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全自动平衡机平衡校正系统的研制与精度控制研究

编辑:金沙官网        发布日期:2018-09-28        点击量:708


全自动平衡机可以对某些电子设备进行仪正,但全自动平衡机本身也需要定期进行仪器校正,才能保证校正出来的数据的准确性,检测服务有限企业可为大家提供各种仪器设备的仪器校正,仪器校准(calibration),仪器计量的服务,下面大家来了解一下关于全自动平衡机的一些相关常识(Knowledge)
全自动平衡机系统结构及功能概述
    全自动平衡机是集无标刻自动定相平衡机与铣削去重校正装置(device)于一体的组合机床,平面布局分别对应于两个工位,由机械手输送装置建立工位之间的物料联系,自动一次完成微电机转子的动平衡检测与校正。此自动平衡设备,略微改装即可适用于生产(Produce)自动线,其测量(cè liáng)控制及机电实行系统的功能分化及联系如下图所示。

1.无标刻平衡测量
    无标刻自动定相平衡机,采用卧式软支承机械(machinery)结构,其测量不平衡量的高精度和稳定(说明:稳固安定;没有变动)性是整个系统正常工作的基础。仪器校准将量测仪器或标准件加以测试与调整以了解其准确度之行为,称为仪器校验。校准可能包括以下步骤:检验、矫正、报告、或透过调整来消除被比较的测量装置在准确度方面的任何偏差。仪器校准校准指校对机器、仪器等使准确。在规定条件下,为确定测量仪器或测量系统所指示的量值,或实物量具或参考物质所代表的量值,与对应的由标准所复现的量值之间关系的一组操作。
    负责系统动作协调总控的可编程控制器PLC1 接收到外部启动命令后逻辑判断,通过RS232总线与虚拟仪器App平台VISP通信,指令平衡测量电板SCM发送脉冲给伺服马达,下切式圈带驱动(Driver)系统驱动电机转子至稳定工作转速转动。
    随后,SCM采集由磁电式速度传感器(transducer)传来的微弱振动信号并进行放大,通过滤波等信号处理技术快速提取与转子工作转速同频的有用信号幅值和相位;测量数据(data)实时由RS232总线上传,VISP随即实行平面分离等数据信息处理并实时显示,在不平衡量幅值及相位稳定趋于定值后锁定为测量结果。
2.自动定相停位及工位间物料输送
    在完成测量工作后,VISP进行合格超差判断:工件合格则显示并等待下料及新工件上料;工件超差则快速定相停机,使转子第一校正(词义:校对改正)平面上的不平衡量方位垂直向下为后续校正加工做准备;同时,通过闭环反馈误差修正后的校正模型进行最佳平衡智能规划。随后,RS232总线下传判断结果及校正数据至PLC1,其进行后续动作判断分支,分别指挥测量及校正双工位器件同步工作。
    超差情况下,机械手在定相停位完毕后,进行相位无扰动强要求的工件工位交换动作。随后,PLC1一方面接收校正后工件自动复检及新工件的上料测量工作,一方面通由触控屏人机界面HMI控制底层RS485通信总线将PLC1校正数据转发至PLC2,指令铣削去重校正装置动作。
3.铣削去重校正
PLC2在校正数据接收完毕后,对超差工件转子校正位置(position )进行自动定相、转相、夹持、驱动主传动系统及进给伺服系统去重、吸屑等动作的协调控制。
    校正过程中,PLC2会根据设定选择,是否根据铣削去重校正系统硬件条件的实时变化进行修正补偿VISP传来的校正数据,并按照此数据进行铣削进刀,同时修正后数据反馈回VISP进行校正前后不平衡量比较处理,补偿次后误差,以达到高精度校正及测量和校正系统的可靠性分析。
    校正操作(operate)时,测量工位空闲,PLC1可接收新工件的测量任务,在铣削校正工位及测量工位同时完成既有任务后,双方交换工件各自处理,校正后工件在测量工位复检显示合格超差并等待新的下料上料。如此双工位并行协调工作,循环(continue)进行。
    R型铣削去重虽去重校正能力大兼有定位容易的优点,但由于转子电气及机械工艺( technology)等方面的限制,对某类转子是不便实现的。而V型铣削校正恰能解决此类问题,但在去重校正的高精度控制上却疑点难点颇多。各类文献研究虽有相关分析论述,却主要侧重于测量原理(Maxim)或电路(Electric circuit)解算等,在去重模型建立上,偏于简单描述。拟在电机转子V型铣槽动不平衡量的计算建模基础上,分析多种因素对其影响,寻找精度控制目标,以引导相关转子平衡产品的设计生产。
平衡机校正平面位置偏差因素影响

  1. V型铣槽动不平衡量的多因素影响
    先容的全自动平衡机考虑到一般V型铣削校正的去重效率较低,采用三排铣刀同时动作铣削,双面校正,提高工作效率和生产节拍。三排刀铣削去重图示及单铣刀V型铣槽纵剖面分别如下图所示。以下分析仅着手于单铣刀V型铣槽的去重模型建立,对于三排刀的分析工作类同。

    取A-A剖面为V型铣削校正(词义:校对改正)平面,平衡量向校正平面简化时,无力偶影响由于V型铣槽Z向关于A-A剖面对称(symmetry),不仅Z向积分各剖面相对于旋转(rotate)轴的不平衡力即可得到V型铣槽的动不平衡量。仪器校准将量测仪器或标准件加以测试与调整以了解其准确度之行为,称为仪器校验。校准可能包括以下步骤:检验、矫正、报告、或透过调整来消除被比较的测量装置在准确度方面的任何偏差。
2.校正平面位置偏差因素(factor)影响
    电机转子为双面动平衡,v型铣槽校正位置位于转子硅(silicon)钢体的两端,以不破坏硅钢体两端的保护层为极限。校正平面则为v型铣槽长度方向上的中剖面位置,选定后v型铣槽长度不变,以变侧吃刀量来控制(control)去重不平衡量的大小。
    因为动平衡及的测量(cè liáng)定标、平面分离等均针对这两个校正平面进行,如果定标试重块或者v型铣槽位置不能严格对正于校正平面,即会引起校正平面位置偏差。
当然,还有转子轴件的长度尺寸公差,转子硅钢体和轴件相对位置的装配误差,以及测量、定标时转子卧式高速旋转后由于传动系统及动不平衡量影响产生的转子轴向窜动,造成的校正平面相对于理论校正平面位置相对窜动漂移,等等因素均引起校正平面位置偏差。很显然,引起校正平面位置偏差的因素均为硬件因素,一般无法用App手段进行直接补偿,下面通过实例运算提供本平衡机系统要求达到的校正平面位置偏差的单因素极大允许值。
    此精度要求十分苛刻,因为在度量上做到克服上文描述的导致校正平面偏差的各因素很困难。一种折衷的办法是,努力扩大校正平面间距Ls,或者在初始不平衡量较大时采用其它方法先进行初校正,降低(reduce)系统校正转子时的入口初始不平衡量U将有助于放宽对校正平面位置偏差精度的高要求。
通过建立转子v型铣槽动不平衡量去重校正的数学模型以及对各精度影响因素进行实例化运算,比较诸因素相对控制的重要性,选择精度控制目标,为系统精度控制方案(plan)设计(Design)明确理论方向。



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