(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВРАЩЕНИЕМ ШПИНДЕЛЯ БАЛАНСИРОВОЧНСГО СТАНКА(54) DEVICE FOR CONTROLLING THE ROTATION OF A BALANCING MACHINE SPINDLE
Изобретение относитс к измеритель- ной технике и может быть использовано в балансировочных станкак дл управлени частотой брашени гибки роторов. Известно устройство дл управленийвращением шпиндел балансировочного станка, содержащее канал выделени сиг нала дисбаланса, задающий генератор час тоты вращени , схему сравнени зацанно и фактической частоты вращени , один из входов которой соединен с задающим генератором, а второй - с каналом выде лени сигнала - дисбалансаи привод, соед ненный с выходом схемы сравнени 1,1 J. Недостатком этого устройства вл етс низка точность поддержани частоты вращени ротора и, как следствие, фазо- частотные погрещности при измерении дисбалансов. Наиболее близким к предлагаемому вл етс устройство дл управлени вращением щпиндел балансировочного станка , содержащее цепь фазовой автопод- стройки частоты, выполненную в вице датчика дисбаланса, св занного с ним резонансного фильтра, усилител и фазометра , входы которого соединены со входом и выходом резонансного фильтра, а выход - с входом усилител , силовой преобразователь, св занный с ним привод, блок частотной автоподстройки частоты, соединенный с приводом, пограммный блок и схему сравнени , входы которой соединены соответственно с выходами программного блока, усилител и блока частотной автоподстройки частоты, а выходы со входами программного блока и силового преобразовател L JНедостатком данного устройства вл етс низка точность регулировани частоты вращени при разгоне ротора, что затрудн ет проведение вибрационных испытаний роторной системы (роторопоры ) . Это объ сн етс тем, что аналогова цепь частотной автоподстройки не в состо нии обеспечить нестабильность частоты вращени ротора менее О,4- 0,5%, что недостаточно дл спектрального 393 анализа блиаколежащих компонентов вибр харакгерисгики ротора. Кроме того, отсутствие цифрового ввоаа задани скорос ти делает невозможным пр мое управление процессом балансировки с помощью электронной вбтислительной машины {ЭВМ), что существенно сужает текнические возможности балансировочного станка, в части повышени точности балансировки н возможности ее автомативации . Пель изобретени - повышение точности балансировки и обеспечение Возможности управлени ее процессом с помощью ЭВМ. Указанна цель достигаетс тем, что ус- ройство снабжено блоком цифровой кор рекции, вьтолне-нным в виде последовательно соединенных частотного тахогенератора , формировател импульсов, цифрового корректора и преобразовател коднапр жение , выход которого св зан с третьим входом схемы сравнени , и измерител частоты вращени , вход которого , соединен с входом цифрового коррек тора, программный блок выполнен в виде после оватольно соединенных генератора тактовой частоты, синтезатора частоты и преобразовател часгота-напр жение, выход которого св зан с четвертым входом схемы сравнени , и задатчика скорости , подключенного к второму входу синтезатора частоты, выход последнего соединен с вторым входом цифрового кор ректора, выход генератора тактовой частоты - с вторым входом измерител частоты вращени , а частотный тахогенерат механически св зан с приводом. На чертеже приведена блок-схема уст ройства. Устройство содержит цепь 1 фазовой автоподстройки частоты, выполненную в виде датчика 2 дисбаланса, св занного с ним резонансного фильтра 3, усилител 4 и фазометра 5, входы которого сое динены со входом и выходом резонансно1 фильтра 3, а выход - со входом усилите л 4, силовой преобразователь 6, св зан ный с ним привод 7, блок 8 частотной автоподстройки частоты, соединенный с приводом, программный блок 9, выполненный в вице последовательно соединенных генератора 10 тактовой частоты, си тезатора 11 частоты к .преобразовател 12 частота-напр жение, и задатчика 13 скорости, подключе-нного ко второму вхо синтезатора 11 частоты, блок 14 цифро вой коррекции, выполненный в виде послецовательно соединенных частотного тахогенератора 15, формировател 16 импульсов, цифрового корректора 17 и преобразовател 18 код-напр жение, и измерител 19 частоты вращени , вход которого св зан с входом цифрового корректора 17, и схему 20 сравнени , входы которой соответственно подключены к выходам усилител 4, блока 8 частотной автоподстройки частоты, преобразователей 18 и 12 код-напр жение и частотанапр жение , а выходы - ко входу силового преобразовател б, выход синтезатора 11 частоты, соединен со вторым входом цифрового корректора 17, выход генератора 10 тактовой частоты - со вторым входом измерител 19 частоты вращени , а частотный, тахогенератор 15 механически св зан,с приводом 7, прецназначекным дл вращени ротора 21. Устройство работает следующим образом . Синтезатор 11 частоты преобразует установленное на задатчике 13 скорости требуемое дл балансировки число оборотов ротора 21 в частоту следовани импульсов, использу высокостабильный сигнал генератора 10 тактовой частоты. Выходное задающее воздействие программного блока 9 в виде периодической последовательности импульсов преобразуетс преобразователем 12 частота-напр же- ние Bi непрерывный сигнал и, сравниваетс в схеме 20 сравнени с сигналом с выхода блока 8 частотной автопоцстройки частоты, пропорциональным частоте вращени привода 7. Сигнал рассогласовани с выхода схемы 20 сравнени отрабатываетс Силовым преобразователем 6, воздейству на привод 7 и через него на балансируемый ротор 21, осуществл его разгон до заданной части балансировки, на которую предварительно настроен.резонансный фильтр 3 в цепи 1 фазовой автоподстройки частоты. Получение более высокой точности регулировани достигают дополнительным корректирующим сигналом-в виде периодической последовательности импульсов с частотой, пропорциональной угловой скорости привода 7, который получают с помощью частотного тахогенератора. 15, например, генерирующего ЗОО импульсов за 1 оборот ротора, и формировател 16 импульсов. После сравнени в цифровом корректоре 17с высокостабильным сигналом генератора 10 тактовой частотыThe invention relates to a measurement technique and can be used in balancing machines to control the frequency of the brush of flexible rotors. A device for controlling the rotation of the spindle of the balancing machine is known. connected with the output of the comparison circuit 1.1 J. The disadvantage of this device is the low accuracy of maintaining the rotor speed and, as a result, phase-frequency errors in measuring the imbalance ov The closest to the present invention is a device for controlling the rotation of the spinners of the balancing machine, which contains a phase locked loop circuit made in the vice unbalance sensor, a resonant filter, an amplifier and a phase meter, the inputs of which are connected to the input and output of the resonant filter, and output — with an amplifier input, a power converter, a drive connected to it, a frequency-controlled frequency control unit connected to the drive, a program block and a comparison circuit, the inputs of which are connected respectively with the outputs of the program block, amplifier and frequency-controlled frequency block, and the outputs with the inputs of the program block and power converter L J The disadvantage of this device is the low frequency control accuracy during acceleration of the rotor, which makes it difficult to carry out vibration tests of the rotor system (rotor-rotors). This is due to the fact that the analog frequency-controlled circuit is not able to provide instability of the rotor speed less than 0, 4-0.5%, which is not enough for spectral analysis of the close-lying vibration components of the rotor. In addition, the lack of digital input speeds makes it impossible to directly control the balancing process using an electronic computing machine (computer), which significantly reduces the technical capabilities of the balancing machine, in terms of improving the accuracy of balancing and the possibility of automating it. Pel invention - improving the accuracy of balancing and providing opportunities to manage its process with the help of computers. This goal is achieved by the fact that the device is equipped with a digital correction unit, tuned in the form of serially connected frequency tachogenerator, pulse generator, digital equalizer and code converter, the output of which is connected to the third input of the comparison circuit, and the rotation frequency meter the input of which is connected to the input of the digital offset, the program block is designed as a clock frequency generator, frequency synthesizer and frequency converter voltage, output which is connected to the fourth input of the comparison circuit and the speed control unit connected to the second input of the frequency synthesizer, the output of the latter is connected to the second input of the digital corrector, the output of the clock frequency generator is connected to the second input of the rotational speed meter, and the frequency tachogenerator is mechanically connected to the drive . The drawing shows a block diagram of the device. The device contains a phase-locked loop 1, made in the form of an unbalance sensor 2, a resonant filter 3 associated with it, an amplifier 4 and a phase meter 5, whose inputs are connected to the input and output of the resonant filter 3, and the output to the amplifier 4 input, a power converter 6, a drive 7 connected to it, a frequency-locked loop 8, connected to a drive, a software block 9, performed as a vice-connected generator 10 clock frequency, a frequency converter 11 to a frequency-voltage converter 12, andthe speed sensor 13 connected to the second input of the frequency synthesizer 11, the digital correction unit 14, made in the form of the after-circuit connected frequency tacho generator 15, the pulse former 16, the digital equalizer 17 and the code-voltage converter 18, and the rotation frequency meter 19, the input of which is connected with the input of the digital equalizer 17, and the comparison circuit 20, the inputs of which are respectively connected to the outputs of the amplifier 4, frequency frequency control 8, converters 18 and 12, code-voltage and frequency-voltage, and output One is connected to the input of the power converter b, the output of the frequency synthesizer 11 is connected to the second input of the digital equalizer 17, the output of the clock frequency generator 10 is connected to the second input of the rotational frequency meter 19, and the frequency, tacho generator 15 is mechanically connected to the drive 7 rotation of the rotor 21. The device operates as follows. The frequency synthesizer 11 converts the rotor speed 21 required for balancing to the pulse frequency using the highly stable signal of the clock generator 10. The output setting action of program block 9 in the form of a periodic pulse sequence is converted by the converter 12 to a frequency-voltage Bi, a continuous signal and is compared in the comparison circuit 20 with a signal from the output of block 8 of the frequency auto frequency tuning proportional to the frequency of rotation of drive 7. comparison circuits 20 are processed by the Power Converter 6, acting on the actuator 7 and through it on the balanced rotor 21, carried out its acceleration to a given part of the balancing, on which You have previously tuned a resonant filter 3 in circuit 1 of the phase-locked loop. Achieving higher control accuracy is achieved by an additional correction signal — in the form of a periodic sequence of pulses with a frequency proportional to the angular velocity of the drive 7, which is obtained using a frequency tachogenerator. 15, for example, generating ZOO pulses for 1 revolution of the rotor, and a driver 16 pulses. After comparison in a digital corrector 17c with a highly stable 10 clock signal generator
сигнал ошибки преобразуетс в напр жение и поступает на один из входов схемы 2О сравнени , осуществл дополнитель- кую коррекцию частоты вращени ротора 21. Дл измерени и индикации на цифро- $ вом табло частоты вращени ротора 21 примен етс измеритель 19 частоты вращени , на один вход которого поступает сигнал с выхода формировател 16 импульсов, на другой - сигнал с генератора 1О тактовой час- тоты. Врем измерени выбираетс таким образом, .чтобы на цифровом табло индицировалс результат, соответствующий частоте вращени привода 7 в об/мин.the error signal is converted to voltage and fed to one of the inputs of the comparison circuit 2O, performing an additional correction of the rotor 21 rotation frequency. For measuring and indicating the rotor 21 rotation frequency on a digital display board, the rotation frequency meter 19 is used. which receives a signal from the output of the pulse former 16 pulses, on the other - a signal from the 1O clock generator. The measurement time is selected in such a way that the result corresponding to the frequency of rotation of the drive 7 in rpm is displayed on the digital display.
При достижении ротором 21 заданной 5 частоты балансировки на выходе фазометра 5 по вл етс ргапр жение, которое после усилени в усилителе 4 замыкает цепь 1 фазовой автоподстройки частоты.When the rotor 21 reaches the specified balancing frequency 5, an output appears at the output of the phase meter 5, which, after amplification in the amplifier 4, closes the circuit 1 of the phase-locked loop.
В случае изменени по каким-либо 20 причинам резонансной частоты фильтра 3 сигнал на его выходе получает фазовый сдвиг, отражающийс на величине выходного напр жени фазометра 5, которое зависит от сдвига по фазе между сигна- 25 лами, подаваемыми на его входы. Усиленное усилителем 4 выходное напр же. ние поступает на одиниз входов .схемы 20 сравнени и далее отрабатываетс силовым преобразователем 6, корректи- 30 ру частоту вращени ротора 21 таким 1збразом, чтобы она точно соответствовала резонансной частоте фильтра 3.In the case of a change for some 20 reasons of the resonant frequency of the filter 3, the signal at its output receives a phase shift, reflecting the magnitude of the output voltage of the phase meter 5, which depends on the phase shift between the signals supplied to its inputs. Amplified 4 output eg. The feed enters the single inputs of the comparison circuit 20 and is further processed by the power converter 6, correcting the rotation frequency of the rotor 21 so that it exactly matches the resonant frequency of the filter 3.