專利名稱：利用振動信號的電機轉(zhuǎn)子全自動平衡修正機自動對刀裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及自動對刀的裝置，尤其是涉及一種利用振動信號的電機轉(zhuǎn)子全自動平衡修正機自動對刀裝置。
背景技術(shù)：
電機是重要的生產(chǎn)和生活用品，其中的轉(zhuǎn)子是電機的重要工作部件。由于材質(zhì)不均勻、形狀不對稱、加工裝配誤差等原因，剛生產(chǎn)出的電機轉(zhuǎn)子不可避免地存在著不平衡量。在電機的運轉(zhuǎn)過程中，不平衡量產(chǎn)生的動載荷將作用于靜止部件，從而引起振動、噪聲和產(chǎn)品性能退化。因此必須對轉(zhuǎn)子進行動平衡。生產(chǎn)中的轉(zhuǎn)子動平衡校正設備可分為兩大類，即手工校正轉(zhuǎn)子動平衡機和全自動轉(zhuǎn)子動平衡機。手工校正動平衡機成本低，但其生產(chǎn)效率低下，平衡過程依賴工人經(jīng)驗，一般平衡精度不高，且其對轉(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性能退化，所以很難滿足高效優(yōu)質(zhì)的電機轉(zhuǎn)子的生產(chǎn)需要。與此相比，全自動轉(zhuǎn)子動平衡機生產(chǎn)效率高，平衡精度高，能夠?qū)D(zhuǎn)子切削進行質(zhì)量優(yōu)化，但是機器價格相對較貴。目前隨著我國電機業(yè)的發(fā)展，采用全自動轉(zhuǎn)子動平衡機已經(jīng)成為必然趨勢。全自動轉(zhuǎn)子動平衡機在切削過程中，要解決的一個關(guān)鍵問題是切削刀具與轉(zhuǎn)子的對刀問題。具體而言，就是在轉(zhuǎn)子切削去重時，判斷切削刀具與轉(zhuǎn)子首次接觸的位置，即對刀點，并以此為參考點，控制切削刀具進給量從而控制切削質(zhì)量。因此對刀點的確定對切削精度有至關(guān)重要的影響。對于一般的機加工設備，如車床和銑床等，通常采用的是試切法來確定對刀點。即在手動運行方式下，緩慢移動工作臺，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，并能夠聽到響聲以后，則認為刀具與工件接觸上了，記錄此點作為對刀點或加工基點， 進行后續(xù)的加工。這種方式由于人工因素的存在，無法實現(xiàn)自動化，而且重復精度比較低， 無法實現(xiàn)大批量和高精度的生產(chǎn)。對于數(shù)控機床和自動化加工設備，通常采用的是默認對刀點。即對同一批次的工件，取其中一個進行人工對刀，找到對刀點，以后所有工件都以這一對刀點作為基準點。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使實際對刀點偏離這個默認對刀點，所以采用默認對刀機制無法保證切削精度。中國專利ZL200720113068.9的“一種全自動平衡機自動定位裝置”，提出了絕緣板分隔刀具(連同刀具座)和轉(zhuǎn)子，并利用兩者接觸導電判斷對刀點的方法。這個方法簡單實用，但在實際應用中，切削下來的鐵屑會附到絕緣板上而出現(xiàn)誤導通，需要定期地清理鐵屑，這會打斷工作的連續(xù)性和降低效率。文獻“動平衡數(shù)控去重系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)的研究”，《機電工程》2005年22卷5期4-8頁，給出的方法是利用軸承轉(zhuǎn)動后所形成的油膜電容，采用高頻的激勵電壓來測量電容的變化，并以此判斷刀具的對刀點。由于采用高頻激勵信號，同時引入了高頻干擾，影響了信號的可靠性。另外，當軸承剛開始使用時由于表面的微觀不平整，同樣存在誤導通現(xiàn)象，當使用較長一段時間的磨合后才進入穩(wěn)定的工作狀況。 中國專利20092(^95380，給出了一種利用軸承的動態(tài)油膜進行對刀的方法。這種方法的缺點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)容本實用新型的目的在于提供一種利用振動信號的電機轉(zhuǎn)子全自動平衡修正機自動對刀裝置，是為電機轉(zhuǎn)子全自動平衡修正機提供一種定位準確、結(jié)構(gòu)簡單、工作過程中不受切削鐵屑干擾的能夠長期穩(wěn)定運行的自動對刀的裝置本實用新型采用的技術(shù)方案是本實用新型包括夾具，電機轉(zhuǎn)子，切削刀具，旋轉(zhuǎn)主軸，底板，切削頭，移動工作臺， 振動加速度傳感器，振動信號變送器和信號處理電路；電機轉(zhuǎn)子通過夾具固定在底板上，位于電機轉(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工作臺帶動朝電機轉(zhuǎn)子垂直移動，而振動加速度傳感器則固定在切削頭的外殼上，振動加速度傳感器經(jīng)振動信號變送器和信號處理電路連接。所述的信號處理電路包括低通濾波器、整流電路、包絡線檢測電路和比較電路；振動信號變送器輸出的原始振動信號經(jīng)低通濾波器和整流電路后的整流信號，整流信號輸入包絡線檢測電路得包絡信號，包絡信號輸入比較電路得到最終的對刀信號，由后續(xù)的單片機或PLC獲取對刀點信號。與背景技術(shù)相比，本實用新型具有的有益效果是1)結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，易于實現(xiàn)。2)取消了絕緣板，避免了切削鐵削的導通干擾。3)適應全工況時期，并能適應連續(xù)自動化生產(chǎn)，降低了維護和機器調(diào)整的要求。
圖1是本實用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是信號采集電路圖。圖3是各信號示意圖。圖中1、夾具，2、電機轉(zhuǎn)子，3、切削刀具，4、旋轉(zhuǎn)主軸，5、底板，6、切削頭，7、移動工作臺，8、振動加速度傳感器，9、振動信號變送器，10、信號處理電路，11、低通濾波器，12、整流電路，13、包絡線檢測電路，14、比較電路。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。如圖1所示，本實用新型包括夾具1，電機轉(zhuǎn)子2，切削刀具3，旋轉(zhuǎn)主軸4，底板5， 切削頭6，移動工作臺7，振動加速度傳感器8，振動信號變送器9和信號處理電路10 ；電機轉(zhuǎn)子2通過夾具1固定在底板5上，位于電機轉(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上的移動工作臺7帶動朝電機轉(zhuǎn)子2垂直移動，而振動加速度傳感器8則固定在切削頭6的外殼上，振動加速度傳感器8經(jīng)振動信號變送器9和信號處理電路10連接。如圖2所示，所述的信號處理電路10包括低通濾波器11、整流電路12、包絡線檢測電路13和比較電路14 ；振動信號變送器9輸出的原始振動信號A經(jīng)低通濾波器11和整流電路12后的整流信號B，整流信號B輸入包絡線檢測電路13得包絡信號C，包絡信號C 輸入比較電路14得到最終的對刀信號D，由后續(xù)的單片機或PLC獲取對刀點信號。圖2中的 U1、U2、U3、U4 和 U5 均為 TLC2254。電機轉(zhuǎn)子2通過夾具1固定在底板5上，位于電機轉(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上的移動工作臺7帶動，朝電機轉(zhuǎn)子2垂直移動，而振動加速度傳感器8則固定在切削頭6的外殼上。工作時，移動工作臺7帶動切削頭6，進而帶動切削刀具3垂直向電機轉(zhuǎn)子2進給，當切削刀具3接觸電機轉(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，振動加速度傳感器8感應振動，輸出的原始振動信號經(jīng)由振動信號變送器9和信號處理電路10處理后，得到對刀信號。工作時各信號波形圖參見圖3，當切削刀具3和電機轉(zhuǎn)子2臨界接觸時，振動信號變送器9輸出的原始振動信號為圖中的原始振動信號A，信號中的信號突變點Pa為需要判別的對刀點；原始振動信號A通過低通濾波器11，濾去高頻干擾后輸入整流電路12，得到整流信號B，整流信號B中的信號突變點為需要判別的對刀點；將信號B輸入包絡線檢測電路13得到信號B的包絡信號C，包絡信號C中的突變點P。為需要判別的對刀點；包絡信號 C輸入比較電路14，與設定的門檻值Cc比較，得到最終的對刀信號D，對刀信號D的高低電平跳變點P即為對刀點，由后續(xù)的單片機或PLC獲取對刀點信號。采用這個對刀方式有效地提高了對刀信號的可靠性和準確性。
權(quán)利要求1.一種利用振動信號的電機轉(zhuǎn)子全自動平衡修正機自動對刀裝置，其特征在于包括夾具(1)，電機轉(zhuǎn)子O)，切削刀具(3)，旋轉(zhuǎn)主軸，底板(5)，切削頭(6)，移動工作臺 (7)，振動加速度傳感器(8)，振動信號變送器(9)和信號處理電路(10)；電機轉(zhuǎn)子( 通過夾具⑴固定在底板(5)上，位于電機轉(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( 上的移動工作臺(7)帶動朝電機轉(zhuǎn)子( 垂直移動，而振動加速度傳感器(8)則固定在切削頭(6)的外殼上，振動加速度傳感器(8)經(jīng)振動信號變送器(9)和信號處理電路(10)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用振動信號的電機轉(zhuǎn)子全自動平衡修正機自動對刀裝置，其特征在于所述的信號處理電路(10)包括低通濾波器(11)、整流電路(1 、包絡線檢測電路(13)和比較電路(14)；振動信號變送器(9)輸出的原始振動信號㈧經(jīng)低通濾波器(11)和整流電路(12)后的整流信號(B)，整流信號⑶輸入包絡線檢測電路(13)得包絡信號(C)，包絡信號(C)輸入比較電路(14)得到最終的對刀信號(D)，由后續(xù)的單片機或PLC獲取對刀點信號。
專利摘要本實用新型公開了一種利用振動信號的電機轉(zhuǎn)子全自動平衡修正機自動對刀裝置。電機轉(zhuǎn)子通過夾具固定在底板上，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工作臺帶動，而振動加速度傳感器固定在切削頭的外殼上，經(jīng)振動信號變送器和信號處理電路連接。工作時，移動工作臺帶動切削頭，進而帶動切削刀具垂直向電機轉(zhuǎn)子進給，當切削刀具接觸電機轉(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，振動加速度傳感器感應振動，輸出的振動信號經(jīng)由振動信號變送器和信號處理電路處理后，得到對刀信號。本實用新型取消絕緣板，避免切削鐵削的導通干擾；適應全工況時期，并能適應連續(xù)自動化生產(chǎn)，降低了維護和機器調(diào)整的要求。
文檔編號B23Q17/22GK201931328SQ201020646870
公開日2011年8月17日 申請日期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 申請人:杭州集智機電設備制造有限公司