本文關(guān)鍵詞：基于PLC的砂輪動平衡系統(tǒng)研究

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【摘要】：機械振動是工程技術(shù)中普遍關(guān)心的問題。在磨削加工中,由砂輪不平衡量引起的砂輪主軸系統(tǒng)振動是影響磨削質(zhì)量的主要原因,為降低振動、提高磨削質(zhì)量、延長磨床主軸使用壽命,必須對砂輪進行動平衡。目前磨床砂輪動平衡主要采用人工平衡、半自動化平衡以及在線全自動平衡三種方式。但是,人工平衡操作復(fù)雜、精度低,導(dǎo)致誤差很大；半自動化平衡依賴動平衡儀進行操作,往往一臺動平衡儀對多臺磨床進行巡檢,實時性低；在線動平衡系統(tǒng)的價格非常昂貴且處于國外技術(shù)壟斷狀態(tài),一般只有加工精度要求很高的數(shù)控機床,才會配備在線動平衡系統(tǒng)。因此,開發(fā)出一種新型的砂輪動平衡測試系統(tǒng),以其較低成本實現(xiàn)每臺磨床的配備,具有十分重要的現(xiàn)實意義。論文提出了一種新型的磨床砂輪動平衡測試方案,從軟、硬件兩個角度詳細闡述了系統(tǒng)的設(shè)計。開發(fā)成功的動平衡系統(tǒng)平衡效果理想、成本低,便于大規(guī)模推廣使用。論文的主要研究內(nèi)容如下：1.提出一種砂輪動平衡測試系統(tǒng)方案。該系統(tǒng)采用主從機結(jié)構(gòu),主機利用PLC和觸摸屏,主要實現(xiàn)人機交互與動平衡過程監(jiān)控；從機由單片機完成數(shù)據(jù)采集與不平衡量識別。通過基于RS-485標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)通信接口設(shè)計與實現(xiàn),完成單片機與PLC之間的通訊。2.深入研究了DFT法與互相關(guān)分析法在不同條件下識別不平衡振動響應(yīng)的精度及基于影響系數(shù)法的砂輪動平衡原理,確定了適合砂輪質(zhì)量校正的方法。3.提出了從機單片機設(shè)計方案,重點闡述振動信號放大、濾波、直流偏置及轉(zhuǎn)速整形等信號預(yù)處理電路的設(shè)計,并完成了完整動平衡測試所需要的單片機軟件編制。4.在砂輪動平衡實驗臺上對開發(fā)成功的動平衡系統(tǒng)進行了性能測試,實驗發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)不平衡響應(yīng)識別精度高,不平衡振幅波動0.03mm/s以內(nèi),相位波動6°以內(nèi);平衡效果理想,一次動平衡振動下降率達為91.50%～95%。實驗結(jié)果表明本文研制的砂輪動平衡系統(tǒng)能夠滿足工程實際需要。
【關(guān)鍵詞】：磨床 動平衡 單片機 PLC
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG580.2;TP273
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 1 緒論12-21
• 1.1 動平衡概述12-15
• 1.1.1 轉(zhuǎn)子動平衡理論的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.1.2 轉(zhuǎn)子動平衡技術(shù)的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2 砂輪動平衡概述15-19
• 1.2.1 人工平衡15-16
• 1.2.2 半自動平衡裝置16
• 1.2.3 自動平衡裝置16-19
• 1.3 課題背景及內(nèi)容19-21
• 1.3.1 課題背景及意義19
• 1.3.2 研究目標(biāo)及內(nèi)容19-21
• 2 砂輪動平衡方法21-29
• 2.1 剛性轉(zhuǎn)子現(xiàn)場動平衡方法21-23
• 2.1.1 單平面影響系數(shù)法21-22
• 2.1.2 雙平面影響系數(shù)法22-23
• 2.2 轉(zhuǎn)子不平衡量的提取23-27
• 2.2.1 DFT運算23-24
• 2.2.2 相關(guān)運算24-25
• 2.2.3 仿真分析25-27
• 2.3 砂輪平衡校正方法27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 3 動平衡系統(tǒng)的硬件設(shè)計29-41
• 3.1 總體概述29
• 3.2 PLC主機模塊29-30
• 3.2.1 PLC簡介29-30
• 3.2.2 觸摸屏30
• 3.3 通訊接口模塊30-32
• 3.3.1 FX通訊擴展板30-31
• 3.3.2 MAX485簡介31-32
• 3.3.3 通訊接口電路32
• 3.4 單片機模塊32-34
• 3.5 轉(zhuǎn)速傳感器34
• 3.6 振動傳感器34-35
• 3.7 電源模塊35
• 3.8 預(yù)處理電路35-40
• 3.8.1 基準(zhǔn)整形電路36-37
• 3.8.2 測量放大電路37-38
• 3.8.3 低通濾波電路38-39
• 3.8.4 直流偏置電路39
• 3.8.5 預(yù)處理電路結(jié)果39-40
• 3.9 本章小結(jié)40-41
• 4 動平衡系統(tǒng)的軟件設(shè)計41-55
• 4.1 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)41-42
• 4.2 PLC的程序設(shè)計42-46
• 4.2.1 無協(xié)議通信42-43
• 4.2.2 通信程序43-45
• 4.2.3 校驗程序45-46
• 4.3 觸摸屏程序設(shè)計46-48
• 4.3.1 主界面設(shè)計47
• 4.3.2 波形顯示子界面47-48
• 4.3.3 配重塊指示子界面48
• 4.4 單片機程序設(shè)計48-54
• 4.4.1 通信程序49-51
• 4.4.2 數(shù)據(jù)采集程序51-52
• 4.4.3 數(shù)據(jù)讀寫程序52
• 4.4.4 相關(guān)程序52-53
• 4.4.5 頻譜分析程序53-54
• 4.4.6 不平衡量計算程序54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 5 實驗與誤差分析55-64
• 5.1 實驗裝置55-56
• 5.2 實驗測試56-61
• 5.2.1 實驗操作56-57
• 5.2.2 實驗數(shù)據(jù)57-60
• 5.2.3 數(shù)據(jù)分析60-61
• 5.3 誤差分析61-63
• 5.3.1 互相關(guān)誤差61-62
• 5.3.2 采樣誤差62
• 5.3.3 硬件測量誤差62-63
• 5.3.4 配重誤差63
• 5.4 本章小結(jié)63-64
• 6 總結(jié)與展望64-66
• 6.1 課題總結(jié)64
• 6.2 研究展望64-66
• 參考文獻66-69
• 附錄A：攻讀碩士學(xué)位期間的成果69

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 陳金平;王生澤;吳文英;;基于LabVIEW的串口通信數(shù)據(jù)校驗和的實現(xiàn)方法[J];自動化儀表;2008年03期

2 顧超華;曾勝;羅迪威;張加慶;;一種機械式在線平衡頭的設(shè)計與實驗研究[J];振動與沖擊;2014年12期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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2 肖敏;幅值和相位的精確測量及轉(zhuǎn)子動平衡方法研究[D];汕頭大學(xué);2004年

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4 康成良;四工位全自動平衡機的設(shè)計、研究與實現(xiàn)[D];浙江大學(xué);2008年

5 鐘越波;測幅整機動平衡方法及儀器研究[D];浙江大學(xué);2010年

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本文編號：581273