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专利号: 2023115536735
申请人: 靖江市恒友汽车部件制造有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种汽车零件加工直径在线控制方法,其特征在于,该在线控制方法包括以下步骤:S1、根据汽车零件的设计图纸,使用数控机床加工汽车零件;

S2、在加工过程中,使用激光测距仪对汽车零件的位置进行定位;

S3、使用激光测距仪设备实时测量零件的直径;

S4、将测量结果实时发送到云平台,并通过云平台计算汽车零件的实际直径,并与汽车零件的预期直径进行比较;

S5、若实际直径与预期直径存在差异,云平台会发送信号到数控机床,并调整数控机床的加工参数;

S6、在汽车零件加工完成后,再次测量零件的直径,并确认测量结果是否满足设计要求;

所述将测量结果实时发送到云平台,并通过云平台计算汽车零件的实际直径,并与汽车零件的预期直径进行比较包括以下步骤:S41、将激光测距仪设备实时测量的汽车零件直径数据通过网络实时发送到云平台;

S42、云平台接收汽车零件直径数据,并利用卡尔曼滤波算法对汽车零件直径数据进行平滑处理;

S43、使用Z‑score对汽车零件直径数据检测并移除异常值;

S44、使用多项式回归对汽车零件直径数据进行趋势分析,并根据历史数据,使用神经网络模型对未来的直径变化进行预测;

S45、根据神经网络模型的预测结果,调整加工参数;

S46、根据调整后的加工参数和处理后的汽车零件直径数据,计算汽车零件的实际直径;

S47、获取汽车零件的预期直径,将计算出的实际直径与预期直径进行比较,若存在差异,则在云平台生成差异报告;

所述云平台接收汽车零件直径数据,并利用卡尔曼滤波算法对汽车零件直径数据进行平滑处理包括以下步骤:S421、获取汽车零件直径数据,并设置卡尔曼滤波器的初始状态估计和初始误差协方差;

S422、使用卡尔曼滤波器的当前状态估计来预测下一个状态;

S423、根据预测值与实际接收到的新数据之间的差异,更新卡尔曼滤波器的初始状态估计和初始误差协方差;

S424、将卡尔曼滤波器的状态估计作为平滑处理后的直径数据;

所述使用Z‑score对汽车零件直径数据检测并移除异常值包括以下步骤:S431、计算汽车零件直径数据的平均值和标准差;

S432、将单个汽车零件直径数据表述为数据点,计算每一个数据点的Z‑score,所述Z‑score为汽车零件直径数据的数据点与汽车零件直径数据的平均值的误差;

其中,所述Z‑score的计算公式为:;

S433、设定误差阈值,并移除Z‑score大于误差阈值的数据点;

式中, 为数据点与平均值的误差;

为汽车零件直径数据的数据点;

为汽车零件直径数据的平均值;

为汽车零件直径数据的标准差;

所述使用多项式回归对汽车零件直径数据进行趋势分析,并根据历史数据,使用神经网络模型对未来的直径变化进行预测包括以下步骤:S441、获取汽车零件直径的历史数据;

S442、选择多项式阶数,构建多项式回归模型;

S443、使用最小二乘法计算多项式的参数向量,并对多项式回归模型进行评估;

S444、根据多项式回归模型的评估结果,进行汽车零件直径的趋势分析;

S445、构建神经网络模型,使用汽车零件直径的历史数据训练神经网络模型,并对汽车零件直径未来的直径变化进行预测;

所述使用最小二乘法计算多项式的参数向量,并对多项式回归模型进行评估包括以下步骤:S4431、根据多项式阶数构建设计矩阵,设计矩阵的每一列是汽车零件直径的历史数据;

S4432、构建目标向量,并计算多项式回归模型的参数向量;

S4433、使用计算得到的参数在训练集上进行预测,得到预测值,并计算预测值与实际值之间的误差;

S4434、进行多项式回归模型的验证;

所述多项式回归模型的参数向量的计算公式为:;

式中, 为设计矩阵;

为设计矩阵的转置;

为目标向量;

为参数向量;

所述构建神经网络模型,使用汽车零件直径的历史数据训练神经网络模型,并对汽车零件直径未来的直径变化进行预测包括以下步骤:S4451、将汽车零件直径的历史数据进行归一化处理,使得汽车零件直径的历史数据在设定范围内;

S4452、定义神经网络模型的结构,所述神经网络模型的结构至少包括层数、每层的节点数和激活函数;

S4453、使用历史数据训练神经网络模型,选择梯度下降算法、设置均方误差,并通过反向传播法来更新神经网络的权重;

S4454、计算预测值与实际值之间的误差,并评估神经网络模型;

S4455、将最新的数据输入到神经网络模型中,使用训练好的神经网络模型对未来的直径变化进行预测,获取模型的输出作为预测结果。

2.根据权利要求1所述的一种汽车零件加工直径在线控制方法,其特征在于,根据所述设计图纸和加工参数,使用数控机床加工汽车零件包括以下步骤:S11、获取设计图纸中汽车零件的参数信息,所述参数信息至少包括零件的形状、尺寸和公差;

S12、根据汽车零件的形状、尺寸和公差的参数信息设置数控机床的加工参数;

S13、根据汽车零件的材料选择合适的刀具;

S14、将设计图纸中汽车零件的参数信息和数控机床的加工参数编写成数控程序,并输入到数控机床中;

S15、启动数控机床,运行数控程序,开始加工汽车零件。

3.根据权利要求2所述的一种汽车零件加工直径在线控制方法,其特征在于,所述在加工过程中,使用激光测距仪对汽车零件的位置进行定位包括以下步骤:S21、在开始加工之前,对激光测距仪进行校准;

S22、在数控机床上设定参考点;

S23、在启动数控机床并运行数控程序开始加工汽车零件后,使用激光测距仪对准汽车零件,启动测距仪,测量汽车零件表面到参考点的距离;

S24、将测量结果与设计图纸中汽车零件的参数信息或数控机床的加工参数中的预设位置进行比较;

S25、若测量结果与预设位置有差异,调整汽车零件或夹具的位置,使汽车零件位置符合预设位置;

S26、重复上述S23至S25的步骤,直到零件位置满足预设位置的要求。