SU1259121A1 - Устройство дл коррекции дисбаланса - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к баланси- ровочной технике и может быть использовано в балансировочных станках, ав томатах и автоматических лини х. Целью изобретени   вл етс  повышение точности коррекции дисбаланса, достигаемое при учете нелинейности зависимости устраненного дисбаланса от рабочего перемещени  инструмента при коррекции. С выхода датчика перемещени  инструмента, кинематически св занного с исполнительным механизмом, на входы регистра сдвига, формировател  и преобразовател  длительность - число импульсов поступают импульсы, длительность которых пропорциональна перемещению инструмента. С помощью сумматора и системы аналоговых ключей , управл емых регистром сдвига, формируетс  кусочно-аппроксимированный сигнал коррекции, поступающий че- Ш рез фильтр нижних частот на первый вход схемы сравнени , на второй вход которой подаетс  сигнал с блока измерени . 3 ил. с

Description

Изобретение относитс  к балансировочной технике и может быть использовано в балансировочных станках, автоматах и автоматических лини х.

Цель изобретени  - повышение точности коррекции дисбаланса за счет компенсации нелинейной зависимости устраненного дисбаланса от рабочего перемещени  инструмента при коррекции ,

На фиг. Ьизображена структурна  схема предлагаемого устройства дл  коррекции дисбаланса, на фиг. 2 - совмещенные графики зависимости D f(S) устраненного дисбаланса от рабочего перемещени  инструмента при коррекции и зависимости V f(S)V f(t) величины сигнала коррекции от рабочего перемещени  инструмента (длительности выходных импульсов фа- зоимпульсного детектора).

Обозначени  S, и S указьшают величины рабочего перемещени  инструмента при коррекции дисбаланса, соответствующие переходу с первого участка аппроксимации на второй и со второго на третий.

Обозначение также указывает величину перемещени  инструмента при коррек1щи, соответствующую пределу измерени  датчика перемещени  инструмента ,

Обозначени  t, , t., t указьшают длительности импульсов на выходе фазоимпульсного детектора, соответствующие перемещени м инструмента S,., $2 И .

Обозначени  S указьшают длину первого и второго участков кусочно- линейной аппроксимации зависимости D f(S), а tg - соответствующий S интервал времени между импульсами на выходе преобразовател  длительность - число импульсов.

На фиг, 3 представлены временные диаграммы с указанием формы сигналов на вькодах некоторых элементов устройства при значени х рабочего перемещени  инструмента, соответствующих первому (фиг. За), второму (фиг.ЗБ ) и третьему (фиг. 36) участкам аппроксимации . Цифры слева от оси ординат соответствуют номерам элементов на фиг. 1. Уровню логической 1 соответствует высокий уровень, уровню логического О - низкий.

Обозначени  V,, V, V, указывают величины напр жений н  выходах соответственно первого, второго и третьего аттенюаторов. Обозначение Т указывает период сигналов на выходе трехфазного генератора.

Устройство цп  коррекции дисбаланса содержит привод 1 исполнительного механизма, исполнительный механизм 2, схему 3 сравнени , блок 4 измерени , выход которого св зан с первым

входом схемы 3 сравнени , RS-триггер 5, R-вход которого св зан с выходом схемы 3 сравнени , а выход - с входом привода 1 исполнительного механизма , блок 6 управлени , выход KOTOрого соединен с S-входом RS-триггера 5, преобразователь 7 длительность - число импульсов, формирователь 8, регистр 9 сдвига, D и Е-входы которого св заны с его третьим выходом,

С-вход соединен с выходом преобразовател  7 длительность - число импульсов , 5„-вход - с выходом формировател  8, три одинаковые цепи, состо - дае кажда  из последовательно включенных аттенюатора 10(11, 12) и аналогового ключа 13(14, 15), управл ющие входы аналоговых ключей 13 - 15 св заны с соответствующими выходами регистра 9 сдвига, источник 16 опор-ного напр жени , выход которого св зан с входами аттенюаторов 10 - 12, последовательно соединенные трехвхо- довый сумматор 17, входы которого подключены к вьасодам аналоговых ключей 13 - 15, и фильтр 18 нижних частот , св занный с вторым входом схемы 3 сравнени , и кинематически св занный с исполнительным механизмом 2 датчик 19 перемещени  инструмента,

выполненный в виде трехфазного генератора 20 и последовательно соединенных измерител  21 фазы, три входа которого соединены с соответствующими входами трехфазного генератора

20, второго фильтра 22 нижних частот, нулй-1{Ъмпаратора 23 и фазоимпульсного детектора 24, второй вход которого соединен с третьим выходом трехфазного генератора 20, а выход - с

соединенными между собой входами

преобразовател  7 длительность - число импульсов, формировател  8 и R-входом регистра 9 Сдвига.

. Устройство работает следующим образом.

Параметры дисбапанса (угол и значение ) балансируемого ротора измер ютс  и запоминаютс  блоком 4 измерени , причем информаци  об угле используетс  дл  отыскани  места коррекции на роторе. Сигнал с выхода блока 4 измерени  в виде посто нного напр жени , пропорционального знача- нию измеренного дисбаланса, подаетс  на первый вход схемы 3 сравнени . После подвода балансируемого ротора местом коррекции под инструмент, например сверло, начинаетс  коррекци  дисбаланса.

Привод 1 исполнительного механизма представл ет собой, например,гидроцилиндр с распределителем типа Р102-574-ЕЛ-524, который при подклю- чении посто нного напр жени  (логическа  1) к его входу обеспечивает движение вниз, а при отключении (логический О) - движение вверх исполнительного механизма 2. По внешней команде, например, от кнопки, блок 6 управлени  фор№1рует на выходе импульс , по которому на выходе КЗ-триг гера 5 устанавливаетс  логическа  1, обеспечива  перемещение вниз исполнительного механизма 2. Начинаетс  подвод исполнительного механизма 2, а соответственно, и сверла к поверхности балансируемого ротора. Исполнительный механизм 2 выполнен так, что вращение ротора измерител  21 фазы начинаетс  в момент касани  сверло поверхности балансируемого ротора, т.е. с началом рабочего перемещени . Угловое положение стато- ра измерител  21 фазы при наладке устанавливаетс  так, чтобы в исходном положении исполнительного механизма 2 длительность импульсов на вькоде фазоимпульсного детектора 24 была равной нулю. Рабочее перемеще- ние инструмента преобразуетс  в пропорциональный ему угол поворота ротора измерител  21 фазы. Последний представл ет собой, например, сель- сии, работающий в режиме фазовращател  при питании обмоток синхронизации сельсина напр жени ми, вырабатываемыми трехфазным генератором 20 с часто той Ы . Таким образом, фаза вьпсодно- го сигнала измерител  21 фазы пропорциональна рабочему перемещению инструмента . Сигнал с выхода измерител

21фазы поступает на выход фильтра

22нижних частот, который подавл ет содержащиес  в нем высокочастотные составл ющие. Синусоидальный сигнал

с выхода фильтра 22 нижних частот

преобразуетс  нуль-компаратором 23 в пр моугольные импульсы типа меандр , которые подаютс  на первый вход фазоимпульсного детектора 24. На другой вход фазоимпульсного детектора 24 поступает опорный сигнал с одного из выходов трехфазного генератора 20. На выходе фазоимпульсного детектора 24 вырабатываютс  пр моугольные импульсы с частотой со трехфазного генератора 20, длительность которых определ етс  разностью фаз между сигналами опорным и с выхода нуль-компаратора 23. Начина  с момента касани  сверлом балансируемого ротора , фаза сигнала на первом входе фазоимпульсного детектора 24 начинает измен тьс , обеспечива  формирование на его выходе импульсов, длительность которых пропорциональна рабочему перемещению инструмента. Однако , вследствие того, что зависимость устраненного дисбаланса от рабочего перемещени  инструмента имеет нелинейный характер . (Фиг. 2), то и сигнал коррекции, поступающий на второй вход схемы 3 сравнени , должен иметь такую же зависимость от рабочего перемещени  инструмента, а следовательно , и от длительности импульсов на выходе фазоимпульсного детектора 24. Эта зависимость реализуетс  методом кусочно-линейной аппроксимации, например, трем  участками этой зависимости . Причём дл  простоты реализации устройства, величины первого и второго участков аппроксимации выбираютс  одинаковыми. С этой целью импульсы с выхода детектора 24 подаютс  на R-вход регистра 9 сдвига и на входы преобразовател  7 длительность - число импульсов и формировател  8, Преобразователь 7 длительность - число импульсов вырабатывает короткие импульсы нулевого уровн , интервал между которыми определ ет длину участка аппроксимации (кроме последнего ) . Количество этих импульсов определ етс  числом интервалов, укладьшающихс  в длительности входных импульсов. Импульсы с выхода преобразовател  7 подаютс  на С-вход регистра 9 сдвига. Исходное состо ние регистра 000. Формирователь 8 по переднему фронту выходных импульсов фазоимпульсного детектора 24 вырабатывает короткий импульс нулевого уровн , который по S -входу устанавливает

регистр 9 сдвига в состо ние 100. Логическа  1 с первого выхода регистра 9 сдвига замыкает первьй ана- поговьй ключ 13, подключающий посто н ное напр жение с выхода первого аттенюатора 10 к первому входу сумматора 17.

При коррекции на первом участке, (0... Sf), когда текущее значение перемещейи  инструмента (фиг. 2) меньше дгганы одного участка аппроксимации , преобразователь 7 длительность - число импульсов не вырабатывает импульса. Регистр 9 сдвига после окончани  единичного импульса на выходе фазоимпульсного детектора 24 возвращаетс  по R-входу в исходное состо ние. Длительность единичных импульсов нэ первом выходе регистра 9 сдвига равна длительности импульсов сигнала фазоимпульсного детектора 24. При этом на выходе сумматора 17 вырабатываетс  периодический сигнал в виде импульсов пр моугольной формы частоты 0) , амплитуда которых определ етс  выходным напр жением первого аттенюатора 10 (фиг.,За).

Посто нна  составл юща  этого сиг- нала, выдел ема  фильтром 18 нижних частот, определ етс  вьфажением:

Kl,

к„ -S,

40

де Kl , К - коэффициенты преобра- . зова ки  длительности и перемещени  в нап-.; р жение на первом участке аппроксимации .

При коррекции на втором участке (Sp. .Sg) преобразователь 7 длительность - число импульсов через интервал времени t, соответствующий длине одного участка аппроксимации, пос- ле прихода каждого импульса с фазоимпульсного детектора 24 вырабатьшает импульс, который, поступа  на С-вход регистра 9 сдвига, устанавливает последний в состо ние 010. При этом 50 размыкаетс  первый аналоговый ключ 13, отключа  первьй вход сумматора 17 от выхода первого аттенюатора 10, и включаетс  второй аналоговый ключ

По второму импульсу с выхода преобразовател  7 регистр 9 сдвига устанавливаетс  в состо ние 001. При этом второй аналоговый ключ Т4 размыкаетс , и вкл1очаетс  аналоговьй ключ 15, который подключает к третьему входу сумматора 17 посто нное напр жение с выхода третьего аттенюатора 12. Кроме того, логическа  1 с третьего выхода регистра 9 сдвига подаетс  на его Е-вход и блокирует сдвиг регистра 9 по тактовому входу (С-вход). В этом случае длительность единичных импульсов на первом и втором регистра 9 сдвига посто н- Hai и равна tg , а на третьем выходе зависит от длительности импульсов на выходе фазоимпульсного детектора 24 и равна tiy - 2tj . На выходе сумматора 17 вьфабатываетс  трёхступен- ча:тый периодический .сигнал (фиг. 3&), у которого уровни первой, второй и третьей ступенек определ ютс  выходными напр жени ми первого, вто14 , который подключает к второму вы- 55 рого и третьего аттенюаторов 10 - 12,

ходу сумматора 17 посто нное напр жение с выхода второго аттенюатора 11. Длительность единичных импульсов на

а их длительности - длительност ми импульсов на соответствующих выходах регистра 9 сдвига.

первом выходе регистра этом посто нна и равна

ром выходе - зависит от длительности импульсов на выходе фазоимпульсного

детектора 24 и равна t - t. На выходе сумматора 17 при этом вьфабаты- ваетс  периодический сигнал в виде двух ступенек (фиг. З), амплитуды которых определ ютс  выходными напр жени ми первого и второго аттенюаторов . 10 и 11.

Посто нна  составл юща  этого сигнала определ етс  выражением

и, Kt,

чV ,

т

H-b(t X и

Ч

t, t Kti(t« - to)

K,,(S So ),

где K , Kg - коэффициенты преобразовани  длительности и перемещени  в напр жение на втором участке аппроксимации.

При коррекции на третьем участке (Sj....A,o,iJc ) преобразователь 7 длительность - число импульсов вырабатывает два импульса, соответственно, через промежутки времени t и 2t(., после прихода единичного импульса с выхода фазоимпульсного детектора 24.

По второму импульсу с выхода преобразовател  7 регистр 9 сдвига устанавливаетс  в состо ние 001. При этом второй аналоговый ключ Т4 размыкаетс , и вкл1очаетс  аналоговьй ключ 15, который подключает к третьему входу сумматора 17 посто нное напр жение с выхода третьего аттенюатора 12. Кроме того, логическа  1 с третьего выхода регистра 9 сдвига подаетс  на его Е-вход и блокирует сдвиг регистра 9 по тактовому входу (С-вход). В этом случае длительность единичных импульсов на первом и втором регистра 9 сдвига посто н- Hai и равна tg , а на третьем выходе зависит от длительности импульсов на выходе фазоимпульсного детектора 24 и равна tiy - 2tj . На выходе сумматора 17 вьфабатываетс  трёхступен- ча:тый периодический .сигнал (фиг. 3&), у которого уровни первой, второй и третьей ступенек определ ютс  выходными напр жени ми первого, второго и третьего аттенюаторов 10 - 12,

а их длительности - длительност ми импульсов на соответствующих выходах регистра 9 сдвига.

Ч, -о .К„ S,

t- Kt,. t,

Посто нна  составл юща  этого нала определ етс  выражением:

и. -t„ +|.t +b(t, - 2t,)

+ Kt, (tn - 2to) 5 ;,. S + Kg, (S - 2S,),

K , KCJ - коэффициенты преобразовани  длительности и перемещени  в напр -jQ женив на третьем участке аппроксимации. Длина третьего участка ограничеразностью величины предела измерени  датчика перемещени  и суммар

ной длины первых двух участков. Это обеспечиваетс  блокировкой регистра 9 сдвига по Е-входу при переходе на третий (последний) участок, когда на третьем выходе регистра 9 сдвига устанавливаетс  логическа  1. Таким образом, на выходе фильтра 18 нижних частот выраба тываетс  сигнал коррекгщи в виде положительного напр жени , пропорционального устранен- ному дисбалансу при кусочно-линейной аппроксимации, зависимости D (S) трем  участками. Сигнал коррекции подаетс  на второй вход схемы 3 сравнени  и при достижении им величины, равной значению измеренного дисбаланса , на выходе схемы 3 сравнени  формируетс  логическа  1, котора  возвращает RS-триггер 5 в исходное состо ние. На выходе RS-триггера 5 устанавливаетс  логический О, по которому привод 1 исполнительного механизма возвращает исполнительный механизм 2 в исходное положение. На этом процесс коррекции дисбаланса заканчиваетс .

Учет нелинейной зависимости устраненного дисбаланса от рабочего перемещени  инструмента при коррекции дисбаланса повышает точность коррекции и производительность при задан- ном остаточном значении дисбаланса.

Ф ор мул а из о б рет е ни  

Устройство дл  коррекции .дисбаланса , содержащее привод исполнитель

5

jQ

15

20

30

, 5 0

0

него механизма, исполнительный механизм , св занный с ним датчик перемещени  инструмента, схему сравнени , блок измерени , выход которого св зан с первым входом схемы сравнени , КЗ-триггер, R-вход которого соединен с выходом схемы сравнени , а выход - с входом привода исполнительного механизма, соединенные последовательно первые аттенюатор и аналоговый ключ и блок управлени , отличающеес  тем, что, с целью повьш ени  точности, оно снабжено преобразователем длительность - число импульсов, фор шрователем, регистром сдвига, D- и Е-входы которого соединены с его третьим выходом, С-вход - с выходом преобразовател  длительность - число импульсов, вход-с выходом формировател , а R- вход - с соединенными между собой входами формировател  и преобразовател  длительность - число импульсов и выходом датчика перемещени  инстру-, мента, последовательно соединенными вторыми аттенюатором и аналоговым ключом и третьими аттенюатором и аналоговым ключом, соединенным с входами аттенюаторов источником опорного сигнала, соединенным с выходами аналоговьсс ключей трехвходовым сумматором и св занным с его выходом первым фильтром нижних частот, выход которого соединен с вторым входом схемы сравнени , управл ющие входы аналоговых ключей соединены с соответствующими первым и вторым выходами регистра сдвига, S-вход RS-триггера соединен с выходом блока управлени , а датчик перемещени  инструмента выполнен в виде трехфазного генератора и последовательно соединенных измерител  фазы, входы которого св заны с трем  вькодами трехфазного генератора , второго фильтра нижних частот, нуль-компаратора и фазоимпульсного детектора, второй вход которого соединен с трет;ьим , вькодом трехфазного генератора, а выход представл ет собой выход датчика перемещени  инструмента .

Q S; S ui) daz)

накс St (fuHOKcJ (tu)

t

Редактор Н.Марголина

Составитель Ю.Круглое

Техред Я.Попович Корректор Т.Колб

5112/39

Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий И3035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

Фиг.З

Claims (1)

1. Ф ор мул а и з о б р ет е ни я

   Устройство для коррекции .дисбаланса, содержащее привод исполнитель-' ⁵⁰ ного механизма, исполнительный механизм, связанный с ним датчик перемещения инструмента, схему сравнения, блок измерения, выход которого связан с первым входом схемы сравнения, RS-триггер, R-вход которого соединен с выходом схемы сравнения, а выход - с входом привода исполнительного механизма, соединенные последовательно первые аттенюатор и аналоговый ключ и блок управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено преобразователем длительность число импульсов, формирователем, регистром сдвига, D- и Е-входы которого соединены с его третьим выходом·, С-вход - с выходом преобразователя длительность - число импульсов, S_ttвход-с выходом формирователя, a Rвход - с соединенными между собой входами формирователя и преобразователя длительность - число импульсов и выходом датчика перемещения инстру-. мента, последовательно соединенными вторыми аттенюатором и аналоговым ключом и третьими аттенюатором и аналоговым ключом, соединенным с входами аттенюаторов источником опорного сигнала, соединенным с выходами аналоговых ключей трехвходовым сумматором и связанным с его выходом первым фильтром нижних частот, выход которого Соединен с вторым входом схемы сравнения, управляющие входы аналоговых ключей соединены с соответствующими первым и вторым выходами ⁰ регистра сдвига, S-вход RS-триггера соединен с выходом блока управления, а датчик перемещения инструмента выполнен в виде трехфазного генератора

   I и последовательно соединенных измерителя фазы, входы которого связаны с тремя выходами трехфазного генератора, второго фильтра нижних частот, нуль-компаратора и фазоимпульсного детектора, второй вход которого соединен с третьим.выходом трехфазного генератора, а выход представляет собой выход датчика перемещения инструмента.

   Фиг. 2

   Фиг.З