DE4339871A1

DE4339871A1 - Method of dynamically balancing a balance

Info

Publication number: DE4339871A1
Application number: DE19934339871
Authority: DE
Inventors: Viktor Manta
Original assignee: Witschi Electronic AG
Current assignee: Witschi Electronic AG
Priority date: 1992-12-17
Filing date: 1993-11-23
Publication date: 1994-06-23
Also published as: CH683480B5; JPH0743239A; CH683480GA3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum dynamischen Auswuchten einer Unruh mittels eines Impulslaserstrahls, der auf Grund gemessener Unwuchtwerte ausgelöst wird und der Antrieb des Probanden mittels eines Luftstrahles erfolgt, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.The present invention relates to a method for dynamic balancing a balance by means of a pulse laser beam, the one measured on the basis Unbalance values is triggered and the test subject is driven by means of a Air jet takes place according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a device for performing the method according the preamble of claim 7.

Es ist schon bekannt geworden, rotierende Massen während der Rotation mittels Laserstrahl zu bearbeiten, indem mit dem Laserstrahl an der Peripherie der Masse Material abgetragen wird.It has already become known, rotating masses during the rotation to edit by laser beam by using the laser beam on the periphery the mass of material is removed.

Ein erstes Beispiel ist in der US-A 36 21 180 beschrieben. Mittels eines Detektors wird die Unwucht festgestellt und eine Information darüber abgegeben. Mit einem Photozellensensor wird ein Referenzpunkt auf der rotierenden Masse zwecks Abgabe einer Referenzpunktinformation festgehalten. Einer digitalen Logikschaltung wird die Information aus dem Detektor zugeführt und dazu noch die Referenzpunktinformaton. Einem Steuermodul wird die Information aus der Logikschaltung zugeführt und diese bewirkt die Auslösung des Laserstrahls. Ein optisches System zusammen mit einem Stroboskop dient zur Beobachtung der Abbrennwirkung durch den Laserstrahl. Diese Anordnung dient zum Auswuchten von Rädern als Ersatz für ältere Verfahren, bei denen Zusatzgewichte angebracht wurden. Die Genauigkeit soll ein halbes Winkelgrad auf 360° betragen. Für die bei Uhren verlangte Genauigkeit genügt ein solches Verfahren nicht.A first example is described in US-A 36 21 180. Using a detector the unbalance is determined and information is given about it. With a photo cell sensor, a reference point on the rotating Measured mass for the purpose of providing reference point information. One digital logic circuit is fed the information from the detector and also the reference point information. A control module is the Information is supplied from the logic circuit and this triggers of the laser beam. An optical system together with a stroboscope is used to observe the burning effect by the laser beam. This Arrangement is used to balance wheels as a replacement for older methods, where additional weights have been attached. The accuracy is said to be one be half an angle to 360 °. For the accuracy required for watches Such a procedure is not sufficient.

Für sehr kleine rotierende Körper, z. B. mit einem Gewicht in der Größenordnung von 1 Gramm, wurde in der US-A 37 27 027 vorgeschlagen, den rotierenden Körper nicht an seiner Achse anzutreiben, sondern mit einem Luftstoß. Dabei wird dem Körper eine Drehzahl erteilt, die höher ist als die Betriebsdrehzahl, und dann der Luftstrahl abgestellt, damit bei der Messung keine anderen Kräfte als die Unwucht wirken. Die Anordnung basiert auf einer genauen Erfassung der Unwucht mittels eines Transduktors, dessen Ausgangssignale in einer Logikschaltung verarbeitet werden, um für den Laser die Auslösefrequenz und dessen Leistung zu berechnen. Der Meß- und Berechnungsvorgang wird solange durchgeführt, bis der Körper keine Unwucht mehr aufweist.For very small rotating bodies, e.g. B. with a weight of the order of magnitude of 1 gram, was proposed in US-A 37 27 027, the rotating Do not propel the body on its axis, but with an air blast. The body is given a speed that is higher than the operating speed, and then the air jet turned off so that during the measurement no forces other than the unbalance act. The arrangement is based on an exact detection of the unbalance by means of a transducer, the Output signals in a logic circuit are processed in order for the laser to calculate the trigger frequency and its power. The measurement and calculation process is carried out until the body is not unbalanced has more.

Bei der Herstellung von Uhren, bzw. von deren Bestandteilen, wird heute als wichtigster Faktor die Zeit angesehen, die es braucht, um die höchste Präzision zu erreichen. Auch sollen die Bearbeitungen bei geringstmöglichem Aufwand für das Gerät serienmäßig möglich sein, um die Kosten noch weiterhin zu senken.In the manufacture of clocks, or of their components, is today known as most important factor considered the time it takes to achieve the highest precision to reach. The processing should also be as low as possible Effort for the device as standard can be possible to keep the costs going to lower.

Dabei ist zu bedenken, daß der Durchmesser einer Unruh (siehe Fig. 1) im Mittel 7,5 mm beträgt. Der periphere Reif 1, 2 hat dann eine gesamthafte radiale Breite von etwa 0,44 mm und ist mit einem Rand 2 von 0,2 bis 0,3 mm über einem Schalterrand 1 von 0,1 bis 0,2 mm und einer Breite von etwa 0,1 mm versehen. Material für die Behebung einer Unwucht darf also nur in dem etwa 0,34 mm breiten Schulterrand 1 entfernt werden.It should be borne in mind that the diameter of a balance (see Fig. 1) is 7.5 mm on average. The peripheral hoop 1, 2 then has an overall radial width of approximately 0.44 mm and is with an edge 2 of 0.2 to 0.3 mm over a switch edge 1 of 0.1 to 0.2 mm and a width of provided about 0.1 mm. Material for correcting an imbalance may therefore only be removed from the shoulder edge 1 , which is approximately 0.34 mm wide.

Dementsprechend ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Einrichtung zu schaffen, mit der Uhren-Unruhen serienmäßig auf höchste Präzision ausgewuchtet werden können.Accordingly, it is an object of the invention, a method and an To create furnishings with the watch riots as standard to the highest Precision can be balanced.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs 1 erreicht, wobei der auf zwei achsrichtigen Lagerstellen aufliegende Proband mittels eines Luftstrahles in Rotation versetzt wird. Die Ausschläge des Probanden werden in einer bevorzugten Richtung erfaßt, und der in diese bevorzugte Richtung innerhalb der Peripherie des Probanden gerichtete Laser-Strahl wird ausgelöst.According to the invention this is due to the features in the characterizing part of the independent claim 1 achieved, the two on two axes Test subject lying on the bearings is rotated by means of an air jet becomes. The subject's rashes are in a preferred direction and in this preferred direction within the periphery The subject's laser beam is triggered.

Die Einrichtung ist gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 7 dadurch gekennzeichnet, daß achsrichtige Auflager auf einem Bewegungssensor aufgebaut sind, auf die Achse eines Probanden auflegbar ist, daß der Bewegungssensor zur Erfassung der Bewegung der Auflager in einer bevorzugten Auslenkrichtung eingerichtet ist, daß ein Laser auf eine Stelle des Probanden in der bevorzugten Auslenkrichtung ausgerichtet ist und daß eine Schaltungsanordnung vorhanden ist, um die Signale des Bewegungssensors in Signale zur Auslösung des Lasers umzuformen.The device is according to the characterizing part of claim 7 characterized that axially correct supports on a motion sensor are constructed, can be placed on the axis of a subject that the motion sensor to detect the movement of the supports in a preferred Deflection direction is set up so that a laser at one point of the subject is aligned in the preferred direction of deflection and that a circuit arrangement is present to convert the signals from the motion sensor into signals Reshape triggering of the laser.

Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel für eine Einrichtung erläutert. Dabei zeigtThe invention is described below using an exemplary embodiment of a device explained. It shows

Fig. 1 eine Schnittansicht durch eine Unruh und Fig. 1 is a sectional view through a balance and

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zur Bearbeitung einer Uhren-Unruh. Fig. 2 is a schematic representation of a device for processing a watch balance.

Gemäß Fig. 2 ist die Unruh 1, 2, 3 auf zwei Lagerstellen 11a, 11b für deren Achse 3 aufgelegt. Mit einem Luftstrahl aus einer Düsenanordnung 10 wird die Unruh rotiert. Ein Bewegungssensor 12 nimmt die Bewegungen der Lagerstellen 11a, 11b in vertikaler Richtung auf, wenn die Stelle mit der größten Unwucht entweder über den oberen oder den unteren Kulminationspunkt hinwegdreht. Das entsprechende zeitlich mit der Rotation des Prüflings koinzidierende Signal gelangt über eine Schaltungsanordnung 13 zur Aufbereitung des Signals zur Lasersteuerung 14, mit der Laser 15 in richtiger zeitlicher Folge ausgelöst wird.Referring to FIG. 2, the balance 1, 2, 3 on two bearings 11 a, 11 b placed on the axis 3. The balance wheel is rotated with an air jet from a nozzle arrangement 10 . A motion sensor 12 records the movements of the bearing points 11 a, 11 b in the vertical direction when the point with the greatest unbalance rotates either over the upper or the lower culmination point. The corresponding signal, which coincides with the rotation of the test object, passes via a circuit arrangement 13 for processing the signal to the laser control 14 , with which the laser 15 is triggered in the correct chronological order.

Mit dem Bewegungssensor 12 und der Schaltungsanordnung 13 kann der Wert der Unwucht mit einem Sollwert verglichen werden, der, wenn er ein bestimmtes Maß überschreitet, dazu genommen werden kann, die gerade auf den Auflagen befindliche Unruh als Ausschuß zu deklarieren. Somit wird schon hier eine Zeitersparnis bewirkt, indem nicht Teile, die nicht korrigierbar sind, bearbeitet werden.With the motion sensor 12 and the circuit arrangement 13 , the value of the unbalance can be compared with a target value which, if it exceeds a certain dimension, can be used to declare the balance currently on the supports as a committee. This saves time by not processing parts that cannot be corrected.

Der Laserstrahl des Lasers 15 ist auf die Seitenwand der Randschulter 1 gerichtet. Aus den eingangs angegebenen Abmessungen geht schon hervor, daß der Laserstrahl nur eine ganz genau bestimmte Leistung haben darf, um das Material durch Erzeugung eines Sackloches in der 0,1 mm dicken Randschulter 1 zu entfernen. Es hat sich gezeigt, daß das Material mit einem Laserstrahl von 2 Kw aus einem gepulsten YAG-Laser mit einem Durchmesser von 0,1 mm direkt verdampft und ein Sackloch von etwa 0,2 mm erzeugt. Mit einer solchen Anordnung wird pro Laserschuß Material in der Größenordnung von 1 µg abgetragen. The laser beam from the laser 15 is directed onto the side wall of the edge shoulder 1 . From the dimensions given at the outset, it can be seen that the laser beam may only have a very precisely defined power in order to remove the material by creating a blind hole in the 0.1 mm thick shoulder 1 . It has been shown that the material evaporates directly with a laser beam of 2 Kw from a pulsed YAG laser with a diameter of 0.1 mm and produces a blind hole of approximately 0.2 mm. With such an arrangement, material in the order of 1 µg is removed per laser shot.

Es hat sich gezeigt, daß die Auflösung pro Laserschuß in der Größenordnung von 1 µg liegt, wenn der Bewegungssensor 12 elektrisch auf der Basis von kapazitiver oder induktiver Messung Meßwerte abgibt. Weil der Laserstrahl auf den unteren oder den oberen Kulminationspunkt eingestellt ist, entfällt die Winkelberechnung und Speicherung von Meßwerten. Dadurch wird die Eirichtung sehr kostengünstig und die Bearbeitung von Unruhen geschieht in kürzest möglicher Zeit, denn es werden nur Laserschüsse ausgelöst, solange der Bewegungssensor 12 eine Unwucht-Information abgibt. Entfällt diese, so ist der Proband ohne Unwucht bzw. innerhalb der zugelassenen Toleranzwerte.It has been shown that the resolution per laser shot is of the order of 1 µg when the motion sensor 12 emits measured values electrically on the basis of capacitive or inductive measurement. Because the laser beam is set to the lower or the upper culmination point, there is no need to calculate the angle or save measured values. This makes the setup very cost-effective and the unrest is processed in the shortest possible time, because only laser shots are triggered as long as the motion sensor 12 emits unbalance information. If this is omitted, the test subject is unbalanced or within the permitted tolerance values.

Bei Unruhen für sogenannte Skelett-Uhren, bei denen auch die Unruh sichtbar ist, wären bearbeitete Stellen in den Seitenwänden leicht einzusehen und würden störend wirken. Es ist demgemäß auch vorgesehen, die Laser-Kanone unterhalb des Probanden anzuordnen, um die Ausnehmungen peripher anzubringen. Ebenso gibt es noch Uhren in dieser Art, bei denen die Unruh mit peripheren Schrauben versehen ist. Die Beseitigung von Unwuchten wird hierbei vorteilhafterweise in die Schraubenköpfe verlegt, wobei noch ein Sensor vorzusehen ist, mit dem der Durchgang einer solchen peripheren Schraube vor der Laser-Kanone festgestellt werden kann. Dazu kann der Laserstrahl mittels Spiegel um einige wenige Bogengrad der Peripherie ausgelenkt werden.In the case of riots for so-called skeleton watches, in which the balance is also visible edited places in the side walls would be easy to see and would be disruptive. Accordingly, the laser cannon is also provided to be arranged below the subject in order to make the recesses peripherally. There are also watches of this type, in which the balance is included peripheral screws is provided. The removal of unbalance will advantageously placed in the screw heads, with another sensor is to be provided with which the passage of such a peripheral Screw in front of the laser cannon can be found. In addition, the Laser beam deflected by a few degrees of arc on the periphery using a mirror become.

Claims

1. A method of dynamically balancing a balance by means of a pulsed laser beam which is triggered on the basis of measured unbalance values and the drive is of the test subject by means of an air jet, characterized in that the achsrichtigen on two bearing points (11 a, 11 b) lying Family (1, 2 ) is rotated in an air jet in such a way that the test person's deflections are detected in a preferred direction and the jet directed in this preferred direction within the periphery ( 2 ) is triggered.

2. The method according to claim 1, characterized in that the preferred Direction is vertical.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Laser beam aimed at the lower culmination point of the unbalance is.

4. The method according to any one of the preceding claims 1 to 3, characterized characterized that before the initiation of balancing due to the determined amplitude of the unbalance a first decision about the usability of the test person.

5. The method according to claim 4, characterized in that the material the subject is vaporized by the laser at the target point.

6. The method according to claim 5, characterized in that the evaporated Amount per laser shot in the order of 1 µg lies.

7. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that axially correct supports ( 11 a, 11 b) are constructed on a motion sensor ( 12 ), on the axis ( 3 ) of a subject can be placed that the motion sensor ( 12 ) to detect the movement of the supports ( 11 a, 11 b) in a preferred deflection direction, that a laser ( 15 ) is aligned with a location of the subject in the preferred deflection direction, and that a circuit arrangement ( 13 ) is present to the To convert signals of the motion sensor ( 12 ) into signals for triggering the laser ( 15 ).

8. Device according to claim 7, characterized in that the motion sensor ( 12 ) is set up to emit electrical signals based on inductive or capacitive measurement of the unbalance movement of the subject.

9. Device according to claim 8, characterized in that the motion sensor ( 12 ) detects the unbalance movements in the vertical direction and that the laser ( 15 ) is directed to a location below the center of rotation.

10. Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that the laser beam can be deflected by means of mirrors to it align certain locations on the periphery.