[發明專利]一種扶梯驅動主軸智能制造系統及方法

有效

• 申請號: 201910217007.1
• 申請日: 2019-03-21
• 公開（公告）號: CN109877583B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 姜銀方;孫有為;裴曙光;馬黎明;馬國平
• 申請（專利權）人: 江蘇申陽電梯部件有限公司;江蘇大學
• 主分類號: B23P23/00
• 分類號: B23P23/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種扶梯驅動主軸智能制造系統，其特征在于，包括焊接系統、時效系統和檢測整形系統；所述焊接系統、時效系統和檢測整形系統的輸出端均與主控系統的輸入端連接；所述焊接系統將焊接殘余應力信息反饋給主控系統；所述時效系統將固有頻率信息反饋給主控系統；所述檢測整形系統將焊接變形信息反饋給主控系統；所述主控系統輸入的檢測和反饋信息有：焊接殘余應力、焊接變形及固有頻率；并根據輸入的檢測與反饋信息建立專家系統及其數據庫；

所述焊接系統中通過CCD圖像采集系統對焊接時實時焊縫成形情況進行采集，通過建立熔深與焊縫間隙和熔寬之間關系的數學模型，從而計算獲得焊接熔深的實時數據，再經模糊PID算法調整焊接參數實時控制熔深，焊接完成后通過X射線衍射儀對其環形焊接接頭焊趾處做應力檢測，獲得其焊趾處一周平均殘余應力值，并將其反饋至主控系統；

所述時效系統通過掃頻獲得驅動主軸固有頻率，自動確定最佳激振頻率，根據檢測獲得的焊趾處殘余應力平均值確定最佳振動時效激振力，對焊后驅動主軸進行均化和降低殘余應力處理，時效完成后再次掃頻獲得其時效處理后固有頻率，對其進行振動時效效果評價，判斷是否需要補振處理；并將時效前和時效后固有頻率數據反饋至主控系統；

所述檢測整形系統利用激光掃描驅動主軸鏈輪端面跳動誤差，并將跳動誤差數據反饋至主控系統，主控系統自動根據跳動誤差經驗公式計算矯正量，同時檢測整形系統根據跳動誤差自動調整下一次的焊接速度參數，減小其焊接變形；

所述檢測整形系統中液壓系統根據計算得到的矯正量自動執行擠壓矯正，整形完成后采用X射線衍射儀對其環形焊接接頭焊趾一周進行應力檢測，獲得其殘余應力平均值，并將其反饋至主控系統，對下一次的振動時效參數進行調整；所述檢測整形系統具體工作步驟為：激光檢測獲得鏈輪端面跳動誤差，并將鏈輪端面跳動誤差通過主控系統接口傳給主控系統，主控系統根據矯正量經驗公式模型得到液壓矯正量，進行液壓矯正鏈輪端面跳動誤差，液壓矯正后，再通過激光檢測獲得矯正后的鏈輪端面跳動誤差，看是否達到精度要求，若未達到規定的精度要求，則重復液壓矯正，若達到規定的精度要求，則通過X射線衍射儀對其環形焊接接頭焊趾一周進行殘余應力檢測，并把信息反饋給主控系統。

2.根據權利要求1所述的扶梯驅動主軸智能制造系統，其特征在于，所述焊接系統具體步驟為：通過CCD圖像采集系統對焊接時實時焊縫成形情況進行采集后，將采集得到的熔池圖像進行預處理，然后對預處理后的熔池圖像進行邊緣檢測，從而獲取熔寬，計算出熔深偏差后通過模糊PID算法調整焊接參數實時控制熔深，檢測是否焊接完成，若焊接未完成，重復上述步驟，若完成，通過X射線衍射儀對其環形焊接接頭焊趾處做殘余應力檢測，獲得焊接接頭焊趾處一周平均殘余應力值，通過主控系統接口反饋至主控系統。

3.根據權利要求1所述的扶梯驅動主軸智能制造系統，其特征在于，所述時效系統具體工作步驟為：利用振動時效裝備，通過振前掃頻，獲得驅動主軸的固有頻率，驅動主軸的固有頻率通過主控系統接口傳給主控系統，主控系統根據焊接系統采集到的焊接接頭焊趾處一周平均殘余應力及主軸的固有頻率，確定振動參數，即最佳激振力，并把最佳激振力傳給時效系統，利用最佳激振力對驅動主軸進行振動時效，待時效完成后再次掃描得到時效處理后驅動主軸固有頻率，時效處理后的驅動主軸固有頻率與標準固有頻率進行比較，從而確定是否需要補振，若需要，重復振動時效，若不需要，把振后固有頻率也傳遞給主控系統，并結束振動時效。

4.根據權利要求1-3任一項所述的扶梯驅動主軸智能制造系統的工作方法，其特征在于，包括如下步驟：

將驅動主軸和鏈輪安裝至環焊機，將數個CCD攝像頭正面分別對準即將焊接的驅動主軸鏈輪；

調整初始焊接參數后開始焊接，焊接完成后通過X射線衍射儀對環形焊接接頭焊趾處做應力檢測，獲得其焊趾處一周平均殘余應力值σ，并將其反饋至主控系統，卸下扶梯驅動主軸，將扶梯驅動主軸移至振動時效平臺并夾緊；

開啟掃頻功能，獲取其時效前固有頻率，并將其發送至主控系統，取其固有頻率的3/5為振動時效最佳振動頻率，設置振蕩力；

開啟振動時效，一定時間后停止振動；再次開啟掃頻功能，獲取其時效處理后的固有頻率，振動時效系統將時效后的固有頻率發送至主控系統，如果時效前固有頻率f1與時效后固有頻率f2差值小于5，則補振(5-f1+f2)min，卸下扶梯驅動主軸；

將扶梯驅動主軸安裝至自動檢測整形裝置，檢測裝置通過激光掃描獲取扶梯驅動主軸鏈輪端面的跳動誤差M，將其反饋至主控系統，主控系統通過矯正量經驗公式計算矯正量對端面進行擠壓矯正，矯正完成后，激光掃描獲取其端面跳動誤差，判斷其是否滿足精度要求，如滿足要求，進行下一道工序，如不滿足要求，檢測整形系統將重新對端面誤差進行測量，并重新計算矯正量，液壓缸對鏈輪端面實行擠壓矯正；再次對驅動主軸環形焊接接頭焊趾處進行應力檢測，獲得其一周平均殘余應力值σ₂，將其發送至主控系統，從而完成扶梯驅動主軸的智能制造。