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一種高精度徑向鍛造機(jī)控制系統(tǒng)及其控制方法與流程

文檔序號:41942040發(fā)布日期:2025-05-16 13:59閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種高精度徑向鍛造機(jī)其控制方法,其特征在于,包括:

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度徑向鍛造機(jī)其控制方法,其特征在于,所述建立工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫,包括通過熱模擬試驗(yàn)機(jī)獲取不同溫度下的材料流動(dòng)應(yīng)力,在鍛造模具表面布置高頻熱電偶陣列,通過設(shè)置傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)捕捉;

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度徑向鍛造機(jī)其控制方法,其特征在于,所述通過多源異構(gòu)傳感器同步采集鍛造過程的動(dòng)態(tài)參數(shù)包括設(shè)置紅外熱像儀監(jiān)測800-1200℃溫度場,配合黑體輻射校準(zhǔn)算法消除氧化皮干擾,布置至少4組十字交叉測頭,通過坐標(biāo)變換計(jì)算徑向變形量及橢圓度誤差,采用小波包分解提取裂紋特征頻率,采用pxie平臺實(shí)現(xiàn)μs級時(shí)間同步,確保多傳感器數(shù)據(jù)時(shí)間戳對齊。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高精度徑向鍛造機(jī)其控制方法,其特征在于,所述執(zhí)行在線參數(shù)優(yōu)化包括建立狀態(tài)方程,通過雅可比矩陣線性化處理非線性觀測數(shù)據(jù),基于修正的arrhenius本構(gòu)方程實(shí)時(shí)更新材料參數(shù),以錘頭軌跡跟蹤誤差最小為目標(biāo)函數(shù),滾動(dòng)優(yōu)化未來3-5個(gè)鍛造周期的錘頭位移序列,基于臨界應(yīng)變速率,動(dòng)態(tài)調(diào)整鍛造頻率。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高精度徑向鍛造機(jī)其控制方法,其特征在于,所述動(dòng)態(tài)補(bǔ)償控制包括通過紅外熱像儀獲取工件表面溫度分布,識別高溫區(qū)與低溫區(qū)的邊界位置,基于熱膨脹系數(shù),計(jì)算軸向溫差引起的徑向膨脹差異,縮短單次錘擊接觸時(shí)間,減少熱量輸入疊加效應(yīng),延長接觸時(shí)間,促進(jìn)材料塑性流動(dòng),采用加速度傳感器采集鍛造機(jī)架的振動(dòng)時(shí)域信號,通過快速傅里葉變換識別主振頻率,提取模態(tài)振型,在振動(dòng)相位角達(dá)到90°時(shí)施加反向力,振幅抑制率>60%,采用lms算法動(dòng)態(tài)調(diào)整阻尼力幅值,適應(yīng)負(fù)載變化;

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高精度徑向鍛造機(jī)其控制方法,其特征在于,所述實(shí)施動(dòng)態(tài)補(bǔ)償包括實(shí)時(shí)采集鍛造過程中的溫度場分布、徑向變形量及材料內(nèi)部缺陷信號;基于多傳感器數(shù)據(jù)融合,計(jì)算溫度梯度引起的熱變形誤差、振動(dòng)模態(tài)特征及應(yīng)變速率偏差;動(dòng)態(tài)調(diào)整錘頭接觸時(shí)間、施加主動(dòng)阻尼力及液壓系統(tǒng)背壓,補(bǔ)償熱-力耦合效應(yīng)與材料非線性變形;閉環(huán)驗(yàn)證補(bǔ)償效果,并根據(jù)反饋結(jié)果迭代優(yōu)化補(bǔ)償參數(shù),采用硬件觸發(fā)同步機(jī)制,確保多傳感器數(shù)據(jù)時(shí)間偏差≤10μs;通過史密斯預(yù)估器對液壓系統(tǒng)延遲進(jìn)行前饋補(bǔ)償,在鍛造間歇期,通過激光共焦顯微鏡檢測工件表面晶粒度;若晶粒度超差,反向優(yōu)化溫度-應(yīng)變參數(shù)組合,更新工藝數(shù)據(jù)庫;

7.一種高精度徑向鍛造機(jī)控制系統(tǒng),其特征在于,包括:

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高精度徑向鍛造機(jī)控制系統(tǒng),其特征在于,所述動(dòng)態(tài)補(bǔ)償單元還包含:

9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備,包括存儲器和處理器,所述存儲器存儲有計(jì)算機(jī)程序,其特征在于,所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的一種高精度徑向鍛造機(jī)其控制方法的步驟。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì),其上存儲有計(jì)算機(jī)程序,其特征在于,所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的一種高精度徑向鍛造機(jī)其控制方法方法的步驟。


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于徑向鍛造機(jī)控制的技術(shù)領(lǐng)域,具體是一種高精度徑向鍛造機(jī)控制系統(tǒng)及其控制方法,包括建立工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫,通過多源異構(gòu)傳感器同步采集鍛造過程的動(dòng)態(tài)參數(shù),采用紅外熱像儀獲取工件表面溫度場分布,通過激光位移傳感器組測量徑向變形量,利用聲發(fā)射傳感器捕獲材料內(nèi)部缺陷特征;根據(jù)實(shí)時(shí)材料流變特性計(jì)算最佳鍛造頻率,采用模型預(yù)測控制算法生成錘頭運(yùn)動(dòng)軌跡修正量;實(shí)施動(dòng)態(tài)補(bǔ)償控制,通過應(yīng)變速率反饋調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)背壓;執(zhí)行閉環(huán)質(zhì)量評估,在鍛造間歇期進(jìn)行在線金相分析,根據(jù)晶粒度檢測結(jié)果反向修正工藝參數(shù),基于數(shù)字孿生模型預(yù)測工件疲勞壽命,具有對整個(gè)鍛造過程的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制,有效地消除誤差和偏差,導(dǎo)致鍛造精度提高的效果。

技術(shù)研發(fā)人員:張子龍,王安基,張西磊,徐信磊,徐立濤,孫小平,王銳欽,解修峰,賀永強(qiáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者:青島海德馬克智能裝備有限公司
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2025/5/15
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