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由于转子生产的不合理因素,造成转子旋转时不平衡,电动工具不符合技术要求。因此,需要对转子进行不平衡校正。国内部分生产转子的企业采用的平衡校正方式存在校正精度低、不稳定等问题。然而,国外引进的动平衡机价格昂贵及维修困难等,也不适合国内的中小型企业使用。在此背景下,本文设计一种价格适中、校正精度较高的两工位全自动动平衡机。 应用刚性转子的动平衡原理,对全自动动平衡机进行设计。 转子的不平衡检测部分:设计软支承机械结构,转子的振动通过其上的V型支架和簧片传递到振动传感器,把振动信号转换成电信号。由于输出的振动信号受各种因素影响,结合锁相环,设计基于MAX263的跟踪带通滤波电路与16位开关电容跟踪带通滤波电路,消除干扰信号。采用步进电机作为驱动力,一级圆皮带传动,使转子达到稳定的检测转速;步进电机、定位传感器及PLC形成闭环控制实现转子自动定位。设计转子定位信号的整形电路,把该信号转换成矩形脉冲信号。 转子的传送部分:选择气动机械手,采用气爪夹取转子,升降气缸上下移动,旋转气缸在0°、90°、180°位置之间旋转,相互配合实现转子的传送。 转子的铣削去重部分:采用V型固定块与压紧夹具配合,在铣削过程中固定转子;在移动刀具台上安装有铣削电机与刀具;利用步进电机、滚珠丝杠和直线导轨相配合,实现铣刀在水平和垂直两个方向运动;采用步进电机与气爪组合,改变转子的铣削方位。 系统控制部分:分析并设计检测仪、机械手及去重机的工作流程,并选用基恩士KV-3000 PLC为系统的控制器、威纶通TK6070iH型触摸屏为人机界面。对检测的振动信号滤波后,采用数学算法,求取转子振动信号的幅值与相位;采用加重法解决转子不对称性、同型号转子存在差异等问题,求得转子不平衡的大小和位置。研究R型铣削去重建模方案,分析转子槽分布对铣削量和铣削位置的影响,并建立数学模型进行铣削相位修正和铣削量补偿。并应用PLC的脚本功能实现校正模型的计算,得到最终的铣削量及方位。 最后,通过实验分别验证检测仪的滤波电路和转子自动定位、机械手、去重机的效果。经过整机实验与调试运行,转子的校正合格率达到73%,证明文中方案可行,全自动动平衡机的整体性能良好。