DE3232542A1 - Verfahren und schaltungsanordnung zur steuerung des unwuchtausgleichsvorgangs an rotationskoerpern - Google Patents

Description

• Verfahren und Schaltungsanordnung zur Steuerung des Un-
• wuchtausgleichsvorgangs an Rotationskörpern Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I und eine Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5.
• Durch die Veröffentlichung der Firma Schenck vom April 1982 "Auswuchtmaschine für Kollektoranker - baureihe 400 KBTU" Bild 7 ist es bekannt, bei Rotationskörpern, bei denen nur begrenzt Material für den Ausgleich zur Verfügung steht, einen polaren Unwuchtausgleich mittels eines Konkavfräsers durchzuführen ohne Rücksichtnahme auf die Nutteilung des Rotors.
• Hierbei bleibt unberücksichtigt, dal3 in Umfangsrichtung des Rotationskörpers, insbesondere wenn es sich um Elektromotorenanker handelt, bei gleichem Vorschubweg bzw. gleicher Frästiefe eine Nichtlinearität der Ausgleichswirkung in unterschiedlichen Winkelpositionen, in denen das Ausgleichswerkzeug auf den Rotationskörper aufgesetzt wird, auftritt.
• Aus den deutschen Patentschriften 2 031 177 und 1 965 090 sind Anordnungen zur Steuerung und Beendigung des Unwuchtausgleichsvorganges an Rotationskörpern in radialer Richtung bekannt, die den nichtlinearen Zusammenhang zwischen radialem Vorschub des Ausgleichswerkzeugs und die Wirkung des Unwuchtausgleichsvorganges in radialer Richtung durch entsprechende Schaltungen berücksichtigen.
• Diese Anordnungen sind jedoch nicht geeignet, die Ungenauigkeiten beim polaren Unwuchtausgleich durch Materialabnahme bei Rotationskörpern, bei denen nur begrenzt Material für den Ausgleich zur Verfügung steht, zu beseitigen, weil hier die Nichtlinearität in Umfangsrichtung des Rotationskörpers auftritt, die zu einem ungenauen Unwuchtausgleich führt.
• Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Steuerung des Unwuchtausgleichsvorgangs an Rotationskörpern der eingangs genannten Art zu schaffen, bei denen die Ausgleichswirkung bei gleichem radialem oder achsialem Vorschubweg des Ausgleichswerkzeugs unabhängig von der Winkelposition des Ausgleichswerkzeugs gegenüber den Ausgleichsstellen und somit ein genauer Unwuchtausgleich gewährleistet wird.
• Diese Aufgabe wird bei dem dem eingangs genannten Verfahren und bei der eingangs genannten Schaltungsanordnung durch die Merkmale der kennzeichnenden Teile der Ansprüche 1 und 3 gelöst.
• In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
• Durch die Erfindung wird die Unwucht unabhängig von der Winkelpositionierung des Ausgleichswerkzeugs bzw. der Ausgleichswerkzeuge in bezug auf die für den Ausgleich geeigneten Ausgleichsstellen am Rotationskörper in ausreichender Genauigkeit ausgeglichen.
• Die Schaltungsanordnung zur Durchführung des zuvor genannten Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß eine Steuerung vorhanden ist, die abhängig von der Winkeldifferenz zwischen den für den Ausgleichsstellen und der Unwuchtwinkellage eine Korrekturgröße bereithält, die der errnittelten Unwuchtgröße und/ oder der Unwuchtphasenlage hinzuaddiert wird.
• Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen auf einen Rotationskörper aufgesetzten Konkavfräser und Fig. 2 in vereinfachter Form eine Schaltungsanordnund zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
• In der Figur 1 ist als Ausgleichswerkzeug ein Konkavfräser 18 auf einen Rotationskörper, der als Elektromotoranker 19 ausgebildet ist, aufgesetzt. Aus dieser Figur ist zu ersehen, daß in unterschiedlichen Winkellagen bei gleichem Vorscnubweg in radialer oder achsialer Richtung an den die Ausgleichsstellen bildenden Polen des Elektromotorankers 19 unterschiedliche Materialmengen, welche in der Figur schraffiert dargestellt sind, abgetragen werden. Hieraus ergibt sich eine tSinkelabhängigkeit der Unwuchtausgleichswirkung für Ausgleichswerkzeuge, deren auf den Rotationskörper aufgesetzte Materialabtragungsfläche ein Profil aufweist, das eine andere Form aufweist als der Umriß des Rotationskörpers.
• In der Figur 2 ist eine Schaltungsanordnung zur Steuerung des Unwuchtausgleichsvorgangs als Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch in einem Blockschaltbild dargestellt, wobei die Meßwertverarbeitung mit analogen oder digitalen Mitteln erfolgen kann.
• In einer nicht näher dargestellten Auswuchtmaschine werden die Unwuchtwerte für eine oder mehrere Ebenen mittels bekannter Meßwertaufnehmer 1 und 2 aufgenommen und einer Meßelektronik 3 weitergeleitet, die die Unwucht nach Größte und Richtung errnittelt. Eine Abtasteinrichtung 4, z. B. ein Induktivgeber, tastet die Ausgleichsstellen des Rotationskörpers in bekannter Weise ab und leitet die Werte der Meßelektronik 3 weiter. Einer dieser Impulse oder ein zu ihm in festem Phasenbezug stehendes Signal wird als Phasenbezugssignal zur Ermittlung der Unwuchtwinkellage herangezogen.
• 6Nm Ausgang 5 der Meßelektronik 3 steht die Unwuchtgröße und dm Ausgang 6 die Unwuchtphasenlage an. Die Unwuchtgröße kann an einem Anzeigegerät 7 und die Unwuchtphasenlage an einem snzeigegerät 8 analog oder digital angezeigt werden.
• I)ie Gröl3e und Phasenlage der Unwucht werden einem Komponentenrechner 9 weitergeleitet. An einem Wahischalter 10 kann die Komponentenzahl abhängig von der Lamellenzahl, wenn es sich beim Rotationskörper um einen Elektromotorenanker handelt, z. b. von 3 bis 99 eingestellt und einem Speicher 11 eingegeben werden. Abhängig von dem eingestellten Wert werden Komponenten K und K des Unwuchtvektors im Komponen-1 2 tenrechner ermittelt. Die Unwuchtphasenlage befindet sich innerhalb des durch die Komponenten K1 und K2 gebildeten Sektors.
• Die Phasenlage der errechneten Komponenten K und 1< 1 2 werden einem Differenzbildner 12 eingegeben, dem gleichzeitig die Phasenlage der Unwucht zugeleitet wird.
• Aus der Winkeldifferenz von Sektormitte zur Unwuchtphasenlage wird in dem Differenzbildner 12 der Absolutwert nach der Gleichung: errechnet, wobei U die Winkel- bzw. Phasen lage der Unwucht bedeutet.
• Aus diesem Wert wird über eine nichtlineare Funktion, in welche die Form, z. b. konkave Form, des Ausgleichswerkzeugs, die Abmessungen des Rotationskörpers und die Anzahl und Form der Ausgleichsstellen des Rotationskörpers eingehen, in dem Rechner 13 eine für die Vorschu-bgröße uld/oder der Winkelpositionierungseinrichtung der Materialab7ahmeeinrichtung zu berücksichtigende Korrekturgröße gewonnen und in dem nachgeordneten Addierer 14 dem Betrag der Unwuchtgrt 3e bzw. in dem Addierer 17 dem Betrag der Unwuchtphasenlage hinzuaddiert. Zur Ermittlung der Korrekturgröße für die Winkelpositionierung des Ausgleichswerkzeugs wird noch del ermittelte Winkelwert der Unwucht dem Rechner 13 eingegeben.
• Da sich die Werte von Unwuchtgröße und -phasenlage gegenseitig beeinflussen, werden in einem Iterationsverfahren die Korrekturgrößen in dem Rechner 13 so lange errechnet, bis die gegenseitige Beeinflussung einen vorgegebenen, kleinsten Grenzwert erreicht hat. Dieser kleinste Grenzwert wird vorgegeben in Abhängigkeit von der zugelassenen Toleranz.
• Der Betrug des Addierers 14 kann nachfolgend z. B. noch einem be:annten Fräskurvenentzerrer 15 und einer RadiusreduzierJng-Schaltung 16 weitergeleitet werden, die den nichtlinearen Zusammenhang der Ausgleichswirkung bei unterschiedlichen Frästiefen herstellen.
• Der Ausgangswert der Schaltung 16 dient dann in bekannter Weise zur Steuerung einer nicht näher dargestellten Materiallbnahmeeinrichtung und der Ausgangswert des Addierers 17 zur Steuerung der Winkelpositionierungseinrichtung.
• Der aus der Unwuchtphasenlage relativ zur Komponentenlage gewonnene Korrekturfaktor kann auch so aufbereitet werden, daß er anstatt dem Betrag der Unwuchtgröße auch direkt dem Vorschub der Materialabnahmeeinrichtung hinzuaddiert wird.
• Des weiteren ist es möglich, direkt aus der Winkeldifferenz der von der Abtasteinrichtung 4 gewonnenen Impulse und der Unwuchtwinkellage Korrekturwerte zu errnitteln, die dann nachfolgend der Unwuchtgröße bzw. dem Vorschub der Materialabnahmeeinrichtung und/oder der Unwuchtphasenlage hinzuaddiert werden.
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Claims (7)

1. Verfahren und Schaltungsanordnung zur Steuerung des Unwuchtausgleichsvorgangs an Rotationskörpern Patentansprüche: 1. Verfahren zur Steuerung des Unwuchtausgleichsvorgangs an Rotationskörpern, bei denen nur an in bestimnten Winkelbereichen vorhandenen Ausgleichsstellen Material für den Ausgleich zur Verfügung steht, durch polare Materialabnahme mittels eines in Abhängigkeit von der ermittelten Unwuchtwinkellage auf den Rotationskörper aufgesetzten und in Abhängigkeit von der Unwuchtgröße radial oder achsial verschobenen Materialabnahmewerkzeugs, z. B. eines Konkavfräsers, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Korrektur des nichtlinearen Zusammenhangs zwischen dem Vorschub des Materialentnahmewerkzeugs und der Materialentnahrne in unterschiedlichen Winkellagen der Vorschubweg in Abhängigkeit von der Winkeldifferenz zwischen der Unwuchtwinkellage und den Ausgleichsstellen gesteuert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß zusätzlich die Winkelpositionierung in Abhängigkeit von der Winkeldifferenz zwischen der Unwuchtwinkellage und den Ausgleichsstellen gesteuert wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß iterativ die Winkelpositionierung und der Vorschubweg des Materialentnahmewerkzeugs so lange errechnet werden, bis die gegenseitige Beeinflussung eines vorgegebenen kleinsten Grenzwerts erreicht ist.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Unwuchtvektor in zwei Komponenten zerlegt wird und die Winkeldifferenz aus der Winkellage der Sektormitte der beiden Komponenten und der Unwuchtwinkellage gebildet wird.
5. 5. Schaltungsanordnung zur Steuerung des Unwuchtausgleichvorgangs an Rotationskörpern, bei denen nur an in bestimnten Winkelbereichen vorhandenen Ausgleichsstellen Material für den Ausgleich zur Verfügung steht zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer über eine Meßeinrichtung für die Unwuchtwinkellage und Unwuchtgröße an Meßwertaufnehmer angeschlossenen Auswerteschaltung, die in Abhängigkeit von den vorhandenen Ausgleichsstellen, der Unwuchtwinkel lage und uer Unwuchtgröße eine Winkelpositioniereinrichtung und Vorschut einrichtung für das Mater ialabnahrnewerkzeug steuert, d a d u r c n g e k e n n z e i c h n e t, daß sowohl die Vorschubeinrichtung als auch die Winkelpositioniereinrichtung über jeweils einen Addierer (14, 17) angesteuert sind, die beide über einen Korrekturrechner (13) an einen mit der Meßeinrichtung verbundenen Differenzbildner (12) angeschlossen sind, der die Winkeldifferenz zwischen den Ausgleichsstellen und der Unwuchtwinkellage ermittelt.
6. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß zwischen der Meßeinrichtung (3) und dem Differenzbildner (12) ein Komponentenrechner (9) geschaltet ist, der in Abhängigkeit von der an einem Speicher (11) entsprechend der Ausgleichsstellenanzahl eingestellten Komponentenzahl den gemessenen Unwuchtvektor in zwei Ausgleichskomponenten zerlegt.
7. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6,d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , das der Differenzbildner (12) den Absolutwert aus der Winkeldifferenz zwischen der Sektormitte der Komponenten ( K , K )und der Unwuchtwinkellage 1 2 bildet.