CN118032209A - 基于振动信号的砂轮动平衡调整系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及砂轮动平衡技术领域，具体为一种基于振动信号的砂轮动平衡调整系统及方法,固定静止部设置于砂轮的一侧；加速度传感器安装于固定静止部，且位于与砂轮周向表面距离最小的位置，加速度传感器用于测量振动加速度；振动测量装置与加速度传感器电连接；多个标记设于砂轮，砂轮端面在圆周方向上等角度分割为多个区域，每个区域对应设置一个标记；环形滑道同轴设置于砂轮端面；多个滑块滑动连接于环形滑道内部，以使滑块能够沿着环形滑道移动；发光二极管在第二方向上照射在与加速度传感器同高度且与砂轮距离最小的砂轮端面上；发光二极管与振动测量装置电连接，其无需拆卸砂轮，更无需专用平衡仪，避免了因砂轮装配问题引入其它不平衡量。

Description

基于振动信号的砂轮动平衡调整系统及方法

技术领域

本发明涉及砂轮动平衡技术领域，具体为一种基于振动信号的砂轮动平衡调整系统及方法。

背景技术

磨加工生产中砂轮是磨削的关键部件，其平衡性直接影响被加工件的表面质量及加工精度，随着机械设备向高精度发展，对砂轮动平衡提出了更高要求，因此需要对砂轮动平衡进行调整，常规方法是需要将砂轮拆卸后，在专用平衡仪上进行调整，费时、费力的同时还会因砂轮装配问题引入其它不平衡量，且不易被发现。

发明内容

鉴于现有技术的缺陷，本发明提供了一种基于振动信号的砂轮动平衡调整系统及方法，当砂轮存在不平衡时，以一定转速旋转，会产生与转速相关的一阶振动，不平衡量越大，振动幅值越大，此时测量砂轮临近固定部位的振动，同时调整砂轮滑块位置，逐渐降低振动，即可降低不平衡量；无需拆卸砂轮，更无需专用平衡仪，省时省力；避免了因砂轮装配问题引入其它不平衡量，减小了其他因素对动平衡的影响。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为一种基于振动信号的砂轮动平衡调整系统，用于在线砂轮的动平衡调整，其包括固定静止部、加速度传感器、振动测量装置、多个标记、环形滑道、多个滑块以及发光二极管；固定静止部，设置于所述砂轮的一侧；加速度传感器安装于所述固定静止部，且位于与所述砂轮周向表面距离最小的位置，所述加速度传感器用于在第一方向上测量砂轮的振动加速度；振动测量装置与所述加速度传感器电连接；多个标记设于所述砂轮，砂轮端面在圆周方向上等角度分割为多个区域，每个区域对应设置一个标记；环形滑道同轴设置于所述砂轮端面；多个滑块滑动连接于所述环形滑道内部，以使所述滑块能够沿着所述环形滑道移动；发光二极管在第二方向上照射在与加速度传感器同高度且与砂轮距离最小的砂轮端面上，所述第二方向垂直于所述第一方向；所述发光二极管与所述振动测量装置电连接。

进一步地，所述加速度传感器与电荷放大器电连接，所述电荷放大器与所述振动测量装置电连接，所述电荷放大器与所述比较器连接，所述振动测量装置与比较器电连接，所述比较器与所述发光二极管电连接。

进一步地，所述标记包括粉笔标记、编号贴纸或数字贴牌。

进一步地，所述固定静止部为平行于所述砂轮的主轴、且垂直于所述砂轮的端面设置的平面。

进一步地，所述固定静止部为L型支架，所述L型支架具有平行于所述砂轮的主轴、且垂直于所述砂轮的端面设置的固定板。

进一步地，所述砂轮端面在圆周方向上每隔30度分割为一个区域，分割为12个区域。

一种基于振动信号的砂轮动平衡调整方法，其在基于振动信号的砂轮动平衡调整系统中运行，所述基于振动信号的砂轮动平衡调整方法包括：

S1、砂轮旋转一周，所述加速度传感器测量并获取砂轮的振动加速度信号；

S2、振动加速度信号经电荷放大器放大后发送至振动测量装置，确定振动加速度信号中的最大值作为最大振动信号；

S3、根据所述最大振动信号，预先调节比较器，并设置振动阈值，以使当振动信号达最大时，发光二极管点亮，且确保发光二极管调节到从点亮到熄灭的临界状态；

S3、旋转砂轮，所述加速度传感器测量并获取砂轮的实时振动加速度信号，经电荷放大器放大后，发送所述实时振动加速度信号至比较器；

S4、所述比较器接收实时振动加速度信号，并于所述振动阈值比较，当实时振动加速度信号等于所述振动阈值时，所述发光二极管点亮，并照射砂轮端面的某个区域；

S5、确定与照射的标记区域对称的标记区域为调整区域；

S6、调节所述调整区域内或临近所述调整区域的滑块位置；

S7、重复步骤1-6，直至所述最大振动信号小于振动允许值，停止调节。

进一步地，步骤S5中所述确定与照射的标记区域对称的标记区域为调整区域中所述对称为在所述第一方向上对称。

本发明的有益效果：无需拆卸砂轮，更无需专用平衡仪，省时省力；避免了因砂轮装配问题引入其它不平衡量，减小了其他因素对动平衡的影响。

附图说明

图1为本发明的一实施例中基于振动信号的砂轮动平衡调整系统的结构示意图；

图2为本发明的一实施例中基于振动信号的砂轮动平衡调整系统的俯视图；

图3为本发明的一实施例中基于振动信号的砂轮动平衡调整方法的流程图；

图中：

100、固定静止部，

200、加速度传感器，

300、振动测量装置，

400、标记，

500、环形滑道，

600、滑块，

700、发光二极管；

800、电荷放大器，

900、比较器，

10、砂轮, 11、主轴, 12、端面，x、第一方向，y、第二方向， b、照射的标记区域。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

参见图1及图2，一种基于振动信号的砂轮动平衡调整系统，用于在线砂轮的动平衡调整，其包括固定静止部100、加速度传感器200、振动测量装置300、多个标记400、环形滑道500、多个滑块600以及发光二极管700。固定静止部100设置于砂轮10的一侧；加速度传感器200安装于固定静止部100，且位于与砂轮10周向表面距离最小的位置，加速度传感器200用于在第一方向x上测量砂轮的振动加速度；振动测量装置300与加速度传感器200电连接；多个标记400设于砂轮10，砂轮10端面在圆周方向上等角度分割为多个区域，每个区域对应设置一个标记400；环形滑道500同轴设置于砂轮10端面；多个滑块600滑动连接于环形滑道500内部，以使滑块600能够沿着环形滑道500移动；发光二极管700在第二方向y上照射在与加速度传感器200同高度且与砂轮10距离最小的砂轮端面12上，第二方向y垂直于第一方向x；发光二极管700与振动测量装置300电连接。

在一实施例中，加速度传感器200与电荷放大器800电连接，电荷放大器800与振动测量装置300电连接，电荷放大器800与比较器900连接，振动测量装置300与比较器900电连接，比较器900与发光二极管700电连接。

上述基于振动信号的砂轮动平衡调整系统，具体设置时，将加速度传感器200安装在距离砂轮10最近且径向振动较大的固定静止点，在砂轮10圆周等间距编号，发光二极管700对准加速度传感器200安装处砂轮10的端面12位置，振动测量装置300测量振动，通过调节比较器900，使发光二极管700调节到从点亮到熄灭的临界状态后保持发光二极管700点亮，此时振动信号达到最大，同时砂轮10每转1转，发光二极管700点亮1次，此时记录发光二极管700点亮时，砂轮10对应的数字，调整该数字对称位置附近滑块600位置，重新测量，查看振动最大值变化，当振动最大值调整到振动相对最小时即为调整完成。

需要说明的是，加速度传感器200为单轴加速度传感器。具体设置时，固定静止部100设置为L型支架，L型支架固定在机床上，砂轮10的振动引起了砂轮主轴的振动，振动传导至机床及L型支架，也就是说，加速度传感器200安装于固定位置，加速度传感器200测的是砂轮10旋转引起的L支架的振动，即测量因砂轮10旋转产生的振动，属接触测量。

在一实施例中，标记400包括粉笔标记、编号贴纸或数字贴牌。

在一实施例中，固定静止部100为平行于砂轮10的主轴11、且垂直于砂轮10的端面12设置的平面。

在一实施例中，固定静止部100为L型支架，L型支架具有平行于砂轮10的主轴11、且垂直于砂轮10的端面12设置的固定板。

在一实施例中，砂轮10的端面12在圆周方向上每隔30度分割为一个区域，分割为12个区域。

参见图3，一种基于振动信号的砂轮动平衡调整方法，其在基于振动信号的砂轮动平衡调整系统中运行，基于振动信号的砂轮动平衡调整方法包括：

步骤S1、砂轮10旋转一周，加速度传感器200测量并获取砂轮的振动加速度信号；

步骤S2、振动加速度信号经电荷放大器放大后发送至振动测量装置300，确定振动加速度信号中的最大值作为最大振动信号；

步骤S3、根据最大振动信号，预先调节比较器900，并设置振动阈值，以使当振动信号达最大时，发光二极管700点亮，且确保发光二极管700调节到从点亮到熄灭的临界状态；

步骤S3、旋转砂轮10，加速度传感器200测量并获取砂轮的实时振动加速度信号，经电荷放大器800放大后，发送实时振动加速度信号至比较器；

步骤S4、比较器900接收实时振动加速度信号，并于振动阈值比较，当实时振动加速度信号等于振动阈值时，发光二极管700点亮，并照射砂轮10端面的某个区域；

步骤S5、确定与照射的标记区域b对称的标记区域为调整区域；

步骤S6、调节调整区域内或临近调整区域的滑块600位置；

步骤S7、重复步骤1-6，直至最大振动信号小于振动允许值，停止调节。

在一实施例中，步骤S5中确定与照射的标记区域对称的标记区域为调整区域中对称为在第一方向上对称。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。 需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

Claims (8)

1.基于振动信号的砂轮动平衡调整系统，用于砂轮的动平衡调整，其特征在于：包括

固定静止部，设置于所述砂轮的一侧；

加速度传感器，安装于所述固定静止部，且位于与所述砂轮周向表面距离最小的位置，所述加速度传感器用于在第一方向上测量砂轮的振动加速度；

振动测量装置，与所述加速度传感器电连接；

多个标记，设于所述砂轮，砂轮端面在圆周方向上等角度分割为多个区域，每个区域对应设置一个标记；

环形滑道，同轴设置于所述砂轮端面；

多个滑块，滑动连接于所述环形滑道内部，以使所述滑块能够沿着所述环形滑道移动；

发光二极管，在第二方向上照射在与加速度传感器同高度且与砂轮距离最小的砂轮端面上，所述第二方向垂直于所述第一方向；所述发光二极管与所述振动测量装置电连接。

2.根据权利要求1所述的基于振动信号的砂轮动平衡调整系统，其特征在于：所述加速度传感器与电荷放大器电连接，所述电荷放大器与所述振动测量装置电连接，所述电荷放大器与所述比较器连接，所述振动测量装置与比较器电连接，所述比较器与所述发光二极管电连接。

3.根据权利要求1或2所述的基于振动信号的砂轮动平衡调整系统，其特征在于：所述标记包括粉笔标记、编号贴纸或数字贴牌。

4.根据权利要求1或2所述的基于振动信号的砂轮动平衡调整系统，其特征在于：所述固定静止部为平行于所述砂轮的主轴、且垂直于所述砂轮的端面设置的平面。

5.根据权利要求4所述的基于振动信号的砂轮动平衡调整系统，其特征在于：所述固定静止部为L型支架，所述L型支架具有平行于所述砂轮的主轴、且垂直于所述砂轮的端面设置的固定板。

6.根据权利要求1或2所述的基于振动信号的砂轮动平衡调整系统，其特征在于：所述砂轮端面在圆周方向上每隔30度分割为一个区域，分割为12个区域。

7.基于振动信号的砂轮动平衡调整方法，其特征在于：在如权利要求1所述的基于振动信号的砂轮动平衡调整系统中运行，所述基于振动信号的砂轮动平衡调整方法包括：

S1、砂轮旋转一周，所述加速度传感器测量并获取砂轮的振动加速度信号；

S2、振动加速度信号经电荷放大器放大后发送至振动测量装置，确定振动加速度信号中的最大值作为最大振动信号；

S3、根据所述最大振动信号，预先调节比较器，并设置振动阈值，以使当振动信号达最大时，发光二极管点亮，且确保发光二极管调节到从点亮到熄灭的临界状态；

S3、旋转砂轮，所述加速度传感器测量并获取砂轮的振动加速度信号，经电荷放大器放大后，发送所述实时振动加速度信号至比较器；

S4、所述比较器接收实时振动加速度信号，并于所述振动阈值比较，当实时振动信号等于所述振动阈值时，所述发光二极管点亮，并照射砂轮端面的某个区域；

S5、确定与照射的标记区域对称的标记区域为调整区域；

S6、调节所述调整区域内或临近所述调整区域的滑块位置；

S7、重复步骤1-6，直至所述最大振动信号小于振动允许值，停止调节。

8.根据权利要求7所述的基于振动信号的砂轮动平衡调整方法，其特征在于：步骤S5中所述确定与照射的标记区域对称的标记区域为调整区域中所述对称为在所述第一方向上对称。