DE1930367A1 - Method or device for processing a moving workpiece - Google Patents
Method or device for processing a moving workpieceInfo
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Description
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Aiagsbarg., den 12. Juni 1969Aiagsbarg., June 12, 1969
National Research Development Corporation, Kingsgate House, 66-74 Victoria Street, London, S.W.l, EnglandNational Research Development Corporation, Kingsgate House, 66-74 Victoria Street, London, S.W.l, England
Verfahren bzw. Einrichtung zur Bearbeitung eines sich bewegenden WerkstückesMethod or device for processing a self moving workpiece
Die Erfindung betrifft die Bearbeitung sich bewegender Werkstücke und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich das automatische Auswuchten bzw. automatische Auswuchtmaschinen. The invention relates to the machining of moving Workpieces and in particular, but not exclusively, automatic balancing or automatic balancing machines.
Durch den zunehmenden Einsatz von Geräten, welche mitDue to the increasing use of devices, which with
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hoher Drehzahl umlaufende Maschinenteile aufweisen, ist es notwendig geworden, vollautomatische dynamische Auswuchtmaschinen zu entwickeln, welchen dem Betrieb bei der Massenproduktion am Fließband angepaßt sind.have high speed rotating machine parts, it has become necessary to develop fully automatic dynamic balancing machines, which can be used in mass production are adjusted on the assembly line.
Es sind bereits automatische Auswuchteinrichtungen ^ - bekannt, die in der Automobilindustrie verwendet werden.Automatic balancing devices used in the automotive industry are already known.
Hierbei wird das auszuwuchtende Maschinenteil zunächst auf eine zur Peststellung und Aufzeichnung einer Unwucht ausreichende Drehzahl gebracht und dann stillgesetzt, wonach dieses Teil umfangsmäßig eingestellt wird, bis die Stelle, von welcher zur Korrektur der Unwucht Werkstoff fortgenommen werden muß, einem an einer bestimmten Stelle befindlichen Schneidwerkzeug gegenüberliegt. Beim nachfolgenden Bearbeitungsvorgang wird eine bestimmte Beziehung zwischen der Schnitttiefe und der durch die Unwucht hervorgerufenen Schwingungs-™ amplitude eingehalten. Im allgemeinen wird das sich drehende Maschinenteil dann nochmals auf die Auswuchtdrehzahl gebracht, um die Wirksamkeit der Korrektur zu prüfen.Here, the machine part to be balanced is initially set to a level sufficient for plaguing and recording an imbalance Speed brought and then stopped, after which this part is adjusted circumferentially until the point from which material must be removed to correct the imbalance, one located at a certain point Opposite cutting tool. In the subsequent machining process, a certain relationship is established between the depth of cut and the vibration ™ caused by the imbalance amplitude complied with. In general, the rotating machine part is then brought up to the balancing speed again, to check the effectiveness of the correction.
Je nach der gewünschten Auswuchttoleranz ist dieses Verfahren verhältnismäßig billig und zuverlässig, wenn das Gewicht der auszuwuchtenden Teile über einigen Kilogrammen liegt und der betreffende Werkstoff leicht zu bearbeiten ist.Depending on the desired balancing tolerance, this is Process relatively cheap and reliable if the weight of the parts to be balanced is over a few kilograms and the material in question is easy to process.
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Handelt es sich aber um Werkstoffe, die sich einer normalen spanhebenden Bearbeitung widersetzen, so ist es schwierig, die Abtragung der Unwuchtmassen zu steuern und demgemäß sind wiederholte Auswuchtvorgänge erforderlich. Oft nimmt man Zuflucht zu Hand-Schleifwerkzeugen, wobei jedes Maschinenteil jeweils im Ein-Aus-Betrieb bearbeitet wird.However, when it comes to materials that resist normal machining, it is difficult to to control the removal of the unbalanced masses and accordingly repeated balancing operations are required. Often one takes Recourse to hand-held grinding tools, with each machine part being machined in an on-off mode.
Unter den zur Verfügung stehenden anderen Bearbeitungsmöglichkeiten haben die Bearbeitung mittels Elektronenstrahl, durch elektrische Entladung und mittels Laserstrahl den Vorteil, daß die Materialabtragung nicht durch die mechanischen Eigenschaften des betreffenden Werkstoffes beeinflußt wird und daß die Bearbeitung ausgeführt werden kann, während sich das betreffende Maschinenteil mit der Auswuchtdrehzahl dreht. Elektronenstrahl-Bearbeitungsmaschinen sind teuer und deren Handhabung unter Vakuum ist unzweckmäßig. Die Bearbeitung durch Funkenerosion ist nicht sehr wirksam und läßt sich unter Luft nur schwierig steuern. Bei der Bearbeitung mittels Laserstrahl begrenzen die niedrige Impulswiederholungsfrequenz des Lasersystems und die thermische Belastbarkeit des Hohlraumes die Bearbeitungsgeschwindigkeit, doch kann die Bearbeitung in Raumatmosphäre erfolgen und die Abtragungskenngrößen lassen eich gut steuern.Among the other processing options available, electron beam processing, by electrical discharge and by means of a laser beam the advantage that the material removal is not influenced by the mechanical properties of the material in question and that the machining can be carried out while the machine part in question is at the balancing speed turns. Electron beam processing machines are expensive and it is impractical to operate them under vacuum. The machining by electrical discharge machining is not very effective and difficult to control in air. When processing with a laser beam, the low pulse repetition frequency of the laser system and the thermal load capacity limit of the cavity, the processing speed, but the processing can take place in a room atmosphere and the Removal parameters can be well controlled.
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Eine Bearbeitung mittels Laser ist vorzuziehen, da sie einen halbautomatischen oder automatischen Betrieb gestattet·, da sogenannte harte Werkstoffe bearbeitet werden können, und außerdem nur ein vernachlässigbar geringer Schneiddruck erforderlich ist und da schließlich Materialabtragung bei Auswuchtdrehzahl durchgeführt werden kann. Das Bearbeiten kann jedoch nur mit geringer Geschwindigkeit erfolgen und die Kosten je Laserimpuls begrenzen dieses Bearbeitungsverfahren, soweit es auf das Auswuchten Anwendung findet, auf kleine umlaufende Teile oder Rotoren.Processing with a laser is preferable as it allows semi-automatic or automatic operation, because so-called hard materials can be machined, and also only a negligibly low cutting pressure is required and because finally material removal can be carried out at the balancing speed. The editing can only be done at low speed and the costs per laser pulse limit this processing method, as far as it applies to balancing, to small rotating parts or rotors.
Es ist daher wünschenswert, sowohl die Wirksamkeit der' Abtragung maximal zu vergrößern, welche von der Leistungsdichte des fokussierten Lichtpunktes abhängig ist, als ,auch die gesamte Abtragungsgeschwindigkeit je Impuls maximal zu vergrößern, welche von der Gesamtenergie und damit von der jeweiligen Impulslänge abhängt.It is therefore desirable to maximize both the efficiency of the removal and the power density of the focused point of light is dependent, as, too to increase the total ablation rate per pulse maximally, which of the total energy and thus of the depends on the respective pulse length.
Für jeden Werkstoff ergibt sich eine optimale Energiedichte, welche von den physikalischen Eigenschaften des betreffenden Werkstoffes abhängig ist, wobei die größte Energiedichte für Werkstoffe mit großer Wärmeleitfähigkeit anzunehmen ist.For each material there is an optimal energy density, which depends on the physical properties of the material in question is dependent, with the largest Energy density for materials with high thermal conductivity is to be assumed.
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Wenn zwischen dem fokussierten Lichtpunkt und dem Werkstück eine Relativbewegung stattfindet, wie dies beim Auswuchten der Fall ist, so verringert sich die resultierende Leistungsdichte und der im normalen Bereich linearer Umfangsgeschwindigkeiten beim Auswuchten auftredende Verlust an Abtrag*- wirkung ist beträchtlich. Man kann zwar zum Ausgleich gegenüber der bei Stillstand vorzusehenden Bearbeitungsenergie eine Erhöhung der Laserenergie vorsehen, doch muß dann die thermische Belastung der Laserräume beträchtlich erhöht werden, weshalb eine Verminderung der mittleren Impulslänge und daher eine Verminderung der Gesaratenergie je Impuls erforderlich ist. Der Aufwand und die Kosten des Systems werden dadurch außerdem erhöht. Es ist aber wesentlich, daß die Belastung des Lasers in normalen Grenzen gehalten wird, um die Kosten je Impuls niedrig zu halten und eine Verminderung der Lebensdauer des Lasers zu vermeiden. Unglücklicherweise kann die Abtragenergie nicht dadurch erhöht werden, daß ein Q-Schaltbetrieb angewendet wird, da dann die Leistung des Lasers für die Dauer jeweils eines kurzen Impulses beträchtlich über dem Optimum liegt, während jedoch die Ausgangsenergie niedrig ist, da die einzelnen Impulse kurz sind. Zusätzlich ergibt sich eine Unsicherheit bezüglich der Lebensdauer der wichtigsten Teile des Lasers, Diese Gesichtspunkte lassen den Q-Schaltbetrieb vollständigWhen between the focused point of light and the workpiece a relative movement takes place, as in the case of balancing is the case, the resulting power density is reduced and the loss of material removed during balancing in the normal range of linear peripheral speeds * - the effect is considerable. Although it is possible to provide for an increase in the laser energy to compensate for the machining energy to be provided at standstill, but it must then the thermal load on the laser rooms can be increased considerably, which is why the average is reduced Pulse length and therefore a reduction in the total energy per pulse is required. The effort and the costs of the system are also increased. But it is essential that the load on the laser is within normal limits is kept in order to keep the cost per pulse low and to avoid reducing the life of the laser. Unfortunately, the erosion energy cannot be increased by using a Q-switching operation because then the power of the laser for the duration of each short pulse is considerably above the optimum, while however the output energy is low because of the individual pulses are short. In addition, there is an uncertainty regarding the life of the major parts of the laser, these considerations allow the Q-switching operation to be complete
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unwirtschaftlich erscheinen»appear uneconomical »
Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, die Abtragwirkung bei der Bearbeitung sich bewegender Werk" stücke mittels Laserstrahl in wirtschaftlicher Weise zu erhöhen*The object of the invention is to be achieved, the removal effect when machining moving work " to increase pieces economically by means of a laser beam *
Ausgehend von einem Verfahren zur Bearbeitung sich be« wegender Werkstücke, bei welchem von einem Laser emittiertes Licht auf einen bestimmten, zu bearbeitenden Bereich des Werkstückes gerichtet wird, wird die Lösung der genannten Aufgabe erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß der strahlengang des emittierten Lichtes während der Bewegung des Werkstückes so verändert wird, daß der Lichteinfallspunkt am Werkstück dem genannten zu bearbeitenden Bereich folgt*Based on a process for processing because of the workpieces, in which light emitted by a laser hits a certain area of the Workpiece is directed, the solution of the stated object is achieved according to the invention in that the beam path of the emitted light is changed during the movement of the workpiece so that the point of light incidence on the workpiece the mentioned area to be processed follows *
Durch die Erfindung wird ferner eine Einrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens vorgeschlagen, bei der im Strahlengang ein optisches System vorgesehen ist, welches das von dem erwähnten Laser ausgehende Licht so beugt und/oder reflektiert, daß das emittierte Licht auf den zu bearbeitenden Bereich des sich bewegenden Werkstückes fällt und diesem Bereich folgt tThe invention also provides a device for Proposed execution of this method in which an optical system is provided in the beam path, which diffracts and / or reflects the light emanating from the laser mentioned in such a way that the emitted light is directed onto the The area of the moving workpiece falls and this area is followed by t
Bewegt sich der genannte, zu bearbeitende Bereich desIf the specified area to be processed is moving
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Werkstückes bei dessen Bewegung längs einer Kreisbahn, wie dies beispielsweise bei einem umlaufenden Werkstück der Fall ist, so ist die optische Einrichtung oder das optische System vorzugsweise mit der Werkstückbewegung synchronisiert und das von dem Laser emittierte Licht folgt dem zu bearbeitenden Bereich jeweils während eines Teiles jedes Umlaufes, bis die Bearbeitung beendet ist.Workpiece when moving along a circular path, such as if this is the case, for example, with a rotating workpiece, then it is the optical device or the optical system preferably synchronized with the workpiece movement and the light emitted by the laser follows that to be processed Area during part of each cycle until machining is finished.
Durch das Nachführen des auf das Werkstück fokussierten Lichtpunktes auf dem zu bearbeitenden Bereich kann die wirksame Abtragenergie erhöht werden. Da ein bestimmter Bereich wiederholt bearbeitet wird, erfolgt eine örtliche Bearbeitung und der Vorgang des Abtragens gleicht demjenigen bei stillstehendem Werkstück. Die Abtragung ist wirksamer, weil der Bearbeitungsvorgang, nachdem er einmal in Gang gebracht ist, dann wirksamer verläuft als zu Beginn, was zumindest für einen bestimmten Zeitraum gilt.By tracking the point of light focused on the workpiece on the area to be processed, the effective removal energy can be increased. Since a certain area is processed repeatedly, a local one is made Machining and the process of removal are the same as for a stationary workpiece. The erosion is more effective because the machining process, once started, is more effective than at the beginning, which is true at least for a certain period of time.
Vorzugsweise wird der Laser im Stoßbetrieb betätigt und eine hierfür geeignete erfindungsgemäße Einrichtung weist Steuermittel auf, die zur Steuerung der Intensität des Laserstrahles durch Steuerung der Laser-Pumpgeschwindigkeit sowie zur Steuerung der Impulslänge und damit der Abtragenergie dienen. Die Steuermittel können eine Verzögerungsleitung enthalten,The laser is preferably operated in burst mode and has a device according to the invention suitable for this purpose Control means to control the intensity of the laser beam by controlling the laser pumping speed as well as controlling the pulse length and thus the ablation energy. The control means may include a delay line,
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welche mit einer die Pumpenergie für den Laser liefernden Blitzröhre gekoppelt ist.which with a flash tube that supplies the pump energy for the laser is coupled.
Die optischen Einrichtungen bzw. das optische System können ein Prisma mit zwei zueinander parallelen Prismenflächen enthalten, das auf der Achse des emittierten Lichtstrahles angeordnet und mit seinen zueinander parallelen Flächen parallel zu dieser Achse liegt. Ferner sind Antriebsmittel zur Drehung des Prismas um eine Achse vorgesehen, die zu den genannten Flächen und zu einer Ebene senkrecht steht, welche die Achse des emittierten Lichtstrahles und den zu bearbeitenden Werkstückbereich enthält. Die Anordnung ist so getroffen, daß während der Annäherung des genannten Bereiches an das Prisma das vom Laser austretende Licht in dem Prisma eine innere Totalreflexion erfährt, auf den zu bearbeitenden Bereich gelenkt wird und diesem Bereich folgt, während dieser ψ sich verhältnismäßig nahe an dem Prisma befindet.The optical devices or the optical system can contain a prism with two mutually parallel prismatic surfaces, which are arranged on the axis of the emitted light beam and with their mutually parallel surfaces parallel to this axis. Furthermore, drive means are provided for rotating the prism about an axis which is perpendicular to said surfaces and to a plane which contains the axis of the emitted light beam and the workpiece area to be machined. The arrangement is made so that while the said area is approaching the prism, the light emerging from the laser undergoes total internal reflection in the prism, is directed onto the area to be processed and follows this area, while this ψ is relatively close to the prism is located.
Bei der Bearbeitung umlaufender Werkstücke werden vorzugsweise zwei gleiche Prismen vorgesehen, die jeweils zwei zueinander parallele Flächen besitzen, welche die Form gleichschenkeliger, rechtwinkeliger Dreiecke haben. Diejenigen Prismenflächen, die auf gegenüberliegenden Seiten jeweils voniden Hypotenusen der genannten rechtwinkeligen DreieckeWhen machining rotating workpieces, two identical prisms are provided, each two have mutually parallel surfaces which have the shape of isosceles, right-angled triangles. Those Prism faces on opposite sides of each of the two hypotenuses of the right-angled triangles
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begrenzt werden, liegen einander unmittelbar gegenüber, berühren sich jedoch nicht. Die Antriebsmittel können dann die Prismenanordnung mit der halben Drehzahl des Werkstückes antreiben.are limited, are directly opposite one another, but do not touch. The drive means can then drive the prism assembly at half the speed of the workpiece.
Für die Bearbeitung von Werkstücken kann die. erfindungsgemäße Einrichtung mit Einstellmitteln versehen sein, die eine Veränderung und Anzeige der Stelle gestatten, auf welche das von dem Laser auf das Werkstück gelenkte Licht auftrifft, wobei Vorkehrungen getroffen sind, durch welche diese Stelle in eine vorherbestimmte Lage gebracht werden kann, an der eine Bearbeitung vorgenommen werden soll.For machining workpieces, the. according to the invention Device be provided with setting means that allow a change and display of the point on which the light directed by the laser hits the workpiece, whereby precautions are taken by which this point can be brought into a predetermined position, on which editing is to be carried out.
Zum Zwecke des Auswuchtens kann die erfindungsgemäße Einrichtung mit Meßorganen zur Bestimmung der in einer bestimmten Ebene wirksamen Unwuchtkräfte versehen sein und weiter können Anzeigeeinrichtungen vorgesehen sein, welche die Lage eines bestimmten Materialbereiches eines Werkstückes angeben, der zur Herstellung des dynamischen Ausgleichs am Werkstück abzutragen ist. Die zuvor erwähnte Stelle und die von den Anzeigemitteln bezeichnete Stelle können dann zur Deckung :göbrächt werden.For the purpose of balancing, the device according to the invention with measuring elements for determining the in a certain Effective imbalance forces can be provided at the level and display devices can also be provided which specify the location of a certain material area of a workpiece, which is used to produce the dynamic compensation on Workpiece is to be removed. The above-mentioned point and the point indicated by the display means can then be used for Coverage: be possible.
Die Meßeinrichtung kann zwei Wattmeter enthalten, vonThe measuring device can contain two wattmeters, from
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deren Ausgängen jeweils ein Signal abnehmbar ist, das zu der Ausgangsanzeige proportional ist. Diese Wattmeter liefern in icartesischen Koordinaten eine Bezeichnung desjenigen Materialbereiches, der zum Zwecke des Auswuchtens abzutragen ist. Ferner können ein einer Sinusfunktion entsprechendes Potentiometer, welches mit dem Ausgang eines der Wattmeter gekoppelt ist, ein einer Cosinusfunktion entsprechendes ^ Potentiometer, das mit dem Ausgang des jeweils anderen Wattmeters gekoppelt ist und ein Summationskreis vorgesehen sein, der die Ausgänge der Potentiometer addiert, so daß 3ich pin Signal veränderliches Phase ergibt, welches von der Einstellung der Potentiometer abhängig ist und zum Antrieb eines Motors verwendet wird, der die Einstellung steuert, mit welcher das von dem Laser emittierte Licht auf das Werkstück gelenkt wird.whose outputs each have a signal that can be picked up proportional to the output indicator. These wattmeters deliver In Icartesian coordinates, a designation of the material area that is to be removed for the purpose of balancing is. Furthermore, a potentiometer corresponding to a sine function, which is connected to the output of one of the wattmeters is coupled, a cosine function corresponding ^ potentiometer, which is connected to the output of the other wattmeter is coupled and a summation circuit can be provided, which adds the outputs of the potentiometers, so that 3ich pin Signal variable phase results, which depends on the setting of the potentiometer and to drive a motor which controls the setting with which the light emitted by the laser is directed onto the workpiece will.
k Der in der vorliegenden Beschreibung verwendete Ausdruck k The term used in this description
"Bearbeitung" umfaßt nicht nur das Entfernen und Abtragen von Werkstoff vermittels eines Laserstrahls, sondern auch die Ablagerung oder Aufbringung von Werkstoff auf ein Werkstück vermittels eines solchen Energiestrahles, Auch die zum Zwecke des Auswuchtens vorgenommene Bearbeitung kann durch Werkstoffaufbringen erfolgen."Machining" includes not only the removal and ablation of material by means of a laser beam, but also the deposition or application of material on a workpiece by means of such an energy beam, also the Machining carried out for the purpose of balancing can be done by applying material.
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Zum Zwecke des Ablagerns oder Aufbringens von Werkstoff wird ein Draht oder Faden des aufzubringenden Materials in den Brennpunkt des Energiestrahles gebracht. Letzterer bewirkt eine Explosion bzw. Verdampfung des Werkstoffes, der dann an den gewünschten Stellen auf dem betreffenden, nahe dem Brennpunkt angeordneten Werkstück abgelagert wird.For the purpose of depositing or applying material a wire or thread of the material to be applied is brought into the focus of the energy beam. The latter causes an explosion or evaporation of the material, which then occurs at the desired points on the relevant, is deposited near the focal point of the workpiece.
Im folgenden wird die Erfindung durch die Beschreibung von bestimmten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen stellen dar:In the following, the invention is illustrated by the description of specific exemplary embodiments with reference to FIG explained in more detail in the accompanying drawings. In the drawings show:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anordnung,1 shows an arrangement according to the invention,
mittels welcher ein Laserstrahl dazu veranlaßt werden kann, einem bestimmten Bereich eines umlaufenden Werkstückes während eines Teiles dieses Umlaufes zu folgen,by means of which a laser beam can be made to target a certain area of a circumferential To follow the workpiece during part of this cycle,
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer erFig. 2 is a block diagram of a he
findungsgemäßen Einrichtung zum Auswuchten eines umlaufenden Teiles,inventive device for balancing a rotating Part,
Fig. 3a die Gestalt des Impulses einesFig. 3a shows the shape of the pulse of a
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Lasers, welcher im Stoßbetrieb betätigt wird,Laser, which is operated in burst mode,
Fig. 3b die Gestalt eines Impulses einesFig. 3b shows the shape of a pulse of a
Lasers, der im Q-Schaltbetrieb betätigt wird,Laser operating in Q switching mode is operated,
Fig. 4 das Schaltbild einer Verzögerungsleitung und einer Blitzröhre, die in der Einrichtung nach Fig. 2 Ä Verwendung findet, und4 shows the circuit diagram of a delay line and a flash tube which is used in the device according to FIG. 2A , and
Fig. 5 bis 10 weitere Anordnungen zur FührungFig. 5 to 10 further arrangements for guidance
eines Laserstrahles bzw. dessen Brennpunktes längs eines gewünschten Weges.of a laser beam or its focal point along a desired one Way.
In der Einrichtung nach Fig. 1 der Zeichnungen wird ein von einem Laser 10 ausgehendes Lichtstrahlenbündel vermittels einer Linse 11 fokussiert und in einem Prisma 12 durch innere Totalreflexion abgelenkt, bevor es auf einen auszuwuchtenden Rotor 13 auftrifft. Der Rotor dreht sich in Richtung des Pfeiles14, so daß Unwuchtkräfte festgestellt werden können und das Prisma 12 wird um eine Achse 15 gedreht, die recht-In the device according to FIG. 1 of the drawings , a light beam emanating from a laser 10 is focused by means of a lens 11 and deflected in a prism 12 by total internal reflection before it strikes a rotor 13 to be balanced. The rotor rotates in the direction of arrow 14 so that unbalance forces can be determined and the prism 12 is rotated about an axis 15 which is right
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winkelig zu der Zeichenebene von Hg. 1 verläuft, wobei die Drehung in Richtung des Pfeiles 16 erfolgt. Der Brennpunkt des LichtstrahlenbUndels bewegt sich dann längs eines Weges, der mit einem Teil des Weges eines Punktes auf dem Rotor annähernd zusammenfällt. Zur Darstellung des Weges des Brennpunktes ist für eine durch unterbrochene Linien angedeutete Stellung 12* des Prismas der Strahlengang 18 ebenfalls,durch unterbrochene Linien eingezeichnet. Der in ausgezogenen Linien wiedergegebene Strahlengang entspricht einer Mittelstellung und die Bearbeitung des Rotors findet annähernd zwischen der durch unterbrochene Linien angedeuteten Stelle und einer entsprechenden Stelle auf der, der Mittelstellung gegenüberliegenden Seite statt. Außerhalb dieser Grenzstellungen entfernt sich die Auftreffstelle des Strahles aus dem Brennpunkt, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, und der Strahl trifft mehr tangential auf die Rotoroberfläche auf.at an angle to the plane of the drawing of Hg. 1, the Rotation in the direction of arrow 16 takes place. The focal point of the bundle of light rays then moves along a path which approximately coincides with part of the path of a point on the rotor. To show the path of the focal point for a position 12 * of the prism indicated by broken lines, the beam path 18 is also through broken lines drawn. The beam path shown in solid lines corresponds to a central position and the machining of the rotor takes place approximately between the point indicated by broken lines and a corresponding point on the side opposite the center position. Outside these limits the point of incidence of the beam moves away from the focal point, as can be seen from FIG. 1, and the The beam hits the rotor surface more tangentially.
Gegenüber dem Prisma 12 ist ein weiteres Prisma 19 so angeordnet, daß seine größte Fläche der entsprechenden Fläche des Prismas 12 unmittelbar gegenüberliegt, diese jedoch nicht berührt, so daß die beiden Flächen durch eine Luftschicht voneinander getrennt sind und in den Prismen innere Totalreflexion stattfinden kann. Durch Verwendung von zwei Prismen kann die Drehzahl der Prismen halb so großOpposite the prism 12, another prism 19 is arranged so that its largest surface corresponds to the corresponding one Surface of the prism 12 is directly opposite, but does not touch it, so that the two surfaces through a Air layers are separated from each other and total internal reflection can take place in the prisms. By using of two prisms, the speed of the prisms can be half as great
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gewählt werden, da nach jeder halben Umdrehung das eine Prisma den Platz des jeweils anderen Prismas einnimmt.be chosen because after every half turn one prism takes the place of the other prism.
Zum Auswuchten eines umlaufenden Teiles ist es notwendig, die Lage eines Werkstoffbereiches festzustellen, dessen Abtragung zu einer Verringerung der Unwuchtkräfte auf ein ^ erträgliches Maß führt, und dann diesen Werkstoffbereich entsprechend abzutragen. Die Bestimmung dieses Werkstoffbereiches wird mittels bekannter Einrichtungen beispielsweise nach 'Schenk ausgeführt, worauf nachfolgend zunächst kurz eingegangen sei, und die Entfernung des betreffenden Werkstoffbereiches wird mittels einer erfindungsgemäßen Einrichtung vorgenommen, bei welcher ein Laserstrahl derart mit der Werkstückbewegung synchronisiert wird, daß das Strahlenbündel des Lasers während eines Teiles jeder Umdrehung dem zu entfernenden Bereich folgt.To balance a rotating part, it is necessary to determine the location of a material area, the removal of which leads to a reduction in the imbalance forces on a ^ tolerable level leads, and then this material range accordingly to be removed. This material range is determined by means of known devices, for example according to 'Schenk carried out, which is briefly discussed below, and the removal of the relevant material area made by means of a device according to the invention, in which a laser beam with the workpiece movement is synchronized that the beam of the laser during part of each revolution follows the area to be removed.
Wie aus Fig. 2 der Zeichnungen ersichtlich, ist der Rotor 13 in zwei von Fühlern 21 und 22 gehaltenen Lagern gelagert und wird in einer nicht im einzelnen dargestellten Weise über einen Luftantrieb oder einen magnetischen Antrieb in Umdrehung versetzt. Zum Auswuchten muß die Unwucht in zwei Ebenen bestimmt werden und demgemäß befinden sich die Fühler in diesen Ebenen. Die Fühler 21 und 22 besitzen Magnetkerne 23As can be seen from Fig. 2 of the drawings, the rotor 13 is mounted in two bearings held by sensors 21 and 22 and is in a manner not shown in detail via an air drive or a magnetic drive offset in rotation. For balancing, the imbalance must be determined in two planes and the feelers are located accordingly in these levels. The sensors 21 and 22 have magnetic cores 23
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und 21I, deren Verschiebungen innerhalb von Spulen 25 und zu den wirksamen Unwuchtkräften proportional sind.and 2 1 I, the displacements of which within coils 25 and are proportional to the effective unbalance forces.
Um diese Kräfte mit einem ganz bestimmten Teil des Rotors in Beziehung zu setzen, ist ein Lichtempfänger 27 vorgesehen, der Lichtirapulse von dem Rotor her aufnimmt, welch letzterer mit einem Streifen versehen ist, der in gleiche schwarz- und weißgefärbte Bereiche unterteilt ist. Das Ausgangssignal des Lichtempfängers 27 hat die Form einer Rechteckwelle, deren Wiederholungsfrequenz der Drehzahl des Rotors entspricht. Diese Rechteckwelle wird in einer Umformerschaltung 28 in eine Sinuswelle umgeformt und,dann einerseits einem Wattmeter 29 und andererseits über einen 9O°-Phasenschieber 31 einem Wattmeter 32 zugeführt. Die von den Wattmetern gelieferten Anzeigen stellen die Lage des gewünschten Bereiches auf dem Rotor in kartesischen Koordinaten dar, wobei der Koordinatenursprung auf der Rotorachse liegt und die x-Achse und die y-Achse in bekannter Beziehung zu der Grenze zwischen den schwarzen und den weißen Bereichen des erwähnten Streifens stehen.A light receiver 27 is used to relate these forces to a specific part of the rotor provided, the Lichtirapulse from the rotor picks up, the latter is provided with a strip in the same black and white colored areas is divided. The output signal of the light receiver 27 is in the form of a square wave, whose repetition frequency corresponds to the speed of the rotor. This square wave is in a converter circuit 28 transformed into a sine wave and, then on the one hand a wattmeter 29 and, on the other hand, a wattmeter 32 via a 90 ° phase shifter 31. The ones from the Displays supplied with wattmeters show the position of the desired area on the rotor in Cartesian coordinates, the origin of the coordinates being on the rotor axis and the x-axis and the y-axis in known relation to the The border between the black and white areas of the mentioned stripe.
Bei der Unwuchtbestimmung nach Schenk wird zur Anzeige ein Lichtstrahlenbündel verwendet, welches an zwei hintereinander angeordneten Spiegeln reflektiert wird, wobei die Spiegel um Winkel verstellt werden, welche zu den" Ausgangs.-When determining the unbalance according to Schenk, the display shows a light beam is used, which is reflected at two mirrors arranged one behind the other, the Mirror can be adjusted by angle, which leads to the "initial.
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Signalen der Wattmeter proportional sind. Dieses Lichtstrahlenbündel wird dann auf eine Mattscheibe projiziert, so daß man einen Lichtpunkt erhält, dessen Lage die jeweilige Lage des gewünschten Bereiches auf dem Rotor anzeigt.Signals from the wattmeter are proportional. This bundle of light rays is then projected onto a ground glass, so that you get a point of light whose position the respective position of the desired area on the rotor.
Die Einrichtung nach Fig. 2 der Zeichnungen enthält eine Auswerteeinrichtung nach Schenk, welche schematisch bei 85 angegeben ist. Zusätzlich sind Wattmeterausgänge vorgesehen, welche elektrische Signale liefern, die zu den Wattmeter-Anzeigen proportional sind. Diese Ausgangssignale werden über Verstärker 33 bzw. 34 gekoppelten Potentiometern bzw. 36 zugeführt, deren Wicklungswiderstände sich jeweils in Abhängigkeit von der Stellung des Schleifkontaktes nach einer Sinusfunktion bzw. nach einer Kosinusfunktion ändern. Die von den Potentiometern abnehmbaren Signale können in einem Verstärker 37 vektoriell addiert werden, so daß sich ein sinusförmiges Signal ergibt, dessen Phasenlage mit Bezug auf die Phasen der Wattmetersignale durch Veränderung der Einstellung der Schleifkontakte der erwähnten Potentiometer und 36 verändert werden kann.The apparatus of Figure 2 of the drawings includes an evaluation device according to Schenk, which is indicated schematically at 85. In addition, there are wattmeter outputs which provide electrical signals proportional to the wattmeter readings. These output signals are potentiometers coupled via amplifiers 33 and 34, respectively or 36 supplied, the winding resistances of which are each depending on the position of the sliding contact after a Change sine function or after a cosine function. the Signals that can be taken from the potentiometers can be added vectorially in an amplifier 37, so that a sinusoidal signal results, whose phase position with reference to the phases of the wattmeter signals by changing the Setting of the sliding contacts of the mentioned potentiometers and 36 can be changed.
Das Au3gangssignal des Verstärkers 37 wird einem Impulsümformer 38 zugeführt, der an einen Verstärker 40 ein Rechteckwellensignal abgibt. Der Verstärker 40 ist überThe output signal of the amplifier 37 is fed to a pulse shaper 38, which is fed to an amplifier 40 emits a square wave signal. The amplifier 40 is over
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4Ψ4Ψ
einen weiteren Verstärker 41 mit einem MOtor 42 verbunden, der die Prismen 12 und 19 antreibt, welche in der Anordnung nach Pig. 2 entsprechend der Blickrichtung längs des Pfeiles nach Fig. 1 der Zeichnungen als über dem Ende des Lasers IO gelegen dargestellt sind. Eine Frequenzteilerschaltung 39 verringert die Frequenz des dem Motor 42 zugeführten Signales um die Hälfte, so daß sich die Drehzahl dieses Motors entsprechend halbiert.another amplifier 41 connected to a motor 42, which drives the prisms 12 and 19, which in the Pig. 2 according to the direction of view along the arrow 1 of the drawings as above the end of the laser IO are shown located. A frequency dividing circuit 39 reduces the frequency of the signal fed to the motor 42 by half, so that the speed of this motor increases accordingly halved.
Da beim Zünden eines Lasers eine unvermeidliche Verzögerung auftritt, ist zwischen den Verstärker 40 und eine dem Laser zugeordnete logische Sicherheitsschaltung 45 eine Phasenverzögerungsschaltung 44 gelegt. Der Ausgang der logischen Sicherheitsschaltung 45 dient zur Steuerung einer Auslöseeinheit 46 zur Zündung des Lasers 10. Zu einem Zeitpunkt, welcher der Drehung des Prismas um beinahe 360° nacheilt, gibt die Phasenverzögerungsschaltung 44 jeweils einmal während jeder Umdrehung des Rotors 13 die Möglichkeit für die Auslösung des Lasers frei, so daß dieser im Sinne der Abgabe eines mit der Prismenbewegung in Phase liegenden Impulses betätigt werden kann.Since there is an inevitable delay in firing a laser, there is between amplifier 40 and one of the laser associated logic safety circuit 45 is a phase delay circuit 44 placed. The output of the logical Safety circuit 45 is used to control a trip unit 46 to ignite the laser 10. At a point in time which lags behind the rotation of the prism by almost 360 °, the Phase delay circuit 44 once during each revolution of the rotor 13 the possibility of triggering of the laser, so that it can be actuated to emit a pulse that is in phase with the prism movement can.
Eine schematisch bei 86 angedeutete, mit dem Verstärker verbundene Einrichtung erzeugt auf einer Mattscheibe einen Lichtpunkt, welcher diejenige Rotorstelle bezeichnet, aufA device, indicated schematically at 86 and connected to the amplifier, generates a on a ground glass Point of light, which denotes that rotor point on
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welche das von dem Laser emittierte Licht einfällt.which the light emitted by the laser is incident on.
Zum Auswuchten eines Rotors wird dieser in Umdrehung versetzt und an den optischen Ausgängen der Wattmeter 29 und erscheint ein Lichtpunkt, welche die Lage des abzutragenden Werkstückbereiches angibt. Die miteinander gekoppelten Potentiometer 35 und 36 werden dann so lange verstellt, bis der die Auftreffstelle des Laserstrahles auf dem Rotor bezeichnende Lichtpunkt mit dem die Lage des abzutragenden Werkstückbereiches anzeigenden Lichtpunkt zusammenfällt. Eine, einen Teil der logischen Sicherheitsschaltung bildende, nicht dargestellte Taste wird hierauf niedergedrückt, so daß die Auslöseeinheit 46 den Laser während jeder Rotorumdrehung zu der gewünschten Zeit zu zünden vermag. Während Werkstoff von dem Rotor abgetragen wird, zeigen die optischen Anzeigemittel der Wattmeter 29 und 32 eine Verminderung der ünwuehtkräfte an ψ und wenn diese Kräfte eine zulässige Grenze erreicht haben, wird die Taste losgelassen.To balance a rotor, it is set in rotation and a light point appears at the optical outputs of the wattmeter 29, which indicates the position of the workpiece area to be removed. The coupled potentiometers 35 and 36 are then adjusted until the point of light indicating the point of impact of the laser beam on the rotor coincides with the point of light indicating the position of the workpiece area to be removed. A key (not shown) forming part of the safety logic circuit is then depressed so that the trigger unit 46 is able to ignite the laser at the desired time during each revolution of the rotor. While material is being removed from the rotor, the optical indicators of the wattmeters 29 and 32 show a reduction in the unwanted forces ψ and when these forces have reached a permissible limit, the button is released.
Mit der Spule 26, der Umformerschaltung 28 und dem Phasenschieber 31 sind zwei weitere, nicht dargestellte Wattmeter in gleicher Weise wie die Wattmeter 29 und 32 verbunden. Diese weiteren Wattmeter besitzen ebenfalls optische Ausgangsmittel und ihre elektrischen Ausgänge können überWith the coil 26, the converter circuit 28 and the phase shifter 31 are two more, not shown Wattmeter connected in the same way as wattmeter 29 and 32. These other wattmeters also have optical ones Output means and their electrical outputs can be via
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einen nicht dargestellten Umschalter anstelle der Ausgänge der Wattmeter 29 und 32 mit den Eingängen der Verstärker 33 und J>k verbunden werden.a changeover switch (not shown) can be connected to the inputs of amplifiers 33 and J> k instead of the outputs of wattmeters 29 and 32.
Trägt man in bekannter Weise dafür Sorge, daß die von den Spulen 25 und 26 gelieferten Signale anteilsmäßig den zugehörigen Wattmetern jeweils entsprechend dem Abstand des Rotors 13 und der Lagerung 21 von der Lagerung 22 zugeführt werden, so erfolgt ein Auswuchten auf Grund von an der Lagerung festgestellten Unwuchtkräften unabhängig von Unwuchtkräften, welche an der Lagerung 22 festgestellt werden. Sind die an der Lagerung 21 aufgenommenen Unwuchtkräfte auf eine zulässige Grenze vermindert worden, so wird der erwähnte Umschalter betätigt und derselbe Vorgang wird zur Verminderung der an der Lagerung 22 festgestellten Unwuchtkräfte auf ein zulässiges Maß wiederholt.If you take care in a known manner that the the coils 25 and 26 supplied signals proportionally to the associated wattmeters in each case according to the distance of the Rotor 13 and the bearing 21 are fed from the bearing 22, a balancing takes place on the basis of the bearing determined imbalance forces independent of imbalance forces, which are found on the bearing 22. Are the imbalance forces absorbed at the bearing 21 to a permissible Limit has been reduced, the aforementioned changeover switch is operated and the same process is used to reduce the Storage 22 determined imbalance forces repeated to an acceptable level.
Wie bereits erwähnt, wird der Laser vorzugsweise in dem in Pig. 3a der Zeichnungen angedeuteten Stoßbetrieb betätigt, und nicht in dem in ,Fig. 3b der Zeichnungen angedeuteten Q-Schaltbetrieb. Um die gewünschte Dauer des Stoßes su erhalten, welche je nach dem abzutragenden Rotorwerkstoff jeweils zwischen 600 Mikrosekunden und 10 Millisekunden liegen kann, enthält die Auslöseeinheit H6 eine in Pig. 2IAs mentioned earlier, the laser is preferably used in the Pig. 3a of the drawings indicated push operation actuated, and not in the in, Fig. 3b of the drawings indicated Q-switching operation. In order to obtain the desired duration of the impact su, which can be between 600 microseconds and 10 milliseconds depending on the rotor material to be removed, the release unit H6 contains a Pig. 2 I.
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der Zeichnungen dargestellte Verzögerungsleitung, wobei;für unterschiedliche Werkstoffe jeweils verschiedene Verzögerungsleitungen Verwendung finden. of the drawings, where; for different materials are used in each case with different delay lines.
Eine Blitzlichtröhre 47, welche die Pumpenergie für den Laser IO liefert, ist über eine Verzögerungsleitung, die eine Reihe von Kondensatoren CL bis C und eine Reihe von Induktivitäten L. bis L enthält, mit einer Gleichstromquelle 48 verbunden. Wird ein elektronischer Schalter ^9 geschlossen, so laden sich die Kondensatoren so lange auf, bis die an dem Kondensator C anliegende Spannung einen bestimmten' Wert erreicht hat. Die logische Sicherheitsschaltung vermag festzustellen, daß die Verzögerungsleitung betriebsbereit ist und gibt einen Auslöseimpuls an die Blitzlichtröhre ab, wobei der Äuslöseimpuls in der beschriebenen Weise in der richtigen Phasenbeziehung bereitgestellt wird. Nach Entladung der Kondensatoren wiederholt sich der Vorgang, bis der Sehalter lJ9 wieder geöffnet wird.A flash tube 47, which the pump energy for the Laser IO supplies is via a delay line that contains a series of capacitors CL through C and a series of Contains inductors L. to L, with a direct current source 48 connected. If an electronic switch ^ 9 is closed, so the capacitors are charged until the voltage applied to the capacitor C has reached a certain ' Has reached value. The logical safety circuit is capable of determine that the delay line is ready for operation and emits a trigger pulse to the flash tube, wherein the trigger pulse is provided in the correct phase relationship in the manner described. After discharge of the capacitors, the process is repeated until the holder lJ9 is opened again.
Da die Blitslichtröhre 4? eine niedrige Impedanz der Größenordnung von 0,2 Ohm bis 0,3 Ohm aufweist, paßt sich die Verzögerungsleitung Stufe um Stufe an die Röhre 1I? an, wobei jede Stufe jeweils einen Kondensator und eine Induktivität enthält. Die letzte Stufe (CnLn) bestimmt die Anstiegs-Since the flash tube 4? has a low impedance of the order of 0.2 ohms to 0.3 ohms, does the delay line match the tube 1 I step by step? each stage containing a capacitor and an inductor. The last stage (C n L n ) determines the rise
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zeit einer aus Fig. Ja, ersichtlichen Umhüllenden des Impulsstoßes und der Gesamtwert der Induktivitäten und der Kapazitäten bestimmt jeweils die Dauer des Stoßes* Die Anstiegszeit soll so kurz wie möglich gehalten werden, doch ist bei der Wahl der Werte für die Induktivitäten und Kapazitäten ein Kompromiß zwischen der Stoßdauer, der Anstiegszeit, der Anpassung und den physikalischen Grenzwerten der Blitzlichtröhre zu * Yes, the envelope of the impulse surge and the total value of the inductances and capacitances determines the duration of the surge in each case between the burst duration, the rise time, the adaptation and the physical limit values of the flash tube to *
treffen.meet.
Während die obige Beschreibung eines Ausführungsbeispieles zur Erläuterung einer Anordnung mit Doppelprisma dient, sind selbstverständlich noch andere Möglichkeiten gegeben, um den Lichtpunkt des Lasers zu veranlassen, einem zu bearbeitenden Werkstückbereich zu folgen. Beispielsweise kann ein einzelnes Prisma verwendet werden, indem entweder einfach das Prisma 19 fortgenommen und die Drehzahl des Motors 42 verdoppelt wird, oder indem eine in Fig. 5 der Zeichnungen gezeigte Anordnung ' verwendet wird. Ein von einem Laser ausgehendes Lichtstrahlenbündel 51 wird in einem Prisma 52 reflektiert, welches um eine Achse in der durch den Pfeil 5^ angedeuteten Drehrichtung in Umdrehung versetzt wird, so daß ein durch eine Linse 55 erzeugter Brennpunkt einem durch den Pfeil 56 angedeuteten Weg folgt.While the above description of an exemplary embodiment serves to explain an arrangement with a double prism, there are of course also other possibilities for causing the light point of the laser to follow a workpiece area to be machined. For example, a single prism can be used by either simply removing prism 19 and doubling the speed of motor 42, or by using an arrangement shown in Figure 5 of the drawings. A light beam 51 emanating from a laser is reflected in a prism 52, which is set in rotation about an axis in the direction of rotation indicated by the arrow 5 ^, so that a focal point generated by a lens 55 follows a path indicated by the arrow 56.
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Ferner kann ein bewegtes Linsensystem verwendet werden, bei welchem gemäß Fig. 6 der Zeichnungen eine Linse 57 jeweils in eine bei 57* angedeutete Stellung nach abwärts bewegt wird, so daß ein Brennpunkt 58 eines LaserstrahlenblindeIs 59 einem durch den Pfeil 60 angedeuteten Weg folgt. Eine weitere Möglichkeit besteht darin» eine plankonvexe Linse 62 um eine Achse 63 in Umdrehung zu versetzen, welche senkrecht zur Zeichenebene von Fig. 7 der Zeichnungen verläuft und durch den Krümmungsmittelpunkt der konvexen Linsenfläche geht» so daß sich ein Brennpunkt 6k in Richtung eines Pfeiles 65 bewegt.Furthermore, a moving lens system can be used in which, as shown in FIG. Another possibility is to move about an axis 63 in rotation, which is perpendicular to the drawing plane of FIG. 7 of the drawings, and through the center of curvature of the convex lens surface "is so that a focal point of 6k in the direction of an arrow 65 'a plano-convex lens 62 emotional.
Wie in den Fig. 8 und 9 der Zeichnungen gezeigt ist, können auch Spiegel zur Bewegung des Brennpunktes verwendet werden, Ein Spiegel 66 kann beispielsweise um die Achse eines Laserstrahles 67 in Umdrehung versetzt werden, wobei der ψ Laserstrahl mittels einer Linse 69 auf einen Rotor 68 fokussiert wird. Der Laserstrahl wird von,dem rotierenden Spiegel auf einen zylindrischen Spiegel 70 geleitet, welcher zu dem Laserstrahl 67 koaxial angeordnet ist und welcher den Laserstrahl an seiner Innenfläche reflektiert, welcher nur teilweise dargestellt ist. Mit dieser Anordnung kann erreicht werden, daß der Brennpunkt während der gesamten Omdrehungszeit dem zu bearbeitenden Bereich folgt.As shown in FIGS. 8 and 9 of the drawings is shown, mirrors can be used to move the focal point, a mirror 66 may, for example, about the axis of a laser beam are made to rotate 67, wherein the ψ laser beam by a lens 69 on a rotor 68 is focused. The laser beam is directed from the rotating mirror onto a cylindrical mirror 70 which is arranged coaxially to the laser beam 67 and which reflects the laser beam on its inner surface, which is only partially shown. With this arrangement it can be achieved that the focal point follows the area to be processed during the entire rotation time.
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Bei der Anordnung nach Fig. 9 der Zeichnungen wird ein Spiegel 72 um eine Achse 73 gedreht, die auf der Zeichenebene senkrecht stehe. Die Drehung erfolgt in Richtung eines Pfeiles 74» so daß ein Brennpunkt 75 einem Weg folgt, der durch den Pfeil 76 angedeutet ist und nahe der Oberfläche eines Rotors 77 verläuft.In the arrangement according to FIG. 9 of the drawings, a mirror 72 is rotated about an axis 73 which is on the plane of the drawing stand vertically. The rotation takes place in the direction of an arrow 74 'so that a focal point 75 follows a path which is indicated by the arrow 76 and runs close to the surface of a rotor 77.
Schließlieh kann noch, wie in Fig. 10 der Zeichnungen wiedergegeben ist, ein durchsichtiger Würfel 78 derart in Umdrehung versetzt werden, daß ein Brennpunkt 79 eine durch einen Pfeil 80 angedeutete Bahnkurve beschreibt.Finally, as in Fig. 10 of the drawings is shown, a transparent cube 78 such in Revolution are offset so that a focal point 79 describes a trajectory indicated by an arrow 80.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das Auswuchten von irgendwelchen Teilen beschränkt, sondern kann auch zur Bearbeitung von Teilen verwendet werden, welche sich entweder drehen oder linear bewegen können. Bei der Bearbeitung umlaufender Werkstücke kann beispielsweise eine gegenüber Fig. 2 der Zeichnungen abgewandelte Ausführungsform der Erfindung verwendet werden. Die Lage des abzutragenden Bereiches mit Bezug auf die Grenzen zwischen den schwarzen und weißen Markierungebereichen ist bekannt und wird ähnlich dem System zur Wiedergabe der Anzeigen der Wattmeter 29 und auf einer Mattscheibe dargestellt. Die Umformerschaltung 28 und der Phasenschieber 31 werden unmittelbar mit den Yer-The invention is of course not limited to the balancing of any parts, but can can also be used to machine parts that can either rotate or move linearly. In the Machining rotating workpieces can, for example, be used in an embodiment of the invention that is modified compared to FIG. 2 of the drawings. The location of the to be removed Area with respect to the boundaries between the black and white marker areas is known and will be similar the system for reproducing the displays of the wattmeter 29 and shown on a ground glass. The converter circuit 28 and the phase shifter 31 are directly connected to the Yer
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stärkern 33 und 31I verbunden und man erhält eine Anzeige, welche die Stelle bezeichnet, an welcher der Laserstrahl auf das Werkstück auftrifft.stronger 33 and 3 1 I connected and you get a display which indicates the point at which the laser beam strikes the workpiece.
Zur Ausführung einer Bearbeitung werden die Potentiometer 35 und 36 so lange verstellt, bis der zu bearbeitende _ Bereich mit dem Auftreffpunkt des Laserstrahles zusammenfällt und die erwähnte Taste wird dann bis zur Beendigung der Bearbeitung niedergedrückt.To carry out a processing, the potentiometers 35 and 36 are adjusted until the one to be processed _ The area coincides with the point of incidence of the laser beam and the aforementioned button is then used until the end the processing depressed.
Eine Handeinstellung der Potentiometer 35 und 36 kann sowohl beim Auswuchten als auch bei anderen Arten der Bear-* beitung vermieden werden, wenn die Ausgänge der Verstärker und 3^ mit dem Bild verglichen werden, welches den Auftreffpunkt des Lasers auf dem Werkstück angibt. Durch den Vergleich wird ein Fehlersignal erhalten, welches in einen ψ Servomechanismus eingespeist wird, der zur Verstellung der Potentiometer im Sinne einer Verringerung des Fehlersignales dient. Die Beendigung des Auswucht- bzw. Bearbeitungsvorganges wird dann von der logischen Schaltung festgestellt. A manual adjustment of the potentiometers 35 and 36 can be avoided both during balancing and other types of processing if the outputs of the amplifiers and 3 ^ are compared with the image which indicates the point of impact of the laser on the workpiece. An error signal is determined by comparing obtained which is fed to a ψ servo mechanism serving the error signal to adjust the potentiometer in the sense of a reduction. The end of the balancing or machining process is then determined by the logic circuit.
Es sei noch darauf hingewiesen, daß das erfindungsgemäße Auswuchten bzw. Bearbeiten nicht auf die nur beispielsweise beschriebene Art der Synchronisierung des Laserstrahles mit dem Werkstück beschränkt ist.It should also be pointed out that the balancing or machining according to the invention does not apply to the only example described type of synchronization of the laser beam with the workpiece is limited.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009021725A1 (en) * | 2009-05-18 | 2010-11-25 | Continental Automotive Gmbh | Balancing device for balancing a turbocharger and method for balancing a turbocharger |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2726454B2 (en) * | 1977-06-11 | 1979-08-23 | Hoesch Werke Ag, 4600 Dortmund | Method for marking moving panels and strips |
JPS55155948U (en) * | 1980-05-02 | 1980-11-10 | ||
JPS5892924A (en) * | 1981-11-30 | 1983-06-02 | Inoue Japax Res Inc | Balancing tester |
GB8415986D0 (en) * | 1984-06-22 | 1984-07-25 | Control Laser Ltd | Undercutting commutator bars |
DE4025851A1 (en) * | 1990-08-16 | 1992-02-20 | Messerschmitt Boelkow Blohm | DEVICE FOR MEASURING REFLECTED RADIATION |
US10145753B2 (en) * | 2014-09-23 | 2018-12-04 | Agilent Technologies, Inc. | Apparatus and method for dynamically balancing rotors |
CN107414284A (en) * | 2017-09-04 | 2017-12-01 | 北京工业大学 | A kind of PRK aids in micro- milling method and device |
-
1968
- 1968-06-14 GB GB28378/68A patent/GB1268482A/en not_active Expired
-
1969
- 1969-06-14 DE DE19691930367 patent/DE1930367A1/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009021725A1 (en) * | 2009-05-18 | 2010-11-25 | Continental Automotive Gmbh | Balancing device for balancing a turbocharger and method for balancing a turbocharger |
WO2010133396A3 (en) * | 2009-05-18 | 2011-07-21 | Continental Automotive Gmbh | Balancing device for balancing a turbocharger, and method for balancing a turbocharger |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1268482A (en) | 1972-03-29 |
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