CN113720531A - 一种谐振子激光去重平衡工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种谐振子激光去重平衡工艺，其特征在于：通过激光去重装置谐振子周向上四等分圆周角度的侧壁进行标刻去重，标刻去重过程中对距离偏重部位越近的标刻部位标刻深度越大，越远离偏重部位的标刻深度越小，反复检测谐振子平衡状态，多次进行标刻去重从而使谐振子达到平衡；采用上述技术方案通过激光去重设备通过减重的形式，去除谐振环上多余重量，从而使谐振子达到平衡，相比传统的加重找平衡的方法，由于采用激光去重，能够重复检查精准去重，操作方便，找平效果好。
Description
技术领域
本发明涉及一种振动陀螺仪的结构平衡领域，特别是涉及杯形振动陀螺谐振子的激光去重平衡技术领域。
背景技术
杯形振动陀螺仪是一种利用弹性波惯性效应进行角速度检测的陀螺，采用压电驱动、压电检测的工作方式。哥氏加速度是杯形振动陀螺检测角速度的基本原理，哥氏效应形成的陀螺力是陀螺检测模态被激发的基本条件。当有角速度输入时，检测质量单元在哥氏力的作用下会沿检测轴方向形成新的驻波振动。在理想情况下，陀螺的输出信号正比于输入角速度大小，于是通过对输出信号的解调处理就可以得到输入角速度，这就是杯形波动陀螺检测角速度的基本原理。
杯形振动陀螺采用弹性合金制造。制造陀螺仪谐振子的材料具有以下基本性质：较高的机械品质因数，良好的各向同性，较小的温度系数，使在环境温度改变时谐振子的尺寸、模态特性等变化尽可能小。
由于谐振子属于典型的薄壁零件，在精密加工的过程中，需要重点防止加工变形问题。谐振子的材料不均匀以及几何形位误差是缺陷的最基本形式，并将会形成特定的谐振子品质参数缺陷，最终导致零偏漂移。
陀螺谐振子的制造误差产生的振型偏移和频率裂解是影响陀螺性能的主要因素，必须得到消除或减小，即实现陀螺的动态平衡。
通过改变谐振子的局部质量以实现谐振子的平衡，消除频率裂解，改变质量的方式通常通过在谐振子上去除材料进行。要对其局部进行去除或调整十分困难，传统的陀螺谐振子机械平衡调节方法是通过在谐振环上加重的方法，实现调节谐振子的平衡。
发明内容
为了解决现有技术中的不足，提供一种工艺简单，容易操作，效果好的谐振子激光去重平衡工艺，本发明所采用的技术方案是：
一种谐振子激光去重平衡工艺，其特征在于：通过激光去重装置谐振子周向上四等分圆周角度的侧壁进行标刻去重，标刻去重过程中对距离偏重部位越近的标刻部位标刻深度越大，越远离偏重部位的标刻深度越小，反复检测谐振子平衡状态，多次进行标刻去重从而使谐振子达到平衡。
进一步的，包括有旋转工作台、安装谐振子的工装和激光去重设备，在所述的工装上连接有检测谐振子平衡的电缆和示波器，所述的激光去重设备光束与旋转工作台中心轴垂直且相交，所述的旋转工作台能够360°旋转且每90°能够进行定位，a、装配谐振子，将谐振子安装到工装上，将工装安装到旋转工作台，且保持谐振子与旋转工作台同轴，并且保持谐振子上的其中一个压电陶瓷与激光设备对齐作为起始点；b、检测谐振子平衡状态，通过电缆向谐振子施加电压并通过示波器检测谐振子平衡状态，检测出谐振子偏重部位；c、通过激光去重设备从起始点开始依次间隔90°对谐振子上谐振环部位进行激光标刻去重处理，对临近重量较大部位的去重位置激光标刻深度大，而对远离重量较大部位的去重位置激光标刻深度小；d、重新检测谐振子平衡状态，再次通过电缆向谐振子通电，再次通过示波器检测谐振子平衡状态；e、如果达到平衡要求则完成找平工作，如果还存在误差则继续进行步骤c和d直至达到平衡。
进一步的，在激光标刻去重过程中采用惰性气体保护，向激光标刻部位吹送氩气或氦气。
进一步的，激光去重设备在谐振环上标刻去重的部位长宽规格为2mm×0.5mm，去重的部位深度根据去除重量大小决定，通过调整激光去重设备的功率和标刻次数决定去重部位深度。
采用上述技术方案通过激光去重设备通过减重的形式，去除谐振环上多余重量，从而使谐振子达到平衡，相比传统的加重找平衡的方法，由于采用激光去重，能够重复检查精准去重，操作方便，找平效果好。
附图说明
图1为本发明去重装置结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种谐振子平衡工艺，具体通过激光去重装置谐振子周向上四等分圆周角度的侧壁进行标刻去重，标刻去重过程中对距离偏重部位越近的标刻部位标刻深度越大，越远离偏重部位的标刻深度越小，反复检测谐振子平衡状态多次进行标刻去重从而使谐振子达到平衡。相较于传统加重工艺，既能够保证谐振子表面平整度，又方便操作。下面结合具体设备对该工艺做进一步详细的描述。
如图1所示的去重装置包括有旋转工作台1、工装2以及激光去重设备4，工装2用于安装固定谐振子3，旋转工作台1能够实现360°旋转，且从起始点开始每隔90°可实现停滞，该激光去重设备4的激光束与旋转工作台1中心主轴垂直且相交，工装2能够安装到旋转工作台。且安装到工装2上的谐振子，在工装安装到旋转工作台1上以后谐振子与旋转工作台1同轴。该装置中还包括有测试电缆和示波器用于检测谐振子的平衡状态。
采用上述设备对谐振子进行激光去重平衡工艺为：
a.装配谐振子，将谐振子3安装到工装2上，将工装2安装到旋转工作台1且保持谐振子与旋转工作台1同轴，并且保持谐振子上的其中一个压电陶瓷与激光设备对齐作为起始点；在将谐振子安装到工装时将电缆和示波器与谐振子相连。
b、检测谐振子平衡状态，在谐振子的底面安装有8块压电陶瓷，压电陶瓷可以将机械能与电能相互转换，通过电缆向谐振子其中2块压电陶瓷施加10V电压，再通过示波器检测谐振子其余6块压电陶瓷的电压输出，根据6块压电陶瓷输出的电压幅值和谐振频率大小，可以判断出谐振子当前的平衡状态，检测出谐振子的偏重部位；
c、通过激光去重设备从起始点开始依次间隔90°对谐振子上谐振环部位，进行激光标刻去重处理，对临近重量较大部位的去重位置激光标刻深度大，而对远离重量较大部位的去重位置激光标刻深度小；在激光标刻去重过程中采用惰性气体保护，向激光标刻部位吹送氩气或氦气(如图1所示通过吹气管5向工件表面吹气)，既能起到防止谐振子氧化又能将多余物及时吹离，确保谐振子表面光洁，激光去重设备在谐振环上标刻去重的部位长宽规格为2mm×0.5mm，去重的部位深度根据去除重量大小决定，通过调整激光去重设备的功率和标刻次数决定去重部位深度。由于通过激光标刻去重对四个呈90°分布的象限点进行去重处理，方便精准控制去重。
d、重新检测谐振子平衡状态，再次通过电缆向谐振子通电，再通过示波器检测谐振子的电极输出幅值和谐振频率，来判断谐振子的平衡状态；
e、如果达到平衡要求，则完成平衡工作，如果还存在不平衡量则继续进行步骤c和d直至达到平衡。
Claims (4)
1.一种谐振子激光去重平衡工艺，其特征在于：通过激光去重装置谐振子周向上四等分圆周角度的侧壁进行标刻去重，标刻去重过程中对距离偏重部位越近的标刻部位标刻深度越大，越远离偏重部位的标刻深度越小，反复检测谐振子平衡状态，多次进行标刻去重从而使谐振子达到平衡。
2.根据权利要求1所述的一种谐振子激光去重平衡工艺，其特征是：包括有旋转工作台(1)、安装谐振子(3)的工装(2)和激光去重设备(4)，在所述的工装(2)上连接有检测谐振子平衡的电缆和示波器，所述的激光去重设备光束与旋转工作台中心轴垂直且相交，所述的旋转工作台(1)能够360°旋转且每90°能够进行定位，a、装配谐振子，将谐振子安装到工装(2)上，将工装(2)安装到旋转工作台，且保持谐振子与旋转工作台(1)同轴，并且保持谐振子上的其中一个压电陶瓷与激光设备对齐作为起始点；b、检测谐振子平衡状态，通过电缆向谐振子施加电压并通过示波器检测谐振子平衡状态，检测出谐振子偏重部位；c、通过激光去重设备从起始点开始依次间隔90°对谐振子上谐振环部位进行激光标刻去重处理，对临近重量较大部位的去重位置激光标刻深度大，而对远离重量较大部位的去重位置激光标刻深度小；d、重新检测谐振子平衡状态，再次通过电缆向谐振子通电，再次通过示波器检测谐振子平衡状态；e、如果达到平衡要求则完成找平工作，如果还存在误差则继续进行步骤c和d直至达到平衡。
3.根据权利要求1所述的一种谐振子激光去重平衡工艺，其特征在于：在激光标刻去重过程中采用惰性气体保护，向激光标刻部位吹送氩气或氦气。
4.根据权利要求1所述的一种谐振子激光去重平衡工艺，其特征在于：激光去重设备在谐振环上标刻去重的部位长宽规格为2mm×0.5mm，去重的部位深度根据去除重量大小决定，通过调整激光去重设备的功率和标刻次数决定去重部位深度。
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