DE1225880B

DE1225880B - Device for converting vibration measurement results, preferably for balancing machines

Info

Publication number: DE1225880B
Application number: DESCH34614A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Reinhard Alffen
Original assignee: Carl Schenck Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Carl Schenck AG
Priority date: 1964-02-08
Filing date: 1964-02-08
Publication date: 1966-09-29
Also published as: GB1080059A

Description

Einrichtung zur Umformung von Schwingungs-Meßergebnissen, vorzugsweise bei Auswuchtmaschinen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Umformung von Schwingungsmeßergebnissen. Insbesondere bei Auswuchtmaschinen ist es allgemein bekannt, die Schwingungsmeßergebnisse derart umzuformen, daß die Unwuchtgröße und 4auge entweder direkt angezeigt oder zur Steuerung von Maschinen zur Beseitigung der Unwucht des Prüfkörpers verwendet werden.Device for converting vibration measurement results, preferably in balancing machines The invention relates to a device for reshaping Vibration measurement results. In balancing machines in particular, it is generally known to transform the vibration measurement results in such a way that the unbalance size and 4auge either displayed directly or for controlling machines to remove the unbalance of the Test body can be used.

Bei einer bekannten derartigen Einrichtung wird eine der Unwucht nach Größe und Lage entsprechende Meßwechselspannung gleichzeitig zwei von einem Phasengeber gesteuerten, frequenzgleichen, gegeneinander um 900 versetzen, Hilfswechselspannungen multiplikativ überlagert, wobei jede der Hilfswechseispannungen einem Modulator mit Gleichstrominstrument zugeführt wird. In a known device of this type, one of the unbalance measuring alternating voltage corresponding to size and position at the same time two of one Auxiliary AC voltages controlled by phase encoders, equal in frequency, offset from one another by 900 multiplicatively superimposed, each of the auxiliary AC voltages being a modulator is supplied with a direct current instrument.

Weiter ist ein Verfahren zur Bestimmung der Größen- und der Phasenlage der Unwucht eines Prüflings bei Auswuchtmaschinen bekannt, bei dem zunächst die Wechselspannung eines Gebers im Rhythmus zweier um 900 phasenverschobener Rechteckspannungen zerhackt wird. Die so gewonnenen beiden Zwischenspannungen werden daraufhin jede für sich mittels eines RC-Gliedes integriert. Ferner werden weitere proportional zu den erwähnten gespeicherten Spannungen gegeneinander phasenverschobene Rechteckspannungen mit einer von der Umlauffrequenz des Prüflings unabhängigen Frequenz gebildet, aus deren Mischspannung die Unwucht des Prüflings nach Größe und Phase ermittelt wird. Next is a method for determining the size and the phase position the imbalance of a test piece known in balancing machines, in which initially the AC voltage of an encoder in the rhythm of two square wave voltages phase-shifted by 900 is chopped up. The two intermediate voltages obtained in this way then become each integrated by means of an RC element. Furthermore, others will be proportional Square-wave voltages phase-shifted from one another in relation to the stored voltages mentioned formed with a frequency independent of the rotational frequency of the test object whose mixed voltage the imbalance of the test object is determined according to size and phase.

Sowohl die bekannte erwähnte Einrichtung als auch das genannte Verfahren zeigen insofern Nachteile, als beide an die Verwendung von Siebgliedern gebunden sind, da es bei dem bekannten erwähnten Verfahren erforderlich ist, aus den von der Umlauffrequenz des Prüflings unabhängigen Rechteckspannungen sowohl vor als auch nach der Mischung derselben die Sinusgrundwelle auszusieben. Both the known device mentioned and the method mentioned show disadvantages in that both are tied to the use of sieve members are, since it is necessary in the known method mentioned, from the the frequency of rotation of the test object independent square wave voltages both before sifting out the sine wave even after mixing them.

Es ist auch grundsätzlich schon vorgeschlagen worden, zur Umformung von Schwingungsmeßergebnissen bei Maschinen an sich bekannte Hallgeneratoren zu verwenden. It has already been proposed in principle for reshaping from vibration measurement results in machines to Hall generators known per se use.

Jedoch erfolgte die Verwendung der Hallgeneratoren bei den bekannten Einrichtungen nicht in der Weise, daß seine Vorteile, insbesondere die Vermeidbarkeit von Siebgliedern, ausgenutzt wurden. However, the Hall generators were used in the known ones Facilities not in such a way that its advantages, especially avoidability of sieve members, were exploited.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Vorteile des Hallgenerators bei einer Einrichtung der erwähnten Art voll zum Tragen zu bringen. The invention is therefore based on the object of the advantages of To bring Hall generator to full effect in a device of the type mentioned.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, bei einer Einrichtung zur Umformung von Schwingungsmeßergebnissen, vorzugsweise bei Aus- wuchtmas6hinen, bei der zwei durch einen Phasengeber erzeugte, um 900 gegeneinander phasenverschobene, frequenzgleiche Wechselspannungen über ein Multiplikationselement mit von einem Geber kommenden Spannungen verknüpft sind, die so gewonnenen Gleichspannungen gespeichert, in zwei um 900 versetzte Wechselspannungen umgewandelt und zusammengeführt sind, daß als Multiplikationselement zwei Hallgeneratoren verwendet, die Hallspannungen vorzugsweise nach einer Speicherung und/oder Verstärkung zwei weiteren Hall generatoren zugeführt sind, die von zwei um 900 phasenverschobenen, frequenzgleichen Hilfsspannungen gesteuert und die Ausgangswechselspannungen beispielsweise durch Serienschaltung vektoriell addiert sind. To achieve this object, the invention provides for a device for converting vibration measurement results, preferably for balancing machines, in which two generated by a phase encoder, phase-shifted by 900 against each other, AC voltages of the same frequency via a multiplication element with from one Transmitter coming voltages are linked, the DC voltages obtained in this way are stored, are converted into two alternating voltages offset by 900 and merged, that two Hall generators are used as a multiplication element, the Hall voltages preferably two further Hall generators after storage and / or amplification are supplied by two auxiliary voltages with the same frequency, phase-shifted by 900 controlled and the output alternating voltages for example by series connection are vectorially added.

Auf diese Weise wird die erforderliche Umwandlung von Wechsel- in Gleichstrom, und umgekehrt, auf eine einfache und elegante Art gelöst. Die Hallgeneratoren sind klein. Die Modulation mit einer beliebig wählbaren Hilfswechselspannung erfolgt derart, daß die Ausgangswerte als Sinus- und Cosinuswerte mit der Frequenz der Hilfsspannung vorliegen. Störende Oberwellen, wie sie bei Wechselrichtung mit gesteuerter Gleichrichtung auftreten, werden durch die erfindungsgemäße Einrichtung vermieden. In this way, the required conversion from bill to Direct current, and vice versa, solved in a simple and elegant way. The hall generators are small. The modulation takes place with any selectable auxiliary AC voltage such that the output values as sine and cosine values with the frequency of the auxiliary voltage are present. Disturbing harmonics, such as those caused by inverting with controlled rectification occur are avoided by the device according to the invention.

Durch die einfache vektorielle Addition wird dann an den Ausgangsklemmen eine Wechselspannung erhalten, die gegenüber der Hilfswechselspannung die gleiche Phasenlage besitzt, die die Unwucht gegenüber dem Phasengeber aufweist. The simple vector addition is then applied to the output terminals receive an alternating voltage that is opposite to the auxiliary alternating voltage same Has phase position that has the imbalance with respect to the phase encoder.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht in der Möglichkeit, mit einer Hilfsspannung leicht zu handhabender Frequenz zu arbeiten. Another major advantage of the device according to the invention there is the possibility of an easily manageable frequency with an auxiliary voltage to work.

Ferner wird eine gut sinusförmige Ausgangsspannung erhalten, wie dies mit den bekannten Einrichtungen nicht möglich ist. Furthermore, a well sinusoidal output voltage is obtained, such as this is not possible with the known facilities.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Ausgangsspannung der erfindungsgemäßen Einrichtung in bei Auswuchtmaschinen an sich bekannter Weise zur Anzeige sowohl der Unwuchtgröße als auch der Unwuchtlage oder zur Steuerung von Maschinen oder Vorrichtungen zur Beseitigung der Unwucht des Prüfkörpers verwendet. In a further embodiment of the invention, the output voltage the device according to the invention in a manner known per se in balancing machines to display both the unbalance size and the unbalance position or for control purposes used by machines or devices to remove the unbalance of the test specimen.

Der Betrag der Ausgangsspannung der erfindungsgemäßen Einrichtung ergibt dabei allein ein direktes Maß für die skalare Größe der Unwucht, wogegen die Ausgangsspannung in Verbindung mit der erfindungsgemäß vorgesehenen Hilfsspannung zur Anzeige der Winkellage der Unwucht verwendet wird oder zum Eindrehen des Prüfkörpers in die Winkellage zum Zweck der Unwuchtbeseitigung. The magnitude of the output voltage of the device according to the invention results in this alone a direct measure for the scalar size of the imbalance, whereas the output voltage in connection with the auxiliary voltage provided according to the invention is used to display the angular position of the unbalance or to screw in the test body into the angular position for the purpose of eliminating the unbalance.

In besonders zweckmäßiger Weise erfolgt diese Eindrehung eines Prüfkörpers in die der Unwucht entsprechenden Winkellage bei Auswuchtmaschinen dadurch, daß zwei um 900 versetzte Statorwicklungen eines Drehmelders von zwei um 900 phasenverschobenen Spannungen des Hilfsgenerators gespeist sind. This screwing in of a test body takes place in a particularly expedient manner in the angular position corresponding to the unbalance in balancing machines in that two stator windings of a resolver offset by 900 of two phase-shifted by 900 Voltages of the auxiliary generator are fed.

Der Rotor dieses Drehmelders, dessen Stator feststeht, ist durch ein mechanisches Glied, beispielsweise eine Welle, mit dem in die Winkellage einzudrehenden Prüfkörper und, vorzugsweise über ein Getriebe, auch mit einem Gleichstrommotor verbunden. Ferner ist ein phasenabhängiger Gleichrichter einerseits mit der zusammengeführten Spannung und andererseits mit der Rotorspannung des Drehmelders verbunden, wobei der Gleichrichter über einen Verstärker den Gleichstrommotor speist.The rotor of this resolver, the stator of which is fixed, is through a mechanical member, for example a shaft, with which to be rotated into the angular position Test body and, preferably via a gearbox, also with a DC motor tied together. Furthermore, a phase-dependent rectifier is on the one hand combined with the Voltage and on the other hand connected to the rotor voltage of the resolver, where the rectifier feeds the DC motor via an amplifier.

Im nachfolgenden wird an Hand einer schematischen Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung beschrieben. In the following, an exemplary embodiment is shown on the basis of a schematic drawing the device according to the invention described.

Die Figur zeigt ein Prinzipschaltbild für Auswuchtmaschinen. The figure shows a basic circuit diagram for balancing machines.

Mit 1 ist ein von der Wuchtspindel angetriebener Phasengeber bezeichnet, der zwei um 900 gegeneinander phasenverschobene frequenzgleiche Wechselspannungen V und H erzeugt, die mit dem Steuerfeld zweier Hallgeneratoren 4 und 5 verbunden sind. Von einem Geber 2, der als Tauchspuleneinrichtung ausgeführt ist und die Unwuchtschwingungen in der Umlaufdrehzahl entsprechende Wechselspannungen mit der Unwuchtgröße entsprechende Amplituden umsetzt, werden über den Verstärker 3 die beiden Hallgeneratoren 4 und 5 gesteuert. Infolge der Multiplikation der Steuergröße mit den beiden frequenzgleichen um 900 phasenverschobenen Wechselspannungen in den Hallgeneratoren werden Hallgleichspannungen erzeugt, die den beiden Speichern 6 und 7 zugeleitet werden. Von da aus werden die beiden den Unwuchtkomponenten verhältnisgleichen Spannungen über Verstärker 11 und 12 z. B. den Steuerfeldern von zwei weiteren Hallgeneratoren 8 und 9 zugeführt, deren zweite Eingänge mit zwei um 900 phasenverschobenen frequenzgleichen Hilfsspaunungen des Hilfsgenerators 10 in Verbindung stehen. Die hierdurch erzeugten beiden Wechselspannungen sind zusammengeführt und können am Instrument 18 unmittelbar die Größe der Unwucht anzeigen oder eine Maschine zur Beseitigung der Unwucht steuern. Beispielsweise kann die Vorschubbegrenzung einer Bohrmaschine hiervon beeinflußt werden. 1 with a phase encoder driven by the balancing spindle is referred to, of the two alternating voltages with the same frequency and phase shifted by 900 V and H generated, which are connected to the control panel of two Hall generators 4 and 5 are. From an encoder 2, which is designed as a moving coil device, and the unbalance vibrations AC voltages corresponding to the rotational speed with the corresponding unbalance size Converts amplitudes, the amplifier 3, the two Hall generators 4 and 5 controlled. As a result of the multiplication of the control variable by the two of the same frequency AC voltages in the Hall generators that are phase-shifted by 900 become DC Hall voltages generated, which are fed to the two memories 6 and 7. From there, the both voltages via amplifiers 11 and 11, which are proportional to the unbalance components 12 z. B. fed to the control fields of two further Hall generators 8 and 9, their second inputs with two auxiliary voltages of the same frequency, phase-shifted by 900 of the auxiliary generator 10 are in connection. The two alternating voltages generated in this way are merged and can use the instrument 18 directly to determine the size of the imbalance or control a machine to remove the imbalance. For example the feed limitation of a drilling machine can be influenced by this.

Der Rotor eines Drehmelders 13, dessen Stator feststeht, ist durch die Welle 17 mit dem in die Winkellage einzudrehenden Prüfkörper 12 und, vorzugsweise über ein Getriebe, auch mit dem Gleichstrommotor 14 verbunden. Die beiden um 900 versetzten Statorwicklungen des Drehmelders 13 werden von den zwei um 900 phasenverschobenen Spannungen des Hilfsgenerators 10 gespeist, so daß im Stator ein Drehfeld entsteht. Der phasenabhängige Gleichrichter 16 wird einerseits von der zusammengeführten Spannung 18 und andererseits von der Rotorspannung des Drehmelders 13 gespeist und liefert an seinem Ausgang 19 einen Gleichspaunungsmittelwert, der in Größe und Polarität von der relativen Winkellage zwischen Wuchtkörper und Unwucht abhängt. Diese Spannung dient nach Verstärkung mittels des Verstärkers 15 zum Betrieb des Motors 14, der sich je nach Polarität der Spannung vorwärts oder rückwärts so lange dreht, bis infolge der durch ihn bewirkten Drehung des Wuchtkörpers 12 und des damit verbundenen Rotors des Drehmelders 13 die Ausgangsspannung des phasenabhängigen Gleichrichters 16 zu Null geworden ist. The rotor of a resolver 13, the stator of which is fixed, is through the shaft 17 with the test body 12 to be rotated into the angular position and, preferably Also connected to the DC motor 14 via a transmission. The two around 900 offset stator windings of the resolver 13 are out of phase by the two by 900 Voltages of the auxiliary generator 10 are fed, so that a rotating field is created in the stator. The phase-dependent rectifier 16 is on the one hand from the combined voltage 18 and on the other hand fed by the rotor voltage of the resolver 13 and delivers at its output 19 a constant voltage mean value, which in size and polarity depends on the relative angular position between the balancing body and the unbalance. This tension is used after amplification by means of the amplifier 15 to operate the motor 14, the rotates forwards or backwards, depending on the polarity of the voltage, until as a result of the rotation of the balancing body 12 caused by it and the associated The rotor of the resolver 13, the output voltage of the phase-dependent rectifier 16 has become zero.

Der Prüfkörper hat dann eine der Phasenlage der Unwucht entsprechende Winkellage. The test body then has a phase position corresponding to the unbalance Angular position.

Claims

Claims: 1. Device for transforming vibration measurement results, preferably for balancing machines in which two are generated by a phase encoder, By 900 phase-shifted, frequency-equal alternating voltages over a Multiplication elements are linked to voltages coming from a transmitter, the DC voltages obtained in this way are stored in two AC voltages offset by 900 are converted and merged, characterized in that as a multiplication element two Hall generators (4, 5) are used, the Hall voltages preferably after one Storage (6, 7) and / or amplification (11, 12) of two additional Hall generators (8, 9) are supplied, the two of which are phase-shifted by 900 and have the same frequency Auxiliary voltages of an auxiliary generator (10) are controlled and the output AC voltages are added vectorially, for example by connecting them in series (18).

2. Device according to claim 1, characterized in that the output voltage the device in a manner known per se in balancing machines to display both the unbalance size (18) as well as the unbalance position or for controlling machines or devices are used to remove the imbalance of the test specimen.

3. Device according to claim 1, characterized in that two Stator windings of a resolver (13) offset by 900 from the two phase shifted by 900 Voltages of the auxiliary generator (10) are fed, the rotor of the resolver (13). whose stator is fixed by a mechanical link (17) with a test body to be rotated into the angular position corresponding to the unbalance (12) and, preferably via a gearbox, connected to a direct current motor (14) is and a phase dependent Rectifier (16) on the one hand with the merged Voltage (18) and on the other hand connected to the rotor voltage of the resolver (13) is, the rectifier (16) via an amplifier (15) the direct current motor (14) feeds.