怎样平衡砂轮？

如何做 磨床砂轮 平衡~

双支撑无心磨床砂轮平衡有
专门的检测平衡仪。都是在装好机器以后测定的，砂轮侧面的砂轮平衡块是在轴套上（轴套上有0到360度的角度）分别不同的位置，且有分别是有角度的，依次记好三个平衡块的角度。在第一个平衡块上贴上感光纸，用砂轮平衡仪的探针指向感光纸会出现一个红点，探针的末端是带磁性的固定装置附着在主轴外壳上的，然后开始启动砂轮，待砂轮速度稳定后，砂轮平衡仪上会显示让你输依次入三个平衡块的角度.然后会继续检测平衡，待显示三个平衡块位置的跳动，同时会要求您调整其他两块的位置（以第一块平衡块为基准），停下砂轮，调整砂轮平衡块（记下角度），然后重复上面的操作，直到达到你的要求！如果还是不行就要换轴芯了。可能是磨损严重。以上拙见请各位师傅指正！

1、仪器安装，裁剪5mm正方反光贴纸，贴在砂轮法兰外测，振动传感器吸附于接近砂轮主轴处，镭射传感器探头对准放光贴纸，距离40mm-500mm间，手移动砂轮，感测器上LED交互闪速。

2、新做砂轮动平衡，砂轮法兰平衡块放在0、120、240刻度后启动砂轮，砂轮启动后仪器自动测量，并显示测量完成，停止砂轮，初始振动2.487um。

3、砂轮停止后将A位置平衡块依画面指示移动指定刻度。靠近0度的定义为A块，顺次分别是B块和C块。

4、将A平衡块放置70.9度，将B平衡块放置182.4度，将C平衡块放置293.9度，放置好后再次启动砂轮，初始振动值由2.487um降至0.1311um，可以继续依据修正角显示调整平衡块位置，使其达到最佳动能状态。

5、前次动平衡记录功能，车间工人在砂轮使用一段时间后，需要再次调试同一台磨床砂轮动平衡，点击此功能可以快速调整，只需调试修正角就可完成。

6、延续动平衡功能应用此功能可以把现A、B、C三个砂轮平衡块角度，输入仪器，仪器快速来调整动平衡。

基于单片机红外遥控通信的智能化砂轮自动平衡系统

磨削作为机械加工的重要组成部分，是精密的超精密加工的重要手段。而砂轮不平衡量引起的振动对磨削过程有很大的影响，严重制约着磨削表面质量和精度的提高。传统的砂轮平衡方法是静平衡，这种脱机的平衡方法不方便，而且受平衡导轨精度、平衡芯轴圆度、摩擦力及操纵者技术水平的影响，平衡精度受到一定限制，而且要花费很多时间，尤其是对精密和超精密磨削需要分初平衡、精平衡，并经过多次拆装砂轮，平衡时间长，使用也不方便。此外，这种方法最大缺陷是未能考虑到由于砂轮本身材质分布的不均匀，在磨削过程中砂轮表面磨损以及吸附冷却液不均匀造成新的不平衡这个显著的影响。因此，在精密和超精密磨削以及磨削自动化的发展过程中，砂轮在线动平衡成为一项不可或缺的关键技术，在生产中有着重要的意义和广泛的前景。在现有的在线动平衡装置中，国外的系统平衡精度不高、结构复杂、自动控制方面还有很大差距，不能满足生产需要。

笔者研究了一种新型智能化砂轮在线自动平衡系统。该系统以98单片机为控制核心，通过检测砂轮旋转时不平衡量引起的振动信号并进行数据处理，由自动搜索控制算法确定不平衡量的大小，然后通过98单片机双机红外遥控通信的方式，控制跟随砂轮高速旋转的平衡头内的平衡块移动对不平衡量进行补偿。该项目研究的目的是开发一种适用的智能化砂轮在线自动平衡系统，提高平衡精度和效率，为磨削过程自动化提供一种有效的手段。

1、平衡系统原理及结构

系统首先由安装在砂轮头架上的压电式加速度传感器检测砂轮不平衡引起的振动量，压电效应产生的电荷形成微弱的电动势，再由电荷放大器将微弱的电动势转变成较强的电压信号，通过带通滤波器进行检波，分离出由砂轮不平衡量引起的振动信号，滤掉干扰信号，接着进行电压放大，使其与A/D转换器输入电压相匹配，然后进入采样保持器，通过A/D转换，将模拟量变成数字量送入98单片机控制系统。单片机控制系统可以进行数据处理，计算并显示振动幅峰值，然后可以进行在自动平衡方式下按照控制策略发出控制信号进行自动平衡，或者在手动平衡方式下通过键盘发出控制指令进行平衡。

为了完成平衡操作，需要将控制信号传至平衡头对执行步进电机进行控制，对平衡块位置进行相应的调整。对高速旋转的平衡装置，控制信号的传输是一个关键问题。目前广泛采用的是集流环方式，其主要缺点是使用过程中的无功磨损。因为砂轮的实际平衡时间很短，在不进行平衡操作时，集流环仍在磨损。为了克服这个缺点，本系统采用了红外遥控的方法。为克服红外信号发射有方向性且只能覆盖一定区域的缺点，试验将红外发射和接收管都装于主轴的轴心线上。这样可以接收到较强的信号，同时可有效地防止其他信号的干扰，提高系统的可靠性。
红外遥控传输的信号是串行方式，为了把98单片机发出的控制指令由并行变为串行方式，本系统中控制信号的传输与接收采用了98单片机之间的串行通信方式。地面控制系统中的单片机（主机）通过串行口发出控制信号，驱动红外发光二极管，将数字信息变成串行红外脉冲信号发射出去，红外检波放大器将红外信号还原为数字信号，送至平衡头中单片机（从机）的串行口输入端，经解码处理还原成控制指令，作出相应的控制。从机一方面接收和解码串行控制信号，另一方面以软件实现环形分配器的方法，给步进电机提供控制信号，驱动其正常工作。

为提供平衡头中控制系统的电源，在平衡头中安装了一台微型交流发电机，输出的交流电压通过整流、检波、稳压得到稳定的电源，与红外遥控系统一起完全避免了使用集流环带来的缺陷。

其工作过程：砂轮转动时，发电机转子线圈同轴转动，由于定子磁场固定，线圈切割磁力线产生交变电流，通过整流、滤波、稳压变成直流电源，提供给平衡头内的控制电路和步进电机使用。此时，平衡头内部的单片机系统上电复位，开始检测有无红外控制信号。当主机发出控制信号时，通过红外遥控使从机从串行口接收到控制信号，从机运行控制程序输出控制两个步进电机动作的控制信号，驱动丝杠转动使和平衡块连在一起的螺母移动，从而实现对砂轮不平衡量的自动补偿。

2、控制系统软件

2.1控制算法

要实现砂轮在线动平衡，需要自动检测、处理数据，并通过软件的控制规则自动判断平衡与否，然后发出控制信号，驱动执行机构对不平衡量进行补偿。这里的核心内容是微处理器系统作为智能单元去完成整个平衡过程控制以实现智能化。

控制模型

平衡装置的配重是两个在垂直交错的精密丝杠上移动的螺母，平衡操作通过两个步进电机带动精密丝杠转动，使两个螺母沿径向直线移动，产生的离心力合成矢量与砂轮固有不平衡量产生的离心力矢量大小相等、方向相反，从而实现砂轮平衡，

控制策略

平衡时，可以从任意初始点（x，y）出发，以x，y使不平衡振幅不断下降的方向搜索，直到振动量不再下降为止。

为了加快搜索过程，这里采用了加速步长与最优步长相结合的控制算法。平衡时，先对x或y规定沿s方向的初始试验步长h，并用来搜索跨步方向，当xi=xi-1+hs时，满足fi(xi,yi)

采用二分法进行最优步长搜索的基本思想如图4所示，是通过加速步长法得到α，b两点，目标函数的最优点必然在两点之间，将步长减半，搜索方向取反，即，βi=βi-1/2,hi=-hi-1。

分别沿x，y搜索一步，再根据出现情况步长减半，方向不变或步长减半，方向也变继续搜索，直到缩减到单位步长，振幅不再下降时，停止搜索，此时即为能够达到的平衡点。
2.2软件设计

本系统的软件采用模块化设计，由以下几个部分组成：主程序、采样模块、数据处理模块、显示模块、键输入模块、键处理子程序模块、串行发送模块以及串行接收模块等。其中键处理子程序模块是系统软件控制算法的核心部分，粗平衡过程采用加速步长法，精平衡过程采用最优步长法实现。

3、实验结果

在实验室的MC1420型高精度万能外圆磨床上对该系统进行了动平衡实验，并使用示波器和FFT分析仪对实验结果进行观察和分析。平衡后的砂轮振动量大约是平衡前的1/8，振幅显著降低，平衡效果良好。

4、结束语

笔者研制的智能化在线自动平衡系统具有以下几个特点：①采用98单片机双机红外遥控通信和利用主轴动力发电来提供平衡头内部电源的方式，完全克服了现有的动平衡头采用集流环的缺陷；②精密丝杠与单片机软件实现的步进电机的细分微步控制信号，使平衡精度大大提高；③改进的自动搜索控制算法能快速达到平衡精度要求；④系统提供全自动和半自动两种灵活的工作方式，操作非常简便。

该系统进行的实验表明：显著地降低了振动，效果良好，因此具有较为广阔的应用前景，能产生很大的经济效益。

1.砂轮的平衡 一般直径大于125mm的砂轮都要进行平衡，使砂轮的重心与其旋转轴线重合。
不平衡的砂轮在高速旋转时会产生振动，彩响加工质量和机床精度，严重时还会造成机损坏和砂轮碎裂. 引起不平衡的原困主要是砂轮各部分密度不均匀，几何形状不对称以及安装偏心等。因此在安装砂轮之前都要进行平衡，砂轮的平衡有静平衡和动平衡两种。一况下，只需作静平衡，但在高速蘑削(速度大于 50m/s)和高构度磨削时，必须进行动平衡.下图为砂轮静平衡装置. 平衡时将砂轮装在平衡心轴上\ 然后把装好心轴的砂轮平放到平衡架的平衡导轨上，砂轮会作来回摆动，直至摆动停止。平衡的砂轮可以在任意位置都静止不动。如果砂轮不平衡，则其较重部分总是转到下面. 这时可移动平衡块的位置使其达到平衡。平衡好的砂轮在安装至机床主轴前先要进行裂纹检查，有裂纹的砂轮绝对禁止使用. 安装时砂轮和法兰之间应垫上0. 5—1册册的弹性垫板：两法兰的直径必须相等，其尺寸一般为砂轮直径的一半.砂轮与砂轮轴或台阶法兰间应有一定间隙，以免主轴受热膨胀而把砂轮胀裂。

平衡砂轮的方法：在砂轮法兰盘的环形槽内装入几块平衡块，通过调整平衡块的位置使砂轮重心与它的回转轴线重合。

2.砂轮的修整 在磨削过程中砂轮的磨粒在摩擦、挤压作用下，它的棱角逐渐磨圆变钝，或者在磨韧性材料时，磨屑常常嵌塞在砂轮表面的孔隙中，使砂轮表面堵塞，最后使砂轮丧失切削能力。这时，砂轮与工件之间会产生打滑现象，并可能引起振动和出现噪音，使磨削效率下降，表面粗糙度变差。同时由于磨削力及磨削热的增加，会引起工件变形和影响磨削精度，严重时还会使磨削表面出现烧伤和细小裂纹。此外，由于砂轮硬度的不均匀及磨粒工作条件的不同，使砂轮工作表面磨损不均匀，各部位磨粒脱落多少不等，致使砂轮丧失外形精度，影响工件表面的形状精度及粗糙度。凡遇到上述情况，砂轮就必须进行修整，切去表面上一层磨料，使砂轮表面重新露出光整锋利磨粒，以恢复砂轮的切削能力与外形精度。

砂轮常用金刚石进行修整，金刚石具有很高的硬度和耐磨性，是修整砂轮的主要工具。

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尼木县13035827258： 机床的砂轮怎么平衡 - ？
尧国护伊： 砂轮在往机床上安装前,要进行砂轮的平衡.只有平衡好了,才能安装到机床上进行使用,因为只有平衡好的砂轮,加工出的工件质量才是最好. 另外,一般情况下,新砂轮要进行两次平衡.也就是装机床以前,平衡一次,到了机床上用修刀进行修整一下,然后再卸下来,重新进行平衡.平衡后再往机床安装,还要用修刀进行修整一遍. 相信,按照我的方法,你的问题可以改善的. 希望我的回答,会对你有所帮助.

尼木县13035827258： 简要叙述砂轮的平衡方法 - ？
尧国护伊： 1、将砂轮装上法兰,插入芯轴,放到平衡架上.首先找出砂轮的轻点.做好标记. 2、取下法兰上的平衡块或称滑块,将平衡架、法兰和砂轮上的垃圾清理干净. 3、转动一下平衡架上的砂轮,待砂轮停止转动,达到静止状态时,用笔在砂轮上方做记号,此点即为砂轮最轻点,放入第一个平衡块. 4、剩下的平衡块,按照一定的角度放置,具体要看平衡块的个数,直到砂轮达到静平衡为止. 5、注意第一个平衡块放好后就不能再去移动了,如果未达到静平衡就只能调整其他的平衡块.

尼木县13035827258： 怎样平衡砂轮? - ？
尧国护伊： 基于单片机红外遥控通信的智能化砂轮自动平衡系统磨削作为机械加工的重要组成部分,是精密的超精密加工的重要手段.而砂轮不平衡量引起的振动对磨削过程有很大的影响,严重制约着磨削表面质量和精度的提高.传统的砂轮平衡方法是...

尼木县13035827258： 求高手指点砂轮如何静平衡 - ？
尧国护伊： 一般用三块,先找到轻点,在轻点处上一块,其它两块对称上然后调整

尼木县13035827258： 磨床调整砂轮平衡 - ？
尧国护伊： 1:用水平仪把平衡架调平.2:敲打砂轮(一手拿砂轮,一手拿敲棒)是否有裂纹.3:把砂轮平放在法兰盘对角紧.4:校正砂轮在平衡架上是砂轮在平衡架上不动状态为好.5:把砂轮装床上启动机床修正砂轮.6:再把砂轮拆下重复1---5步骤即可

尼木县13035827258： 如何用砂轮平衡架校准静平衡 - ？
尧国护伊： 在轻的位置加平衡块,然后旋转砂轮90度,如果砂轮返回说明砂轮二力不平衡,继续加平衡块(慢慢加). 砂轮平衡支架选用优质材料作平衡轴,经热处理以及精密的加工与装配故而精度高,性能稳定是一理想的机床附件. 一般直径大于125...

尼木县13035827258： 我是做外圆磨的请问砂轮怎么校正平衡 帮忙说明白点 谢谢! - ？
尧国护伊： 放在水平仪上校正:调节水平仪两边的螺母,直到把水平仪上的气泡调到中间位置为止.呵呵,其实校平砂轮很简单的,你别急!外圆磨也很好学的.

尼木县13035827258： 砂轮静平衡的简便操作法,静平衡砂轮出现的现象 - ？
尧国护伊： 1、将砂轮装上法兰盘,插入芯轴,放到平衡架上.(注意平衡架要水平,否则影响平衡效果) 2、取下法兰上的平衡块或称滑块,将平衡架、法兰和砂轮上的垃圾清理干净. 3、转动一下平衡架上的砂轮,待砂轮停止转动,达到静止状态时,用笔在砂轮正上方做记号,此点即为砂轮最轻点,放入第一个平衡块,并锁紧该平衡块. 4、剩下的平衡块,按照一定的角度放置,要点就是要靠近第一个平衡块,左右两侧都可以.具体要看平衡块的个数,直到砂轮达到静平衡为止. 5、注意第一个平衡块放好后就不能再去移动了,如果未达到静平衡就只能调整其他的平衡块.

尼木县13035827258： 简述砂轮的平衡方法?？
尧国护伊： 调平

尼木县13035827258： 磨床砂轮动平衡操作方法,需要在线调动平衡 - ？
尧国护伊： 即使是普通的低价位磨床,也可使您的磨床加工达到最佳的精密要求!砂轮动平衡仪通过调节磨床砂轮法兰平衡块,有效解决磨床振动问题,使振动降到最低.最佳平衡量达到0.01um.使其磨床减少噪声,提高加工零部件品质,延长主轴使用寿...