一种智能旋压加工控制方法技术

一种智能旋压加工控制方法，包括：数据采集步骤，使用数据采集机构采集加工数据，并将该数据传送至控制器；加工标准热源模型建立步骤，控制器通过有限元建模方法，参照仿真成形过程，建立加工标准热源模型；数据处理步骤，控制器将接收到的实时数据与加工标准热源模型进行比较并进行数据处理，得到初步控制信号，并传送至控制执行机构；闭环控制步骤，控制执行机构控制加热机构对工件进行加工，数据采集机构获得工件在加工时的反馈数据信息并发送至控制器，控制器通过将初步控制信号和反馈数据信息进行闭环控制算法处理生成调整控制信号并发送至控制执行机构；加工调整步骤，控制执行机构根据调整控制信号控制加热机构对工件进行加工。件进行加工。件进行加工。

【技术实现步骤摘要】
一种智能旋压加工控制方法


[0001]本申请涉及加工制造领域，具体涉及一种智能旋压加工控制方法。

技术介绍

[0002]高强度薄壁壳体是航空航天、核工业、石油及化工领域的一种必需的典型零件，例如发动机壳体、助推器壳体核一、核二级不锈钢无缝管、换热管、溢流管、蒸汽发生器、油气管、油井管、物料输送管等。高强度薄壁壳体的制造水平是决定相关设备的精度和可靠性的关键指标。
[0003]高强度薄壁壳体的整体热旋压成形技术是制造高端无缝精密管材的最佳工艺方法，旋压成形是一种典型的局部加载成形技术，具有能耗小、模具寿命长、产品精度高等特点，是加工高强度薄壁空心壳体件的有效方法，己广泛应用于航天、航空、船舶、兵器等制造领域。但是，由于旋压对变形温度和变形速率的要求极其严格，热旋压过程中易产生起皱、裂纹或加工变形等缺陷，变形程度较大时工件成形难度极大。
[0004]目前开发的旋压装备和设计的加工工艺所采用的编程数控技术，对每一种工件都需要人工反复调试工艺参数，如进给速度，旋压轨迹曲线的参数，旋压道次数等，要求操作者具有丰富的旋压工艺经验，加工过程中遇到环境条件变化影响加工质量时，机床控制系统无法实时做出调整，导致加工效率较低，成品率较低。

技术实现思路

[0005]为了解决上述现有技术中的问题，本专利技术的目的在于提供一种智能旋压加工控制方法，以能够实现提高目前旋压加工的工艺可靠性，提高旋压加工的成品质量。
[0006]根据本专利技术的一个实施方式提供了一种智能旋压加工控制方法，其特征在于包括以下步骤：数据采集步骤，使用数据采集机构采集加工数据，包括加工区域的图像数据和温度数据，并将该加工数据传送至控制器；加工标准热源模型建立步骤，控制器使用接收到的加工数据，通过有限元建模方法，参照仿真成形过程，调整得到最佳仿真加工效果，从而建立加工标准热源模型；数据处理步骤，控制器对从数据采集机构接收到的当前的实时加工数据与所述加工标准热源模型进行比较并进行数据处理，得到初步控制信号，且将该初步控制信号传送至控制执行机构；闭环控制步骤，所述控制执行机构根据接收到的初步控制信号控制加热机构对工件进行加工，所述数据采集机构获得工件在加工时的反馈数据信息，并将该反馈数据信息发送至控制器，控制器通过将所述控制信号和接收到的反馈数据信息进行闭环控制算法处理生成调整控制信号并发送至控制执行机构；加工调整步骤，控制执行机构根据所述调整控制信号控制加热机构对工件进行调整加工。
[0007]可选地，根据另一个实施方式，所述方法还包括：加工控制数据库建立步骤，存储器接收和存储由所述数据采集机构获得的加工参数和数据信息，用于在之后对加工过程进行查询和调用。
[0008]可选地，根据另一个实施方式，在所述数据采集步骤和所述闭环控制步骤中，使用
红外热成像仪作为数据采集机构。
[0009]可选地，根据另一个实施方式，在所述数据采集步骤，控制器对数据采集机构传入的视频形式的加工数据在一定的时间序列上抽取图片，该抽取的图片通过图像处理算法来实时获取加工区域的位置以及在加工区域的平均温度信息，再将该获取的加工区域的位置以及在加工区域的平均温度信息作为图像数据和温度数据用于所述加工标准热源模型建立步骤。
[0010]可选地，根据另一个实施方式，所述加热机构包括喷枪、调节喷枪的出气量的出气流量阀以及夹取并移动喷枪的机械臂，且所述初步控制信号以及调整控制信号包括控制加热机构的机械臂移动的信号和控制出气流量阀的出气量的信号。
[0011]可选地，根据另一个实施方式，所述闭环控制步骤中所述数据采集机构获得工件在加工时的反馈数据信息包括喷枪的工作位置信息和工件加工时的温度信息。
[0012]可选地，根据另一个实施方式，在所述闭环控制步骤中，数据采集机构反馈的工件在加工时的温度信息为加工区域的精确温度，所述闭环控制算法处理包括通过滞回控制将该加工区域的精确温度与所述加工标准热源模型的标准加工温度进行比较获得调整控制信号。
[0013]可选地，根据另一个实施方式，在所述闭环控制步骤中的滞回控制包括：设置标准加工温度和具有两个不相等的阈值的滞回控制区间，分别为正阈值和负阈值；当反馈的加工区域的精确温度高于标准加工温度且温度偏差超过正阈值时，控制器输出调整控制信号至所述控制执行机构，以操作加热机构的机械臂运动一个步长，使得机械臂带动喷枪远离加工区域一定的距离，从而控制加工区域的精确温度下降至标准加工温度；当反馈的加工区域的精确温度低于标准加工温度且温度偏差超过负阈值时，控制器输出调整控制信号至所述控制执行机构，以操作加热机构的机械臂运动一个步长，使得机械臂带动喷枪靠近加工区域一定的距离，从而控制加工区域的精确温度上升至标准加工温度。
[0014]可选地，根据另一个实施方式，在所述闭环控制步骤中，所述反馈数据信息包括加工区域的精确温度和工件的整体热分布，所述闭环控制算法处理包括将该加工区域的精确温度和工件的整体热分布采用模糊控制和PID控制相结合的控制算法耦合在一起并与初步控制信号进行比较以获得调整控制信号。
[0015]与现有技术相比，根据本专利技术的实施方式提供的智能旋压加工控制方法至少具有以下优点:提高旋压加工的工艺可靠性，提高旋压加工的成品质量，提高成品率，提高加工效率，减少加工成本，并且降低所需劳动强度和减少加工环境对工人身体的影响，通过完善的数据库进一步提高加工处理效率和维护效率。
[0016]通过参考附图和以下说明，本专利技术的其它装置、设备、系统、方法、特征和优点将是明显的。包括在本说明书中的所有的另外的这种系统、方法、特征和优点都在本专利技术的范围内，且由所附权利要求保护。
附图说明
[0017]通过参考附图可更好地理解本专利技术。图中的构件不应视作按比例绘制，重点应放在示出本专利技术的原理上。
[0018]图1为根据本专利技术的一个实施方式提供的智能旋压加工控制方法的流程图；
[0019]图2为根据本专利技术的另一个实施方式提供的智能旋压加工控制方法的流程图；
[0020]图3为应用根据本专利技术的一个实施方式的一个示例性实施例的智能旋压加工控制系统的示意图；
[0021]图4为应用根据本专利技术的一个实施方式的一个示例性实施例中工件在加工过程中的温度数据曲线的示意图。
具体实施方式
[0022]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要注意的是，除非另有说明，本专利技术使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域技术人员所理解的通常意义。
[0023]下面结合附图对根据本专利技术的实施方式所提供的智能旋压加工控制方法进行详细说明。图1为根据本专利技术的一个实施方式提供的智能旋压加工控制方法的流程图。图2为根据本专利技术的另一个实施方式提供的智能旋压加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能旋压加工控制方法，其特征在于包括以下步骤：数据采集步骤，使用数据采集机构采集的加工数据，包括加工区域的图像数据和温度数据，并将该加工数据传送至控制器；加工标准热源模型建立步骤，控制器使用接收到的加工数据通过有限元建模方法，参照仿真成形过程，调整得到最佳仿真加工效果，从而建立加工标准热源模型；数据处理步骤，控制器将从数据采集机构接收到的当前的实时加工数据与所述加工标准热源模型进行比较并进行数据处理，得到初步控制信号，且将该初步控制信号传送至控制执行机构；闭环控制步骤，所述控制执行机构根据接收到的初步控制信号控制加热机构对工件进行加工，所述数据采集机构获得工件在加工时的反馈数据信息，并将该反馈数据信息发送至控制器，所述控制器通过将所述初步控制信号和接收到的反馈数据信息进行闭环控制算法处理生成调整控制信号并发送至所述控制执行机构；加工调整步骤，所述控制执行机构根据所述调整控制信号控制加热机构对工件进行调整加工。2.如权利要求1所述的智能旋压加工控制方法，其特征在于所述方法还包括：加工控制数据库建立步骤，使用存储器接收和存储由所述数据采集机构获得的加工参数和数据信息，用于在之后对加工过程进行查询和调用。3.如权利要求1所述的智能旋压加工控制方法，其特征在于在所述数据采集步骤和所述闭环控制步骤中，使用红外热成像仪作为数据采集机构。4.如权利要求1所述的智能旋压加工控制方法，其特征在于在所述数据采集步骤，控制器对数据采集机构传入的视频形式的加工数据在一定的时间序列上抽取图片，该抽取的图片通过图像处理算法来实时获取加工区域的位置以及在加工区域的平均温度信息，再将该获取的加工区域的位置以及在加工区域的平均温度信息作为图像数据和温度数据用于所述加工标准热源模型建立步骤。5.如权利要求1所述的智能旋压加工控制方法，其特征在于：所述方法中使...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐东，王东坡，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：