本發(fā)明涉及鍛造，尤其涉及一種長軸類鍛件自動化生產(chǎn)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著長軸類自由鍛鍛件需求的持續(xù)增加，現(xiàn)有的生產(chǎn)方法存在生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)質(zhì)量差的問題，無法滿足市場需求。具體而言，現(xiàn)有的方法以自由鍛錘和自由鍛油壓機(jī)配合鍛造操作機(jī)完成生產(chǎn)，操縱方式依賴于人工進(jìn)行設(shè)備的動作控制與尺寸測量，由于受經(jīng)驗等人為因素的影響，容易出現(xiàn)成品質(zhì)量差的問題，且對操作人員的操作經(jīng)驗要求較高，需要常年的培養(yǎng)和練習(xí)才能完全適應(yīng)操作；此外，現(xiàn)有操縱位置需要貼近高溫鍛件，而高溫鍛件釋放的高強(qiáng)度輻射會對現(xiàn)場操作人員造成直接熱傷害，并且鍛造過程中產(chǎn)生的粉塵及氧化皮等有害物質(zhì)，會通過呼吸、接觸等途徑影響人體健康。

2、因此，如何實現(xiàn)鍛件高效率、高質(zhì)量的自動化生產(chǎn)，是目前亟需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述依賴于人工方式生產(chǎn)鍛件存在生產(chǎn)效率低和生產(chǎn)質(zhì)量差的技術(shù)問題，本發(fā)明在如下的多個方面中提供方案。

2、在第一方面中，本發(fā)明提供了一種長軸類鍛件自動化生產(chǎn)方法，包括：獲取目標(biāo)鍛件的三維模型數(shù)據(jù)和工藝卡片；所述三維模型數(shù)據(jù)表征與目標(biāo)鍛件的成型形狀相關(guān)的數(shù)據(jù)，所述工藝卡片表征與目標(biāo)鍛件成型工藝相關(guān)的數(shù)據(jù)；基于所述三維模型數(shù)據(jù)和所述工藝卡片，采用最優(yōu)化算法求解目標(biāo)函數(shù)，得到最優(yōu)的鍛造工藝參數(shù)；所述目標(biāo)函數(shù)表征最小化鍛造力、能量消耗和/或生產(chǎn)時間；向鍛造設(shè)備發(fā)送所述鍛造工藝參數(shù)，以生產(chǎn)目標(biāo)鍛件。

3、進(jìn)一步地，在鍛造過程中，所述方法還包括：在鍛造過程中，還包括：向操作機(jī)器人發(fā)送控制指令，以使操作機(jī)器人按照預(yù)設(shè)的位置和姿態(tài)將目標(biāo)鍛件對應(yīng)的坯料送入鍛造設(shè)備的工作區(qū)域，以及完成坯料的翻轉(zhuǎn)、移位與進(jìn)給動作。

4、進(jìn)一步地，在鍛造過程中，所述方法還包括：采集鍛造過程中坯料表面的圖像；將所述圖像輸入訓(xùn)練好的裂紋識別模型中，得到裂紋區(qū)域的尺寸；根據(jù)所述尺寸確定裂紋危害度，所述裂紋危害度與所述尺寸成正相關(guān)；將所述裂紋危害度輸入預(yù)設(shè)的工藝知識圖譜，得到修正規(guī)則；基于所述修正規(guī)則對當(dāng)前的鍛造工藝參數(shù)進(jìn)行修正。

5、進(jìn)一步地，所述三維模型數(shù)據(jù)包括目標(biāo)尺寸，所述鍛造工藝參數(shù)包括目標(biāo)溫度；在鍛造過程中，所述方法還包括：采集鍛造過程中坯料的溫度和尺寸；判斷所述溫度與所述目標(biāo)溫度的偏差是否大于第一偏差閾值，或所述尺寸與所述目標(biāo)尺寸的偏差是否大于第二偏差閾值，若是，則采用最優(yōu)化算法對當(dāng)前的鍛造工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

6、進(jìn)一步地，采用最優(yōu)化算法優(yōu)化求解目標(biāo)函數(shù)，包括：基于所述三維模型數(shù)據(jù)和所述工藝卡片確定約束條件；所述約束條件包括進(jìn)給量范圍、下壓量范圍和下壓速度范圍；基于所述約束條件，采用最優(yōu)化算法求解所述目標(biāo)函數(shù)。

7、進(jìn)一步地，所述目標(biāo)函數(shù)為：

8、

9、式中，為目標(biāo)函數(shù)，為預(yù)設(shè)的鍛造力函數(shù)，為預(yù)設(shè)的能量消耗函數(shù)，為預(yù)設(shè)的生產(chǎn)時間函數(shù)，為基線鍛造力，為基線能量，為基線工時為鍛造力的權(quán)重，為能量消耗的權(quán)重，為生產(chǎn)時間的權(quán)重，為鍛造工藝參數(shù)。

10、進(jìn)一步地，所述方法還包括：根據(jù)預(yù)設(shè)的生產(chǎn)模式-權(quán)重的映射關(guān)系匹配鍛造力的權(quán)重、能量消耗的權(quán)重和生產(chǎn)時間的權(quán)重。

11、進(jìn)一步地，所述約束條件包括：

12、

13、式中，為目標(biāo)鍛件的體積，d為坯料原始直徑，h坯料原始長度，為終了溫度，為終了溫度閾值，為下壓速度，為最大下壓速度，為進(jìn)給量，為最大進(jìn)給量，為目標(biāo)鍛件的實測直徑，為目標(biāo)鍛件的目標(biāo)直徑，為坯料在鍛造過程中的實際應(yīng)力強(qiáng)度因子，為坯料在溫度t下的斷裂韌度，為誤差閾值。

14、進(jìn)一步地，在鍛造完成后，所述方法還包括：對目標(biāo)鍛件進(jìn)行質(zhì)量檢測，基于檢測結(jié)果生成質(zhì)量檢驗報告。

15、在第二方面中，本發(fā)明提供了一種長軸類鍛件自動化生產(chǎn)系統(tǒng)，包括處理器和存儲器，所述存儲器存儲有計算機(jī)程序指令，當(dāng)所述計算機(jī)程序指令被所述處理器執(zhí)行時實現(xiàn)第一方面所述的長軸類鍛件自動化生產(chǎn)方法。

16、本發(fā)明的有益效果在于：通過采用最優(yōu)化算法求解目標(biāo)函數(shù)，能夠得到最優(yōu)的鍛造工藝參數(shù)，避免了依賴經(jīng)驗控制鍛造設(shè)備的動作導(dǎo)致生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量低的問題；通過在鍛造過程中，實時監(jiān)測是否出現(xiàn)溫度和尺寸是否出現(xiàn)偏差，當(dāng)監(jiān)測到出現(xiàn)偏差時，立即調(diào)整鍛造工藝參數(shù)，進(jìn)一步確保了鍛件的質(zhì)量；在整個生產(chǎn)過程中，通過向鍛造設(shè)備和操作機(jī)器人發(fā)送鍛造工藝參數(shù)，使得鍛造設(shè)備可以自行對坯料進(jìn)行加工，以及使操作機(jī)器人執(zhí)行坯料的移位、翻轉(zhuǎn)等操作，最終實現(xiàn)鍛件的自動化生產(chǎn)。

1.一種長軸類鍛件自動化生產(chǎn)方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長軸類鍛件自動化生產(chǎn)方法，其特征在于，在鍛造過程中，還包括：向操作機(jī)器人發(fā)送控制指令，以使操作機(jī)器人按照預(yù)設(shè)的位置和姿態(tài)將目標(biāo)鍛件對應(yīng)的坯料送入鍛造設(shè)備的工作區(qū)域，以及完成坯料的翻轉(zhuǎn)、移位與進(jìn)給動作。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長軸類鍛件自動化生產(chǎn)方法，其特征在于，還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長軸類鍛件自動化生產(chǎn)方法，其特征在于，所述三維模型數(shù)據(jù)包括目標(biāo)尺寸，所述鍛造工藝參數(shù)包括目標(biāo)溫度；在鍛造過程中，還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長軸類鍛件自動化生產(chǎn)方法，其特征在于，采用最優(yōu)化算法優(yōu)化求解目標(biāo)函數(shù)，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的長軸類鍛件自動化生產(chǎn)方法，其特征在于，所述目標(biāo)函數(shù)為：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的長軸類鍛件自動化生產(chǎn)方法，其特征在于，還包括：根據(jù)預(yù)設(shè)的生產(chǎn)模式-權(quán)重的映射關(guān)系匹配鍛造力的權(quán)重、能量消耗的權(quán)重和生產(chǎn)時間的權(quán)重。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的長軸類鍛件自動化生產(chǎn)方法，其特征在于，所述約束條件包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長軸類鍛件自動化生產(chǎn)方法，其特征在于，在鍛造完成后，還包括：對目標(biāo)鍛件進(jìn)行質(zhì)量檢測，基于檢測結(jié)果生成質(zhì)量檢驗報告。

10.一種長軸類鍛件自動化生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，包括處理器和存儲器，所述存儲器存儲有計算機(jī)程序指令，當(dāng)所述計算機(jī)程序指令被所述處理器執(zhí)行時實現(xiàn)權(quán)利要求1-9中任意一項所述的長軸類鍛件自動化生產(chǎn)方法。