全自動平衡機(jī)的儀器校正系統(tǒng)的重要性

動平衡是旋轉(zhuǎn)類產(chǎn)品生產(chǎn)、制造過程中必須解決的一個(gè)基本共性問題，其優(yōu)劣程度直接決定著產(chǎn)品的工作性能、使用壽命以及產(chǎn)品質(zhì)量等，所以必需盡快制訂出一套儀器校準(zhǔn)或儀器校正系統(tǒng)。而且，產(chǎn)品的動平衡測量及校正往往處于產(chǎn)品零件生產(chǎn)工序的末端，此前己經(jīng)過初步鑄造到最終成形等多道復(fù)雜工序，其平衡性能和工作效率等指標(biāo)將直接影響到產(chǎn)品的最終質(zhì)量評定、總體生產(chǎn)效率以及企業(yè)的成本控制。

    中/小型電機(jī)轉(zhuǎn)子是通過在硅鋼片上繞漆包線做成的。硅鋼片、風(fēng)葉和換向環(huán)等均通過沖壓機(jī)裝配而成，裝配后的電機(jī)轉(zhuǎn)子由于漆包繞線以及毛坯質(zhì)量、機(jī)械加工精度等原因造成質(zhì)量分布不勻，是動不平衡的。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)會產(chǎn)生振動，不僅帶來較大的噪聲，而且會縮短產(chǎn)品壽命等一系列的質(zhì)量及穩(wěn)定工作問題，因此必須進(jìn)行動平衡校正。

    目前國內(nèi)電機(jī)制造廠的轉(zhuǎn)子動平衡，除了少數(shù)廠家斥資引進(jìn)國外全自動平衡機(jī)外，大多數(shù)廠仍為手工加重或去重校正。手工校正效率低，平衡精度低，影響轉(zhuǎn)子的產(chǎn)品質(zhì)量，不適應(yīng)大批量生產(chǎn)的要求。隨著汽車和電動工具等行業(yè)的快速發(fā)展，普通民用電機(jī)轉(zhuǎn)子趨向于高速化和輕量化(發(fā)電機(jī)多為高速大型撓性轉(zhuǎn)子)，競爭及用戶需求對此類產(chǎn)品的振動、噪聲等性能要求及高效率自動化批量生產(chǎn)越來越高，相應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)子對動平衡技術(shù)也提出了更苛刻的要求。因此，在大規(guī)模批量生產(chǎn)中，手工動平衡法被機(jī)器自動加工代替稱為一種需求和必然。

    雖然我國國內(nèi)己有數(shù)十家平衡機(jī)制造廠家，其中不乏科研單位進(jìn)行了電機(jī)轉(zhuǎn)子全自動平衡機(jī)的研制，但和世界上先進(jìn)水平相比仍有一定差距，對于全自動平衡機(jī)的需求主要還是依靠國外進(jìn)口。從引進(jìn)設(shè)備和自主生產(chǎn)的設(shè)備對比來看，它們存在各自獨(dú)有弊端。國外引進(jìn)設(shè)備，其技術(shù)比較先進(jìn)，性能較好，但存在成本較高、維護(hù)困難等缺點(diǎn)，主要存在于資金雄厚的大中型企業(yè)。而國產(chǎn)設(shè)備一般定位于國內(nèi)中小型企業(yè)運(yùn)用，相對于引進(jìn)設(shè)備而言，設(shè)備針對性設(shè)計(jì)，對不同規(guī)格轉(zhuǎn)子的適應(yīng)能力較強(qiáng)，但存在測試性能不穩(wěn)定、調(diào)整操作復(fù)雜以及機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動化程度低等問題。

    因此，在各型電機(jī)產(chǎn)品以前所未有的速度向著各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，自動化需求和高精度要求不斷提升的情況下，于自動動平衡領(lǐng)域，如何提高中/小型電機(jī)制造水平，甚或大型電機(jī)的制造水平，改進(jìn)國產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計(jì)，加大中、高檔產(chǎn)品制造比例，使其更好地適應(yīng)并滿足國內(nèi)企業(yè)的生產(chǎn)需求，對于提高國產(chǎn)設(shè)備的制造水平、擴(kuò)大我國相關(guān)企業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域以及發(fā)展經(jīng)濟(jì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

    在研究國內(nèi)外全自動平衡機(jī)的基礎(chǔ)上，開發(fā)一種可用于中小型電機(jī)轉(zhuǎn)子動平衡的高精度儀器校正和高生產(chǎn)效率的雙工位全自動平衡機(jī)。

    由于目前國內(nèi)外生產(chǎn)的全自動平衡機(jī)，通過軟硬件的改進(jìn)，在信號采集、濾波等處理上提升性能，以提高測量系統(tǒng)及整機(jī)精度的研究頗多;此項(xiàng)研究偏重于去重校正系統(tǒng)部分的研究，力圖通過樣機(jī)實(shí)際生產(chǎn)制造的細(xì)節(jié)，提出一些理論觀點(diǎn)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，供全自動動動平衡測試設(shè)備生產(chǎn)研究相關(guān)人員討論參考，促進(jìn)我國全自動平衡機(jī)的推廣和應(yīng)用。

    國內(nèi)生產(chǎn)的電機(jī)轉(zhuǎn)子，普遍存在初始不平衡量較大的情況，加上現(xiàn)今生產(chǎn)批量加大、質(zhì)量要求提高，如何在動平衡測量校正環(huán)節(jié)突破效率和精度這個(gè)遏制性瓶頸問題是十分迫切的，全自動平衡機(jī)是應(yīng)運(yùn)而生，但其精度控制以及由于精度控制而對立產(chǎn)生的效率和穩(wěn)定性卻成為問題。

    關(guān)于高精度全自動平衡機(jī)，不僅需要高精度的測量技術(shù)，校正系統(tǒng)的精度也同樣重要。目前國內(nèi)外研究報(bào)道主要側(cè)重于測量系統(tǒng)精度的提高，如信號處理方面，而在高效率校正方式的選擇和高精度實(shí)現(xiàn)方面卻顯得過于簡化，存在較大誤差，是迫切需要解決的難點(diǎn)，也是提高我國全自動平衡機(jī)性能的關(guān)鍵。

    對于電機(jī)轉(zhuǎn)子，目前應(yīng)用的平衡校正方式多為銑削和鉆削去重。 R型和V型銑削校正因自動化容易、去重效率高而成為中小型電機(jī)全自動動平衡校正的主要應(yīng)用模式;鉆削去重則通常用于手工校正或半自動平衡校正。

    綜合考慮國內(nèi)外全自動平衡機(jī)以及自動化程度不同的三類平衡機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)，開發(fā)出一種可用于中小型電機(jī)轉(zhuǎn)子動平衡的高校正精度和生產(chǎn)效率的雙工位全自動平衡機(jī)，校正方式采用V型銑削方式。研究制造的樣機(jī)，具有操作方便、平衡精度高、價(jià)格適中、適應(yīng)同類多規(guī)格轉(zhuǎn)子變換以及生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)，具有廣闊的市場前景。研究內(nèi)容涉及力學(xué)、機(jī)械、測試電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多學(xué)科，細(xì)節(jié)主要包括:

    1、系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及功能分析

    2、系統(tǒng)精度控制目標(biāo)分析，重點(diǎn)偏向于銑削的儀器校正系統(tǒng)，包括V型銑槽動不平衡量的多因素影響、相位誤差因素影響、校正平面位置偏差因素影響等。

    3、系統(tǒng)精度控制實(shí)用方案提供，分為銑削校正系統(tǒng)數(shù)據(jù)可靠性保證和銑削校正系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩方面，包括RTLS方法獲得實(shí)測aey-mu曲線內(nèi)插外推進(jìn)行校正預(yù)測、去重分解優(yōu)化策略、以及銑床銑削用量的合理選擇細(xì)則等。

    4、提出系統(tǒng)函待解決的問題，包括在線誤差反饋補(bǔ)償設(shè)計(jì)，銑刀、刀桿及對刀方法的優(yōu)化設(shè)計(jì)，銑床高精度定位設(shè)計(jì)和數(shù)字輔助濾波等，為后一步工作開展提供建議。

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