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    振動對軸承溝道磨床的磨削加工精度和穩(wěn)定性有很大的影響，為了保證磨床的加工性能，廠家在出廠之前對電動機(jī)、皮帶輪以及軸系都進(jìn)行了的平衡，而磨床的振動主要和不穩(wěn)定的振源是砂輪的不平衡引起的，盡管出廠前對其進(jìn)行了平衡，但由于砂輪本身在加工過程中處在不斷變化的過程中，如加工過程中的磨損不均勻，對冷卻液的吸附不一致，修正偏差和更換新砂輪時的裝配誤差及材質(zhì)等種種因素，都會造成砂輪系統(tǒng)的質(zhì)量中心偏離其旋轉(zhuǎn)軸線從而引起磨床振動。這種振動將使零件的加工表面出現(xiàn)振紋，對加工精度影響很大。因此，如果能對磨床砂輪系統(tǒng)進(jìn)行快速的自動平衡，將能夠有效地提高軸承零件的加工精度和生產(chǎn)效率。　　

　　一、平衡原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)　　

　　1．平衡原理砂輪可以看成是由無數(shù)微小的質(zhì)點(diǎn)組成的。這些微小質(zhì)點(diǎn)在旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的慣性力構(gòu)成的慣性力系，可以向質(zhì)心簡化為一個合力F，它是各個微小質(zhì)點(diǎn)的離心力Fi，矢量的合成，即：　　

　　式中 mi——第i個微小質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量，kg　　

　　ri——第i個微小質(zhì)點(diǎn)到旋轉(zhuǎn)軸線的距離矢量，m　　

　　Fi——第i個微小質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生的離心慣性力，N　　

　　M——砂輪旋轉(zhuǎn)體的總質(zhì)量，kg　　

　　rc——砂輪旋轉(zhuǎn)體質(zhì)心到旋轉(zhuǎn)軸線的距離矢量，m　

　　ω——砂輪旋轉(zhuǎn)的角速度，rad/s　　

　　當(dāng)砂輪旋轉(zhuǎn)的離心慣性力系是一個平衡的力系時，此時砂輪的慣性中心與旋轉(zhuǎn)軸線一致，即rc =0，所以根據(jù)上式合力F為0，即不存在不平衡量，這是一種理想狀態(tài)。事實(shí)上，由于前面提及的原因，實(shí)際砂輪總是或多或少地存在著不平衡，其慣性中心都或多或少地偏離其旋轉(zhuǎn)軸線，從而使得rc不等于0。根據(jù)上式，合力F不為0，此時令U=Mrc，并將它稱作砂輪的不平衡量。用它來表征不平衡量的大小，對于砂輪自動平衡機(jī)構(gòu)多采用砂輪軸前軸承處拾取振動的位移峰值（μm）來衡量平衡精度水平的高低，自動平衡的精度一般可以達(dá)到＜1μm，如果設(shè)備整體狀態(tài)良好則動平衡精度可以達(dá)到＜0.1μm。（電主軸整體行業(yè)概況）　　

　　2．平衡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)砂輪自動平衡機(jī)構(gòu)的基本構(gòu)成如圖2所示，測振傳感器用于拾取振動信號并將振動信號傳入測控單元，光電開關(guān)用以獲取轉(zhuǎn)速信息，同時也是同步信號，它提供相位基準(zhǔn)，將該信號鎖相倍頻后，控制信號的采集可實(shí)現(xiàn)整周期同步采樣，可以大幅降低信號的相位誤差。測量控制單元完成信號采集、分析處理、結(jié)果顯示、輸出控制等系統(tǒng)的主要功能，同時可以將采集的原始信號通過RS-232上傳至上位機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的處理。　　

　　整機(jī)在常態(tài)下，平衡頭隨著主軸同頻旋轉(zhuǎn)，當(dāng)整機(jī)進(jìn)入自動平衡狀態(tài)時，平衡頭根據(jù)計算得出的不平衡量的大小和方位，接收測控系統(tǒng)的指令，調(diào)整兩平衡塊的位置，使平衡塊所產(chǎn)生的平衡矢量抵消砂輪不平衡量，當(dāng)振動值小于預(yù)置值時平衡過程結(jié)束。　

　　二、系統(tǒng)的硬件原理　　

　　壓電傳感器用于拾取振動信號，由于ADuC812自帶8路12位AD，所以壓電傳感器的輸出信號經(jīng)過電荷放大及電壓放大后，可以直接送入812的P1口。采樣所獲得的數(shù)據(jù)已經(jīng)包含了振動信號的幅值、相位及平衡轉(zhuǎn)速信息，通過解算可以得到兩平衡塊的補(bǔ)償位置。測控單元據(jù)此發(fā)出控制命令，通過接口電路并放大之后，控制兩平衡塊到達(dá)補(bǔ)償位置從而實(shí)現(xiàn)快速補(bǔ)償。同時也可以將數(shù)據(jù)通過RS-232串行口上傳至PC機(jī)，由上位機(jī)的LabVIEW程序進(jìn)行進(jìn)一步的處理和分析。