振動測試系統(tǒng)和方法
【專利摘要】在操作振動測試系統(tǒng)中，提供具有多個不同區(qū)域的工作臺，并且向多個不同區(qū)域中的每一個提供多個振動器中的至少一個振動器和多個加速度計中的至少一個加速度計。對每一個區(qū)域設(shè)定目標振動強度，并且操作該振動器。借助多個加速度計中相應(yīng)的(多個)加速度計測量每一個不同區(qū)域處的局部振動強度。與每個所測量的局部振動強度相應(yīng)的信號被提供到控制器?；谙鄳?yīng)的所測量的局部振動強度和相應(yīng)的目標振動強度對每一個不同區(qū)域計算單獨的振動器控制信號。該單獨的控制信號從控制器提供以控制各個不同區(qū)域的(多個)振動器，從而在每一個不同的工作臺區(qū)域獲得該目標振動強度。
【專利說明】振動測試系統(tǒng)和方法
【背景技術(shù)】
[0001]本發(fā)明涉及振動系統(tǒng)，諸如重復(fù)震蕩(RS)振動系統(tǒng)。重復(fù)震蕩(RS)振動系統(tǒng)可以是可活動地安裝于基座上的六自由度工作臺并且被提供一系列配置為在該工作臺上施加所要求的振動的沖擊器或振動器(例如，用于在產(chǎn)品測試周期內(nèi)向安裝在工作臺上的一個或多個產(chǎn)品施加壓力)。
[0002]在一些已知振動器系統(tǒng)中，一個或多個加速度計提供于工作臺上并用來影響系統(tǒng)中振動器的控制信號。如美國專利號US6220100中所描述的，遍布工作臺安裝的多個加速度計的輸出被取平均并且平均輸出被用作控制參數(shù)以設(shè)置發(fā)送到所有振動器的單個控制信號。然而，出于將多個加速度計的輸出進行平均化以產(chǎn)生有用的控制信號的需要，這不得不使得(concede)工作臺上各點處的振動響應(yīng)是不均勻的。雖然這種方法有著將多個振動器的振動響應(yīng)集中于目標附近的效果，但它不能緊縮總體頻散，因為其局限于提供一個包羅萬象的控制信號給所有的系統(tǒng)振動器，當這些系統(tǒng)振動器由相同的控制信號激勵時可能具有不同的輸出。
[0003]在美國專利號US7752914所公開的另一已知的振動系統(tǒng)中，例如通過監(jiān)測各個振動器和該振動器上游相應(yīng)的閥之間的空氣壓力值來考量單個振動器性能。根據(jù)這個信息，控制系統(tǒng)能夠考慮振動器效率的差異，使得以基本上均勻的方式操作系統(tǒng)中所有的振動器。
[0004]在另一已知的振動系統(tǒng)中，為振動工作臺上提供的振動器提供振動器控制閥。在初始的測試設(shè)置期間，仿真載荷(du_y load)能夠與幾個加速度計一起安置在工作臺上。操作振動器并且從加速度計收集得到振動強度數(shù)據(jù)。固定、載荷放置以及加速計位置由高度熟練的操作人員反復(fù)調(diào)整以得到均勻振動響應(yīng)的粗調(diào)結(jié)果。當獲得合理的結(jié)果時，對每個振動器控制閥確定調(diào)整因子以為獲得盡可能好的均勻性或者對特定負載情形的振動響應(yīng)而試圖精細調(diào)諧該系統(tǒng)。然后使用來自多個加速度計的平均化的單個控制信號運行測試，其中相應(yīng)的預(yù)置調(diào)整因子被施加于整個振動器控制閥。必須停止該測試來重新校準該系統(tǒng)以校正性能上的任何變化或退化。
[0005]這些年來，本領(lǐng)域技術(shù)人員已經(jīng)付出了可觀的資源來研發(fā)通過復(fù)雜結(jié)構(gòu)而使振動均勻性提高的工作臺。盡管通過機械上的研發(fā)獲得了改進，但是當使用具有目前本領(lǐng)域已知那些局限性的控制系統(tǒng)時，一個或多個不均勻工作臺負載(因為一個的或多個產(chǎn)品被測試)、單個振動器效率的差異和單個振動器與工作臺之間轉(zhuǎn)換效率的差異可能導(dǎo)致整個工作臺上想要的振動強度與整個工作臺上實際振動強度之間顯著的不同。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]考慮到已知的振動系統(tǒng)，仍然存在對能夠在整個工作臺上均勻地獲得目標振動水平的振動系統(tǒng)的需要，盡管存在下列一個或多個因素:不均勻工作臺負載(因為一個或多個產(chǎn)品被測試)、單個振動器效率的差異和單個振動器與工作臺之間轉(zhuǎn)換效率的差異。
[0007]在一方面，本發(fā)明提供了一種操作振動測試系統(tǒng)的方法，該振動測試系統(tǒng)包括:配置為容納至少一個用于測試的產(chǎn)品的工作臺，耦合到該工作臺的多個振動器，和多個加速度計。該工作臺被提供有多個不同區(qū)域，并且多個不同區(qū)域中的每一個被提供有該多個振動器中的至少一個振動器和該多個加速度計中的一個加速度計。至少一個產(chǎn)品被固定于該工作臺。為多個不同區(qū)域的每一個設(shè)置目標振動強度。多個振動器被操作為在工作臺以及由該工作臺所容納的至少一個產(chǎn)品上引發(fā)重復(fù)震蕩。借助多個加速度計中的相應(yīng)的加速度計測量多個不同區(qū)域的每個處的局部振動強度。與每個所測量的局部振動強度相應(yīng)的信號被提供到控制器?；谙鄳?yīng)的所測量的局部振動強度和相應(yīng)的目標振動強度計算每一個不同區(qū)域的至少一個振動器的單獨的控制信號。該單獨的控制信號從控制器提供以控制每一個不同區(qū)域的至少一個振動器，從而在工作臺的多個不同區(qū)域的每一個處獲得該目標振動強度。
[0008]在另一方面，本發(fā)明提供了一種振動測試系統(tǒng)，其包括:配置為容納至少一個用于測試的產(chǎn)品的工作臺，附著于該工作臺并且配置為在工作臺上引發(fā)重復(fù)震蕩的多個振動器，振動器設(shè)置為在每一個不同區(qū)域具有至少一個振動器，多個加速度計，每一個配置為測量多個不同區(qū)域之一的局部振動強度，和耦合到該多個振動器和該多個加速度計的控制器。該控制器被配置為接收該工作臺的多個不同區(qū)域的每一個的目標振動強度，從多個加速度計的每一個接收與每一個所測量的局部振動強度相應(yīng)的信號，基于該相應(yīng)的所測量的局部振動強度和該相應(yīng)的目標振動強度來計算多個單獨的、區(qū)域特定的振動器控制信號，和提供該多個振動器控制信號以控制該多個振動器，從而在該工作臺的多個不同區(qū)域的每一個處獲得該目標振動強度。
[0009]通過考量詳細描述和附圖，本發(fā)明的其他方面將變得顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是根據(jù)本發(fā)明一種結(jié)構(gòu)的振動測試系統(tǒng)的示意圖。
[0011]圖2是根據(jù)本發(fā)明另一種結(jié)構(gòu)的振動測試系統(tǒng)的示意圖。
[0012]圖3是根據(jù)本發(fā)明又另一種結(jié)構(gòu)的振動測試系統(tǒng)的示意圖。
[0013]圖4是根據(jù)本發(fā)明又另一種結(jié)構(gòu)的振動測試系統(tǒng)的示意圖。
[0014]圖5是根據(jù)本發(fā)明又另一種結(jié)構(gòu)的振動測試系統(tǒng)的示意圖。
[0015]圖6是示出根據(jù)本發(fā)明一個方面的操作該振動測試系統(tǒng)的方法的流程圖。
[0016]圖7是示出根據(jù)本發(fā)明另一個方面的操作該振動測試系統(tǒng)的方法的流程圖。
[0017]圖8是用于基本上相同的負載的多個產(chǎn)品的測試設(shè)置的示意圖。
[0018]圖9是用于基本上不相同的負載的多個產(chǎn)品的測試設(shè)置的示意圖。
[0019]圖10是用于限定在一個工作臺區(qū)域內(nèi)的單個產(chǎn)品的測試設(shè)置的示意圖。
【具體實施方式】
[0020]在詳細解釋本發(fā)明的任何實施例之前，應(yīng)當理解的是，本發(fā)明并不限于在隨后的描述中詳盡解釋的或者在隨后的附圖中所示出的對結(jié)構(gòu)以及部件布置的細節(jié)的應(yīng)用。本發(fā)明能夠是其它的實施例并且以多種方式實施或者執(zhí)行。
[0021]圖1示出了一種用于在一個或多個產(chǎn)品12上執(zhí)行振動或重復(fù)震蕩測試的振動測試系統(tǒng)10。該系統(tǒng)10可以是一種六自由度的振動測試系統(tǒng)。在該圖示的系統(tǒng)10中，示出了單個產(chǎn)品12，并且其被固定于工作臺框架20(或者簡單地稱為“工作臺”)的表面16。該(多個)產(chǎn)品12可以設(shè)置在工作臺20的任意位置和任意方位。在一些結(jié)構(gòu)中，工作臺20可以與美國專利N0.7784349所公開的結(jié)構(gòu)相類似或相同，該美國專利的整個內(nèi)容通過引用的方式合并于此。多個振動器24在與表面16相對的表面26處稱合到工作臺20,以在工作臺20和該工作臺20支持的(多個)產(chǎn)品12上引發(fā)重復(fù)震蕩。圖示的振動器24靠空氣提供動力。圖1示出了氣動氣源28和調(diào)節(jié)來自氣源28的空氣到預(yù)定的供給壓力的調(diào)節(jié)器30。預(yù)定供給壓力下的空氣提供給每個振動器24的單獨供應(yīng)管線32。在圖示的結(jié)構(gòu)中，節(jié)流裝置36(例如電控的電磁閥)提供增壓空氣脈沖給來自加料集流管40的每個供應(yīng)管線32以向振動器24提供動力。在其它的結(jié)構(gòu)中，振動器24可以是液壓的或者電力驅(qū)動的，并且節(jié)流裝置36可以是任意合適的閥或能夠被電控的裝置以操縱連接的振動器24的輸出。在測試期間，均勻的振動響應(yīng)是所期望的，因為其確保在整個工作臺20上，所有的產(chǎn)品12或者單個產(chǎn)品12的所有部分受到近似相等的振動水平。
[0022]控制器44耦合到每個電磁閥36以操控打開持續(xù)時間，從而控制每個所連接的振動器24的輸出。系統(tǒng)10的用戶接口 48被配置為和該控制器44通信。用戶接口 48可以是個人電腦、觸摸屏或者其它配置為接收來自用戶的目標振動強度輸入并將對應(yīng)的信號提供給該控制器44的電子輸入設(shè)備。目標振動強度對整個工作臺20是均勻的目標振動強度。一旦提供該目標振動強度輸入，并且在集流管40處供給壓力是可用的，則控制器44操作以在工作臺20上維持均勻的該目標振動強度，以致工作臺20上的任意和所有產(chǎn)品12經(jīng)受基本上均勻的負載和應(yīng)力。
[0023]為了向控制器44提供反饋，在工作臺20處提供多個加速度52，每個被配置為測量工作臺20的相應(yīng)部分的局部振動強度。各個加速度計52提供于工作臺20的不同區(qū)域20-1至IJ 20-4，其中在圖1的結(jié)構(gòu)中有四個。然而，可以提供兩個、三個或四個以上的區(qū)域，并且可以以任意想要的方式設(shè)置。在圖示的結(jié)構(gòu)中，單個振動器24在各個區(qū)域20-1到20-4耦合到工作臺20，但是可以在各個區(qū)域提供多個振動器24。加速度計52測量來自振動器24的振動強度，該振動強度是工作臺表面16和/或(多個)產(chǎn)品12的各個區(qū)域處實際存在的，而不是在振動器24自身的振動強度。這確保振動器24和工作臺20之間的任何轉(zhuǎn)換無效率不會給該測試引入誤差，而且使得具有不同的運轉(zhuǎn)效率(例如隨時間的不均勻磨損)的振動器24能夠產(chǎn)生基本上相等的輸出。加速度計52可以直接耦合到工作臺20 (例如工作臺表面16)，或者可選地，可以直接耦合到(多個)產(chǎn)品12。在一些結(jié)構(gòu)中，加速度計52可以耦合到工作臺20和(多個)產(chǎn)品12兩者。盡管加速度計52測量工作臺20處而不是振動器24自身的振動強度，但是在各個特定區(qū)域內(nèi)的(多個)振動器24的單獨控制由單獨的控制回路提供(例如在圖示結(jié)構(gòu)中各個振動器24的單獨的控制回路，由于僅一個振動器24位于該工作臺20的各個區(qū)域)。
[0024]在振動測試系統(tǒng)10的操作中，執(zhí)行如圖6所示的方法。首先，被測試的(多個)產(chǎn)品12在步驟501中被固定于工作臺20，并且在步驟502中從用戶接口 48輸入均勻地施加到工作臺20的目標振動強度。目標振動強度可以是單個值或者可以是變化值的基于時間方案(time-based scheme),其在整個工作臺20范圍內(nèi)總是均勻的。然后，多個振動器24在步驟503被操作以在工作臺20和由工作臺20容納的(多個)產(chǎn)品12上引發(fā)重復(fù)震蕩。在振動器24的操作期間，步驟504中借助多個加速度計52測量工作臺20的多個不同區(qū)域20-1到20-4的每一個的局部振動強度。與每一測量的局部振動強度相對應(yīng)的信號于步驟505中從每個加速度計52提供給控制器44，控制器44被編程為在步驟506中基于測量的局部振動強度和目標振動強度計算每一個振動器24 (或者如果超過一個，則是每個區(qū)域20-1到20-4中的振動器組24)的單獨的控制信號。在步驟507中，單獨的控制信號從控制器44提供給每個區(qū)域20-1到20-4的(多個)振動器24以獲得遍布整個工作臺20的目標振動強度，包括所有多個不同區(qū)域20-1到20-4。在圖示的氣動系統(tǒng)中，單獨的控制信號從控制器44提供給與每個振動器24相對應(yīng)的單獨的電控的電磁閥36。例如，如果加速度計52之一測量的振動強度小于目標振動強度，則控制器44操作相應(yīng)的閥36以增加到相應(yīng)的振動器24的各個脈沖中供應(yīng)的空氣量。上述控制過程在整個測試過程中循環(huán)發(fā)生，以在工作臺20的全部多個不同區(qū)域20-1到20-4上維持目標振動強度。
[0025]應(yīng)當理解的是，包括四個不同區(qū)域20-1到20-4的工作臺20只是一種可能的結(jié)構(gòu)，并且本發(fā)明并不局限于這種區(qū)域分布形式。其它的結(jié)構(gòu)可以采用具有可選的2、3、4個或更多個不同區(qū)域的工作臺20，在每個不同區(qū)域處提供至少一個振動器24和至少一個加速度計。例如，不同區(qū)域和/或振動器位置可以設(shè)置在遍布工作臺20上的規(guī)則的二維格網(wǎng)圖案(諸如均勻的象限或者其它部分)或者不規(guī)則圖案內(nèi)。在下面進一步詳述中描述了本發(fā)明另外的結(jié)構(gòu)，其著重于不同于系統(tǒng)10和上面描述的方法的其他方面。如果合適，則采用類似的參考字符。
[0026]圖2示出了一種用于在一個或多個產(chǎn)品12上執(zhí)行振動或重復(fù)震蕩測試的振動測試系統(tǒng)110。除如下所述的那些方面之外，振動測試系統(tǒng)110和操作方法與上述描述相一致。為反饋和控制的目的，工作臺20被分成兩個不同區(qū)域20-1和20-2而不是四“象限”類型的區(qū)域。區(qū)域20-1和20-2是工作臺20的簡單矩形對半平分，因此四個振動器24被分成對，在每個區(qū)域有一對振動器24。每個區(qū)域20-1和20-2 —個的加速度計52測量該工作臺20在每個區(qū)域處的振動強度。來自該加速度計52的單獨的信號被發(fā)給該控制器44?？刂破?4編程為基于相應(yīng)的測量的局部振動強度和目標振動強度來計算振動器對(或者在一些結(jié)構(gòu)中在每一區(qū)域超過兩個的振動器組)的單獨的、區(qū)域特定的控制信號。單獨的控制信號從控制器44提供給每個區(qū)域20-1和20-2的振動器24以在整個工作臺20上獲得目標振動強度，工作臺包括所有多個不同區(qū)域20-1和20-2。盡管每個振動器24不具有其自己單獨的控制回路，但是振動強度的反饋仍直接取自該工作臺20(或者在該工作臺20上的(多個)產(chǎn)品12)，并且單獨區(qū)域的振動器24被借助單獨的控制信號進行控制。
[0027]圖3示出了一種用于在一個或多個產(chǎn)品(未示出)上執(zhí)行振動或重復(fù)震蕩測試的振動測試系統(tǒng)210。除如下所述的那些方面之外，該振動測試系統(tǒng)210和操作方法與關(guān)于圖1的振動測試系統(tǒng)10的上述描述柑一致。該工作臺20被分成包括圍繞在外部的四個矩形“針輪”區(qū)域20-1到20-4以及四個針輪區(qū)域20-1到20-4之間的中央?yún)^(qū)域20_5的不同區(qū)域，而不是四個“象限”型區(qū)域。在圖示的結(jié)構(gòu)中，在四個針輪區(qū)域20-1到20-4的每一個內(nèi)提供一對振動器24，并且另外的振動器24被放置在中間的區(qū)域20-5。四個針輪區(qū)域20-1到20-4的每一個處都提供有一個加速度計52，但是中央?yún)^(qū)域20-5處沒有提供加速度計。加速度計52測量針輪區(qū)域20-1到20-4的每一個處的振動強度。來自該加速度計52的單獨的信號被發(fā)送給該控制器44。控制器44編程為基于相應(yīng)的測量的局部振動強度和目標振動強度計算針輪區(qū)域20-1到20-4的每一個的振動器對(或者在一些結(jié)構(gòu)中每一區(qū)域超過兩個振動器的振動器組)的單獨的、區(qū)域特定的控制信號。單獨的控制信號從該控制器44提供給每個針輪區(qū)域20-1到20-4的振動器24?？刂破?4還編程為通過對來自四個圍繞區(qū)域20-1到20-4的信號(由控制器44內(nèi)的盒子和虛連接器線示出)取平均值和與目標振動強度相比較來計算在中央?yún)^(qū)域20-5內(nèi)的振動器24的控制信號。基于平均的振動強度信號的控制信號只提供給沒有自己專用的加速度計的中央?yún)^(qū)域20-5內(nèi)的(多個)振動器24。這樣，在整個工作臺20上(包括所有的多個不同區(qū)域20-1到20-5)獲得了該目標振動強度。盡管不是每個振動器24都有其自己單獨的控制回路，但是該振動強度的反饋仍直接取自該工作臺20 (或者工作臺20上的(多個)產(chǎn)品)，并且單獨區(qū)域的振動器24借助單獨的控制信號進行控制。
[0028]圖4示出了一種用于在一個或個產(chǎn)品(未示出)上執(zhí)行振動或重復(fù)震蕩測試的振動測試系統(tǒng)310。圖4所示的振動測試系統(tǒng)310與圖3的振動測試系統(tǒng)210相同，例外之處是區(qū)域20-1到20-4的每一個內(nèi)的一對振動器24耦合到單個閥36。因此，操作方法包括向每一區(qū)域20-1到20-5的單個閥36發(fā)送來自控制器44的單個控制信號，并且不必發(fā)送重復(fù)的信號給多個閥36。當然，這一概念可以運用到另外的結(jié)構(gòu)中的具有超過兩個振動器24的區(qū)域。
[0029]圖5示出了一種用于在一個或多個產(chǎn)(未示出)上執(zhí)行振動或重復(fù)震蕩測試的振動測試系統(tǒng)410。該振動測試系統(tǒng)410和它的操作方法結(jié)合了上述振動測試系統(tǒng)和方法的各個方面。對上述描述的參考是相對于系統(tǒng)部件和它們各自的功能作出的。振動器24在該工作臺20上的安排布置與圖3和圖4所示的類似。然而，該工作臺20被分成四個“象限”型區(qū)域20-1到20-4以用于反饋和控制的目的。區(qū)域20-1到20-4是該工作臺20的簡單矩形的四分之一。因此，在每個各自的區(qū)域20-1到20-4內(nèi)僅提供整個一個振動器24，并且剩下的振動器24(在圖示的結(jié)構(gòu)中有5個振動器24)沿著劃分區(qū)域20-1到20_4的邊界B1、B2放置。在其它的結(jié)構(gòu)中，振動器24整個一個地在區(qū)域20-1到20-4中以及在邊界B1、B2上的分布可以改變。加速度計52 (每個區(qū)域20-1到20-4中一個)測量工作臺20每個區(qū)域處的振動強度，并且來自加速度計52的單獨的信號被發(fā)送給控制器44。在圖示的結(jié)構(gòu)中，控制器44編程為計算每一振動器24的單獨的、區(qū)域特定的控制信號。因為在圖5的結(jié)構(gòu)中每個振動器24擁有其自己的單獨控制回路，所以每個振動器24的輸出由專用的閥36來操控。在不止一個的振動器24落在相同的區(qū)域20-1到20-4中或者落在相同區(qū)域20-1到20-4之間的相同邊界B1、B2上的結(jié)構(gòu)中，對于振動器24的公共對或者組計算獨有的控制信號。
[0030]對于整個位于區(qū)域20-1到20-4的其中一個內(nèi)的振動器24,基于相應(yīng)的測量的局部振動強度和目標振動強度計算控制信號。對于位于兩個相鄰區(qū)域20-1到20-4之間的邊界B1、B2上的那些振動器24，基于來自相鄰區(qū)域的測量的局部振動強度的平均值和目標振動強度計算控制信號。如果振動器24(例如圖5的中央振動器24)被放置在超過兩個的區(qū)域20-1到20-4之間的邊界B1、B2的交點上，則基于來自所有的相鄰區(qū)域的測量的局部振動強度的平均值和目標振動強度計算該控制信號。在圖示的結(jié)構(gòu)中，基于來自所有加速度計52的測量的局部振動強度的平均值計算位于兩個邊界B1、B2的交點處的中央振動器24的控制信號。控制器44內(nèi)的盒子和虛連接器線示出了對來自加速度計52的各自信號的平均。[0031]盡管一些振動器24是基于來自多個加速度計52的平均測量振動強度來控制的，但是系統(tǒng)410仍具有下列優(yōu)點:直接從工作臺20 (或者在工作臺20上的(多個)產(chǎn)品)獲取振動強度反饋和提供從控制器44到每個振動器24 (或者振動器組)的單獨的、區(qū)域特定的控制信號，從而在整個工作臺20上(包括所有的多個不同區(qū)域20-1到20-4)獲得目標振動強度。在這樣上下文中，術(shù)語“區(qū)域特定的”表示專門針對一個特定區(qū)域，或者兩個或更多的特定區(qū)域(其中振動器24放置于邊界B1、B2上)。
[0032]盡管上面描述的振動測試系統(tǒng)和方法可以在獲得整個工作臺的多個區(qū)域上的振動均勻性方面提供獨有的優(yōu)點，但是當根據(jù)另一方法(其中整個工作臺上的均勻性不是必然想要的)操作時該振動測試系統(tǒng)可以提供另外的優(yōu)點。這種方法的流程圖在圖7中提供。每個振動測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可以與上面描述的結(jié)構(gòu)基本上相同。然而，任何系統(tǒng)的控制器44可以配置為接收各個特定工作臺區(qū)域的目標振動強度(步驟502')，其中對于至少兩個特定的工作臺區(qū)域其目標值可以是不同的。多個不同的目標振動強度可以是多個不同的定值，或者多個不同的基于時間的方案。對于任何數(shù)量的不同區(qū)域(最多為特定工作臺的所有不同區(qū)域)，該目標振動強度可以是不同的。因為該振動測試系統(tǒng)對于不同的工作臺區(qū)域全部具有單獨的控制振動器回路或者“多點控制”，所以振動測試方法可以為均勻的振動響應(yīng)或者所需的任何特定的振動響應(yīng)方案而被設(shè)置和操作。
[0033]為了在各個區(qū)域進行具有有意的非均勻的振動強度的測試，與上面描述的操作方法相比唯一的差異在于控制器接收與兩個或更多個不同區(qū)域相對應(yīng)的多個不同的振動強度目標(步驟502')，并且該控制器隨后基于所測量的局部振動強度和各個相應(yīng)的目標振動強度(其并不一定要全部相等)來計算不同工作臺區(qū)域的(多個)振動器的單獨的控制信號(步驟506')。該單獨的控制信號隨后從控制器提供以控制各個不同區(qū)域的(多個)振動器，從而在各個工作臺區(qū)域獲得相應(yīng)的目標振動強度(步驟507')。這種振動測試系統(tǒng)和方法可用于獲得特定的振動強度目標，其在不同的工作臺區(qū)域之間變化，使得單個產(chǎn)品的不同部分可以經(jīng)受不同的振動水平以用于更加高級的測試?？蛇x地，在該系統(tǒng)的單個操作期間，多個單獨的產(chǎn)品可以固定于單獨的工作臺區(qū)域并且同時經(jīng)受不同的振動水平，由此改善測試效率。
[0034]圖8-10圖示了以各種方式設(shè)置的工作臺20。在圖8中，多個產(chǎn)品12分布(例如均勻地分布)在工作臺20上。產(chǎn)品12可以在任何或者所有的區(qū)域內(nèi)，并且區(qū)域可以任何希望的方式劃分。根據(jù)圖6的方法，可以確保所有的產(chǎn)品12經(jīng)受基本上相同的振動激勵。在根據(jù)圖7的方法操作時，兩個或更多的產(chǎn)品12可以根據(jù)不同的預(yù)置目標以基本上不同的振動激勵同時進行測試。在圖9中，多個產(chǎn)品12a-12d分布(例如均勻地分布)在工作臺20上。產(chǎn)品12可以在任何或者所有的區(qū)域，并且區(qū)域可以任何希望的方式劃分。根據(jù)圖6的方法，可以確保所有的產(chǎn)品12a-12d經(jīng)受基本上相同的振動激勵，盡管在尺寸、形狀、重量等方面不一致。在根據(jù)圖7的方法操作時，兩個或更多的產(chǎn)品12a-12d可以根據(jù)不同的預(yù)置目標，以基本上不同的振動激勵同時進行測試。在圖10中，單個產(chǎn)品12被提供在工作臺20上。該產(chǎn)品12放置在工作臺20的一個區(qū)域20-1內(nèi)。在根據(jù)圖7的方法操作時，一個負載區(qū)域20-1可用于執(zhí)行對產(chǎn)品12的測試，與此同時其它的工作臺區(qū)域20-2、20-2、20-3可以設(shè)置到最小的目標值，其剛好足以保持6自由度的操作(即，設(shè)定的最小值防止這些振動器阻礙與該負載區(qū)域相關(guān)聯(lián)的振動器的操作)。因此，該測試可以較少的能耗(例如氣流)來進行，并且減少了對其余振動器的磨損和解體作用(tear)。
[0035]本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員將會理解，這里提及的目標振動強度和測量的振動強度可以是沿X-Y-Z坐標空間內(nèi)的特別選定軸獲取的加速度，或者可選地，可以是“總加速度”，其作為X-Y-Z坐標空間的三個軸上的加速度的平均值而獲得。此處提及的加速度計可以包含單軸或者多軸加速度計，并且可以從一個加速度計提供測量的振動強度或者對來自多個加速度計的加速度取平均得到測量的振動強度以用于控制單獨的工作臺區(qū)域的振動器，只要提供了能實現(xiàn)多點控制的區(qū)域特定的控制回路，在這樣的多點控制中，不論是均勻的還是位于不同的預(yù)定水平，每個工作臺區(qū)域處的振動水平都可以被精確控制。
[0036]而且如本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員所理解的，獲得目標振動強度不一定指的是精確地獲得重復(fù)的沖擊強度的單個值，因為振動器可以根據(jù)已知的技術(shù)控制為借助目標附近的有意的頻率和幅度的隨機分布化進行激勵，以獲得所希望的振動響應(yīng)。這種方式下的操作并不會影響關(guān)于獲得目標振動強度的以上描述，因為可理解的是，目標振動強度是在為了獲得所希望的振動響應(yīng)的目的而可以使輸出在目標值附近有意地隨機分布化時獲得的。
[0037]本發(fā)明的各種特征和優(yōu)點將在下面的權(quán)利要求書中闡述。
【權(quán)利要求】
1.一種操作振動測試系統(tǒng)的方法，該振動測試系統(tǒng)包括配置為容納至少一個用于測試的產(chǎn)品的工作臺、耦合到該工作臺的多個振動器和多個加速度計，該方法包括: 提供具有多個不同區(qū)域的工作臺； 向該多個不同區(qū)域的每一個提供多個振動器中的至少一個振動器以及多個加速度計中的至少一個加速度計； 將至少一個產(chǎn)品固定于該工作臺； 設(shè)置多個不同區(qū)域的每一個的目標振動強度； 操作該多個振動器以在工作臺上以及由該工作臺所容納的至少一個產(chǎn)品上引發(fā)重復(fù)震蕩； 借助多個加速度計中的相應(yīng)的至少一個加速度計測量多個不同區(qū)域的每一個處的局部振動強度； 將與每個所測量的局部振動強度相應(yīng)的信號提供到控制器； 基于相應(yīng)的所測量的局部振動強度和相應(yīng)的目標振動強度計算每一個不同區(qū)域的至少一個振動器的單獨的控制信號；以及 提供來自控制器的單獨的控制信號以控制每一個不同區(qū)域的至少一個振動器，從而在工作臺的多個不同區(qū)域的每一個處獲得該目標振動強度。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括在對至少一個產(chǎn)品的重復(fù)震蕩測試操作期間重復(fù)下列步驟的每一個以在該工作臺的多個不同區(qū)域的每一個處維持該目標振動強度: 借助多個加速度計中的相應(yīng)的至少一個加速度計測量多個不同區(qū)域的每一個處的局部振動強度； 將與每個所測量的局部振動強度相應(yīng)的信號提供到該控制器； 基于相應(yīng)的所測量的局部振動強度和相應(yīng)的目標振動強度計算每一個不同區(qū)域的至少一個振動器的單獨的控制信號；以及 提供來自控制器的單獨的控制信號以控制每一個不同區(qū)域的至少一個振動器，從而在工作臺的多個不同區(qū)域的每一個處獲得該目標振動強度。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中多個加速度計的每一個直接從該工作臺測量局部振動強度。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該多個加速度計中的至少一個直接從該至少一個產(chǎn)品處測量局部振動強度。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該多個加速度計的每一個直接從該至少一個產(chǎn)品處測量局部振動強度。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中向多個不同區(qū)域的每一個提供該多個振動器中的單獨一個。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該工作臺的多個不同區(qū)域中至少兩處的目標振動強度是不同的。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中操作多個振動器以在工作臺上和由該工作臺所容納的至少一個產(chǎn)品上引發(fā)重復(fù)震蕩包括通過多個電控閥來傳送增壓空氣脈沖，以及其中提供來自控制器的單獨的控制信號以控制不同區(qū)域的每一個的至少一個振動器從而在該工作臺的多個不同區(qū)域的每一個處獲得該目標振動強度包括提供該單獨的控制信號給該相應(yīng)的多個電控閥。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，進一步包括借助多個電控閥的每一個控制不多于一個的振動器。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，進一步包括借助多個電控閥的單獨一個控制多個不同區(qū)域的特定一個的多個振動器。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中對于該工作臺的所有的多個不同區(qū)域，該目標振動強度是均勻的。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，進一步包括: 向該工作臺的另外的不同區(qū)域提供至少一個另外的振動器并且不提供多個加速度計中的任何一個； 基于在多個不同區(qū)域中相鄰區(qū)域處所測量的局部振動強度和均勻的目標振動強度計算至少一個另外的振動器的單獨的控制信號；以及 提供來自控制器的單獨的控制信號以控制該至少一個另外的振動器。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，進一步包括: 在該多個不同區(qū)域的相鄰區(qū)域之間的邊界上提供至少一個另外的振動器； 基于在多個不同區(qū)域中相鄰區(qū)域處所測量的局部振動強度和均勻的目標振動強度計算至少一個另外的振動器的單獨的控制信號；以及 提供來自控制器的單獨的控制信號以控制該至少一個另外的振動器。
14.一種振動測試系統(tǒng),包括: 工作臺，其配置為容納至少一個用于測試的產(chǎn)品，該工作臺具有多個不同區(qū)域； 多個振動器，其附著于該工作臺并且配置為在工作臺上引發(fā)重復(fù)震蕩，其中該多個振動器布置為在每一個不同區(qū)域具有至少一個振動器； 多個加速度計，其中多個加速度計的每一個被配置為測量多個不同區(qū)域的其中一個的局部振動強度；以及 控制器，其耦合到該多個振動器和該多個加速度計，該控制器被編程為:接收該工作臺的多個不同區(qū)域的每一個的目標振動強度，接收與每一個所測量的局部振動強度相應(yīng)的信號，計算多個單獨的、區(qū)域特定的振動器控制信號，每個振動器控制信號基于該相應(yīng)的所測量的局部振動強度和該相應(yīng)的目標振動強度，以及提供該多個振動器控制信號以控制該多個振動器，從而在該工作臺的多個不同區(qū)域的每一個處獲得該目標振動強度。
15.如權(quán)利要求14所述的振動測試系統(tǒng)，其中多個加速度計的每一個直接固定于該工作臺。
16.如權(quán)利要求14所述的振動測試系統(tǒng)，進一步包括多個電控閥，其配置為向該多個振動器中相應(yīng)的振動器傳送增壓空氣脈沖，其中多個電控閥中的每一個與該不同區(qū)域之一的至少一個振動器耦合以控制該至少一個振動器的輸出，以及其中多個電控閥的每一個被配置為接收多個振動器控制信號中的一個以操控該相應(yīng)不同區(qū)域的至少一個振動器的輸出。
17.如權(quán)利要求14所述的振動測試系統(tǒng)，進一步包括用戶接口，其配置為接收多個不同區(qū)域的每一個的該目標振動強度以及將該多個不同區(qū)域的每一個的目標振動強度傳送到該控制器。
18.如權(quán)利要求14所述的振動測試系統(tǒng)的，其中該多個振動器的單獨一個位于每一個不同區(qū)域。
19.如權(quán)利要求14所述的振動測試系統(tǒng)的，其中該多個不同區(qū)域的至少一個具有位于那里的多個振動器中的若干個振動器。
20.如權(quán)利要求14所述的振動測試系統(tǒng)，其中該工作臺包括另外的不同區(qū)域，其具有至少一個另外的振動器并且沒有該多個加速度計中的任何一個，并且該控制器進一步配置為基于該多個不同區(qū)域中相鄰區(qū)域的所測量的局部振動強度和該目標振動強度來計算該至少一個另外的振動器的單獨的控制信號，以及提供來自該控制器的該單獨的控制信號以控制該至少一個另外的振動器。
21.如權(quán)利要求14所述的振動測試系統(tǒng)，進一步包括至少一個另外的振動器，其耦合到該工作臺并且位于多個不同區(qū)域中相鄰區(qū)域的邊界上。
22.如權(quán)利要求21所述的振動測試系統(tǒng)，其中該控制器被配置為相對于在該相鄰區(qū)域處測量的局部振動強度的平均值來控制至少一個另外的振動器。
23.如權(quán)利要求14所述的振動測試系統(tǒng)，其中該工作臺的多個不同區(qū)域中至少兩個的目標振動強度是不同的。
【文檔編號】G01H17/00GK103471707SQ201310343605
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月16日
【發(fā)明者】J·奧爾德森, J·D·維策爾 申請人:文徹達因有限公司