用于軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)諧振子調(diào)平的激光設(shè)備及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及傳感器精加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的諧振子調(diào)平的激光設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的諧振子和陀螺儀對(duì)于核心諧振子的軸對(duì)稱(chēng)性能要求極高，一般的機(jī)械加工手段很難達(dá)到諧振子的性能要求；也因此，需要對(duì)機(jī)械加工獲得諧振子進(jìn)行后續(xù)的精加工處理，去除多余質(zhì)量，使得諧振子調(diào)平。
[0003]目前針對(duì)上述的精加工工序，主要采取的方式為人工反復(fù)多次的測(cè)量、計(jì)算、去重，該方式存在諸多不足:1、很難精確得到諧振子的主軸；2、陀螺需要不停拆裝，難以保證測(cè)量軸的一致性和重復(fù)性；3、容易出現(xiàn)計(jì)算偏差和人工誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種用于軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)諧振子調(diào)平的激光設(shè)備及其方法，其能夠一次性自動(dòng)化精準(zhǔn)測(cè)量軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)諧振子主軸和頻差，同時(shí)對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量調(diào)平。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種用于軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)諧振子調(diào)平的激光設(shè)備，其特征是，包含:
激勵(lì)探頭，用于使諧振子發(fā)生諧振響應(yīng)；
激光測(cè)振儀，用于獲取所述諧振子的諧振頻率；
旋轉(zhuǎn)單元，諧振子固定在該旋轉(zhuǎn)單元上，其與所述的激勵(lì)探頭、激光測(cè)振儀處于同一垂直位面；
處理控制單元，其分別連接所述的激勵(lì)探頭、激光測(cè)振儀以及旋轉(zhuǎn)單元，其對(duì)激光測(cè)振儀傳送的振動(dòng)頻率數(shù)據(jù)以及旋轉(zhuǎn)單元的旋轉(zhuǎn)角度信息進(jìn)行計(jì)算并得到所述諧振子上需要去除質(zhì)量的點(diǎn)。
[0006]上述的用于軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)諧振子調(diào)平的激光設(shè)備，其中:
所述的旋轉(zhuǎn)單元精確控制所述諧振子沿其中心軸做微小旋轉(zhuǎn)。
[0007]上述的用于軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)諧振子調(diào)平的激光設(shè)備，其中:
通過(guò)壓電驅(qū)動(dòng)器控制所述激勵(lì)探頭敲擊所述諧振子的側(cè)壁，使諧振子發(fā)生諧振響應(yīng)。
[0008]上述的用于軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)諧振子調(diào)平的激光設(shè)備，其中，還包含:
激光器，其連接所述的處理控制單元，用于去除所述諧振子的局部質(zhì)量；其與所述的激勵(lì)探頭、激光測(cè)振儀聚焦于一點(diǎn)，且其與所述的激勵(lì)探頭、激光測(cè)振儀以及旋轉(zhuǎn)單元處于同一垂直位面。
[0009]—種軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)諧振子調(diào)平的激光設(shè)備的調(diào)平方法，其特征是，包含以下步驟:
51、旋轉(zhuǎn)單元控制諧振子旋轉(zhuǎn)一定角度；
52、激勵(lì)探頭使諧振子產(chǎn)生諧振響應(yīng)，激光測(cè)振儀獲取諧振子的振動(dòng)頻率；
53、處理控制單元記錄振動(dòng)頻率數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)角度信息，同時(shí)計(jì)算諧振子是否轉(zhuǎn)滿(mǎn)一周，若滿(mǎn)一周，跳轉(zhuǎn)步驟S4 ;若未滿(mǎn)一周，跳轉(zhuǎn)步驟S1 ;
54、處理控制單元計(jì)算得到諧振子的頻差以及諧振子上需要去除質(zhì)量的點(diǎn)。
[0010]上述的軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)諧振子調(diào)平的激光設(shè)備的調(diào)平方法，其中，所述的步驟S4后還包含:
55、頻差是否滿(mǎn)足要求，若否，跳轉(zhuǎn)步驟S6，若是，調(diào)平結(jié)束；
56、旋轉(zhuǎn)單元控制諧振子轉(zhuǎn)動(dòng)到所需角度，激光器精確去除多余質(zhì)量，跳轉(zhuǎn)步驟S1，對(duì)調(diào)平結(jié)果進(jìn)行復(fù)核。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):其能夠一次性自動(dòng)化精準(zhǔn)測(cè)量軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)諧振子主軸和頻差，同時(shí)對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量調(diào)平。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明中用于軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)諧振子調(diào)平的激光設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明中調(diào)平方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖，通過(guò)詳細(xì)說(shuō)明一個(gè)較佳的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。
[0014]如圖1所示，一種用于軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)諧振子調(diào)平的激光設(shè)備，其包含:激勵(lì)探頭2，用于使諧振子1發(fā)生諧振響應(yīng)；激光測(cè)振儀3，用于獲取所述諧振子1的諧振頻率；旋轉(zhuǎn)單元5，諧振子1固定在該旋轉(zhuǎn)單元上，其與所述的激勵(lì)探頭2、激光測(cè)振3儀處于同一垂直位面；處理控制單元6，其分別連接所述的激勵(lì)探頭2、激光測(cè)振儀3以及旋轉(zhuǎn)單元5，其對(duì)激光測(cè)振儀3傳送的振動(dòng)頻率數(shù)據(jù)以及旋轉(zhuǎn)單元5的旋轉(zhuǎn)角度信息進(jìn)行計(jì)算并得到所述諧振子1上需要去除質(zhì)量的點(diǎn)；激光器4，其連接所述的處理控制單元6，其能夠在不損耗諧振子1品質(zhì)因數(shù)的前提下，去除其局部質(zhì)量；其與所述的激勵(lì)探頭2、激光測(cè)振儀3聚焦于一點(diǎn)，且其與所述的激勵(lì)探頭2、激光測(cè)振儀3以及旋轉(zhuǎn)單元5處于同一垂直位面。
[0015]所述的旋轉(zhuǎn)單元5精確控制所述諧振子1沿其中心軸做微小旋轉(zhuǎn)。
[0016]通過(guò)壓電驅(qū)動(dòng)器控制所述激勵(lì)探頭2敲擊所述諧振子1的側(cè)壁，使諧振子1發(fā)生諧振響應(yīng)。
[0017]本實(shí)施例中，所述的旋轉(zhuǎn)單元5為馬達(dá)，所述的處理控制單元6為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。
[0018]如圖2所示，本發(fā)明還提供了一種軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)諧振子調(diào)平的激光設(shè)備的調(diào)平方法，其包含以下步驟:
51、旋轉(zhuǎn)單元5控制諧振子1旋轉(zhuǎn)1°;
52、激勵(lì)探頭2使諧振子1產(chǎn)生諧振響應(yīng)，激光測(cè)振儀3獲取諧振子1的振動(dòng)頻率；
53、處理控制單元6記錄振動(dòng)頻率數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)角度信息，同時(shí)計(jì)算諧振子1是否轉(zhuǎn)滿(mǎn)一周360°，若滿(mǎn)一周，跳轉(zhuǎn)步驟S4 ;若未滿(mǎn)一周，跳轉(zhuǎn)步驟S1 ;
54、處理控制單元6計(jì)算得到諧振子1的頻差以及諧振子1上需要去除質(zhì)量的點(diǎn)；
55、頻差是否滿(mǎn)足要求，若否，跳轉(zhuǎn)步驟S6，若是，調(diào)平結(jié)束；
56、旋轉(zhuǎn)單元5控制諧振子1轉(zhuǎn)動(dòng)到所需角度，激光器4精確去除多余質(zhì)量，跳轉(zhuǎn)步驟S1，對(duì)調(diào)平結(jié)果進(jìn)行復(fù)核，直到頻差符合目標(biāo)參數(shù)為止。
[0019]綜上所述，本發(fā)明較現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn):
1.該設(shè)備可以準(zhǔn)確測(cè)量、計(jì)算軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)諧振子的振動(dòng)主軸、頻差和質(zhì)量分布情況；
2.該設(shè)備可以根據(jù)計(jì)算所得的結(jié)果，精確去除局部的多余質(zhì)量；
3.該設(shè)備可以一次性自動(dòng)化地完成測(cè)量、計(jì)算、去重的過(guò)程，不存在安裝誤差和重復(fù)性問(wèn)題。
[0020]4.不存在人工參與，提高了工作效率，避免了人為誤差。
[0021]盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見(jiàn)的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)諧振子調(diào)平的激光設(shè)備，其特征在于，包含: 激勵(lì)探頭(2)，用于使諧振子(1)發(fā)生諧振響應(yīng)； 激光測(cè)振儀(3)，用于獲取所述諧振子(1)的諧振頻率； 旋轉(zhuǎn)單元(5)，諧振子(1)固定在該旋轉(zhuǎn)單元上，其與所述的激勵(lì)探頭(2)、激光測(cè)振(3)儀處于同一垂直位面； 處理控制單元(6)，其分別連接所述的激勵(lì)探頭(2)、激光測(cè)振儀(3)以及旋轉(zhuǎn)單元(5)，其對(duì)激光測(cè)振儀(3)傳送的振動(dòng)頻率數(shù)據(jù)以及旋轉(zhuǎn)單元(5)的旋轉(zhuǎn)角度信息進(jìn)行計(jì)算并得到所述諧振子(1)上需要去除質(zhì)量的點(diǎn)。2.如權(quán)利要求1所述的用于軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)諧振子調(diào)平的激光設(shè)備，其特征在于: 所述的旋轉(zhuǎn)單元(5 )精確控制所述諧振子(1)沿其中心軸做微小旋轉(zhuǎn)。3.如權(quán)利要求1所述的用于軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)諧振子調(diào)平的激光設(shè)備，其特征在于: 通過(guò)壓電驅(qū)動(dòng)器控制所述激勵(lì)探頭(2)敲擊所述諧振子(1)的側(cè)壁，使諧振子(1)發(fā)生諧振響應(yīng)。4.如權(quán)利要求1所述的用于軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)諧振子調(diào)平的激光設(shè)備，其特征在于，還包含: 激光器(4)，其連接所述的處理控制單元(6)，用于去除所述諧振子(1)的局部質(zhì)量；其與所述的激勵(lì)探頭(2)、激光測(cè)振儀(3)聚焦于一點(diǎn)，且其與所述的激勵(lì)探頭(2)、激光測(cè)振儀(3)以及旋轉(zhuǎn)單元(5)處于同一垂直位面。5.一種軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)諧振子調(diào)平的激光設(shè)備的調(diào)平方法，其特征在于，包含以下步驟: S1、旋轉(zhuǎn)單元(5)控制諧振子(1)旋轉(zhuǎn)一定角度； S2、激勵(lì)探頭(2)使諧振子(1)產(chǎn)生諧振響應(yīng)，激光測(cè)振儀(3)獲取諧振子(1)的振動(dòng)頻率； S3、處理控制單元(6)記錄振動(dòng)頻率數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)角度信息，同時(shí)計(jì)算諧振子(1)是否轉(zhuǎn)滿(mǎn)一周，若滿(mǎn)一周，跳轉(zhuǎn)步驟S4 ;若未滿(mǎn)一周，跳轉(zhuǎn)步驟S1 ; S4、處理控制單元(6)計(jì)算得到諧振子(1)的頻差以及諧振子(1)上需要去除質(zhì)量的點(diǎn)。6.如權(quán)利要求5所述的軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)諧振子調(diào)平的激光設(shè)備的調(diào)平方法，其特征在于，所述的步驟S4后還包含: S5、頻差是否滿(mǎn)足要求，若否，跳轉(zhuǎn)步驟S6，若是，調(diào)平結(jié)束； S6、旋轉(zhuǎn)單元(5)控制諧振子(1)轉(zhuǎn)動(dòng)到所需角度，激光器(4)精確去除多余質(zhì)量，跳轉(zhuǎn)步驟S1，對(duì)調(diào)平結(jié)果進(jìn)行復(fù)核。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的諧振子調(diào)平的激光設(shè)備，其包含：激勵(lì)探頭，用于使諧振子發(fā)生諧振響應(yīng)；激光測(cè)振儀，用于獲取所述諧振子的諧振頻率；旋轉(zhuǎn)單元，諧振子固定在該旋轉(zhuǎn)單元上，其與所述的激勵(lì)探頭、激光測(cè)振儀處于同一垂直位面；處理控制單元，其分別連接所述的激勵(lì)探頭、激光測(cè)振儀以及旋轉(zhuǎn)單元，其對(duì)激光測(cè)振儀傳送的振動(dòng)頻率數(shù)據(jù)以及旋轉(zhuǎn)單元的旋轉(zhuǎn)角度信息進(jìn)行計(jì)算并得到所述諧振子上需要去除質(zhì)量的點(diǎn)。其優(yōu)點(diǎn)是：其能夠一次性自動(dòng)化精準(zhǔn)測(cè)量軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)諧振子主軸和頻差，同時(shí)對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量調(diào)平。
【IPC分類(lèi)】B23K26/70, B23K26/36
【公開(kāi)號(hào)】CN105312771
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510839703
【發(fā)明人】趙萬(wàn)良, 成宇翔, 李紹良, 錢(qián)誠(chéng), 蔡偉明, 蔡雄
【申請(qǐng)人】上海新躍儀表廠(chǎng)
【公開(kāi)日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2015年11月27日