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四工位全自动平衡机的设计、研究与实现

康成良  
【摘要】: 电动工具是重要的生产和生活用品。由于其转子受材料、制造工艺及装配的影响,在转动时会产生振动,带来噪音和缩短产品寿命等不良影响,甚至带来危险,因此必须对其转子进行动平衡。 小型电机作为一种在工业和民用领域广泛应用的产品,其全球的产量到2004年已达75亿只,其中中国生产的占60%。随着电机逐渐朝着高转速、高精度的方向发展,传统的手工电机转子平衡方法无论在效率上还是在精度上,都已无法满足要求。因而迫切地需要一种自动化水平高、加工效率高、处理精度高的转子全自动平衡机,以达到提升产品质量、减少工人数量、增加企业效益的目的。国外虽然已有全自动平衡机,但由于其价格昂贵,对被加工转子要求较高,无法适应中国现状。 目前国内外主流的全自动平衡机都是两工位机器,但是普遍存在效率较低的问题。基于以上考虑,本文在已研发的两工位全自动平衡机的基础上,对四工位全自动平衡机进行了研究。目前已完成整机的装配、调试工作。加工转子速度约为12秒/只,一次切削去重成功率为90%,符合预定要求。 论文主要工作在于: (1)四工位全自动平衡机的整体架构研究和设计 基于平衡效率上的考虑,对两工位全自动平衡机工作过程的时序进行了分析,从而提出了四工位全自动平衡机的整体系统架构;并且对四工位全自动平衡机研发过程中所需解决的技术问题进行了归纳总结。 (2)四工位全自动平衡机的机械结构研究和设计 在两工位全自动平衡机的基础上,依据功能上的需求,兼顾拆装的灵活性和部件的互换性等原则,对四工位全自动平衡机进行了机械结构设计。对机器中某些关键受力部件进行了力学分析,从而保证足够的刚度和强度。 (3)四工位全自动平衡机的控制系统研究和设计 控制系统采用了以PLC作为主控制器,PIC单片机作为分控制器的“一主多分”的协处理控制方案;采用触摸屏作为人机交互界面,完成机器的参数设定及状态监测;各个单元之间采用基于485总线的通讯技术来相互传递数据。 (4)V形铣削模型研究 对转子的V形铣削进行了数学建模。利用参数分离的方法在保证一定精度的条件下,将模型简化至能够适应PLC等工业控制器的运算能力。对V形铣削的周向位置分布进行了建模,确定了V形铣削周向分布方案。


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