Устройство для динамической балансировки лучом лазера роторов

(19 2 ФОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21 ) . 3443431/1 8-28 источник переменного тока, первый блок (22) 21,05.82. ключей, входы которого соеаинены с ио- (46) 23,09.83. Бюп.35точником переменного тока, а выходы- (72) П.Н.Баранов, В.М.Суминов, . с приводом вращающейся оптической сио- А.С.Климов, В. В,Самодепкин, В.Е.Ко-. темы, блок командных сигналов и второй. тепьников, В.Ш.Уразов, А.А.Бойков и . блок ключей, входы которого соединены с и Л.М,Дьячкова источником переменного тока, а выходы- (71) Московский авиационный технологи- о приводом ротора, о т и и ч а ю щ е еческий институт им. К. Э.Циолковского с я тем, что, с цепью повышрния точнос- (53),621.317.39:531.781 (088,8) ти балансировки и производительности, (56) 1, Патент франции1589411, блок управлений скоростью вращающейся кп. 001 М 1/22, 1970 оптической системы выполнен в виде по 2. Скворчевский А.К. и др, Автомати- следовательно соединенных кварцевого ческие балансировочные станки с .испонь-, генератора, трех депитепей частоты, эпезованием лазеров непрерывного действии: мента ЗИИЛИ и счетчика, друх регистМеханизация и автоматизация производ- ров, информационные входы которых сое- а ства", 1978,5, с. 19 (прототип)., динены с выходом счетчика, блока срав, нения кодов, входы которого соединены с (54)(57) 1УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИНА- выходами регистров, распределителя иь- МИЧЕСКОЙ БАЛАНСИРОВКИ ЛУЧОМ пульсов, первый и второй входы которого . ЛА 3 ЕРА РОТОРОВ, имеющих собственный подключены к инверсному выходу второго привод, содержащее основание, закреплен .делителя частоты, третий и четвертый .- ные на нем подвес дпя установки роторавходы - к выходу третьего делителя ча- расположенные соосно с ротором вращаю" тоты, а выходы - к входам опроса регист- щуюся оптическую сйстему с приводом и кор . ров, элемента 2 И, первый вход которого ректирующий лазер, датчик опорного сигнала подключен к выходу блока сравнения кодов, и датчики дисбаланса, связанные с пьдве- .и трех последовательно.соединенных жаусом, соединенный с датчиками блок кэме-щих мупьтивибраторов, вход первого из рения, датчик опорного сигнала вращаю-которых и третий и четвертый входы эпе-.щейся оптической системы, последователь- мента 3 ИИЛИ соединены с выходом но соедйненные блок преобразования, блок второго делителя частоты, а выход - с синхронизации, второй вход которого сое- пятым входом распределителя импульсов, . динен с выходом датчика)опорного сигнапа выход третьего ждущего мупьтивибратора вращающейся оптической системы, и бай ", ,подключен к входу сброса счетчика, выход управления," второй вход которого связан; первого. делителя частоты связан с пятым с вторым выходом блока преобразования,;входом элемента ЗИИЛИ, шестой вход: а выход - с входом . управления лазера, которого соединен с датчиком опорного блок управления скоростью вращакецейся . сигнала вращающейся оптической системы,. оптической системы, вход которого под блок командных сигналов выпопнен в ви ключен к выходу датчика опорного сигна- де блока включения и сброса, трщтеров. па вращающейся оптической системы, режима и запрета,Я-входы которых поа,сброса, порогового элемента, вход которо.го соединен с третьим выходом блокапреобразования и элемента 2 И первыйвход которого поакпючен к выхоау порогового элемента, второй вход к инввроному выхоау триггере запрета и к третьему входу блока синхронизации, а выхоак Ц-входу триггера режима, выхоа которого связан с четвертым .входом. блокасинхронизации, управляющим вхоаом вто. рого блока ключей.и вторым входом элемента 2 И бпока управпения скоростьювращающейся. оптической . системы, выходкоторого соедийен с управляющим входом1Изобретение относится к технологииприборостроения и может быть использовано дпя бапансировки лучом паэера мапо;габаритных роторов, имеющих собствен 5ный приводаИзвестно устройство дпя бапансировкипучом лазера, содержащее основание, эакреппенные на нем подвес апя установкиротора, распопожвнные соосно с ротором 1 Овращающуюся оптическую систему (ВОС)с привоаом и корректирующий лазер,датчик опорного сигнала, бпок измеренияи бпок управления Я,Недостатками такого устройства являютсяневысокая точность бапансировки иограниченная производитепьность.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является устройстводпя. динамической балансировки лучомлазера роторов, имеющих. собственныйпривод, содержащее основание, эакреппендные на нем подвес дпя установки ротора,устаиовпенныв соосно с ротором вращающуюся оптическую систему с приводом икорректирующий лазер, датчик опорногосигнапа и датчики.дисбаланса, связанныес подввсом, соединенный с датчиками бпокизмерения датчик опорного сигнала вра.щающейся оптической системы, посцеаоватЗОтельно соединенные блок преобразованияблок синхронизации, второй вход которогосоединен с выходом датчика опорногосигнапа вращающейся оптической системы,и бпок управления, второй вход которогосвязан.; с вторым выходом бпока преобра- З 1 первого блока ключей и с В-входом триггера сброса.2. Устройство по и. 1, о т и и ч аю щ е е с я тем, что распределитель импульсов выполнен в виде двух элементов 2 И и двух элементов 2 ИЛИ, включенных на выходе соответствующих элементов 2 И,3. Устройство по пп. 1 и 2, о т и ич а ю щ е е с я тем, что блок преобразования выполнен в виде амплитудного детектора и последовательно соединенных порогового элемента, вход которого соеди- нен с входом амплитудного детектора, и двух ждущих мультивибраторов. 2зовения, а выход - с входом управлениялазера, блок управления скоростью вращающейся оптической системы, вхоа которого подключен к выходу датчика опорногосигнала вращающейся оптической системы,источник переменного тока, первый бпокключей входы которого соединены с источником переменного тока, а выходыс приводом вращающейся оптической сиотемы, блок командных сигналов и второйблок ключей, входы которого соединенйс источником переменного тока, а выходы - с приводом ротора 2.Недостатками известного устройстваявляются невысокая точность балансировки и ограниченная, производительность,обусповпе иная большим временем фазовогосовмещения объектива вращающейся оп.тической системы и тяжепого" местаротора, а также срывами фаэовой синхронизации в условиях помех,Цель изобретения - повышение точнос ти балансировки и проиэводитепьности.Поставпенная цель достигается тем,что в устройстве дпя динамической бапаЬсировки пучом пазера роторов, имеющихсобственный привод, содержащем основание, закреппенные на нем подвес дпя,установки ротора, расположенные сооснос ротором вращающуюся оптическую систему с приводом и корректирукхций лазер, датчик опорного сигнапа и датчикидисбаланса, связанные с поавесом, соединенный с датчиками блок измерения,датчик опорного сигнала вращающейся3 104 оптической системы, последовательно соединенные блок преобразования, блок син хронизации второй:вход которого соединен с выходом датчика опорного сигнала вращающейся оптической системы,и блок управления, второй вход которого связан с ., вторым выходом блока преобразования, а выход - с входом управления лазера, бпок управпения скоростью вращающейся оптической системы вход которого подкпю-. 10 чен к выходу датчика опорного сигнала вращающейся оптической системы, источ- ник переменного тока, первый блок кпю чей, входы которого соединены с источнйком перемейного тока, а выходы - с приводом вращающейся оптической систе-мы, блок командных сигналов. и второй блок ключей, входы которого соединены с источником переменного тока, а выходы - . с приводом ротора, блок управления ско- рО ростью вращающейся оптической системы выполнен в вице последовательно соединенных кварцевого генератора, трех делителей частоты, элемента ЗИИЛИ и счетчика, двух регистров, информационные 25 входы которых соединены с выходом Сяет,/ чика, блока сравнения кодов, входы которого соединены с выходами регистров. распределителя импульсов, первый и второй входы которого подключены к инверо- ЭО ному выходу второго делителя частоты, третий и четвертый входы - к выходу третьего делителя частоты,а выходы -, к входам опроса регистров, .элемента 2 И, первый вход которого подключен к выхо35 ду блока сравнения кодов, и трех поспедо вательно соединенных ждущих мупьтивибраторов, вход первого из которых и третий и четвертый входы элемента ЗИ 2 ИЛИ соединены с выходом второго де питепя частоты, а выход - с пятым.входом распределителя импульсов, выход третьего ждущего мупьтивибратора под.кпючен к входу сброса счетчика, выход первого делителя частоты связан с пятым45 входом эпемента ЗИ 2 ИЛИ, шестой вход которого соединен с датчиком опорного сигнала вращающейся оптической системы, блок командных сигналов выполнен в виде блока, включения и сброса, триггеров ре жима и запрета, б -входы которых под-.,50 кпючены к выходу блока включения и сброса, порогового элемента, вход кото рого соединен с третьим выходом бпжа преобразования, и эпемента 2 И, перяяй7 вход которого подключен к выходу порогового элемента, второй вход - к инвероному выходу триггера запрета и третьему входу блока синхронизации, а выход - к . 3499 4К-входу,.триггера режима, выход которогг связан с четвертым входом бпока синхро низации управляющим входом второго блока ключей и вторым входом элемента 2 И блока управления скоростьювращающейся оптической системы, выход которого соединен с управляющим входом первого блока ключей и с 1-входом триггера сброса.Причем распределитель импульсов выполнен в виде двух элементов 2 И и двух элементов 2 ИЛИ,. включенных на выходесоответствующих элементов 2 И., Кроме того, блок преобразования вы-. полнен в виде амплитудного детектора ипоспедомтепьно соединенных порогового эпемента, вход которого соединен с входом амплитудного детектора, и двухждущих мупьтивибраторов.На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство содержит осномние 1, подвес 2, в котором устанавливается ротор, датчик 3 опорных импульсов, привод 4 ротора, вращающуюся оптическую систему 5 (ВОС) с приводом 6, лазер 7 датчики 8 и 9 дисбапанса, блок 10 измерений, входы которого подключены к выходам датчиков 3,8 и 9, поспедоватепьно соединенные блок управления, блок 12 синхронизации и блок 13 управления, выход которого соединен с лазером 7, датчик 14 опорного сигнала вращающейся оптической системы (ВОС), блок 1.5 управления скоростью ВОС, первый блок 16 ключей, источник 17 переменного тока, подключенный к блоку 16 ключей, блок 18 командных сигналов, второй блок 19 кпючей, подключенный к источнику 17.Бпок 15 управления скоростью ВОС ; вынопнен в виде последовательно соеаьненных кварцевого.генератора 20; депитепей 21 - 23 частоты, элемента 24 ЗИ-. 2 ИЛИ и счетчика 25 блока 26 срав пения кодов, регистров 27 и 28, входыкоторых подключены к выходу счетчика 25, а выходык входам блока 26 сравнения кодов, распределителя 29 импупьсов элемента 30 2 И и поспедоватепьно соединенны х ждущих мупьтивибраторов31 - 33.Блок 18 командных сигналов выпопнеив виде блока 34: включения и сброса,тратера 35 режима, триггера 36 запрэта, выход которого 6 единен с третьимвходом блока синхронизации, пороговогоэлемента 37 и элемента 38 2 И, Расаре-депитепь 29 имнупьсов выполнен в видеэлементов 2 И 39 и 40 и элементов 2 ИЛИ -Ф3 1043499 641 и 42. Блок 11 преобразования выпоп- цесс бапансировкиесли величина дисбанен в виде последовательно соединенных панса меньше допуска, Строб фтяжелогофпорогового элемента 43, ждущих мупьти- места ротора сравнивается в блоке 12вибраторов 44 и 45 и амппитудного де- синхронизации со стробом, снимаемым стектора 46. датчика 14 опорного сигнапа ВОС 5, иУстройство работает следующим об- при их совпадении при условии включаразом. ния триггера 35 режима и выкпюченииБапансируэмый ротор устанавливается триггера 36 запрета) инициируют запускв, подвесе 2 и подключается приводом 4лазера 7 через блок 13 управления. Лак блоку 19 ключей. Нажимается кнопка 10 зерный импульс производит коррекшпоблока 34 включения и сброса и импульс неуравновешенной массы .и на поверхносс его выхода задним фронтом устанавпи- ти ротора возникает след в виде глухоговает триггеры 35 и 36 в состояние по- отверстия,гической единицы. Сигнап логической Процесс автоматически повторяется доединицы с выхода триггера 35 режима 35. достижения дисбалансом поля допуска,включает блоки 16 и 19 ключей, через после чего пороговый элемент 37 откпю.которые на приводы 4 и 6 ротора и . чает триггер 35 режима; прекращаетсяВОС 5 свыходов источника 17 перемен- подача питающих напряжений на приводыного тока начинают поступать перемен и 6.ротора и ВОС 5, они останавлиные токи рабочей частоты, Бапансируе ваются, после чего ротор:поворачиваетсямый ротор и ВОС 5 начинают разгонять- и бапансируется в другой плоскости,ся, При выходе их на рабочие обороты При работе схемы важным моментом,причем в сиду большей инерционности определяющим частоту синхронизации совВОС 5 разгоняется медпейнее, чем ро-. падений положений "тяжепого места ротор, сигнал с бпока 15 управления ско тора и" фокуса объектива ВОС 5, а слеростью ВОС по входусбрасывает. вдоватепьно, и производительность бапансиначальное попожение.триггер 36 запрета, .ровки, явпяется обеспечение режима взасигнап с инверсного выхода которого имного их проскальзывания с частотойразрешает срабатывание бпока 12 синхро-2-5 Гц, что обеспечивается характером.низации и через.второй логический але- З 0 работы блока 15 управпения скоростьюмент 38, 2 И подготавливает возврат ВОС 5,триггера 35 режима по входу Ю, еслиПри. работе блока 15 поспедоватепьдисбапанс ротора в шпоскости коррекции ность щмпупьсов стабильной частоты сне превышает щпя допуска. В противном. выхода кварцевого генератора 20 делитсяспучае осуществляется цикл коррекции з делителями 21-23 частоты, соответствендисбапанса. но первым - до частоты 1 р бапансировки,Дисбалансы ротора в плоскостях ко. вторым - до частоты 11 = 0,5 1 Ъ и .рекции воспринимаютсядатчиками 8 и 9 третим - до частоты 1 =" 0,25 Гц. Ука"дисбаланса и преобразуются бпоком 10 занные напряжения и имшупьсы с выходаизмерения в, два синусоидапьных напря-0 датчика 14 опорного сигнаша ВОС 5 комжения, первое из которых характеризует мутируются логическим элементом 24величину и угон дисбаланса в одной, а. ЗИИЛИ в последовательность пачеклвторое - в другой плоскостях коррекции. импупьсов дпитепьностью каждая с =1 сНапряжение, характеризующее дисба- и частотой 1, содержащих: четнаяпанс в трэоуемой плоскости коррекции,импульсы частотой 180 с нечетная -воспринимается бпоком 11 преобраэова- частотой эос вращения ВОС 5, и несутния, где из него с помощью порогового информацию о текущем. и заданном значе-.. эпемента 43 и ждущих мупьтивибраторов ниях частоты вращения ВОС 5. Эти им-.Ф 4 и 45 формируется строб фтяжепогоф пуньсы записываются двоичным счетчи-места, а с помощью амппитудного детес- ком 25, предварительно сбрасываемым втора 48, выдепяется постоянное напря- нулевое положение импульсами частотойжение, пропорционапьное дисбапансу. Это 11 с выхода третьего ждущего мупьтинапряжение управпяет через бпок 13 уп- . вибратора 33,равнения энергией импупьсов паэера 7,. Параппепьные коды, соответствующиеа также является опорным.дпя порогового . заданной Нос текущей 18 ос частотам55.эпемента 37, настроенного на амплитуду вращения ВОС 5, поспедоватейьно запиарабатывания, пропорцюнапьную остаточ- сываются паралпепьйыми регистрами 27вому дисбапансу, и отключающего через,и 28 импупьсами с выходов распредепивторой логический эпемеит 2 И 38 про- теля 29 импупьсов, причем последний Вы7 1043499 8дает импупьсы частотой 1, сдвинутые гической 1" при 1 1 ос и лог друг относительно друга на половину пе- ческому "О, в противйом спучае этот риода. Это необходимо для того, чтобы . сигнал через логический элемент 2 И 30 записать в регистре 27 код,.соответсти блок 16 ключей управляет скоростью вуюший заданной частоте вращения5 врашения ВОС 5, а также первым пере- ВОС 5, а в регистре 28 - текущей час- ладом отключает триггер 36 запрета. тоте вращения ВОС 5. Коды выходов Изобретение позволяет повысить точпараппепьных регистров 27 и 28 срав- ность балансировки и производительность ниваются блоком 26 сравнения кодов . устройства дпя динамической балансировтак, что сигнал на его выходе равен по О ки роторов лучом лазера.