(57)【要約】      （修正有）【課題】テーブルの全体に亘って均一な目標振動レベルを達成できる振動システムを提供する。【解決手段】テーブル２０には複数の別個の領域２０−１〜２０−４が設けられており、それぞれには、少なくとも１つの振動子２４と少なくとも１つの加速度計５２とが設けられている。目標振動強度は、各領域について設定されている。局所的振動強度は、加速度計５２を用いて各別個の領域２０−１〜２０−４において測定される。測定された局所的振動強度のそれぞれに対応する信号がコントローラ４４に提供される。振動子２４の個別の制御信号は、対応する測定された局所的振動強度と対応する目標振動強度とに基づいて計算される。個別の制御信号は、各別個の領域２０−１〜２０−４の振動子（複数可）２４を制御するためにコントローラ４４から提供されて、テーブル２０の別個の領域２０−１〜２０−４のそれぞれにおける目標振動強度を達成する。【選択図】図１
2013238602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テーブルを含む振動試験システムの動作方法であって、該テーブルが、試験用の少なくとも１つの製品と、前記テーブルに結合された複数の振動子と、複数の加速度計とを受容するように構成されており、当該動作方法が：
前記テーブルに複数の別個の領域を提供するステップと;
該複数の別個の領域のそれぞれに、前記複数の振動子のうちの少なくとも１つの振動子と前記複数の加速度計のうちの少なくとも１つの加速度計とを提供するステップと;
前記少なくとも１つの製品を前記テーブルに固定するステップと;
前記複数の別個の領域のそれぞれについて目標振動強度を設定するステップと；
複数の振動子を動作させて、前記テーブル及び前記テーブルに受容された前記少なくとも１つの製品に繰返し衝撃を誘導する誘導ステップと；
前記複数の加速度計のうちの対応する少なくとも１つの加速度計を用いて、前記複数の別個の領域のそれぞれにおいて局所的振動強度を測定するステップと；
該測定された局所的振動強度のそれぞれに対応する信号をコントローラに提供するステップと;
該対応する測定された局所的振動強度と対応する目標振動強度とに基づいて、各別個の領域の少なくとも１つの振動子について個別の制御信号を計算するステップと；
前記各別個の領域の少なくとも１つの振動子を制御するために前記コントローラから前記個別の制御信号を提供して、前記テーブルの前記複数の別個の領域のそれぞれにおいて目標振動強度を達成する達成ステップと；
を含む動作方法。
【請求項２】
前記テーブルの前記複数の別個の領域のそれぞれにおいて目標振動強度を維持するために、少なくとも１つの製品に繰返し衝撃試験の動作を行う間中、以下の各ステップを繰り返すステップをさらに含み、そのステップは：
前記複数の加速度計のうちの対応する少なくとも１つの加速度計を用いて、前記複数の別個の領域のそれぞれにおいて局所的振動強度を測定するステップと；
該測定された局所的振動強度のそれぞれに対応する信号をコントローラに提供するステップと;
該対応する測定された局所的振動強度と対応する目標振動強度とに基づいて、各別個の領域の少なくとも１つの振動子について個別の制御信号を計算するステップと；
前記各別個の領域の少なくとも１つの振動子を制御するために前記コントローラから前記個別の制御信号を提供して、前記テーブルの前記複数の別個の領域のそれぞれにおいて目標振動強度を達成するステップと；を含む
請求項１に記載の動作方法。
【請求項３】
前記複数の加速度計のそれぞれが、前記テーブルから局所的振動強度を直接的に測定する、
請求項１に記載の動作方法。
【請求項４】
前記複数の加速度計のうちの少なくとも１つは、前記少なくとも１つの製品から局所的振動強度を直接的に測定する、
請求項１に記載の動作方法。
【請求項５】
前記複数の加速度計のそれぞれが、前記少なくとも１つの製品から局所的振動強度を直接的に測定する、
請求項１に記載の動作方法。
【請求項６】
前記複数の別個の領域のそれぞれには、前記複数の振動子のうちの１つの振動子が設けられている、
請求項１に記載の動作方法。
【請求項７】
前記テーブルの前記複数の別個の領域のうちの少なくとも２つの領域の目標振動強度が異なる、
請求項１に記載の動作方法。
【請求項８】
前記誘導ステップが、複数の電子制御弁を介して加圧空気のバーストを送達するステップを含み、
前記達成ステップが、前記個別の制御信号を前記対応する複数の電子制御弁に提供するステップを含む、
請求項１に記載の動作方法。
【請求項９】
前記複数の電子制御弁のそれぞれを用いて、１つの振動子のみを制御するステップをさらに含む、
請求項８に記載の動作方法。
【請求項１０】
前記複数の電子制御弁のうちの１つの制御弁を用いて、前記複数の別個の領域のうちの特定の１つの領域の複数の振動子を制御するステップをさらに含む、
請求項８に記載の動作方法。
【請求項１１】
前記目標振動強度は、前記テーブルの前記複数の別個の領域の全てで均一である、
請求項１に記載の動作方法。
【請求項１２】
前記複数の加速度計のうちのいずれかではなく少なくとも１つの追加の振動子を、前記テーブルの追加の別個の領域に提供するステップと;
前記複数の別個の領域のうちの隣接する領域において前記測定された局所的振動強度と、前記均一な目標振動強度とに基づいて、前記少なくとも１つの追加の振動子について個別の制御信号を計算するステップと；
前記コントローラから前記個別の制御信号を提供して、前記少なくとも１つの追加の振動子を制御するステップと；を含む、
請求項１１に記載の動作方法。
【請求項１３】
前記複数の別個の領域のうちの隣接する領域の間の境界線上に少なくとも１つの追加の振動子を提供するステップと;
前記複数の別個の領域のうちの隣接する領域において前記測定された局所的振動強度と、前記均一な目標振動強度とに基づいて、前記少なくとも１つの追加の振動子について個別の制御信号を計算するステップと；
前記コントローラから前記個別の制御信号を提供して、前記少なくとも１つの追加の振動子を制御するステップと；を含む、
請求項１１に記載の動作方法。
【請求項１４】
振動試験システムであって、当該システムが：
試験用の少なくとも１つの製品を受容するように構成されるとともに複数の別個の領域を有するテーブルと;
該テーブルに取り付けられるとともに前記テーブルに繰返し衝撃を誘導するように構成された複数の振動子であって、該複数の振動子は、各別個の領域に少なくとも１つの振動子を有した状態で配置されている、前記複数の振動子と；
各々が、前記複数の別個の領域のうちの１つの領域において局所的振動強度を測定するように構成されている、複数の加速度計と；
前記複数の振動子及び前記複数の加速度計に結合されたコントローラであって、該コントローラは、前記テーブルの前記複数の別個の領域のそれぞれについて目標振動強度を受信し、前記測定された局部振動強度のそれぞれに対応する信号を受信し、該対応する測定された局所的振動強度と対応する目標振動強度とに基づいて、領域特有の複数の独立した振動子制御信号を計算し、前記複数の振動子を制御するために前記複数の振動子の制御信号を提供して、前記テーブルの前記複数の別個の領域のそれぞれにおいて目標振動強度を達成する、ようにプログラムされた前記コントローラと；
を備える、
振動試験システム。
【請求項１５】
前記複数の加速度計のそれぞれは、前記テーブルに直接的に固定されている、
請求項１４に記載の振動試験システム。
【請求項１６】
加圧空気のバーストを前記複数の振動子のうちの対応する１つの振動子に送達するように構成された複数の電子制御弁をさらに備え、該複数の電子制御弁のそれぞれは、前記少なくとも１つの振動子の出力を制御するために、前記別個の領域のうちの１つの領域の少なくとも１つの振動子に連結されており、前記複数の電子制御弁のそれぞれは、前記対応する別個の領域の少なくとも１つの振動子の出力を操作するために、前記複数の振動子制御信号のうちの１つの制御信号を受信するように構成されている、
請求項１４に記載の振動試験システム。
【請求項１７】
前記複数の別個の領域のそれぞれについて目標振動強度を受信するとともに、前記複数の別個の領域のそれぞれについて前記目標振動強度をコントローラに通信するように構成されたユーザインターフェイスをさらに含む、
請求項１４に記載の振動試験システム。
【請求項１８】
前記複数の振動子のうちの１つの振動子が、各別個の領域に配置されている、
請求項１４に記載の振動試験システム。
【請求項１９】
前記複数の別個の領域のうちの少なくとも１つの領域が、複数の領域内に配置された複数の振動子のいくつかの振動子を有する、
請求項１４に記載の振動試験システム。
【請求項２０】
前記テーブルは、前記複数の加速度計のうちのいずれかではなく少なくとも１つの追加の振動子を有する追加の別個の領域を含み、前記コントローラは、前記測定された局所的振動強度と前記複数の別個の領域のうちの隣接する領域の目標振動強度とに基づいて、前記少なくとも１つの追加の振動子について個別の制御信号を計算するとともに、前記コントローラから前記個別の制御信号を提供して、前記少なくとも１つの追加の振動子を制御するようにさらに構成されている、
請求項１４に記載の振動試験システム。
【請求項２１】
前記テーブルに結合されるとともに前記複数の別個の領域のうちの隣接する領域の間の境界線に配置された少なくとも１つの追加の振動子をさらに含む、
請求項１４に記載の振動試験システム。
【請求項２２】
前記コントローラは、前記隣接する領域において測定された局所的振動強度の平均値に関して前記少なくとも１つの追加の振動子を制御するように構成されている、
請求項２１に記載の振動試験システム。
【請求項２３】
前記テーブルの前記複数の別個の領域のうちの少なくとも２つの領域についての目標振動強度が、異なっている、
請求項１４に記載の振動試験システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繰返し衝撃（ＲＳ）振動システム等の振動システムに関する。繰返し衝撃（ＲＳ）振動システムは、ベースに移動可能に搭載された６自由度を有するテーブルとすることができ、このシステムには、所望の振動を与えるように構成された一連の衝突体又は振動子が（例えば、製品の試験サイクル中に、テーブルの上に搭載された１つ以上の製品にストレスを与えるために）テーブル上に設けられている。
【０００２】
いくつかの公知の振動システムでは、１つ以上の加速度計が、テーブル上に設けられており、このシステム内の振動子の制御信号に影響を与えるように用いられている。特許文献１において説明されているように、テーブル全体に亘って搭載されたいくつかの加速度計の出力が平均化されるとともに、この平均出力が、全ての振動子に送られる単一の制御信号を設定するための制御パラメータとして用いられている。しかし、この特許文献１は、テーブル上の様々な点における振動応答が不均一であり、有用な制御信号を生成するためにいくつかの加速度計の出力値を平均化する必要があることを認めている。このアプローチは、いくつかの振動子の振動応答を、目標振動強度に対してセンタリングする効果を有することができるが、それは、同一の制御信号を用いて刺激したときに、同一の出力を有していないようなシステムの振動子全てに、全てを包括する１つの制御信号を提供することに限られているため、全体の（振動）分布を厳しく適用していない。
【０００３】
別の公知の振動システムにおいて、特許文献２には、個別の振動子の性能が、例えば各振動子と振動子の上流側の対応する弁との間の空気圧値を監視することによって考慮されることが開示されている。この情報を用いて、制御システムは、システム内の全ての振動子が、実質的に均一性を有して動作するように振動子の効率性の変動を考慮している。
【０００４】
別の公知の振動システムでは、振動子の制御弁が、振動テーブル上に設けられた振動子に対して設けられている。初期テストのセットアップ手順中に、ダミー負荷は、いくつかの加速度計とともにテーブル上に配置することができる。振動子が動作されるとともに、振動強度データが、加速度計から収集される。固定具(fixturing)、負荷配置、及び加速度計の位置は、均一な振動応答のために粗い調整を行うために高度に熟練したオペレータによって反復的に調整される。妥当な結果が達成される場合には、最も可能性の高い均一性についてのシステムや特定の負荷シナリオについての振動応答性を微調整するために、試し（試験）として振動子制御弁のそれぞれについて、調整用因子が決定される。その後、いくつかの加速度計からの平均化された単一の制御信号を使用して、対応するプリセット調整用因子が、初めから終わりまで振動子の制御弁に適用される状況で、テストランが実行される。このテストは、いくらかの変化や性能の低下を修正するためにシステムの再キャリブレーションを行うために停止する必要がある。
【０００５】
長年にわたり、当業者によって多くの労力が、複雑な構造を通じてより向上された振動均一性を有するテーブルを開発するために費やされてきた。機械の開発が進歩しているにも拘わらず、（テストされる１つの製品又は複数の製品による）テーブルの不均一な負荷と、個別の振動子の効率の変動と、個別の振動子及びテーブルの間の伝達効率の変動のうちの１つ以上が、現在、当該技術分野で知られている限界を有する制御システムを利用するときに、テーブルの全体に亘る所望の振動強度とテーブルの全体に亘る実際の振動強度との間に著しい不一致を生じさせている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６，２２０，１００号明細書
【特許文献２】米国特許第７，７５２，９１４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
公知の振動システムを考慮しても、（テストされる１つの製品又は複数の製品による）テーブルの不均一な負荷と、個別の振動子の効率の変動と、個別の振動子及びテーブルの間の伝達効率の変動のうちの１つ以上にもかかわらず、依然としてテーブルの全体に亘って均一な目標振動レベルを達成できるような振動システムの必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一態様において、本発明は、試験用の少なくとも１つの製品と、テーブルに結合された複数の振動子と、複数の加速度計とを受容するように構成されたテーブルを含む振動試験システムの動作方法を提供する。このテーブルには、複数の別個の領域が設けられており、複数の別個の領域のそれぞれには、複数の振動子のうちの少なくとも１つの振動子と複数の加速度計のうちの少なくとも一つの加速度計とが設けられている。少なくとも１つの製品は、テーブルに固定されている。目標振動強度は、複数の別個の領域のそれぞれについて設定されている。複数の振動子は、テーブルとこのテーブルに受容された少なくとも１つの製品とに繰返し衝撃を誘発するように動作される。局所的振動強度は、複数の加速度計のうちの対応する加速度計を用いて、複数の別個の領域のそれぞれにおいて測定される。この測定された局所的振動強度のそれぞれに対応する信号が、コントローラに提供される。個別の制御信号が、対応する測定された局所的振動強度と対応する目標振動強度とに基づいて、各別個の領域の少なくとも一つの振動子について計算される。個別の制御信号は、各別個の領域の少なくとも１つの振動子を制御するためにコントローラから提供されて、テーブルの複数の別個の領域のそれぞれにおいて目標振動強度を達成する。
【０００９】
別の態様において、本発明は、試験用の少なくとも１つの製品と、テーブルに取り付けられた複数の振動子とを受容するように構成されるとともに、テーブルに繰返し衝撃を誘導するように構成されたテーブルと、各別個の領域において少なくとも１つの振動子が配置されているような複数の振動子と、複数の加速度計であって、各々の加速度計が、複数の別個の領域のうちの一つの領域において局所的振動強度を測定するように構成された加速度計と、複数の振動子及び複数の加速度計に結合されたコントローラとを含む振動試験システムを提供する。このコントローラは、テーブルの複数の別個の領域のそれぞれについて目標振動強度を受信し、複数の加速度計のそれぞれから測定された局所的振動強度のそれぞれに対応する信号を受信し、対応する測定された局所的振動強度と対応する目標振動強度とに基づいて、複数の領域特有の独立した振動子の制御信号を計算し、且つ複数の振動子を制御するために複数の振動子の制御信号を提供して、テーブルの複数の別個の領域のそれぞれにおいて目標振動強度を達成するように構成されている。
【００１０】
本発明の他の態様は、詳細な説明及び添付図面を考慮することにより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の一構造による振動試験システムの概略図である。
【図２】図２は、本発明の別の構造による振動試験システムの概略図である。
【図３】図３は、本発明のさらに別の構造による振動試験システムの概略図である。
【図４】図４は、本発明のさらに別の構造による振動試験システムの概略図である。
【図５】図５は、本発明のさらに別の構造による振動試験システムの概略図である。
【図６】図６は、本発明の一態様による振動試験システムの動作方法を例示するフロー図である。
【図７】図７は、本発明の別の態様による振動試験システムの動作方法を示すフロー図である。
【図８】図８は、実質的に同一の負荷からなるいくつかの製品についてのテストセットアップの概略図である。
【図９】図９は、実質的に様々な負荷からなるいくつかの製品についてのテストセットアップの概略図である。
【図１０】図１０は、１つのテーブル領域内で規定される単一の製品についてのテストセットアップの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明のいくつかの実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、以下の詳細な説明に記載され又は以下の図面に例示された構造の詳細及び部品の配置についての用途に限定されるものではないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態でも実施可能であり、且つ様々な方法で実施又は実践することができる。
【００１３】
図１には、１つ以上の製品１２に振動試験や繰返し衝撃試験を行うための振動試験システム１０が例示されている。このシステム１０は、６自由度を有する振動試験システムとすることができる。例示のシステム１０において、単一の製品１２が示されており、この製品は、テーブルフレーム２０（以下、単に「テーブル」）の表面１６に固定されている。製品（複数可）１２は、テーブル２０上のあらゆる位置で且つあらゆる向きに配置することができる。いくつかの構造では、テーブル２０は、米国特許第７，７８４，３４９号明細書に開示された構造体と同様又は同一とすることができ、この明細書の全体の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。複数の振動子２４が、テーブル２０とこのテーブル２０によって支持された製品（複数可）１２とに繰返し衝撃を誘導するために、表面１６とは反対側の面２６においてテーブル２０に結合されている。例示された振動子２４は、空気圧で駆動される。図１には、空気圧供給源２８とこの空気圧供給源２８からの空気を所定の供給圧力に調節するようなレギュレータ３０とが例示されている。所定の供給圧力の空気が、振動子２４のそれぞれについて個々の供給ライン３２に提供されている。例示される構造では、スロットル装置３６（例えば、電子制御電磁弁）は、振動子２４を駆動させるために、供給マニホールド４０から供給ライン３２のそれぞれに加圧空気のバーストを提供する。他の構造では、振動子２４は、油圧駆動又は電動駆動とすることができ、スロットル装置３６は、接続された振動子２４の出力を操作するために電子制御可能ないくつかの適当な弁又は装置とすることができる。試験中に、全ての製品１２、すなわち単一の製品１２の全ての部品が、テーブル２０の全体に亘ってほぼ等しい振動レベルにさらされることが保証されるので、均一な振動応答となる。
【００１４】
コントローラ４４は、開始時の持続時間を操作するようにソレノイド弁３６のそれぞれに結合されて、接続された各振動子２４の出力を制御する。システム１０のユーザインターフェイス４８は、コントローラ４４と通信するように構成されている。ユーザインターフェイス４８は、ユーザから入力された目標強度振動を受信するとともに対応する信号をコントローラ４４に供給するように構成されたパーソナルコンピュータ、タッチスクリーン、又は他の電子入力装置とすることができる。目標振動強度は、テーブル２０全体についての均一な目標振動強度である。一旦目標振動強度の入力が供給されると、供給圧力は、マニホールド４０において利用可能となり、コントローラ４４は、テーブル２０の全体に亘って目標振動強度を均一に維持するように動作して、それによって、テーブル２０上の全ての製品１２は、実質的に均一な負荷及びストレスを受けることになる。
【００１５】
フィードバックをコントローラ４４に提供するために、複数の加速度計５２がテーブル２０に設けられおり、各々の加速度計は、テーブル２０の対応する部分において局所的振動強度を測定するように構成されている。加速度計５２のそれぞれには、図１の構造において４つが示されている、テーブル２０の別個の領域２０−１〜２０−４が設けられている。しかし、２つ、３つ、又は４つ以上の領域が設けられてもよいし、任意の所望される方法で配置してもよい。例示される構造では、単一の振動子２４が、各領域２０−１〜２０−４においてそれぞれテーブル２０に結合されるが、複数の振動子２４を各領域に設けることもできる。加速度計５２は、振動子２４自体の振動強度を測定するというよりはむしろ、テーブル面１６及び／又は製品（複数可）１２の各領域において実際に存在する振動子２４からの振動強度を測定する。これによって、振動子２４とテーブル２０との間のあらゆる伝達効率によっても、この試験にエラーが導入されることなく、さらに、（例えば、時間が経過した後の偏摩耗に起因する）異なる動作効率を含む複数の振動子２４が、実質的に等しい出力を生成させることを可能にすることを確実にしている。加速度計５２は、テーブル２０（例えば、テーブル面１６）に直接的に結合することができ、あるいは、製品（複数可）１２に直接的に結合することができる。いくつかの構造では、加速度計５２は、テーブル２０と製品（複数可）１２との両方に結合することができる。加速度計５２は、振動子２４自体の振動強度ではなく、テーブル２０の振動強度を測定するが、特定の各領域における振動子（複数可）２４の独立した制御が、別個の制御ループによって提供される（例えば、一つの振動子２４のみがテーブル２０の各領域に配置されるときに、例示された構造において各振動子２４について別個の制御ループによって提供される）。
【００１６】
振動試験システム１０の動作において、図６に例示されるような方法が実施される。最初に、ステップ５０１において、試験される製品（複数可）１２が、テーブル２０に固定され、ステップ５０２において、テーブル２０全体に亘って均一に適用すべき目標振動強度が、インターフェイス４８から入力される。目標振動強度は、単一の値とすることができ、又は時間ベーススキームの可変値とすることができ、これらの値は、テーブル２０の全体に亘って常に均一である。次に、ステップ５０３において、複数の振動子２４が、テーブル２０とこのテーブル２０に受容された製品（複数可）１２とに繰返し衝撃を誘導するように動作される。振動子２４の動作中に、ステップ５０４において、局所的振動強度が、複数の加速度計５２を含むテーブル２０の複数の別個の領域２０−１〜２０−４のそれぞれにおいて測定される。ステップ５０５において、測定された局所的振動強度のそれぞれに対応する信号が、加速度計５２のそれぞれからコントローラ４４に提供され、ステップ５０６において、測定された局所的振動強度と目標振動強度とに基づいて、各振動子２４（又は、１つ以上ならば、各領域２０−１〜２０−４の振動子２４からなる群）について個別の制御信号を計算するようにプログラムされている。ステップ５０７において、個別の制御信号が、コントローラ４４から各々の別個の領域２０−１〜２０−４の振動子（複数可）２４に提供されて、複数の別個の領域２０−１〜２０−４の全てを含むようなテーブル２０の全体に亘る目標振動強度が達成される。例示された空気圧システムにおいて、個別の制御信号が、コントローラ４４から各振動子２４に対応する個々の電子制御電磁弁３６に提供される。例えば、加速度計５２のうちの１つの加速度計が、目標振動強度未満の振動強度を測定すると、コントローラ４４は、対応する振動子２４に供給される各バーストの空気量を増やすために対応する弁３６を操作する。上述した制御手順は、テスト手順を通してループを形成し、テーブル２０の複数の別個の領域２０−１〜２０−４の全てに亘って目標振動強度を維持する。
【００１７】
４つの別個の領域２０−１〜２０−４を含むテーブル２０は、１つの実施可能な構造であるが、本発明はこのような領域が分布した構造に限定されるものではないことを理解されたい。他の構造としては、少なくとも１つの振動子２４を備える２つ、３つ、４つ以上の別個の領域からなる代替の複数の別個の領域と、各領域に設けられた少なくとも１つの加速度計とを有するテーブル２０とすることができる。例えば、別個の領域及び／又は振動子の位置は、均等な象限又は他のセクション等のテーブル２０の全体に亘る規則的な２次元の格子パターン、又は不規則なパターンとして配置することができる。本発明の追加的な構造の例を、システム１０と異なる態様と上述した方法とに着目して、以下にさらに詳細に説明する。同様な参照符号が同様な構成について適宜使用されている。
【００１８】
図２には、１つ以上の製品１２に振動試験又は繰返し衝撃試験を行うための振動試験システム１１０が例示されている。以下に説明されるそれらの態様を除いて、振動試験システム１１０及びこの動作方法は、上術した構成と一致している。４つの象限形状の領域というよりはむしろ、テーブル２０は、フィードバック及び制御の目的のために２つの別個の領域２０−１と２０−２とに分割されている。これらの領域２０−１，２０−２は、４つの振動子２４が、ペアとして分割され、振動子２４のうちの一方のペアが各領域内に存在するようなテーブル２０の半分の単なる矩形状となる。各領域２０−１，２０−２に１つ存在する加速度計５２は、テーブル２０の各領域における振動強度を測定する。加速度計５２からの別個の信号が、コントローラ４４に送られる。このコントローラ４４は、対応する測定された局所的振動強度と目標振動強度とに基づいて、振動子のぺア（又は、いくつかの構造において領域あたり２つより多い振動子の群）について領域特有の独立した制御信号を計算するようにプログラムされている。個別の制御信号が、コントローラ４４から各領域２０−１，２０−２の振動子２４に提供されて、複数の別個の領域２０−１，２０−２の全てを含むテーブル２０の全体に亘って目標振動強度が達成される。各振動子２４は、それ自体独立した制御ループを有していないが、フィードバック振動強度は、依然としてテーブル２０（又はテーブル２０上の製品（複数可）１２）から直接的に取得され、別個の領域の振動子２４は、別個の制御信号で制御されている。
【００１９】
図３には、１つ以上の製品（例示せず）に振動試験や繰返し衝撃試験を行うための振動試験装置２１０が例示されている。以下に説明されるそれらの態様を除いて、振動試験システム２１０及びこの動作方法は、図１の振動試験システム１０の上述した構成と一致している。４つの象限形状の領域というよりはむしろ、テーブル２０は、テーブルの外側の周りに４つの矩形状からなる「風車(pinwheel)」形状領域２０−１〜２０−４と、この４つの風車領域２０−１〜２０−４の間の中心領域２０−５とを含むような別個の領域として分割されている。例示される構造では、ペアからなる振動子２４が、４つの風車領域２０−１〜２０−４のそれぞれに設けられており、１つの追加の振動子２４が、中心領域２０−５に配置されている。１つの加速度計５２が、４つの風車領域２０−１〜２０−４のそれぞれに設けられているが、中心領域２０−５には加速度計が設けられていない。加速度計５２は、風車領域２０−１〜２０−４のそれぞれにおいて振動強度を測定する。複数の加速度計５２からの別個の信号が、コントローラ４４に送られる。コントローラ４４は、対応する測定された局所的振動強度と目標振動強度とに基づいて、風車領域２０−１〜２０−４のそれぞれの振動子のぺア（又は、いくつかの構造において領域あたり２つより多い振動子の群）について領域特有の独立した制御信号を計算するようにプログラムされている。個別の制御信号が、コントローラ４４から各風車領域２０−１〜２０−４の振動子２４に提供される。コントローラ４４は、（コントローラ４４内にボックスと破線の接続線によって例示される）４つの周囲領域２０−１〜２０−４からの信号を平均化するとともに、目標振動強度と比較することにより、中心領域２０−５における振動子２４について制御信号を計算するようにプログラムされている。平均化された振動子の信号強度に基づく制御信号が、それ自体が専用の加速度計を有していない中心領域２０−５の振動子（複数可）２４のみに提供される。このように、目標振動強度が、複数の別個の領域２０−１〜２０−５の全てを含むテーブル２０の全体に亘って達成される。各振動子２４は、それ自体独立した制御ループを有していないが、フィードバック振動強度は、依然としてテーブル２０（又はテーブル２０上の製品（複数可））から直接的に取得され、別個の領域の振動子２４は、別個の制御信号で制御されている。
【００２０】
図４には、１つ以上の製品（例示せず）に振動試験や繰返し衝撃試験を行うための振動試験システム３１０が例示されている。図４の振動試験システム３１０は、領域２０−１〜２０−４のそれぞれにおける振動子２４のペアが、単一の弁３６に結合されていることを除いて、図３の振動試験システム２１０と同一である。従って、動作方法は、コントローラ４４から各領域２０−１〜２０−５の単一の弁３６に単一の制御信号を送信するステップを含み、重複した信号を、いくつかの弁３６に送らないで済む。当然ながら、この概念は、追加の構造における２つより多い振動子２４を有する領域に適用することができる。
【００２１】
図５には、１つ以上の製品（例示せず）に振動試験や繰返し衝撃試験を行うための振動試験システム４１０が例示されている。振動試験システム４１０とその動作方法は、振動試験システムの様々な態様と上述した方法との組み合わせである。上述した説明が、システム部品とそれらの各機能に対して適用される。テーブル２０上の振動子２４の配置は、図３及び図４に示す構成と同様である。しかし、テーブル２０は、フィードバック及び制御の目的のために４つの象限形状の領域２０−１〜２０−４に分割されている。領域２０−１〜２０−４は、テーブル２０の４つの象限からなる単なる矩形状である。従って、１つの振動子２４のみが、各領域２０−１〜２０−４内に包含されるように設けられており、残りの振動子２４（例示された構造の５つの振動子２４）が、領域２０−１〜２０−４を分割する境界線Ｂ１，Ｂ２に沿って配置されている。他の構造では、領域２０−１〜２０−４内に包含され且つ境界線Ｂ１，Ｂ２上の振動子２４の分布形態は変えることができる。各領域２０−１〜２０−４の１つの加速度計５２は、テーブル２０の各領域において振動強度を測定し、そして複数の加速度計５２からの別個の信号が、コントローラ４４に送られる。例示される構造において、コントローラ４４は、振動子２４のそれぞれについて領域特有の独立した制御信号を計算するようにプログラムされている。各振動子２４が、図５の構造においてそれ自体独立した制御ループを有しているので、各振動子２４の出力が、専用の弁３６によって操作される。２つ以上の振動子２４が、同一の領域２０−１〜２０−４に属する或いは同一の領域２０−１〜２０−４の中で同一の境界線Ｂ１，Ｂ２上に属するような構造において、固有の制御信号が、振動子２４の共通のペア又は群について計算される。
【００２２】
領域２０−１〜２０−４のうちの１つの領域内に全体が包含される振動子２４について、制御信号が、対応する測定された局所的振動強度と目標振動強度とに基づいて計算される。領域２０−１〜２０−４中の２つの隣接する領域の境界線Ｂ１，Ｂ２上に位置するこれらの振動子２４について、制御信号が、隣接する領域から測定された局所的振動強度の平均値と目標振動強度とに基づいて計算される。図５の中心の振動子２４等の振動子２４が、領域２０−１〜２０−４中の２つより多い領域の境界線Ｂ１，Ｂ２との交点に配置され、制御信号が、全ての隣接する領域から測定された局所的振動強度の平均値と目標振動強度とに基づいて計算される。例示される構造では、２つの境界線Ｂ１，Ｂ２との交点に位置する中心の振動子２４についての制御信号が、全ての加速度計５２から測定された局所的振動強度の平均値に基づいて計算される。コントローラ４４内のボックスと破線接続線は、加速度計５２からのそれぞれの信号を平均化することを示す。
【００２３】
複数の振動子２４のうちのいくつかは、いくつかの加速度計５２から測定された振動強度の平均値に基づいて制御されるが、システム４１０は、依然としてテーブル２０（又はテーブル２０上の製品（複数可））からフィードバック振動強度を直接的に取得するとともに、複数の別個の領域２０−１〜２０−４の全てを含むテーブル２０の全体に亘って目標振動強度を達成するために、コントローラ４４から各振動子２４（又は振動子群）に領域特有の個別の制御信号を提供するという利点がある。この文脈において、用語「領域特有」は、１つの特定の領域に固有であることを示しており、又は振動子２４が境界線Ｂ１，Ｂ２に配置されるような２つより多い特定の領域に固有であることを示している。
【００２４】
上述した振動試験システム及びこの方法は、テーブルのいくつかの領域の全体に亘って均一な振動を取得するという特有の利点を提供することができるが、この振動試験システムは、テーブル全体に亘る均一性が必ずしも所望されないような別の方法に従って動作されるときに、さらなる利点を提供することができる。このような方法についてのフロー図が、図７に示されている。振動試験システムのそれぞれの構造は、上述した構造と実質的に同一とすることができる。しかし、いずれかのシステムのコントローラ４４は、テーブルの各別個の領域について目標振動強度を受信するように構成することができ（ステップ５０２’）、ここで、目標振動強度は、テーブルの少なくとも２つの別個の領域について異なる振動強度とすることができる。いくつかの異なる目標振動強度は、いくつかの異なる固定値、又はいくつかの異なる時間ベースのスキームの値とすることができる。目標振動強度は、特定のテーブルの別個の領域の全ての数以下であるが、様々な別個の領域について異なる場合がある。振動試験システムは全て、独立した制御ループの振動子又はテーブルの異なる領域についてのマルチポイント制御を有しているため、振動試験方法は、均一な振動応答のためにセットアップされるとともに動作され、又は所望の特定の振動応答スキームで動作させることができる。
【００２５】
様々な領域において意図的に不均一な振動強度を含む試験を実行するために、上述した動作方法の相違点のみが説明されるが、それは、コントローラが、２つより多い別個の領域に対応するいくつかの異なる目標振動強度を受信することである（ステップ５０２’）。コントローラは、次に、測定された局所的振動強度と、必ずしも等しくなるとは限らない対応する様々な目標振動強度とに基づいて、テーブルの異なる領域の振動子（複数可）について独立した制御信号を計算する（ステップ５０６’）。個別の制御信号が、次に各別個の領域の振動子（複数可）を制御するためにコントローラから提供されて、各テーブル領域において対応する目標振動強度を達成する（ステップ５０７’）。この振動試験システム及びこの方法は、テーブルの異なる領域同士の間で変化することのある特定の目標振動強度を達成するために使用することができ、それによって、単一の製品の様々な部分が、さらに進化した試験を行うために異なる振動レベルにさらすことができるようになる。あるいは、いくつかの別個の製品は、テーブルの別個の領域に固定されるとともに、システムの１つの動作中に、同時に異なる振動レベルにさらされて、改良された試験効率を得ることができる。
【００２６】
図８〜１０には、様々な方法でセットアップされるテーブル２０が例示されている。図８において、複数の製品１２が、テーブル２０の全体に亘って（例えば、均一に分布して配置）分布して配置されている。製品１２は、全ての領域に存在することができ、この領域は、任意の所望される態様で分割することができる。図６の方法に従って、製品１２の全てが、実質的に同一の振動刺激を受けることを保証することができる。図７の方法に従って動作されると、複数の製品１２のうちの２つより多い製品は、異なるプリセット目標振動強度に従って実質的に異なる振動刺激によって同時に試験することができる。図９において、複数の製品１２ａ〜１２ｄは、テーブル２０の全体に亘って（例えば、均一に）分布して配置されている。製品１２が、全ての領域に存在することができ、これらの領域は、任意の所望される態様で分割することができる。図６の方法に従って、製品１２ａ−１２ｄの全ては、サイズ、形状、重量等の不一致にもかかわらず、実質的に同一の振動刺激を受けることが保証される。図７の方法に従って動作されると、製品１２ａ〜１２ｄのうちの２つより多い製品は、異なるプリセット目標振動強度に従って実質的に異なる振動刺激によって同時に試験することができる。図１０において、単一の製品１２が、テーブル２０上に設けられている。この製品１２が、テーブル２０の一つの領域２０−１に配置されている。図７の方法に従って動作されると、１つの負荷領域２０−１が、製品１２上で試験を実施するために使用される一方、テーブルの他の領域２０−２，２０−３，２０−４は、６自由度を有する動作を保持するために十分な最小目標振動強度値に設定される（すなわち、これらの振動子が、負荷された領域に関連する振動子の動作を妨害することを防止するように最小量に設定される）。従って、試験は、エネルギー（例えば、気流）の少ない供給で行われ、摩耗及び引裂きが、残りの振動子上で低減される。
【００２７】
ここで参照されるように、目標振動強度及び測定された振動強度は、ｘｙｚ座標空間において特定の選択された軸線に沿って取得された加速度であり、又は代替的に、ｘｙｚ座標空間の３つの軸線の加速度の平均値として得られた「全体の加速度」とすることができることは、当業者によって理解される。ここで参照される加速度計は、単一軸用の加速度計又は多軸用の加速度計を包含することができ、テーブルの別個の領域の振動子を制御するために測定振動強度を、１つの加速度計から提供される、又はいくつかの加速度計から平均化して提供することができる。これは、領域特有の制御ループが、均一なレベル又は異なる所定のレベルのいずれかであろうと、テーブルの全ての領域における振動レベルが正確に制御することができるようなマルチポイント制御を可能にするように提供される間は、提供することができる。
【００２８】
また、当業者によって理解されるように、振動子が、所望する振動応答を得るために目標振動強度についての意図的な周波数とランダムな振幅とで刺激すべく公知の技術的によって制御されるときに、目標振動強度を達成することが、衝撃強度の単一の値を正確に繰返し達成することを必ずしも意味していない。このような動作は、目標振動強度を達成するような上述の説明には影響しない。また、目標振動強度は、出力が所望の振動応答を得るために目標値について意図的にランダム化することができる場合に、達成されることが理解されるであろう。
【００２９】
本発明の種々の特徴及び利点は、以下の特許請求の範囲に記載されている。
【符号の説明】
【００３０】
１０      振動試験システム
１２      製品
１６      表面
２０      テーブル
２０−１  別個の領域
２０−２  別個の領域
２０−３  別個の領域
２０−４  別個の領域
２４      振動子
２６      反対側の面
２８      空気圧供給源
３０      レギュレータ
３２      供給ライン
３６      スロットル装置、電子制御電磁弁、ソレノイド弁
４０      供給マニホールド
４４      コントローラ
４８      ユーザインターフェイス
５２      加速度計
１１０    振動試験システム
２１０    振動試験システム
３１０    振動試験システム
４１０    振動試験システム
【図１】
2013238602.tif 000003
【図２】
2013238602.tif 000004
【図３】
2013238602.tif 000005
【図４】
2013238602.tif 000006
【図５】
2013238602.tif 000007
【図６】
2013238602.tif 000008
【図７】
2013238602.tif 000009
【図８】
2013238602.tif 000010
【図９】
2013238602.tif 000011
【図１０】
2013238602.tif 000012