TWI446985B - 雷射除料之轉子平衡裝置及其方法 - Google Patents

Description

雷射除料之轉子平衡裝置及其方法

本發明係有關於一種轉子平衡裝置及其方法，尤指一種具有較佳平衡度及節省工時之效果，進而更有效提升風扇運轉效能的效果之雷射除料之轉子平衡裝置及其方法。

按，隨著高科技產業蓬勃發展，各種電子產品功能愈趨強大，使得電子產品內所置之電子元件於運作時會產生大量廢熱，而通常需在電子元件上設置散熱器或散熱鰭片以增加散熱面積進而提升散熱效果，但散熱器與散熱鰭片僅藉由輻射方式作散熱，所達到的散熱效果有限，故須額外增設具有提升散熱效能的散熱風扇對散熱器或散熱鰭片進行散熱，藉以提升散熱效能，所以散熱風扇便成為散熱模組中非常重要之元件，但散熱風扇於運轉時，可能因某些外在因素或自身結構設計的影響而產生劇烈噪音或震動，因此可能會影響電子元件(如硬碟等)之工作穩定性，故於生產風扇時須對風扇進行轉子平衡校正，以提升風扇之良率。

然而，習知風扇轉子結構做動態平衡主要方式是對風扇的轉子上或內側發生不平衡時，則對所述轉子上或內側增加或減少平衡土後，便再一次重新對轉子做動態平衡測試，復而再以相同之程序一直重覆進行平衡測試，直到風扇轉子完全達到平衡為止的方法，藉以來校正風扇轉子結構平衡。

雖使用上述方法能夠使風扇轉子達到平衡之功效，但其效果卻明顯不彰，因為若轉子採用上述以增加或減少平衡土進行平衡，容易延伸出下列五點之問題：1.轉子經過長時間的使用後，容易使轉子上或內側所增加的平衡土發生脫落而破壞風扇轉子的平衡度，進而還會導致風扇卡死之問題；2.轉子上或內側的平衡土經時間一久的話，容易使平衡土的水分蒸發掉，以導致轉子的不平衡量增加；3.當轉子的不平衡量過大時，對轉子上或內側施以平衡土會遭遇實施上的困難；4.由於需一直重覆對轉子增加或減少平衡土之步驟的同時，還須不斷進行風扇調整測試，使得造成耗費工時且程序繁複；5.無法解決轉子上或內側的平衡土脫落之疑慮。

是以，要如何解決上述習用之問題與缺失，即為本案之發明人與從事此行業之相關廠商所亟欲研究改善之方向所在者。

爰此，為有效解決上述之問題，本發明之主要目的係提供一種讓轉子具有較佳平衡度效果之雷射除料之轉子平衡裝置。

本發明之次要目的，係在提供一種具有節省工時及提升風扇運轉效率之雷射除料之轉子平衡裝置。

本發明之次要目的，係在提供一種讓轉子具有較佳平 衡度效果之雷射除料之轉子平衡方法。

本發明之次要目的，係在提供一種具有節省工時及提升風扇運轉效率之雷射除料之轉子平衡方法。

為達上述目的，本發明係提供一種雷射除料之轉子平衡裝置，係包括一平衡測量單元及至少一與平衡測量單元相對設置之雷射單元，該平衡測量單元具有一校正平台及至少一感測器，該校正平台係用以承放一轉子，所述感測器係依據感測轉子於轉動時的不平衡量及相位，以產生一感測訊號傳送給雷射單元，而該雷射單元係電性連接該感測器，且其具有一輸出部，該輸出部係用以輸出一雷射光束，並前述雷射單元係根據接收到的感測訊號得知該轉子上的至少一待去除位置，以控制該輸出部輸出雷射光束朝對應的待去除位置照射除料；透過本發明之平衡測量單元與雷射單元的結合一體設計，得有效自動化測量除料之功效，藉以讓轉子達到較佳之平衡度，進而更有效達到節省工時及提升風扇運轉效率的效果者。

本發明另提供一種雷射除料之轉子平衡方法，係應用於一轉子平衡裝置上，該轉子平衡裝置包含一平衡測量單元及至少一雷射單元，其中首先將一轉子承放於該平衡測量單元具有的一校正平台上，並啟動該轉子轉動後，再透過該平衡測量單元具有的至少一感測器依據感測該轉子於轉動時的不平衡量及相位，產生一感測訊號，然後令該雷射單元根據接收感測訊號得知該轉子上的至少一待去除位置，並控制輸出的雷射光束朝對應的待去除位置照射，以 完成除料作業；藉由本發明此方法的設計，得有效達到自動化測量除料之功效，藉以讓轉子達到較佳之平衡度，進而更有效達到節省工時及提升風扇運轉效率的效果者。

本發明之上述目的及其結構與功能上的特性，將依據所附圖式之較佳實施例予以說明。

本發明係一種雷射除料之轉子平衡裝置及其方法，請參閱第1A、1B、2圖示，係顯示本發明之第一較佳實施例之立體示意圖；該轉子平衡裝置1係包括一平衡測量單元11、至少一雷射單元13及一噴氣單元15，其中前述平衡測量單元11係與雷射單元13相對設置，且其具有一校正平台111及至少一感測器113，該校正平台111上係用以承放一轉子2，以控制該轉子2轉動或停止。其中該轉子2包含一輪轂21及及環設於該輪轂21周側上之複數葉片23，該輪轂21具有一頂部211及一從該頂部211軸向延伸之側部212。

另者前述感測器113係為一加速規，其係設置在該校正平台111的一側上，且電性連接該雷射單元13；並於該較佳實施之感測器113係以徑向加速規貼設在該校正平台111的一側上做說明，但並不侷限於此，於具體實施時，使用者可以根據量測轉子2之不平衡量、相位及振動的需求，設計決定該校正平台111上的感測器113之數量多寡，如所述校正平台111相反該轉子2的一側可增設一軸向加速規。

再者所述感測器113係依據感測該轉子2轉動時的不平衡量及相位，以產生一感測訊號傳送給雷射單元13；並前述雷射單元13係為一固態雷射單元、一液態雷射單元及一氣態雷射單元其中任一，其具有一輸出部131，該輸出部131係用以輸出一雷射光束。

所以該雷射單元13根據接收感測訊號得知該轉子2上的至少一待去除位置31，其中前述待去除位置31係為轉子2上某一處不平衡待去除質量之位置；於本較佳實施之雷射單元13對轉子2除料以下列三種方式未貫穿轉子2做說明：其中第一種方式是前述雷射單元13係根據接收的感測訊號得知該輪轂21之頂部211周緣的待去除位置31，以自動控制該輸出部131移動並輸出雷射光束，朝對應該輪轂21之頂部211周緣上的待去除位置31照射除料(如參閱第1B至3圖示)。

第二種方式是前述雷射單元13係根據接收的感測訊號得知該輪轂21之側部212遠離該頂部211之一端(即側部212之自由端)的待去除位置31，以自動控制該輸出部131移動並輸出雷射光束，朝對應該輪轂21之側部212遠離該頂部211之一端上的待去除位置31照射除料(如參閱第4至6圖示)。

第三種方式是前述雷射單元13係根據接收的感測訊號得知該輪轂21之頂部211周緣及側部212遠離該頂部211之一端(即側部212之自由端)的待去除位置31，以自動控制該輸出部131移動並輸出雷射光束，朝對應該輪轂 21之頂部211周緣及側部212遠離該頂部211之一端上的待去除位置31照射除料(如參閱第7C圖示)；所以藉由前述雷射單元13對轉子2上不平衡處自動除料的方式，得有效達到自動化測量除料之效果，進而更可以達到節省平衡之工時及提昇轉子2平衡的品質的效果。

此外，於具體實施時，所述雷射單元13對轉子2除料並不局限於上述三種方式，亦可雷射單元13對轉子2上的頂部211端面(如參閱第7B圖示)或側部212外側(如參閱第7A圖示)輸出雷射光束除料，合先敘明。

續參閱第3、6圖示，前述噴氣單元15係為一空氣槍，該空氣槍係與該平衡測量單元11相對設置，且相鄰該雷射單元13，並該噴氣單元15具有一噴口151，該噴口151係用以噴射該轉子2上已去除位置32的附著物(如粉末)，所以待該雷射單元13除料作業完後，該轉子平衡裝置1便自動控制空氣槍之噴口151朝對應的轉子2上已去除位置32方向噴射去除粉末。

此外，請參閱第1B圖示，該本較佳實施之空氣槍、平衡測量單元11及雷射單元13係設置在該轉子平衡裝置1的一平台上操作做說明，但並不局限於此，於本發明實際實施時，前述空氣槍及雷射單元13亦可分開設在轉子平衡裝置1的平台之側邊，以對應所述平衡測量單元11，合先陳明。

因此，透過本發明此裝置的設計，使得有效達到自動化測量除料，藉以使轉子2可有效達到較佳之平衡度，進 而更有效達到節省工時及提升風扇運轉效率的效果者。

請參閱第8圖示，係顯示本發明之第二較佳實施例之流程示意圖，並輔以參閱第1A至6圖示；該本較佳實施係前述第一較佳實施之轉子平衡裝置1之方法，亦即該轉子平衡方法係應用在該轉子平衡裝置1上，所述轉子平衡方法係包括下列步驟：

(S1)將一轉子承放於該平衡測量單元具有的一校正平台上，並啟動該轉子轉動；將該轉子2承放於該平衡測量單元11的校正平台111上，並透過該校正平台111控制啟動所述轉子2轉動(如參閱第1A、1B圖示)。

(S2)透過該平衡測量單元具有的至少一感測器依據感測該轉子於轉動時的不平衡量及相位，產生一感測訊號；透過前述平衡測量單元11上的感測器113依據感測該轉子2於轉動時的不平衡量及相位，以產生感測訊號傳送給該雷射單元13。其中所述感測器113係為一加速規。

(S3)令該雷射單元根據接收感測訊號得知該轉子上的至少一待去除位置，並控制輸出的雷射光束朝對應的待去除位置照射，以完成除料作業；使所述雷射單元13便根據接收到的感測訊號來得知目前轉子2其上輪轂21之頂部211周緣或側部212遠離該頂部211之一端(即側部212之自由端) 的待去除位置31後，便自動控制輸出部131輸出雷射光束，朝對應該輪轂21之頂部211周緣(如參閱第2圖示)或側部212遠離該頂部211之一端(即側部212之自由端；如參閱第5圖示)的待去除位置31照射而脫落，以完成除料作業程序。

(S4)提供一空氣槍朝相對該轉子上的已去除位置噴射，以去除該轉子之已去除位置上的附著物；提供一設置於該轉子平衡裝置1上之空氣槍(即上述噴氣單元15)，使該轉子平衡裝置1待雷射單元13除料完成後，便自動控制所述空氣槍之噴口151朝對應該輪轂21之頂部211周緣(如參閱第3圖示)或側部212遠離該頂部211之一端(如參閱第6圖示)的已去除位置32方向噴射，以去除該轉子2其上輪轂21之頂部211周緣或側部212遠離該頂部211之一端的已去除位置32上附著物(如粉末)。

(S5)啟動前述已去除位置之轉子，令該感測器感測該已去除位置之轉子於轉動時是否平衡；若是已平衡，則執行步驟S6；若是不平衡，則返回步驟S3；所以該空氣槍完成噴除粉末作業後，該轉子平衡裝置1便自動控制前述平衡測量單元11之校正平台111啟動其上已去除位置32的轉子2(即已除料並經修正之轉子2)後，令所述感測器113便感測該已去除位置32之轉子2於轉動時是否平衡，若是感測已平衡，則執行步驟S6；若是感測不平衡，則返回步 驟S3。

(S6)若是已平衡，則將前述已去除位置之轉子取下作業；若是感測已平衡，則該已去除位置32之轉子2以校正平衡完成，使該平衡測量單元11便自動控制該校正平台111停止該已去除位置32之轉子2轉動後，即可從該校正平台111上取下作業。

因此，透過本發明此方法的設計，使得於製造上可有效達到自動化製程之效果，進而更有效達到節省平衡之工時，以及讓轉子2具有較佳之平衡度，藉以提升風扇運轉效率與降低振動之效果者。

以上所述，本發明相較於習知具有下列優點：1.具有較佳之平衡度；2.於製造上得有效達到自動化製程及節省工時之效果；3.具有提升風扇運轉效率。

按，以上所述，僅為本發明的較佳具體實施例，惟本發明的特徵並不侷限於此，任何熟悉該項技藝者在本發明領域內，可輕易思及的變化或修飾，皆應涵蓋在以下本發明的申請專利範圍中。

1‧‧‧轉子平衡裝置

11‧‧‧平衡測量單元

111‧‧‧校正平台

113‧‧‧感測器

13‧‧‧雷射單元

131‧‧‧輸出部

15‧‧‧噴氣單元

2‧‧‧轉子

21‧‧‧輪轂

211‧‧‧頂部

212‧‧‧側部

23‧‧‧葉片

31‧‧‧待去除位置

32‧‧‧已去除位置

151‧‧‧噴口

第1A圖示係本發明之第一較佳實施例之立體示意圖；第1B圖示係本發明之第一較佳實施例之實施立體示意圖；第2圖示係本發明之第一較佳實施例之另一實施立體示意圖； 第3圖示係本發明之第一較佳實施例之另一實施立體示意圖；第4圖示係本發明之第一較佳實施例之另一實施立體示意圖；第5圖示係本發明之第一較佳實施例之另一實施立體示意圖；第6圖示係本發明之第一較佳實施例之另一實施局部立體示意圖；第7A圖示係本發明之第一較佳實施例之另一實施局部立體示意圖；第7B圖示係本發明之第一較佳實施例之另一實施局部立體示意圖；第7C圖示係本發明之第一較佳實施例之另一實施立體示意圖；第8圖示係本發明之第二較佳實施例之流程示意圖。

1‧‧‧轉子平衡裝置

11‧‧‧平衡測量單元

111‧‧‧校正平台

113‧‧‧感測器

13‧‧‧雷射單元

131‧‧‧輸出部

15‧‧‧噴氣單元

151‧‧‧噴口

2‧‧‧轉子

21‧‧‧輪轂

211‧‧‧頂部

212‧‧‧側部

23‧‧‧葉片

Claims (11)

1. 一種雷射除料之轉子平衡裝置，係包括：一平衡測量單元，係具有一校正平台及至少一感測器，該校正平台上係用以承放一轉子，該感測器係設於該校正平台之一側，其依據感測該轉子於轉動時的不平衡量及相位，產生一感測訊號；及至少一雷射單元，係與該平衡測量單元相對設置，且電性連接該感測器，且其具有一輸出部，並該雷射單元係根據接收感測訊號得知該轉子上的至少一待去除位置，以控制該輸出部輸出雷射光束朝對應的待去除位置照射除料。
2. 如申請專利範圍第1項所述之雷射除料之轉子平衡裝置，其中前述感測器係為一加速規。
3. 如申請專利範圍第1項所述之雷射除料之轉子平衡裝置，其中該轉子包含一輪轂及環設於該輪轂周側上之複數葉片，該輪轂具有一頂部及一從該頂部軸向延伸之側部，並該雷射單元係根據接收的感測訊號得知該輪轂之頂部周緣或側部遠離該頂部之一端的待去除位置，以控制該輸出部輸出雷射光束，朝對應該輪轂之頂部周緣或側部遠離該頂部之一端上的待去除位置照射除料。
4. 如申請專利範圍第1項所述之雷射除料之轉子平衡裝置，其中該轉子包含一輪轂及環設於該輪轂周側上之複數葉片，該輪轂具有一頂部及一從該頂部軸向延伸之側部，並該雷射單元係根據接收的感測訊號得知該輪轂之 頂部周緣及側部遠離該頂部之一端的待去除位置，以控制該輸出部輸出雷射光束，朝對應該輪轂之頂部周緣及側部遠離該頂部之一端上的待去除位置照射除料。
5. 如申請專利範圍第1項所述之雷射除料之轉子平衡裝置，其中該雷射單元係為一固態雷射單元、一氣態雷射單元及一液態雷射單元其中任一。
6. 如申請專利範圍第1項所述之雷射除料之轉子平衡裝置，更包含一噴氣單元，該噴氣單元係為一空氣槍，其與該平衡測量單元相對設置，且相鄰該雷射單元，並該噴氣單元具有一噴口，該噴口係用以噴射該轉子上已去除位置的附著物。
7. 一種雷射除料之轉子平衡方法，係應用於一轉子平衡裝置上，該轉子平衡裝置包含一平衡測量單元及至少一雷射單元，該轉子平衡方法包括：將一轉子承放於該平衡測量單元具有的一校正平台上，並啟動該轉子轉動；透過該平衡測量單元具有的至少一感測器依據感測該轉子於轉動時的不平衡量及相位，產生一感測訊號；及令該雷射單元根據接收感測訊號得知該轉子上的至少一待去除位置，並控制輸出的雷射光束朝對應的待去除位置照射，以完成除料作業。
8. 如申請專利範圍第7項所述之雷射除料之轉子平衡方法，其中令前述雷射單元根據接收感測訊號控制輸出的雷射光束，以朝對應該轉子上的待去除位置照射，以完 成除料作業之步驟後更包括步驟：提供一空氣槍朝相對該轉子上的已去除位置噴射，以去除該轉子之已去除位置上的附著物。
9. 如申請專利範圍第8項所述之雷射除料之轉子平衡方法，其中該提供空氣槍朝相對該轉子上的已去除位置噴射，以去除該已去除位置上附著的粉末之步驟後更包括步驟：啟動前述已去除位置之轉子，令該感測器感測該已去除位置之轉子於轉動時是否平衡；若是已平衡，則將前述已去除位置之轉子取下作業。
10. 如申請專利範圍第9項所述之雷射除料之轉子平衡方法，其中若是不平衡，則繼續執行前述令該雷射單元根據接收感測訊號得知該轉子上的待去除位置，並控制輸出的雷射光束朝對應的待去除位置照射之步驟。
11. 如申請專利範圍第7項所述之雷射除料之轉子平衡方法，其中前述感測器係為一加速規。