小型电机转子全自动平衡机的设计与实现主要涉及到以下几个关键方面：

工作原理：

电机转子动平衡机的工作原理主要包括振动分析、不平衡量测量、调整计算、平衡调整和验证测试等步骤1。

全自动动平衡机通过振动传感器或振动检测系统对电机转子的振动信号进行分析，获取振动的特征参数，如振动幅值、相位和频率等1。

根据振动信号的分析结果，测量电机转子的不平衡量，即不平衡质量和其位置1。

根据测量得到的不平衡量，通过计算和分析确定需要添加或去除的平衡质量及其位置1。

使用相应的平衡质量进行电机转子的平衡调整，最后对调整后的电机转子进行验证和测试，以确保达到预期的平衡效果2。

系统组成：

全自动动平衡机通常包括硬件系统和软件系统。硬件系统主要包括单片机及其外围电路、PLC及触摸屏、动平衡机、机械手和刀具等，这五部分共同实现了系统的全自动化3。

控制系统用于控制整个平衡机的运行，通常由计算机和单板机等技术实现。它可以实时监测电机转子的平衡情况，并通过控制加重和减重系统，使得电机转子达到平衡状态2。

功能与过程：

操作人员把小型转子放在小型动平衡机的支撑上，单片机判断当前支撑上是否确有转子存在，如果判断有则向PLC发出信号让PLC发出脉冲串驱动步进电机。

步进电机通过聚氨脂圈带带动转子转动，单片机记住产生第一个脉冲的键槽（即参考槽，以后自动定位用)。当转子转速达到设定转速时，通知单片机进行数据采集，数据采集完之后通过串行口送给PLC。

PLC进行SDFT运算，计算出转子不平衡量的幅值以及相对于参考槽的角度，然后PLC通过改变所发脉冲的周期逐渐降低转子的转速到设定值，再发出一串脉冲后，转子一端的不平衡点正好转到最下面（即实现转子的自动定位)3。

PLC控制机械手把定位好的转子拿到去重机上，压紧转子后控制铣刀加工转子的一端，然后再加工另一端。整个过程除了初始和结束时需要人工转移转子外，基本上是一个全自动系统。

设计与实现的创新：

某些企业如杭州集智机电股份有限公司已经成功开发出具有完全自主知识产权的全自动平衡机，这些设备在加工效率、稳定性、互换性等方面都有本质性的突破，并已经申请了国家专利3。

请注意，由于不同制造商的设计和实现方式可能有所不同，以上内容仅提供了一般性的概述。具体的设计和实现细节可能需要根据实际情况进行调整和优化。