一种螺丝拧紧曲线的异常分析方法技术

本发明专利技术公开了一种螺丝拧紧曲线的异常分析方法，解决了现有技术中只对拧紧曲线所处的三个阶段有总结说明，没有根据曲线具体的数字特征实现异常曲线的分类的技术问题，属于异常检测技术领域。本发明专利技术通过计算拧紧设备返回的力矩、角度相关数据，依托拐点、峰值、峰值个数的计算，计算力矩、角度数据相关统计特征、特定点的位置，同时运用标准差法进行离群判定，区分各类异常曲线。本发明专利技术实现自动挑选出异常螺丝的功能，极大节省了人工查看螺丝安装情况的时间精力，判断异常拧紧曲线的准确率达到90%。判断异常拧紧曲线的准确率达到90%。

【技术实现步骤摘要】
一种螺丝拧紧曲线的异常分析方法


[0001]本专利技术具体涉及一种螺丝拧紧曲线的异常分析方法，属于异常检测


技术介绍

[0002]螺纹连接是通过对螺纹件施加一定的扭矩，使被连接件受到足够的夹紧力，来保证被连接件在空载或负载的情况下，可靠、紧密地连接在一起。所以，夹紧力的大小（一般称作预紧力）是评价螺纹连接质量好坏的主要标准。过大的预紧力可能会导致螺纹件的断裂，或被连接件的压损；过小的预紧力则不能起到夹紧被连接件的作用，进而导致连接失效。
[0003]由于螺纹连接具有拆装方便、种类多样、连接高效的优点，汽车大部分零件通过螺纹连接。现有阶段，在车辆制造过程中零部件螺丝大多通过拧紧枪机器进行拧紧，但拧紧枪机器拧紧时有出错。考虑到车辆制造中螺丝的数量，通过人工检验拧紧枪机器是否出错是个极其庞大的工作量。
[0004]通过大量的拧紧值分析和总结，螺栓拧紧过程中的拧紧曲线特征可以有效反映特定的缺陷,然而现有技术只对拧紧曲线所处的三个阶段有总结说明，没有根据曲线具体的数字特征实现异常曲线的分类。
[0005]本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：1、现有技术中，只对拧紧曲线所处的三个阶段有总结说明，没有根据曲线具体的数字特征实现异常曲线的分类。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种螺丝拧紧曲线的异常分析方法，以解决现有技术中只对拧紧曲线所处的三个阶段有总结说明，没有根据曲线具体的数字特征实现异常曲线的分类的技术问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：本专利技术提供的一种螺丝拧紧曲线的异常分析方法，所述方法的步骤包括：S1，收集拧紧设备传输的力矩、角度值；S2，以角度值为自变量，力矩值为因变量，对力矩值进行平滑处理；S3，根据力矩、角度值，获得拐点、拐点角度值、拐点力矩值、角度最大值、力矩最大值；S4，根据拐点力矩值、角度最大值、力矩最大值进行异常判定；S5，输出拐点角度值、拐点力矩值、角度最大值、力矩最大值对应的标准差法判断结果；S6，根据角度最大值、力矩最大值的标准差法判断结果和拐点角度值进行预拧紧判定；S7，计算拐点前后力矩值和角度值的统计值，输出若干种拐点前后力矩值和角度值的统计值对应的标准差法判断结果；
S8，根据拧紧图像和角度最大值、拐点角度值、力矩最大值的标准差法判断结果以及若干种拐点前后力矩值的统计值对应的标准差法判断结果进行异常判定。
[0008]进一步地，所述标准差法使用3sigma函数进行判断。
[0009]进一步地，步骤S2的子步骤包括：S21，以角度值为自变量，力矩值为因变量；S22，利用卷积函数对力矩值进行平滑，窗口数设置为10。
[0010]进一步地，步骤S3的子步骤包括：S31，根据角度阈值、下降速率、初始角度、力矩阈值计算拐点；S32，计算拐点角度值、拐点力矩值、角度最大值、力矩最大值，所述拐点角度值为拐点处对应的角度值，所述拐点力矩值为拐点处对应的力矩值，所述角度最大值为拧紧设备传输的角度值的最大值，所述力矩最大值为拧紧设备传输的力矩值的最大值。
[0011]进一步地，拐点的计算方法为：按照角度阈值、下降速率、初始角度、力矩阈值挑选包，返回为一个包的起始点处的力矩值。
[0012]进一步地，步骤S4中，若拐点力矩值、角度最大值、力矩最大值任意一个为零，则判定为异常。
[0013]进一步地，步骤S5中，拐点角度值、拐点力矩值、角度最大值、力矩最大值的数值处于其同种值均值
‑
3倍标准差左侧区间则输出左侧标记值，处于其同种值均值+3倍标准差的右侧区间则输出右侧标记值，处于其同种值中间区间输出中间标记值。
[0014]进一步地，步骤S6中，若同时满足角度最大值对应所述左侧标记值、力矩最大值对应所述左侧标记值、拐点角度值位于角度值的较小的50%的范围内，则判定该曲线为预拧紧曲线。
[0015]进一步地，步骤S3中，获得的值还包括：拐点前的角度值列表、拐点后的角度值列表、拐点前的力矩值列表、拐点后的力矩值列表。
[0016]进一步地，步骤S7中，所述拐点前后力矩值和角度值的统计值包括：角度最大值点的力矩值、末端力矩值、拐点前的力矩值的最大值、 拐点前的力矩值的平均值、拐点前的力矩值的方差、拐点前的力矩值的标准差、拐点前的力矩值的中值、拐点前的力矩值的和、拐点后力矩值峰值、拐点后力矩值峰值个数、拐点后峰点间角度值跨度、拐点到力矩最大值点之间峰值个数、力矩值大于20的点之间峰值个数、力矩值超过20的第一个点或力矩值最大点到曲线末端点间峰值个数。
[0017]进一步地，所述末端力矩值为拧紧曲线上最后一个点的力矩值；获得所述拐点后力矩值峰值、拐点后力矩值峰值个数的方法为：用两种方法在拐点后的力矩值列表内寻找y峰值，求交集，获得所述拐点后力矩值峰值、拐点后力矩值峰值个数；获得所述拐点后峰点间角度值跨度的方法为：获得拐点后第一个峰到最后一个峰之间连续为0的点之间角度值跨度，所述跨度为角度值的差；获得所述拐点到力矩最大值点之间峰值个数的方法为：先寻找曲线上第一个力矩值大于20的点，如果力矩最大值不到20就寻找力矩最大
值，然后用两种方法寻找从拐点到力矩最大值点或第一个力矩值大于20的点之间的峰的个数；获得所述力矩值大于20的点之间峰值个数的方法为：寻找第一个力矩值大于20的点与最后一个力矩值大于20的点之间的峰的个数，力矩最大值不到20则峰值个数默认为1；获得所述力矩值超过20的第一个点或力矩值最大点到曲线末端点间峰值个数的方法为：获得力矩值超过20的第一个点或力矩最大值点到曲线末端点间峰值个数。
[0018]进一步地，将所述拐点前的力矩值的最大值、拐点前的力矩值的平均值、拐点前的力矩值的方差、拐点前的力矩值的标准差、拐点前的力矩值的中值、拐点前的力矩值的和、拐点后力矩值峰值个数使用标准差法进行判断，数值处于其同种值均值
‑
3倍标准差左侧区间则输出所述左侧标记值，处于其同种值均值+3倍标准差的右侧区间则输出所述右侧标记值，处于其同种值中间区间输出所述中间标记值。
[0019]进一步地，根据角度最大值对应的标准差法判断结果、是否属于预拧紧曲线判定螺纹连接件规格异常；根据拐点前的力矩值的平均值、角度最大值、拐点角度值、拐点力矩值、是否属于预拧紧曲线判定不垂直；根据力矩最大值对应的标准差法判断结果判定提前松手；根据拐点后峰点间角度值跨度判定滑扣；根据力矩最大值对应的标准差法判断结果、拐点前的力矩值的最大值对应的标准差法判断结果、拐点前的力矩值的方差对应的标准差法判断结果、拐点前的力矩值的标准差对应的标准差法判断结果、拐点前的力矩值的和对应的标准差法判断结果判定连接点粗糙；根据拐点到力矩最大值点之间峰值个数判定接触表面粗糙；根据力矩值大于20的点之间峰值个数、是否属于滑扣判定滑牙；根据力矩值超过20的第一个点或力矩值最大点到曲线末端点间峰值个数、角度最大值点的力矩值、末端力矩值判定尾端异常。
[0020]进一步地，角度最本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种螺丝拧紧曲线的异常分析方法，通过计算曲线具体的数字特征实现螺丝拧紧异常曲线的分类，其特征在于，所述方法的步骤包括：S1，收集拧紧设备传输的力矩、角度值；S2，以角度值为自变量，力矩值为因变量，对力矩值进行平滑处理；S3，根据力矩、角度值，获得拐点、拐点角度值、拐点力矩值、角度最大值、力矩最大值；S4，根据拐点力矩值、角度最大值、力矩最大值进行异常判定；S5，输出拐点角度值、拐点力矩值、角度最大值、力矩最大值对应的标准差法判断结果；S6，根据角度最大值、力矩最大值的标准差法判断结果和拐点角度值进行预拧紧判定；S7，计算拐点前后力矩值和角度值的统计值，输出若干种拐点前后力矩值和角度值的统计值对应的标准差法判断结果；S8，根据拧紧图像和角度最大值、拐点角度值、力矩最大值的标准差法判断结果以及若干种拐点前后力矩值的统计值对应的标准差法判断结果进行异常判定。2.根据权利要求1所述的一种螺丝拧紧曲线的异常分析方法，其特征在于，步骤S2的子步骤包括：S21，以角度值为自变量，力矩值为因变量；S22，利用卷积函数对力矩值进行平滑，窗口数设置为10。3.根据权利要求1所述的一种螺丝拧紧曲线的异常分析方法，其特征在于，步骤S3的子步骤包括：S31，根据角度阈值、下降速率、初始角度、力矩阈值计算拐点；S32，计算拐点角度值、拐点力矩值、角度最大值、力矩最大值，所述拐点角度值为拐点处对应的角度值，所述拐点力矩值为拐点处对应的力矩值，所述角度最大值为拧紧设备传输的角度值的最大值，所述力矩最大值为拧紧设备传输的力矩值的最大值。4.根据权利要求1所述的一种螺丝拧紧曲线的异常分析方法，其特征在于，步骤S4中，若拐点力矩值、角度最大值、力矩最大值任意一个为零，则判定为异常。5.根据权利要求1所述的一种螺丝拧紧曲线的异常分析方法，其特征在于，步骤S5中，拐点角度值、拐点力矩值、角度最大值、力矩最大值的数值处于其同种值均值
‑
3倍标准差左侧区间则输出左侧标记值，处于其同种值均值+3倍标准差的右侧区间则输出右侧标记值，处于其同种值中间区间输出中间标记值。6.根据权利要求5所述的一种螺丝拧紧曲线的异常分析方法，其特征在于，步骤S6中，若同时满足角度最大值对应所述左侧标记值、力矩最大值对应所述左侧标记值、拐点角度值位于角度值的较小...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜阿卫，刘珍茹，类宏伟，
申请(专利权)人：启明信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：