《数控机床主轴系统在线动平衡技术》

第1章绪论1

1.1 引言1

1.2主轴动平衡技术发展现状2

1.2.1 直接式在线动平衡装置3

1.2.2 间接式在线动平衡装置4

1.2.3 混合式在线动平衡装置4

1.2.4 国内外目前主轴动平衡装置的主要方式6

1.3主轴系统不平衡原理8

1.3.1 不平衡量表示8

1.3.2 不平衡的分类11

1.3.3 校正质量块移动与校正面选择13

1.4 本章小结15

第2章主轴系统不平衡振动特征提取技术16

2.1主轴振动信号噪声的去除16

2.1.1 小波去除噪声思路16

2.1.2 小波去除噪声方案17

2.2主轴振动信号调理技术18

2.2.1 函数选板滤波器Ⅵ21

2.2.2 FIR滤波器对振动信号调理25

2.3主轴振动信号的采样技术26

2.3.1 主轴振动信号整周期采样27

2.3.2 主轴振动信号的量化、截断与能量泄露28

2.4主轴不平衡振动信号提取方法29

2.4.1 不平衡振动信号幅值和相位的提取方法29

2.4.2 基频信号幅值和相位的传统FFT提取方法30

2.4.3 基频信号幅值和相位的整周期截取提取方法31

2.4.4 基频信号幅值和相位的相关分析提取方法32

2.4.5 基频信号幅值和相位的互功率提取方法34

2.4.6 基频信号幅值和相位的正弦逼近提取方法35

2.5 本章小结36

第3章主轴在线动平衡及调控技术37

3.1主轴在线动平衡技术37

3.1.1 在线动平衡技术37

3.1.2 在线动平衡技术研究展望39

3.2主轴动平衡调控方法40

3.2.1 刚性主轴的动平衡方法40

3.2.2 柔性主轴的动平衡方法43

3.2.3 其他动平衡方法47

3.2.4 动平衡方法展望49

3.3 本章小结49

第4章主轴不平衡振动特征提取的应用50

4.1振动信号采集装置50

4.1.1 振动信号传感器50

4.1.2 振动信号数据采集器52

4.2基于互相关的主轴不平衡振动特征提取54

4.2.1 主轴振动信号特征提取仿真54

4.2.2 信号提取方法实验分析56

4.2.3 主轴振动信号提取后动平衡实验对比58

4.3基于全相位傅里叶变化的主轴不平衡振动特征提取59

4.3.1 主轴振动信号特征提取仿真59

4.3.2 主轴振动信号特征提取实验及对比63

4.3.3 不平衡特征提取后动平衡实验65

4.4 本章小结67

第5章主轴动平衡调控技术实现及影响因素68

5.1主轴在线动平衡调控技术应用68

5.1.1 单面检测主轴在线动平衡技术应用68

5.1.2 单面全矢量检测主轴在线动平衡技术应用70

5.1.3 双面全矢量检测主轴在线动平衡技术应用74

5.2主轴在线动平衡调控影响因素分析77

5.2.1 转速对试验平台的影响79

5.2.2 转速对主轴动平衡效果的影响80

5.2.3 试重块试加角度对动平衡效果的影响82

5.3 本章小结88

第6章主轴动平衡质量补偿优化技术及应用90

6.1主轴在线动平衡移动策略90

6.1.1 电动机驱动机械式平衡装置90

6.1.2 主轴动平衡质量补偿策略应用91

6.1.3 平衡装置质量块移动策略实验与分析94

6.2高速主轴动平衡质量补偿优化技术97

6.2.1 动平衡质量补偿策略优化97

6.2.2 补偿优化数学模型98

6.2.3 高速主轴动平衡调控模拟98

6.3高速主轴在线动平衡策略优化实验与分析104

6.3.1 配重块的移动策略104

6.3.2 质量补偿策略优化实验111

6.3.2 实验结果分析116

6.4 本章小结116

参考文献117