Procédé et machine d’équilibrage dynamique numérique automatique

L’examinateur principal : Laroche, Eugene R.

Examinateur Assistante : Lee, Benny

Avocat, Agent ou entreprise : Krass andamp ; Young

Allégations :

Nous prétendons que :

1. une machine à équilibrer pour déterminer automatiquement l’emplacement de déséquilibre d’une partie tournante et automatiquement arrêter ladite partie avec l’emplacement du déséquilibre dans une position prédéterminée, comprenant :

une image stationnaire ;

moyens de roulement pour INTERMEDIAIRE soutenant la partie tournante équilibre sur ledit cadre stationnaire ;

moteur d’entraînement signifie pour faire tourner la partie tournante ;

moyens de transducteur disposé à dit portant des moyens de détection de déséquilibre de la rotation de la partie tournante et pour produire un signal électrique déséquilibre proportionnel au balourd rotatif ;

moyens de contrôle de vitesse connectés à dit moteur d’entraînement signifie pour le contrôle de la vitesse nominale de rotation de la partie tournante par ledit moteur ;

calcul de vitesse moyens liés au dit transducteur permettant de calculer la vitesse de rotation de la partie tournante d’électriques à balourds signal ;

temps de décélération calcul moyens liés au dit transducteur signifie et dit calcul vitesse signifie pour calculer le temps d’être à décélérer dit partie à un taux de décélération prédéterminé pour arrêter la partie tournante avec l’emplacement du déséquilibre dans une position prédéterminée, tournante dit calcul de temps de décélération signifie déterminer la durée de la décélération de ce signal électrique balourd et dit vitesse réelle calculée de rotation ; et des moyens de décélération moyen relié au temps de décélération ledit calcul signifie et contrôle de la vitesse des moyens pour décélération a dit moteurs d’entraînement, a déclaré au taux de décélération prédéterminée dudit débutant à ladite heure calculée de commencer à ralentir la partie tournante.


2. la machine d’équilibrage selon la revendication 1, dans lequel dit capteur moyen comprend un cristal piézoélectrique disposé à ladite roulement signifie sensible au déséquilibre de la rotation de la partie tournante pour produire un signal électrique, un filtre anti-aliasing ayant une réception d’entrée dit signal électrique de ladite cristal piézoélectrique et ayant une puissance de sortie, et un analogique convertisseur numérique ayant une entrée analogique connectée à dit sortie de ladite anticrénelage filtre et un appareil photo numérique de sortie pour produire a dit signal électrique balourd.

3. la machine d’équilibrage comme revendiqué dans la revendication 1, dans lequel le moyen d’entraînement moteur est un moteur pas à pas de DC.
4. la machine d’équilibrage comme revendiqué dans la revendication 1, comprenant en outre :

un dispositif de microprocesseur comprenant une unité centrale de traitement, une mémoire morte, une mémoire vive et une horloge, ayant un programme stocké dans ladite mémoire morte pour commande microprocesseur dudit dispositif pour incarner les moyens de contrôle de ladite vitesse, dit moyens de calcul de vitesse et dit calcul de temps de décélération signifie.


5. la machine d’équilibrage comme revendiqué dans la revendication 4, dans laquelle ladite décélération moyen se compose d’une fonction de conduite prédéterminée pour produire une vitesse linéaire plus ou cela dit prédéterminés taux de décélération.
6. la machine à équilibrer comme revendiqué dans la revendication 5, dans laquelle ladite promenade prédéterminé fonction s’étend sur un nombre entier de tours de la partie tournante.

7. la machine d’équilibrage comme revendiqué dans la revendication 4, comprenant en outre :

un affichage visuel moyen connecté à ledit dispositif de microprocesseur pour l’affichage de la vitesse de rotation de la partie, le montant du balourd et l’emplacement du balourd.


8. la machine à équilibrer comme revendiqué dans la revendication 7, où ladite écrans moyens comprend un moniteur vidéo.
9. la machine d’équilibrage comme revendiqué dans la revendication 1, comprenant en outre :

d’échantillonnage moyen relié au dit transducteur signifie pour prélever au moins deux séries distinctes de discrètes séquentielles échantillon éléments de balourd électrique dudit signal à une fréquence prédéterminée ;

moyens de mémoire liés à dit d’échantillonnage moyen pour stocker au moins deux séries d’éléments discrets échantillonnage séquentiel du balourd électrique dudit signal ;

calcul de composant démodulé déséquilibre moyen moyen connecté à dit mémoire moyen pour rappelant dit discrets éléments séquentiels et calcul de la composante démodulé déséquilibre moyen de chaque stockées fixée Discrete séquentielle échantillon éléments du balourd électrique dudit signal pour les composantes perpendiculaires respectifs d’un système de référence arbitraire à une supposée vitesse correspondant à vitesse nominale des moyens de contrôle de ladite Vitesse ;

moyens de calcul angle différence connectés à dit déséquilibre moyen démodulé composant calcul moyen pour calculer l’angle de la différence entre ladite déséquilibre moyen démodulé composant des éléments discrets échantillonnage séquentiel du balourd électrique dudit signal par rapport aux composants perpendiculaires respectifs d’un système de référence arbitraire pour au moins deux séries d’éléments discrets échantillonnage séquentiel ; et dans lequel des moyens de calcul dudit vitesse sont connecté au dit calcul différence signifie et calcule la vitesse réelle desdites employant angle de ladite différence ; et dans lequel calcul de temps de décélération moyen est relié au dit déséquilibre moyen démodulé composant calcul signifie et calcule dit temps de commencer à ralentir dit tournant partie employant calculé balourd démodulé signal corrigé pour dit calculé la vitesse réelle.



10. la machine d’équilibrage que revendique la revendication 9, dans laquelle :

dit des moyens de calcul vitesse calcule selon l’équation ##EQU5## où R = la vitesse de rotation de la partie tournante, M = le nombre présumé de tours de la partie tournante entre le centre d’une première série de l’échantillon et le centre d’un deuxième échantillon fixé à ladite vitesse nominale,

A = l’angle de déséquilibre d’un premier échantillon, la valeur en radians,

B = l’angle de déséquilibre d’un second échantillon, la valeur en radians, et

T = la durée totale entre le centre d’une première série de l’échantillon et le centre d’un deuxième échantillon fixé à ladite vitesse nominale.


11. la machine à équilibrer comme revendiqué dans la revendication 9, dans lequel chaque ensemble d’échantillons discrets paliers séquentiel se compose de cinq cent douze tranches s’étendant sur seize tours de ladite partie pivoté.

12. la machine d’équilibrage comme revendiqué dans la revendication 9, comprenant en outre :

un encodeur de rotation arbre couplé pour la conduite de la partie tournante pour générer un signal électrique l’indicatif du verbe la vitesse de rotation de la partie tournante ; et

ledit prélèvement moyen étant connecté à dit codeur axe selon lequel dit taux d’échantillonnage est défini en synchronisme avec l’indicatif dudit signal électrique de la vitesse de rotation de la partie tournante.


13. la machine d’équilibrage que revendique la revendication 9, dans laquelle :

dit le déséquilibre moyen démodulé composant calcul moyen calcule les composants démodulé déséquilibre moyen de chacun des ensembles dudit échantillon stockée selon les équations ##EQU6## où Axet unysont respective X et Y démodulé composants coordonnées de la moyenne de déséquilibre signal calculée à partir d’une série correspondante d’échantillons,

N = nombre d’échantillons discrets pour un tour de la partie à ladite vitesse nominale,

M = nombre de tours de la partie par échantillon fixé à ladite vitesse nominale, et

S(im+j) = l’échantillon jth d’éléments dudit échantillon du balourd électrique dudit signal de la révolution du i-ème de la partie de ladite ensemble correspondant d’éléments de l’échantillon.



14. une méthode permettant de déterminer automatiquement l’emplacement de déséquilibre dans une partie tournante et le positionnement dit la première partie avec l’emplacement du déséquilibre dans une position prédéterminée, comprenant les étapes suivantes :

une partie d’être équilibré entre deux axialement tournante s’oppose à roulements à un prédéterminé supposé vitesse angulaire ;

détection de balourd rotatif de la partie tournante au moins un des roulements axialement contre ladite ;

générant un déséquilibre électrique signal proportionnel à la télédétection balourd rotatif ;

calcul de la vitesse angulaire réelle de la partie tournante de dudit signal balourd et prédéterminé supposé vitesse angulaire ;

calcul du temps de commencer à ralentir la partie tournante à un taux prédéterminé pour arrêter la partie tournante avec l’emplacement du déséquilibre dans une position prédéterminée de dudit signal balourd électrique et une vitesse angulaire réelle calculée ; et

ralentit la partie tournante à dit taux prédéterminé lorsque l’heure atteint l’heure calculée de commencer à ralentir la partie tournante.


15. la méthode selon la revendication 14, outre comprenant les étapes suivantes :

échantillonnage des premiers et deuxième distincts ensembles d’éléments discrets échantillonnage séquentiel du balourd électrique dudit signal à intervalles répétés à un taux d’échantillonnage prédéterminé ;

stockage dans une mémoire dit premiers et deuxième ensembles d’éléments discrets échantillonnage séquentiel du balourd électrique dudit signal ;

Rappelant a dit le premier ensemble d’éléments d’échantillon de ladite mémoire ;

calcul de la moyenne démodulée du signal électrique balourd pour dit premier ensemble d’éléments de l’échantillon par rapport aux composants perpendiculaires respectifs d’un système de référence arbitraire à prédéterminé suppose une vitesse angulaire de ladite première rappelé des éléments de l’échantillon ;

Rappelant dit deuxième série d’éléments de l’échantillon de ladite mémoire ;

calcul de la moyenne démodulée du signal électrique balourd pour ladite deuxième série de discrète échantillonnage séquentiel éléments par rapport aux composants perpendiculaires respectifs du dit référentiel arbitraire à prédéterminé suppose une vitesse angulaire de ladite deuxième série a rappelé des éléments de l’échantillon ;

calculer l’angle de la différence entre le signal démodulé déséquilibre moyen pour les composants respectifs perpendiculaires du système de référence arbitraire pour lesdits premier et deuxième ensembles d’éléments de l’échantillon ;

dit l’étape du calcul de l’angle de différence réelle vitesse angulaire de la partie tournante en employant a déclaré calculée entre le signal démodulé déséquilibre moyen pour les composants respectifs perpendiculaires du système de référence arbitraire pour lesdits premier et deuxième ensembles d’éléments de l’échantillon ; et

dit pas de calculer le temps de commencer à ralentir la rotation partie employant dit moyennes calculées sur démodulé du signal électrique balourd de ladite premier et deuxième ensembles d’éléments d’échantillon corrigés pour dit calculé une vitesse angulaire réelle.


16. la méthode selon la revendication 15, dans laquelle la vitesse angulaire réelle est calculée selon l’équation ##EQU7## où M = le nombre présumé de rotations entre le centre d’une première série de l’échantillon et le centre d’un deuxième échantillon fixé à ladite prédéterminée vitesse angulaire supposée,

Un angle de phase de déséquilibre calculé = de ladite premier échantillon, la valeur en radians,

B = angle de phase de déséquilibre calculée de ladite deuxième échantillon, la valeur en radians, et

T = la durée totale entre le centre d’une première série de l’échantillon et le centre d’un second échantillon fixé à une vitesse angulaire supposée dudit prédéterminée.


17. la méthode comme le revendique la revendication 15 lequel la première et deuxième série chaque contient cinq cent douze intervalles répétitives.


18. la méthode selon la revendication 15, dans laquelle étape dudit stockage et calcul desdites mesures sont effectuées par un microprocesseur.

19. la méthode selon la revendication 15, dans lequel la moyenne démodulés composants pour ladite première et deuxième séries sont calculées d’après les équations ##EQU8## où Axet unysont respective X et Y démodulé composants coordonnées de la moyenne de déséquilibre signal calculée à partir d’un ensemble d’échantillons,

N = nombre d’échantillons discrets pour un tour de la partie à ladite prédéterminée vitesse angulaire supposée,

M = nombre de tours de la partie par échantillon fixé à ladite prédéterminée vitesse angulaire supposée, et

S(im+J) = la longueur de l’échantillon des éléments dudit échantillon du balourd électrique dudit signal de la révolution du i-ème de la partie de ladite ensemble correspondant d’éléments de l’échantillon.


Description :

DOMAINE DE L’INVENTION

La présente invention se rapporte généralement à une machine à équilibrer dynamique et, plus particulièrement, une numérique dynamique équilibrage automatique dans laquelle la quantité et la position angulaire du déséquilibre dans une partie tournante est calculé hors ligne et la partie s’arrête avec le déséquilibre dans une position prédéterminée sans utiliser une référence de marquage sur la partie tournante.

CONTEXTE DE L’INVENTION


Équilibrage dynamique d’une partie tournante comme une armature de moteur électrique, celle-ci est montée sur son axe entre paliers, rotation, et le déséquilibre est détecté par des capteurs de vibration ou de force aux endroits roulement. Plusieurs dispositifs et procédés ont été développés pour indiquer l’emplacement du balourd sur une partie de rotation. Deux premiers types de machines couramment dans l’industrie utilisation stroboscopique et techniques de la cellule photoélectrique pour localiser le déséquilibre. Ces deux avaient l’inconvénient d’obliger les marques physiques sur la partie en rotation. Ces machines a également requis des estimations visuelles de l’emplacement de déséquilibre et étaient donc sujette à l’erreur de l’opérateur.

La machine la plus avancée de ce type n’est divulguée US Pat. N ° 4 419 894 à Matumoto, dans lequel une pièce non marqué est tournée, le balourd mesuré et situé, et la pièce s’est arrêté avec la position de déséquilibre dans une orientation prédéterminée pour marquage ultérieur et matière masse ajout ou la suppression. Cette machine utilise des capteurs de vibration pour générer un signal analogique balourds sinusoïdaux. Une impulsion de phase de déséquilibre est ensuite électroniquement générée une fois par cycle pour la zerocrossing positive continue du signal balourd. La pièce est entraînée par un moteur pas à pas. Chaque impulsion de disque fournie à la commande de moteur entraîne la pièce faire pivoter un angle inconnu mais fixe. Un compteur, préconfiguré avec un nombre qui représente un nombre entier d’impulsions de commande de moteur stepper, est compté repliée sur chaque impulsion de moteur d’entraînement de moteurs pas à pas, à partir de la réception d’une impulsion de phase de déséquilibre et la pièce tournée s’arrête quand le compteur arrive à zéro. C’est un système temps réel que les impulsions venant de la sonde de déséquilibre sont utilisées pour lancer le compte à rebours.

Il y a plusieurs limitations et inconvénients liés à ce type de machine. Il faut tout d’abord, beaucoup de temps pour initialement mis en place la machine pour maximiser la séparation de l’avion, sélectionnez les paramètres de compteur optimale et fixer des taux d’accélération et de décélération afin de minimiser le glissement de la courroie. Ces ajustements s’imposent pour chaque type de pièce différents mesurée. Paramètres sont déterminés par tâtonnement les méthodes qui sont maladroits et beaucoup de temps.

Deuxièmement, la méthode Matumoto ne vérifie pas l’exactitude de la détermination de la vitesse de rotation et introduit donc l’erreur due à glissement ceinture lecteur inhérente entre la commande de moteur pas à pas et la partie entraînée.

Troisième, mineurs des différences dans des diamètres de l’armature peuvent introduit des erreurs dans le déséquilibre positionnement car la machine Matumoto ne pas mesurer et utiliser la fréquence de rotation réelle de la pièce.

Enfin, parce que la méthode Matumoto implique des étapes de configuration de votre temps et erreurs inhérentes à chaque pièce, elle implique des restrictions importantes en efficacité pour le traitement de la chaîne de production.

RÉSUMÉ DE L’INVENTION


La présente invention porte une équilibreuse automatique et méthode qui surmonte ce qui précède identifié les inconvénients et les désavantages. C’est un objet de l’invention d’une machine à équilibrer dynamique et une méthode numérique pour déterminer automatiquement la quantité et la position angulaire du déséquilibre dans une partie tournante et arrêter la partie avec le déséquilibre précisément positionné dans une orientation prédéterminée de marquage et de correction.

C’est un autre objet de cette invention pour fournir une méthode d’équilibrage automatique dans laquelle la vitesse angulaire de la partie tournante est mesurée avec précision et une correction apportée à la vitesse angulaire supposée pour calculer avec précision le temps de ralentir et de positionner le déséquilibre dans une orientation prédéterminée.

C’est un autre objet de cette invention d’une machine d’équilibrage numérique automatique qui calcule l’angle de phase de déséquilibre hors ligne par l’utilisation d’un microprocesseur et affiche le balourd de chaque plan de correction visuellement à l’aide de la technologie vidéo conventionnelle numériquement.

En conséquence, la présente invention porte une machine et une méthode permettant de déterminer automatiquement l’emplacement et la quantité de déséquilibre d’une partie de rotation avec précision et efficacité. L’invention concerne une combinaison unique de mesures pour déterminer l’emplacement de déséquilibre et de la grandeur. La méthode comprend les étapes suivantes du dispositif :

(a) une partie à s’équilibrer entre deux axialement tournante s’oppose à des roulements ;

(b) générant un signal électrique par rapport à la rotation asymétrique à l’un des roulements ;

(c) calculer la vitesse angulaire réelle depuis le signal asymétrique et une prédéterminé supposé vitesse angulaire ;

(d) calcul du temps de début de l’accélération de la partie à un taux de décélération prédéterminés afin d’arrêter la partie occupant une situation déséquilibrée dans une position prédéterminée ; et

(e) ralentit la partie au taux prédéterminé au moment approprié.

Une incarnation illustrative et spécifique de l’invention de la méthode comprend les étapes suivantes :

b la partie entre les paliers fixes, tournante

(b) générant un déséquilibre électrique analogique signal proportionnel aux forces générées par la partie tournante à l’emplacement du roulement,

(c) intervalle de temps générant des signaux synchrones avec la rotation,

(d) convertir le signal analogique de déséquilibre à un signal numérique,

e mesure et conservant un premier échantillon de signal numérique durant une première série d’intervalles de temps répétitif prédéterminé,

(f) mesure et conservant un second échantillon numérique durant une seconde comme ensemble d’intervalles de temps contigus avec la première,

(g) calcul de la moyenne phase démodulée angles pour la première et deuxième série d’échantillons selon les équations suivantes : ##EQU1## où Axet unysont que les composantes démodulés coordonnées de la moyenne déséquilibrer le signal d’un ensemble d’échantillons andquot ; Aandquot ;

N = nombre d’échantillons discrets éléments par révolution

M = nombre de tours / ensemble d’échantillons

S = élément de l’échantillon de l’échantillon du signal électrique balourd

(h) calcul de la vitesse angulaire réelle R selon l’équation suivante : ##EQU2## où M = nombre de tours entre le centre d’un premier échantillon défini au centre d’un second échantillon fixé à la supposée vitesse angulaire

B = l’angle de déséquilibre du second échantillon la valeur en radians

A = l’angle de déséquilibre du premier échantillon de la valeur en radians

T = la durée totale entre le centre du premier échantillon mis au centre de la deuxième série d’échantillon

i calculer le nombre d’intervalles de temps correspondant à l’angle de phase de déséquilibre à la vitesse angulaire réelle,

(j) calcul de la période de temps nécessaire pour porter la partie se reposer dans un nombre prédéterminé d’intégrante de révolutions, de décélération

k établir un point de référence initial dans le temps correspondant à un moment donné pendant les intervalles de mesure,

(l) déclenchant la décélération de la partie tournante lorsque les intervalles de temps écoulé depuis le point de référence initiale est égale à la somme des intervalles de temps calculé correspondant à l’angle de phase de déséquilibre social et un intervalle de temps de calcul prédéterminée depuis le point initial.

Le mode de réalisation préféré de l’équilibrage de la machine comprend un châssis, axialement opposé portant pour INTERMEDIAIRE soutenant la partie à pondérer, au moins une force détecteur pour détecter les forces perpendiculaires à l’axe de rotation de la partie, circuit pour produire un signal électrique balourd, horloge pour générer une indication des intervalles de temps répétitif, dispositif de prélèvement pour la mesure des ensembles d’éléments discrets échantillonnage séquentiel , mémoire pour stocker les ensembles d’échantillons, dispositif branché sur le moteur de la voiture pour contrôler le moteur d’entraînement synchrone avec le dispositif de prélèvement d’échantillons, un dispositif de microprocesseur pour calculer les composants démodulé déséquilibre moyen de chacun des deux ensembles d’échantillons contigus, calcul de la valeur de la différence entre les deux ensembles de moyenne balourd, calculer la vitesse angulaire réelle de la valeur de la différence, de contrôle de la décélération du moteur en voiture à une unité de débit constant, la partie est à l’arrêt et en calculant le temps de décélération de la partie et arrêter la partie avec le déséquilibre dans une position prédéterminée.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS


La figure 1 est un schéma fonctionnel d’un avion deux dur portant des haltères longs ;

FIG. 2 est une vue en coupe de l’équilibreur illustrant les arrangements de ceinture de lecteur différent entre le moteur pas à pas et la partie entraînée ;

FIG. 3 est un graphique de la vitesse angulaire par rapport au temps pour une pièce tournante illustrant les grands événements au cours d’un cycle de mesure ;

FIG. 4 est un schéma fonctionnel d’un avion deux dur portant équilibreur utilisant un encodeur pour générer l’intervalle ; et

FIG. 5 est une vue partielle de face de l’équilibreur de roulement dur deux plan illustré à la FIG. 1.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE LA RÉALISATION PRÉFÉRÉE


Se référant maintenant aux dessins et plus particulièrement à la figure 1, il montre un diagramme de blocs élémentaires de l’automatiques composants numériques de machine et microprocesseur équilibrage. La partie de pièce 180 à pondérer est montée entre les roulements durs 190 et 200. Un moteur pas à pas de DC 160 est relié à la partie par courroie 170. Il y a plusieurs orientations de ceinture qui peuvent être utilisées.

Se référant maintenant à la FIG. 2, il est montré trois arrangements de rechange ceinture. La poulie de moteur de moteur pas à pas de DC 330 est reliée autour des poulies de renvoi 340 et 350 sur deux orientations de la partie entraînée 180. La ceinture 170 acheminés sous partie 180 et de poulies de renvoi 340 et 350 est un arrangement préféré pour petites pièces légères où vitesse de cycle de production est plus importante que minimiser le bruit de signal. Ceinture 171 routée sur partie 180 et les tendeurs 340 et 350 est un arrangement alternatif mais pas plu. La ceinture 172 routé directement entre la commande de moteur et la partie est utilisée où minimisant le bruit est critique.

Figure 3 illustre la courbe 1 d’une séquence de mesure typique. Courbe 1 montre une vitesse d’angulaire partie croissante jusqu'à ce que la pleine vitesse de fonctionnement est atteinte alors que la vitesse devient et reste constante jusqu'à ce que le ralentissement commence. Au cours de la région 80, la partie est accélérée à une valeur constante reste au point 10 à la vitesse de fonctionnement au point 20. Au point 20, l’accélération devient nulle et la partie tourne à une vitesse angulaire constante au cours de la régions, 90, 100, 110 et 120. Au point 60 de décélération commence à un rythme constant dans la région de 130 jusqu'à ce que la partie est arrêtée au point 70. Accélération et décélération dans les régions 80 et 130 ne sont pas nécessairement les mêmes taux. Le taux de critique est dans la région 130 où la décélération doit être suffisamment lente pour qu’aucun glissement se produit entre le moteur pas à pas, la partie et la courroie d’entraînement en raison de la force d’inertie et doit avoir lieu dans un nombre entier de tours. Un premier ensemble d’échantillons commence au point 20 et s’achève au point 30, qui est aussi le début de la deuxième série de l’échantillon. Le deuxième échantillon défini se termine au point 40. Chaque ensemble d’échantillons 90 et 100 correspondent parfaitement à 16 tours de 32 échantillons par tour pour un total de 512 échantillons dans chaque ensemble de données. Points 140 et 150 représentent le Centre des intervalles d’échantillonnage premier et deuxième respectivement.

Revenant maintenant à la figure 1, le moteur pas à pas de DC 160 et roulements 190 et 200 sont montés de façon rigide au bâti de la machine 5. Transducteurs piézoélectriques 202 et 203 sont utilisées pour générer des signaux électriques proportionnels aux forces qui leur sont appliquées. Quand la partie 180 est tournée, ces forces sont perpendiculaires à l’axe de rotation et représentent le déséquilibre actuel dans la partie tournante. Le signal généré par des transducteurs piézoélectriques 202 et 203 contiennent également des signaux indésirables. Les signaux non désirés à ou au-dessus de la fréquence d’échantillonnage sont éliminés par des filtres antirepliement 210 et 220. Ce déséquilibre des signaux (UL, UR) sont ensuite envoyés à 230 multiplexeur, lorsqu’un choix soit sLou SRfaite pour un traitement ultérieur.

Séparation de l’avion est nécessaire parce que le signal du transducteur 202 jouera le rôle de son ampleur en raison de l’influence des forces au transducteur 203 et vice versa. Lors de l’étalonnage les constantes vectorielles (K1, K2, K3, K4) sont déterminés dans l’ensemble des équations suivantes : UL= K1* SL+ K2* SR UR= K3* SL+ K4* SR

SLest le signal du canal gauche séparé,

SRest le signal du canal droit distinct,

ULest le signal du canal gauche composite, et

URest le signal du canal droit composite.

En utilisant connu déséquilibre des masses, positions et la fréquence de rotation, les constantes K1, K2, K3et K4peut être déterminé et est entré dans une mémoire vive 300 automatiquement par le microprocesseur 270. Microprocesseur 270 est alors activé pour effectuer la séparation de l’avion nécessaires.

Se référant maintenant à FIG. 5, qui est un frontview partielle de la configuration de montage partie nominale, les paramètres physiques suivants sont requis d’entrée et le stockage dans le microprocesseur 270 300 RAM via clavier 370 (FIG. 1) avant de mesurer ou étalonnage de toute rotation partie :

a gauche l’avion 531 emplacement 530, mesurée à partir du roulement 190 le long de l’axe de rotation ;

(b) gauche rayon de correction 560, mesurée à partir de l’axe de rotation radialement à la surface de la pièce à l’endroit où le plan gauche 531 ;

(c) droit emplacement plan 532 540, mesurée à partir du roulement 190 le long de l’axe de rotation ; et

(d) rayon de correction 570, mesurée à partir de l’axe de rotation radialement à la surface de la pièce à l’emplacement de l’avion de droite 532 à droite. Notez que la longueur 550 de rotation partie 180 de 190 à 200 de roulement de roulement illustre la FIG. 5.

Me référant à la FIG. 1, afin de déterminer les constantes K1, K2, K3et K4pour une classe de pièces tournées, une procédure de calibrage de trois spin est suivie pour générer trois séries de signaux de déséquilibre connus qui le microprocesseur 270 utilise ensuite pour déterminer mathématiquement les valeurs constantes. Cette procédure requiert l’utilisation d’un capteur de photoreflector 310 et une cible réfléchissante 320 (voir FIG. 1) temporairement apposée sur une partie tournante 180 qui est un exemple du type souhaité de pièces rotatives.

Me référant à la FIG. 5, la cible réfléchissante est reproduite derrière la partie pivotée de 180. À la figure 5 montre aussi un étalonnage poids 510 placé sur le plan de gauche 531. C’est la position du poids durant le premier lancement d’étalonnage. La partie s’arrête alors et la masse de calibrage déplacé vers le plan droit 532 (montré en fantôme à 520) au deuxième tour. La troisième rotation se faite avec le poids de calibrage supprimé. Avant le premier lancement, cependant, les renseignements suivants doivent être entrés au microprocesseur 270 via le clavier 370 :

(a) poids de calibrage ;

(b) le rayon 560 à plan gauche 531 mesurée entre l’axe de rotation et la surface de la pièce de rotation 180 ;

(c) Angle entre cible 320 et étalonnage gauche poids emplacement 510 ;

(d) le rayon 570 à plan droit 532 mesurée entre l’axe de rotation et la surface de la pièce de rotation 180 ;

e l’Angle entre cible 320 et droite d’étalonnage poids emplacement 520 ; et

(f) photo Pick-up (310) angle mesuré depuis l’arrière du socle (5) vers la gauche lorsqu’on regarde le côté droit.

Les trois tours fournissent des valeurs connues du balourd d'où la circuiterie du microprocesseur détermine les valeurs de K1, K2, K3et K4utilisé pour corriger les signaux de déséquilibre réel aux plans choisis déséquilibre gauche et droite, ULet URrespectivement pour donner les signaux de déséquilibre vrai SLet SR.

Se référant à nouveau à la figure 1, au cours d’un tour de la partie 180, corrigé des signaux SRou SLEntrez le circuit d’attente échantillon 240 de la 230 multiplexeur. Le microprocesseur 270 alimente également les impulsions pour le circuit d’attente échantillon d’établir les incréments de l’échantillon.

Une fois que la partie tournante 180 atteint la vitesse de fonctionnement l’échantillonnage set deux commence. Chaque élément de l’échantillon pour chaque incrément de l’échantillon est ensuite converti en un signal numérique équivalent par le convertisseur analogique/numérique 250. Chaque élément de signal numérique est ensuite stocké par le microprocesseur en mémoire vive 300 en attendant un traitement ultérieur. Chaque ensemble d’échantillons de 512 éléments est stocké en accès aléatoire mémoire 300 en 512 séparer les emplacements correspondant à la signaland #39 ; intervalle de temps s.

L’unité centrale de traitement 280 marque le temps correspondant à un point arbitraire comme le dernier incrément échantillon dans la séquence de temps d’échantillon comme un point initial. L’horloge 305, par le biais de l’unité centrale de traitement 280, fournit également les impulsions de synchronisation pour le moteur pas à pas DC telle que la position du moteur 160 cc moteur pas à pas par rapport au point initial est actuellement connue par l’unité centrale de traitement 280.

Quand deux contigus ensembles d’échantillons SAet SBont été stockées par le microprocesseur 270, la phase d’angle par rapport à la référence arbitraire peut être déterminée. Les accès de l’unité centrale de traitement 270-read only memory 290 dans laquelle une table de 512 éléments du sine et fonctions cosinus sont stockées. Ces tableaux est ensuite employés avec les données stockées pour calculer les composantes démodulés moyennes de l’angle de phase par rapport à une position prédéterminée désirée. Les valeurs de tableau de sinus et cosinus sont employés avec les éléments de l’échantillon stockée par microprocesseur 270 pour générer le signal démodulé phase angle coordonnées Axet unypar les équations suivantes : ##EQU3## où M = nombre de tours / ensemble d’échantillons

N = nombre d’éléments d’échantillon par révolution

S = signal à incrément de temps iM + j

Les tables de sinus et cosinus sont alors employés par microprocesseur 270 pour la deuxième série d’échantillons pour déterminer le signal démodulé coordonnées de l’angle B de phasexet Bypar les mêmes équations.

On effectue ensuite une correction d’une erreur dans la vitesse supposée de la partie en rotation. La vitesse supposée est saisie manuellement via le clavier 370 avant équilibrage et se fonde sur la disposition et la relative d’un diamètre de la poulie d’entraînement 330, le diamètre de la partie tournée et le taux de moteur pas à pas. Dans la réalisation de la figure 1, microprocesseur 270 fournit des impulsions pour un stepper motor 160 à un taux qui est contrôlée par l’horloge 305. Ce stepper est fixé synchrone avec le circuit d’attente échantillon 240, qui est également défini par microprocesseur 270. S’il y a une différence entre les angles de phase moyenne calculée des ensembles d’échantillons A et B, cela indique que la vitesse réelle n’est pas synchrone avec la vitesse supposée. Microprocesseur 270 effectue la correction en calculant la vitesse angulaire réelle R selon l’équation suivante : ##EQU4## où M = nombre de tours entre le centre d’un premier échantillon défini au centre d’un second échantillon fixé à la supposée vitesse angulaire

B = l’angle de déséquilibre du second échantillon la valeur en radians

A = l’angle de déséquilibre du premier échantillon de la valeur en radians

T = la durée totale entre le centre du premier échantillon mis au centre de la deuxième série d’échantillon

Se référant maintenant à la FIG. 3, 140 et 150 ci-dessus correspondent à la moitié de la période d’échantillonnage 90 correspondant à l’échantillon A et échantillon période 100 correspondant à l’échantillon B, respectivement. Parce que les périodes d’échantillonnage 90 et 100 sont de même longueur, l’incrément de temps entre 140 et 150 points est cette même longueur. Donc l’équation ci-dessus donne la vitesse de rotation corrigée ou réelle. L’inverse de cette équation fournit le nombre d’incréments de temps pour un tour de la partie. Période 110 montré entre 40 et 50 points est un arbitraire supposé période pour compenser la hors ligne temps de calcul requis par microprocesseur 270 pour calculer les fréquences réelles et est de l’ordre de 500 millisecondes. Personne versée dans l’art souhaiterait que cette heure doit être réglée en fonction de la vitesse de fonctionnement du microprocesseur 270. La période de 120 entre 50 et 60 points représente le temps nécessaire pour positionner la partie tournante avec le déséquilibre situé à la position finale souhaitée telle qu’au point 60 de que l’emplacement de déséquilibre sera un nombre prédéterminé d’intégrante des révolutions de l’arrêt du poste et la décélération peut commencer. Décélération est préprogrammée dans le microprocesseur 270 comme un rythme constant. Microprocesseur 270 est programmé pour générer des impulsions pour la conduite de commande de moteur 160 pour la décélération conformément à ce taux de décélération constante.

Calcul du temps au point 60 est effectué en calculant le nombre total d’heures entre le point initial et le point 60. Le point initial peut être n’importe quel point dans le cycle de mesurage au ou après le point 20. En général, point 40 est utilisée. Donc le temps pour atteindre le point 60 peut être calculé en ajoutant le délai prédéterminé 110 à l’angle de phase calculé 120. Lorsque le temps écoulé est égale à l’heure calculée au point 60 la rampe de décélération est commencée.

Microprocesseur 270 est davantage connecté pour afficher 360. En collaboration avec le calcul de la place de déséquilibre et de contrôler la décélération du moteur pas à pas 160 pour arrêter le déséquilibre à la position prédéterminée, microprocesseur 260 génère également des signaux pour l’affichage via l’écran 360. Comme c’est classique dans ces systèmes de contrôle de microprocesseur, affichage 360 est utilisé pour afficher des invites utilisateur pour l’ensemble initial, comme par exemple demande d’entrée de la vitesse de rotation de la partie tournante, informations sur l’état de l’opération d’équilibrage dynamique et ainsi de suite. En outre, microprocesseur 270 calcule l’amplitude du balourd dans la partie tournante. Affichage 360 est employée pour afficher cette quantité ainsi que la vitesse de rotation réelle calculée et l’emplacement du déséquilibre après l’achèvement de l’opération d’équilibrage dynamique. Affichage 360 pourrait être formée de lumière électroluminescente, un affichage à cristaux liquides, mais le mode de réalisation préféré est un moniteur vidéo formé avec un tube cathodique.

Dans la réalisation, illustrée à la figure 1, le taux de moteur pas à pas a été contrôlé par rapport à un taux d’échantillonnage d’ensembles de manière indépendante. Figure 4 illustre une autre incarnation. Microprocesseur 270 contrôle la vitesse de fonctionnement du moteur pas à pas 160 par génération d’impulsions avec le calendrier approprié. Cette cadence des impulsions se déroule en ce qui concerne les signaux d’horloge 305. Un codeur axe 400 est couplé à la partie tournante par ceinture 410. Rotation de la partie tournante provoque ceinture 410 pour faire pivoter le codeur axe 400. Codeur axe 400 généré à son tour un signal qui indique la position rotative du codeur axe 400. Microprocesseur 270 utilise ce signal de codeur axe 400 pour générer le signal de fréquence d’échantillonnage pour circuit d’attente échantillon 240. La fréquence d’échantillonnage est donc asynchrone avec le taux de moteur pas à pas. À d’autres égards, l’appareil illustré à la figure 4 fonctionne de la même manière que décrit précédemment.