Hlavný skúšajúci: Laroche, Eugene R.
Asistent skúšajúci: Lee, Benny
Prokurátor, zástupca alebo firmy: Krass andamp; Mladý
Nároky:
Tvrdíme, že:
1 vyvažovacie zariadenie pre automatické určenie umiestnenia nevyváženosť rotujúce časti a automaticky zastavenie uvedenej časti nevyváženosť polohu vo vopred stanovenej polohy, pozostávajúce zo:
stacionárne rám;
ložisko znamená rotatably podporu rotačnej časti byť zostatok na uvedenej stacionárne rám;
hnací motor znamená pre otáčanie rotujúcej časti;
prevodník znamená likvidovať v povedal, majúc prostriedok na snímanie rotačného nerovnováha rotujúcich častí a na výrobu elektrických Nevyváženosť signál úmerný rotačné nevyváženosti;
rýchlosť kontroly znamená povedal, hnací motor znamená pre ovládanie menovité otáčky rotujúcich častí spojený povedal hnacieho motora;
rýchlosť výpočtu prostriedkov prepojená povedal snímača prostriedky pre výpočet skutočnej rýchlosti otáčania rotačnej časti z povedal elektrické nevyváženosť signálu;
spomalenie času výpočet znamená pripojený k povedal snímača znamená a povedal rýchlosť výpočtu prostriedky pre výpočet čas sa spomalí povedal rotačnú časť na vopred spomalenie zastavenie rotujúcich častí nevyváženosť polohu v pozícii vopred povedal, výpočet času decelerácie znamená spomalenie času od povedal elektrické nevyváženosť signál a povedal vypočítané skutočné otáčky; a spomalenie prostriedky pripojený k uvedenému spomalenie času výpočtom a povedal regulácia otáčok znamená brzdiace povedal drive motor znamená sadzbou povedal vopred spomalenie začína v uvedenom čase vypočítať začať spomaľovať rotujúcich častí.
2 vyvažovacie zariadenie ako tvrdili v tvrdenie 1, wherein povedal snímača prostriedkov zahŕňa piezoelektrických kryštálov likvidovať povedal ložisko prostriedky a reagovať na rotačné nerovnováha rotujúcich častí pre výrobu elektrického signálu, antialiasing filter so vstupné prijímanie povedal elektrického signálu uvedeného piezoelektrických kryštálov a s výstupným a analógovo-digitálny prevodník so analógový vstup pripojený k povedal výstupný filter povedal antialiasing a digitálny výstup pre výrobu povedal elektrické nevyváženosť signálu.
3 vyvažovacie zariadenie ako tvrdil v žiadosti 1 wherein motor znamená jednotku je DC krokový motor.
4 vyvažovacie zariadenie ako tvrdil v tvrdenie 1, ďalej obsahuje:
mikroprocesorové zariadenia vrátane procesor, pamäť len na čítanie, pamäť a hodiny, majú program uložený v uvedenej len na čítanie pamäť na ovládanie zariadenia uvedeného mikroprocesor stelesniť povedal rýchlosť kontrolných prostriedkov, povedal rýchlosť výpočtu prostriedky a povedal výpočet času decelerácie znamená.
5 vyvažovacie zariadenie ako tvrdil v žiadosti 4, wherein povedal spomalenie spočíva funkcia vopred drive pre výrobu lineárne rôzne rýchlosti povedal vopred spomalenie.
6 vyvažovacie zariadenie ako tvrdil v žiadosti 5, wherein funkcia povedal vopred drive pokrýva integrálny počet otáčok rotačnej časti.
7 vyvažovacie zariadenie ako tvrdil nároku 4, ďalej obsahuje:
zobrazovacími prostriedkami pripojený k povedal mikroprocesorové zariadenie pre zobrazenie skutočnej rýchlosti rotácie na strane, množstvo nevyváženosť a umiestnenie nevyváženosti.
8 vyvažovacie zariadenie ako tvrdil v žiadosti 7, wherein povedal vizuálneho zobrazenia prostriedkov zahŕňa video monitor.
9 vyvažovacie zariadenie ako tvrdil v tvrdenie 1, ďalej obsahuje:
odber vzoriek znamená pripojený k povedal prevodník znamená pre vzorkovanie najmenej dve samostatné množiny diskrétne sekvenčné ochutnať prvky uvedené elektrické nevyváženosť signálu sadzbou vopred odberu vzoriek;
pamäte prostriedkov prepojená povedal odber vzoriek znamená pre ukladanie povedal aspoň dve sady prvkov diskrétne sekvenčné vzorky uvedené elektrické nevyváženosť signálu;
demodulované priemerný nevyváženosť súčasť výpočtu prostriedkov prepojená povedal pamäťové prostriedky pre pripomínajúc povedal diskrétne sekvenčné vzorky prvkov a výpočet demodulované priemerných nevyváženosť súčasť každého uložené sada diskrétne sekvenčné ochutnať prvky uvedené elektrické nevyváženosť signálu pre kolmé prvky nezávislého referenčného systému v predpokladanej rýchlosti zodpovedajúcej povedal menovitej rýchlosti uvedené rýchlosti kontrolných prostriedkov;
rozdiel uhol výpočet znamená pripojený k povedal demodulované priemerný nevyváženosť súčasť výpočtu prostriedky na výpočet rozdielu medzi povedal demodulované priemerný nevyváženosť súčasť diskrétne sekvenčné vzorky prvky uvedené elektrické nevyváženosť signálu porovnaní s kolmou prvky nezávislého referenčného systému pre povedal aspoň dve sady diskrétne sekvenčné vzorky prvkov; a wherein povedal rýchlosť výpočtu znamená pripojený povedal rozdiel výpočet uhla znamená a vypočíta povedal skutočnú rýchlosť zamestnáva rozdiel uhol; a čom povedal spomalenie času výpočet prostriedkami je pripojený k povedal demodulované priemerný nevyváženosť súčasť výpočtu znamená a vypočíta povedal čas začať spomaľovať povedal rotujúce časti zamestná povedal, vypočítaná demodulované nevyváženosť signál opravené povedal vypočítaná skutočná rýchlosť.
10 vyvažovacie zariadenie ako tvrdil v žiadosti 9, wherein:
povedal rýchlosť výpočtu znamená vypočíta podľa rovnice ##EQU5## kde R = skutočné otáčky rotujúcich častí, M = predpokladaného počtu otáčok rotačnej časti medzi stredom prvé Ukážkové sady a centrum druhá vzorka nastavená povedal menovitá rýchlosť,
A = nevyváženosť uhol prvej vzorky v radiánoch
B = nevyváženosť uhol druhá vzorka v radiánoch a
T = celková dĺžka času medzi stredom prvé Ukážkové sady a stredom druhá vzorka nastaviť povedal menovitou rýchlosťou.
11 vyvažovacie zariadenie ako tvrdil nároku 9, wherein každej vzorky diskrétne sekvenčné prírastkov vyroben päť sto dvanástich krokoch zahŕňajúce šestnásť otáčok povedal otočený časti.
12 vyvažovacie zariadenie ako tvrdil nároku 9, ďalej obsahuje:
hriadeľ rotácie encoder spolu poháňa rotujúce časti pre generovanie informatívnu elektrického signálu rýchlosti otáčania rotačnej časti; a
uvedených vzoriek znamená napojenie na povedal hriadeľ encoder, pričom povedal, vzorkovacia frekvencia nastavená v synchronizácie s uvedený nález svedčí o rýchlosti otáčania rotačnej časti.
13 vyvažovacie zariadenie ako tvrdil v žiadosti 9, wherein:
povedal demodulované priemerný nevyváženosť súčasť výpočtu znamená vypočíta demodulované priemerný nevyváženosť súčasti každého z uvedených uloženej vzorky súpravy podľa rovnice ##EQU6## kde Axaysú príslušné X a Y demodulované koordinovať komponenty priemeru nevyváženosť signálu, vypočítaný z zodpovedajúci súbor vzoriek,
N = počet samostatných vzoriek na otáčku časti uvedenej menovitou rýchlosťou,
M = počet otáčok tej časti jednu vzorku na uvedenej nominálnej rýchlosti, a
S(im+j) = j-teho nalo vzorky uvedenej vzorke prvky uvedené elektrické nevyváženosť signálu ith revolúcie časti uvedenej zodpovedajúce množina prvkov vzorky.
14. metóda určovania automaticky nevyváženosť umiestnenie v rotujúce časti a umiestnenie povedal časť nevyváženosť polohu v pozícii vopred pozostávajúce z krokov:
rotujúce časti musí nájsť rovnováha medzi dvoma osovo proti ložiská v vopred predpokladá Uhlová rýchlosť;
Snímanie rotačné nerovnováha rotujúcich častí najmenej jednému z uvedených osovo proti ložiská;
generovanie elektrických Nevyváženosť signál úmerná snímaných rotačné nevyváženosti;
Výpočet skutočnej uhlovej rýchlosti rotačnej časti z povedal nevyváženosť signál a povedal vopred predpokladá Uhlová rýchlosť;
počíta sa čas začať spomaľovať rotujúcich častí vopred určeným tempom zastavenie rotujúcich častí s nevyváženosť umiestnenie vo vopred stanovenej polohy z povedal elektrické nevyváženosť signál a povedal vypočítaná skutočná Uhlová rýchlosť; a
brzdiace rotujúcich častí v povedal vopred stanovený kurz, keď čas dosiahne povedal vypočítaný čas začať spomaľovať rotujúcich častí.
15. spôsob, ako tvrdil v žiadosti 14, ďalej obsahuje kroky:
odber vzoriek prvé a druhé samostatné sady prvkov diskrétne sekvenčné vzorky uvedené elektrické nevyváženosť signálu v opakovaných časových intervaloch sadzbou vopred odberu vzoriek;
ukladanie do pamäti povedal prvej a druhej množiny prvkov diskrétne sekvenčné vzorky uvedené elektrické nevyváženosť signálu;
PRIPOMÍNAJÚC povedal prvý súbor prvkov vzorky z uvedeného pamäte;
demodulated priemeru elektrické nevyváženosť signál pre povedal prvú sadu prvkov vzorky kolmo prvky nezávislého referenčného systému na povedal vopred predpokladá Uhlová rýchlosť z uvedeného pripomenúť prvá množina prvkov vzorky;
PRIPOMÍNAJÚC povedal druhá množina prvkov vzorky z uvedeného pamäte;
demodulated priemeru elektrické nevyváženosť signál pre povedal druhú sériu diskrétnych sekvenčné vzorky prvky vo vzťahu k príslušnej kolmé zložky povedal nezávislého referenčného systému povedal vopred predpokladá Uhlová rýchlosť z uvedeného pripomenúť druhá množina prvkov vzorky;
Výpočet rozdielu medzi demodulované priemerný nevyváženosť signál pre kolmé prvky daného nezávislého referenčného systému pre uvedenej prvej a druhej množiny prvkov vzorky;
povedal krok výpočtu skutočných uhlovej rýchlosti rotujúce časti zamestná povedal vypočítaný rozdiel uhol medzi demodulované priemerný nevyváženosť signál pre kolmé prvky daného nezávislého referenčného systému pre uvedenej prvej a druhej množiny prvkov vzorky; a
povedal krok výpočtu čas začať spomaľuje rotujúce časti zamestná povedal vypočítaný priemer demodulované elektrické nevyváženosť signálu jedného z uvedenej prvej a druhej množiny prvkov vzorky, opravené povedal vypočítaná skutočná Uhlová rýchlosť.
16. metóda ako tvrdil v žiadosti 15, wherein skutočná Uhlová rýchlosť sa vypočíta podľa rovnice ##EQU7## kde M = predpokladaného počtu otáčok medzi stredom prvé Ukážkové sady a stredom druhej vzorky na uvedenej vopred predpokladá Uhlová rýchlosť,
= Vypočítaná nevyváženosť fázovom uhle uvedenej prvej vzorky v radiánoch
B = vypočítaná nevyváženosť fázový uhol uvedenej druhej vzorky v radiánoch a
T = celková dĺžka času medzi stredom prvé Ukážkové sady a stredom druhej vzorky na uvedenej vopred predpokladá Uhlová rýchlosť.
17 metódy, ako tvrdí v tvrdia 15 wherein prvej a druhej sady obsahujú päť sto dvanásť opakovaných časových intervaloch.
18 metódy, ako tvrdil v žiadosti 15, wherein povedal ukladacie krok a uvedený výpočet kroky sú vykonávané mikroprocesora.
19. metóda ako tvrdil v žiadosti 15, wherein priemer demodulované komponenty pre povedal prvý a druhý súpravy sa vypočítajú podľa rovnice ##EQU8## kde Axaysú príslušné X a Y demodulované koordinovať komponenty priemeru nevyváženosť signál vypočíta zo sadu vzoriek,
N = počet samostatných vzoriek na otáčku časti povedal vopred predpokladá uhlovej rýchlosti,
M = počet otáčok tej časti jednu vzorku na uvedenej vopred predpokladá Uhlová rýchlosť, a
S(im+J) = dĺžka vzorky uvedenej vzorke prvky uvedené elektrické nevyváženosť signálu ith revolúcie časti uvedenej zodpovedajúce množina prvkov vzorky.
Popis/kontrol:
Prítomné vynález sa týka všeobecne dynamické vyvažovacie zariadenie a najmä pre digitálne dynamické vyvažovanie Automat wherein sumu a uhlová poloha nevyváženosť v rotačnej časti sa vypočíta z linky a časť je zastavená s nevyváženosť vo vopred stanovenej polohy bez použitia referenčné označenie na rotačnú časť.
Dynamické vyvažovanie rotujúcich častí ako elektromotor armatúry časť je namontovaná na jej osi medzi ložiská, otočený a nerovnováha je snímaná snímačmi vibrácií alebo sily na ložisko miestach. Niekoľko metód a zariadení boli vyvinuté na označenie umiestnenie nevyváženosť otočený časť. Dva skoré druhy stroje široko používaný v priemysle použitie stroboskopický a Fotobunka techniky vyhľadajte nevyváženosti. Oba tieto mal nevýhodu vyžadujúce fyzickú označenia na časť striedaných. Tieto stroje tiež vyžaduje visual odhady nevyváženosť miesta a preto podliehal chyby obsluhy.
Ten najvyspelejší stroj tohto typu je zverejnená v USA Pat. Č. 4,419,894 na Matumoto, wherein neoznačené obrobok sa otáča, nevyváženosť meria a nachádza a obrobku zastavil s pozíciou nevyváženosť v vopred orientáciu pre následné označovanie a materiálov hromadného Pridanie alebo odstránenie. Tento stroj využíva snímače vibrácií generovať analógové nevyváženosť signál, ktorý je sínusové. Nerovnováha fáza pulse je potom elektronicky generovaný jedenkrát za cyklus pri zerocrossing pozitívne deje nevyváženosť signálu. Obrobok je poháňaný krokový motor. Každá jednotka impulz dodávajú krokového motora spôsobuje obrobok sa otočiť uhle neznámy, ale pevne. Počítadlo, prednastavené číslo predstavujúce integrálny počet stepper motorovým pohonom strukoviny, počítať späť za každý stepper motorovým pohonom pulz, počnúc prijatia nerovnováha fáza pulz a otočené obrobku sa zastavil, keď počítadlo dosiahne hodnotu nula. Je to systém reálnom čase že pulzy pochádzajúce z nevyváženosti senzor sa používajú na začatie odpočítavanie.
Existuje niekoľko obmedzenia a nevýhody spojené s týmto typom stroja. Prvý, značný čas je potrebné najprv nastaviť stroj maximalizovať lietadla oddelenie, vyberte nastavenie optimálnej počítadiel a nastavte zrýchlenie a spomalenie miery minimalizovať pás sklz. Pre každý typ rôznych obrobku meria musia vykonať tieto úpravy. Nastavenie závisí od pokusov a omylov metódy, ktoré sú trápne a časovo náročné.
Po druhé, Matumoto metóda neoveruje presnosť určenia otáčok a preto zavádza chyby spôsobené vlastné jednotky pásu sklz medzi stepper motorovým pohonom a hnaná časť.
Tretie, menšie rozdiely v priemeroch obvodového môžu zaviesť chyby v nevyváženosti polohovanie pretože Matumoto stroj nie je merať a využiť skutočná Frekvencia otáčania obrobku.
Konečne, pretože Matumoto metóda spočíva v časovo náročné nastavenie krokov a vlastné chýb pre každý obrobku, zahŕňa významné obmedzenia v oblasti účinnosti pre výrobné linky spracovanie.
Prítomné vynález poskytuje automatický vyvažovacie stroje a metódu, ktorá prekonáva vyššie identifikované nedostatky a nevýhody. To je predmetom tohto vynálezu poskytovať dynamický vyvažovacie zariadenie a digitálnu metódu pre automatické stanovenie výšky a uhlová poloha nevyváženosť v rotujúce časti a zastavenie časť s presne umiestni do vopred orientáciu pre označovanie a korekcia nevyváženia.
Je to ďalší objekt tohto vynálezu poskytovať automatické Vyvažovanie metódy wherein uhlovej rýchlosti rotačnej časti presne meria a korekcia k predpokladanej Uhlová rýchlosť presne vypočítať čas spomaľuje a umiestniť nevyváženosť v vopred orientácie.
Je to ďalší objekt tohto vynálezu poskytovať Automatické digitálne vyvažovacie zariadenie, ktoré digitálne vypočíta nevyváženosť fázový uhol off line pomocou mikroprocesora a zobrazuje nevyváženosť každej korekcia roviny vizuálne pomocou konvenčných videotechnológie.
Preto prítomné vynález poskytuje stroj a metóda stanovenia automatické umiestnenia a množstva nevyváženosť otočený časti presne a efektívne. Vynález zahŕňa jedinečnú kombináciu krokov na určenie nevyváženosť umiestnenie a veľkosť. Táto metóda pozostáva z operatívne nasledovne:
(a) rotujúce časti musí nájsť rovnováha medzi dvoma osovo proti ložiská;
(b) vytvára elektrický signál úmerný k rotačnej nevyvážené v jednom ložísk;
(c) výpočet skutočná Uhlová rýchlosť od nevyvážený signálu a vopred predpokladá Uhlová rýchlosť;
(d) výpočet času kedy začať zrýchlenie časť pri vopred spomalenie rýchlosti s cieľom zastaviť časť nevyvážený umiestnenie vo vopred stanovenej polohy; a
(e) brzdiace časť vopred určeným tempom v správny čas.
Názorné a konkrétne stelesnením metóda vynález pozostáva z nasledujúcich krokov:
(a) rotujúce časť medzi stacionárne ložiská,
(b) generovanie analógové elektrické nevyváženosť signál úmerný sily vytvorené rotujúce časti ložiska miestach,
(c) generovanie časový interval signálov synchrónne s rotáciou,
d prevod analógového nevyváženosť signál na digitálny signál,
(e) meranie a ukladanie prvého digitálneho signálu vzorky počas prvého súboru vopred opakovaných časových intervaloch,
(f) meranie a ukladanie druhej digitálne vzorky počas druhého ako sadu časových intervaloch susediace s prvou,
(g) výpočet priemerných demodulated fázy uhly pre prvý a druhý sady vzoriek podľa nasledovných rovníc: ##EQU1## kde Axaysú demodulated koordinovať komponenty priemeru nevyváženosť signál zo sadu vzoriek andquot; Aandquot;
N = počet prvkov diskrétne vzorky na otáčku
M = počet otáčok za Ukážkové sady
S = vzorky prvok elektrických Nevyváženosť signál vzorky
(h) výpočet skutočná Uhlová rýchlosť R podľa nasledujúcej rovnice: ##EQU2## kde M = počet otáčok medzi centrom prvej vzorky nastavený na center druhá vzorka na predpokladanej Uhlová rýchlosť
B = uhol nevyváženosť druhej vzorky v radiánoch
A = uhol nevyváženosť prvej vzorky v radiánoch
T = celková dĺžka času medzi centrom prvej vzorke nastavený na center o druhom vzorky
(i) výpočet počtu časovými intervalmi zodpovedajúcimi nevyváženosť fázový uhol v skutočná Uhlová rýchlosť,
(j) výpočet spomalenie časové obdobie vyžaduje, aby časť na odpočinok v vopred integrálnou počtu otáčok,
(k) zriadenie počiatočný referenčný bod v čase zodpovedajúce na nejakom mieste počas merania,
(l) spúšťanie spomalenie rotujúcich častí, keď uplynutý čas intervaloch od počiatočnej referenčný bod sa rovná súčet vypočítaných časovými intervalmi zodpovedajúcimi nevyváženosť fázový uhol plus vopred výpočet časového intervalu od začiatočného bodu.
Preferované stelesnenie vyvažovacie zariadenie zahŕňa rám, osovo proti majúc za rotatably podporu časti vyrovnaný, sily aspoň jeden detektor na zisťovanie sily kolmo na os otáčania časť, okruh na výrobu elektrických Nevyváženosť signál, hodiny pre generovanie údaj o opakovaných časových intervaloch, vzorkovacím zariadením na meranie množiny prvkov diskrétne sekvenčné vzorky , pamäte na uloženie sád vzoriek, zariadenie pripojené na hnací motor pre ovládanie hnacieho motora synchrónne s vzorkovacím zariadením, mikroprocesorové zariadenia na výpočet demodulované priemerných nevyváženosť súčasti každého z dvoch súvislých vzorky súpravy, výpočet hodnoty rozdiel medzi týmito dvoma sady priemerný nevyváženosti, výpočet skutočná Uhlová rýchlosť od rozdiel hodnoty, ovládanie spomalenie hnací motor pri konštantnej rýchlosti jednotky časť je stacionárne , a počíta sa čas spomaľuje časť a zastaviť časť nevyváženosť vo vopred stanovenej polohy.
Obrázok 1 je bloková schéma dve roviny tvrdé ložisko balancer;
Obrázok 2 je v reze balancer ilustrujúce rôzne jednotky pásu dojednania medzi krokového motora a hnaná časť;
Obrázok 3 je graf Uhlová rýchlosť oproti času pre rotujúce obrobku znázorňujúci hlavné udalosti počas meracieho cyklu;
Obr 4 je bloková schéma dve roviny tvrdé ložisko balancer využíva kódovač vygenerovať načasovanie intervaloch; a
Obrázok 5 je čiastočný pohľad spredu na dve roviny pevné ložisko balancer znázornenej na obrázku 1.
Teraz na mysli výkresy a najmä obr.č.1 tam je zobrazená základná bloková schéma Automatické digitálne vyvažovacie stroje a mikroprocesor komponenty. Obrobku časť 180 vyvážený je namontovaná medzi pevné ložiská 190 a 200. Krokový motor DC 160 je pripojený k časti cez pás 170. Existuje niekoľko pás orientácie, ktoré môžu byť použité.
Teraz s odkazom na obr. 2, je zobrazené tri alternatívne pás dojednania. DC stepper motorové rotačné 330 je pripojený okolo remeňové kladky 340 a 350 z dvoch smerov hnaná časť 180. Opasok 170 smerované pod časť 180 a viac remeňové kladky 340 a 350 je preferovaný usporiadanie pre malé, ľahké častí, kde sa výroba Beh rýchlosťou dôležitejšie ako minimalizácia signál hluku. Pás 171 smerovaný cez časť 180 a valčeky 340 a 350 je alternatívny ale nie preferovaný usporiadanie. Pás 172 smeroval medzi krokového motora a časti priamo sa používa kde minimalizácia hluku je kritická.
Obr 3 znázorňuje krivka 1 typické meranie. Krivka 1 ukazuje rastúci časť Uhlová rýchlosť až plnú prevádzkovú rýchlosť je dosiahnutá v ktorej dobe rýchlosť sa stáva a zostáva konštantný, kým spomalenie začína. Počas regiónu 80 časť je zrýchlený konštantnou hodnotou zo zahraničia v bode 10 prevádzkovej rýchlosti na bod 20. V bode 20 zrýchlenie sa stane nulou a časť sa otáča na konštantnou uhlovou rýchlosťou počas regiónov, 90, 100, 110 a 120. V bode 60 spomalenie začína pri konštantnej rýchlosti v regióne 130 zastavenia časť v bode 70. Zrýchlenie a spomalenie v regiónoch 80 a 130 nemusí byť rovnaké sadzby. Kritická rýchlosť je v regióne 130 kde spomalenie musí byť pomalý, že žiadny sklz sa vyskytuje medzi jednotku krokový motor, časť a Hnací remeň kvôli zotrvačných síl a integrálny počet otáčok sa musí vyskytnúť. Prvé Ukážkové sady začína v bode 20 a je ukončený v bode 30, ktorý je tiež začína druhý súbor vzorky. Druhá vzorka nastaviť končí v bode 40. Každá vzorka sada 90 a 100 optimálne zodpovedajú 16 otáčok 32 vzoriek na otáčku v celkovej výške 512 vzoriek v každej množine údajov. Body 140 a 150 predstavujú stredu prvého a druhého odberu intervaloch.
Vracať sa teraz k obr. 1, DC krokový motor 160 a ložiská 190 a 200 sú pevne namontované na ráme stroja 5. Piezoelektrické snímače 202 a 203 sú využívané pre generovanie elektrických signálov úmerná sily pôsobiace na ne. Keď sa otáča v časti 180, tieto sily kolmá k osi otáčania a predstavujú nevyváženosť v rotačnej časti. Signál generovaný piezoelektrické snímače 202 a 203 obsahovať aj neželané signály. Nežiaduce signály na úrovni alebo nad vzorkovacej frekvencie sú eliminované antialiasing filtre 210 a 220. Toto nevyváženosť signály (UL, UR) sú potom odoslané do multiplexer 230, kde výber buď SLalebo SRje určený na ďalšie spracovanie.
Lietadlo separácie je potrebné, pretože signál z prevodníka 202 bude mať časť jeho veľkosť pod vplyvom sily v snímača 203 a naopak. Počas kalibrácie vektorových konštanty (K1, K2, K3, K4) sú stanovené v nasledujúcich rovníc: UL= K1* SL+ K2* SR UR= K3* SL+ K4* SR
kde
SLsamostatný ľavý kanál signál,
SRsamostatný správny kanál signál,
ULKompozitné ľavý kanál signál, a
URje signál kompozitné pravý kanál.
Využitím známych nevyváženosť masy, pozície a frekvenciu rozmiestňovania, konštanty K1, K2, K3, a K4môže byť odhodlaný a vstúpil do operačnej pamäte 300 automaticky mikroprocesorom 270. Mikroprocesor 270 je potom povolené vykonávať požadované rovine oddelenie.
Odkazom teraz obr. 5, ktorá je čiastočná frontview menovité časť montáž konfigurácie, tieto fyzikálne parametre sú potrebné na vstup a uložené v mikroprocesora 270 RAM 300 cez klávesnicu 370 (obr. 1), pred meraním alebo kalibrácie akéhokoľvek otáča časť:
* Ľavé lietadlo 531 umiestnenie 530, meraná od ložiska 190 pozdĺž osi otáčania;
(b) vľavo korekcia polomer 560, merané od osi otáčania radiálne na povrchu časti na mieste ľavého roviny 531;
(c) právo roviny 532 umiestnenie 540, meraná od ložiska 190 pozdĺž osi otáčania; a
(d) práve korekcia polomer 570, merané od osi otáčania radiálne na povrchu časti v mieste pravej roviny 532. Všimnite si, že obrázok 5 ilustruje dĺžka 550 rotačnú časť 180 z s označením 190 ložiskových 200.
Odkazujúce späť na obr. 1, s cieľom určiť konštanty K1, K2, K3, a K4pre triedu otočený častí, tri spin kalibračný postup nasleduje generovať tri súpravy známe nevyváženosť signály, ktoré mikroprocesor 270 potom používa matematicky určiť konštantné hodnoty. Tento postup vyžaduje photoreflector senzor 310 a reflexné cieľ 320 (pozri obr. 1) dočasne umiestnené rotujúce časti 180, ktorá je príkladom požadovaný typ rotujúcich častí.
Odkazujúce späť na obr. 5, reflexné cieľové zobrazí za otočený časti 180. V obr. 5 sa zobrazujú aj Kalibrácia váha 510 umiestnené na ľavej rovine 531. To je pozícia hmotnosti počas prvej kalibrácii spin. Časti je zastavila a kalibráciu váhy presťahoval do vpravo rovinou 532 (zobrazené phantom na 520) na druhej rotácie. Tretej rotácie sa vykonáva Kalibrácia hmotnosť odstránený. Pred prvým spinu, však tieto informácie musíte zadať mikroprocesor 270 cez klávesnicu 370:
(a) kalibračné hmotnosti;
b polomer 560 ľavý rovine 531 merané od osi otáčania na povrchu otočeného časti 180;
c uhol medzi cieľové 320 a ľavej kalibrácie hmotnosť umiestnenie 510;
(d) 570 polomerom správnu rovinu 532 meraný od osi otáčania povrchu otočeného časti 180;
(e) uhol medzi cieľové 320 a správnu kalibráciu váhy umiestnenie 520; a
(f) Foto pickup (310) uhol meraný z na zadnej strane základnej jednotky (5) proti smeru hodinových ručičiek, pri pohľade z pravej strany.
Tri otočenie poskytujú známe hodnoty nevyváženosti z ktorého mikroprocesor obvod určuje hodnoty K1, K2, K3, a K4použité na korigovanie skutočné nevyváženosť signály na vybrané ľavé a pravé nevyváženosť lietadlá, ULa URresp. aby pravda nevyváženosť signálov SLa SR.
Mysli opäť obr.č.1, počas rotácie na strane 180, opravené signálov SRalebo SLZadajte vzorky hold okruh 240 multiplexer 230. Mikroprocesor 270 aj kanály časovanie impulzov do okruhu hold vzorky vytvoriť vzorky prírastkoch.
Rotujúca časť 180 dosiahne prevádzkovú rýchlosť dvoch set odber vzoriek začína. Každý prvok vzorky za každý prírastok vzorka je potom prevedený na ekvivalentné signál analógový/digitálny prevodník 250. Každý prvok digitálny signál je potom uložený mikroprocesorom v pamäti RAM 300 čakajú na ďalšie spracovanie. Každá vzorka sadu 512 prvkov je uložený v RAM pamäť 300 v 512 samostatných miestach zodpovedajúce signaland #39; s časovým intervalom.
Centrálna procesorová jednotka 280 značky čas zodpovedajúci ľubovoľné miesto ako posledný prírastok vzorky v časovej postupnosti vzorky ako počiatočný bod. Hodiny 305, prostredníctvom centrálnej procesorovej jednotky 280, poskytuje aj časovanie impulzov na DC krokový motor tak, aby pozície DC stepper 160 motora vzhľadom na počiatočný bod je v súčasnosti známy centrálna procesorová jednotka 280.
Keď dve susediace sady vzoriek SAa SBsa skladovali mikroprocesorom 270, fázy uhla vzhľadom na ľubovoľný odkaz môže byť stanovená. Centrálna procesorová jednotka 270 pristupuje čítať iba pamäte 290 wherein 512 prvok tabuľky sínus a kosínus funkcie sú uložené. Tieto tabuľky sú potom zamestnaní uložené vzorové údaje na výpočet priemerného demodulated zložiek fázový uhol s ohľadom na vopred určenú pozíciu. Tabuľka hodnôt sínus a kosínus sú zamestnaní s prvkami uloženej vzorky mikroprocesorom 270 vygenerovať demodulované fázu uhol súradníc Axayza nasledovných rovníc: ##EQU3## kde M = počet otáčok za Ukážkové sady
N = počet vzoriek prvkov na otáčku
S = signál v čase prírastok iM + j
Tabuľky sínus a kosínus sú potom zamestnaný mikroprocesor 270 na druhú sadu vzoriek na určenie demodulated fáza uhol súradnice Bxa Byza rovnaký rovníc.
Akékoľvek chyby v predpokladanej rýchlosti otočený časť sa vykoná oprava. Predpokladaná rýchlosť je manuálne zadanej cez klávesnicu 370 pred vyrovnávanie a je založený na usporiadanie a relatívna svetlosť magnete Remenica 330, priemer otočený dielu a miera krokový motor. V prevedení obr.č.1 mikroprocesor 270 pulzov na stepper motor 160 so sadzbou, ktorá je ovládaná hodiny 305. Tento krokový sadzba je stanovená synchrónne s okruhu hold vzorke 240, ktorú nastavuje mikroprocesor 270. Mala by existovať rozdiel medzi uhly vypočítaná priemerná fáza vzorky množín A a B, to naznačuje, že skutočná rýchlosť nie je synchrónna s predpokladanej rýchlosti. Mikroprocesor 270 robí korekcie vypočítaním skutočná Uhlová rýchlosť R podľa nasledujúcej rovnice: ##EQU4## kde M = počet otáčok medzi centrom prvej vzorky nastavený na center druhá vzorka na predpokladanej Uhlová rýchlosť
B = uhol nevyváženosť druhej vzorky v radiánoch
A = uhol nevyváženosť prvej vzorky v radiánoch
T = celková dĺžka času medzi centrom prvej vzorke nastavený na center o druhom vzorky
Teraz s odkazom na obr. 3, body 140 a 150 zodpovedajú stredov intervalu 90 zodpovedajúceho A vzorka a vzorka obdobie 100 zodpovedajúce vzorky B, respektíve. Pretože vzorka obdobia 90 a 100 sú rovnakej dĺžky, prírastok času medzi body 140 a 150 je tento rovnakú dĺžku. Preto rovnice vyššie výnosy opravený alebo skutočné rotačnej rýchlosti. Inverzné Táto rovnica uvádza počet časové intervaly na otáčku časti. Obdobie 110 zobrazené medzi bodmi 40 a 50 je ľubovoľný predpokladá dobu kompenzovať off line výpočtového času vyžadované mikroprocesor 270 vypočítať skutočné frekvencie a je v poradí 500 milisekúnd. Jeden zručný v umení by som oceniť, že tentoraz sa musí stanoviť s odvolaním sa na rýchlosti fungovania mikroprocesor 270. Obdobie 120 medzi bodmi 50 a 60 predstavuje čas potrebný na Umiestnite rotačnú časť s nevyváženosť umiestnenej v požadovanej konečnej polohy tak, aby v bode 60 nevyváženosť umiestnenie bude vopred integrálnou počtu otáčok od zastávky pozíciu a spomalenie môže začať. Spomalenie je naprogramovaný do mikroprocesor 270 ako konštantnou rýchlosťou. Mikroprocesor 270 je naprogramovaný na generovanie pulzov pre riadenie krokového motora 160 pre spomalenie podľa tejto neustále spomalenie.
Výpočet času do bodu 60 sa vykonáva výpočet celkové množstvo čas medzi počiatočný bod a bod 60. Počiatočný bod môže byť ľubovoľný bod meracieho cyklu v alebo po bod 20. Za bod 40 sa zvyčajne používa. Preto čas na dosiahnutie bodu 60 môže vypočíta pripočítaním obdobia vopred meškanie 110 uhlu vypočítanú fáza 120. Keď uplynie rovná sa vypočítaný čas na bod 60 spomalenie rampa je zahájený.
Mikroprocesor 270 je ďalej prepojená zobrazenie 360. V spojení s výpočtom miesto nerovnováhu a ovládanie spomalenie krokový motor 160 zastaviť nevyváženosti na vopred určenú pozíciu, mikroprocesor 260 generuje signály pre zobrazenie cez displej 360. Ako je bežné v takýchto mikroprocesorové riadiace systémy, zobrazenie 360 je zamestnaný zobraziť výzva pre nastavenie, ako napríklad požadujúci zápis požadované otáčky rotujúcich častí, informácie o stave dynamické vyvažovanie operácie a podobne. Okrem toho mikroprocesor 270 vypočíta veľkosť nevyváženosť v rotačnej časti. Zobrazenie 360 je zamestnaný Zobraziť toto množstvo vypočítané skutočné otáčky spolu s umiestnenie nerovnováha po dokončení dynamické vyvažovanie operácie. Zobrazenie 360 mohol byť tvorený svetlo emitujúcich diód, liquid crystal display, však preferované stelesnením obrazu monitora tvoril s katódovou trubicou.
V prevedení, znázornené na obr. 1, bola kontrolovaná miera krokový motor vo vzťahu k nezávisle nastaviť vzorkovacia frekvencia. Obr 4 ilustruje alternatívne stelesnenie. Mikroprocesor 270 riadi rýchlosť prevádzky krokový motor 160 generovaním impulzov s vhodné načasovanie. Toto časovanie impulzov sa koná vo vzťahu k signály z hodiny 305. Hriadeľ encoder 400 je spolu na rotačnú časť pásu 410. Otáčanie rotujúcej časti spôsobuje pás 410 otočiť hriadeľ encoder 400. Hriadeľ encoder 400 zasa vygeneruje signál, ktorý indikuje rotačnej polohy hriadeľa encoder 400. Mikroprocesor 270 využíva tento signál z hriadeľa encoder 400 generovať odberu sadzba signál pre vzorky hold okruh 240. Vzorkovacia frekvencia je preto asynchrónny motor miera stepper. V iných ide zariadenia zobrazeného na obr. 4 funguje rovnakým spôsobom ako predtým opísané.
