[發明專利]一種葉片磨削燒傷信息融合與特征提取方法及裝置

在審

• 申請號: 202010044861.5
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111251187A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 嚴思杰;劉奇;徐小虎;白賀彬;丁漢
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B24B49/00
• 分類號: B24B49/00;B25J11/00;G06K9/62
• 代理公司: 北京恒和頓知識產權代理有限公司 11014
• 代理人: 王福新

本發明公開了一種葉片磨削燒傷信息融合與特征提取方法，具體包括：利用多傳感器建立磨削監控系統；根據預設的不同磨削加工參數對所述葉片進行機器人磨拋加工；通過所述監控系統采集磨削燒傷多傳感信息，以獲得不同加工參數下的磨削燒傷多傳感信息；對所述磨削燒傷多傳感信息進行信息融合與特征提取；通過對比所述不同加工參數下的磨削燒傷多傳感信息確定與預設標準相符合的特征值作為磨削燒傷不變性特征值。通過上述方案，能夠實現對于復雜曲面機器人加工的全面監控，從而有效保證葉片機器人加工的質量。并且能夠有效的提取葉片機器人砂帶磨削燒傷不變性特征，避免了因加工參數改變而引起的磨削燒傷誤判，進一步保證了葉片加工效率和質量。

技術領域

本發明屬于機械加工過程的監測與控制技術領域，更具體地，涉及一種葉片磨削燒傷信息融合與特征提取方法及裝置。

背景技術

葉片作為航空發動機的關鍵部件之一，其加工質量的好壞直接關系到航空發動機整體的機械性能。由于葉片型面的復雜性，使得機器人加工過程的控制異常困難，進而導致葉片的表面質量無法得到很好的保證，尤其是磨削燒傷現象，一直是葉片機器人加工領域的難點，極大地限制了機器人加工技術在“兩機”領域的推廣應用。

磨削燒傷是磨削過程中工件表層組織在瞬態高溫作用下發生變化，部分加工表面層出現氧化變色的現象，其可導致工件表面材料的再硬化，使工件表面產生殘余應力，嚴重降低工件的疲勞壽命和應力腐蝕性能。目前，已有的磨削燒傷特征提取方法大多是基于單傳感器信息的提取，如：力傳感器、溫度傳感器或加速度計等，該類方法主要利用單一傳感器采集加工過程中的信息，并從中提取與磨削燒傷相關的信息特征，以此來判斷是否發生磨削燒傷。

然而，上述單傳感器信息的提取有很多缺點：首先，由于所提取的磨削燒傷特征(如：信號幅值、有效值等)對于磨削加工參數的變化極其敏感，容易引起磨削燒傷的誤判；其次，單一傳感器檢測的信息很難全面的反映機器人加工過程，不能作為判斷是否發生磨削燒傷的可靠特征。

因此，業內亟需一種基于多傳感器的葉片磨削燒傷信息融合與特征提取方法以克服現有技術的缺陷。

發明內容

本發明的目的是提供一種葉片磨削燒傷信息融合與特征提取方法，能夠實現對于復雜機器人加工的全面監控，從而有效保證葉片機器人加工的質量。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案，包括：

利用多傳感器建立磨削監控系統；

根據預設的不同磨削加工參數對所述葉片進行機器人磨拋加工；

通過所述監控系統采集磨削燒傷多傳感信息，以獲得不同加工參數下的磨削燒傷多傳感信息；

對所述磨削燒傷多傳感信息進行信息融合與特征提取；

通過對比所述不同加工參數下的磨削燒傷多傳感信息確定與預設標準相符合的特征值作為磨削燒傷不變性特征值。

優選地，所述利用多傳感器建立磨削監控系統包括：

將第一傳感器安裝于工業機器人末端法蘭上，并對其進行標定；

將葉片夾具安裝在所述第一傳感器末端；

標定第二傳感器，并將所述第二傳感器安裝于第一預設位置；

標定熱成像儀，將所述熱成像儀安裝第二預設位置。

優選地，所述第一傳感器為六維力傳感器；

相應地，標定第二傳感器，并將所述第二傳感器安裝于第一預設位置包括：

標定聲發射傳感器，并在所述葉片夾具末端涂抹耦合劑，將所述聲發射傳感器安裝于所述葉片夾具末端；

標定加速度傳感器，并將所述加速度傳感器安裝在砂帶磨拋機接觸輪安裝橫梁上；