動平衡系統(tǒng)不平衡量檢測及控制的研究與實現(xiàn).pdf

1、作為精密機械加工的磨床，對磨削精度有重要影響的主要是磨床的振動，在磨床振動中，最為重要的振動源是主軸上砂輪的振動，而砂輪偏心是引起砂輪振動的主要振源。因此，由于砂輪偏心引起的不平衡振動是影響磨削精度的主要原因。此外，砂輪振動還會加速磨床主軸及軸承的磨損，降低磨床壽命，同時會產(chǎn)生噪聲。傳統(tǒng)的靜平衡方法費工費時，平衡精度有限，而且未能考慮到由于砂輪本身材質(zhì)分布不均，在磨削過程中砂輪表面磨損以及吸附冷卻液不均勻造成新的不平衡等顯著的影響，難以

2、保證砂輪運轉(zhuǎn)時的動平衡和保持長久工作穩(wěn)定。因此，砂輪在線動平衡成為一項不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)。現(xiàn)有的在線動平衡裝置，測量的是振動量時域峰-峰值，由于干擾、倍頻分量和非整倍頻分量的存在，振動量時域峰-峰值并非不平衡量真值，因此采用振動量時域峰-峰值最小的控制算法存在原理性誤差。砂輪在線動平衡測控系統(tǒng)一般禁止調(diào)節(jié)過程中出現(xiàn)超調(diào)，因為超調(diào)會進一步惡化平衡狀態(tài)。在控制方面現(xiàn)多采用自動搜索優(yōu)化算法，在原理上就不能避免超調(diào)。因此，砂輪動平衡技術(shù)的繼續(xù)研

3、究是十分必要的。 本系統(tǒng)以TMS320C240 數(shù)字信號處理器為核心，用水平安裝在砂輪罩上的SZ—5型磁電式速度傳感器檢測砂輪旋轉(zhuǎn)時的振動，并用精密譜分析方法對砂輪振動不平衡信號進行處理，獲得砂輪不平衡量的真值，然后基于平衡頭數(shù)學(xué)模型采用最優(yōu)控制算法，控制與砂輪同軸高速旋轉(zhuǎn)的平衡頭內(nèi)雙永磁直流電動機，進而調(diào)節(jié)雙偏心齒圈的重心位置，實現(xiàn)對不平衡量的補償。從而形成一種平衡范圍大、精度和自適應(yīng)性高、魯棒性強、調(diào)節(jié)時間短、近于無超調(diào)、工