用于旋轉(zhuǎn)工件的激光去重動(dòng)平衡裝置及方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及動(dòng)平衡修正，特別是一種去重精度及效率高，集檢測(cè)、去重于一體的用于旋轉(zhuǎn)工件的激光去重動(dòng)平衡裝置及方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]在工業(yè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用著多種旋轉(zhuǎn)設(shè)備或旋轉(zhuǎn)工件，要求這類設(shè)備具備高速度、高效率和高精度。而高速度和高效率是以高精度的動(dòng)平衡為前提的。這是因?yàn)?，高速運(yùn)動(dòng)下的微小不平衡也會(huì)引起劇烈的震動(dòng)，甚至導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)損壞。因此，高速旋轉(zhuǎn)工件的動(dòng)平衡不僅直接影響設(shè)備的精度，也涉及到使用安全。
[0003]現(xiàn)有的動(dòng)平衡校正方法通常是在動(dòng)平衡設(shè)備上檢測(cè)、然后去鉆床通過鉆削的方法進(jìn)行去重，經(jīng)檢測(cè)、去重多次重復(fù)后才能實(shí)完成動(dòng)平衡。而現(xiàn)有的鉆削去重方法存在以下缺陷:1)鉆削去除材料的量難以精確，往往需要試鉆多次才能完成一個(gè)轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡；2)轉(zhuǎn)子鉆削去重時(shí)有機(jī)械外力存在，幾乎無法直接在動(dòng)平衡機(jī)上使用現(xiàn)有鉆削方法去重，因?yàn)樵趧?dòng)平衡機(jī)上轉(zhuǎn)子一般是可自由轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，且大多數(shù)動(dòng)平衡機(jī)不允許承受機(jī)械外力作用，因此，只能把轉(zhuǎn)子移到動(dòng)平衡機(jī)外部鉆削去重，這就導(dǎo)致轉(zhuǎn)子不得不在動(dòng)平衡機(jī)和去重設(shè)備之間往返甚至多次往返，增加了輔助時(shí)間及勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了效率。如果采用自動(dòng)化方案運(yùn)送轉(zhuǎn)子往返，機(jī)構(gòu)復(fù)雜、體積增加，且成本較高；3)對(duì)磁性旋轉(zhuǎn)工件等一些特殊工件去重時(shí)，鉆削所產(chǎn)生的切肩碎末會(huì)受到旋轉(zhuǎn)工件的磁性吸引而粘在轉(zhuǎn)子表面、特別是其表面的縫隙溝槽中，要清理干凈這些切肩碎末非常困難，導(dǎo)致鉆削方法對(duì)磁性旋轉(zhuǎn)工件去重不可用。因此，現(xiàn)有的鉆削去重動(dòng)平衡方法不適于磁性轉(zhuǎn)子，且存在去重精度不高、勞動(dòng)強(qiáng)度大等缺陷。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]本發(fā)明旨在為解決上述問題而提供一種去重精度及效率高，集檢測(cè)、去重于一體，可對(duì)旋轉(zhuǎn)工件進(jìn)行自動(dòng)動(dòng)平衡的用于旋轉(zhuǎn)工件的激光去重動(dòng)平衡裝置和方法，能特別有效的解決磁性旋轉(zhuǎn)工件的自動(dòng)動(dòng)平衡問題。
[0005]本發(fā)明目的還在于提供用于旋轉(zhuǎn)工件的激光去重動(dòng)平衡的方法。
[0006]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了一種用于旋轉(zhuǎn)工件的激光去重動(dòng)平衡裝置，該裝置設(shè)有機(jī)架，在機(jī)架上設(shè)有激光器，機(jī)架內(nèi)設(shè)有與激光器相連的第一控制單元，機(jī)架上位于激光器照射方向設(shè)有與第一控制單元相連的夾具，該夾具可夾持旋轉(zhuǎn)工件，該裝置設(shè)有抽風(fēng)裝置，所述抽風(fēng)裝置的抽風(fēng)孔位于激光器與夾具之間，該裝置還設(shè)有獨(dú)立于機(jī)架外的動(dòng)平衡檢測(cè)裝置，該動(dòng)平衡檢測(cè)裝置與第一控制單元相連，且
[0007]所述動(dòng)平衡檢測(cè)裝置檢測(cè)旋轉(zhuǎn)工件是否符合動(dòng)平衡條件，若檢測(cè)結(jié)果為非平衡，則動(dòng)平衡檢測(cè)裝置將去重部位和去重量數(shù)據(jù)傳送到第一控制單元，第一控制單元控制夾具旋轉(zhuǎn)工件使其去重部位旋轉(zhuǎn)至激光器照射方向，激光器在第一控制單元控制下發(fā)出激光束對(duì)去重部位進(jìn)行照射、燒蝕，去除的粉末由所述抽風(fēng)裝置抽出，再將旋轉(zhuǎn)工件置于動(dòng)平衡檢測(cè)裝置中進(jìn)行動(dòng)平衡檢測(cè)，直至旋轉(zhuǎn)工件符合動(dòng)平衡條件為止。
[0008]本發(fā)明提供了另一種用于旋轉(zhuǎn)工件的激光去重動(dòng)平衡裝置，該裝置設(shè)有機(jī)架，在機(jī)架上設(shè)有激光器，機(jī)架內(nèi)設(shè)有與激光器相連的第一控制單元，機(jī)架上位于激光器照射方向設(shè)有動(dòng)平衡檢測(cè)裝置，該動(dòng)平衡檢測(cè)裝置與第一控制單元連接，該裝置還設(shè)有抽風(fēng)裝置，所述抽風(fēng)裝置的抽風(fēng)孔位于激光器與動(dòng)平衡檢測(cè)裝置之間，且
[0009]所述動(dòng)平衡檢測(cè)裝置在線檢測(cè)旋轉(zhuǎn)工件是否符合動(dòng)平衡條件，若檢測(cè)結(jié)果為非平衡，則動(dòng)平衡檢測(cè)裝置將去重部位和去重量數(shù)據(jù)傳送到第一控制單元，所述動(dòng)平衡檢測(cè)裝置控制旋轉(zhuǎn)工件使其去重部位旋轉(zhuǎn)至激光器照射方向，激光器在第一控制單元控制下發(fā)出激光束對(duì)去重部位進(jìn)行照射、燒蝕，去除的粉末由所述抽風(fēng)裝置抽出，直至動(dòng)平衡檢測(cè)裝置檢測(cè)到旋轉(zhuǎn)工件符合動(dòng)平衡條件為止。
[0010]所述動(dòng)平衡檢測(cè)裝置包括底座、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、用于支承旋轉(zhuǎn)工件的支承部、動(dòng)平衡檢測(cè)單元及第二控制單元，其中，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)于底座上，所述傳送機(jī)構(gòu)為皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)工件與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)帶接觸連接，所述第二控制單元設(shè)于底座內(nèi)并分別與動(dòng)平衡傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、動(dòng)平衡檢測(cè)單元及第一控制單元連接，且所述第二控制單元控制動(dòng)平衡傳動(dòng)機(jī)構(gòu)經(jīng)傳動(dòng)帶帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)工件旋轉(zhuǎn)，所述動(dòng)平衡檢測(cè)單元檢測(cè)旋轉(zhuǎn)工件的動(dòng)平衡數(shù)據(jù)，并將檢測(cè)的數(shù)據(jù)傳送到第二控制單元，第二控制單元?jiǎng)t根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)判斷旋轉(zhuǎn)工件是否符合動(dòng)平衡條件，若為非平衡，將把檢測(cè)數(shù)據(jù)分解在旋轉(zhuǎn)工件的至少一個(gè)方向上的一個(gè)或多個(gè)平衡面，并將分解后的數(shù)據(jù)傳送到第一控制單元。
[0011]所述第一控制單元和第二控制單元為計(jì)算機(jī)，第一控制單元根據(jù)各平衡面的去重量、激光照射面積和激光去除材料速度計(jì)算出相應(yīng)的激光燒蝕時(shí)間，所述第一控制單元控制激光器在旋轉(zhuǎn)工件的第一個(gè)平衡方向的平衡面照射、燒蝕相應(yīng)的時(shí)間，然后第一控制單元經(jīng)夾具或第二控制單元經(jīng)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)控制旋轉(zhuǎn)工件旋轉(zhuǎn)至第二個(gè)平衡方向，第一控制單元控制激光器在旋轉(zhuǎn)工件的第二個(gè)平衡方向的平衡面照射、燒蝕相應(yīng)的時(shí)間，直至旋轉(zhuǎn)工件上所有平衡方向的去重完成為止。
[0012]所述抽風(fēng)裝置包括抽風(fēng)機(jī)及設(shè)于機(jī)架內(nèi)的抽風(fēng)孔，所述抽風(fēng)孔設(shè)于激光器與所述夾具或所述動(dòng)平衡檢測(cè)裝置之間，所述抽風(fēng)孔通過風(fēng)管與抽風(fēng)機(jī)連接。
[0013]所述旋轉(zhuǎn)工件為磁性或非磁性的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子或機(jī)床主軸的一種。
[0014]本發(fā)明還提供了用于旋轉(zhuǎn)工件的激光去重動(dòng)平衡方法。
[0015]本發(fā)明用于旋轉(zhuǎn)工件的激光去重動(dòng)平衡方法包括如下步驟:
[0016]a、將旋轉(zhuǎn)工件置于動(dòng)平衡檢測(cè)裝置內(nèi)；
[0017]b、動(dòng)平衡檢測(cè)裝置檢測(cè)旋轉(zhuǎn)工件是否符合動(dòng)平衡條件，若檢測(cè)結(jié)果為平衡，結(jié)束；若檢測(cè)結(jié)果為非平衡，則動(dòng)平衡檢測(cè)裝置將去重部位和去重量數(shù)據(jù)傳送到第一控制單元，第一控制單元根據(jù)獲取的檢測(cè)數(shù)據(jù)、預(yù)設(shè)的激光照面積和激光去除材料速度計(jì)算出相應(yīng)的激光燒蝕時(shí)間，并執(zhí)行步驟c ；
[0018]c、將旋轉(zhuǎn)工件從動(dòng)平衡檢測(cè)裝置上取出，并置于夾具內(nèi)；
[0019]d、第一控制單元控制夾具旋轉(zhuǎn)，使工件的去重部位旋轉(zhuǎn)至激光器照射區(qū)，且第一控制單元控制激光器發(fā)出激光束對(duì)去重部位進(jìn)行照射、燒蝕相應(yīng)的時(shí)間，抽風(fēng)裝置將去除的粉末抽出；
[0020]e、將旋轉(zhuǎn)工件從夾具中取出，返回步驟a，直至動(dòng)平衡檢測(cè)裝置檢測(cè)到旋轉(zhuǎn)工件符合動(dòng)平衡條件為止。
[0021]本發(fā)明另外一種用于旋轉(zhuǎn)工件的激光去重動(dòng)平衡方法包括如下步驟:
[0022]a、將旋轉(zhuǎn)工件置于動(dòng)平衡檢測(cè)裝置內(nèi)；
[0023]b、動(dòng)平衡檢測(cè)裝置帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)工件繞水平軸旋轉(zhuǎn)，并判斷是否符合動(dòng)平衡條件，若檢測(cè)結(jié)果為平衡，則取出旋轉(zhuǎn)工件，結(jié)束；若檢測(cè)結(jié)果為非平衡，則動(dòng)平衡檢測(cè)裝置將去重部位和去重量數(shù)據(jù)傳送到第一控制單元，第一控制單元根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)、預(yù)設(shè)的激光照射面積和激光去除材料速度自動(dòng)計(jì)算出相應(yīng)的激光燒蝕時(shí)間，并執(zhí)行步驟c ；
[0024]c、動(dòng)平衡檢測(cè)裝置控制旋轉(zhuǎn)工件，把去重部位旋轉(zhuǎn)至激光器照射區(qū)，第一控制單元控制激光器發(fā)出激光束對(duì)去重部位進(jìn)行照射、燒蝕相應(yīng)的時(shí)間，抽風(fēng)裝置將去除的粉末抽出；
[0025]d、返回步驟b，直至動(dòng)平衡檢測(cè)裝置檢測(cè)到旋轉(zhuǎn)工件符合動(dòng)平衡條件為止。
[0026]步驟b中，動(dòng)平衡檢測(cè)裝置設(shè)有動(dòng)平衡傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、動(dòng)平衡檢測(cè)單元和第二控制單元，其中，動(dòng)平衡檢測(cè)單元將檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送到第二控制單元，第二控制單元根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)判斷旋轉(zhuǎn)工件是否符合動(dòng)平衡條件，若為非平衡，第二控制單元將去重部位和去重量數(shù)據(jù)在旋轉(zhuǎn)工件上分解成至少一個(gè)方向上的一個(gè)或多個(gè)平衡面，并將分解后的數(shù)據(jù)傳送到第一控制單元。
[0027]步驟b中，所述第一控制單元和第二控制單元為計(jì)算機(jī)，所述第一控制單元控制激光器在第一個(gè)平衡方向上的一個(gè)或多個(gè)平衡面照射、燒蝕相應(yīng)的時(shí)間，然后第一控制單元經(jīng)夾具或第二控制單元經(jīng)動(dòng)平衡傳動(dòng)機(jī)構(gòu)控制旋轉(zhuǎn)工件旋轉(zhuǎn)至第二個(gè)平衡方向上，第一控制單元控制激光器在第二個(gè)平衡方向上的一個(gè)或多個(gè)平衡面照射、燒蝕相應(yīng)的時(shí)間，直至旋轉(zhuǎn)工件上所有平衡方向的去重完成為止。
[0028]本發(fā)明的貢獻(xiàn)在于，其有效解決了現(xiàn)有動(dòng)