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基于SOC的动平衡检测系统的研究与实现
资料介绍
在电机类产品中，转子由于制造、装配、材质等各种原因，会引起质量分布不均匀。这样转子在旋转时，其中心惯性主轴就会偏离其旋转轴线，从而产生不平衡。转子不平衡会使设备产生各种噪声、振动，也会加速零件的老化，降低机器的使用寿命。因此，转子一般在生产中会进行平衡检测和校正。目前中小型转子生产厂家大都采用独立的动平衡仪进行平衡检测，由人工进行平衡校正，工作量大、精度低。研制一种低成本全自动的动平衡检测和校正系统是该类企业的迫切需求。本文提出了一种全自动的动平衡检测与校正的设备设计方案，设计并实现了基于SOC的动平衡检测系统，该系统可以与校正设备组成自动化的加工中心。
硬件方面，采用SOC单片机C8051F020为控制器，设计了振动信号和光电信号调理电路以及相关外设电路。在振动信号调理部分，设计了窄带跟踪带通滤波器、放大器和差分采集电路，实现了从包含各种噪声的原始信号中有效提取转子不平衡振动信号。在光电信号调理部分，设计了比较器和光电耦合电路，实现了对基准信号的整形和降压。在外设电路部分，设计了键盘、液晶接口以及和PLC的通讯电路，实现了良好的人机交互与通讯功能。
软件方面，使用快速傅里叶算法有效提取了振动信号的幅值和相位，并对相位误差和特殊相位角进行了分析处理;采用双面加重影响系数平衡法对系统进行标定，并使用二分法求解影响系数;通过软件实现对振动信号的程控放大，并通过影响系数计算转子不平衡量的大小和位置;采用HostLink协议设计了与加工设备的PLC实时通信的程序，将不平衡量的数据发给PLC，由PLC控制加工设备实现转子的平衡校正。
经过测试和现场调试，本检测系统的测量精度在30mg以内，达到了中小型转子生产企业的使用精度要求，且其成本低、稳定性较好，满足课题动平衡检测部分的设计要求。
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