CH683480B5 - A method of dynamically balancing a balance. - Google Patents

Description

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CH 683 480G A3 CH 683 480G A3

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Beschreibung description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum dynamischen Auswuchten einer Unruhmittels eines Impulslaserstrahls der auf Grund gemessener Unwuchtwerte ausgelöst wird und der Antrieb des Probandenmittels eines Luftstrahles erfolgt, gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ausserdem eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 7. The present invention relates to a method for dynamically balancing a balance means of a pulse laser beam which is triggered on the basis of measured unbalance values and drives the subject means of an air jet, according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a device for carrying out the method according to the preamble of Claim 7.

Es ist schon bekannt geworden, rotierende Massen während der Rotation mittels Laserstrahl zu bearbeiten, indem mit dem Laserstrahl an der Peripherie der Masse Material abgetragen wird. It has already become known to process rotating masses during the rotation by means of a laser beam by removing material with the laser beam on the periphery of the mass.

Ein erstes Beispiel ist in der US-A 3 621 180 beschrieben. Mittels eines Detektors wird die Unwucht festgestellt und eine Information darüber abgegeben. Mit einem Photozellensensor wird ein Referenzpunkt auf der rotierenden Masse zwecks Abgabe einer Referenzpunktinformation festgehalten. Einer digitalen Logikschaltung wird die Information aus dem Detektor zugeführt und dazu noch die Referenzpunktinformation. Einem Steuermodul wird die Information aus der Logikschaltung zugeführt und diese bewirkt die Auslösung des Laserstrahls. Ein optisches System zusammen mit einem Stroboskop dient zur Beobachtung der Abbrennwirkung durch den Laserstrahl. Diese Anordnung dient zum Auswuchten von Rädern als Ersatz für ältere Verfahren, bei denen Zusatzgewichte angebracht wurden. Die Genauigkeit soll ein halbes Winkelgrad auf 360° betragen. Für die bei Uhren verlangte Genauigkeit genügt ein solches Verfahren nicht. A first example is described in US-A 3,621,180. The unbalance is determined by means of a detector and information is given about it. A reference point is held on the rotating mass with a photo cell sensor for the purpose of providing reference point information. The information from the detector is fed to a digital logic circuit, as well as the reference point information. The information from the logic circuit is fed to a control module and this triggers the triggering of the laser beam. An optical system together with a stroboscope is used to observe the burning effect by the laser beam. This arrangement is used to balance wheels as a replacement for older methods in which additional weights have been attached. The accuracy should be half a degree to 360 °. Such a procedure is not sufficient for the accuracy required for watches.

Für sehr kleine rotierende Körper, z.B. mit einem Gewicht in der Grössenordnung von 1 Gramm wurde in der US-A 3 727 027 vorgeschlagen den rotierenden Körper nicht an seiner Achse anzutreiben, sondern mit einem Luftstoss. Dabei wird dem Körper eine Drehzahl erteilt, die höher ist als die Betriebsdrehzahl und dann der Luftstrahl abgestellt, damit bei der Messung keine anderen Kräfte als die Unwucht wirken. Die Anordnung basiert auf einer genauen Erfassung der Unwucht mittels eines Transduktors dessen Ausgangssignale in einer Logikschaltung verarbeitet werden, um für den Laser die Auslösefrequenz und dessen Leistung zu berechnen. Der Mess- und Berechnungsvorgang wird solange durchgeführt, bis der Körper keine Unwucht mehr aufweist. For very small rotating bodies, e.g. With a weight of the order of 1 gram, it was proposed in US Pat. No. 3,727,027 not to drive the rotating body on its axis, but with an air blast. The body is given a speed that is higher than the operating speed and then the air jet is switched off so that no forces other than the unbalance act during the measurement. The arrangement is based on a precise detection of the imbalance by means of a transducer whose output signals are processed in a logic circuit in order to calculate the trigger frequency and its power for the laser. The measuring and calculation process is carried out until the body is no longer unbalanced.

Bei der Herstellung von Uhren, bezw. von deren Bestandteilen, wird heute als wichtigster Faktor die Zeit angesehen, die es braucht um die höchste Präzision zu erreichen. Auch sollen die Bearbeitungen bei geringstmöglichem Aufwand für das Gerät seriemässig möglich sein, um die Kosten noch weiterhin zu senken. In the manufacture of watches, respectively of its components, the most important factor today is considered the time it takes to achieve the highest precision. Processing should also be possible in series with the least possible effort for the device in order to further reduce costs.

Dabei ist zu bedenken, dass der Durchmesser einer Unruh (siehe Fig. 1) im Mittel 7,5 mm beträgt. Der periphere Reif 1, 2 hat dann eine gesamthafte radiale Breite von etwa 0,44 mm und ist mit einem Rand 2 von 0,2 bis 0,3 mm über einem Schulterrand 1 von 0,1 bis 0,2 mm und einer Breite von etwa 0,1 mm versehen. Material für die Behebung einer Unwucht darf also nur in dem etwa 0,34 mm breiten Schulterrand 1 entfernt werden. It should be borne in mind that the diameter of a balance (see Fig. 1) is 7.5 mm on average. The peripheral hoop 1, 2 then has an overall radial width of approximately 0.44 mm and is with an edge 2 of 0.2 to 0.3 mm over a shoulder edge 1 of 0.1 to 0.2 mm and a width of provided about 0.1 mm. Material for correcting an imbalance may therefore only be removed from the shoulder edge 1, which is approximately 0.34 mm wide.

Dementsprechend ist es eine Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Einrichtung zu schaffen, mit der Uhren-Unruhen seriemässig auf höchste Präzision ausgewuchtet werden können. Accordingly, it is an object of the invention to provide a method and a device with which clock unrest can be balanced in series to the highest precision.

Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs 1 erreicht, wobei der auf zwei achsrichtigen Lagerstellen aufliegende Proband mittels eines Luftstrahles in Rotation versetzt wird. Die Ausschläge des Probanden werden in einer bevorzugten Richtung erfasst und der in diese bevorzugte Richtung innerhalb der Peripherie des Probanden gerichtete Laser-Strahl wird ausgelöst. This is achieved according to the invention by the features in the characterizing part of independent patent claim 1, the subject lying on two axially correct bearings being set in rotation by means of an air jet. The test person's rashes are detected in a preferred direction and the laser beam directed in this preferred direction within the test person's periphery is triggered.

Die Einrichtung ist gemäss dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 7 dadurch gekennzeichnet, dass achsrichtige Auflager auf einem Bewegungssensor aufgebaut sind, auf die Achse eines Probanden auflegbar ist, dass der Bewegungssensor zur Erfassung der Bewegung der Auflager in einer bevorzugten Auslenkrichtung eingerichtet ist, dass ein Laser auf eine Stelle des Probanden in der bevorzugten Auslenkrichtung ausgerichtet ist, und dass eine Schaltungsanordnung vorhanden ist, um die Signale des Bewegungssensors in Signale zur Auslösung des Lasers umzuformen. The device is characterized in accordance with the characterizing part of claim 7 in that axially correct supports are built on a motion sensor, on the axis of a subject can be placed, that the motion sensor is set up to detect the movement of the supports in a preferred deflection direction, that a laser a position of the test subject is aligned in the preferred direction of deflection, and that a circuit arrangement is present in order to convert the signals of the motion sensor into signals for triggering the laser.

Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel für eine Einrichtung erläutert. Dabei zeigen: The invention is explained below using an exemplary embodiment for a device. Show:

Fig. 1 : Eine Schnittansicht durch eine Unruh, und Fig. 1: A sectional view through a balance, and

Fig. 2: Eine schematische Darstellung einer Einrichtung zur Bearbeitung einer Uhren-Unruh. Fig. 2: A schematic representation of a device for processing a watch balance.

Gemäss Fig. 2 ist die Unruh 1, 2, 3 auf zwei Lagerstellen 11a, 11b für deren Achse 3 aufgelegt. Mit einem Luftstrahl aus einer Düsenanordnung 10 wird die Unruh rotiert, ein Bewegungssensor 12 nimmt die Bewegungen der Lagerstellen 11a, 11b in vertikaler Richtung auf, wenn die Stelle mit der grössten Unwucht entweder über den oberen oder den unteren Kulminationspunkt hinwegdreht. Das entsprechende zeitlich mit der Rotation des Prüflings koinzidierende Signal gelangt über eine Schaltungsanordnung 13 zur Aufbereitung des Signals zur Lasersteuerung 14, mit der Laser 15 in richtiger zeitlicher Folge ausgelöst wird. 2, the balance 1, 2, 3 is placed on two bearing points 11a, 11b for the axis 3 thereof. The balance wheel is rotated with an air jet from a nozzle arrangement 10, and a movement sensor 12 records the movements of the bearing points 11a, 11b in the vertical direction when the point with the greatest imbalance rotates either over the upper or the lower culmination point. The corresponding signal, which coincides with the rotation of the test object, passes via a circuit arrangement 13 for processing the signal to the laser control 14, with which the laser 15 is triggered in the correct chronological order.

Mit dem Bewegungssensor 12 und der Schaltungsanordnung 13 kann der Wert der Unwucht mit einem Sollwert verglichen werden, der, wenn er ein bestimmtes Mass überschreitet dazu genommen werden kann, die gerade auf den Auflagen befindliche Unruh als Ausschuss zu deklarieren. Somit wird schon hier eine Zeitersparnis bewirkt, indem nicht Teile, die nicht korrigierbar sind bearbeitet werden. With the motion sensor 12 and the circuit arrangement 13, the value of the unbalance can be compared with a target value which, if it exceeds a certain dimension, can be used to declare the balance currently on the supports as a reject. This saves time by not processing parts that cannot be corrected.

Der Laserstrahl des Lasers 15 ist auf die Seitenwand der Randschulter 1 gerichtet aus den eingangs angegebenen Abmessungen geht schon hervor, dass der Laserstrahl nur eine ganz genau bestimmte Leistung haben darf, um das Material durch Erzeugung eines Sackloches in der 0,1 mm dicken Randschulter 1 zu entfernen. Es hat sich gezeigt, dass das Material mit einem Laserstrahl The laser beam from the laser 15 is directed onto the side wall of the edge shoulder 1. The dimensions given at the outset already show that the laser beam may only have a very precisely defined power to cut the material through the creation of a blind hole in the 0.1 mm thick edge shoulder 1 to remove. It has been shown that the material with a laser beam

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10 10th

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30 30th

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von 2 Kw aus einem gepulsten YAG-Laser mit einem Durchmesser von 0,1 mm direkt verdampft und ein Sackloch von etwa 0,2 mm erzeugt. Mit einer solchen Anordnung wir pro Laserschuss Material in der Grössenordnung von 1 ng abgetragen. of 2 Kw evaporated directly from a pulsed YAG laser with a diameter of 0.1 mm and a blind hole of about 0.2 mm was produced. With such an arrangement, material in the order of magnitude of 1 ng is removed per laser shot.

Es hat sich gezeigt, dass die Auflösung pro Laserschuss in der Grössenordnung von 1 ng liegt, wenn der Bewegungssensor 12 elektrisch auf der Basis von kapazitiver oder induktiver Messung Messwerte abgibt. Weil der Laserstrahl auf den unteren oder den oberen Kulminationspunkt eingestellt ist, entfällt die Winkelberechnung und Speicherung von Messwerten. Dadurch wird die Einrichtung sehr kostengünstig und die Bearbeitung von Unruhen geschieht in kürzest möglicher Zeit, denn es werden nur Laserschüsse ausgelöst solange der Bewegungssensor 12 eine Unwucht-Information abgibt. Entfällt diese, so ist der Proband ohne Unwucht bezw. innerhalb der zugelassenen Toleranzwerte. It has been shown that the resolution per laser shot is of the order of 1 ng when the motion sensor 12 emits measured values electrically on the basis of capacitive or inductive measurement. Because the laser beam is set to the lower or upper culmination point, there is no need to calculate the angle or save measured values. This makes the device very inexpensive and unrest is processed in the shortest possible time, because only laser shots are triggered as long as the motion sensor 12 emits unbalance information. If this does not apply, the test subject is unbalanced. within the permitted tolerance values.

Bei Unruhen für sogenannte Skelett-Uhren, bei denen auch die Unruh sichtbar ist, wären bearbeitete Stellen in den Seitenwänden leicht einzusehen und würden störend wirken. Es ist demgemäss auch vorgesehen, die Laser-Kanone unterhalb des Probanden anzuordnen, um die Ausnehmungen peripher anzubringen. Ebenso gibt es noch Uhren in dieser Art, bei denen die Unruh mit peripheren Schrauben versehen ist. Die Beseitigung von Un-wuchten wird hierbei vorteilhafterweise in die Schraubenköpfe verlegt, wobei noch ein Sensor vorzusehen ist, mit dem der Durchgang einer solchen peripheren Schraube vor der Laser-Kanone festgestellt werden kann. Dazu kann der Laserstrahl mittels Spiegel um einige wenige Bogengrad der Peripherie ausgelenkt werden. In the case of riots for so-called skeleton watches, in which the balance is also visible, machined areas in the side walls would be easy to see and would be disruptive. Accordingly, provision is also made for the laser cannon to be arranged below the test subject in order to make the recesses peripherally. There are also watches of this type in which the balance is fitted with peripheral screws. The removal of unbalances is advantageously moved into the screw heads, a sensor having to be provided with which the passage of such a peripheral screw in front of the laser gun can be determined. For this purpose, the laser beam can be deflected by a few degrees of arc on the periphery by means of a mirror.

Claims (10)

PatentansprücheClaims 1. Verfahren zum dynamischen Auswuchten einer Unruh mittels eines Impulslaserstrahls der auf Grund gemessener Unwuchtwerte ausgelöst wird und der Antrieb des Probanden mittels eines Luftstrahles erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der auf zwei achsrichtigen Lagerstellen (11a, 11b) aufliegende Proband (1, 2) mittels eines Luftstrahles in Rotation versetzt wird, dass die Ausschläge des Probanden in einer bevorzugten Richtung erfasst werden und der in diese bevorzugte Richtung innerhalb der Peripherie (2) gerichtete Strahl ausgelöst wird.1. A method for dynamic balancing of a balance wheel using a pulse laser beam which is triggered on the basis of measured unbalance values and the test subject is driven by an air jet, characterized in that the test subject (1, 2) resting on two axially correct bearing points (11a, 11b) of an air jet is set in rotation so that the test person's deflections are detected in a preferred direction and the jet directed in this preferred direction within the periphery (2) is triggered. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bevorzugte Richtung vertikal ist.2. The method according to claim 1, characterized in that the preferred direction is vertical. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl auf den unteren Kulminationspunkt der Unwucht ausgerichtet ist.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the laser beam is aligned with the lower culmination point of the unbalance. 4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass vor Einleitung des Auswuchtens aufgrund der festgestellten Amplitude der Unwucht eine erste Entscheidung über die Verwendbarkeit des Probanden gefällt wird.4. The method according to any one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that a first decision is made about the usability of the test subject before the initiation of balancing due to the determined amplitude of the unbalance. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Probanden im Zielpunkt durch den Laser verdampft wird.5. The method according to claim 4, characterized in that the material of the subject is evaporated at the target point by the laser. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die verdampfte Menge pro Laserschuss in der Grössenordnung von 1 (ig liegt.6. The method according to claim 5, characterized in that the vaporized amount per laser shot is in the order of 1 (ig. 7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass achsrichtige Auflager (11a, 11b) auf einem Bewegungssensor (12) aufgebaut sind, auf die Achse (3) eines Probanden auflegbar ist, dass der Bewegungssensor (12) zur Erfassung der Bewegung der Auflager (11a, 11b) in einer bevorzugten Auslenkrichtung eingerichtet ist, dass ein Laser (15) auf eine Stelle des Probanden in der bevorzugten Auslenkrichtung ausgerichtet ist, und dass eine Schaltungsanordnung (13) vorhanden ist, um die Signale des Bewegungssensors (12) in Signale zur Auslösung des Lasers (15) umzuformen.7. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that axially correct supports (11a, 11b) are constructed on a motion sensor (12), on the axis (3) of a test subject, that the motion sensor (12) can be used for detection the movement of the supports (11a, 11b) in a preferred deflection direction, that a laser (15) is aligned with a location of the subject in the preferred deflection direction, and that a circuit arrangement (13) is present to detect the signals of the motion sensor ( 12) into signals for triggering the laser (15). 8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungssensor (12) zur Abgabe von elektrischen Signalen aufgrund von induktiver oder kapazitiver Messung der Unwuchtbewegung des Probanden eingerichtet ist.8. Device according to claim 7, characterized in that the motion sensor (12) is set up to emit electrical signals based on inductive or capacitive measurement of the unbalance movement of the subject. 9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungssensor (12) die Unwuchtbewegungen in vertikaler Richtung erfasst, und dass der Laser (15) auf eine Stelle unterhalb des Drehzentrums gerichtet ist.9. The device according to claim 8, characterized in that the motion sensor (12) detects the unbalance movements in the vertical direction, and that the laser (15) is directed to a location below the center of rotation. 10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl mittels Spiegeln auslenkbar ist, um ihn auf bestimmte Stellen auf der Peripherie auszurichten.10. Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that the laser beam can be deflected by means of mirrors in order to align it to specific locations on the periphery. 55 1010th 1515 2020th 2525th 3030th 3535 4040 4545 5050 5555 6060 6565