嵌入式機床主軸動平衡裝置的設計與研究.pdf

1、本課題為解決機床主軸振動問題，以嵌入式系統(tǒng)為基礎，研發(fā)了一種多功能機床主軸現(xiàn)場動平衡儀。機床主軸在機床旋轉加工中具有至關重要的作用，但其在加工材料選擇、結構設計、制造工藝和裝配等多個環(huán)節(jié)，通常會存在質量分布的不均勻、偏離設計值和裝配間隙等問題。這些因素會產生慣性離心力和離心力偶，使得轉子在轉動過程中產生振動。所以，為了確保機床的機械加工精度、延長軸承和主軸的使用壽命,在安裝前以及使用過程中都要進行主軸動平衡調整。
　　首先，本文介

2、紹了靜平衡和動平衡理論，并針對剛性轉子的靜不平衡和動不平衡振動特性，建立振動系統(tǒng)的力學模型，分析了轉子振動時的特性和由不平衡引起的振動信號的特點。
　　其次，為測量轉子振動信號和轉速，本設計選用壓電式加速度傳感器和反射式光電傳感器，并對傳感器的選擇和傳感器的合理安裝進行了敘述；由于從傳感器直接輸出的信號含有其他頻率的雜波信號，為了濾除雜波干擾信號，設計了信號調理電路，主要包括：一階放大高通濾波電路、二階低通濾波電路、自動跟蹤濾波電

3、路；振動信號經濾波后，輸出的振動信號有時太小，為提高信噪比，設計了程序控制放大電路；為使放大后的振動信號電壓在A/D輸入量程范圍，進行了電平轉換電路設計。經電平轉換后，為實現(xiàn)模擬信號到數字信號的轉換，設計了以嵌入式芯片STM32F103C8為核心的信號采集系統(tǒng)，包括硬件和軟件兩方面；硬件部分包括：供電及晶振電路、復位電路和系統(tǒng)供電穩(wěn)壓電路的設計；軟件部分主要包括：系統(tǒng)配置、信號采集、數據的傳輸和命令控制程序設計。
　　再次，為實現(xiàn)