動(dòng)平衡是旋轉(zhuǎn)類(lèi)產(chǎn)品生產(chǎn)、制造過(guò)程中必須解決的一個(gè)基本的共性問(wèn)題，其優(yōu)劣程度直接決定產(chǎn)品的工作性能、使用壽命，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生巨大的影響。據(jù)國(guó)內(nèi)外統(tǒng)計(jì)資料表明，輸送機(jī)鏈輪組件的故障40%與振動(dòng)有關(guān)，而這些振動(dòng)多數(shù)是由鏈輪的動(dòng)不平衡所造成。

動(dòng)平衡校正分為平衡稱(chēng)量(測(cè)量)和動(dòng)平衡去重(加工)兩個(gè)基本過(guò)程，即在完成不平衡量和相位測(cè)量的基礎(chǔ)上，采用一定的加工方式完成不平衡量的消除。一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，由于先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)和數(shù)控加工一體化的動(dòng)平衡校正策略，即通過(guò)動(dòng)平衡的自動(dòng)測(cè)量，然后將測(cè)量結(jié)果以一定的通訊方式傳輸給數(shù)控加工設(shè)備，控制其完成對(duì)工件的銑削，達(dá)到動(dòng)平衡自動(dòng)校正的目的。在20世紀(jì)80年代就出現(xiàn)了包括上料、測(cè)量、加工、質(zhì)量評(píng)價(jià)和分篩等多工位組成的動(dòng)平衡校正一體化設(shè)備，在校正效率、校正精度和校正質(zhì)量穩(wěn)定性等方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，成為動(dòng)平衡校正技術(shù)和輸送機(jī)的發(fā)展主流及方向。

1、鏈輪組件動(dòng)平衡校正理論

在生產(chǎn)過(guò)程中，由于材料密度分布不均勻、加工毛坯的缺陷、加工誤差、裝配誤差和設(shè)計(jì)誤差等眾多原因都會(huì)使工件質(zhì)量分布不均勻而形成一定的偏心，導(dǎo)致在旋轉(zhuǎn)時(shí)因受到慣性的作用產(chǎn)生離心力。

鏈輪組件不平衡具有4中基本類(lèi)型：靜不平衡、力偶不平衡、動(dòng)不平衡和準(zhǔn)靜不平衡。鏈輪組件存在靜不平衡時(shí)，不平衡只是作用在鏈輪組件的徑向平面上，并具有以下特點(diǎn)：

(1)只要當(dāng)鏈輪組件的中心慣性軸線相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線平行位移時(shí)，鏈輪組件就會(huì)存在靜不平衡；

(2)鏈輪組件存在靜不平衡時(shí)，其旋轉(zhuǎn)軸線與中心主慣性線是平行的；

(3)鏈輪組件僅存在靜不平衡的情況下，當(dāng)其旋轉(zhuǎn)時(shí)，在鏈輪組件上只存在通過(guò)重心的不平衡質(zhì)量m所產(chǎn)生的離心力，及靜不平衡力，而不平衡力偶為零；

(4)存在靜不平衡質(zhì)量mr時(shí)，在靜止?fàn)顟B(tài)，鏈輪組件的重心相對(duì)旋轉(zhuǎn)軸向的偏移量為e；

(5)不平衡在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)可以觀察到，并可在重心平面內(nèi)與不平衡量反方向上加一單個(gè)重物或在同方向上減去一質(zhì)量進(jìn)行校正。

2、鏈輪組件傳動(dòng)平衡校正的實(shí)現(xiàn)

圖1為動(dòng)平衡自動(dòng)校正系統(tǒng)框圖，主要由動(dòng)平衡測(cè)量模塊、動(dòng)平衡加工模塊以及用于工件切換的機(jī)械手等組成。

圖1  輸送機(jī)動(dòng)平衡自動(dòng)校正原理框圖

系統(tǒng)的測(cè)控單元由基于工控機(jī)系統(tǒng)和PLC控制模塊組合而成。工件切換機(jī)械手通過(guò)PLC控制模塊實(shí)現(xiàn)。此機(jī)械手具有上下移動(dòng)、水平面內(nèi)180°旋轉(zhuǎn)、對(duì)工件的夾緊和放松及推料進(jìn)退功能，在PLC控制下可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、自動(dòng)等多種工作方式。系統(tǒng)通電后，通過(guò)旋轉(zhuǎn)按鈕選擇手動(dòng)或自動(dòng)，若是手動(dòng)則執(zhí)行手動(dòng)成型，否則執(zhí)行自動(dòng)程序。PLC控制模塊主要用于系統(tǒng)中開(kāi)關(guān)量的檢測(cè)盒開(kāi)關(guān)型控制信號(hào)的發(fā)布，通過(guò)串口通訊實(shí)現(xiàn)與測(cè)量模塊及加工模塊的信息交換，獲取系統(tǒng)一些工作的狀態(tài)信息，完成對(duì)三相異步主軸電機(jī)、氣缸和氣動(dòng)馬達(dá)等的開(kāi)、關(guān)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)加工刀具的驅(qū)動(dòng)、測(cè)量模塊與加工模塊之間的工件切換、壓緊和定位等多種操作，從而對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。

本文從動(dòng)平衡自動(dòng)校正理論入手，分析了針對(duì)輸送機(jī)鏈輪組件的動(dòng)平衡原理與動(dòng)平衡校正方法。提出了一種動(dòng)平衡自動(dòng)校正一體化系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案，并對(duì)方案中具體單元模塊進(jìn)行了分析與規(guī)劃。