【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及汽車零部件磨削控制，具體為一種汽車零部件磨削控制系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的制造過程中，氣缸孔和接合面的加工精度直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能、密封性和使用壽命。氣缸孔作為發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部件之一，其形狀和尺寸的精度要求非常高，任何微小的誤差都可能導(dǎo)致氣缸的密封不嚴(yán)，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比和功率輸出。因此，精確的氣缸孔磨削技術(shù)是保證發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量和性能的關(guān)鍵。
2、在磨削過程中，定位系統(tǒng)的精度直接影響到磨削路徑的準(zhǔn)確性。傳統(tǒng)的定位方法通常采用機(jī)械式的定位方式，容易受到磨削過程中振動(dòng)、摩擦等因素的干擾，導(dǎo)致位置誤差的積累。且氣缸孔和接合面的加工通常需要較高的切削應(yīng)力，尤其是在磨削過程中，切削應(yīng)力主要由磨粒與工件表面之間的相互作用產(chǎn)生。隨著切削應(yīng)力的增大，工件的局部區(qū)域會(huì)發(fā)生變形，特別是在磨削過程中，工件由于應(yīng)力的作用，會(huì)出現(xiàn)塑性形變或彈性形變。材料在受熱時(shí)會(huì)發(fā)生膨脹，尤其是鋁合金、鑄鐵等材料在高溫下膨脹較為顯著。由于這些材料在加工過程中沒有充分的熱補(bǔ)償措施，溫度變化會(huì)引起工件尺寸的波動(dòng)，導(dǎo)致氣缸孔或接合面的加工尺寸超出設(shè)計(jì)公差范圍。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)提供了一種汽車零部件磨削控制系統(tǒng)，以解決
技術(shù)介紹
中提到的問題。
2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本專利技術(shù)通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種汽車零部件磨削控制系統(tǒng)，包括定位調(diào)整模塊、動(dòng)態(tài)形變檢測(cè)模塊、磨削特性分析模塊以及綜合優(yōu)化控制模塊；
3、所述定位調(diào)整模塊，用于通過高精度激光測(cè)距
4、所述動(dòng)態(tài)形變檢測(cè)模塊，用于采用應(yīng)變傳感器采集獲取的缸體或缸蓋在磨削區(qū)域內(nèi)的形變量數(shù)據(jù)，以分析獲取形變特性因子ftyz并評(píng)估，以計(jì)算獲取第一修正值或第二修正值對(duì)第一調(diào)焦指令、第一平移指令和第一旋轉(zhuǎn)指令進(jìn)行相對(duì)應(yīng)修正；
5、所述磨削特性分析模塊，用于記錄磨削過程中的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，包括切削應(yīng)力波動(dòng)量、切削溫度分布、冷卻劑流量變化以及表面光潔度特性，生成第一數(shù)據(jù)集并構(gòu)建綜合磨削質(zhì)量指數(shù)mzqs；
6、所述綜合優(yōu)化控制模塊，用于設(shè)置質(zhì)量評(píng)估閾值kq，質(zhì)量評(píng)估閾值kq與綜合磨削質(zhì)量指數(shù)mzqs進(jìn)行對(duì)比，生成加工質(zhì)量等級(jí)，并根據(jù)加工質(zhì)量等級(jí)調(diào)整包括磨削深度、工件進(jìn)給速度和冷卻系統(tǒng)參數(shù)。
7、優(yōu)選的，所述定位調(diào)整模塊包括定位單元、激光測(cè)距單元和坐標(biāo)構(gòu)建單元；
8、定位單元用于利用安裝在機(jī)械臂上的高精度視覺識(shí)別攝像頭，對(duì)缸體或缸蓋的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行初始識(shí)別，確定氣缸孔和接合面的相對(duì)位置，獲取初步位置信息；
9、激光測(cè)距單元用于通過激光測(cè)距裝置對(duì)氣缸孔和接合面的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行多次測(cè)量，獲取待磨削區(qū)域的空間位置數(shù)據(jù)；
10、坐標(biāo)構(gòu)建單元用于基于定位單元和激光測(cè)距單元提供的空間位置數(shù)據(jù)以及初步位置信息，建立三維坐標(biāo)系，并在三維坐標(biāo)系中標(biāo)記氣缸孔和接合面的位置及邊界。
11、優(yōu)選的，所述定位調(diào)整模塊還包括初始指令單元，所述初始指令單元用于與三維坐標(biāo)系中的數(shù)據(jù)進(jìn)行交互，并通過機(jī)械臂控制系統(tǒng)，確定磨削區(qū)域的中心點(diǎn)及磨削路徑，并獲取第一調(diào)焦指令、第一平移指令和第一旋轉(zhuǎn)指令；
12、所述初始指令單元包括第一調(diào)焦指令生成子單元，所述第一調(diào)焦指令生成子單元用于通過以下步驟獲取所述第一調(diào)焦指令：
13、s11、位置數(shù)據(jù)解析：解析磨削區(qū)域的中心點(diǎn)及三維坐標(biāo)系中的數(shù)據(jù)，提取中心點(diǎn)在z軸的目標(biāo)高度；
14、s12、根據(jù)機(jī)械臂上磨削工具的當(dāng)前高度和目標(biāo)高度，計(jì)算所需的對(duì)焦偏移量，具體為：
15、s13、根據(jù)所需的對(duì)焦偏移量，設(shè)定機(jī)械臂上磨削工具的調(diào)焦的z軸移動(dòng)步長(zhǎng)和z軸移動(dòng)速度，獲得最佳焦距，并根據(jù)所需的對(duì)焦偏移量和z軸移動(dòng)步長(zhǎng)，計(jì)算調(diào)焦需要的移動(dòng)步數(shù)：
16、；
17、當(dāng)時(shí)，步長(zhǎng)方向?yàn)檎箼C(jī)械臂上磨削工具的調(diào)焦向上移動(dòng)；
18、當(dāng)時(shí)，步長(zhǎng)方向?yàn)樨?fù)，使機(jī)械臂上磨削工具的調(diào)焦向下移動(dòng)；
19、s14、將計(jì)算所得的并將所需的對(duì)焦偏移量、z軸移動(dòng)步長(zhǎng)、z軸移動(dòng)速度、最佳焦距和調(diào)焦需要的移動(dòng)步數(shù)，組合成第一調(diào)焦指令，指示機(jī)械臂在z軸方向的運(yùn)動(dòng)，將第一調(diào)焦指令通過通信接口發(fā)送至機(jī)械臂控制系統(tǒng)，機(jī)械臂控制系統(tǒng)解析第一調(diào)焦指令并執(zhí)行動(dòng)態(tài)調(diào)焦操作。
20、優(yōu)選的，所述初始指令單元還包括第一平移指令生成子單元，所述第一平移指令生成子單元用于通過以下步驟獲取所述第一平移指令：
21、s21、解析磨削區(qū)域的中心點(diǎn)及三維坐標(biāo)系中的數(shù)據(jù)，提取磨削區(qū)域目標(biāo)在x軸和y軸上的平面坐標(biāo)為和；
22、s22、獲得機(jī)械臂上磨削工具的當(dāng)前平面在x軸和y軸上的位置分別為和；
23、通過以下公式計(jì)算x軸平移偏移量和y軸平移偏移量y：
24、；
25、；
26、依據(jù)x軸平移偏移量和y軸平移偏移量y，確定平移方向：
27、當(dāng)時(shí)，使機(jī)械臂上磨削工具的需向正x方向移動(dòng)；
28、當(dāng)時(shí)，使機(jī)械臂上磨削工具的需向負(fù)x方向移動(dòng)；
29、當(dāng)時(shí)，使機(jī)械臂上磨削工具的需向正y方向移動(dòng)；
30、當(dāng)時(shí)，使機(jī)械臂上磨削工具的需向負(fù)y方向移動(dòng)；
31、s23、依據(jù)x軸平移偏移量和y軸平移偏移量y，使用路徑規(guī)劃算法中的分步移動(dòng)方式，設(shè)定每步的移動(dòng)距離滿足以下條件：
32、；
33、式中，是指在x軸方向上，機(jī)械臂每次進(jìn)行的最小平移距離；是指在y軸方向上，機(jī)械臂每次能夠進(jìn)行的最小平移距離；通過這個(gè)最小步長(zhǎng)限制，保證每次操作都不會(huì)過于微小；
34、s24、在執(zhí)行平移時(shí)，目標(biāo)偏移量為x軸平移偏移量和y軸平移偏移量y，并且機(jī)械臂的最小步長(zhǎng)限制為和，通過以下公式計(jì)算獲得x軸的平移步數(shù)以及y軸的平移步數(shù)：
35、
36、s25、設(shè)定機(jī)械臂在x和y軸方向上的移動(dòng)速度為和，結(jié)合x軸的平移步數(shù)以及y軸的平移步數(shù)，組合成第一平移指令，指示機(jī)械臂在x軸和y軸方向的運(yùn)動(dòng)，將第一平移指令通過通信接口發(fā)送至機(jī)械臂控制系統(tǒng)，機(jī)械臂控制系統(tǒng)解析第一平移指令并執(zhí)行動(dòng)態(tài)平移操作。
37、優(yōu)選的，所述初始指令單元還包括第一旋轉(zhuǎn)指令生成子單元，所述第一旋轉(zhuǎn)指令生成子單元用于通過以下步驟獲取所述第一旋轉(zhuǎn)指令：
38、s31、解析磨削區(qū)域的中心點(diǎn)及三維坐標(biāo)系中的數(shù)據(jù)，提取待磨削區(qū)域的旋轉(zhuǎn)中心，包括氣缸孔的中心點(diǎn)或接合面中心點(diǎn)；計(jì)算機(jī)械臂上磨削工具的當(dāng)前角度與目標(biāo)角度的差值，通過以下公式獲得旋轉(zhuǎn)偏移量：
39、；
40、式中，為目標(biāo)角度，為當(dāng)前機(jī)械臂上磨削工具的當(dāng)前角度；
41、s32、依據(jù)旋轉(zhuǎn)偏移量的值，確定旋轉(zhuǎn)方向，若本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種汽車零部件磨削控制系統(tǒng)，其特征在于，包括定位調(diào)整模塊、動(dòng)態(tài)形變檢測(cè)模塊、磨削特性分析模塊以及綜合優(yōu)化控制模塊；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車零部件磨削控制系統(tǒng)，其特征在于，所述定位調(diào)整模塊包括定位單元、激光測(cè)距單元和坐標(biāo)構(gòu)建單元；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種汽車零部件磨削控制系統(tǒng)，其特征在于，所述定位調(diào)整模塊還包括初始指令單元，所述初始指令單元用于與三維坐標(biāo)系中的數(shù)據(jù)進(jìn)行交互，并通過機(jī)械臂控制系統(tǒng)，確定磨削區(qū)域的中心點(diǎn)及磨削路徑，并獲取第一調(diào)焦指令、第一平移指令和第一旋轉(zhuǎn)指令；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種汽車零部件磨削控制系統(tǒng)，其特征在于，所述初始指令單元還包括第一平移指令生成子單元，所述第一平移指令生成子單元用于通過以下步驟獲取所述第一平移指令：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種汽車零部件磨削控制系統(tǒng)，其特征在于，所述初始指令單元還包括第一旋轉(zhuǎn)指令生成子單元，所述第一旋轉(zhuǎn)指令生成子單元用于通過以下步驟獲取所述第一旋轉(zhuǎn)指令：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種汽車零部件磨削控制系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)形變檢測(cè)模塊
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種汽車零部件磨削控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一修正單元用于通過形變?cè)u(píng)估結(jié)果對(duì)第一調(diào)焦指令、第一平移指令和第一旋轉(zhuǎn)指令進(jìn)行相對(duì)應(yīng)修正，具體包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車零部件磨削控制系統(tǒng)，其特征在于，所述磨削特性分析模塊包括數(shù)據(jù)采集單元、磨削質(zhì)量分析單元和第三綜合估算單元，
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種汽車零部件磨削控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第三綜合估算單元用于將應(yīng)力分布因子Ysfz、熱傳導(dǎo)因子Rczz、冷卻效率因子Lqxz和表面光潔度指數(shù)Spgz無(wú)量綱處理后，通過以下相關(guān)聯(lián)公式生成綜合磨削質(zhì)量指數(shù)Mzqs：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種汽車零部件磨削控制系統(tǒng)，其特征在于，所述綜合優(yōu)化控制模塊包括質(zhì)量評(píng)估單元和控制單元；
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種汽車零部件磨削控制系統(tǒng)，其特征在于，包括定位調(diào)整模塊、動(dòng)態(tài)形變檢測(cè)模塊、磨削特性分析模塊以及綜合優(yōu)化控制模塊；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車零部件磨削控制系統(tǒng)，其特征在于，所述定位調(diào)整模塊包括定位單元、激光測(cè)距單元和坐標(biāo)構(gòu)建單元；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種汽車零部件磨削控制系統(tǒng)，其特征在于，所述定位調(diào)整模塊還包括初始指令單元，所述初始指令單元用于與三維坐標(biāo)系中的數(shù)據(jù)進(jìn)行交互，并通過機(jī)械臂控制系統(tǒng)，確定磨削區(qū)域的中心點(diǎn)及磨削路徑，并獲取第一調(diào)焦指令、第一平移指令和第一旋轉(zhuǎn)指令；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種汽車零部件磨削控制系統(tǒng)，其特征在于，所述初始指令單元還包括第一平移指令生成子單元，所述第一平移指令生成子單元用于通過以下步驟獲取所述第一平移指令：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種汽車零部件磨削控制系統(tǒng)，其特征在于，所述初始指令單元還包括第一旋轉(zhuǎn)指令生成子單元，所述第一旋轉(zhuǎn)指令生成子單元用于通過以下步驟獲取所述第...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李儀平，沃春耀，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：浙江安統(tǒng)汽車部件有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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