[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

摘要

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。工件被装夹在系统中，可以相对于压头沿着轴线移动和转动，同时有两个抵抗校直压力的支撑点。工件旋转时，系统检测旋转角度值和工件综合径向跳动值，经过处理生成工件轴线弯曲误差的标准空间模型，并自动生成最优的校直工艺方案和加工参数。在系统控制下，根据校直校直工艺方案和加工参数对工件进行高精度的压力校直工作，通过反向变形的方式修正检测到的工件轴线弯曲变形误差。

主权项

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。