上位机软件根据工件的等分数来确定不平衡量的分解计算,三角法兰为3等分,测量结果在120度纺锤坐标系分解;四角法兰4等分,端齿4等分,直角坐标系分解,结果为2个坐标轴分量。用户可在虚拟仪器界面下设定*小去重值,系统将分解后的2个值与用户设定*小去重值作比较,当分解量小于设定值时,系统判断对该分量不进行去重,对于不平衡量分布靠近分解坐标轴的工件,可以较大地提高动平衡校正效率。是系统自动流程图。
铣削去重模型本系统主要有三种去重形式,所示,三种工件都需采用铣刀进行外圆弧去重。为了使计算得到切削深度和角度足够精确,以达到较高的一次去重率,本系统的去重值计算采用几何计算和曲线拟合补偿相结合的方法。
建立几何计算模型:(depth,θ)=model(α,w,H,ρ,r,D,R,θ1,ε,I)(1)式中,模型参数定义为:H工件允许*大切削深度;ρ工件去重面材料密度;D工件动平衡去重半径;R工件切削面曲率半径;θ1工件表面周向切削角度上限;θ工件表面周向切削角度;depthα对应的工件表面去重深度;ε求解精度;w铣刀刀宽;α不平衡量;I*大循环次数;r铣刀半径。
由去重深度计算对应去重量的表达式如下:mass=compute(h)=ba
dcxdxdy×w×ρ(2)式中x,y分别为横坐标和纵坐标,h为去重深度,mass为不平衡量。积分域为中阴影部分,a,b,c,d表示其积分范围,a表示阴影部分内边,b表示一阴影部分外边,c表示阴影部分下端点,d表示阴影部分上端点,其大小与去重深度和周向切削角度成正比。
于是由不平衡量得到对应的去重值的程序流程如下,此时工件表面周向环切角θ的上限θ1由工件表面可切削范围以及设备回转台*大回转角确定:(1)h=H,转2)mass=compute(h),转3(3)如果mass<α,则判断为超过设备*大去重能力,同时按*大去重能力去重,h=H,提示产品为废件,转5;如果mass>α,同时abs(mass-α)<ε,转5;否则,转4.
(4)对切削深度进行两分法搜索,h=h′,如果搜索次数达到*大次数I,记录此时的h,h转5;否则用搜索到的h转2.
(5)计算结束,返回h和*大环切角度θ1.
实际操作时,有关参数比如尺寸和密度等都存在一定的误差,或者由于长时间使用造成刀具几何尺寸的变化,同时几何计算对一部分区域采取线性处理,这使得按照公式(2)计算结果进行去重以后,仍然有一定的超差不平衡量存在,于是采用拟合曲线补偿来进一步提高去重计算的精度。采用曲线拟合修正计算,在中的**列表示不平衡量,第2列为去重深度手动校正值(深色部位),第3列为积分计算得到的去重深度,在去重方式不选用曲线拟合时,该计算方法为参考值。用户根据设备正常使用时的测量数据,来修改第2列的数值,曲线拟合时使用第1、2列的数据。点击拟合,将进行基于*小二乘法的参数计算;点击存储,则存储拟合参数。根据三种工件几何计算结果来看,采用0.6 ̄1次曲线组合生成拟合函数。
曲线拟合函数为式(2):y=x0x+x1x0.9+x2x0.8+x3x0.7+x4x0.6(3)其中x0~x4为拟合参数,拟合参数在数据库中针对不同的工件类型分别存储,使用时选取相应工件类型,并将参数设置中的校正标志选中,即可使用拟合曲线进行去重值计算。
本文所述的系统将几何计算公式和曲线拟合模块集成到独立的静态库文件中,可通过更换该库文件方便的扩展去重策略库。更换转子类型时,只需重新选择工件等分数以及去重类型,便可方便的将系统应用到其他类型转子的自动动平衡。
结论本文所提出的自动去重组合机床,可以根据测量的不平衡量大小采取不同的操作以提高工作效率;采用外圆弧铣削方式可以*大限度进行动平衡校正,几何计算与曲线拟合补偿相结合的方法大大地提高了系统的一次去重率。是三种工件使用两种方法相结合时的部分试验结果。