嵌入式機(jī)床主軸動(dòng)平衡裝置的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、本課題為解決機(jī)床主軸振動(dòng)問(wèn)題，以嵌入式系統(tǒng)為基礎(chǔ)，研發(fā)了一種多功能機(jī)床主軸現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡儀。機(jī)床主軸在機(jī)床旋轉(zhuǎn)加工中具有至關(guān)重要的作用，但其在加工材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造工藝和裝配等多個(gè)環(huán)節(jié)，通常會(huì)存在質(zhì)量分布的不均勻、偏離設(shè)計(jì)值和裝配間隙等問(wèn)題。這些因素會(huì)產(chǎn)生慣性離心力和離心力偶，使得轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)。所以，為了確保機(jī)床的機(jī)械加工精度、延長(zhǎng)軸承和主軸的使用壽命,在安裝前以及使用過(guò)程中都要進(jìn)行主軸動(dòng)平衡調(diào)整。
　　首先，本文介

2、紹了靜平衡和動(dòng)平衡理論，并針對(duì)剛性轉(zhuǎn)子的靜不平衡和動(dòng)不平衡振動(dòng)特性，建立振動(dòng)系統(tǒng)的力學(xué)模型，分析了轉(zhuǎn)子振動(dòng)時(shí)的特性和由不平衡引起的振動(dòng)信號(hào)的特點(diǎn)。
　　其次，為測(cè)量轉(zhuǎn)子振動(dòng)信號(hào)和轉(zhuǎn)速，本設(shè)計(jì)選用壓電式加速度傳感器和反射式光電傳感器，并對(duì)傳感器的選擇和傳感器的合理安裝進(jìn)行了敘述；由于從傳感器直接輸出的信號(hào)含有其他頻率的雜波信號(hào)，為了濾除雜波干擾信號(hào)，設(shè)計(jì)了信號(hào)調(diào)理電路，主要包括：一階放大高通濾波電路、二階低通濾波電路、自動(dòng)跟蹤濾波電

3、路；振動(dòng)信號(hào)經(jīng)濾波后，輸出的振動(dòng)信號(hào)有時(shí)太小，為提高信噪比，設(shè)計(jì)了程序控制放大電路；為使放大后的振動(dòng)信號(hào)電壓在A/D輸入量程范圍，進(jìn)行了電平轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)。經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后，為實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，設(shè)計(jì)了以嵌入式芯片STM32F103C8為核心的信號(hào)采集系統(tǒng)，包括硬件和軟件兩方面；硬件部分包括：供電及晶振電路、復(fù)位電路和系統(tǒng)供電穩(wěn)壓電路的設(shè)計(jì)；軟件部分主要包括：系統(tǒng)配置、信號(hào)采集、數(shù)據(jù)的傳輸和命令控制程序設(shè)計(jì)。
　　再次，為實(shí)現(xiàn)