一种用于螺栓联接的拧紧力矩自适应补偿方法技术

本发明专利技术涉及一种用于螺栓联接的拧紧力矩自适应补偿方法，属于机械加工技术领域。本方法识别动态环境变化(加工精度、润滑程度、上一工艺残留碎屑等)对拧紧力阈值影响规律，对螺栓拧紧力进行自适应迭代更新补偿，以适应不断变化的装配环境以及实时改变的加工精度对拧紧力矩的要求。本方法模仿人类专家思考和记忆，提取建立自适应补偿方法，从样本数据中自学习数据规律，并启发训练、记忆存储和提取，从而估计下一时刻拧紧力矩值。本方法将加工精度、润滑条件等动态环境变化纳入补偿方法建立过程，提高了方法的普适性和精确度。

An Adaptive Compensation Method for Tightening Torque of Bolt Connection

The invention relates to an adaptive compensation method for tightening moment of bolt connection, belonging to the technical field of mechanical processing. This method identifies the influence of dynamic environment changes (processing accuracy, lubrication degree, residual debris of the previous process, etc.) on the tightening force threshold. The tightening force of bolts is compensated by adaptive iteration to adapt to the changing assembly environment and the requirement of tightening moment for real-time changing processing accuracy. This method imitates the thinking and memory of human experts, extracts and establishes an adaptive compensation method, learns data rules from sample data, and enlightens training, memory storage and extraction, so as to estimate the tightening moment value at the next moment. This method incorporates dynamic environmental changes such as machining accuracy and lubrication conditions into the process of establishing compensation methods, which improves the universality and accuracy of the methods.

【技术实现步骤摘要】
一种用于螺栓联接的拧紧力矩自适应补偿方法
本专利技术涉及一种用于螺栓联接的拧紧力矩自适应补偿方法，属于机械装备

技术介绍
螺栓联接是装配体最为常见和广泛的连接形式，螺栓联接的合格与否直接影响着产品装配质量和装配效率。工程实际中，通常采用控制拧紧力矩的方式实现螺栓拧紧。拧紧力矩值求解一般有理论公式法和实验获取法两种，但上述方法都有相应缺陷和不足：关于理论公式法，目前通用的理论公式过于理想，并未考虑复杂的实际情况(如螺纹加工精度、螺纹副摩擦系数以及润滑程度)；实验获取法则无法适应条件不断变化的实际环境，一旦螺栓品种规格更替或装配环境与训练环境有差异，那么之前计算的拧紧力矩值将毫无参考意义。因此，螺栓拧紧问题依然是装配过程的质量和效率瓶颈。传统的专家系统通过建立海量专家知识和规则结构来实现对现有状态下的值预估，一方面该专家系统建立难度大，另一方面一旦环境中出现知识库里没有的情况则专家系统无法得出结论，整个系统缺乏自适应性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种用于螺栓联接的拧紧力矩自适应补偿方法，用于识别动态环境变化(加工精度、润滑程度、上一工艺残留碎屑等)对拧紧力阈值影响规律，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于螺栓联接的拧紧力矩自适应补偿方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)采集多个螺栓在拧紧时分别所需的拧紧力矩，并分别记录拧紧时的环境属性，包括螺栓的加工精度、润滑度、表面碎屑和环境温度，多个螺栓所需的拧紧力矩组成一个向量，记为H＝{h1,h2,…,hc}，对向量中的每一拧紧力矩进行延展升维，得到一个f×1维度的拧紧力矩向量：H1＝(h1,h1,…,h1)TH2＝(h2,h2,…,h2)T

【技术特征摘要】
1.一种用于螺栓联接的拧紧力矩自适应补偿方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)采集多个螺栓在拧紧时分别所需的拧紧力矩，并分别记录拧紧时的环境属性，包括螺栓的加工精度、润滑度、表面碎屑和环境温度，多个螺栓所需的拧紧力矩组成一个向量，记为H＝{h1,h2,…,hc}，对向量中的每一拧紧力矩进行延展升维，得到一个f×1维度的拧紧力矩向量：H1＝(h1,h1,…,h1)TH2＝(h2,h2,…,h2)THc＝(hc,hc,…,hc)T其中，f为延展升维后得到拧紧力矩向量的长度值，f取值大于所记录的环境属性的个数，c为螺栓个数，上标T为向量转置；(2)根据上述拧紧力矩向量，建立一个意识反应模型，表达式如下：yi(n)＝Hi(n)+αWHi(n)其中，yi(n)为第i个螺栓的拧紧力矩向量在意识反应模型中第n次迭代下超立方体空间上的坐标位置表示，α为拧紧力矩调整因子，取值范围为[0,1]，n为意识反应模型的迭代次数，V为意识反应模型的门限值，表示意识反应模型的超立方体边缘点，Hi(n)为对第i个螺栓的拧紧力矩进行延展后得到的向量，Hi,j(n)为第n次迭代下第i个螺栓的第j个拧紧力矩，j＝1,2,…,f，W是f×f矩阵，f为延展升维后得到拧紧力矩向量的长度值,即为意识反应模型中为神经元数目，W满足如下条件，以保证聚类角点拥有吸引力：W＝WTλmin≥0，λmim为W的最小特征值ωi,j是W的第i行第j列元素值ε是正常数，为超立方体函数，用于限制意识反应模型的超立方体边界；(3)向上述意识反应模型中输入步骤(1)的f×1维度的拧紧力矩向量，得到第i个螺栓的拧紧力矩分类标记Hi(n)，重复本步骤，得到所有螺栓的拧紧力矩分类标记；(4)根据步骤(3)所有螺栓的拧紧力矩分类标记，利用下式，计算步骤(1)中拧紧时螺栓的加工精度、润滑度、表面碎屑和环境温度的Gini指标：其中，e是步骤(1)的环境属性的序号，d是同一聚类角点的拧紧力矩值个数，l是在同一聚类角点中拧紧力矩序号，p为比率，是指以环境属性e作为分类标准，对步骤(2)的意识反应模型聚类角点上的聚类值即拧紧力矩进行分类，分到各环境属性序号的拧紧力矩个数占总拧紧力矩个数的比率；一个聚类角点上的所有拧紧力矩向量构成一个聚类集，计算每一个聚类集与各环境属性相对应的Gini指标，以与该聚类...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯平法，张建富，罗文涛，郁鼎文，吴志军，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11