一种重块式砂轮动平衡测控装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种重块式砂轮动平衡测控装置，是由信号接收处理器、控制器和平衡头构成，信号接收处理器与控制器电连接，控制器与平衡头连接；信号接收处理器的振动传感器可以监测到砂轮的径向振动，并将此振动信号传递到控制器，当拾取到的振动信号大于所允许的振动值时，控制器向平衡头发出驱动信号，平衡头在驱动信号作用下开始工作；当振动传感器拾取到的振动信号的值在允许值的范围之内，则控制器不发出控制信号，平衡头处于锁定状态。平衡头的两个直流电机，在控制器发出的驱动信号作用下开始运转，并驱动两个偏心齿圈转动，改变平衡头内的质量分布，当两个偏心齿圈到达需要的位置时产生的校正量与不平衡量产生的离心力大小相等、相位相反，达到系统平衡的目的。
【专利说明】一种重块式砂轮动平衡测控装置
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种重块式砂轮动平衡测控装置。
【背景技术】
[0002]在机械加工制造过程中，磨削过程是一个重要环节，其过程直接关乎零件的形状和尺寸，影响在以后应用过程中的使用性能。研究表明，砂轮的偏心会使零件表面出现波纹及圆度误差等不利结果。引起砂轮不平衡的关键振源主要有两方面:第一，砂轮本身的材质，砂轮是由大量分布不均的颗粒组成，磨削时容易出现磨损；第二，由于砂轮装到磨床上进行使用时，在砂轮的安装过程中会产生一定的误差以及砂轮自身厚度、材质密度不均造成砂轮重心偏离旋转中心，这必将导致砂轮运转的不平衡性，即使仔细地将砂轮调到平衡状态，也很难保持；在砂轮工作过程中的表面磨损及吸附冷却液会造成新的不平衡；再者，砂轮外沿时常被整顿、修善，即磨床砂轮时刻处于改变的过程中。通过上述分析，造成砂轮质心偏离旋转中心，引起磨床振动的因素很多。这将会导致砂轮运转不平衡，致使所加工的器件尺寸不精确、表面出现振纹，使磨削工件的质量和精度下降，甚至不合格。
[0003]早期，人们使用静平衡的方法检验砂轮的平衡，但是这种方法需要特制的芯轴以及专用的平衡架，特别是要将工作中的不平衡砂轮停机，将砂轮取下在机外进行平衡，平衡好的砂轮在安装的过程中也难免造成新的不平衡，所以静平衡这种方法耗时费力，而且平衡精度不高。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的提供一种重块式砂轮动平衡测控装置。
[0005]本实用新型是由信号接收处理器、控制器和平衡头构成，信号接收处理器与控制器电连接，控制器与平衡头连接；所述的信号接收处理器是由振动传感器、信号放大器、自适应带通滤波器、光电传感器和信号调理电路构成；所述的控制器是由信号采集卡、工控机和数字信号处理器(DSP)构成，信号采集卡、工控机和数字信号处理器(DSP)依次电连接；所述的平衡头是由第一执行电机、第一偏心齿圈、第二执行电机和第二偏心齿圈构成，第一执行电机带动第一偏心齿圈，第二执行电机带动第二偏心齿圈；所述的振动传感器与信号放大器电连接，信号放大器与自适应带通滤波器电连接，自适应带通滤波器与控制器的信号采集卡电连接，光电传感器与信号调理电路电连接，信号调理电路与控制器的信号采集卡电连接；数字信号处理器输出两路驱动信号分别控制第一执行电机和第二执行电机；所述振动传感器与砂轮的主轴接触，振动传感器与砂轮和工件的接触面垂直，平衡头安装在砂轮的主轴上并位于砂轮的后部。
[0006]本实用新型的工作原理和过程是:
[0007]振动传感器可以监测到砂轮的径向振动，并将此振动信号传递到控制器，当拾取到的振动信号大于所允许的振动值时，控制器向平衡头发出驱动信号，平衡头在驱动信号作用下开始工作；当振动传感器拾取到的振动信号的值在允许值的范围之内，则控制器不发出控制信号，平衡头处于锁定状态。平衡头是系统的执行机构，其内部有两个直流电机，在控制器发出的驱动信号作用下，电机开始运转，并带动涡轮蜗杆和精密齿轮系转动，以此驱动第一偏心齿圈和第二偏心齿圈转动，改变平衡头内的质量分布，当第一偏心齿圈和第二偏心齿圈到达需要的位置时产生的校正量与不平衡量产生的离心力大小相等、相位相反，达到系统平衡的目的。用光电传感器对砂轮的转速进行测量，对振动信号进行分析时将砂轮的转动频率作为基频信号。
[0008]本实用新型的有益效果:
[0009]1、提高了被加工工件的精度，提供了精度的稳定性，批量一致性得到了保障；
[0010]2、磨削过程中，延长了砂轮的寿命，对使用中产生的低频噪声有一定的抑制效果;
[0011]3、减少对磨床主轴与轴承的维修次数，降低了物力、财力的使用；
[0012]4、在线调整砂轮平衡旋转，减少了停机次数，减少了人力，节约了时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的结构框图。
【具体实施方式】
[0014]请参阅图1所示，本实施例是由信号接收处理器1、控制器2和平衡头3构成，信号接收处理器I与控制器2电连接，控制器2与平衡头3连接；
[0015]所述的信号接收处理器I是由振动传感器11、信号放大器12、自适应带通滤波器13、光电传感器14和信号调理电路15构成；
[0016]所述的控制器2是由信号采集卡21、工控机22和数字信号处理器(DSP) 23构成，信号采集卡21、工控机22和数字信号处理器(DSP) 23依次电连接；
[0017]所述的平衡头3是由第一执行电机31、第一偏心齿圈32、第二执行电机33和第二偏心齿圈34构成，第一执行电机31带动第一偏心齿圈32，第二执行电机33带动第二偏心齿圈34 ；
[0018]所述的振动传感器11与信号放大器12电连接，信号放大器12与自适应带通滤波器13电连接，自适应带通滤波器13与控制器2的信号采集卡21电连接，光电传感器14与信号调理电路15电连接，信号调理电路15与控制器2的信号采集卡21电连接；数字信号处理器23输出两路驱动信号分别控制第一执行电机31和第二执行电机33 ；
[0019]所述振动传感器11与砂轮的主轴接触，振动传感器11与砂轮和工件的接触面垂直，平衡头3安装在砂轮的主轴上并位于砂轮的后部。
[0020]所述的振动传感器11、信号放大器12、自适应带通滤波器13、光电传感器14、信号调理电路15、信号米集卡21、工控机22、数字信号处理器23、第一执行电机31、第一偏心齿圈32、第二执行电机33和第二偏心齿圈34是现有部件和器件，其具体结构不再赘述。
[0021]本实施例的工作原理和过程是:
[0022]振动传感器11可以监测到砂轮的径向振动，并将此振动信号传递到控制器2，当拾取到的振动信号大于所允许的振动值时，控制器2向平衡头3发出驱动信号，平衡头3在驱动信号作用下开始工作；当振动传感器11拾取到的振动信号的值在允许值的范围之内，则控制器2不发出控制信号，平衡头3处于锁定状态。平衡头3是系统的执行机构，其内部有两个直流电机，在控制器2发出的驱动信号作用下，电机开始运转，并带动涡轮蜗杆和精密齿轮系转动，以此驱动两个第一偏心齿圈32和第二偏心齿圈34转动，改变平衡头3内的质量分布，当第一偏心齿圈32和第二偏心齿圈34到达需要的位置时产生的校正量与不平衡量产生的离心力大小相等、相位相反，达到系统平衡的目的。用光电传感器14对砂轮的转速进行测量，对振动信号进行分析时将砂轮的转动频率作为基频信号。
【权利要求】
1.一种重块式砂轮动平衡测控装置，其特征在于:是由信号接收处理器(I)、控制器(2)和平衡头(3)构成，信号接收处理器(I)与控制器(2)电连接，控制器(2)与平衡头(3)连接； 所述的信号接收处理器(I)是由振动传感器(11)、信号放大器(12)、自适应带通滤波器(13)、光电传感器(14)和信号调理电路(15)构成； 所述的控制器(2)是由信号采集卡(21)、工控机(22)和数字信号处理器(23)构成，信号采集卡(21)、工控机(22)和数字信号处理器(23)依次电连接； 所述的平衡头(3)是由第一执行电机(31)、第一偏心齿圈(32)、第二执行电机(33)和第二偏心齿圈(34)构成,第一执行电机(31)带动第一偏心齿圈(32),第二执行电机(33)带动第二偏心齿圈(34)； 所述的振动传感器(11)与信号放大器(12)电连接，信号放大器(12)与自适应带通滤波器(13)电连接，自适应带通滤波器(13)与控制器(2)的信号采集卡(21)电连接，光电传感器(14)与信号调理电路(15)电连接，信号调理电路(15)与控制器(2)的信号采集卡(21)电连接；数字信号处理器(23)输出两路驱动信号分别控制第一执行电机(31)和第二执行电机(33)； 所述振动传感器(11)与砂轮的主轴接触，振动传感器(11)与砂轮和工件的接触面垂直，平衡头(3)安装在砂轮的主轴上并位于砂轮的后部。
【文档编号】G01M1/20GK203929323SQ201420384691
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月13日 优先权日:2014年7月13日
【发明者】马海涛, 徐生欣, 尤元 申请人:长春工业大学