高端数控机床的高精度、高速度、高智能化是机床行业技术、装备制造业发展水平的重要标志。机床主轴更是数控机床的关键部件,高速主轴动不平衡造成的振动是导致机器加工精度降低、产生噪声的主要因素。即使精度高、平衡良好机床主轴,仍会存在设计、制造、工件装夹、磨损、负载冲击等原因破坏原有平衡状态。应用高速主轴在线动平衡技术,实时监测主轴运行状态,抵消不平衡量,实现快速、高效、精准平衡,为减少机械故障,确保安全生产具有重要意义。本文以内置电磁滑环式动平衡系统和电机驱动机械式平衡系统为研究对象,解决高速主轴运行过程出现的两个问题:一是噪声和振动对主轴加工精度产生影响;二是平衡装置配重块移动路径有不足之处,平衡过程出现错调、平衡时间长。论文主要内容包括:(1)基于LabVIEW软件进行主轴在线动平衡振动信号提取与分析。对主轴振动信号噪声消除、信号滤波预处理和采样、量化、截取后处理,应用不同振动基频信号提取方法,提取基频振动信号幅值和相位。通过实验验证与对比分析,选择最佳振动信号幅值、相位提取方法。(2)研究高速主轴影响系数法在线动平衡理论,对影响系数法在线调控过程影响因素主轴转速、试加质量块大小、相位进行分析。计算与补偿主轴不平衡量,达到主轴在线动平衡精准调控目的。(3)高速主轴在线动平衡实验研究与调控影响因素验证。基于SYL04H-1型车床主轴实验研究结果表明:调控过程主轴振动幅值平均下降86.7%,平衡精度明显提高。验证主轴转速、试重质量大小、试加角度等影响因素对在线动平衡调控的影响。结果表明:主轴1800r/min转速区间对实验平台振动影响大;从实验验证振动幅值的变化量与试重块放置角度两参数直接决定影响系数大小,间接影响主轴在线动平衡效果,影响系数越大,降幅效果就更加明显。主轴转速升降方式影响主轴系统动平衡效率。改进试加质量块经验公式能够解决主轴运行过程振动过大问题。应用电机驱动机械式平衡装置,进行平衡头配重块移动策略分析,选出最佳质量块移动策略,解决质量块移动过程出现错调、平衡时间长问题。