DE3129741C3 - Verfahren zur Funktionsüberprüfung bei einer Radauswuchtvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Funktions­ überprüfung bei einer Radauswuchtvorrichtung gemäß Ober­ begriff des Anspruchs 1.

In der nicht vorveröffentlichten EP 00 32 413 A2 ist eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens beschrieben, bei der die Unwucht in einem rotierenden Körper gemessen und in einer oder zwei Ebenen senkrecht zur Drehachse des an einer rotierenden Welle befestigten Rades aufgelöst wird. Ein mit der Welle gekoppelter mechanischer Meßgeber erzeugt ein elektrisches Signal, das die während der Rotation durch die Unwucht am Rad erzeugte, am Meßgeber wirkende periodische Kraft anzeigt. Das elektrische Signal wird in einem Ana­ log/Digitalumsetzer in ein Digitalwort umgewandelt, das der augenblicklichen Größe der periodischen Kraft entspricht. Während jeder Umdrehung der Welle werden bei vorbestimmten Winkelstellungen diese Digitalwörter abgetastet. In einem Speicher sind jeweils diesen Winkelstellungen entsprechende digitale Sinus- und Kosinusgrößen gespeichert. Die bei den vorbestimmten Winkelstellungen erhaltenen Digitalwörter werden mit den entsprechenden Sinus- und Kosinusgrößen multipliziert und aufsummiert. Aus diesen Daten werden die Größe der Unwucht und deren winkelmäßige Lage bestimmt.

In der US-PS 40 63 461 und der US-PS 41 55 255 sind Aus­ wuchtverfahren zur genauen Bestimmung der Unwuchtposition beschrieben, um anschließend die geeigneten Auswuchtge­ wichte am richtigen Ort anbringen zu können. Bei der Er­ mittlung der Unwuchtposition werden Zwischenwerte in einem Speicher gespeichert und mit jeder Umdrehung aktualisiert, bis die Lokalisierung abgeschlossen ist.

Aus der DE-OS 26 43 692 ist eine weitere Maschine zum Auswuchten von Fahrzeugrädern bekannt. Mit der Welle dieser Auswuchtmaschine dreht sich eine Winkelkodierscheibe, die zwischen einer Lichtquelle und eine Reihe von Fotosensoren angeordnet ist. Längs eines Radius der Kodierscheibe ist der Winkelwert durch eine Hell-Dunkel-Verteilung binär kodiert. Diese Binärzahl wird durch 8 Fotosensoren laufend parallel ausgelesen. Auf einer zusätzlichen, außen liegenden Spur ist ein Taktsignal angelegt, dessen Markierungen um einen Phasenwinkel von π/2 gegenüber den Markierungen des binärkodierten Winkelwerts versetzt sind. Diese Steuerspur wird von einem in radialer Richtung versetzten Fotodetektor abgetastet und dient zur Gewinnung des Taktsignals, mit dem die binär kodierten Winkelwerte in einen Speicher eingelesen werden. Eine logische Verknüpfung der Bitfolgefrequenz der Steuerspur und der Bitfolgefrequenz der Informationsspuren findet nicht statt. Insbesondere stellt die bekannte Schaltung auch nicht fest, welche der beiden Bitfolgefrequenzen um π/2 voreilt und welche nacheilt. Es wird deshalb keine Funktionsüberprüfung vorgenommen, die eine Aussage über den richtigen Drehsinn der Welle treffen könnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Funktionsüberprüfung bei einer Radauswuchtvorrichtung anzugeben.

Diese Aufgabe ist bei einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die den Öffnungen oder Markierungen einer Kodierscheibe entsprechende Winkel­ stellung abgespeichert und bei der Funktionsüberprüfung werden die abgespeicherten Werte fortlaufend ausgelesen und mit aktuellen Meßwerten bei Drehung der Welle verglichen. Wenn es zu einem Fehlen von Impulsen kommt, so ist dies ein Hinweis darauf, daß die elektrooptischen Teile der Meßgeber möglicherweise nicht vollständig oder defekt sind. Es kann festgestellt werden, ob die Winkelpositionierung korrekt ist, eines der Bauteile nicht korrekt arbeitet, eine der Öffnungen in der Kodierscheibe verschlossen ist, der Motor z. B. in der entgegengesetzten Richtung umläuft, die Drehzahl stabil ist, die Schaltung fehlerhaft arbeitet, etc. Auf diese Weise kann eine sichere Anzeige der Wellen­ drehung während Auswuchtmessungen erhalten werden.

Zur Überwachung der Ausgangssignale werden bei einer Aus­ führungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens die Aus­ gangssignale, d. h. Winkelstellungssignale, in einem Spei­ cher (RAM) gespeichert, der außerdem Sollwerte und Winkel­ daten enthält. Es wird eine vorbestimmte Anzahl von Aus­ gangssignalen zwischen Referenzwerten überwacht und die Drehrichtung angezeigt. Dreht sich die Welle kontinuierlich mit einer Drehzahl aus einem vorbestimmten Drehzahlbereich, wird ein Positionszähler im Speicher angeregt und der Zäh­ ler wird bei jeder Änderung der Winkeldaten um Eins erhöht.

Der Zähler bleibt bei der nächsten Bezugsanzeige stehen und der erreichte Zählerstand kann mit der vorbestimmten Zahl von Zählungen verglichen werden, so daß Fehlfunktionen aufgrund optischer Schwächung, mechanischer Aberrationen und Schaltkreisfehler in Bauteilen festgestellt werden können. Des weiteren wird der Zustand eines Winkelstel­ lungssignals im Speicher abgespeichert und wird zum Erregen eines Zeitzählers benutzt. In diesem werden serielle Zeit­ zählungen so lange addiert, bis ein Zustand des Winkelein­ stellungssignals auftritt, der sich von dem gespeicherten Zustand unterscheidet. Die Zeitzählung wird für jede vor­ gesehene Winkelstellung während einer Wellenumdrehung durchgeführt und die größte und kleinste Zeitzählung werden gespeichert. Auf diese Weise werden die größten und klein­ sten Winkel festgestellt, die die Winkelstellungssignale trennen, und es kann eine korrekte Phaseneinstellung der Signale für die Kodierscheibe überwacht und erhalten wer­ den.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Beschreibung und der Zeichnung eingehender erläutert. In der Zeichnung zeigt

(Der Sachverhalt, der die in der Figurenbeschreibung aufgeführten Funktionstests F50, F51 und F52 betrifft, wurde zum Gegenstand einer Teilanmeldung gemacht.)

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Radauswucht­ vorrichtung, bei der das Ver­ fahren angewendet werden kann,

Fig. 2 eine Ansicht einer in der Vorrichtung von Fig. 1 enthaltenen Kodierscheibe in vergrößerter Dar­ stellung, bei der die Blickrichtung der Richtung der Pfeile 2 in Fig. 1 entspricht,

Fig. 3 einen Ausschnitt aus der Kodierscheibe von Fig. 1 in vergrößerter Darstellung gemäß dem Kreis 3 in Fig. 2,

Fig. 4 ein Schaltbild eines Teils der in der Vorrichtung von Fig. 1 verwendeten Schaltungsanordnung,

Fig. 5 ein Zeitdiagramm, das Signale zeigt, die in dem elektrischen Schaltkreis von Fig. 4 erzeugt wer­ den,

Fig. 6a und 6b ein Flußdiagramm, das die Schritte des Verfahrens zur Funktionsüber­ prüfung zeigt und

Fig. 7 eine Blockdarstellung eines bei der Vorrichtung von Fig. 1 verwendeten Speichers (RAM).

In Fig. 1 ist eine herkömmliche mechanische Vorrichtung zum Messen der Unwucht eines rotierenden Körpers, eine Radauswuchtvorrichtung, dargestellt. Die Unwucht erzeugt beim Drehen Unwuchtkräfte. Als rotierender Körper ist ein aus einer Felge 21 und einem aufgezogenen Reifen bestehendes Rad eines Kraft­ fahrzeuges dargestellt, das drehfest auf einer Welle 23 befestigt ist, wobei die Felge 21 gegen ein an einem Ende der Welle 23 vor­ gesehenes Schulterelement 22 geklemmt ist. Die Felge 21 weist das übliche zentrale Loch auf, in das das Ende der Welle 23 paßt. Die Felge 21 wird durch eine auf ein am Ende der Welle 23 vorgesehenes Gewinde schraubbare Radklemme 24 festgeklemmt. In einem fixierten starren Rahmen 28 sind ein Paar Lagergehäuse 26 und 27 elastisch gelagert. Die Welle 23 ist in innerhalb der Lager­ gehäuse 26 und 27 angeordneten inneren Lagerele­ menten gelagert und dadurch drehbar im Rahmen 28 angeordnet. Zwischen dem Rahmen 28 und den Lagergehäusen 26 und 27, sind jeweils ein linker bzw. rechter Meßgeber 29 bzw. 31 zur Kraftmessung angeordnet. Zwischen jedem Meßgeber 29 bzw. 31 und dem Rahmen 28 ist jeweils eine elastische Feder 32 angeordnet, die den zugeordneten Meßgeber 29 bzw. 31 in ständigem Kontakt mit dem zugeordneten Lager­ gehäuse 26 bzw. 27 hält.

Am anderen Ende der Welle 23 ist drehfest mit ihr eine Kodierscheibe 33 mittels einer Mutter 34 be­ festigt. Auf dem Rahmen 28 ist ein Motor 36 be­ festigt, der die Welle 23 über einen Treibriemen 37 und eine drehfest mit der Welle 23 verbundene Riemenscheibe 38 antreibt.

In der Nähe des Randes der Kodierscheibe 33 ist eine Fotosensor- und Lichtquelleneinheit 39 auf dem Rahmen 28 befestigt. Von dieser Fotosensor- und Lichtquellen­ einheit 39 erzeugte Signale werden einer elektronischen Schaltung zugeführt, die in einer eine Frontplatte 42 aufweisende Konsole 41 enthalten ist. Die Fotosensor- und Lichtquelleneinheit 39 erzeugt drei Signale, die in der Fig. 1 mit Φ1, Φ2 und HOME bezeichnet sind. Die Meßgeber 29 und 31 und der Motor 36 sind ebenfalls mit der elektronischen Schaltung in der Konsole 41 verbunden. Die soweit beschriebene Vor­ richtung kann z. B. eine in der US-PS 40 46 017 be­ schriebene Vorrichtung sein.

Auf der Frontplatte 42 sind Schalter und Anzeigen zum Einstellen und zur Überwachung der Unwuchtmessung vorgesehen. Mittels eines Drehstartschalters 45 wird eine Drehroutine für die Welle ausgelöst. Auf der Frontplatte 42 sind auch ein Maschinenmodenschalter 43 zur Auswahl einer von mehreren Betriebsweisen und ein Anzeigenmoden­ schalter 44 zur Auswahl einer von verschiedenen Ein­ heiten vorgesehen. Der Maschinenmodenschalter 43 kann auf einen Laufmodus, Eichmodus und auf einen Nullunwuchtsmodus für die Welle 23 eingestellt werden. Der Anzeigenmodenschalter 44 kann so ein­ gestellt werden, daß Unzen, abgerundete Unzen, Gramm oder abgerundete Gramm angezeigt werden. Die ausge­ wählten Einheiten werden in den drei Stellen der Anzeigefenster 46 und 47 für die Größe der linken bzw. rechten Unwucht angezeigt. Ein rechter und linker Positionsanzeiger 48 liefert eine Winkel­ information, die angibt, wo Gewichte an der Felge 21 oder am Rad zum Ausgleich der Unwucht angebracht werden sollten. An der Frontplatte 42 ist auch ein herkömmliches Abstandsmeßinstrument 49 vorgesehen, aus dem eine bequeme Ablesung der axialen Position der Felge 21 oder des Rades auf der Welle 23 erhal­ ten werden kann. Die physischen oder physikalischen Parameter des Rades werden über eine Tastatur 51 in das System eingegeben. Der axiale Abstand des Rades auf der Welle 23 von einer festen Stelle wird durch geeignete Wahl der auf der Frontplatte 42 gezeigten Schalter eingegeben und es werden dazu beispielsweise der Durchmesser und die Breite des Rades eingegeben. Der axiale Abstand des Rades ist in Fig. 1 durch den Abstand b angegeben. Die Breite des Rades ist durch den Abstand c der beiden Ebenen P1 und P2 in Fig. 1 gegeben, in denen die Ausgleichsgewichte an die Felge 21 bzw. das Rad angebracht werden können. Die ausgewählten Werte für den Durchmesser, die Breite und den axialen Abstand des Rades werden in den dreistelligen Anzeigen 52, 53 bzw. 54 angezeigt. Wie fest­ gestellt, ähnelt die beschriebene Vorrichtung einer bereits bekannten Vorrichtung insoweit, als Kräfte durch zwei Meßgeber gemessen werden, die alle Kräfte messen, die erforderlich sind, die Welle in einer in Fig. 1 veranschaulichten horizontalen Ebene zu halten. Die Kodierscheibe 33 und die Fotosensor- und Lichtquelleneinheit 39 bilden einen optischen Wellenkodierer für die Welle 23. Für die Rotation der Welle 23 wird für jede Umdrehung eine HOME-Position gemessen. Die HOME- Position liefert einen Bezugswinkel und lokalisiert rotationsmäßig eine Anzahl von Kalibrationskonstanten in Hinblick auf die Winkelstellung der Welle 23. Die Kalibrationskonstanten werden dazu benutzt, Fehler zu redu­ zieren, die in die Messung der Unwucht des rotieren­ den Körpers eingegangen sind. Die Unwuchtkräfte werden gemessen, wenn sich die Welle 23 bei Belastung mit einem bekannten Kalibrationsgewicht dreht, und auch, wenn sich die Welle 23 unbelastet dreht. Es werden Berech­ nungen durchgeführt, wie sie aus der eingangs erwähnten EP 00 32 413 A2 hervorgehen und die die Daten der Meßgeber­ kalibrierung und Nullunwucht miteinbeziehen. Die Ergebnisse werden für eine spätere Verwendung bei der Lösung der Unwuchtkräftegleichungen gespeichert, wenn ein Unwuchtkörper auf der Welle 23 befestigt ist und gedreht wird. Die Unwuchtkräftegleichungen befassen sich mit den Unwuchtvektoren und zugeordneten Kon­ stanten, die als frei von elektrischen oder mechani­ schen, keine Information tragenden Signalen ange­ nommen werden. Die Unwuchtvektoren repräsentieren deshalb nur die sinusförmig variierenden Komponenten der tatsächlichen Unwucht des rotierenden Körpers oder der Unwucht des Eichgewichts oder der Unwucht der unbelasteten Welle 23, wenn diese sich dreht. Die Annahme der Rauschfreiheit wird durch die fol­ gende Betrachtung gerechtfertigt. Die Unwucht­ kräftesignale aus den Meßgebern werden, wie später beschrieben, bei diskreten Winkelschritten bzw. Winkelstellungen der Welle digitalisiert und abgetastet, wie sie durch ein Muster von Öffnungen 79 in der Kodier­ scheibe 33 bestimmt sind. Das Abtasten der Daten und die Summierung der abgetasteten Daten scheidet bekannterweise nichtharmonisches Rauschen aus, welches Frequenzen aufweist, die größer als die durch die totale Abtastzeit bestimmte Frequenz sind. Harmoni­ sches Rauschen wird durch die Operationen ausge­ schieden, welche kombinierte Quantitäten erzeugen, die Sinus- und Kosinusfaktoren und die nachträgliche Addition enthalten. Das durchge­ führte Verfahren umfaßt die Ermittlung der Fourier­ reihenkoeffizienten für die fundamentalen Sinus- und Kosinuskomponenten in den verarbeiteten Datenaus­ gaben. Die verarbeiteten Daten werden dadurch er­ halten, daß bei den Ausgangssignalen aus den Meßgebern mit Zahlen operiert wird, die den Sinus und den Kosinus des im Augenblick der Signalausgabe vorhandenen Drehwinkels der Welle 23 entsprechen, um Größen zu erhalten, die Sinusfaktoren und die Kosinusfaktoren enthalten, und daß danach unabhängige Additionen (Integrationen) solcher Größen durchgeführt werden. Die Verarbeitung wird durch Digitalisierung der Ausgangssignale aus dem Meß­ geber und der den Sinus und den Kosinus des Dreh­ winkels darstellenden Größen und durch Ausfüh­ rung Verarbeitung der digitalisierten Aus­ gangssignale der Meßgeber bei vorbestimmten Winkel­ stellungen der Welle 23 ausgeführt. Die den Sinus und den Kosinus darstellenden Größen werden so gewählt, daß sie dazu neigen, den Beitrag der Har­ monischen zu den verarbeiteten Daten zu reduzieren. Folglich sind die verarbeiteten Daten in Form von Sinus- und Kosinusadditionen relativ frei von harmoni­ schem Anteil. Die Ableitung der Gleichungen für die Unwuchtmessung geht aus der erwähnten EP 00 32 413 A2 hervor.

Fig. 4 zeigt Ausschnitte aus der in der Konsole 41 enthaltenen Meßschaltung. Sie zeigt auch die Foto­ sensor- und Lichtquelleneinheit 39 gemäß Fig. 1. Die Fotosensor- und Lichtquelleneinheit 39 arbeitet so, daß eine die Drehwinkelzunahme abtastende Funktion erzeugt wird, die die Bereitstellung eines Impulses Φ2 zusammen mit einem gegen diesen Impuls Φ2 um 90° phasenverschobenen Impuls Φ1 umfaßt. Die Foto­ sensor- und Lichtquelleneinheit 39 erzeugt nach jeder Umdrehung der Welle 23 auch einen Impuls HOME. Jeder der Impulse HOME, Φ1 und Φ2 wird in Konditionie­ rungs-Schaltkreisabschnitten 56, 57 bzw. 58 so in Form gebracht oder konditioniert, daß diese Impulse geeignete Impulsformen und Amplituden aufweisen. Die konditionier­ ten Impulse HOME, Φ1 und Φ2 werden einem Schalt­ kreis 59 zur Feststellung der Position HOME zuge­ führt, der eine Referenzausgabe erzeugt, die einem Rechner 61 zugeführt wird. Die kon­ ditionierten Impulse Φ1 und Φ2 werden einem Schaltkreisabschnitt 62 für Vierfachmultiplikation zugeführt, der ein Rand- oder Positionsunterbrechungs­ signal erzeugt, das ebenfalls dem Rechner 61 zugeführt wird.

Fig. 2 zeigt die Kodierscheibe 33, die in der Nähe ihres Umfangs und an vorbestimmten Winkelstellungen eine Anzahl Öffnungen 79 aufweist. Bei der gezeigten Ausführungsform sind die Öffnungen 79 äquidistant über den Umfang der Scheibe verteilt und es können beispielsweise 64 Öffnungen sein. Für den Impuls HOME ist eine einzige Öffnung 81 vorge­ sehen, die sich ebenfalls in der Nähe des Umfangs der Kodierscheibe 33 befindet. Sowohl die Reihe der die Drehwinkelzunahme bzw. Winkelstellung anzeigenden Öffnungen 79 und die Öffnung 81 für den Impuls HOME laufen an der Lichtquelle und den Fotosensoren der Foto­ sensor- und Lichtquelleneinheit 39 vorbei. Die Kodierscheibe 33 dreht sich normalerweise mit der Welle 23 in Richtung des Pfeils 82, also im Uhrzeigersinn, wenn sie mit Blickrichtung in Richtung der Pfeile 2-2 in Fig. 1 angesehen wird.

In Fig. 3 ist ein kleiner Ausschnitt aus der Peripherie der Kodierscheibe 33 im einzelnen darge­ stellt. Zur besseren Erklärung der Positions­ beziehung zwischen den verschiedenen Öffnungen ist die Kodierscheibe geradlinig und nicht winkelmäßig dargestellt. Der Pfeil 82 zeigt die Bewegung der Peripherie der Kodierscheibe 33, die ihre Drehung im Uhrzeigersinn bei einer Anfangsposition zu einem Zeitpunkt t₀ beginnt. Zum Zeitpunkt t₀ gibt der führende Rand der Öffnung 81 einen Fotosensor 83 in der Fotosensor- und Lichtquelleneinheit 39 frei und erzeugt dadurch die Vorderflanke des Impulses HOME. Gleichzeitig gibt der führende Rand einer der Öffnungen 79 einen anderen Fotosensor 84 in der Fotosensor- und Lichtquelleneinheit 39 frei und erzeugt dadurch eine Vorderflanke des Impulses Φ2. Zum Zeitpunkt t₀ wird auch ein dritter Foto­ sensor 86 in der Fotosensor- und Lichtquelleneinheit 39 durch eine der Öffnungen 79 voll der Lichtquelle in der Einheit ausgesetzt und dadurch der Impuls Φ1 erzeugt. Es ist zu sehen, daß der Impuls Φ1 gegen den Impuls Φ2 um ein Viertel (π/2) der durch den Abstand zwischen be­ nachbarten Öffnungen 79 bestimmten Periode ver­ schoben ist und dem Impuls Φ2 vorausgeht. Der Fig. 3 ist auch entnehmbar, daß die Öffnung 81 für den Impuls HOME so breit ausgebildet ist, daß sie eine volle Periode zwischen benachbarten Öffnun­ gen 79 überdeckt, und zwar für einen Zweck, der in Verbindung mit dem Schaltbild gemäß Fig. 4 im folgenden erklärt wird.

Aus Fig. 4 ist zu entnehmen, daß die Fotosensor- und Lichtquelleneinheit 39 als Winkelstellungssensoren die Fotosensoren 83, 84 und 86 aufweist, die den Impuls HOME, den Impuls Φ2 bzw. den Impuls Φ1 erzeugen. In der hier beschrie­ benen Ausführungsform werden die Fotosensoren durch lichtemittierende Dioden 87, 88 und 89 angeregt. Ein Widerstände R25 und R26 aufweisender Spannungsteiler erzeugt an dem nicht invertierenden Eingang 7 des Verstärkers Z27 eine positive Spannung. Das am Aus­ gang 1 des Verstärkers Z27 entnehmbare Ausgangs­ signal dient als Bezugspegel und ist an die nicht invertierenden Eingänge 9, 11 und 5 von drei zu­ sätzlichen Verstärkerabschnitten von Z27 angelegt. Die drei zusätzlichen Verstärkerabschnitte von Z27 wirken deshalb als Spannungskomperatoren, welche die Impulse HOME, Φ2 und Φ1 an den invertierenden Eingängen 8, 10 bzw. 4 empfangen. In dieser Form werden die Signale aus den Fotosensoren rechteck­ förmig gemacht und bis zu einem gewissen Grad ver­ stärkt. Die rechteckförmigen und verstärkten Im­ pulse werden in den Inverterabschnitten Z10 inver­ tiert. Das Zeitdiagramm gemäß Fig. 5 zeigt wie die Impulse Φ1 in dem Eingangsvorverarbeiter 57 nach Fig. 4 in Form gebracht werden und wie sie am Ausgang 2 des Inverters Z10 erscheinen. Fig. 5 zeigt auch, wie die Impulse HOME und Φ2 in Schalt­ kreisabschnitten 58 und 56 in Fig. 4 in Form gebracht werden und wie sie an den Ausgängen 4 bzw. 6 der In­ verterabschnitte von Z10 in Fig. 4 erscheinen. Der Schaltkreis 57 für die Eingangsvorverarbeitung des Impulses Φ1 weist ein NAND-Glied Z15 auf, das die verstärkten Rechteckimpulse Φ1 erhält und einen Impuls erzeugt, der gegenüber dem Impuls Φ1 um 180° phasenverschoben ist. Die Impulse und Φ2 werden dem Rechner 61 zugeführt.

Die Ausgaben aus den Schaltkreisen 56, 57 und 58 zur Eingangsverarbeitung, die in dem Zeitdiagramm in Fig. 5 als die Impulse Φ2, und HOME zu sehen sind, werden an Eingänge eines anderen NAND-Gliedes Z15 angelegt, das in der Fig. 4 als Schaltkreis 59 bezeichnet ist, der zur Positionsbestimmung HOME dient. Das NAND-Glied Z15 erzeugt an seinem Ausgang 12 ein ins Negative gehende Ausgangssignal, und zwar zu dem Zeitpunkt, wenn alle drei erwähnten Eingangssignale einen hohen Zustand aufweisen. In Fig. 5 ist dieses Ausgangssignal als Impuls HOME-POSITION darstellt. Die Vorderflanke des ins Negative gehenden Impulses HOME-POSITION bestimmt die winkelmäßige Bezugsposition für die sich drehende Welle 23 und der Impuls wird dem Rechner 61 zugeführt. Der Impuls HOME-POSITION wird vom Rechner dazu benutzt, die relative Phase der von den Meßgebern 29 und 31 abgetasteten Kraftvektoren zu berechnen.

Das Schaltbild in Fig. 4 zeigt auch, daß die Ausgangssignale Φ1 und Φ2 aus den Schaltkreisen 57 und 58 für die Eingangsvorverarbeitung an Eingänge eines exklusiven ODER-Gliedes Z11 in dem Schaltkreisabschnitt 62 gegeben werden. Ein exklusives ODER-Glied mit zwei Eingängen erzeugt ein Ausgangssignal mit niedrigem Zustand nur dann, wenn die beiden Eingangssignale den gleichen Zustand aufweisen, beispielsweise beide einen hohen Zustand. Das Ausgangssignal aus dem Ausgang 3 des ODER-Gliedes Z11 in Fig. 4 ist in Fig. 5 als Ausgangssignal X2 zu sehen. Das Ausgangssignal X2 wird sowohl dem Eingang 2 des Univibrators Z12 zur Erzeugung kurzzeitiger Impulse und dem Eingang 9 des anderen Abschnitts des Univibrators Z12 zugeführt. Der über dem Eingang 9 angeregte Univibrator erzeugt einen kurzen Ausgangsimpuls von etwa 150 ms Impulsbreite am Ausgang 5 des Univibrators Z12 bei der ins Negative gehenden Flanke der Ausgabe X2 am Ausgang 3 des ODER-Gliedes Z11. Der über den Eingang 2 angeregte Abschnitt des Univibrators Z12 erzeugt an seinem Ausgang 13 einen Impuls von 150 ms Breite, bei der ins Positive gehenden Flanke der Ausgabe X2 am Ausgang 3 des ODER-Gliedes Z11. Die alternatierenden Kurzzeitimpulse mit der Impulsdauer von 150 ms aus den Univibratorabschnitten werden getrennten Eingängen eines anderen Abschnitts des exklusiven ODER-Gliedes Z11 zugeführt. Das resultierende Ausgangssignal am Ausgang 6 des exklusiven ODER-Gliedes Z11 wird von jedem der alternierenden Kurzzeitimpulse auf einen hohen Zustand gebracht, wodurch am Ausgang 6 ein Ausgangssignal X4 erzeugt wird, das in Fig. 5 dargestellt ist. Ein anderer Abschnitt des exklusiven ODER-Gliedes Z11 wird als Inverter benutzt, dem an einem Eingang 9 das Ausgangssignal X4 zugeführt wird und bei dem der andere Eingang 10 auf einer positiven Spannung liegt. Die Folge davon ist, daß jeder ins Positive gehende Kurzzeitimpuls des am Eingang 9 des exklusiven ODER- Gliedes Z11 anliegenden Ausgangssignals einen ins Negative gehenden Kurzzeitimpuls am Ausgang 8 erzeugt. Wenn die Kodierscheibe 33 64 Öffnungen 79 aufweist, werden bei jeder Umdrehung der Welle 23 256 ins Negative gehende Kurzzeitimpulse erzeugt. Das invertierte Ausgangssignal X4 wird dem Rechner 61 als Flankenimpuls und als Positionsunterbrechungsimpuls zugeführt.

Anhand von Fig. 6a und 6b wird das Verfahren zur Funktionsüberprüfung, d. h. der Bestimmung der Kodiergenauigkeit der Vorrichtung, beschrieben. Es wird eine Tastaturabfrage durchgeführt, die einen seriellen "Blick" des Rechners 61 auf jede der an der Tastatur 51 in Fig. 1 auswählbaren Tastaturfunktionen erzeugt.

Die in Fig. 6A erzeugten Funktionen sind mit willkürlichen Kodenummern bezeichnet und aus Dar­ stellungsgründen als sich nur vom Kode F1 bis zum Kode F60 erstreckend. Solche Kodes, die sich auf interessierende Tests beziehen, sind in dem Flußdiagramm gemäß den Fig. 6a und 6b mit durch­ gezogenen Linien verbunden, während die außerhalb des Interesses liegenden Kodes mit gestrichelten Linie verbunden dargestellt sind. In der folgenden Beschreibung stellen die HALT-Abfragen eine Unterbrechungsfunktion dar, die in jedem der beschrie­ benen Prozesse an jeder Stelle auftreten kann. Die HALT-Funktionen sind der Bequemlichkeit halber an einer Stelle der Verfahrensabfolge gezeigt, bei der ein Zyklus im Prozeß abgeschlossen ist und eine Entscheidung darüber gefällt wird, ob in einen ande­ ren Zyklus eingetreten oder der Prozeß beendet werden soll.

Ein Verfahren zur Beschreibung des Kodiererzustandes und der Winkelstellung mit Einleitung durch Wahl des Kodes F50 auf der Tastatur 51 in Fig. 1 ist in Fig. 6 dargestellt. Die Auswahl dieses Tests bewirkt zusammen mit der Betätigung des Drehschalters, daß die laufenden Kodiererzustände für die Impulse Φ1, Φ2 und HOME oder den Bezugsimpuls aus dem Speicher mit wahlfreiem Zugriff zurückgerufen werden. Der Inhalt eines Zählregisters für den zunehmenden Drehwinkel (Winkelstellung), der auf die Bezugsposition bezogen ist, wird eben­ falls wiedergewonnen und in eine binär kodierte Dezimalzahl (BCD-Kode) umgewandelt. Die Umwandlung in den BCD-Kode ist mit den linken und rechten siebensegmentigen Anzeigen 46 und 47 auf der Front­ platte 42 kompatibel. Die Anzeige 46 erzeugt eine visuelle Anzeige des laufenden Signalzustandes (hoch oder niedrig) für jede Kodiererausgabe. Wenn das Signal sich in einem Zustand 1 befindet, wird das Segment G für die Ziffer in der Anzeige, an dem das Signal anliegt, beleuchtet. Die Anzeige 47 zeigt eine Zahl aus dem Bereich 0 bis 255 an, die auf die Position HOME bezogen ist. Die Zahlenanzeige zeigt die Anzahl der durch die Signale erzeugten Zählschritte an, um die sich die Kodierscheibe und folglich die Welle 23 von der Position HOME fortbe­ wegt hat. Zur Durchführung dieses Tests wird die Welle 23 von Hand gedreht. Der Test dient zur Aus­ richtung der Kodierscheibe 33 auf eine Position auf der Welle, an der ein Kalibriergewicht zur Kalibrierung der Meßgeber gemäß der EP 00 32 413 A2 angebracht ist. In der hier beschriebenen Ausführungsform beträgt der Zählerstand vorteilhafterweise 127, wenn der Punkt, an dem das Testgewicht anzubringen ist, sich ganz oben auf der Welle befindet und wenn der Kodierer mit einem Radausgleichsgewicht benutzt wird. Wenn der Zählerstand nicht erreicht wird, wird die Kodierscheibe 33 auf der Welle 23 gelöst und relativ zu der stehenden Welle so lange gedreht, bis der richtige Zählerstand in der rechten Anzeige 47 auf der Frontplatte 42 ange­ zeigt wird. Darüber hinaus liefert dieser Test eine Überprüfung, ob der elektrooptische Teil eines jeden Meßgebers vollständig ist. Falls -Impulse fehlen, beispielsweise aufgrund einer optischen Störung an dem Kodierer bzw. der Kodierscheibe 33, zeigt der Zählerstand in dieser Ausführungsform weniger als 255 an.

Der durch den Kode F51 angezeigte Prozeß der Selbst­ diagnose wird dadurch eingeleitet, daß auf der Tastatur gewählt wird, daß bei Verwendung des Kodierers mit dem Radausgleichsgewicht die Schutzhaube abgesenkt wird und daß der Drehschalter betätigt wird. Die Welle 23 beschleunigt auf eine relativ konstante Drehzahl innerhalb eines vorbestimmten Drehzahlbereiches, in der hier beschrie­ benen Ausführungsform des Radausgleichers auf etwa 480 Umdrehungen pro Minute. Während sich die Welle kontinuierlich dreht, wird nach einem HOME- oder Bezugsimpuls gesucht. Wenn ein solcher Impuls gefunden worden ist, wird ein Kodiererzähler im Speicher mit wahlfreiem Zugriff auf 0 gesetzt. Wenn ein neuer Kodiererzustand gefunden wird, wird zum Zählerstand im Kodiererzähler eine Eins hinzu­ addiert. Wenn der nächste HOME-Impuls festgestellt wird, ist die Zählung im Kodiererzähler beendet und der Zählerstand wird in die binär kodierte Dezimalzahl umgewandelt. Das BCD-Signal wird der Anzeige 47 für das rechte Gewicht zugeführt und die Anzahl der Kodiererübergänge für eine Umdrehung der Welle 23 wird dadurch angezeigt. Wie vorstehend erwähnt, ist in der hier beschrie­ benen Ausführungsform die richtige Zahl, die an der Anzeige erscheinen sollte, 255. Der Zweck dieses Tests liegt darin, die den Meßgebern zugeordneten Komponenten auf Vollständigkeit hin zu überprüfen, und zwar bei der Betriebsdrehzahl der Vorrich­ tung. Wenn in der Anzeige eine Zahl erscheint, die von der richtigen Nummer verschieden ist, liegen mögliche Störungen vor, die mit optischen oder mechanischen Fehlern oder der Schaltung gemäß Fig. 4 in Zusammenhang stehen.

Mit der Wahl des durch die Kodenummer F52 dargestellten Prozesses müssen sowohl der Schalter, der anzeigt, daß sich die Schutz- oder Radhaube in ihrer abgesenkten Sicherheitsstellung befindet, als auch der Schalter, der den Drehmodus auswählt, betätigt werden. Die Welle 23 wird auf die erwähnte Drehzahl aus dem vorbestimmten Drehzahlbereich be­ schleunigt, und in dem Speicher RAM mit wahlfreiem Zu­ griff wird eine Zahl für den maximalen Bezugswert auf eine niedrige Nummer gesetzt und eine andere Zahl für einen minimalen Bezugswert wird auf eine hohe Nummer gesetzt und zwar für Zwecke, die im fol­ genden klar werden. Ein Zähler für die Winkelstellung der Welle wird auf den Zählerstand 0 gesetzt und die laufende Winkelzunahme wird in den Speicher geschrie­ ben und gespeichert. Es wird auch ein zweiter Zeit­ geber in Betrieb gesetzt. Solange der gespeicherte Kodiererzustand sich nicht ändert, werden eine Reihe von Zeitimpulsen im zweiten Zähler gezählt, wodurch eine Zeitsummierung erzeugt wird. Die Summierung wird beendet, wenn sich der Kodiererzustand gegenüber dem vorher gespeicherten ändert. Die Anzeige des zunehmenden Drehwinkels vom Kodierer wird, wie schon beschrieben, aus einem Paar von Rechteckimpulsen erhalten, die um einen vorbestimmten Phasenwinkel relativ zueinander verschoben sind, in der hier beschriebenen Ausführungsform etwa um 90°. Diese Signale sind mit Φ1 und Φ2 bezeichnet und wählen in Kombination einen von vier kombinierten Zuständen aus. Sie können beide niedrig sein (Zustand 0-0), Φ1 kann niedrig und Φ2 kann hoch sein (Zustand 0-1), Φ1 und Φ2 können hoch sein (Zustand 1-1) oder Φ1 kann hoch und Φ2 kann niedrig sein (Zustand 1-0). Nach Beendigung der Zeitsummierung im zweiten Zähler wird der neue Kodierzustand gelesen und mit dem vorher gespeicherten Zustand verglichen. Der vorangegangenen Beschreibung der Zustandsfolge ist zu entnehmen, daß die Richtung der Wellendrehung dadurch bestimmt werden kann. Wenn die Drehrichtung als normal angesehen werden kann, wird die richtige Kodierfolge angezeigt. Wenn sie zur normalen entgegengesetzt ist, wird ein dieses anzeigendes Symbol in der Anzeige 46 für das linke Gewicht angezeigt.

Die im zweiten Zähler summierte Zeit wird mit der niedrigen Nummer verglichen, die anfänglich in den Speicher mit wahlfreiem Zugriff gesetzt worden ist und wenn sie größer ist, wird die neu erhaltene Zeit als ein Maximum im Speicher aufgezeichnet. Wenn sie andererseits kleiner ist als die bei der hohen Nummer als minimaler Wert aufgezeichnete Vergleichs­ zahl, wird sie als Minimum eingespeichert. Dem Inhalt des Positionszählregisters für die Welle wird eine 1 hinzuaddiert und wenn der Zählerstand für die Wellenposition kleiner als 256 ist, wird der letzte Kodiererzustand gespeichert und der Zeitzähler wird reinitialisiert. Die Zeitimpulse werden im Zeitzähler noch einmal summiert, bis der nächste neue Kodiererzustand erscheint und die Maximum- und Minimumvergleiche werden mit den vorher erhaltenen maximalen und minimalen Zeitzählungen durchgeführt. Bei Vervollständigung von 256 solchen Zählungen und Vergleichen werden die maximalen und minimalen Zählun­ gen in binär kodierte Zahlen umgewandelt und in den Anzeigen 46 und 47 für das linke bzw. rechte Gewicht auf der Frontplatte angezeigt. Um die maximalen und minimalen Zeiten in Millisekunden zwischen den zwei die Winkelzunahme anzeigenden Signalen zu erhalten, wird der Prozeß wiederholt. Wenn auf diese Weise die Zeitspanne zwischen der maximalen und minimalen Zeit die Signale für die Winkelwerte zu nahe zusammen­ bringt, so daß sie sich in einer fehlerhaften Phasen­ beziehung befinden, wobei die Folge dieser Signale richtig sein kann, kann eine Einstellung der beiden Signale beispielsweise durch Bewegen der Fotosensoren 84 und 86 durchgeführt werden, um sie näher an den 90°-Abstand heranzubringen. Der Prozeß wird durch Wahl der HALT-Funktion, die den Prozeß zur Tastaturabtastung zurückbringt, beendet.

Wenn die durch den Kode F53 repräsentierte Methode der Selbstdiagnose gewählt wird und die Schutzhaube und Drehschalter betätigt werden, wird die Welle 23 noch einmal auf eine Drehzahl aus dem erwähnten vorbestimmten Drehzahlbereich beschleunigt. Im Speicher mit wahlfreiem Zugriff wird ein Zeit­ zähler initialisiert und nach einem HOME-Impuls gesucht. Wenn der Prozeß ausgewählt wird, kann er nur gestartet werden, wenn kein HOME-Impuls gefunden wird. Wenn ein HOME-Impuls teilweise durchgeht, wenn der Prozeß einge­ führt, wird dieser HOME-Impuls ignoriert, weil es wünschenswert ist, den Prozeß bei der abfallenden Vor­ derflanke des HOME-Impulses zu beginnen. Wenn einmal ein Übergang vom Nichtvorhandensein eines HOME-Impulses zum Vorhandensein eines HOME-Impulses abgetastet wird, wird eine Reihe von Zeitimpulsen dem Zeitzähler zur Summierung zugeführt. Der nächste HOME-Impuls beendet die Zeitzählung und der Zählerstand oder das Zähler­ gebnis wird in eine binär kodierte Dezimalzahl umge­ wandelt und in der Anzeige 47 für das rechte Gewicht in Millisekunden angezeigt. Danach wird, wenn die Routine nicht durch Handwahl gestoppt und zurück zur Tastaturabtastung gebracht wird, wie es vorstehend beschrieben worden ist, die Vorderflanke eines folgenden HOME-Impulses gesucht, ermittelt, die Zeitsummierung, die Beendigung der Zeitzählung durch den nächstfolgenden HOME-Impuls, und die Zeit wieder in Millisekunden ange­ zeigt. Auf diese Weise kann die Stabilität der Wellen­ drehzahl überwacht werden, wenn die Zeit zur Vervoll­ ständigung einer einzigen Umdrehung der Welle konstant überwacht und angezeigt wird, wenn die Welle sich kontinuierlich dreht.

In Fig. 7 ist ein Ausführungsbeispiel eines bei der Vorrichtung von Fig. 1 verwendeten Speichers mit wahlfreiem Zugriff (RAM) in Blockdarstellung veran­ schaulicht.

Claims (3)

1. Verfahren zur Funktionsüberprüfung bei einer Radauswuchtvorrichtung mit einem an einer Welle angeordneten ersten Winkelstellungssensor zur Abgabe von ersten binären Winkelstellungssignalen und einem an der Welle gegenüber dem ersten Winkelstellungssensor winkelversetzt angeordneten zweiten Winkelstellungssensor zur Abgabe von zweiten binären Winkelstellungssignalen, wobei man fortlaufend aus den momentanen ersten und zweiten Winkelstellungssignalen ein Ausgangssignal abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß während der Funktionsüberprüfung die Reihenfolge der binären Ausgangssignale festgestellt und mit einer Sollreihenfolge verglichen wird und daß das Ergebnis dieses Vergleichs zur Anzeige gebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 oder dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß der minimale und der maximale Zeitabstand zwischen aufeinanderfolgenden Ausgangssignalen zum Vergleich mit Sollzeitabständen festgestellt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die entsprechende Feststellung während mehreren Wellenumdrehungen durchgeführt wird.