Primære censur: Laroche, Eugene R.
Assistenten censur: Lee, Benny
Advokat, befuldmægtiget eller firma: Krass andamp; Unge
Krav:
Vi hævder:
1. en afbalancering maskine for automatisk ubalance placering af en roterende del og automatisk stoppe nævnte del med lokationen ubalance i en forudbestemt position, bestående af:
en stationær ramme;
bærende middel for rotatably støtte den roterende del at være balance på nævnte stationære ramme;
drevet motor betyder for roterende den roterende del;
transducer midler afsat på sagde forsynet med midler til sensing den roterende ubalance af roterende del og for producerer en elektrisk ubalance signal proportionalt med det roterende ubalance;
Speed control betyder tilsluttet sagde drevet motor betyder for at kontrollere den nominelle hastighed på rotation af den roterende del af nævnte drivmotor;
hastighed beregningen betyder tilsluttet sagde transducer midler til beregning af den faktiske hastighed på rotation af den roterende del fra elektriske ubalance signal;
deceleration leveringstid betyder tilsluttet sagde transducer betyder og sagde hastighed beregningen betyder for beregning af tid til at aftage sagde roterende del på en forudbestemt deceleration sats at stoppe den roterende del med lokationen ubalance i en forudbestemt position, sagde deceleration tidsberegning betyder bestemmelse deceleration tid fra sagde elektriske ubalance signal og sagde beregnede faktiske hastighed på rotation; og deceleration betyder tilsluttet sagde deceleration tid beregningen betyder og sagde hastighedskontrol betyder for aftagende sagde drive motor betyder på nævnte forudbestemt deceleration sats start på nævnte tidspunkt beregnes begynder at aftage den roterende del.
2. afbalancering maskine som hævdet i påstand 1, hvori sagde transducer midler omfatter en piezoelektriske krystal bortskaffes på nævnte bærende middel og lydhøre over for den roterende ubalance af roterende del for at producere et elektrisk signal, en antialiasing filter har en input modtage sagde elektrisk signal sagde piezoelektriske krystal, og en output, og en analog til digital konverter har en analog indgang tilsluttet sagde output af nævnte antialiasing filter og et digitalt output for producerer sagde elektriske ubalance signal.
3. afbalancering maskine som hævdede i påstand 1 hvori drive motor betyder er en jævnstrømsmotor stepper.
4. afbalancering maskine som hævdede i påstand 1, yderligere bestående af:
en mikroprocessor enhed herunder en centralenhed, et Læs kun hukommelse, en tilfældig adgang hukommelse og et ur, at have et program, der er gemt i nævnte Læs kun hukommelse for at kontrollere sagde mikroprocessor enhed for at legemliggøre sagde hastighed kontrol betyder, sagde hastighed beregningen betyder og sagde deceleration tidsberegning betyder.
5. afbalancering maskine som hævdede i påstand 4, hvori nævnte deceleration midler består af en forudbestemt drev funktion for producerer et lineært varierende hastighed sagt forudbestemt deceleration sats.
6. afbalancering maskine som hævdede i påstand 5, hvori nævnte forudbestemt drev funktion strækker sig over et integreret antal omdrejninger af den roterende del.
7. afbalancering maskine som hævdede i påstand 4, yderligere bestående af:
en visuel visning betyder tilsluttet sagde mikroprocessor enhed til at vise den faktiske hastighed på rotation af del, mængden af ubalance og placeringen af ubalance.
8. afbalancering maskine som hævdede i påstand 7, hvori nævnte visuelle display midler omfatter en videoskærm.
9. afbalancering maskine som hævdede i påstand 1, yderligere bestående af:
prøveudtagning betyder tilsluttet sagde transducer betyder for prøvetagning mindst to separate sæt af diskrete sekventielle prøve elementer af nævnte elektriske ubalance signal på en forudbestemt samplingfrekvens;
hukommelse betyder tilsluttet sagde prøveudtagning middel til lagring af mindst to sæt af diskrete sekventielle prøve elementer af nævnte elektriske ubalance signal;
demodulerede gennemsnitlige ubalance komponent beregningen betyder tilsluttet sagde hukommelse betyder for minder om sagde diskrete sekventielle prøve elementer og beregning af komponenten demodulerede gennemsnitlige ubalance i hver gemt sæt af diskrete sekventielle sample elementer af nævnte elektriske ubalance signal for de respektive vinkelrette komponenter i en vilkårlig referencesystem på en formodet hastighed svarende til nominel hastighed af nævnte speed control betyder;
forskellen vinkel beregning betyder tilsluttet sagde demodulerede gennemsnitlige ubalance komponent beregning middel til at beregne forskellen vinklen mellem nævnte demodulerede gennemsnitlige ubalance komponent af diskrete sekventielle prøve elementer af nævnte elektriske ubalance signal i forhold til respektive vinkelrette komponenter af en vilkårlig referencesystem for sagde mindst to sæt af diskrete sekventielle prøve elementer; og hvori sagde hastighed beregningen betyder er tilsluttet sagde forskellen vinkel beregning betyder og beregner nævnte faktiske hastighed beskæftiger nævnte forskel vinkel; og hvori sagde deceleration tidsberegning midler er tilsluttet sagde demodulerede gennemsnitlige ubalance komponent beregningen betyder og beregner sagde tid til at begynde at aftage sagde roterende del beskæftiger beregnede demodulerede ubalance signal korrigeret for sagde beregnes faktiske hastighed.
10. afbalancering maskine som hævdede i krav 9, hvori:
sagde hastighed beregningen betyder beregnes efter ligningen ##EQU5## hvor R = den faktiske hastighed på rotation af den roterende del, M = formodet antallet af omdrejninger af den roterende del mellem centrum af de første prøve og midten af en anden prøve fastsat ved naevnte nominelle hastighed,
A = ubalance vinklen på en første prøve i radianer,
B = ubalance vinklen på en anden prøve i radianer, og
T = den samlede længde af tid mellem centrum af de første prøve og midten af en anden prøve fastsat ved naevnte nominelle hastighed.
11. afbalancering maskine som hævdede i krav 9, hvori hver prøve sæt af diskrete sekventielle trin består af fem hundrede tolv trin der spænder over 16 omdrejninger af nævnte roteret del.
12. afvejning maskine som hævdede i krav 9, yderligere bestående af:
et skaft rotation kodningsprogram koblet til at blive drevet af den roterende del til at generere en elektrisk signal vejledende af hastigheden af rotation af den roterende del; og
nævnte prøveudtagning betyder at være tilsluttet sagde aksel encoder hvorved sagde samplingfrekvens ligger i synchronism med nævnte elektrisk signal vejledende af hastigheden af rotation af den roterende del.
13. afbalancering maskine som hævdede i krav 9, hvori:
sagde demodulerede gennemsnitlige ubalance komponent beregningen betyder beregner demodulerede gennemsnitlige ubalance komponenter i hver af nævnte lagrede prøve sæt ifølge ligninger ##EQU6## hvor Axog enyer respektive X og Y demodulerede koordinere komponenter af gennemsnitlige ubalance signal beregnet ud fra et tilsvarende sæt af prøver,
N = antallet af diskrete prøver pr. omdrejning af del ved naevnte nominelle hastighed,
M = antallet af omdrejninger af del pr. sample fastsat ved naevnte nominelle hastighed, og
S(iM+j) = jth udsnit af nævnte stikprøve elementer af nævnte elektriske ubalance signal af den iende revolution af del af nævnte tilsvarende sæt af prøven elementer.
14. en metode for automatisk ubalance placering i en roterende del og positionering sagde del med ubalance placering i en forudbestemt position, bestående af trin af:
roterende en del at være afbalanceret mellem to aksialt imod kuglelejer på et forudbestemt antaget vinkelhastighed;
sensing den roterende ubalance af roterende del på mindst en af nævnte aksialt imod lejer;
generere en elektrisk ubalance signal proportional med den overvågede roterende ubalance;
beregning af den faktiske vinkelhastighed af den roterende del fra sagde ubalance signal og sagde forudbestemt antaget vinkelhastighed;
beregning af tid til at begynde at aftage den roterende del med en forudbestemt hastighed til at stoppe den roterende del med lokationen ubalance i en forudbestemt position fra sagde elektriske ubalance signal og sagde beregnede faktiske vinkelhastighed; og
aftagende den roterende del på sagde forudbestemt sats når tiden når beregnede tid til at begynde at aftage den roterende del.
15. metoden som hævdet i påstand 14, yderligere bestående af trin af:
udtagning første og andet separate sæt af diskrete sekventielle prøve elementer af nævnte elektriske ubalance signal ved gentagne tidsintervaller på en forudbestemt samplingfrekvens;
lagring i en hukommelse sagde første og andet sæt af diskrete sekventielle prøve elementer af nævnte elektriske ubalance signal;
som erindrer om sagde første sæt af prøven elementer fra nævnte hukommelse;
beregning af det demodulerede gennemsnit af elektriske ubalance signal for sagde første sæt af prøven elementer i forhold til respektive vinkelrette komponenter af en vilkårlig referenceordning på sagde forudbestemt antaget vinkelhastighed fra nævnte hjemkaldt første sæt prøven elementer;
som erindrer om sagde andet sæt af prøven elementer fra nævnte hukommelse;
beregning af det demodulerede gennemsnit af elektriske ubalance signal for nævnte andet sæt af diskrete sekventielle prøve elementer i forhold til respektive vinkelrette komponenter af sagde vilkårlige referenceordning på sagde forudbestemt antaget vinkelhastighed fra nævnte hjemkaldt andet sæt prøven elementer;
beregne forskellen vinkel mellem det demodulerede gennemsnitlige ubalance signal til de respektive vinkelrette komponenter af nævnte vilkårlige referencesystem for nævnte først og andet sæt af prøven elementer;
sagde skridt til beregning af faktiske vinkelhastighed af den roterende del beskæftiger sagde beregnes forskellen vinkel mellem det demodulerede gennemsnitlige ubalance signal til de respektive vinkelrette komponenter af nævnte vilkårlige referencesystem for nævnte først og andet sæt af prøven elementer; og
sagde skridt til beregning af tid til at begynde at aftage den roterende del beskæftiger sagde beregnede demodulerede gennemsnittet af elektriske ubalance signalet fra en af nævnte første og andet sæt af prøven elementer korrigeret for sagde beregnes faktiske vinkelhastighed.
16. metoden som hævdet i påstand 15, hvori den faktiske vinkelhastighed beregnes ud fra ligningen ##EQU7## hvor M = den forudsatte antal omdrejninger mellem centrum af de første prøve og midten af en anden prøve på nævnte forudbestemt formodet vinkelhastighed,
En = beregnede ubalance fase vinkel af naevnte foerste stikproeve i radianer,
B = beregnede ubalance fase vinkel af nævnte anden prøve i radianer, og
T = den samlede længde af tid mellem centrum af de første prøve og midten af en anden prøve på nævnte forudbestemt formodet vinkelhastighed.
17. metoden som hævdet i hævder 15 hvori de første og andet sæt hver indeholder fem hundrede tolv gentagne tidsintervaller.
18. metoden, som hævdet i påstand 15, hvori sagde opbevaring trin og sagde beregningstrin udføres af en mikroprocessor.
19. metoden, som hævdet i påstand 15, hvori gennemsnitlige demodulerede komponenter til sagde først og andet sæt er beregnet efter ligninger ##EQU8## hvor Axog enyer respektive X og Y demodulerede koordinere komponenter af gennemsnitlige ubalance signal beregnet ud fra et sæt af prøver,
N = antallet af diskrete prøver pr. omdrejning af del på nævnte forudbestemt formodet vinkelhastighed,
M = antallet af omdrejninger af del pr. sample på nævnte forudbestemt formodet vinkelhastighed, og
S(iM+J) = længden af stikprøve af nævnte stikprøve elementer af nævnte elektriske ubalance signal af den iende revolution af del af nævnte tilsvarende sæt af prøven elementer.
Beskrivelse/kontrol:
Den foreliggende opfindelse vedrører generelt til en dynamisk afbalancering maskine, og navnlig, at en automatisk digital dynamisk afbalancering maskine hvori beløb og kantede placering af ubalance i en roterende del beregnes off linje og del er stoppet med ubalance i en forudbestemt position uden at bruge en reference mærkning på den roterende del.
I dynamisk afbalancering af en roterende del som en elektrisk motor armature, del er monteret på sin akse mellem lejer, roteres, og ubalance er sanses af vibrationer eller kraft sensorer på bærende steder. Flere metoder og hjælpemidler er blevet udviklet for at angive placeringen af ubalance på en roteret side. To tidlige typer maskiner udbredt meget i industrien brug stroboskopisk og fotocelle teknikker til at finde ubalance. Disse begge havde Ulempen, der kræver fysisk markeringer på den del er roteret. Disse maskiner også kræves visual estimater af lokationen ubalance og var derfor underlagt betjeningsfejl.
Den mest avancerede maskine af denne type er oplyst i U.S. Pat. Nr. 4,419,894 til Matumoto, hvori en umærket emnet er roteret, ubalance målt og placeret, og emnet stoppede med positionen ubalance i en forudbestemt retning for efterfølgende mærkning og materielle masse tilsætning eller fjernelse. Denne maskine udnytter vibrationer sensorer til at generere en analog ubalance signal, som er sinusformet. En ubalance fase puls genereres derefter elektronisk én gang pr. cyklus på den positive igangværende zerocrossing ubalance signal. Emnet er drevet af en motor, stepper. Hvert drev puls leveret til stepper motor forårsager tilførselsanordning til at rotere en ukendt men fast vinkel. En tæller, forudindstillede med et tal, der repræsenterer et integreret antal stepper motordrev pulser, regnes tilbage på hver stepper motordrev puls, begyndende med modtagelsen af en ubalance fase puls og roteret emnet stoppes når tælleren når nul. Det er et tidstro system, bælgfrugter kommer fra ubalance sensoren bruges til at starte nedtællingen.
Der er flere begrænsninger og ulemper forbundet med denne type maskine. Første, betydelige tid er forpligtet til at oprindeligt oprettet maskinen til at maksimere fly separation, Vælg optimal tællerindstillinger og acceleration og deceleration tariffastsættelse at minimere bælte skred. Disse tilpasninger skal foretages for hver forskellige emnet type målt. Indstillingerne bestemmes af trial and error metoder, som er vanskelig og tidskrævende.
For det andet metoden Matumoto kontrollerer ikke nøjagtighed af bestemmelsen af rotationshastighed og derfor introducerer fejl på grund af iboende drev bælte glidning mellem stepper motor drive og den drevne del.
Tredje, mindre forskelle i armature diametre kan introducere fejl i ubalance positionering skyldes at Matumoto maskinen ikke måle og udnytte den faktiske omdrejningsfrekvens af emnet.
Endelig fordi Matumoto metoden medfører tidskrævende serveropsætning skridt og iboende fejl for hver emnet, indebærer det betydelige begrænsninger i effektivitet for produktion line behandling.
Den foreliggende opfindelse giver en automatisk afbalancering maskine og metode, som overvinder de ovenfor identificerede ulemper og ulemper. Det er et objekt af denne opfindelse kan give en dynamisk afbalancering maskine og en digital metode for automatisk bestemmelse af mængden og kantede placering af ubalance i en roterende del og stoppe del med ubalance præcist placeret i en forudbestemt retning for mærkning og korrektion.
Det er en yderligere objekt af denne opfindelse til at levere en automatisk balancering metode hvori vinkelhastighed af den roterende del måles præcist og foretages en korrektion til den forudsatte vinkelhastighed til præcist beregne tid trendvækstraten, og Placer ubalance i en forudbestemt retning.
Det er en yderligere objekt af denne opfindelse til at give en automatisk digital afbalancering maskine, der digitalt beregner den ubalance fase vinkel off linje ved hjælp af en mikroprocessor og viser ubalance af hver rettelse fly visuelt ved hjælp af konventionelle video teknologi.
Derfor giver den foreliggende opfindelse en maskine og metode for automatisk bestemmelse af placeringen og størrelsen af ubalance på en roteret side præcist og effektivt. Opfindelse indebærer en unik kombination af skridt til at bestemme ubalance placering og omfang. Metoden består denne operative fremgangsmåde:
(a) roterer en del bør afvejes mellem to aksialt imod lejer;
(b) generere en elektrisk signal proportional med rotary ubalanceret på en af lejerne;
c beregningen af den faktiske vinkelhastighed fra den ubalanceret signal og et forudbestemt antaget vinkelhastighed;
(d) beregning af tid på at begynde en fremskyndelse af del på en forudbestemt deceleration sats for at stoppe del med de ubalanceret placering i en forudbestemt position; og
(e) aftagende del med en forudbestemt hastighed på det rette tidspunkt.
En illustrativ og specifikke legemliggørelse af metode opfindelse består af følgende trin:
a en roterende del mellem stationære lejer,
(b) genererer en analog elektriske ubalance signal proportionale med de styrker, der er genereret af den roterende del på den bærende steder,
(c) generere tidsinterval signaler synkron med rotation,
(d) konvertering af analoge ubalance signal til et digitalt signal,
(e) måling og lagring af en første digitale signal prøve under et første sæt af forudbestemt gentagne tidsintervaller,
(f) måling og lagring af en anden digital prøve under en anden som sæt af tidsintervaller sammenhængende med først,
(g) beregningen af den gennemsnitlige demodulerede fase vinkler for de første og andet sæt prøveeksemplarer efter følgende ligninger: ##EQU1## hvor Axog enyer de demodulerede koordinere komponenter af gennemsnitlige ubalance signal fra et sæt af prøver andquot; Aandquot;
N = antallet af diskrete prøve elementer pr. omdrejning
M = antal omdrejninger pr. sample sæt
S = prøve element af elektriske ubalance signal prøven
(h) beregningen af den faktiske vinkelhastighed Rasmussen efter følgende ligning: ##EQU2## hvor M = antallet af omdrejninger mellem midten af en første prøve indstillet til midten af en anden prøve på den antagede vinkelhastighed
B = ubalance vinkel af den anden prøve i radianer
A = ubalance vinkel af den første prøve i radianer
T = den samlede længde af tid mellem midten af den første prøve indstillet til midten af den anden prøve sæt
a beregning af antallet af tidsintervaller svarende til ubalance fase vinkel på den faktiske vinkelhastighed
(j) beregning af deceleration periode forpligtet til at bringe den del at hvile i en forudbestemt integreret antal omdrejninger,
(k) om oprettelse af en første referencepunkt i tidsrum svarende til et tidspunkt under de måling intervaller,
(l) udløser den roterende Del deceleration når de forløbne tidsintervaller fra den oprindelige referencepunkt er lig med summen af de beregnede tidsintervaller svarende til ubalance fase vinkel plus et forudbestemt beregning tidsinterval fra det oprindelige punkt.
Den foretrukne legemliggørelsen af afbalancering maskine indeholder en ramme, aksialt imod forsynet med for rotatably støtte den del at være afbalanceret, mindst én kraft detektor til påvisning af styrker normalt at del rotationsakse, kredsløb for at producere en elektrisk ubalance signal, ur til at generere en indikation af gentagne tidsintervaller, prøveudtagning enhed til måling af sæt af diskrete sekventielle prøve elementer , hukommelse til lagring af prøven sæt, enhed tilsluttet drevet motor for at kontrollere drevet motor synkron med enhedens prøveudtagning en mikroprocessor enhed for beregning af komponenterne demodulerede gennemsnitlige ubalance i hver af to sammenhængende prøve sæt, beregning af værdien forskel mellem to sæt af gennemsnitlige ubalance, beregningen af den faktiske vinkelhastighed fra værdien forskel, kontrollerende deceleration af drivmotor ved en konstant hastighed enhed del er stationær , og beregning af tid til at aftage del og stoppe del med ubalance i en forudbestemt position.
FIG. 1 er et Blokdiagram af en to fly hårdt bærer balancer;
FIG. 2 er en sektionsvisning af balancer illustrerer de forskellige drev bælte ordninger mellem stepper motor og den drevne del;
FIG. 3 er en graf over vinkelhastighed versus tid for en roterende emnet illustrerer de vigtigste begivenheder under en måling cyklus;
FIG. 4 er et Blokdiagram af en to fly hårdt bærer balancer udnytter en encoder til at generere timingen mellemrum; og
FIG. 5 er en delvis forfra af to fly harddisk kugleleje balancer vist i FIG. 1.
Nu med henvisning til tegningerne, og især FIG. 1 der er vist en elementær Blokdiagram af de automatiske digital afbalancering maskine og mikroprocessor komponenter. Emnet del 180 afbalanceres er monteret mellem hårde lejer 190 og 200. En DC stepper motor 160 er tilsluttet del via bælte 170. Der er flere bælte retningslinjer, der kan bruges.
Henviser nu til FIG. 2, er der vist tre alternative bælte ordninger. DC stepper motor skive 330 er tilsluttet omkring stjernehjul remskiver 340 og 350 i to retninger af den drevne del 180. Bælte 170 dirigeres nedenunder del 180 og over stjernehjul remskiver 340 og 350 er en foretrukken ordning for små, lette dele hvor produktion køre hastighed er vigtigere end minimere signal støj. Bælte 171 dirigeres over del 180 og Lediggængere 340 og 350 er en alternativ, men ikke foretrukne arrangement. Bælte 172 dirigeres mellem stepper motor og del direkte anvendes hvor minimere støj er kritisk.
FIG. 3 illustrerer kurve 1 af en typisk måling sekvens. Kurve 1 viser en stigende del vinkelhastighed indtil fuld operationel hastighed er nået på hvilket tidspunkt hastigheden bliver og forbliver konstant indtil deceleration begynder. Under region 80 er del accelereret på en konstant værdi fra resten på punkt 10 til overførselshastighed på punkt 20. På et tidspunkt 20 accelerationen bliver nul og del roterer på en konstant vinkelhastighed under regioner, 90, 100, 110 og 120. Punkt begynder 60 deceleration med en konstant hastighed i regionen 130 indtil del er stoppet på punkt 70. Acceleration og deceleration i områder 80 og 130 behøver ikke være de samme priser. Den kritiske hastighed er i regionen 130 hvor deceleration skal være langsom nok at ingen skred opstår mellem stepper drivmotor, del, og drivremmen på grund af inertial kræfter og skal ske i et integreret antal omdrejninger. En første prøve sæt begynder ved punkt 20 og er afsluttet i punkt 30, som også er begyndelsen af det andet prøve sæt. Den anden Eksempelsæt ender på punkt 40. Hver prøve sæt 90 og 100 optimalt svarer til 16 omdrejninger af 32 prøver pr. omdrejning i alt 512 prøver i hvert sæt af data. Punkt 140 og 150 repræsenterer i midten af de første og anden dataindsamlingsintervaller henholdsvis.
Tilbage nu til FIG. 1, er DC stepper motor 160 og lejer 190 og 200 stift monteret på maskinen rammen 5. Piezoelektriske transducere 202 og 203 er udnyttet til at generere elektriske signaler proportional med de styrker, der er anvendt på dem. Når del 180 roteres, disse kræfter er vinkelret på rotationsaksen og repræsenterer ubalance i den roterende del. Signalet genereret af piezoelektriske transducere 202 og 203 også indeholde uønskede signaler. De uønskede signaler på eller over samplingfrekvensen er elimineret ved antialiasing filtre 210 og 220. Disse ubalance signaler (UL, URASMUSSEN) sendes derefter til multiplexer 230, hvor et valg af enten SLeller SRASMUSSENer lavet til videreforarbejdning.
Fly separation er påkrævet, fordi signalet fra transduceren 202 vil have en del af dens størrelsesklasse påvirkning af kræfter på transducer 203 og vice versa. Under kalibreringen vektor konstanter (K1, K2, K3, K4) bestemmes i det følgende sæt af ligninger: UL= K1* SL+ K2* SRASMUSSEN URASMUSSEN= K3* SL+ K4* SRASMUSSEN
hvor
SLer signalet separat venstre kanal
SRASMUSSENer signalet separat højre kanal
ULer det sammensatte venstre kanal signal, og
URASMUSSENer det rigtige sammensætningskanal signal.
Ved at udnytte kendte ubalance masserne, holdninger og hyppigheden af rotation, konstanter K1, K2, K3, og K4kan være beslutsomme og trådte ind i tilfældig adgang hukommelse 300 automatisk af mikroprocessor 270. Mikroprocessor 270 er derefter mulighed for at foretage nødvendige fly separation.
Henviser nu til FIG. 5, som er en delvis frontview af nominel del montering konfiguration, er de følgende fysiske parametre skal være input og lagres i mikroprocessor 270 RAM 300 via tastatur 370 (FIG. 1) før måling eller kalibrering af nogen roteret del:
(a) venstre fly 531 placering 530, målt fra lejet 190 langs rotationsakse;
(b) forlod korrektion radius 560, målt fra den rotationsakse radialt til overfladen af del på placeringen af det venstre flyet 531;
(c) lige flyet 532 placering 540, målt fra lejet 190 langs rotationsakse; og
(d) lige korrektion radius 570, målt fra den rotationsakse radialt til overfladen af del i placeringen af den rigtige fly 532. Bemærk at FIG. 5 illustrerer længde 550 af roterende del 180 fra forsynet med 190 til forsynet med 200.
Henviser tilbage til FIG. 1, for at bestemme konstanter K1, K2, K3, og K4for en klasse af roteret dele følges en tre spin kalibrering procedure for at generere tre sæt af kendte ubalance signaler, som mikroprocessoren 270 bruger derefter til matematisk bestemme de konstante værdier. Denne procedure kræver brug af en photoreflector sensor 310 og en reflekterende target 320 (Se FIG. 1) midlertidigt anbragt på en roterende del 180, som er et eksempel på den ønskede type af roterende dele.
Henviser tilbage til FIG. 5, er reflekterende målet vist bag den roterede del 180. I FIG. 5 vises også en kalibrering vægt 510 placeret på venstre flyet 531. Dette er placeringen af vægten under den første kalibrering spin. Del er derefter stoppede og kalibrering vægten flyttet til højre flyet 532 (vist i phantom på 520) for den anden spin. Den tredje spin er færdig med kalibrering vægten fjernet. Før den første omgang, men skal følgende oplysninger indtastes mikroprocessoren 270 via tastaturet 370:
a en kalibrering vægt;
(b) radius 560 på venstre flyet 531 målt fra den rotationsakse på overfladen på den roterede side 180;
(c) vinkel mellem mål 320 og venstre kalibrering vægt placering 510;
(d) radius 570 på rigtige fly 532 målt fra den rotationsakse på overfladen på den roterede side 180;
(e) vinkel mellem mål 320 og rigtige kalibrering vægt placering 520; og
(f) foto pickup (310) vinkel målt fra bagsiden af den base enhed (5) mod uret, når den ses fra højre side.
De tre spins giver kendte værdier af ubalance hvorfra mikroprocessor kredsløb bestemmer værdierne af K1, K2, K3, og K4bruges til at korrigere de faktiske ubalance signaler på valgte venstre og højre ubalance fly, ULog URASMUSSENhenholdsvis at give sande ubalance signaler SLog SRASMUSSEN.
Henviser igen til FIG. 1, under et spin på side 180, korrigeret signaler SRASMUSSENeller SLAngiv prøve hold kredsløb 240 fra de multiplexer 230. Mikroprocessor 270 feeds også timing pulser til prøve hold kredsløb at etablere prøve intervaller.
Når den roterende del 180 når driftshastighed begynder de to sæt stikprøver. Hver prøve element for hver prøve tilvækst er derefter konverteret til en digital tilsvarende signal af analog/digital konverter 250. Hver digital signal element er derefter lagret af mikroprocessor i tilfældig adgang hukommelse 300 at afvente yderligere behandling. Hver prøve sæt 512 elementer gemmes i tilfældig adgang hukommelse 300 i 512 separate steder svarende til signaland #39; s tidsinterval.
Centralenhed 280 markerer den tid svarer til en vilkårlig punkt som den sidste prøve tilvækst i prøven tid sekvensen som første punkt. Ur 305, gennem centralenhed 280, giver også timing pulser til stepper jævnstrømsmotor, således at placering af de 160 jævnstrømsmotor stepper i forhold til det første punkt er i øjeblikket kendt af centralenheden 280.
Når to sammenhængende sæt prøver SørensenAog SBder er gemt af mikroprocessor 270, fase vinkel i forhold til den vilkårlige reference kan bestemmes. Centralenhed 270 adgange Læs kun hukommelse 290 hvori en 512 element tabel af sinus og cosinus funktioner er gemt. Disse tabeller er derefter ansat med lagrede eksempeldataene til at beregne de gennemsnitlige demodulerede komponenter af fase vinkel med hensyn til en forudbestemt ønskede position. Tabelværdierne sinus og cosinus er beskæftiget med de lagrede prøve elementer af mikroprocessor 270 til at generere det demodulerede fase vinkel koordinater Axog enypr. følgende ligninger: ##EQU3## hvor M = antal omdrejninger pr. sample sæt
N = antallet af prøven elementer pr. omdrejning
S = signal på tid increment iM + j
Tabellerne sinus og cosinus er derefter ansat af mikroprocessor 270 til det andet sæt af prøver at bestemme det demodulerede fase vinkel koordinater Bxog Bypr. de samme ligninger.
Derefter foretages en korrektion for eventuelle fejl i de antagne hastighed på den roterede side. Antaget hastighed angives manuelt via tastaturet 370 forud for balancering og er baseret på arrangement og relative diametre drev trisse 330, roteret del diameter og stepper motor sats. I legemliggørelsen af FIG. 1 giver mikroprocessor 270 impulser til en stepper motor 160 til en sats, der er kontrolleret af ur 305. Denne stepper sats er sat synkron med prøve hold kredsløb 240, der er også fastsat af mikroprocessor 270. Bør der være en forskel mellem de beregnede gennemsnitlige fase vinkler af prøven sæt A og B, indikerer dette, at den faktiske hastighed ikke er synkrone med den forventede hastighed. Mikroprocessor 270 gør korrektion ved beregning af den faktiske vinkelhastighed Rasmussen efter følgende ligning: ##EQU4## hvor M = antallet af omdrejninger mellem midten af en første prøve indstillet til midten af en anden prøve på den antagede vinkelhastighed
B = ubalance vinkel af den anden prøve i radianer
A = ubalance vinkel af den første prøve i radianer
T = den samlede længde af tid mellem midten af den første prøve indstillet til midten af den anden prøve sæt
Henviser nu til FIG. 3, svarer punkt 140 og 150 til midtpunkterne af prøvetagningsperiode 90 svarer til at prøve A og prøve periode 100 svarende til prøve B, henholdsvis. Fordi samplingperioder 90 og 100 er den samme længde, er tidsinterval mellem punkt 140 og 150 denne samme længde. Derfor giver ligningen ovenfor den korrigerede eller faktiske roterende hastighed. Inverse af denne ligning giver antallet af tidsintervallerne pr. omdrejning af del. Periode 110 vist mellem punkt 40 og 50 er en vilkårlig antaget tidsperiode for at kompensere for off linje beregningsmæssige tid kræves af mikroprocessor 270 til at beregne faktiske frekvenser og er på rækkefølgen af 500 millisekunder. En fagmand ville sætte pris på, at denne gang skal angives med henvisning til hastigheden af drift af mikroprocessor 270. Perioden 120 mellem punkt 50 og 60 repræsenterer den tid, der kræves til at placere den roterende del med den ubalance, der er beliggende på den ønskede endelige position på punkt 60 ubalance placering vil være en forudbestemt integreret antal omdrejninger fra stop position og deceleration kan begynde. Deceleration er forudprogrammeret i mikroprocessoren 270 som en konstant hastighed. Mikroprocessor 270 er programmeret til at generere pulser for kørsel stepper motor 160 til deceleration i overensstemmelse med denne konstante deceleration sats.
Beregning af tid til punkt 60 er udført ved at beregne den samlede mængde tid mellem det oprindelige punkt og punkt 60. Det første punkt kan være ethvert punkt i den måling cyklus på eller efter punkt 20. Punkt 40 bruges typisk. Derfor kan tid til at nå punkt 60 beregnes ved at tilføje forudbestemt forsinkelsesperioden 110 til den beregnede fase vinkel 120. Når den forløbne tid er lig med den beregnede tid til punkt 60 er deceleration rampen begyndt.
Mikroprocessor 270 er yderligere tilsluttet for at få vist 360. I forbindelse med beregningen af ubalance og kontrollerende deceleration af stepper motor 160 at stoppe ubalance på en forudbestemt position, genererer mikroprocessor 260 også signaler til visning via display 360. Som er konventionelle i sådanne mikroprocessor systemer, er display 360 ansat til at vise brugeren beder for første sæt op, som for eksempel anmoder om optagelse af den ønskede hastighed på rotation af den roterende del, oplysninger om status for dynamisk afbalancering drift og så videre. Desuden beregner mikroprocessor 270 omfanget af ubalance i den roterende del. Display 360 er ansat til at vise denne mængde sammen med den beregnede faktiske rotationshastighed og placeringen af ubalancen efter færdiggørelsen af handlingen dynamisk afbalancering. Display 360 kunne være dannet af lys lysdioder, en flydende crystal display, men den foretrukne legemliggørelse er en video display skærm dannet med et billedrør.
I legemliggørelsen illustreret i FIG. 1, blev stepper motor sats kontrolleret i forhold til et uafhængigt sæt samplingfrekvens. FIG. 4 viser en alternativ legemliggørelse. Mikroprocessor 270 styrer hastigheden af drift af stepper motor 160 af generation af pulser med den passende timing. Denne timing af pulser finder sted i forbindelse med signaler fra ur 305. En aksel encoder 400 er koblet til den roterende del af bælte 410. Rotation af den roterende del forårsager bælte 410 rotere aksel encoder 400. Aksel encoder 400 genereret igen et signal, der angiver den roterende position af akslen encoder 400. Mikroprocessor 270 beskæftiger dette signal fra akslen encoder 400 til at generere sampling rate signal for prøven hold kredsløb 240. Samplingfrekvens er derfor asynkrone med stepper motor sats. I andre henseender fungerer apparatet illustreret i FIG. 4 på samme måde som tidligere beskrevet.
