[发明专利]工件轴线弯曲变形自动检测与校直一体化集成控制系统

权利要求书

1.一种工件轴线弯曲变形自动检测与校直一体化集成控制系统，其特征在于，包括如下七个单元：工件支撑驱动单元，工件误差检测单元，校直力驱动与控制单元，人机界面单元，误差诊断专家系统单元，校直工艺方案专家数据库系统单元，工件检测与校直任务调度单元，工件被装夹在工件支撑驱动单元的两个可旋转的顶尖之间，并在其驱动下可以与压头进行相对移动，确保工件可以移动到压头的正下方，以便允许轴线最大弯曲部位承受校直打击力，工件支撑驱动单元同时为工件在适当位置提供两个支撑点，用于抵抗压头施加的校直压力，工件支撑驱动单元还要带动工件沿着理想轴线进行旋转；工件误差检测单元主要检测两组数据，一是工件的理想旋转角度值和实际旋转角度值，通过比较两个值来判断工件是否正确装夹，理想旋转角度值还用于标识工件轴线弯曲误差所对应的角度，另外一组数据是工件的回转表面相对于旋转轴线的综合径向跳动值，这个综合径向跳动值包含了轴线弯曲误差分量和截面形状误差分量，综合径向跳动值与旋转角度值同步矢量合成，构成了工件一周范围内的综合径向跳动值二维数组；校直力驱动与控制单元将系统输入动力转化为压头的直线打击力，并且通过控制模块、驱动模块和反馈模块实现精确的位置控制，向工件施加所需要的校直压力；人机界面单元为用户输入工件信息和显示系统工作状态提供了接口；误差诊断专家系统单元对工件检测数据进行时域/频域变换、误差构成分析，从而提取出因工件轴线弯曲形成的径向跳动值，并通过访问专家系统中的经验判断逻辑知识，形成工件轴线弯曲误差的标准空间模型；校直工艺方案专家数据库系统单元在工件轴线直线度误差的数学规范模型的基础上，结合当前工件的特点和加工条件，通过访问专家数据库单元中的经验判断逻辑知识和长期积累的校直工艺参数数据库，自动生成最优的校直工艺方案和加工参数，工件检测与校直任务调度单元是整个控制系统的核心，用于处理各个单元的协同工作和并发任务，使各个单元能够合理有序地完成单元任务。

2.根据权利要求1所述的工件轴线弯曲变形自动检测与校直一体化集成控制系统，其特征是：所述的工件支撑驱动单元包括工件装夹模块、工件旋转模块、工件支撑模块、工件移动模块，工件装夹模块将工件可靠地定位和装夹，并通过固定工件两端的几何中心来确定的理想轴线；工件旋转模块驱动工件围绕理想轴线进行旋转；工件移动模块带动工件作相对于压头的移动。

3.根据权利要求1所述的工件轴线弯曲变形自动检测与校直一体化集成控制系统，其特征是：所述的工件误差检测单元包括驱动端旋转角度监测模块、从动端旋转角度监测模块、工件综合径向跳动测量模块、检测数据同步合成模块、时域/频域转换模块，驱动端旋转角度监测模块用于记录工件的理论旋转角度，从动端旋转角度监测模块用于记录工件的实际旋转角度，工件综合径向跳动测量模块与工件的旋转表面接触并随着工件的旋转来记录工件表面相对于旋转轴线的径向距离的变动值，也就是径向跳动值；工件检测数据合成模块将工件旋转控制模块提供的工件角度旋转值与综合径向跳动误差监测模块提供的工件径向跳动值进行同步合成，形成二维数组，用于表示工件的径向跳动误差的时间分布序列；时域/频域转换模块用于将工件径向跳动误差的时间分布序列转换为频域分布序列，并形成空间模型。

4.根据权利要求1所述的工件轴线弯曲变形自动检测与校直一体化集成控制系统，其特征是：所述的校直力驱动与控制单元包括动力转换与驱动模块、动力执行模块、反馈控制模块，动力转换与驱动模块将系统输入动力转化为机械回转运动，动力执行模块将机械回转运动转化为可作为校直打击动力的直线往复运动，反馈控制模块对直线往复运动的速度、位置、方向进行精确控制。

5.根据权利要求1所述的工件轴线弯曲变形自动检测与校直一体化集成控制系统，其特征是：所述的人机界面单元包括显示模块、控制板模块，显示模块用于显示系统信息，控制板模块用于接受用户的输入并发送到工件检测与校直任务调度单元进行综合处理。

6.根据权利要求1所述的工件轴线弯曲变形自动检测与校直一体化集成控制系统，其特征是：所述的误差诊断专家系统单元包括专家系统管理模块、误差分析模块、误差诊断专家系统知识库，专家系统管理模块用于对方问数据进行规范管理，同时也是管理和访问专家系统知识库的接口；误差分析模块将椭圆、三角形、毛刺和突起截面形状误差所产生的径向跳动分量进行分离，仅提出工件轴线弯曲误差所造成的径向跳动分量、并与误差诊断专家系统知识库中的各种轴线弯曲误差的标准空间模型进行比较和筛选后，确定轴线弯曲的标准空间模型。