Utama pemeriksa: Laroche, Eugene R.
Asisten pemeriksa: Lee, Benny
Pengacara, agen atau perusahaan: Krass andamp; Muda
Klaim:
Kami mengklaim:
1. mesin balancing untuk secara otomatis menentukan lokasi ketidakseimbangan bagian berputar dan secara otomatis menghentikan mengatakan bagian dengan lokasi ketidakseimbangan dalam posisi yang telah ditentukan, terdiri dari:
bingkai stasioner;
bantalan berarti untuk rotatably mendukung bagian berputar untuk keseimbangan pada frame stasioner berkata;
drive motor berarti untuk memutar bagian berputar;
transduser berarti dibuang di kata bantalan berarti untuk merasakan ketidakseimbangan rotary bagian berputar dan menghasilkan sinyal listrik ketidakseimbangan sebanding ketidakseimbangan rotary;
kecepatan kontrol berarti terhubung ke mengatakan drive motor berarti untuk mengendalikan nominal kecepatan rotasi bagian berputar oleh kata berkendara motor;
kecepatan perhitungan berarti terhubung ke berkata transduser berarti untuk menghitung kecepatan yang sebenarnya rotasi bagian berputar dari berkata listrik ketidakseimbangan sinyal;
perlambatan waktu perhitungan berarti terhubung ke mengatakan transduser berarti dan mengatakan kecepatan perhitungan berarti untuk menghitung waktu untuk untuk memperlambat mengatakan berputar bagian pada tingkat perlambatan telah ditetapkan untuk menghentikan bagian berputar dengan lokasi ketidakseimbangan dalam posisi yang telah ditentukan, kata perhitungan waktu perlambatan berarti menentukan waktu perlambatan dari mengatakan sinyal listrik ketidakseimbangan dan mengatakan dihitung sebenarnya kecepatan rotasi; dan perlambatan berarti terhubung ke kata perlambatan waktu perhitungan berarti dan berkata kontrol kecepatan berarti decelerating mengatakan drive motor berarti pada laju perlambatan telah ditetapkan kata dimulai pada waktu tersebut dihitung untuk mulai memperlambat bagian berputar.
2. mesin menyeimbangkan sebagai diklaim dalam klaim 1, dimana kata transduser berarti termasuk kristal piezoelektrik dibuang di berarti kata bantalan dan responsif terhadap ketidakseimbangan rotary bagian berputar untuk menghasilkan sinyal listrik, filter antialiasing yang memiliki menerima masukan mengatakan sinyal listrik kata piezoelektrik kristal dan memiliki output, dan berkata analog ke digital converter memiliki input analog terhubung ke output dari kata antialiasing filter dan digital output untuk menghasilkan kata sinyal listrik ketidakseimbangan.
3. mesin menyeimbangkan sebagai diklaim dalam klaim 1 dimana jalan motor drive adalah DC stepper motor.
4. mesin menyeimbangkan sebagai diklaim dalam klaim 1, terdiri lebih lanjut:
perangkat mikroprosesor termasuk unit pemroses sentral, memori hanya membaca, memori akses acak dan jam, memiliki program disimpan kata read only Memory untuk mengontrol perangkat kata mikroprosesor untuk mewujudkan berarti kontrol kecepatan kata, kata berarti perhitungan kecepatan dan berkata perhitungan waktu perlambatan berarti.
5. menyeimbangkan mesin sebagai diklaim dalam klaim 4, dimana kata perlambatan berarti terdiri dari fungsi drive telah ditetapkan untuk memproduksi linear berbagai kecepatan yang mengatakan ditentukan terlebih dulu laju perlambatan.
6. menyeimbangkan mesin sebagai diklaim dalam klaim 5, dimana kata berkendara ditentukan fungsi mencakup jumlah revolutions berputar bagian integral.
7. mesin menyeimbangkan sebagai diklaim dalam klaim 4, lebih lanjut terdiri dari:
Tampilan visual yang berarti terhubung ke mengatakan mikroprosesor perangkat untuk menampilkan kecepatan rotasi bagian, jumlah ketidakseimbangan dan lokasi ketidakseimbangan yang sebenarnya.
8. menyeimbangkan mesin sebagai diklaim dalam klaim 7, dimana kata tampilan visual berarti terdiri dari video monitor.
9. mesin menyeimbangkan sebagai diklaim dalam klaim 1, terdiri lebih lanjut:
sampling berarti terhubung ke mengatakan transduser berarti untuk sampling setidaknya dua terpisah set diskrit berurutan sampel elemen ketidakseimbangan listrik mengatakan sinyal di tingkat sampling yang telah ditetapkan;
memori berarti terhubung ke katakan sampling berarti untuk menyimpan mengatakan setidaknya dua set elemen diskrit berurutan sampel sinyal kata ketidakseimbangan listrik;
demodulated rata-rata ketidakseimbangan komponen perhitungan berarti terhubung ke berkata memori berarti untuk mengingat kata unsur-unsur diskret berurutan sampel dan menghitung rata-rata demodulated ketidakseimbangan masing-masing disimpan set komponen diskrit berurutan sampel elemen ketidakseimbangan listrik mengatakan sinyal untuk masing-masing komponen tegak lurus sistem referensi sewenang-wenang di diasumsikan kecepatan sesuai dengan berkata nominal kecepatan kata kecepatan kontrol berarti;
perbedaan sudut perhitungan berarti terhubung ke katakan ketidakseimbangan rata-rata demodulated komponen perhitungan berarti untuk menghitung sudut perbedaan antara komponen berkata demodulated rata-rata ketidakseimbangan unsur sampel berurutan diskrit ketidakseimbangan listrik mengatakan sinyal relatif terhadap masing-masing komponen tegak lurus sistem sewenang-wenang referensi untuk mengatakan setidaknya dua set elemen diskrit berurutan sampel; dan dimana kata kecepatan perhitungan berarti terhubung ke mengatakan perbedaan sudut perhitungan berarti dan menghitung kata kecepatan aktual yang mempekerjakan sudut kata perbedaan; dan dimana katakan perhitungan waktu perlambatan berarti terhubung ke mengatakan demodulated rata-rata ketidakseimbangan komponen perhitungan berarti dan menghitung mengatakan waktu untuk mulai memperlambat kata berputar bagian mempekerjakan mengatakan sinyal dihitung demodulated ketidakseimbangan dikoreksi untuk mengatakan dihitung kecepatan aktual.
10. mesin menyeimbangkan sebagai diklaim dalam klaim 9, dimana:
kata kecepatan perhitungan berarti menghitung menurut persamaan ##EQU5## mana R = kecepatan yang sebenarnya rotasi bagian yang berputar, M = jumlah diasumsikan revolusi bagian berputar antara pusat dari serangkaian contoh pertama dan pusat sampel kedua yang menetapkan kecepatan nominal berkata,
A = sudut ketidakseimbangan sampel pertama terletak di radian,
B = sudut ketidakseimbangan sampel kedua terletak di radian, dan
T = total panjang waktu antara pusat dari serangkaian contoh pertama dan pusat sampel kedua yang ditetapkan pada kata nominal kecepatan.
11. mesin menyeimbangkan sebagai diklaim dalam klaim 9, dimana setiap rangkaian sampel diskrit berurutan bertahap terdiri dari dua belas ratus lima bertahap mencakup enam belas revolusi bagian tersebut diputar.
12. mesin menyeimbangkan sebagai diklaim dalam klaim 9, lebih lanjut terdiri dari:
poros rotasi encoder digabungkan ke didorong oleh bagian berputar untuk menghasilkan sinyal listrik menunjukkan kecepatan rotasi bagian berputar; dan
sampling kata berarti sedang terhubung ke mengatakan shaft encoder dimana mengatakan tingkat sampling terletak di synchronism dengan sinyal listrik kata menunjukkan kecepatan rotasi bagian berputar.
13. mesin menyeimbangkan sebagai diklaim dalam klaim 9, dimana:
demodulated rata-rata ketidakseimbangan komponen perhitungan berarti menghitung rata-rata demodulated ketidakseimbangan komponen masing-masing kata sampel disimpan set menurut persamaan ##EQU6## kata mana Axdanyyang masing-masing X dan Y demodulated koordinat komponen dari rata-rata ketidakseimbangan sinyal dihitung dari seperangkat sesuai sampel,
N = jumlah diskrit sampel per revolusi bagian kecepatan nominal berkata,
M = jumlah revolutions dari bagian per sampel ditetapkan pada kata nominal kecepatan, dan
S(iM+j) = jth sampel sampel kata elemen ketidakseimbangan listrik mengatakan sinyal revolusi engan bagian ditetapkan sesuai kata unsur sampel.
14. sebuah metode untuk secara otomatis menentukan lokasi ketidakseimbangan dalam berputar bagian dan posisi berkata bagian dengan lokasi ketidakseimbangan dalam posisi yang telah ditentukan, terdiri dari langkah-langkah:
memutar bagian harus seimbang antara dua aksial menentang bantalan di ditentukan diasumsikan kecepatan sudut;
penginderaan ketidakseimbangan rotary bagian berputar di sedikitnya salah satu kata aksial menentang bantalan;
menghasilkan sinyal listrik ketidakseimbangan proporsional untuk merasakan ketidakseimbangan rotary;
menghitung kecepatan sudut sebenarnya bagian berputar dari mengatakan sinyal ketidakseimbangan dan mengatakan telah ditetapkan diasumsikan kecepatan sudut;
menghitung waktu untuk mulai memperlambat bagian berputar pada tingkat yang telah ditetapkan untuk menghentikan bagian berputar dengan lokasi ketidakseimbangan dalam posisi yang telah ditentukan dari mengatakan sinyal listrik ketidakseimbangan dan berkata dihitung kecepatan sudut sebenarnya; dan
Decelerating bagian berputar di mengatakan tingkat ditentukan ketika waktu mencapai mengatakan waktu dihitung untuk mulai memperlambat bagian berputar.
15. metode sebagai diklaim dalam klaim 14, lebih lanjut terdiri dari langkah-langkah:
sampling set pertama dan kedua terpisah unsur sampel berurutan diskrit ketidakseimbangan listrik mengatakan sinyal pada interval waktu yang berulang-ulang di tingkat sampling yang telah ditetapkan;
menyimpan di memori kata pertama dan kedua set elemen diskrit berurutan sampel sinyal kata ketidakseimbangan listrik;
mengingat kata set pertama dari unsur-unsur sampel dari memori kata;
menghitung rata-rata demodulated sinyal listrik ketidakseimbangan untuk berkata set pertama dari unsur-unsur sampel relatif terhadap masing-masing komponen tegak lurus sistem rujukan sewenang-wenang di berkata telah ditetapkan diasumsikan kecepatan sudut dari kata ingat pertama set elemen contoh;
mengingat kata set kedua unsur-unsur sampel dari memori kata;
menghitung rata-rata demodulated sinyal listrik ketidakseimbangan untuk set kedua kata diskrit sampel berurutan elemen relatif terhadap masing-masing komponen tegak lurus berkata sistem rujukan sewenang-wenang di berkata telah ditetapkan diasumsikan kecepatan sudut dari kata ingat set kedua elemen contoh;
menghitung sudut perbedaan antara sinyal ketidakseimbangan rata-rata demodulated untuk masing-masing komponen tegak lurus sistem rujukan sewenang-wenang kata kata pertama dan kedua set elemen contoh;
kata langkah perhitungan aktual kecepatan sudut berputar bagian mempekerjakan kata yang dihitung perbedaan sudut antara sinyal ketidakseimbangan rata-rata demodulated untuk masing-masing komponen tegak lurus sistem rujukan sewenang-wenang kata kata pertama dan kedua set elemen contoh; dan
mengatakan langkah perhitungan waktu untuk mulai memperlambat berputar bagian menggunakan kata dihitung rata-rata demodulated sinyal listrik ketidakseimbangan salah satu kata pertama dan kedua set dari unsur-unsur sampel yang dikoreksi untuk mengatakan dihitung sebenarnya kecepatan sudut.
16. metode sebagai diklaim dalam klaim 15, dimana kecepatan sudut sebenarnya dihitung berdasarkan persamaan ##EQU7## mana M = jumlah revolutions antara pusat dari serangkaian contoh pertama dan pusat sampel kedua yang ditetapkan pada kata telah ditetapkan diasumsikan kecepatan sudut, diasumsikan
= Dihitung ketidakseimbangan tahap sudut kata sampel pertama terletak di radian,
B = dihitung ketidakseimbangan tahap sudut sampel kedua kata di radian, dan
T = total panjang waktu antara pusat dari serangkaian contoh pertama dan pusat sampel kedua yang ditetapkan pada kata kecepatan sudut diasumsikan telah ditetapkan.
17. metode sebagai diklaim dalam mengklaim 15 dimana pertama dan kedua set masing-masing berisi lima ratus dua belas interval waktu berulang-ulang.
18. metode sebagai diklaim dalam klaim 15, dimana kata penyimpanan langkah dan langkah-langkah perhitungan tersebut dilakukan oleh mikroprosesor.
19. metode sebagai diklaim dalam klaim 15, dimana rata-rata demodulated komponen untuk kata pertama dan kedua set dihitung menurut persamaan ##EQU8## mana Axdanyyang masing-masing X dan Y demodulated koordinat komponen dari rata-rata ketidakseimbangan sinyal dihitung dari seperangkat sampel,
N = jumlah diskrit sampel per revolusi bagian pada diasumsikan sudut kecepatan telah ditetapkan berkata,
M = jumlah revolutions dari bagian per sampel ditetapkan pada kata telah ditetapkan diasumsikan kecepatan sudut, dan
S(iM+J) = panjang sampel sampel kata elemen ketidakseimbangan listrik mengatakan sinyal revolusi engan bagian ditetapkan sesuai kata unsur sampel.
Keterangan:
Penemuan ini umumnya berhubungan untuk menyeimbangkan mesin yang dinamis, dan, lebih khusus lagi, untuk digital dinamis menyeimbangkan mesin otomatis dimana jumlah dan lokasi sudut ketidakseimbangan di bagian berputar yang dihitung jalur dan bagian dihentikan dengan ketidakseimbangan dalam posisi yang telah ditentukan tanpa menggunakan referensi menandai pada bagian berputar.
Dalam menyeimbangkan dinamis bagian berputar seperti angker motor listrik, Bagian dipasang pada porosnya antara bantalan, berputar, dan ketidakseimbangan dirasakan oleh getaran atau kekuatan sensor di lokasi bantalan. Beberapa metode dan perangkat telah dikembangkan untuk menunjukkan lokasi ketidakseimbangan pada bagian diputar. Dua jenis awal mesin secara luas digunakan dalam industri menggunakan stroboscopic dan fotosel teknik untuk menemukan ketidakseimbangan. Keduanya memiliki kelemahan dari memerlukan tanda-tanda fisik di bagian yang sedang diputar. Mesin ini juga diperlukan visual perkiraan lokasi ketidakseimbangan dan karenanya tunduk pada kesalahan operator.
Mesin yang paling maju jenis ini diungkapkan di U.S. Pat. No. 4,419,894 untuk Matumoto, dimana benda kerja ditandai berputar, ketidakseimbangan diukur dan terletak, dan benda kerja berhenti dengan posisi ketidakseimbangan dalam orientasi yang ditentukan untuk menandai berikutnya dan bahan massal penambahan atau penghapusan. Mesin ini menggunakan mengendalikan vibration sensors untuk menghasilkan sinyal analog ketidakseimbangan yang sinusoidal. Ketidakseimbangan fase pulsa yang kemudian secara elektronik dihasilkan sekali per siklus pada zerocrossing positif akan sinyal ketidakseimbangan. Benda kerja digerakkan oleh stepper motor. Setiap denyut nadi berkendara yang dipasok ke stepper motor menyebabkan benda kerja untuk memutar sudut tidak diketahui tetapi tetap. Counter, preset dengan sejumlah mewakili bilangan integral stepper motor drive pulsa, dihitung kembali kepada pulsa motor drive stepper masing-masing yang dimulai dengan penerimaan ketidakseimbangan fase pulsa dan benda kerja diputar dihentikan ketika counter mencapai nol. Itu adalah sistem waktu nyata dalam kacang-kacangan yang datang dari ketidakseimbangan sensor digunakan untuk memulai hitungan mundur.
Ada beberapa pembatasan dan kelemahan yang terkait dengan jenis mesin. Pertama, banyak waktu dibutuhkan untuk awalnya mengatur mesin untuk memaksimalkan pesawat pemisahan, memilih pengaturan optimal counter dan menetapkan tarif percepatan dan perlambatan untuk meminimalkan sabuk slip. Penyesuaian ini harus dilakukan untuk setiap jenis berbeda benda yang diukur. Pengaturan yang ditentukan oleh metode trial and error yang canggung dan memakan waktu.
Kedua, metode Matumoto tidak memverifikasi keakuratan penentuan kecepatan rotasi dan karena itu memperkenalkan kesalahan karena slip sabuk drive melekat antara stepper motor drive dan bagian didorong.
Ketiga, minor perbedaan dalam diameter angker dapat memperkenalkan kesalahan dalam ketidakseimbangan posisi karena mesin Matumoto tidak mengukur dan memanfaatkan frekuensi rotasi sebenarnya benda kerja.
Akhirnya, karena metode Matumoto melibatkan langkah-langkah setup memakan waktu dan melekat kesalahan untuk masing-masing benda, itu memerlukan pembatasan yang signifikan dalam efisiensi untuk pengolahan lini produksi.
Penemuan ini menyediakan mesin menyeimbangkan otomatis dan metode yang mengatasi atas mengidentifikasi kelemahan dan kekurangan. Ini adalah obyek dari penemuan ini menyediakan mesin menyeimbangkan dinamis dan metode digital untuk secara otomatis menentukan jumlah dan lokasi sudut ketidakseimbangan dalam bagian yang berputar dan menghentikan bagian dengan ketidakseimbangan yang akurat diposisikan dalam orientasi yang ditentukan untuk menandai dan koreksi.
Ini adalah sebuah objek yang lebih lanjut dari penemuan ini memberikan metode menyeimbangkan otomatis dimana kecepatan sudut bagian berputar secara akurat diukur dan koreksi dibuat untuk kecepatan sudut diasumsikan untuk secara akurat menghitung waktu untuk memperlambat dan posisi ketidakseimbangan dalam orientasi yang ditentukan.
Ini adalah sebuah objek yang lebih lanjut dari penemuan ini menyediakan mesin menyeimbangkan digital otomatis yang digital menghitung sudut fase ketidakseimbangan jalur dengan menggunakan mikroprosesor dan menampilkan ketidakseimbangan setiap pesawat koreksi visual menggunakan teknologi video yang konvensional.
Dengan demikian penemuan ini menyediakan mesin dan metode untuk secara otomatis menentukan lokasi dan jumlah ketidakseimbangan bagian diputar secara akurat dan efisien. Penemuan melibatkan kombinasi unik dari langkah-langkah untuk menentukan lokasi ketidakseimbangan dan besarnya. Metode ini terdiri dari langkah-langkah operasi berikut:
() memutar bagian harus seimbang antara dua aksial menentang bantalan;
(b) menghasilkan sinyal listrik proporsional untuk putar seimbang di salah satu bantalan;
(c) menghitung kecepatan sudut sebenarnya dari sinyal tidak seimbang dan ditentukan diasumsikan kecepatan sudut;
(d) menghitung waktu di mana untuk memulai percepatan bagian pada tingkat perlambatan telah ditetapkan untuk menghentikan bagian dengan lokasi yang tidak seimbang dalam posisi yang telah ditetapkan; dan
(e) decelerating bagian pada tingkat yang telah ditetapkan pada waktu yang tepat.
Perwujudan ilustratif dan spesifik dari penemuan metode terdiri dari langkah-langkah berikut:
() memutar bagian antara stasioner bantalan,
(b) menghasilkan sinyal analog listrik ketidakseimbangan proporsional dengan kekuatan yang dihasilkan oleh bagian berputar pada bantalan lokasi,
(c) menghasilkan interval waktu sinyal sinkron dengan rotasi,
(d) mengkonversi sinyal analog ketidakseimbangan sinyal digital,
(e) mengukur dan menyimpan sampel sinyal digital pertama selama set pertama dari interval waktu berulang yang ditentukan,
(f) mengukur dan menyimpan sampel digital kedua selama kedua seperti set interval waktu bersebelahan dengan yang pertama,
(g) menghitung fase demodulated rata-rata sudut untuk pertama dan kedua set sampel menurut persamaan berikut: ##EQU1## mana Axdanyyang komponen koordinat demodulated rata-rata ketidakseimbangan sinyal dari seperangkat sampel andquot; Aandquot;
N = jumlah elemen diskrit sampel per revolusi
M = jumlah revolutions per sampel ditetapkan
S = elemen sampel sampel sinyal listrik ketidakseimbangan
(h) menghitung kecepatan sudut sebenarnya R menurut persamaan berikut: ##EQU2## mana M = jumlah revolutions antara pusat sampel pertama ditetapkan ke pusat sampel kedua yang ditetapkan pada kecepatan sudut diasumsikan
B = sudut ketidakseimbangan sampel kedua terletak di radian
A = sudut ketidakseimbangan sampel pertama terletak di radian
T = total panjang waktu antara pusat sampel pertama ditetapkan ke pusat set sampel kedua
(i) menghitung jumlah interval waktu yang sesuai dengan sudut fase ketidakseimbangan pada kecepatan sudut yang sebenarnya,
(j) menghitung perlambatan jangka waktu yang diperlukan untuk membawa bagian untuk beristirahat di sejumlah Revolusi, telah ditetapkan integral
(k) menetapkan titik awal referensi dalam waktu sesuai dengan beberapa titik selama interval mengukur,
(l) memicu perlambatan bagian berputar ketika interval waktu berlalu dari titik acuan awal sama dengan jumlah dari interval waktu dihitung sesuai sudut fase ketidakseimbangan ditambah selang waktu perhitungan telah ditetapkan dari titik awal.
Perwujudan disukai menyeimbangkan mesin berisi bingkai, aksial menentang bantalan untuk rotatably mendukung bagian harus seimbang, setidaknya satu memaksa detector untuk mendeteksi pasukan normal untuk sumbu rotasi bagian, sirkuit untuk menghasilkan sinyal listrik ketidakseimbangan, jam untuk menghasilkan indikasi interval waktu berulang, sampling alat untuk mengukur set elemen diskrit berurutan sampel , memori untuk menyimpan set sampel, perangkat yang terhubung ke motor drive untuk mengontrol motor drive sinkron dengan perangkat sampling, perangkat mikroprosesor untuk menghitung demodulated rata-rata ketidakseimbangan komponen masing-masing dari dua set berdekatan sampel, menghitung nilai perbedaan antara dua set ketidakseimbangan rata-rata, menghitung kecepatan sudut sebenarnya dari nilai perbedaan, mengendalikan perlambatan dari motor drive di unit konstan tingkat bagian stasioner , dan menghitung waktu untuk memperlambat bagian dan menghentikan bagian dengan ketidakseimbangan dalam posisi yang telah ditentukan.
Gambar 1 adalah blok diagram dari dua pesawat keras bantalan pengimbang;
FIG. 2 adalah tampilan sectional penyeimbang yang menggambarkan pengaturan sabuk drive yang berbeda antara stepper motor dan bagian didorong;
FIG. 3 adalah grafik kecepatan sudut versus waktu untuk benda berputar yang menggambarkan peristiwa-peristiwa besar selama siklus mengukur;
Gambar 4 adalah blok diagram dari dua pesawat keras bantalan pengimbang memanfaatkan encoder untuk menghasilkan interval waktu; dan
Gambar 5 adalah tampilan depan parsial pengimbang bantalan keras dua pesawat yang ditunjukkan dalam gambar 1.
Merujuk sekarang untuk gambar-gambar, dan lebih khusus untuk FIG. 1 tidak ditunjukkan diagram blok dasar otomatis digital menyeimbangkan mesin dan komponen mikroprosesor. Bagian benda 180 harus seimbang dipasang antara keras bantalan 190 dan 200. Stepper motor DC 160 terhubung ke bagian melalui sabuk 170. Ada beberapa orientasi sabuk yang dapat digunakan.
Merujuk sekarang FIG. 2, tidak ditampilkan tiga alternatif sabuk pengaturan. DC stepper motor sheave 330 terhubung di sekitar idler pulley 340 dan orientasi 350 dalam dua bagian didorong 180. Sabuk 170 diteruskan di bawah bagian 180 dan atas idler pulley 340 dan 350 adalah pengaturan yang lebih disukai untuk bagian-bagian kecil, ringan yang mana menjalankan kecepatan produksi lebih penting daripada meminimalkan kebisingan sinyal. Sabuk 171 dialihkan atas bagian 180 dan pemalas 340 dan 350 adalah pengaturan alternatif tapi tidak disukai. Sabuk 172 dirutekan antara stepper motor dan bagian langsung digunakan dimana meminimalkan kebisingan sangat penting.
FIG. 3 menggambarkan kurva 1 dari urutan khas pengukuran. Kurva 1 menunjukkan peningkatan bagian sudut kecepatan hingga kecepatan operasi penuh mencapai saat kecepatan menjadi dan tetap konstan sampai perlambatan dimulai. Selama wilayah 80 bagian dipercepat pada nilai konstan dari lain pada titik 10 untuk kecepatan operasi pada titik 20. Pada titik 20 percepatan menjadi nol dan bagian yang berputar pada kecepatan sudut konstan selama daerah 90, 100, 110, dan 120. Pada titik 60 perlambatan dimulai pada tingkat yang konstan di wilayah 130 sampai bagian dihentikan pada titik 70. Percepatan dan perlambatan di daerah 80 dan 130 tidak perlu tingkat yang sama. Tingkat kritis adalah di wilayah 130 mana perlambatan harus cukup lambat bahwa slip tidak terjadi antara drive stepper motor, Bagian, dan sabuk drive karena gaya inersia dan harus terjadi dalam integral jumlah revolutions. Set sampel pertama dimulai pada titik 20 dan selesai pada titik 30 yang juga permulaan set sampel kedua. Kedua sampel ditetapkan berakhir pada titik 40. Setiap sampel ditetapkan 90 dan 100 secara optimal sesuai dengan 16 revolusi 32 sampel per Revolusi untuk total 512 sampel di masing-masing set data. Poin 140 dan 150 mewakili pusat interval contoh pertama dan kedua masing-masing.
Kembali ke gambar 1, DC stepper motor 160 dan bantalan 190 dan 200 kaku dipasang ke frame mesin 5. Transduser piezoelektrik 202 dan 203 dimanfaatkan untuk menghasilkan sinyal-sinyal listrik yang sebanding dengan kekuatan yang diterapkan kepada mereka. Ketika bagian 180 berputar, kekuatan-kekuatan ini normal untuk sumbu rotasi dan mewakili ketidakseimbangan hadir dalam bagian berputar. Sinyal yang dihasilkan oleh piezoelektrik transduser 202 dan 203 juga mengandung sinyal yang tidak diinginkan. Sinyal yang tidak diinginkan pada atau di atas tingkat sampling dihapuskan oleh filter antialiasing 210 dan 220. Berikut ketidakseimbangan sinyal (UL, UR) kemudian dikirim ke multiplexer 230 mana pilihan baik SLatau SRdibuat untuk diproses lebih lanjut.
Pesawat pemisahan diperlukan karena sinyal dari transduser 202 akan memiliki bagian dari besarannya karena pengaruh kekuatan di transduser 203 dan sebaliknya. Selama kalibrasi vektor konstanta (K1, K2, K3, K4) ditentukan di set persamaan berikut: UL= K1* SL+ K2* SR UR= K3* SL+ K4* SR
mana
SLsinyal terpisah saluran kiri,
SRsinyal terpisah kanan saluran,
ULsinyal komposit saluran kiri, dan
URadalah sinyal komposit kanan saluran.
Dengan memanfaatkan dikenal ketidakseimbangan massa, posisi, dan frekuensi rotasi, konstanta K1, K2, K3, dan K4dapat memori akses acak yang ditentukan dan dimasukkan ke 300 secara otomatis dengan mikroprosesor 270. Mikroprosesor 270 kemudian diaktifkan untuk melakukan pemisahan diperlukan pesawat.
Merujuk sekarang untuk gambar 5, yang merupakan tampilan luar parsial dinilai bagian pemasangan konfigurasi, parameter fisik berikut ini diperlukan untuk masukan dan disimpan di mikroprosesor 270 RAM 300 melalui keyboard 370 (FIG. 1) sebelum mengukur atau kalibrasi dari setiap diputar bagian:
() kiri pesawat 531 lokasi 530, diukur dari bantalan 190 sepanjang sumbu rotasi;
(b) meninggalkan koreksi radius 560, diukur dari sumbu rotasi radial ke permukaan bagian di lokasi pesawat kiri 531;
(c) kanan pesawat 532 lokasi 540, diukur dari bantalan 190 sepanjang sumbu rotasi; dan
(d) tepat koreksi radius 570, diukur dari sumbu rotasi radial ke permukaan bagian dalam lokasi pesawat tepat 532. Dicatat bahwa gambar 5 mengilustrasikan panjang 550 berputar bagian 180 dari bearing 190 untuk bantalan 200.
Merujuk kembali ke gambar 1, untuk menentukan konstanta K1, K2, K3, dan K4untuk kelas bagian diputar, spin tiga kalibrasi prosedur diikuti untuk menghasilkan tiga set sinyal dikenal ketidakseimbangan yang mikroprosesor 270 kemudian menggunakan matematis menentukan nilai konstan. Prosedur ini memerlukan penggunaan photoreflector sensor 310 dan target reflektif 320 (Lihat gambar 1) sementara ditempelkan ke bagian berputar 180 yang merupakan contoh dari jenis yang diinginkan bagian-bagian berputar.
Merujuk kembali ke gambar 5, target reflektif ditampilkan di belakang bagian diputar 180. Dalam gambar 5 juga ditunjukkan kalibrasi berat 510 ditempatkan di bidang kiri 531. Ini adalah posisi berat selama kalibrasi putaran pertama. Bagian kemudian berhenti dan berat kalibrasi pindah ke pesawat tepat 532 (ditampilkan dalam phantom di 520) untuk putaran kedua. Putaran ketiga dilakukan dengan berat kalibrasi dihapus. Sebelum putaran pertama, namun, informasi berikut harus input ke mikroprosesor 270 melalui keyboard 370:
() berat kalibrasi;
(b) radius 560 di kiri pesawat 531 diukur dari sumbu rotasi ke permukaan bagian diputar 180;
(c) sudut antara target 320 dan kiri kalibrasi berat lokasi 510;
(d) radius 570 di kanan pesawat 532 diukur dari sumbu rotasi ke permukaan bagian diputar 180;
(e) sudut antara target 320 dan kalibrasi benar berat lokasi 520; dan
(f) foto pickup (310) sudut diukur dari bagian belakang base unit (5) berlawanan bila dilihat dari sisi kanan.
Tiga putaran memberikan nilai-nilai yang dikenal dari ketidakseimbangan yang sirkuit mikroprosesor menentukan nilai k1, K2, K3, dan K4digunakan untuk memperbaiki ketidakseimbangan sebenarnya sinyal di pesawat ketidakseimbangan pilihan kiri dan kanan, ULdan URmasing-masing untuk memberikan sinyal benar ketidakseimbangan SLdan SR.
Merujuk kembali ke gambar 1, selama spin bagian 180, dikoreksi sinyal SRatau SLMasukkan sirkuit terus sampel 240 dari multiplexer 230. Mikroprosesor 270 juga feed waktu pulsa sirkuit terus sampel untuk mendirikan bertahap sampel.
Setelah bagian berputar 180 mencapai kecepatan operasi dua set sampling dimulai. Setiap elemen sampel untuk setiap kenaikan sampel kemudian dikonversi ke sinyal digital setara dengan Konverter analog/digital 250. Setiap elemen sinyal digital kemudian disimpan oleh mikroprosesor dalam memori akses acak 300 untuk menunggu diproses lebih lanjut. Setiap sampel ditetapkan unsur 512 disimpan dalam akses acak memori 300 dari 512 terpisah lokasi yang sesuai dengan signaland #39; s interval waktu.
Unit pemroses sentral 280 menandai waktu sesuai dengan titik yang sewenang-wenang seperti kenaikan contoh terakhir dalam urutan waktu contoh sebagai titik awal. Jam 305, melalui unit pemroses sentral 280, juga menyediakan waktu pulsa ke DC stepper motor sehingga posisi DC stepper motor 160 relatif terhadap titik awal saat ini dikenal oleh unit pemroses sentral 280.
Ketika dua berdekatan set sampel SAdan SBtelah disimpan oleh mikroprosesor 270, fase sudut relatif terhadap referensi sewenang-wenang dapat ditentukan. Unit pemroses sentral 270 akses membaca hanya memori 290 dimana tabel elemen 512 sinus dan kosinus fungsi disimpan. Tabel ini kemudian bekerja dengan data sampel disimpan untuk menghitung rata-rata komponen demodulated sudut fase sehubungan dengan posisi diinginkan yang telah ditetapkan. Nilai-nilai meja sinus dan kosinus digunakan dengan unsur-unsur sampel disimpan oleh mikroprosesor 270 untuk menghasilkan fase demodulated sudut koordinat Axdanysetiap persamaan berikut: ##EQU3## mana M = jumlah revolutions per sampel ditetapkan
N = jumlah sampel elemen per revolusi
S = sinyal pada waktu kenaikan iM + j
Tabel sinus dan kosinus kemudian dipekerjakan oleh mikroprosesor 270 untuk set kedua sampel untuk menentukan demodulated tahap sudut koordinat Bxdan Bysetiap persamaan sama.
Koreksi kemudian dibuat untuk kesalahan dalam kecepatan diasumsikan bagian diputar. Kecepatan diasumsikan secara manual dimasukkan melalui keyboard 370 sebelum menyeimbangkan dan didasarkan pada pengaturan dan relatif diameter penggerak pulley 330, diameter bagian diputar dan tingkat motor stepper. Dalam perwujudan FIG. 1, mikroprosesor 270 menyediakan pulsa untuk sebuah stepper motor 160 pada tingkat yang dikendalikan oleh clock 305. Tingkat stepper ini terletak sinkron dengan sampel terus sirkuit 240, yang juga diatur oleh mikroprosesor 270. Harus ada perbedaan antara sudut dihitung rata-rata fase contoh set A dan B, hal ini menunjukkan bahwa kecepatan yang sebenarnya tidak sinkron dengan kecepatan diasumsikan. Mikroprosesor 270 membuat koreksi dengan menghitung kecepatan sudut sebenarnya R menurut persamaan berikut: ##EQU4## mana M = jumlah revolutions antara pusat sampel pertama ditetapkan ke pusat sampel kedua yang ditetapkan pada kecepatan sudut diasumsikan
B = sudut ketidakseimbangan sampel kedua terletak di radian
A = sudut ketidakseimbangan sampel pertama terletak di radian
T = total panjang waktu antara pusat sampel pertama ditetapkan ke pusat set sampel kedua
Merujuk sekarang FIG. 3, poin 140 dan 150 sesuai dengan midpoints sampel periode 90 sesuai dengan contoh A dan sampel periode 100 sesuai untuk mencicipi B, masing-masing. Karena periode sampel 90 dan 100 memiliki panjang yang sama, peningkatan waktu antara titik 140 dan 150 adalah sama panjang. Oleh karena itu persamaan di atas menghasilkan kecepatan rotasi yang dikoreksi atau aktual. Kebalikan dari persamaan ini menyediakan jumlah waktu bertahap per revolusi bagian. Periode 110 ditampilkan antara titik 40 dan 50 adalah sewenang-wenang diasumsikan jangka waktu untuk mengkompensasi garis off komputasi waktu diperlukan oleh mikroprosesor 270 untuk menghitung frekuensi yang sebenarnya dan merupakan urutan 500 milliseconds. Salah satu yang terampil dalam seni akan menghargai bahwa kali ini harus ditentukan berdasarkan referensi terhadap kecepatan pengoperasian mikroprosesor 270. Periode 120 antara poin 50 dan 60 mewakili waktu yang dibutuhkan untuk posisi bagian berputar dengan ketidakseimbangan yang terletak di posisi akhir yang diinginkan pada titik 60 lokasi ketidakseimbangan akan terpisahkan ditentukan jumlah revolutions dari halte posisi dan perlambatan mungkin mulai. Perlambatan diprogram ke dalam mikroprosesor 270 sebagai tingkat konstan. Mikroprosesor 270 diprogram untuk menghasilkan pulsa untuk mengemudi stepper motor 160 untuk perlambatan sesuai dengan tingkat perlambatan konstan ini.
Perhitungan waktu untuk titik 60 dilakukan oleh menghitung jumlah waktu antara titik awal dan titik 60. Titik awal mungkin biaya setiap titik dalam siklus mengukur di untuk atau setelah titik 20. Biasanya titik 40 digunakan. Oleh karena itu waktu untuk mencapai titik 60 dapat dihitung dengan menambahkan jangka waktu penundaan telah ditetapkan 110 ke sudut dihitung fase 120. Ketika waktu berlalu sama dengan waktu dihitung untuk titik 60 jalan perlambatan dimulai.
Mikroprosesor 270 terhubung lebih lanjut untuk menampilkan 360. Dalam hubungannya dengan perhitungan tempat ketidakseimbangan dan mengendalikan perlambatan stepper motor 160 berhenti ketidakseimbangan pada posisi yang telah ditentukan, mikroprosesor 260 juga menghasilkan sinyal untuk tampilan melalui tampilan 360. Seperti konvensional seperti mikroprosesor kontrol sistem, tampilan 360 digunakan untuk menampilkan user prompt untuk set awal, misalnya meminta masuknya dikehendaki kecepatan rotasi bagian yang berputar, informasi tentang status operasi menyeimbangkan dinamis dan sebagainya. Selain mikroprosesor 270 menghitung besarnya ketidakseimbangan dalam bagian berputar. Tampilan 360 digunakan untuk menampilkan jumlah ini dihitung sebenarnya kecepatan rotasi dan lokasi ketidakseimbangan setelah selesai operasi menyeimbangkan dinamis. Tampilan 360 bisa membentuk cahaya memancarkan dioda, layar kristal cair, namun perwujudan pilihan tampilan video monitor dibentuk dengan Tabung sinar katoda.
Dalam perwujudan diilustrasikan pada gambar 1, tingkat motor stepper dikontrol dalam kaitannya dengan tingkat sampling independen set. Gambar 4 menunjukkan perwujudan alternatif. Mikroprosesor 270 kontrol kecepatan pengoperasian stepper motor 160 oleh generasi pulsa dengan tepat waktu. Ini waktu pulsa berlangsung dalam kaitannya dengan sinyal dari clock 305. Shaft encoder 400 digabungkan ke bagian berputar oleh belt 410. Rotasi bagian berputar menyebabkan sabuk 410 untuk memutar poros encoder 400. Shaft encoder 400 pada gilirannya menghasilkan sinyal yang menunjukkan posisi rotary encoder poros 400. Mikroprosesor 270 mempekerjakan sinyal ini dari poros encoder 400 untuk menghasilkan sinyal tingkat sampling untuk sampel terus sirkuit 240. Tingkat sampel tak sinkron dengan tingkat motor stepper. Dalam hal lain, aparat yang diilustrasikan pada gambar 4 beroperasi dengan cara yang sama seperti dijelaskan sebelumnya.
