本文關(guān)鍵詞：基于PLC的砂輪動(dòng)平衡系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 磨床 動(dòng)平衡 單片機(jī) PLC

【摘要】：機(jī)械振動(dòng)是工程技術(shù)中普遍關(guān)心的問(wèn)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(dòng)是影響磨削質(zhì)量的主要原因,為降低振動(dòng)、提高磨削質(zhì)量、延長(zhǎng)磨床主軸使用壽命,必須對(duì)砂輪進(jìn)行動(dòng)平衡。目前磨床砂輪動(dòng)平衡主要采用人工平衡、半自動(dòng)化平衡以及在線全自動(dòng)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(dòng)化平衡依賴動(dòng)平衡儀進(jìn)行操作,往往一臺(tái)動(dòng)平衡儀對(duì)多臺(tái)磨床進(jìn)行巡檢,實(shí)時(shí)性低；在線動(dòng)平衡系統(tǒng)的價(jià)格非常昂貴且處于國(guó)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(jī)床,才會(huì)配備在線動(dòng)平衡系統(tǒng)。因此,開發(fā)出一種新型的砂輪動(dòng)平衡測(cè)試系統(tǒng),以其較低成本實(shí)現(xiàn)每臺(tái)磨床的配備,具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。論文提出了一種新型的磨床砂輪動(dòng)平衡測(cè)試方案,從軟、硬件兩個(gè)角度詳細(xì)闡述了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。開發(fā)成功的動(dòng)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?jī)?nèi)容如下：1.提出一種砂輪動(dòng)平衡測(cè)試系統(tǒng)方案。該系統(tǒng)采用主從機(jī)結(jié)構(gòu),主機(jī)利用PLC和觸摸屏,主要實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互與動(dòng)平衡過(guò)程監(jiān)控；從機(jī)由單片機(jī)完成數(shù)據(jù)采集與不平衡量識(shí)別。通過(guò)基于RS-485標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)通信接口設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),完成單片機(jī)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(shí)別不平衡振動(dòng)響應(yīng)的精度及基于影響系數(shù)法的砂輪動(dòng)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(jī)單片機(jī)設(shè)計(jì)方案,重點(diǎn)闡述振動(dòng)信號(hào)放大、濾波、直流偏置及轉(zhuǎn)速整形等信號(hào)預(yù)處理電路的設(shè)計(jì),并完成了完整動(dòng)平衡測(cè)試所需要的單片機(jī)軟件編制。4.在砂輪動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)臺(tái)上對(duì)開發(fā)成功的動(dòng)平衡系統(tǒng)進(jìn)行了性能測(cè)試,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)不平衡響應(yīng)識(shí)別精度高,不平衡振幅波動(dòng)0.03mm/s以內(nèi),相位波動(dòng)6°以內(nèi);平衡效果理想,一次動(dòng)平衡振動(dòng)下降率達(dá)為91.50%～95%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文研制的砂輪動(dòng)平衡系統(tǒng)能夠滿足工程實(shí)際需要。
【關(guān)鍵詞】：磨床 動(dòng)平衡 單片機(jī) PLC
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG580.2;TP273
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 1 緒論12-21
• 1.1 動(dòng)平衡概述12-15
• 1.1.1 轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡理論的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.1.2 轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡技術(shù)的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2 砂輪動(dòng)平衡概述15-19
• 1.2.1 人工平衡15-16
• 1.2.2 半自動(dòng)平衡裝置16
• 1.2.3 自動(dòng)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(dòng)平衡方法21-29
• 2.1 剛性轉(zhuǎn)子現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)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(yùn)算23-24
• 2.2.2 相關(guān)運(yùn)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(dòng)平衡系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)29-41
• 3.1 總體概述29
• 3.2 PLC主機(jī)模塊29-30
• 3.2.1 PLC簡(jiǎn)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(kuò)展板30-31
• 3.3.2 MAX485簡(jiǎn)介31-32
• 3.3.3 通訊接口電路32
• 3.4 單片機(jī)模塊32-34
• 3.5 轉(zhuǎn)速傳感器34
• 3.6 振動(dòng)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(cè)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(dòng)平衡系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)41-55
• 4.1 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)41-42
• 4.2 PLC的程序設(shè)計(jì)42-46
• 4.2.1 無(wú)協(xié)議通信42-43
• 4.2.2 通信程序43-45
• 4.2.3 校驗(yàn)程序45-46
• 4.3 觸摸屏程序設(shè)計(jì)46-48
• 4.3.1 主界面設(shè)計(jì)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(jī)程序設(shè)計(jì)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(jì)算程序54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 5 實(shí)驗(yàn)與誤差分析55-64
• 5.1 實(shí)驗(yàn)裝置55-56
• 5.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試56-61
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)操作56-57
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)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(cè)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(xiàn)66-69
• 附錄A：攻讀碩士學(xué)位期間的成果69

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 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(yàn)和的實(shí)現(xiàn)方法[J];自動(dòng)化儀表;2008年03期

2 顧超華;曾勝;羅迪威;張加慶;;一種機(jī)械式在線平衡頭的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[J];振動(dòng)與沖擊;2014年12期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 葛哲學(xué);剛性轉(zhuǎn)子自動(dòng)平衡系統(tǒng)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2002年

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

3 孫延添;剛性轉(zhuǎn)子現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡理論分析及實(shí)驗(yàn)研究[D];清華大學(xué);2005年

4 康成良;四工位全自動(dòng)平衡機(jī)的設(shè)計(jì)、研究與實(shí)現(xiàn)[D];浙江大學(xué);2008年

5 鐘越波;測(cè)幅整機(jī)動(dòng)平衡方法及儀器研究[D];浙江大學(xué);2010年

，

本文編號(hào)：581273