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专利号: 2024108427579
申请人: 南通泽迅精工科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 机床;其他类目中不包括的金属加工
更新日期:2026-01-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种应用于钻床加工的工件质量检测方法,其特征在于,包括:

S1:基于当前批次加工工件的材料类型,设置钻床对当前批次加工工件进行钻孔的加工参数;设置完成后,通过设置的加工参数对当前批次加工工件进行钻孔加工处理;

S2:在对工件加工处理完成后进行预处理,预处理完成后输送至检测平台上;基于当前批次加工工件的材料类型和颜色,调节检测平台的照明设备,调节完成后获取当前工件的图像数据;

S3:基于当前批次加工工件的数量,设定一个评估数量值X,X>5,且为正整数,在钻床加工数量到达设定的评估数量值X时,提取评估数量值X所对应的各组工件图像数据,并进行分析得到各组工件的质量评估指数αi;其中i表示提取工件图像数据的编号,i=1,2...X;

提取评估数量值X所对应的各组工件图像数据,并进行分析,具体为:

S3-101:识别各组工件图像数据中孔的边缘,从边缘检测的各组工件图像中提取孔边缘的坐标点数据,计算圆形的最佳拟合参数,即圆心坐标和半径,对于每个边缘点,计算它到圆心的距离,并将每个边缘点所计算的距离与半径进行差值计算,取每组工件图像数据各组计算差值的均值,得到各组工件图像数据的偏差值;

设定当前批次加工工件偏差值的最大允许值,将各组工件图像数据所得到的偏差值与设定的最大允许值进行比对,若其中一组工件图像数据的偏差值大于设定的最大允许值,则直接将该组工件标记为不合格工件,反之为初步合格工件,进一步执行步骤S3-102对初步合格工件继续检测;

进一步执行步骤S3-102对初步合格工件继续检测,具体为:

S3-102:从各组工件图像数据中获取各组孔壁表面图像;从各组孔壁表面图像中提取孔壁表面轮廓,对提取的表面轮廓进行变换,将其从空间域转换到频率域;进一步将频率域数据的振幅转换为功率谱密度,基于功率谱密度计算各组孔壁表面图像的粗糙度参数,粗糙度参数包括算术平均偏差Ra、最大高度Rz以及均方根偏差Rq;设定各组孔壁表面图像算术平均偏差Ra、最大高度Rz以及均方根偏差Rq的权重系数;将各组孔壁表面图像的算术平均偏差Ra、最大高度Rz以及均方根偏差Rq分别与对应的权重系数相乘,然后求和得到各组工件的粗糙评估指数Tai;

对各组孔壁表面图像进行灰度化处理,将各组孔壁表面图像转换为灰度图像,并增强各组孔壁表面图像中的边缘信息,将各组孔壁表面图像转换为二值图像,去除二值图像中小的噪点并断开细小的毛刺,去除完成后将毛刺从二值图像的背景中分离出来,统计各组孔壁表面图像中毛刺的数量,作为各组工件的毛刺评估指数Tbi;

进一步基于各组孔壁表面图像转换后的二值图像,识别并提取各组孔壁表面图像中的裂纹缺陷区域,计算各组孔壁表面图像中每个裂纹缺陷区域的像素点,并进行累加,将累加的像素总数基于图像的分辨率进行转换,得到各组孔壁表面图像的裂纹面积值,将各组孔壁表面图像的裂纹面积值作为各组工件的裂纹评估指数Tci;

设定当前批次加工工件粗糙评估指数Tai、毛刺评估指数Tbi以及裂纹评估指数Tci的阈值指数,并分别标记为Tai得到各组工件的质量评估指数αi,具体为:

将各组工件的粗糙评估指数Tai、毛刺评估指数Tbi以及裂纹评估指数Tci代入公式

S4:预设当前批次加工工件质量评估指数αi的阈值指数,将分析的各组工件质量评估指数αi分别与预设的阈值指数进行比对,基于比对的结果执行相应的步骤;

基于比对的结果执行相应的步骤,具体为:

S4-401:提取分析的各组工件质量评估指数αi,若其中一组大于预设的阈值指数,则标记为不合格工件,反之则标记为合格工件;

若分析的各组工件均为不合格工件则执行步骤S4-402;若超过X/2的工件为不合格工件则同样执行步骤S4-402;若存在部分工件不合格且部分工件的数量低于X/2,则执行步骤S4-403;

S4-402:首先对步骤S1中所设置的加工参数进行复核,若复核有误,则判定异常,若复核无误,则随机提取一组工件在加工过程中的冷却液流速数据,并将流速与设定的参考流速范围进行匹配,若匹配失败则判定异常,若匹配成功,则进一步随机提取一组工件在加工过程中夹具的振动情况,获取加工过程中夹具的振动频率,设定夹具在加工过程中的正常振动频率范围,若在该次加工过程中夹具的振动频率超过设定的正常振动频率范围且持续了G秒;G为设定的时长数值,为正整数;则判定异常,反之则进一步获取钻床切削区域对各组工件进行加工时的温度变化情况,并进行分析得到钻床的切削评估指数λ,将钻床的切削评估指数λ与设定的切削阈值指数进行比对;若钻床的切削阈值指数大于设定的切削阈值指数,则判定异常,反之则触发维护信令执行步骤S4-404;判定异常时,将对应的复核有误数据、流速数据、振动异常数据以及切削评估指数λ发送至管理人员的移动终端上,同时在切削评估指数λ判定异常时,获取钻床设备钻头对应当前时间点的图像数据并整合发送至管理人员的移动终端上;

S4-403:再次提取不合格工件的图像数据进行复查分析,若复查结果仍为不合格,则触发维护信令并执行步骤S4-404;

S4-404:以当前钻床设备为圆心,设定距离为半径画圆;筛选处于圆范围内的各维修人员,获取圆范围内各维修人员的移动终端信息,并发送位置反馈信令至各维修人员的移动终端上,各维修人员确认位置反馈信令后,计算各维修人员与圆心之间的路程距离,同时获取各维修人员的工作年限,若有步骤S4-403所触发的维护信令,则选取路程距离最短的维修人员作为该次触发维护信令的解决人员,并发送钻床设备的位置至该人员的移动终端上,若由步骤S4-402所触发的维护信令,则进一步将各维修人员的工作年限和路程距离标记为Ld和Lp,并代入公式S5:基于步骤S4执行相应的步骤后,继续对当前批次剩余加工工件进行加工,在加工过程中可设定步骤S3的触发时间间隔,在到达设定的触发时间间隔后再次执行步骤S3,并基于步骤S3的分析结果再次执行步骤S4。

2.根据权利要求1所述的一种应用于钻床加工的工件质量检测方法,其特征在于,得到钻床的切削评估指数λ,具体为:获取各组工件在加工过程中各时间点切削区域的温度数值,取对应工件各时间点温度数值的均值,作为对应工件在加工过程中的均温值;同时从对应工件各时间点温度数值中提取最高温度值;

设定当前批次加工工件在加工过程中的温度允许最高值;分别计算对应工件均温值和最高温度值与温度允许最高值之间的比值得到对应工件的均温比Jq和高温比Jw,即通过(均温值/温度允许最高值)和(最高温度值/温度允许最高值)进行计算得到;

将对应工件在加工过程中的均温比Jq和高温比Jw代入公式Jp=Jq×h1+Jw×h2,进行加权计算得到钻床设备对该工件进行加工时的温度状态值Jp;其中h1和h2分别为均温比Jq和高温比Jw的影响权重因子;对各组工件的温度状态值Jp进行均值的计算,得到钻床的切削评估指数λ。