[go: up one dir, main page]

RU1772637C - Method of balancing with a laser beam - Google Patents

Method of balancing with a laser beam

Info

Publication number
RU1772637C
RU1772637C SU904869810A SU4869810A RU1772637C RU 1772637 C RU1772637 C RU 1772637C SU 904869810 A SU904869810 A SU 904869810A SU 4869810 A SU4869810 A SU 4869810A RU 1772637 C RU1772637 C RU 1772637C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
laser
imbalance
pulse
balancing
laser pulse
Prior art date
Application number
SU904869810A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Михайлович Суминов
Павел Николаевич Баранов
Сергей Николаевич Куликов
Татьяна Юрьевна Могильная
Николай Борисович Анфимов
Original Assignee
Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского filed Critical Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского
Priority to SU904869810A priority Critical patent/RU1772637C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1772637C publication Critical patent/RU1772637C/en

Links

Landscapes

  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к технологии приборостроени . Цель изобретени  - повышение точности и производительности балансировки. Перед балансировкой осуществл ют генерацию лазерных импульсов разных энергий, регистрируют распределение мощности излучени  в течение каждого импульса генерации, определ ют фазовый сдвиг относительно начала генерации и учитывают его при генерации лазерных импульсов при коррекции дисбаланса. 5 ил, 2 табл.The invention relates to instrumentation technology. The purpose of the invention is to improve the accuracy and performance of balancing. Prior to balancing, laser pulses of different energies are generated, the radiation power distribution is recorded during each generation pulse, the phase shift relative to the start of generation is determined, and it is taken into account when generating laser pulses in correcting the imbalance. 5 silt, 2 tablets

Description

Изобретение относитс  к технологии приборостроени  и может быть использовано дл  балансировки гироскопов, вращающихс  на рабочей скорости вращени  лучом лазера.The invention relates to instrumentation technology and can be used to balance gyroscopes rotating at an operating speed of rotation by a laser beam.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и производительности, а также обеспечение сходимости процесса балансировки .The aim of the invention is to increase accuracy and productivity, as well as to ensure the convergence of the balancing process.

На фиг.1 представлена схема формировани  угловой ошибки коррекции дисба- лансов лучом лазера; на фиг.2 представлено типичное распределение плотности мощности лазерного излучени  по длительности импульса, а также проиллюстрирована методика определени  требуемого времени лазерного импульса исход  из равенства энергий; на фиг.З представлена схема измерени  длительности лазерного импульса; на фиг.4 представлена структурна  схема, иллюстрирующа  реализацию предложенного способа коррекции дисбалансовFigure 1 shows a diagram of the formation of the angular error of the correction of imbalances by a laser beam; Fig. 2 shows a typical distribution of the power density of a laser radiation over a pulse duration, and also illustrates a technique for determining the required laser pulse time based on an equality of energies; Fig. 3 is a diagram for measuring a laser pulse duration; figure 4 presents a structural diagram illustrating the implementation of the proposed method for correcting imbalances

лучом лазера; на фиг.5 представлены фотографии формы лазерных импульсов ЛТУ Квант-16 (см. табл.1).a laser beam; figure 5 presents photographs of the shape of the laser pulses LTU Quantum-16 (see table 1).

Ротор 1 устанавливают в приспособление дл  коррекции и разгон ют до частоты балансировки. Вибраци  ротора воспринимаетс  датчиком вибрации 2 и преобразуетс  в электрический сигнал с частотой, равной частоте вращени  ротора,и амплитудой , пропорциональной величине дисбаланса . Указанный электрический сигнал поступает на вход блока 3 определени  параметров дисбалансов, на второй вход поступают импульсы с фотооптического датчика 4, воспринимающего светоконтра- стную метку на поверхности ротора. На выходе блока 3 формируютс  два электрических сигнал - в виде уровн  посто нного напр жени , пропорционального величине дисбаланса, управл ющего напр жением накачки лазера 5, а следовательно, и энергией генерируемого импульсами импульсный сигнал, задний фроьт которого несет информацию о прохождении т же (ЛThe rotor 1 is mounted in a correction device and accelerated to a balancing frequency. The vibration of the rotor is sensed by the vibration sensor 2 and converted into an electrical signal with a frequency equal to the rotational speed of the rotor and an amplitude proportional to the amount of imbalance. The indicated electrical signal is fed to the input of the imbalance parameter determination unit 3, and pulses from the photo-optical sensor 4, which receives a light contrast mark on the rotor surface, are fed to the second input. At the output of block 3, two electrical signals are generated - in the form of a constant voltage level proportional to the imbalance that controls the pump voltage of the laser 5, and therefore the pulse-generated signal energy, the back of which carries information about the passage of the same (L

СWITH

sjsj

ЮYU

о соoh co

44

лого места в фокусе оптической системы лазера.logo in the focus of the laser optical system.

Этот импульсный сигнал поступает на вход ждущего генератора 6, где осуществл етс  его задержка на врем  Тз Тоб тх , где Т0б - врем  одного оборота ротора. Сигнал с выхода ждущего генератора 6 поступает на блок управлени  лазером 5, инициирует генерацию импульса.This pulse signal is fed to the input of the waiting generator 6, where it is delayed by the time T3 Tob, where T0b is the time of one revolution of the rotor. The signal from the output of the standby generator 6 is fed to the laser control unit 5, which initiates the generation of a pulse.

Определим врем  упреждени  начала генерации лазерного импульса. С допущением , что корректируема  масса m пропорциональна энергии W лазерного импульса и напр жению накачки лазера U, можно записать:Let us determine the lead time of the start of laser pulse generation. Assuming that the mass being corrected m is proportional to the laser pulse energy W and the laser pump voltage U, we can write:

-U, -U,

(4)(4)

илиor

ТиT

mk К / q (г, U )dr mk K / q (g, U) dr

(5)(5)

При коррекции дисбаланса вращающегос  тела неподвижным лучом лазера:When correcting the imbalance of a rotating body with a stationary laser beam:

пP

Dk R 2 mi ,(6)Dk R 2 mi, (6)

i 1i 1

где R - радиус коррекции,where R is the radius of correction,

(p-t - угол i-й корректируемой массы, или(p-t is the angle of the i-th corrected mass, or

Dk R m. cos ,(7)Dk R m. cos, (7)

где mЈ - суммарна  масса, удал ема  за импульс,where mЈ is the total mass removed per pulse,

Ay - приведенный угол коррекции тг , соответствующий угловой ошибке, см.фиг,1.Ay is the reduced correction angle tg corresponding to the angular error, see Fig. 1.

С учетом (5) выражение (7) примет вид:In view of (5), expression (7) takes the form:

00

55

00

55

00

55

В этом случае удал емые массы mi(Wi) и m2(W2) равны между собой, а Д 2 лтх f - угол коррекции ms, то есть углова  ошибка коррекции дисбаланса (где f - частота балансировки).In this case, the removed masses mi (Wi) and m2 (W2) are equal to each other, and Д 2 лтх f is the correction angle ms, i.e., the angle error of the unbalance correction (where f is the balancing frequency).

Момент времени гх определим исход  из услови  равенства энергийThe moment of time gx we determine the outcome of the condition of equality of energies

W1-W2.W1-W2.

тогдаthen

/ q(r,U)dT / q(r,U)dr,(8)/ q (r, U) dT / q (r, U) dr, (8)

оГхogh

После аппроксимации формы лазерного импульса функцией вида q(U, f) и вычислени  определенных интегралов в выражении (8) определ етс  врем  гх.After approximating the shape of the laser pulse by a function of the form q (U, f) and calculating certain integrals in expression (8), the time rx is determined.

В качестве примера практической реализации определим врем  дл  лазера Квант-16, работающего в режиме свободной генерации с параллельно-согласованным включением катушек индуктивности разр дного контура.As an example of practical implementation, let us determine the time for a Quantum-16 laser operating in the free-running mode with parallel-coordinated switching on of the discharge circuit inductors.

С этой целью экспериментально определены формы лазерных импульсов (в соответствии со схемой фиг.З), фотографии которых представлены на фиг.5. Параметры лазерных импульсов сведены в табл.1.To this end, the shapes of laser pulses were experimentally determined (in accordance with the diagram of FIG. 3), photographs of which are presented in FIG. 5. The parameters of laser pulses are summarized in table 1.

Сведем в табл.2 численные данные qi и г, в зависимости от U (см. фиг.§).In Table 2, we summarize the numerical data qi and g, depending on U (see Fig. §).

Проведенный многофакторный регрессионный анализ методом наименьших квадратов с проверкой адекватности созданной модели позволил получить следующую зависимость:The conducted multivariate regression analysis using the least squares method with checking the adequacy of the created model allowed us to obtain the following dependence:

Л3i 5 L3i 5

q(T,U)0,16TU+0,15Ur+0,5rU+q (T, U) 0.16TU + 0.15Ur + 0.5rU +

+ 3r-0,028rU-1,02rU-0,163.+ 3r-0.028rU-1.02rU-0.163.

(9)(9)

/ q (r, U )d rcos Д(р. / q (r, U) d rcos D (p.

оabout

Определим угловую ошибку коррекции дисбаланса Д исход  из услови , что величина удал емых масс до и после угла Л.р равна между собой. Дл  этого найдем такой момент времени тх (см.фиг.2), при котором имеет место равенство энергии Wi и Л/2 при условии:We determine the angular error of the correction of the imbalance D outcome from the condition that the magnitude of the removed masses before and after the angle L. p is equal to each other. To do this, we find such a moment in time tx (see Fig. 2) at which the energy Wi and L / 2 are equal under the condition:

WЈ Wi+W2,WЈ Wi + W2,

где Wz - суммарна  энерги  лазерного импульса .where Wz is the total energy of the laser pulse.

Можно положить с большой степенью точности , чтоIt can be put with a high degree of accuracy that

ГХ00GH00

/ q(r, U)dr / q(r,U)dr оГх/ q (r, U) dr / q (r, U) dr о Гх

/ q(r,U)dr, Zx / q (r, U) dr, Zx

илиor

62з35262z352

0,032r U+0,15Ur +0,186r U+0,75r-0 ,007т U-0.34T U-0,163 5,7611+0.032r U + 0.15Ur + 0.186r U + 0.75r-0, 007t U-0.34T U-0.163 5.7611+

+ 6,25211-0,89611-0,3264,+ 6.25211-0.89611-0.3264,

откуда дл  каждого значени  U можно определить тх.where, for each value of U, tx can be determined.

Например дл  ,8 (напр жени  накопител  В) определ етс  из уравнени :For example, for, 8 (drive voltage B) is determined from the equation:

0,01037тх -0,73 Тх+2,186 гх+0,01037th -0,73 Th + 2,186 gh +

+ 0,75 гх-0,163тх 2,78533,+ 0.75 gx-0.163th 2.78533,

откуда тх 1,1 мс.where is tx 1.1 ms.

Таким образом, дл  любого значени  напр жени  накопител  лазера U можно определить требуемое врем  тх опережени  начала генерации лазерного импульса момента прохождени  т желого места ротора в фокусе оптической системы лазера.Thus, for any value of the voltage of the laser storage ring U, it is possible to determine the required time Tx ahead of the start of the generation of the laser pulse of the passage of the rotor's heavy spot at the focus of the laser optical system.

Claims (1)

Формула изобретени  Способ балансировки лучом лазера, заключающейс  в том, что вращают ротор, измер ют величину и угол дисбаланса вSUMMARY OF THE INVENTION A method for balancing a laser beam by rotating a rotor, measuring the magnitude and angle of imbalance in мгновенное значение плотности мощности лазерного импульса q;instantaneous value of the laser pulse power density q; 1010 15fifteen 20twenty плоскости коррекции, совмещают фокус оптической системы лазера с плоскостью коррекции и корректируют дисбаланс, генериру  лазерные импульсы,энергией которых управл ют в зависимости от величины дисбаланса, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и производительности , генерируют лазерные импульсы с временным опережением относительно прохождени  т желого места в фокусе оптической системы на величину гх, определ емую дл  конкретного лазерного импульса, исход  из выполнени  услови  равенства энергий начальной и конечной половин импульса генерации:correction planes, combine the focus of the optical system of the laser with the correction plane and correct the imbalance, generating laser pulses, the energy of which is controlled depending on the imbalance, characterized in that, in order to improve accuracy and performance, they generate laser pulses with a time advance relative to the passage a desired place in the focus of the optical system by the quantity gx, determined for a specific laser pulse, starting from the condition that the energies of the initial and final n generation pulse tin: ТХ00TX00 J qi(TJ,T)dT / qi(V,T)dr,J qi (TJ, T) dT / qi (V, T) dr, оТх oTx где qi(lT, т) - мощность лазерного импульса;where qi (lT, t) is the power of the laser pulse; 1Г- напр жени  накачки;1G - pump voltage; т- длительность лазерного импульса.t is the duration of the laser pulse. Таблица 1Table 1 Таблица2Table 2 иУIU Риг. dRiga d l№)l№) Фиг гFig g Ф/г. JF / g J Фиг. 4FIG. 4 « -. .. ч"-. .. h «f "F . . Ф : . . F: //
SU904869810A 1990-07-23 1990-07-23 Method of balancing with a laser beam RU1772637C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904869810A RU1772637C (en) 1990-07-23 1990-07-23 Method of balancing with a laser beam

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904869810A RU1772637C (en) 1990-07-23 1990-07-23 Method of balancing with a laser beam

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1772637C true RU1772637C (en) 1992-10-30

Family

ID=21538074

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904869810A RU1772637C (en) 1990-07-23 1990-07-23 Method of balancing with a laser beam

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1772637C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Суминов В.И. и др. Автоматизаци процессов балансировки гироскопов на упругом подвесе в среде с низким давлением. Механизаци и автоматизаци производства, 1985, № 1.С.13-14. Авторское свидетельство СССР № 1210078, кл. G 01 М 1/38, 1982. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2700578C2 (en) Automatic optical focusing system
EP0385911B1 (en) Laser drilling
US3499136A (en) Balancing machine
US3472998A (en) Laser apparatus for removing material from rotating objects
RU1772637C (en) Method of balancing with a laser beam
US4543463A (en) Method and apparatus for dynamic balancing of rotating bodies
JPS61223627A (en) Unbalance continuous compensating method and device for bodyof revolution
EP0383038A3 (en) Control device for indexing of a rotor on balancing machine
EP1368999A1 (en) Method for generating photons by sonoluminescence
US3489013A (en) Vibration analyzing apparatus
SU1055980A1 (en) Davice for automatic balancing of gyro rotors
SU1226089A1 (en) Automatic balancing machine
SU415531A1 (en)
SU945695A1 (en) Device for balancing rotating bodies
JPS6332514A (en) Correcting method for ununiform scanning speed of laser printer
FI87114C (en) SAETT OCH ANORDNING FOR MAETNING AV EN KVARNS FYLLNINGSGRAD
JPS54104381A (en) Dynamic balancing method of rotator in high temperature atmosphere
KR890001035A (en) Carrier scanning method and apparatus
DeMuth et al. Laser balancing demonstration on a high-speed flexible rotor
SU1262319A2 (en) Method of balancing rotors
SU1694659A1 (en) Method of eliminating inner stresses in parts by vibration
SU1196384A1 (en) Device for vibration machining of structures and components
SU1226087A1 (en) Versions of methods for balancing rotating rotors
JPS6147660B2 (en)
SU1365042A1 (en) Method of automatic correction of plane play of rotating bodies