薛 兵，张琳娜，郑 鹏，薛靖雯

（郑州大学 机械工程学院，河南 郑州 450001）

1 引言

精密磨削加工过程中，磨床砂轮的振动不平衡会对磨削加工造成不利影响。不仅会影响被加工工件的表面质量，导致废品率升高，还会影响砂轮及磨床的使用寿命。目前，砂轮平衡采取的主要措施是安装前的静平衡，主要依靠工人的技术经验，操作繁琐，精度差。在磨加工过程中，砂轮的磨损、冷却液的吸附还会引起砂轮的振动不平衡。随着当前精密技术的发展和工业自动化水平的提高，日益要求解决砂轮的动平衡问题，砂轮动平衡仪应运而生[1]。它能够在磨加工过程中在线监测砂轮的振动不平衡量，并将测量数据反映给动平衡仪，从而控制动平衡头，实现磨床砂轮的动平衡补偿。

DPH-1型测控仪是东京精密与中原精密早起合作生产的产品。其以振动幅值、相位为参数，采用逐步寻优的平衡算法来调整加工过程中出现的不平衡量，虽然精度较高但耗时长，效率低下，亟需寻找一种新的控制算法对产品进行升级换代。

变结构控制是自动控制系统一种普遍的设计方法。它可以在动态过程中，根据系统的当前状态有目的的不断变化，迫使系统按照预定“滑动模态”的状态轨迹运动[2]。在分析磨床砂轮动平衡测控仪的结构特点和工作原理的基础上，进一步研究平衡头的控制策略。提出以变结构控制理论为基础，采用基于组合趋近律的滑模变结构控制方法，来实现磨床砂轮的在线动平衡，通过实验验证并与现有平衡头控制策略作分析比较，验证了滑模变结构控制算法能够在较短时间内补偿磨床砂轮的振动不平衡量，精度达到（0～0.2）μm，有效提高了动平衡效率。……