伺服电机B1、电机安装座B2、联轴器B3、轴承箱B4、旋转主轴B5、压紧块B6、悬臂底板B7、气缸连接块B8、水平滑块B9；水平进给驱动及基座部件C0、气缸本体C1、气缸推杆C2、气缸法兰C3、工作底板C4、导轨C5、转子安装座C6、法兰支架C7。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示，本发明具体实施包括自驱动转子A0、转向定位部件B0和水平进给驱动及基座部件C0，水平进给驱动及基座部件C0包括了水平进给驱动部件和基座部件，自驱动转子A0安装在基座部件一侧，水平进给驱动部件安装在基座部件另一侧，转向定位部件B0安装在水平进给驱动部件上，并置于自驱动转子A0和水平进给驱动部件之间，转向定位部件B0驱动自身的压紧块B6以可控转速旋转，水平进给驱动部件C0推动转向定位部件B0压紧自驱动转子A0旋转角度，进行自动定位动作。

如图7和图8所示，水平进给驱动及基座部件C0包括气缸本体C1、气缸推杆C2、气缸法兰C3、工作底板C4、导轨C5、转子安装座C6和法兰支架C7，由工作底板C4、转子安装座C6和法兰支架C7构成基座部件，由气缸本体C1、气缸推杆C2、气缸法兰C3和导轨C5构成水平进给驱动部件；基座部件中，工作底板C4上的一侧固定有转子安装座C6，另一侧固定有法兰支架C7；水平进给驱动部件中，法兰支架C7上固定有气缸法兰C3，气缸本体C1通过气缸法兰C3水平固定在法兰支架C7上，法兰支架C7顶面上设有一条水平导轨C5。

如图3和图4所示，自驱动转子A0包括驱动器A1和扇叶A2，驱动器A1和扇叶A2中心轴连接，驱动器A1带动扇叶A2绕自身中心轴旋转，自驱动转子A0固定在转子安装架C5上，自驱动转子A0通过转子安装架C5水平固定在工作底板C4一侧。在不平衡量检测过程中，自驱动转子A0通过自身驱动器A1驱动扇叶A2以不定转速旋转。

如图5和图6所示，转向定位部件B0包括伺服电机B1、电机安装座B3、联轴器B2、轴承箱B4、旋转主轴B5、压紧块B6、悬臂底板B7、气缸连接块B8和水平滑块B9；悬臂底板B7上中部固定有气缸连接块B8，悬臂底板B7一侧底面设有一对滑块B9，滑块B9嵌装于水平进给驱动部件的水平导轨C5上形成滑轨副并沿水平导轨C5水平移动；伺服电机B1本体通过电机安装座B3水平固定安装在悬臂底板B7的另一侧上，伺服电机B1的旋转主轴B5一端通过联轴器B2与压紧块B6固定连接，旋转主轴B5穿过电机安装座B3和轴承箱B4并通过轴承箱B4内的轴承支撑安装，轴承箱B4及电机安装座B3均固定安装在悬臂底板B7上，旋转主轴B5和压紧块B6的旋转中心与自驱动转子A0的旋转中心重合。

伺服电机B1驱动旋转主轴B5旋转带动压紧块B6在轴承箱B4的支撑下旋转，通过控制伺服电机B1的转速、转向和转角进而控制压紧块B6的转速、转向和旋转停止位置；水平进给驱动部件的气缸推杆C2穿过气缸法兰C3后与气缸连接块B8固定连接，使得气缸推杆C2经气缸连接块B8与转向定位部件B0上的悬臂底板B7固接；通过控制对气缸本体C1的进气，控制气缸推杆C2推动转向定位部件B0沿水平导轨C5水平进给和后退，以实现转向定位部件B2上的压紧块B6压紧自驱动转子A0的扇叶A2同步旋转，通过气缸本体C1推动压紧块B6水平移动直至压紧块B6压紧扇叶A2并同步带动扇叶A2旋转至固定角度，并且最终控制自驱动转子A0旋转停止位置。

本发明的实施方法过程是：

如图9图10所示，在对转子工件进行不平衡量检测过程中，自驱动转子A0扇叶A2由自身驱动电机驱动旋转，此时，转向定位部件B0以相接近的转速同向旋转，待测量系统对转子工件不平衡量信息计算完毕，自驱动转子A0驱动器A1停止驱动，扇叶A2在惯性力的作用下继续减速旋转，通过控制对水平进给驱动部件C0上气缸C1的进气，推动转向定位部件B0水平进给，通过压紧块B6压紧自驱动转子A0扇叶A2内旋转中心部位，带动其旋转至指定角度后停止，完成了对自驱动转子A0的自动定位动作，通过控制对水平进给部件C0上气缸C1的进气，可拖动转向定位部件B0远离转子工件，释放其进行下一步检测及修正动作。

如图11所示，对于批量生产的自驱动转子A0，自动平衡机工作的基本过程是：

S01，放入待测自驱动转子A0，进入步骤S02；

S02，自驱动转子A0中通过驱动器A1驱动扇叶A2自转，进行不平衡量测量获得是否不平衡量合格检测结果，具体通过外部传感器进行不平衡量测量，测量系统对自驱转子扇叶A2上两侧不平衡量大小及角度进行测量计算，测量过程中控制转向定位机构B0的压紧块B6以与自驱动转子A0的扇叶A2相同/相接近的转速旋转，然后进入步骤S03；

S03，测量后，待测量系统对转子工件不平衡量信息计算完毕，驱动器A1停止驱动，扇叶A2在惯性作用下继续减速旋转，控制转向定位机构B0的压紧块B6以与扇叶A2减速旋转下相同/相接近的转速旋转，根据自驱动转子A0的不平衡量是否在合格范围内的检测结果进行步骤S04或者S05：若在合格范围内则进入步骤S04，若不在合格范围内则进入步骤S05；

S04，控制转向定位机构B0的压紧块B6停止转动，取下自驱动转子A0，更换新的自驱动转子A0，回到步骤S01；

S05，通过气缸本体C1推动压紧块B6水平移动直至压紧块B6压紧扇叶A2并同步带动扇叶A2旋转，即实现控制转向定位机构B0的进给，压紧块B6压紧自驱动转子A0轴端旋转至固定角度，根据系统计算出的不平衡量值对扇叶A2一分离面的固定平衡位置进行定位并加重处理，进入步骤S06；

S06，转向定位机构B0压紧扇叶A2继续旋转，压紧块B6压紧自驱动转子A0轴端旋转至固定角度，根据系统计算出的不平衡量值对扇叶A2另一分离面的固定平衡位置进行定位并加重处理，进入步骤S07；

S07，最后控制对水平驱动部件上气缸本体C1的进气，以拖动转向定位机构B0后退，放松转子工件，即使得压紧块B6与扇叶A2分离，即实现控制转向定位机构B0的退回。

由此可见，本发明可自动控制不平衡量检测过程中自驱动转子A0的停止位置，代替工人手动旋转定位，极大程度的减少了人力成本，提高了工作效率。

并且，在转向定位部件B0靠近自驱动转子A0过程中，控制伺服电机B1以与自驱动转子A0相接近的转速转动，直至压紧块B6压紧自驱动转子A0，与其同步旋转一定角度后，使不平衡量扇叶停止在指定固定位置，这有效减小了压紧块B6与自驱动转子A0接近时因相对转速过大而产生的摩擦，提高了系统检测精度。

Claims (6)

1.一种用于自驱动转子平衡机的自动定位方法，其特征在于包括以下步骤：

S01，放入待测自驱动转子(A0)，进入步骤S02；

S02，自驱动转子(A0)中通过驱动器(A1)驱动扇叶(A2)自转，进行不平衡量测量获得是否不平衡量合格检测结果，测量过程中控制转向定位机构(B0)的压紧块(B6)以与自驱动转子(A0)的扇叶(A2)相同/相接近的转速同向旋转，然后进入步骤S03；

S03，测量后，驱动器(A1)停止驱动，扇叶(A2)在惯性作用下继续减速旋转，控制转向定位机构(B0)的压紧块(B6)以与扇叶(A2)减速旋转下相同/相接近的转速同向旋转，根据自驱动转子(A0)的不平衡量是否在合格范围内的检测结果进行步骤S04或者S05：若在合格范围内则进入步骤S04，若不在合格范围内则进入步骤S05；

S04，控制转向定位机构(B0)的压紧块(B6)停止转动，取下自驱动转子(A0)，更换新的自驱动转子(A0)，回到步骤S01；

S05，通过水平进给驱动及基座部件(C0)的气缸本体(C1)推动压紧块(B6)水平移动直至压紧块(B6)压紧扇叶(A2)并同步带动扇叶(A2)旋转，压紧块(B6)压紧自驱动转子(A0)的扇叶(A2)旋转至固定角度，对扇叶(A2)一分离面的固定平衡位置进行定位并加重处理，进入步骤S06；

S06，转向定位机构(B0)压紧扇叶(A2)继续旋转，压紧块(B6)压紧自驱动转子(A0)的扇叶(A2)旋转至固定角度，对扇叶(A2)另一分离面的固定平衡位置进行定位并加重处理，进入步骤S07；

S07，通过气缸本体(C1)带动压紧块(B6)水平移，使得压紧块(B6)与扇叶(A2)分离，返回到步骤S02重新进行测量。

2.根据权利要求1所述的一种用于自驱动转子平衡机的自动定位方法，其特征在于：所述方法实施具体采用主要由自驱动转子(A0)、转向定位部件(B0)和水平进给驱动及基座部件(C0)构成的自动定位机构，水平进给驱动及基座部件(C0)包括水平进给驱动部件和基座部件，自驱动转子(A0)安装在基座部件一侧，水平进给驱动部件安装在基座部件另一侧，转向定位部件(B0)安装在水平进给驱动部件上，转向定位部件(B0)驱动自身旋转，水平进给驱动部件(C0)推动转向定位部件(B0)压紧自驱动转子(A0)旋转角度；所述的自驱动转子(A0)包括驱动器(A1)和扇叶(A2)，驱动器(A1)和扇叶(A2)中心轴连接，驱动器(A1)带动扇叶(A2)绕自身中心轴旋转。

3.根据权利要求2所述的一种用于自驱动转子平衡机的自动定位方法，其特征在于：

所述的水平进给驱动及基座部件(C0)包括气缸本体(C1)、气缸推杆(C2)、气缸法兰(C3)、工作底板(C4)、导轨(C5)、转子安装座(C6)和法兰支架(C7)，由工作底板(C4)、转子安装座(C6)和法兰支架(C7)构成基座部件，由气缸本体(C1)、气缸推杆(C2)、气缸法兰(C3)和导轨(C5)构成水平进给驱动部件；基座部件中，工作底板(C4)上的一侧固定有转子安装座(C6)，另一侧固定有法兰支架(C7)；水平进给驱动部件中，气缸本体(C1)通过气缸法兰(C3)水平固定在法兰支架(C7)上，法兰支架(C7)顶面上设有一条水平导轨(C5)；

所述转向定位部件(B0)包括伺服电机(B1)、电机安装座(B3)、联轴器(B2)、轴承箱(B4)、旋转主轴(B5)、压紧块(B6)、悬臂底板(B7)、气缸连接块(B8)和水平滑块(B9)；悬臂底板(B7)上中部固定有气缸连接块(B8)，悬臂底板(B7)一侧底面设有一对滑块(B9)，滑块(B9)嵌装于水平进给驱动部件的水平导轨(C5)上并沿水平导轨(C5)水平移动；伺服电机(B1)本体通过电机安装座(B3)水平固定安装在悬臂底板(B7)的另一侧上，伺服电机(B1)的旋转主轴(B5)一端通过联轴器(B2)与压紧块(B6)固定连接，旋转主轴(B5)穿过电机安装座(B3)和轴承箱(B4)并通过轴承箱(B4)内的轴承支撑安装，旋转主轴(B5)和压紧块(B6)的旋转中心与自驱动转子(A0)的旋转中心重合；伺服电机(B1)驱动旋转主轴(B5)旋转带动压紧块(B6)在轴承箱(B4)的支撑下旋转，通过控制伺服电机(B1)的转速、转向和转角进而控制压紧块(B6)的转速、转向和旋转停止位置；水平进给驱动部件的气缸推杆(C2)穿过气缸法兰(C3)后与气缸连接块(B8)固定连接，使得气缸推杆(C2)经气缸连接块(B8)与转向定位部件(B0)上的悬臂底板(B7)固接；通过控制对气缸本体(C1)的进气，控制气缸推杆(C2)推动转向定位部件(B0)沿水平导轨(C5)水平进给和后退，以实现转向定位部件(B2)上的压紧块(B6)压紧自驱动转子(A0)的扇叶(A2)同步旋转，并且最终控制自驱动转子(A0)旋转停止位置。

4.根据权利要求3所述的一种用于自驱动转子平衡机的自动定位方法，其特征在于：在不平衡量检测过程中，所述的自驱动转子(A0)通过自身驱动器(A1)驱动扇叶(A2)以不定转速旋转。

5.根据权利要求3所述的一种用于自驱动转子平衡机的自动定位方法，其特征在于：所述压紧块(B6)选用聚氨酯做材料。

6.根据权利要求3所述的一种用于自驱动转子平衡机的自动定位方法，其特征在于：在所述转向定位部件(B0)的压紧块(B6)与自驱动转子(A0)的扇叶(A2)压紧接触前，控制压紧块(B6)以与扇叶(A2)相同/相接近的转速旋转，通过气缸本体(C1)推动压紧块(B6)水平移动直至压紧块(B6)压紧扇叶(A2)并同步带动扇叶(A2)旋转至固定角度。