專利名稱：基于振動(dòng)信號(hào)的電機(jī)轉(zhuǎn)子全自動(dòng)平衡修正機(jī)自動(dòng)對(duì)刀裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動(dòng)對(duì)刀的裝置，尤其是涉及一種基于振動(dòng)信號(hào)的電機(jī)轉(zhuǎn)子全自動(dòng)平 衡修正機(jī)自動(dòng)對(duì)刀裝置。
背景技術(shù)：
電機(jī)是重要的生產(chǎn)和生活用品，其中的轉(zhuǎn)子是電機(jī)的重要工作部件。由于材質(zhì)不 均勻、形狀不對(duì)稱、加工裝配誤差等原因，剛生產(chǎn)出的電機(jī)轉(zhuǎn)子不可避免地存在著不平衡 量。在電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，不平衡量產(chǎn)生的動(dòng)載荷將作用于靜止部件，從而引起振動(dòng)、噪聲 和產(chǎn)品性能退化。因此必須對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)平衡。生產(chǎn)中的轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡校正設(shè)備可分為兩大類，即手工校正轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡機(jī)和全自動(dòng) 轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡機(jī)。手工校正動(dòng)平衡機(jī)成本低，但其生產(chǎn)效率低下，平衡過(guò)程依賴工人經(jīng)驗(yàn)，一 般平衡精度不高，且其對(duì)轉(zhuǎn)子的一次切割量較多，容易造成轉(zhuǎn)子電氣性能削弱使電機(jī)性能 退化，所以很難滿足高效優(yōu)質(zhì)的電機(jī)轉(zhuǎn)子的生產(chǎn)需要。與此相比，全自動(dòng)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡機(jī)生產(chǎn) 效率高，平衡精度高，能夠?qū)D(zhuǎn)子切削進(jìn)行質(zhì)量?jī)?yōu)化，但是機(jī)器價(jià)格相對(duì)較貴。目前隨著我 國(guó)電機(jī)業(yè)的發(fā)展，采用全自動(dòng)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡機(jī)已經(jīng)成為必然趨勢(shì)。全自動(dòng)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡機(jī)在切削過(guò)程中，要解決的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是切削刀具與轉(zhuǎn)子的 對(duì)刀問(wèn)題。具體而言，就是在轉(zhuǎn)子切削去重時(shí)，判斷切削刀具與轉(zhuǎn)子首次接觸的位置，即對(duì) 刀點(diǎn)，并以此為參考點(diǎn)，控制切削刀具進(jìn)給量從而控制切削質(zhì)量。因此對(duì)刀點(diǎn)的確定對(duì)切削 精度有至關(guān)重要的影響。對(duì)于一般的機(jī)加工設(shè)備，如車床和銑床等，通常采用的是試切法來(lái)確定對(duì)刀點(diǎn)。即 在手動(dòng)運(yùn)行方式下，緩慢移動(dòng)工作臺(tái)，并觀察切削刀具和工件的接觸情況，待發(fā)現(xiàn)有鐵屑飛 出，并能夠聽(tīng)到響聲以后，則認(rèn)為刀具與工件接觸上了，記錄此點(diǎn)作為對(duì)刀點(diǎn)或加工基點(diǎn)， 進(jìn)行后續(xù)的加工。這種方式由于人工因素的存在，無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，而且重復(fù)精度比較低， 無(wú)法實(shí)現(xiàn)大批量和高精度的生產(chǎn)。對(duì)于數(shù)控機(jī)床和自動(dòng)化加工設(shè)備，通常采用的是默認(rèn)對(duì) 刀點(diǎn)。即對(duì)同一批次的工件，取其中一個(gè)進(jìn)行人工對(duì)刀，找到對(duì)刀點(diǎn)，以后所有工件都以這 一對(duì)刀點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)。由于工件之間本身形位公差和不圓度的影響或者夾具的磨損都會(huì)使 實(shí)際對(duì)刀點(diǎn)偏離這個(gè)默認(rèn)對(duì)刀點(diǎn)，所以采用默認(rèn)對(duì)刀機(jī)制無(wú)法保證切削精度。中國(guó)專利ZL200720113068.9的“一種全自動(dòng)平衡機(jī)自動(dòng)定位裝置”，提出了絕緣 板分隔刀具(連同刀具座)和轉(zhuǎn)子，并利用兩者接觸導(dǎo)電判斷對(duì)刀點(diǎn)的方法。這個(gè)方法簡(jiǎn) 單實(shí)用，但在實(shí)際應(yīng)用中，切削下來(lái)的鐵屑會(huì)附到絕緣板上而出現(xiàn)誤導(dǎo)通，需要定期地清理 鐵屑，這會(huì)打斷工作的連續(xù)性和降低效率。文獻(xiàn)“動(dòng)平衡數(shù)控去重系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)的研 究”，《機(jī)電工程》2005年22卷5期4-8頁(yè)，給出的方法是利用軸承轉(zhuǎn)動(dòng)后所形成的油膜電 容，采用高頻的激勵(lì)電壓來(lái)測(cè)量電容的變化，并以此判斷刀具的對(duì)刀點(diǎn)。由于采用高頻激勵(lì) 信號(hào)，同時(shí)引入了高頻干擾，影響了信號(hào)的可靠性。另外，當(dāng)軸承剛開(kāi)始使用時(shí)由于表面的 微觀不平整，同樣存在誤導(dǎo)通現(xiàn)象，當(dāng)使用較長(zhǎng)一段時(shí)間的磨合后才進(jìn)入穩(wěn)定的工作狀況。 中國(guó)專利20092(^95380，給出了一種利用軸承的動(dòng)態(tài)油膜進(jìn)行對(duì)刀的方法。這種方法的缺點(diǎn)在于必須定期地為軸承更換干凈的油脂，使用不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于振動(dòng)信號(hào)的電機(jī)轉(zhuǎn)子全自動(dòng)平衡修正機(jī)自動(dòng)對(duì) 刀裝置，是為電機(jī)轉(zhuǎn)子全自動(dòng)平衡修正機(jī)提供一種定位準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作過(guò)程中不受切 削鐵屑干擾的能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的自動(dòng)對(duì)刀的裝置本發(fā)明采用的技術(shù)方案是本發(fā)明包括夾具，電機(jī)轉(zhuǎn)子，切削刀具，旋轉(zhuǎn)主軸，底板，切削頭，移動(dòng)工作臺(tái)，振動(dòng) 加速度傳感器，振動(dòng)信號(hào)變送器和信號(hào)處理電路；電機(jī)轉(zhuǎn)子通過(guò)夾具固定在底板上，位于電 機(jī)轉(zhuǎn)子的正下方的切削刀具安裝在切削頭中的旋轉(zhuǎn)主軸上，由固定在底板上的移動(dòng)工作臺(tái) 帶動(dòng)朝電機(jī)轉(zhuǎn)子垂直移動(dòng)，而振動(dòng)加速度傳感器則固定在切削頭的外殼上，振動(dòng)加速度傳 感器經(jīng)振動(dòng)信號(hào)變送器和信號(hào)處理電路連接。所述的信號(hào)處理電路包括低通濾波器、整流電路、包絡(luò)線檢測(cè)電路和比較電路；振 動(dòng)信號(hào)變送器輸出的原始振動(dòng)信號(hào)經(jīng)低通濾波器和整流電路后的整流信號(hào)，整流信號(hào)輸入 包絡(luò)線檢測(cè)電路得包絡(luò)信號(hào)，包絡(luò)信號(hào)輸入比較電路得到最終的對(duì)刀信號(hào)，由后續(xù)的單片 機(jī)或PLC獲取對(duì)刀點(diǎn)信號(hào)。與背景技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果是1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，易于實(shí)現(xiàn)。2)取消了絕緣板，避免了切削鐵削的導(dǎo)通干擾。3)適應(yīng)全工況時(shí)期，并能適應(yīng)連續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn)，降低了維護(hù)和機(jī)器調(diào)整的要求。


圖1是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是信號(hào)采集電路圖。圖3是各信號(hào)示意圖。圖中1、夾具，2、電機(jī)轉(zhuǎn)子，3、切削刀具，4、旋轉(zhuǎn)主軸，5、底板，6、切削頭，7、移動(dòng)工 作臺(tái)，8、振動(dòng)加速度傳感器，9、振動(dòng)信號(hào)變送器，10、信號(hào)處理電路，11、低通濾波器，12、整 流電路，13、包絡(luò)線檢測(cè)電路，14、比較電路。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1所示，本發(fā)明包括夾具1，電機(jī)轉(zhuǎn)子2，切削刀具3，旋轉(zhuǎn)主軸4，底板5，切削 頭6，移動(dòng)工作臺(tái)7，振動(dòng)加速度傳感器8，振動(dòng)信號(hào)變送器9和信號(hào)處理電路10 ；電機(jī)轉(zhuǎn)子 2通過(guò)夾具1固定在底板5上，位于電機(jī)轉(zhuǎn)子2的正下方的切削刀具3安裝在切削頭6中的 旋轉(zhuǎn)主軸4上，由固定在底板5上的移動(dòng)工作臺(tái)7帶動(dòng)朝電機(jī)轉(zhuǎn)子2垂直移動(dòng)，而振動(dòng)加速 度傳感器8則固定在切削頭6的外殼上，振動(dòng)加速度傳感器8經(jīng)振動(dòng)信號(hào)變送器9和信號(hào) 處理電路10連接。如圖2所示，所述的信號(hào)處理電路10包括低通濾波器11、整流電路12、包絡(luò)線檢 測(cè)電路13和比較電路14 ；振動(dòng)信號(hào)變送器9輸出的原始振動(dòng)信號(hào)A經(jīng)低通濾波器11和整流電路12后的整流信號(hào)B，整流信號(hào)B輸入包絡(luò)線檢測(cè)電路13得包絡(luò)信號(hào)C，包絡(luò)信號(hào)C 輸入比較電路14得到最終的對(duì)刀信號(hào)D，由后續(xù)的單片機(jī)或PLC獲取對(duì)刀點(diǎn)信號(hào)。圖2中 的 U1、U2、U3、U4 和 U5 均為 TLC2254。電機(jī)轉(zhuǎn)子2通過(guò)夾具1固定在底板5上，位于電機(jī)轉(zhuǎn)子2正下方的切削刀具3安 裝在切削頭6中的旋轉(zhuǎn)主軸4上，由固定在底板5上的移動(dòng)工作臺(tái)7帶動(dòng)，朝電機(jī)轉(zhuǎn)子2垂 直移動(dòng)，而振動(dòng)加速度傳感器8則固定在切削頭6的外殼上。工作時(shí)，移動(dòng)工作臺(tái)7帶動(dòng)切 削頭6，進(jìn)而帶動(dòng)切削刀具3垂直向電機(jī)轉(zhuǎn)子2進(jìn)給，當(dāng)切削刀具3接觸電機(jī)轉(zhuǎn)子2瞬間，產(chǎn) 生切削力。由于切削力是交變的，將引起切削頭振動(dòng)，振動(dòng)加速度傳感器8感應(yīng)振動(dòng)，輸出 的原始振動(dòng)信號(hào)經(jīng)由振動(dòng)信號(hào)變送器9和信號(hào)處理電路10處理后，得到對(duì)刀信號(hào)。工作時(shí)各信號(hào)波形圖參見(jiàn)圖3，當(dāng)切削刀具3和電機(jī)轉(zhuǎn)子2臨界接觸時(shí)，振動(dòng)信號(hào) 變送器9輸出的原始振動(dòng)信號(hào)為圖中的原始振動(dòng)信號(hào)A，信號(hào)中的信號(hào)突變點(diǎn)Pa為需要判 別的對(duì)刀點(diǎn)；原始振動(dòng)信號(hào)A通過(guò)低通濾波器11，濾去高頻干擾后輸入整流電路12，得到整 流信號(hào)B，整流信號(hào)B中的信號(hào)突變點(diǎn)為需要判別的對(duì)刀點(diǎn)；將信號(hào)B輸入包絡(luò)線檢測(cè)電 路13得到信號(hào)B的包絡(luò)信號(hào)C，包絡(luò)信號(hào)C中的突變點(diǎn)P。為需要判別的對(duì)刀點(diǎn)；包絡(luò)信號(hào) C輸入比較電路14，與設(shè)定的門(mén)檻值Cc比較，得到最終的對(duì)刀信號(hào)D，對(duì)刀信號(hào)D的高低電 平跳變點(diǎn)P即為對(duì)刀點(diǎn)，由后續(xù)的單片機(jī)或PLC獲取對(duì)刀點(diǎn)信號(hào)。采用這個(gè)對(duì)刀方式有效 地提高了對(duì)刀信號(hào)的可靠性和準(zhǔn)確性。
權(quán)利要求
1 一種基于振動(dòng)信號(hào)的電機(jī)轉(zhuǎn)子全自動(dòng)平衡修正機(jī)自動(dòng)對(duì)刀裝置，其特征在于包括 夾具(1)，電機(jī)轉(zhuǎn)子O)，切削刀具(3)，旋轉(zhuǎn)主軸，底板(5)，切削頭(6)，移動(dòng)工作臺(tái) (7)，振動(dòng)加速度傳感器(8)，振動(dòng)信號(hào)變送器(9)和信號(hào)處理電路(10)；電機(jī)轉(zhuǎn)子( 通過(guò) 夾具⑴固定在底板(5)上，位于電機(jī)轉(zhuǎn)子(2)的正下方的切削刀具(3)安裝在切削頭(6) 中的旋轉(zhuǎn)主軸(4)上，由固定在底板( 上的移動(dòng)工作臺(tái)(7)帶動(dòng)朝電機(jī)轉(zhuǎn)子( 垂直移 動(dòng)，而振動(dòng)加速度傳感器(8)則固定在切削頭(6)的外殼上，振動(dòng)加速度傳感器(8)經(jīng)振動(dòng) 信號(hào)變送器(9)和信號(hào)處理電路(10)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于振動(dòng)信號(hào)的電機(jī)轉(zhuǎn)子全自動(dòng)平衡修正機(jī)自動(dòng)對(duì)刀 裝置，其特征在于所述的信號(hào)處理電路(10)包括低通濾波器(11)、整流電路(1 、包絡(luò)線 檢測(cè)電路(13)和比較電路(14)；振動(dòng)信號(hào)變送器(9)輸出的原始振動(dòng)信號(hào)㈧經(jīng)低通濾 波器(11)和整流電路(12)后的整流信號(hào)(B)，整流信號(hào)⑶輸入包絡(luò)線檢測(cè)電路(13)得 包絡(luò)信號(hào)(C)，包絡(luò)信號(hào)(C)輸入比較電路(14)得到最終的對(duì)刀信號(hào)(D)，由后續(xù)的單片機(jī) 或PLC獲取對(duì)刀點(diǎn)信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于振動(dòng)信號(hào)的電機(jī)轉(zhuǎn)子全自動(dòng)平衡修正機(jī)自動(dòng)對(duì)刀裝置。電機(jī)轉(zhuǎn)子通過(guò)夾具固定在底板上，切削刀具安裝在切削頭的旋轉(zhuǎn)主軸上，由固定在底板上的移動(dòng)工作臺(tái)帶動(dòng)，而振動(dòng)加速度傳感器固定在切削頭的外殼上，經(jīng)振動(dòng)信號(hào)變送器和信號(hào)處理電路連接。工作時(shí)，移動(dòng)工作臺(tái)帶動(dòng)切削頭，進(jìn)而帶動(dòng)切削刀具垂直向電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)給，當(dāng)切削刀具接觸電機(jī)轉(zhuǎn)子瞬間，產(chǎn)生切削力。由于切削力是交變的，將引起切削頭振動(dòng)，振動(dòng)加速度傳感器感應(yīng)振動(dòng)，輸出的振動(dòng)信號(hào)經(jīng)由振動(dòng)信號(hào)變送器和信號(hào)處理電路處理后，得到對(duì)刀信號(hào)。本發(fā)明取消絕緣板，避免切削鐵削的導(dǎo)通干擾；適應(yīng)全工況時(shí)期，并能適應(yīng)連續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn)，降低了維護(hù)和機(jī)器調(diào)整的要求。
文檔編號(hào)B23Q15/22GK102091968SQ20101057817
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月6日
發(fā)明者吳殿美, 張加慶, 楊全勇, 樓榮偉, 石小英, 趙良梁 申請(qǐng)人:杭州集智機(jī)電設(shè)備制造有限公司