1个不平衡的转子在其转动过程中会对其支承结构和转子自身造成1个压力,并引起振动。为此 ,以便提升转子以及构成品的品质、减少噪音、减少振动、提升支承部件 (轴承)的使用寿命、减少使用人的不舒适度、减少产品的功耗,使转子达标动平衡是十分必需的。全自动平衡机就是对转子在转动情况下进行转子动平衡检测,计算不平衡量并实施校正 (加重或去重) ,使之达到动平衡(剩下不平衡量在可容忍范围之内)的机器装置。

高精度全自动平衡机的实现 ,在于高精度的检测技术和高精度的修正技术。 从检测技术原理上分 ,动平衡机可分成软支承动平衡机和硬支承动平衡机。 软支承动平衡机支撑刚度低 ,传感器检测出的是与振幅成正比的不平衡量 ,为测幅型 ;硬支承动平衡机支撑刚度高 ,传感器检测出的是与离心力成正比的不平衡量 ,为测力型。由于硬支承动平衡机具有只需一次标定、 通用性强等特点 ,近年来发展迅速 ,已成为动平衡机的主流。就平衡机的去重方式来讲 ,目前应用较多的有铣削去重和钻削去重两种平衡校正方式。铣削去重效率高 ,容易实现自动化 ,在中小型电机自动平衡校正中应用最广泛 ;钻削去重通常用于手动操作校正或半自动的平衡校正。本课题研制的全自动平衡机系统采用 R 型铣削去重 ,系统由平衡机本体、 测控系统、 上位机三大部分构成 ,如图所示。

图 1 系统组成图

全自动动平衡机本体包括机械本体、 动力部分 ( 交流电机 ) 、 执行机构( 含三个步进电机 ) 及检测传感装置 , 主要功能是实现工件自动动平衡检测加工所需的支承、 驱动、 动作及检测等 ; 测控系统由测量控制卡、 步进电机控制卡及系统动作协调控制卡、 PLC 等构成 , 主要完成不平衡信号的采集与整理、 工件不平衡量 ( 幅值和相位 ) 提取、 工件旋转速度的调节和控制以及与上位机的数据通讯等功能 ; 上位机负责整个系统运行的协调 、 管理和维护工作 ; 鉴于平衡机工作场所电磁环境恶劣 , 上位机采用工控机 , 并与测控系统中的 PLC 共同放置于一个综合控制机柜中。上位机软件基于 DELPH I 7 开发系统设计 , 采用面向对象技术完成 [ 7 ] 。上位机一方面要接收各控制卡上传的数据 , 另一方面设定参数、 分析处理的结果传送给相应控制卡。 主要功能包括工件标定、 误差分析与补偿、 平衡参数智能分析、 故障诊断、 控制协调及用户界面等 , 上位机与各控制卡的通讯采用 RS232串行总线。