磨床砂轮在工作过程中不可避免的会产生不平衡,这种不平衡会使砂轮乃至整个磨床产生振动,从而引起严重的后果。最直接的影响就是被加工零件的质量得不到保证,包括使零件的表面粗糙度增大、几何精度下降等。其次磨床的振动会降低磨床的使用寿命,振动产生的噪声也会使车间的环境恶化。尤其是作为机械零件精密加工主要方式的磨削加工,这种不平衡是绝对不允许的。然而手动平衡的速度和效果已经远不能满足制造业发展的需求,亟待寻求更为有效的自动平衡方法。因此,本课题在对磨床砂轮在线动平衡控制器的技术和理论进行深入分析和研究的基础上,开发了一款基于单片机C8051F060的磨床砂轮在线动平衡控制器,并对其功能的实现和开发中应用到的关键技术进行了深入地研究。本文主要完成的研究工作有:针对现有磨床砂轮在线动平衡控制器硬件上的落后以及关键技术自主研发方面的不足,提出了基于C8051F060单片机的动平衡控制器硬件平台设计方案;并根据控制器的硬件系统以及所应用的关键技术,对控制器软件系统的构成进行了分析和研究,采用模块化的设计思想,完成了软件程序的设计,主要包括控制器配置的设置模块、砂轮转速测量模块、信号处理模块、控制策略模块以及键盘显示模块。为了准确地获取砂轮的振动信号,以保证动平衡控制器的平衡效果和可靠性,本文对砂轮不平衡量信号的特征进行了深入的分析和研究,结合动平衡控制器的功能和工作环境的要求,提出了硬件和软件相结合的信号处理技术方案,即在硬件上采用基于自适应带通滤波器的信号处理技术,对信号进行初步的处理;在软件上采用五点直线滑动滤波和时域平均相结合的方法对信号做进一步的处理,最后利用离散傅里叶变换的快速算法求出砂轮振动的幅值和相位。针对目前磨床砂轮动平衡控制器普遍存在平衡效果差、平衡效率低的缺陷,本文通过对现有动平衡控制策略的分析和研究,提出了改进的逐步寻优算法作为动平衡控制算法。改进后的逐步寻优算法采用变步角的寻优原理,对整个动平衡过程进行了细化,将动平衡分为相位平衡和幅值平衡两个阶段,分别针对两个阶段的不同特点,合理的选择最优的步角,有效的缩短了平衡时间,并提高了动平衡的效果。本文所研发的磨床砂轮在线动平衡控制器采用主流的电器元件,有效地改善了控制器的硬件功耗、提升了控制器的测控性能。本文将所研究的信号处理技术应用该动平衡控制器上,通过实验验证了该技术的准确性和可靠性。论文所提出的动平衡控制策略,经过仿真测试验证了策略的正确性和可行性。本文的研究成果对于促进磨削加工过程的动态稳定性来讲,具有重要的理论意义和工程应用价值,同时本文所开发的控制器也具有良好的市场前景。