[发明专利]螺栓红冲加工过程在线质量检测方法

说明书

本发明公开了一种螺栓红冲加工过程在线质量检测方法，每一螺栓坯料红冲过程均有标准的位移‑压力曲线图，通过实时不间断监测红冲过程中滑块冲头的运动位移与工作压力，并将获取到的多组数据拟合成曲线与标准的位移‑压力曲线图进行对比，从而判断出该完成红冲的螺栓是否存在材料性能异常的状态。本检测方法检测速度快且不会影响螺栓红冲加工。

技术领域

本发明涉及一种螺栓红冲加工过程在线质量检测方法。

背景技术

红冲工艺是从近代精锻和热挤压基础上发展起来的一种先进的专业工艺。螺栓的红冲加工是指螺栓头部的成型加工过程，主要加工设备是冲床、加热装置和上下料机构。螺栓红冲加工的原材料是圆柱形钢棒，其一端加热后冲压成型。螺栓红冲加工时，圆棒会垂直放入冲床的下部模具，常温端向下放入模具的固定槽中，加热端向上露出固定槽位，冲床的冲压端连接螺栓端部成型的模具，当冲压作业时，加热后变软的圆棒上端会被上下模具挤压，形成特定形状的螺栓端头。

螺栓红冲加工是一定长度的棒材坯料局部加工的过程，其生产连续性强，加工时间非常短，难以对加工质量进行有效监控。红冲加工的主要质量问题包括冲压后的外观缺陷和材料质量缺陷。对于外观缺陷，可以通过人工观察或机器视觉的轮廓检验方法，在加工过程中进行识别和分拣，但是对于材料质量缺陷，缺乏有效的在线检测手段对残次品加以识别。这就造成了外形良好，但材料性能不合格的产品混入到良品中，影响螺栓成品质量和后续产线的生产效率，为螺栓用户的产品安全带来隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中螺栓红冲后的质量缺陷难以快速检测的缺陷，提供一种能够解决上述问题的螺栓红冲加工过程在线质量检测方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种螺栓红冲加工过程在线质量检测方法，每一螺栓坯料红冲过程均有标准的位移-压力曲线图(Displacement-Pressure Graph，下文中简称为D-P图)，其特点在于，其包括以下步骤：

S1：根据待加工的螺栓坯料的规格材质信息，制订冲床运行参数，并选定针对当前生产状态的标准D-P曲线，其表达式记为P＝f₀(A²,A,θ)；

S2：利用第一传感器检测冲床的滑块冲头的运动位移，利用第二传感器检测红冲生产过程中所述滑块冲头的工作压力；

S3：所述螺栓坯料在一端加热后，送入所述冲床的工作台，所述冲床根据运行参数进行冲压操作；

S4：预设采样频率，对所述第一传感器的信号和所述第二传感器的信号进行采集，所述第一传感器的位置值记为A_ij，所述第二传感器的压力值记为P_ij，将位置值和压力值成对存储，构建在线样本点(A_ij,P_ij)，其中，i＝1,2,…n；n为一次冲压过程采集的样本容量；j＝1,2,…K；K为一批次准备加工的所述螺栓坯料的数量；样本点(A_ij,P_ij)根据i的大小顺序，按时序排列，这个容量为n的样本集就构成了第j个所述螺栓坯料红冲生产过程的时序特征序列；

S5：以所述A_ij为横坐标，以所述P_ij为纵坐标，将第j个所述螺栓坯料的n个样本点绘制在标准D-P图上，构成对应第j个所述螺栓坯料的样本集的散点图；

S6：对样本集进行分段二次插值或曲线拟合，构成第j个所述螺栓坯料红冲过程的D-P曲线，拟合后可以描述为P＝f_j(A²,A,θ)，其中P为压力值，A为所述第一传感器的位置值，θ为任意常量；