专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; |
专利有效性 | 实质审查 | 当前状态 | 实质审查 |
申请号 | CN202410698012.X | 申请日 | 2024-05-31 |
公开(公告)号 | CN118478231A | 公开(公告)日 | 2024-08-13 |
申请人 | 宁波双诺机械有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
发明人 | 王柯明; 许式光; 沈信丰; | 第一发明人 | 王柯明 |
权利人 | 宁波双诺机械有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
当前权利人 | 宁波双诺机械有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
省份 | 当前专利权人所在省份:浙江省 | 城市 | 当前专利权人所在城市:浙江省宁波市 |
具体地址 | 当前专利权人所在详细地址:浙江省宁波市奉化区萧王庙街道南山北路9号(宁波怡星电子信息科创园)E幢房屋的一楼二楼 | 邮编 | 当前专利权人邮编:315500 |
主IPC国际分类 | B23Q3/00 | 所有IPC国际分类 | B23Q3/00 ; B23P23/04 ; B23Q17/24 ; G06F17/00 |
专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
专利权利要求数量 | 10 | 专利文献类型 | A |
专利代理机构 | 芜湖市昌强专利代理事务所 | 专利代理人 | 张宇江; |
摘要 | 本 发明 公开了一种动 平衡 块 工装夹持调优系统及方法,包括参数获取模块获取若干加工干扰参数和若干夹持转向数据;扫描模块对动平衡块激光扫描得到实时三维坐标信息;预测模块将实时三维坐标信息、各加工干扰参数以及各夹持转向数据输入坐标 预测模型 ,得到预测三维坐标信息;存储模块保存动平衡块在激光扫描点位处的标准三维坐标信息;处理模块根据预测三维坐标信息和标准三维坐标信息处理得到动平衡块的预测偏差 角 度和预测偏差距离;驱动调节模块根据预测偏差角度和预测偏差距离调节下压转向件和夹持转向件的 转向角度 ,以及调节下压块和夹持块的压紧 力 度。本发明提升动平衡块加工过程中夹持 精度 和夹持 稳定性 。 | ||
权利要求 | 1.一种动平衡块工装夹持调优系统,应用于动平衡块工装,所述动平衡块工装包括若干转动下压结构、若干横向夹持结构和加工底座, |
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说明书全文 | 一种动平衡块工装夹持调优系统及方法技术领域[0001] 本发明涉及动平衡块加工技术领域,尤其涉及一种动平衡块工装夹持调优系统及方法。 背景技术[0002] 动平衡块工装是用于加工动平衡块的工艺工装,其作用是保证动平衡块在加工过程中能够获得精准的加工尺寸和质量,以确保动平衡块在使用时能够具有良好的平衡性能。这种工装通常包括夹具、夹具定位装置、测量装置等部件,通过这些部件的精确设计和安装,可以实现对动平衡块的精确定位、稳定夹持和精确加工,从而确保加工出的动平衡块符合设计要求。动平衡块工装的设计和制造需要考虑到动平衡块的特殊形状和尺寸要求,以及加工过程中需要实现的精度和稳定性。 [0003] 动平衡块工装需要夹持动平衡块并设置在加工腔室内部,利用加工腔室内部的切削部件、冲洗部件、打磨部件依次对动平衡块进行切削、冲洗、打磨,在此过程中,由于动平衡块会因切削、冲洗、打磨而受到剧烈冲击,同时产生大量热量,导致对加工工装对动平衡块的夹持精度和夹持稳定性不断下降,从而影响到动平衡块的加工质量,严重时会导致动平衡块与加工工装脱离,引发加工事故,具备较大的加工安全隐患。而现有技术中只能在加工前后对动平衡块工装进行检查与校准,无法在加工过程中对加工工装进行检查与调整,因此现有技术中无法保证动平衡块工装在加工过程中的夹持精度和稳定性。 发明内容[0004] 针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种动平衡块工装夹持调优系统及方法,用于在加工过程中动态预判调节动平衡块工装对动平衡块的夹持状态,提升加工过程中夹持精度和夹持稳定性。 [0005] 为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:一种动平衡块工装夹持调优系统,应用于动平衡块工装,所述动平衡块工装包括若干转动下压结构、若干横向夹持结构和加工底座, [0006] 各所述转动下压结构和各所述横向夹持结构固定设置在所述加工底座上,所述转动下压结构用于将所述动平衡块向下压紧在所述加工底座上,所述横向夹持结构用于横向夹持所述动平衡块,所述转动下压部件包括互相连接的下压转向件和下压块,所述横向夹持结构包括互相连接的夹持块和夹持转向件,所述动平衡块工装夹持调优系统包括: [0007] 参数获取模块,用于分别实时获取所述下压块和所述夹持块处的若干加工干扰参数和若干夹持转向数据; [0008] 扫描模块,用于在所述动平衡块加工过程中对所述动平衡块进行激光扫描,得到所述动平衡块的实时三维坐标信息; [0009] 预测模块,分别连接所述参数获取模块和所述扫描模块,用于将所述实时三维坐标信息、各所述加工干扰参数以及各所述夹持转向数据输入预先训练完毕的坐标预测模型中,预测得到所述动平衡块在下一时刻的预测三维坐标信息; [0010] 存储模块,用于保存所述动平衡块在激光扫描点位处的标准三维坐标信息; [0011] 处理模块,分别连接所述预测模块和所述存储模块,用于根据所述预测三维坐标信息和所述标准三维坐标信息处理得到所述动平衡块的预测偏差角度和预测偏差距离; [0013] 进一步地,所述加工干扰参数包括加工振动数据、加工温度数据、加工湿度数据,所述夹持转向数据包括夹持力度和夹持角度。 [0014] 进一步地,所述存储模块中还保存有若干训练数据,所述训练数据包括若干历史时刻下的所述动平衡块上的历史振动数据、历史温度数据、历史湿度数据、历史夹持力度、历史夹持角度和历史三维坐标信息; [0015] 则所述动平衡块工装夹持调优系统还包括训练模块,连接所述存储模块,所述训练模块包括: [0016] 引入单元,用于引入一初始模型; [0017] 训练单元,连接所述引入单元,用于用于将某一历史时刻下的所述动平衡块上的所述历史振动数据、所述历史温度数据、所述历史湿度数据、所述历史夹持力度、所述历史夹持角度和所述历史三维坐标信息作为所述初始模型的输入,将距离该历史时刻一历史周期后的下一时刻的所述历史三维坐标信息作为所述初始模型的输出,重新训练所述初始模型得到所述坐标预测模型。 [0018] 进一步地,所述初始模型为NRBO‑BP神经网络模型。 [0019] 进一步地,还包括干扰获取模块,连接所述训练模块,用于实时获取所述动平衡块所在位置处的酸碱度、氧气含量,以及提前获取所述下压块和所述夹持块的静摩擦系数,则所述训练模块还包括矫正单元,连接所述训练单元,用于将所述酸碱度、所述氧气含量和所述静摩擦系数计输入预设配置的第一矫正公式中,得到第一矫正因子,根据所述第一矫正因子调整所述坐标预测模型的输入层与隐含层之间的连接权重并重新训练所述坐标预测模型,得到矫正过后的所述坐标预测模型。 [0020] 进一步地,所述第一矫正公式配置为: [0021] [0022] 其中,Ic1用于表示所述第一矫正因子,PH0用于表示所述酸碱度,Oc用于表示所述氧气含量,μ0用于表示所述静摩擦系数,λ1用于表示预设的第一摩擦转换系数,λ2用于表示预设的第二摩擦转换系数,εμ用于表示预设的矫正转换系数。 [0023] 进一步地,所述干扰获取模块还用于获取喷射到所述下压块和所述夹持块表面的清洗液的液体流速和液体喷射面积,则所述矫正单元还用于将所述液体流速和所述液体喷射面积输入预设的第二矫正公式中,计算得到第二矫正因子,进而根据所述第一矫正因子和所述第二矫正因子处理得到综合矫正因子,根据所述综合矫正因子调整所述坐标预测模型的输入层与隐含层之间的连接权重并重新训练所述坐标预测模型,得到矫正过后的所述坐标预测模型。 [0024] 进一步地,所述第二矫正公式配置为: [0025] [0026] 其中,Ic2用于表示所述第二矫正因子,Lfa用于表示所述液体流速,Lsa用于表示所述液体喷射面积,λ3用于表示预设的第三摩擦转换系数,λ4用于表示预设的第四摩擦转换系数。 [0027] 进一步地,所述矫正单元将所述第一矫正因子和所述第二矫正因子输入预设的综合矫正公式中,计算得到综合矫正因子,所述综合矫正公式配置为: [0028] [0029] 其中,Icz用于表示所述综合矫正因子,σ1用于表示预设的第一转换因子,σ2用于表示预设的第二转换因子。 [0030] 一种动平衡块工装夹持调优方法,应用于上述的动平衡块工装夹持调优系统,包括: [0031] 步骤S1,参数获取模块分别实时获取所述下压块和所述夹持块处的若干加工干扰参数和若干夹持转向数据; [0032] 步骤S2,扫描模块在所述动平衡块加工过程中对所述动平衡块进行激光扫描,得到所述动平衡块的实时三维坐标信息; [0033] 步骤S3,预测模块将所述实时三维坐标信息、各所述加工干扰参数以及各所述夹持转向数据输入预先训练完毕的坐标预测模型中,预测得到所述动平衡块在下一时刻的预测三维坐标信息; [0034] 步骤S4,存储模块保存所述动平衡块在激光扫描点位处的标准三维坐标信息,处理模块根据所述预测三维坐标信息和所述标准三维坐标信息处理得到所述动平衡块的预测偏差角度和预测偏差距离; [0035] 步骤S5,驱动调节模块根据所述预测偏差角度和所述预测偏差距离调节所述下压转向件和所述夹持转向件的转向角度,以及调节所述下压块和所述夹持块的压紧力度。 [0036] 本发明的有益效果: [0037] 本发明首先实时获取各下压块和各夹紧块处的若干加工干扰参数和若干夹持转向数据,然后在动平衡块加工过程中对动平衡块进行激光扫描,得到动平衡块的实时三维坐标信息,再将实时三维坐标信息、各加工干扰参数以及各夹持转向数据输入预先训练完毕的坐标预测模型中,预测得到动平衡块在下一时刻的预测三维坐标信息,进而将预测三维坐标信息与预存的标准三维坐标信息处理得到动平衡块的预测偏差角度和预测偏差距离,最终根据预测偏差角度和预测偏差距离调节下压转向件和夹持转向件的转向角度,以及调节下压块和夹持块的压紧力度,实现了在动平衡块加工过程中,通过预测得到动平衡块在下一时刻的预测三维坐标信息以动态预判调节动平衡块工装对动平衡块的夹持状态,因此能够显著提升加工过程中对动平衡块的夹持精度和夹持稳定性。附图说明 [0038] 图1是本发明中动平衡块工装夹持调优系统的结构示意图; [0039] 图2是本发明中训练模块和干扰获取模块的结构示意图; [0040] 图3是本发明中动平衡块工装夹持调优方法的步骤流程图。 [0041] 附图标记:1、参数获取模块;2、扫描模块;3、预测模块;4、存储模块;5、处理模块;6、驱动调节模块;7、训练模块;71、引入单元;72、训练单元;73、矫正单元;8、干扰获取模块。 具体实施方式[0042] 下面结合附图和实施例,对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是,下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向,词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。 [0043] 实施例1,参照图1,为本发明第一个实施例,该实施例提供了一种动平衡块工装夹持调优系统,能够实现动态预判调节对动平衡块的夹持状态,显著提升加工过程中对动平衡块的夹持精度和夹持稳定性,动平衡块工装夹持调优系统,应用于动平衡块工装,动平衡块工装包括若干转动下压结构、若干横向夹持结构和加工底座; [0044] 各转动下压结构和各横向夹持结构固定设置在加工底座上,转动下压结构用于将动平衡块向下压紧在加工底座上,横向夹持结构用于横向夹持动平衡块,转动下压部件包括互相连接的下压转向件和下压块,横向夹持结构包括互相连接的夹持块和夹持转向件,其中,横向夹持结构可以为横向放置的推动气缸,推动气缸的输出端部连接有带驱动的万向连接器,万向连接器的转动端部连接夹持块,相对设置的两个推动气缸推动相对设置的两个夹持块对动平衡块进行横向夹紧,万向连接器用于调整横向夹持角度;其中,转动下压结构可以为下压式旋转气缸,下压式旋转气缸的输出端部连接有带驱动的万向连接器,万向连接器的转动端部连接下压块,下压式旋转气缸驱动下压块旋转下压动平衡块,在该过程中,万向连接器用于调整下压角度。 [0045] 动平衡块工装夹持调优系统包括: [0046] 参数获取模块1,用于分别实时获取下压块和夹持块处的若干加工干扰参数和若干夹持转向数据; [0047] 扫描模块2,用于在动平衡块加工过程中对动平衡块进行激光扫描,得到动平衡块的实时三维坐标信息; [0048] 预测模块3,分别连接参数获取模块1和扫描模块2,用于将实时三维坐标信息、各加工干扰参数以及各夹持转向数据输入预先训练完毕的坐标预测模型中,预测得到动平衡块在下一时刻的预测三维坐标信息; [0049] 存储模块4,用于保存动平衡块在激光扫描点位处的标准三维坐标信息; [0050] 处理模块5,分别连接预测模块3和存储模块4,用于根据预测三维坐标信息和标准三维坐标信息处理得到动平衡块的预测偏差角度和预测偏差距离; [0051] 驱动调节模块6,连接处理模块5,用于根据预测偏差角度和预测偏差距离调节下压转向件和夹持转向件的转向角度,以及调节下压块和夹持块的压紧力度。 [0052] 优选的,加工干扰参数包括加工振动数据、加工温度数据、加工湿度数据,夹持转向数据包括夹持力度和夹持角度。 [0053] 具体地,本实施例中,参数获取模块1包括振动传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器和角度传感器,其中振动传感器用于实时检测加工振动数据,温度传感器用于实时检测加工温度数据,湿度传感器用于实时检测加工湿度数据,压力传感器用于实时检测夹持力度,角度传感器用于实时检测夹持角度。扫描模块2可以为激光扫描仪,激光扫描仪用于在动平衡块加工过程中对动平衡块进行激光扫描,得到动平衡块的实时三维坐标信息。激光扫描仪电连接智能处理终端,预测模块3可以为预先配置在智能处理终端上的坐标预测程序,该坐标预测程序配置有预先训练完毕的坐标预测模型,可以通过输入实时三维坐标信息、各加工干扰参数以及各夹持转向数据预测得到动平衡块在下一时刻的预测三维坐标信息。存储模块4可以为配置在智能处理终端内的非易失性存储器,用于保存动平衡块在激光扫描点位处的标准三维坐标信息。处理模块5可以为预先配置在智能处理终端上的计算程序,用于根据预测三维坐标信息和标准三维坐标信息处理得到动平衡块的预测偏差角度和预测偏差距离。驱动调节模块6可以为预先配置在智能处理终端上的驱动指令生成程序,用于预测偏差角度和预测偏差距离生成角度调节指令和驱动量调节指令。推动气缸、下压式旋转气缸和万向连接器均电连接智能处理终端,万向连接器根据角度调节指令调节下压转向件和夹持转向件的转向角度,推动气缸、下压式旋转气缸根据驱动量调节指令调节夹持块和下压块的压紧力度。 [0054] 优选的,存储模块4中还保存有若干训练数据,训练数据包括若干历史时刻下的动平衡块上的历史振动数据、历史温度数据、历史湿度数据、历史夹持力度、历史夹持角度和历史三维坐标信息; [0055] 则动平衡块工装夹持调优系统还包括训练模块7,如图2所示,连接存储模块4,训练模块7包括: [0056] 引入单元71,用于引入一初始模型; [0057] 训练单元72,连接引入单元71,用于用于将某一历史时刻下的动平衡块上的历史振动数据、历史温度数据、历史湿度数据、历史夹持力度、历史夹持角度和历史三维坐标信息作为初始模型的输入,将距离该历史时刻一历史周期后的下一时刻的历史三维坐标信息作为初始模型的输出,重新训练初始模型得到坐标预测模型。 [0058] 具体地,本实施例中,环境中的温度、湿度、振动、夹持力度和夹持角度均会对动平衡块加工过程中的夹持稳定性和夹持精度产生影响。坐标预测模型的预测准确率要求为90%,即初始模型训练达到预测准确率90%以上时,初始模型可以作为坐标预测模型输出。 优选的,初始模型为NRBO‑BP神经网络模型。 [0059] 实施例1的工作原理: [0060] 在实施例1中,首先各传感器实时获取各下压块和各夹紧块处的若干加工干扰参数和若干夹持转向数据,然后激光扫描仪在动平衡块加工过程中对动平衡块进行激光扫描,得到动平衡块的实时三维坐标信息,坐标预测程序再将实时三维坐标信息、各加工干扰参数以及各夹持转向数据输入预先训练完毕的坐标预测模型中,预测得到动平衡块在下一时刻的预测三维坐标信息,进而计算程序将预测三维坐标信息与预存的标准三维坐标信息处理得到动平衡块的预测偏差角度和预测偏差距离,最终驱动指令生成程序根据预测偏差角度和预测偏差距离调节下压转向件和夹持转向件的转向角度,以及调节下压块和夹持块的压紧力度,实现了在动平衡块加工过程中,通过预测得到动平衡块在下一时刻的预测三维坐标信息动态预判调节动平衡块工装对动平衡块的夹持状态,因此能够显著提升加工过程中对动平衡块的夹持精度和夹持稳定性。 [0061] 一种动平衡块工装夹持调优方法,如图3所示,应用于上述的动平衡块工装夹持调优系统,包括: [0062] 步骤S1,参数获取模块1分别实时获取下压块和夹持块处的若干加工干扰参数和若干夹持转向数据; [0063] 步骤S2,扫描模块2在动平衡块加工过程中对动平衡块进行激光扫描,得到动平衡块的实时三维坐标信息; [0064] 步骤S3,预测模块3将实时三维坐标信息、各加工干扰参数以及各夹持转向数据输入预先训练完毕的坐标预测模型中,预测得到动平衡块在下一时刻的预测三维坐标信息; [0065] 步骤S4,存储模块4保存动平衡块在激光扫描点位处的标准三维坐标信息,处理模块5根据预测三维坐标信息和标准三维坐标信息处理得到动平衡块的预测偏差角度和预测偏差距离; [0066] 步骤S5,驱动调节模块6根据预测偏差角度和预测偏差距离调节下压转向件和夹持转向件的转向角度,以及调节下压块和夹持块的压紧力度。 [0067] 实施例2,为本发明第二个实施例,与上个实施例不同的是,该实施例提供了干扰获取模块8,能够实现提升坐标预测模型的预测精度,进而提升加工过程中对动平衡块的夹持精度和夹持稳定性,其包括: [0068] 优选的,还包括干扰获取模块8,连接训练模块7,用于实时获取动平衡块所在位置处的酸碱度、氧气含量,以及提前获取下压块和夹持块的静摩擦系数,则训练模块7还包括矫正单元73,连接训练单元72,用于将酸碱度、氧气含量和静摩擦系数计输入预设配置的第一矫正公式中,得到第一矫正因子,根据第一矫正因子调整坐标预测模型的输入层与隐含层之间的连接权重并重新训练坐标预测模型,得到矫正过后的坐标预测模型。 [0069] 具体地,本实施例中,干扰获取模块8可以包括氧气含量传感器、空气酸碱度检测仪,氧气含量传感器、空气酸碱度检测仪均电连接智能处理终端。 [0070] 优选的,第一矫正公式配置为: [0071] [0072] 其中,Ic1用于表示第一矫正因子,PH0用于表示酸碱度,Oc用于表示氧气含量,μ0用于表示静摩擦系数,λ1用于表示预设的第一摩擦转换系数,λ2用于表示预设的第二摩擦转换系数,εμ用于表示预设的矫正转换系数。 [0073] 具体地,本实施例中,第一摩擦转换系数与氧气含量的平方转换做乘积得到氧气含量对静摩擦系数的干扰值,第二摩擦转换系数与酸碱度的平方转换做乘积得到酸碱度对静摩擦系数的干扰值,二者相加后与静摩擦系数相乘得到矫正后的静摩擦系数,再将矫正后的静摩擦系数除以矫正转换系数得到第一矫正因子,以矫正优化坐标预测模型。 [0074] 实施例2的工作原理: [0075] 静摩擦系数提前录入智能处理终端的计算程序,动平衡块所在位置处的酸碱度、氧气含量会对下压块、夹紧块表面材料产生腐蚀,从而影响到静摩擦系数产生影响,而静摩擦系数会对动平衡块加工过程中的夹持稳定性和夹持精度产生影响,因此通过引入酸碱度、氧气含量、静摩擦系数来矫正坐标预测模型可以提升坐标预测模型的预测精度。其中调整过程为首先将酸碱度、氧气含量和静摩擦系数计输入预设配置的第一矫正公式,计算得到第一矫正因子,将第一矫正因子与预设的初始权重做乘积后重新训练坐标预测模型,实现对坐标预测模型的矫正优化,提升坐标预测模型的预测精度。 [0076] 实施例3,为本发明第二个实施例,与上个实施例不同的是,该实施例提供了干扰获取模块8,能够实现更进一步提升坐标预测模型的预测精度,干扰获取模块8还用于获取喷射到下压块和夹持块表面的清洗液的液体流速和液体喷射面积,则矫正单元73还用于将液体流速和液体喷射面积输入预设的第二矫正公式中,计算得到第二矫正因子,进而根据第一矫正因子和第二矫正因子处理得到综合矫正因子,根据综合矫正因子调整坐标预测模型的输入层与隐含层之间的连接权重并重新训练坐标预测模型,得到矫正过后的坐标预测模型。 [0077] 优选的,第二矫正公式配置为: [0078] [0079] 其中,Ic2用于表示第二矫正因子,Lfa用于表示液体流速,Lsa用于表示液体喷射面积,λ3用于表示预设的第三摩擦转换系数,λ4用于表示预设的第四摩擦转换系数。 [0080] 具体地,本实施例中,第三摩擦转换系数与液体流速的平方转换做乘积得到液体流速对静摩擦系数的干扰值,第四摩擦转换系数与液体喷射面积的平方转换做乘积得到液体喷射面积对静摩擦系数的干扰值,二者相加后与静摩擦系数相乘得到矫正后的静摩擦系数,再将矫正后的静摩擦系数除以矫正转换系数得到第二矫正因子。 [0081] 优选的,矫正单元将第一矫正因子和第二矫正因子输入预设的综合矫正公式中,计算得到综合矫正因子,综合矫正公式配置为: [0082] [0083] 其中,Icz用于表示综合矫正因子,σ1用于表示预设的第一转换因子,σ2用于表示预设的第二转换因子。 [0084] 实施例3的工作原理: [0085] 在动平衡块加工过程中,会在动平衡块切削完毕后利用喷射装置对动平衡块表面喷射清洗液,在该过程中由于下压件和夹紧件固定压紧动平衡块,因此不可避免会受到喷射的清洗液的液体流速和液体喷射面积影响下压件和夹紧件的静摩擦系数,导致影响对动平衡块的夹持精度和夹持稳定性。为了减少液体流速和液体喷射面积会对下压块、夹紧块表面材料静摩擦系数的影响,需要通过引入液体流速、液体喷射面积、静摩擦系数来矫正坐标预测模型,以进一步提升坐标预测模型的预测精度。其中调整过程为将液体流速、液体喷射面积和静摩擦系数计输入预设配置的第二矫正公式,计算得到第二矫正因子,再根据第一矫正因子和第二矫正因子计算得到综合矫正因子,将综合矫正因子与预设的初始权重做乘积后重新训练坐标预测模型,实现对坐标预测模型的矫正优化,进一步提升坐标预测模型的预测精度。 [0086] 以上仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。 |