【技术实现步骤摘要】
一种冲压工件成形质量的在线监测方法与工具
[0001]本专利技术属于冲压成形工艺监测领域，具体涉及一种冲压工件成形质量的在线监测方法与工具，以及相应的冲压工件成形质量的可视化方法及其冲压设备。
技术介绍
[0002]在冲压加工工艺中，如何对加工过程进行成形质量监测一直是本领域技术人员面临的一个难题。由于冲压模具的封闭性，冲压工件加工通常在一个封闭的加工环境中快速完成；技术上难以实现冲压工件成形质量的直接测量，更无法对冲压工件的成形质量进行在线监测。
[0003]现有的冲压加工的工艺流程中，为了保证生产质量，往往需要由前端的生产部门按照预先制定的生产计划将样品加工出来。再送到后端的QA部门，由质检人员对加工出的冲压工件样品的成形质量进行缺陷检测。然后由QA部门的检查结果反馈至前端生产部门，由生产部门根据质检结果决定是否需要对生产工艺进行调整。
[0004]这种人工质检、反馈和修改工艺参数的流程工序冗长、效率低，耗时耗力，进而降低企业的生产效率和良品率，提高工件的生产成本。因此，如何在生产端设计一种可以对冲压工件...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种冲压工件成形质量的在线监测方法，其特征在于，其包括如下步骤：S01：获取当前冲压工件在指定工艺条件下的工艺能量图谱；所述工艺能量图谱以冲压深度h
p
和工艺能量E分别为横坐标和纵坐标，任意冲压深度h
p
和工艺能量E条件下的最大增厚率Δ
MTC
和最大减薄率Δ
MTN
为坐标点的状态属性；并根据坐标点的状态属性划分出所述工艺能量图谱中起皱区和破裂区的范围；S02：实时采集冲压工件在加工过程中的设备参数，包括冲压深度h
p
和冲压力F；S03：根据加工过程采集的实时冲压深度h
real
和实时冲压力F
real
计算出实时工艺能量E
real
：S04：根据当前冲压工件加工过程的实时冲压深度h
real
和实时工艺能量E
real
的状态变化，在工艺能量图谱中拟合出一条对应的状态轨迹；S05：根据当前冲压工件加工过程的状态轨迹在工艺能量图谱中的位置做出如下判断：(
ⅰ
)当状态轨迹既未经过破裂区，且未终止于起皱区时，判定当前冲压工件完全合格；(
ⅱ
)当状态轨迹仅经过破裂区时，判定当前冲压工件发生破裂；(
ⅲ
)当状态轨迹仅终止于起皱区时，判定当前冲压工件存在局部起皱；(
ⅳ
)当状态轨迹经过破裂区，且终止于起皱区时，判定当前冲压工件发生破裂且存在局部起皱。2.如权利要求1所述的冲压工件成形质量的在线监测方法，其特征在于：步骤S01中，所述工艺能量图谱由技术人员根据目标冲压工件在指定工艺条件下的样本参数预先生成；每个工艺能量图谱与特定类型的冲压工件及其指定的工艺条件一一对应；所述工艺能量图谱以冲压深度h
p
和工艺能量E分别为横坐标和纵坐标，任意冲压深度h
p
和工艺能量E条件下的最大增厚率Δ
MTC
和最大减薄率Δ
MTN
为坐标点的状态属性；并根据坐标点的状态属性划分出所述工艺能量图谱中起皱区和破裂区的范围。3.如权利要求2所述的冲压工件成形质量的在线监测方法，其特征在于：所述工艺条件包括材料属性和设备参数；所述材料属性包括冲压工件加工过程采用的板料的材料标号、形状、规格；所述设备参数指冲压工件加工过程中冲压设备预设的初始参数；当冲压工件的类型和工艺条件中的任意一项出现调整后，需要更新对应的工艺能量图谱。4.如权利要求1所述的冲压工件成形质量的在线监测方法，其特征在于：步骤S01中，工艺能量图谱中起皱区和破裂区的划分方法如下：(Ⅰ)以冲压深度h
p
为横坐标，工艺能量E为纵坐标绘制至少一个空白坐标系；(Ⅱ)根据当前冲压工件的工艺条件中冲压深度h
p
和工艺能量E间的约束关系，在空白坐标系中生成一个封闭的待填充区；(Ⅲ)利用一个经过训练的厚度变化量预测模型生成待填充区内每个坐标点对应的厚度变化量TV；所述厚度变化量预测模型的输入为冲压深度h
p
和工艺能量E，输出为厚度变化量TV，厚度变化量TV包括最大增厚率Δ
MTC
和最大减薄率Δ
MTN
；(Ⅳ)根据专家经验预先确定当前冲压工件在指定工艺条件下，加工过程的最大增厚率
Δ
MTC
的上限α
MTC
和最大减薄率Δ
MTN
的上限β
MTN
；(
Ⅴ
)将填充区内满足Δ
MTC
＞α
MTC
的所有坐标点构成的区域划分为起皱区；(
Ⅵ
)将填充区内满足Δ
MTN
＞β
MTN
的所有坐标点构成的区域划分为破裂区。5.如权利要求4所述的冲压工件成形质量的在线监测方法，其特征在于：所述厚度变化量预测模型采用基于Stacking集成学习框架搭建的预测网络经模型训练后得到；所述预测网络中的基模型选择XGBoost、LSTM、SVM和KNN；元模型选择XGBoost；搭建出的预测网络中，每个基模型的输入均为冲压深度h
...
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