本文選題：砂輪　切入點(diǎn)：不平衡量　出處：《鄭州大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：精密磨削加工過(guò)程中,砂輪面的磨損、切削液的吸附等因素都會(huì)引起砂輪的振動(dòng)不平衡,砂輪的振動(dòng)不平衡會(huì)對(duì)磨削加工造成非常不利的影響,不單單會(huì)影響被加工工件的表面質(zhì)量,導(dǎo)致工件廢品率升高,還會(huì)影響砂輪及磨床的使用年限。然而砂輪安裝前的靜平衡和人工手動(dòng)平衡已經(jīng)滿足不了我國(guó)制造業(yè)迅速發(fā)展的步伐需求,亟需研發(fā)一種更加有效地在線動(dòng)平衡儀器。因此,本課題在對(duì)國(guó)內(nèi)外磨床砂輪動(dòng)平衡控制技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀分析研究的基礎(chǔ)上,基于磨床砂輪動(dòng)平衡控制儀基本原理,從控制儀的測(cè)控精度和平衡效率分析入手,自主開(kāi)發(fā)了一款基于嵌入式處理器ARM11的新型磨床砂輪動(dòng)平衡控制儀。本文主要完成的研究工作如下:本文針對(duì)現(xiàn)有國(guó)產(chǎn)磨床砂輪動(dòng)平衡控制儀存在的突出問(wèn)題進(jìn)行了深層次的分析和研究,提出了基于嵌入式處理器ARM11的動(dòng)平衡控制儀硬件平臺(tái);依據(jù)動(dòng)平衡控制儀的硬件平臺(tái)及運(yùn)用的相關(guān)技術(shù),對(duì)控制儀的軟件平臺(tái)架構(gòu)進(jìn)行研究設(shè)計(jì),基于模塊化的設(shè)計(jì)思想,以微軟Visual Studio2008軟件為其開(kāi)發(fā)工具,C#作為應(yīng)用程序編程語(yǔ)言,完成動(dòng)平衡控制儀軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和搭建,主要包括:人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)、控制儀設(shè)置模塊、砂輪轉(zhuǎn)速測(cè)量模塊、振動(dòng)信號(hào)采集模塊、不平衡信號(hào)處理模塊、控制算法模塊、鍵盤(pán)和顯示模塊。為了提高動(dòng)平衡控制儀的測(cè)控精度,本文對(duì)砂輪不平衡振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行深入分析與研究,結(jié)合砂輪動(dòng)平衡控制儀的功能要求,以相關(guān)函數(shù)理論為基礎(chǔ),提出了基于互相關(guān)分析的振動(dòng)不平衡量特征參數(shù)提取的新方法。將采集到的不平衡振動(dòng)信號(hào)和轉(zhuǎn)速鍵相信號(hào)分別與標(biāo)準(zhǔn)正弦信號(hào)、余弦信號(hào)作互相關(guān)函數(shù)分析,可準(zhǔn)確得到振動(dòng)不平衡量的幅值和相位,為動(dòng)平衡控制儀精確控制提供可靠依據(jù)。針對(duì)現(xiàn)有砂輪動(dòng)平衡控制儀存在平衡時(shí)間長(zhǎng)、平衡效果差的缺陷,本文在研究現(xiàn)有動(dòng)平衡控制策略的基礎(chǔ)上,基于變結(jié)構(gòu)控制理論,通過(guò)建立動(dòng)平衡頭的數(shù)學(xué)模型,提出采用基于指數(shù)趨近律的滑膜變結(jié)構(gòu)控制方法來(lái)控制動(dòng)平衡頭內(nèi)部電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),采取逐步尋優(yōu)平衡方法實(shí)現(xiàn)砂輪的在線動(dòng)不平衡量補(bǔ)償。本課題所研制的磨床砂輪動(dòng)平衡控制儀采用主流先進(jìn)的電子元器件,有效提高了動(dòng)平衡控制儀的平衡效率和平衡效果;本文將所研究的振動(dòng)不平衡信號(hào)處理技術(shù)與控制技術(shù)運(yùn)用到該動(dòng)平衡控制儀上,通過(guò)模擬仿真和實(shí)驗(yàn)有效驗(yàn)證了所研究技術(shù)的可行性和準(zhǔn)確性;本文所研究的成果對(duì)促進(jìn)精密加工技術(shù)的發(fā)展具有重要的支撐推動(dòng)作用,本課題所開(kāi)發(fā)的動(dòng)平衡控制儀也具有廣闊的工程應(yīng)用價(jià)值。
[Abstract]:Precision grinding process, grinding wheel wear, cutting fluid adsorption and other factors will cause the vibration of grinding wheel unbalance, grinding wheel unbalance brings bad influence to the grinding, not only affects the surface quality of workpiece, causes the workpiece scrap rate increased, and the service life of the grinding wheel grinding machine will also affect. However, prior to the installation of wheel static balance and manual balance of China's manufacturing industry has been unable to meet the rapid pace of development needs, need to develop a more effective online dynamic balance instrument. Therefore, our research is based on the grinding wheel dynamic balance control technology at home and abroad and the development present situation analysis and research, grinding wheel dynamic balance control device based on the basic principle, starting from the analysis of control instrument control precision and efficiency balance, was developed based on a novel grinding sand bed embedded processor ARM11 Wheel balancing control device. The main research work of this paper is as follows: This paper analysis and deep research aiming at the existing problems of existing domestic grinding wheel balancing control instrument are presented, the dynamic balance controller hardware platform based on embedded ARM11 processor; according to the relevant technology of dynamic balance control instrument hardware platform and Application the research and design of software architecture platform control system, modular design based on Microsoft Visual Studio2008 software as the development tool, C# as the application programming language, and build a complete design, dynamic balance instrument control software system mainly includes: the design of man-machine interface, control instrument settings module, wheel speed the vibration measurement module, signal acquisition module, unbalanced signal processing module, control module, keyboard and display module. In order to improve the dynamic balance control instrument Control accuracy, based on the in-depth analysis and Research on grinding wheel unbalance vibration signal, combined with the wheel balancing control instrument function, using correlation function theory, this paper puts forward a new method to extract characteristic parameters of vibration cross correlation analysis based on unbalance. The collected unbalanced vibration signal and speed Keyphasor signal with the standard sine signal, correlation function analysis for the cosine signal, can accurately obtain the vibration amplitude and phase unbalance, dynamic balance control instrument precision control to provide reliable basis. In view of the existing wheel balancing control device has a long equilibration time, defect equilibrium effect is poor, based on the existing dynamic balance control strategy last, based on variable structure control theory, through the establishment of mathematical model of balancing head, the exponential approach law based on synovial variable structure control method to control the balancing head The internal rotation of the motor, gradual optimization method to realize the on-line dynamic balance of grinding wheel unbalance compensation of grinding wheel. The developed dynamic balance control instrument using advanced electronic components, effectively improve the efficiency and effect of dynamic balance balance control instrument balance; vibration this paper will study the unbalanced signal processing technology and control technology is applied to the dynamic balance control apparatus, through simulation and experiment validate the feasibility and accuracy of the technology; the results of this study have important support for promoting the development of the precision machining technology promotion effect, dynamic balance control instrument developed in this paper has a wide application value in engineering.

【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TG596;TP273

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本文編號(hào)：1646139