本發(fā)明涉及機(jī)械加工，尤其涉及一種機(jī)械配件鉆孔控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、在機(jī)械制造行業(yè)中，鉆孔作為一種基礎(chǔ)且關(guān)鍵的加工工藝，廣泛應(yīng)用于各類機(jī)械配件的生產(chǎn)過程中。然而，隨著制造業(yè)向高精度、高效率、智能化方向發(fā)展，傳統(tǒng)的手工或半自動(dòng)鉆孔方式已難以滿足現(xiàn)代生產(chǎn)的需求。傳統(tǒng)鉆孔方式存在加工精度低、效率低下、勞動(dòng)強(qiáng)度大等問題，導(dǎo)致生產(chǎn)成本高昂且產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。此外，由于鉆頭磨損、機(jī)床精度下降等因素，鉆孔過程中的直線度、垂直度等關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)難以得到有效控制，進(jìn)一步影響了機(jī)械配件的整體性能和可靠性。

2、中國(guó)專利申請(qǐng)公開號(hào)：cn117600837a，公開了一種鉆孔攻牙機(jī)控制方法及系統(tǒng)，該鉆孔攻牙機(jī)包括工作臺(tái)、鉆頭、驅(qū)動(dòng)裝置、噴水裝置、力學(xué)傳感器及處理器，力學(xué)傳感器至少部署于鉆頭上，處理器用于：確定控制驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)鉆頭對(duì)待加工零件進(jìn)行鉆孔攻牙的第一控制指令、控制噴水裝置對(duì)鉆頭和/或待加工零件進(jìn)行噴水冷卻的第二控制指令；響應(yīng)于力學(xué)傳感器獲取的力學(xué)傳感信息滿足預(yù)設(shè)異常條件確定執(zhí)行急停操作的第三控制指令；通過成像裝置獲取的至少一個(gè)第一螺紋圖像包括從至少一個(gè)預(yù)設(shè)位置和預(yù)設(shè)角度拍攝的螺紋圖像；基于第一螺紋圖像及其對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)位置和預(yù)設(shè)角度，通過機(jī)器學(xué)習(xí)模型評(píng)估第一螺紋圖像的螺紋質(zhì)量；響應(yīng)于異常的第一螺紋圖像數(shù)量滿足要求，判定螺紋質(zhì)量異常。

3、但是，現(xiàn)有技術(shù)中存在以下問題：傳統(tǒng)鉆孔系統(tǒng)對(duì)具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的機(jī)械配件的適應(yīng)性差，導(dǎo)致刀具磨損快、孔壁質(zhì)量不穩(wěn)定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為此，本發(fā)明提供一種機(jī)械配件鉆孔控制系統(tǒng)及方法，用以克服現(xiàn)有技術(shù)中鉆孔系統(tǒng)對(duì)具有復(fù)合層結(jié)構(gòu)的機(jī)械配件適應(yīng)性差導(dǎo)致鉆孔效率低、孔壁質(zhì)量不穩(wěn)定的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種機(jī)械配件鉆孔控制系統(tǒng)，包括：

3、數(shù)據(jù)采集模塊，其用于獲取機(jī)械配件復(fù)合層結(jié)構(gòu)的尺寸和材質(zhì)信息以確定鉆孔位置參數(shù)，其中，所述材質(zhì)信息包括材料類型和材料硬度；

4、鉆孔執(zhí)行模塊，其與所述數(shù)據(jù)采集模塊相連，用以根據(jù)機(jī)械配件的硬度梯度確定初始鉆孔參數(shù)，以及根據(jù)鉆孔位置參數(shù)確定鉆孔加工路徑并執(zhí)行鉆孔操作，其中，鉆孔參數(shù)包括鉆頭轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度；

5、監(jiān)測(cè)模塊，其與所述鉆孔執(zhí)行模塊相連，用于監(jiān)測(cè)鉆孔過程中的振動(dòng)頻率并將振動(dòng)頻率大于第一預(yù)設(shè)振動(dòng)頻率的鉆孔狀態(tài)記為異常狀態(tài)，以及監(jiān)測(cè)鉆孔后的孔壁粗糙度和孔徑偏差率以獲得孔壁特征系數(shù)；

6、控制模塊，其分別與所述數(shù)據(jù)采集模塊、所述鉆孔執(zhí)行模塊和所述監(jiān)測(cè)模塊相連，用以根據(jù)孔壁特征系數(shù)判定鉆孔的合格性，在鉆孔不合格的條件下，根據(jù)孔的直線度二次判定鉆孔的合格性，或，根據(jù)鉆孔過程中異常狀態(tài)對(duì)應(yīng)的加工位置確定鉆孔不合格的原因。

7、進(jìn)一步地，所述控制模塊根據(jù)孔壁特征系數(shù)判定鉆孔的合格性，其中，若所述孔壁特征系數(shù)小于第一預(yù)設(shè)孔壁特征閾值，則判定鉆孔合格，并按照當(dāng)前的鉆孔參數(shù)完成所有鉆孔加工；

8、若所述孔壁特征系數(shù)大于或等于所述第一預(yù)設(shè)孔壁特征閾值且小于第二預(yù)設(shè)孔壁特征閾值，則判定鉆孔不合格，并根據(jù)孔的直線度二次判定鉆孔的合格性；

9、若所述孔壁特征系數(shù)大于或等于所述第二預(yù)設(shè)孔壁特征閾值，則判定鉆孔不合格，并根據(jù)鉆孔過程中異常狀態(tài)對(duì)應(yīng)的加工位置確定鉆孔不合格的原因。

10、進(jìn)一步地，孔壁特征系數(shù)由孔壁平均粗糙度和孔徑平均偏差率共同確定。

11、進(jìn)一步地，所述控制模塊根據(jù)孔的直線度二次判定鉆孔的合格性，其中，若所述直線度小于預(yù)設(shè)直線度，則二次判定鉆孔合格，并按照當(dāng)前的鉆孔參數(shù)完成所有鉆孔加工；

12、若所述直線度大于或等于所述預(yù)設(shè)直線度，則二次判定鉆孔不合格，并根據(jù)鉆頭磨損率確定調(diào)整策略。

13、進(jìn)一步地，所述控制模塊根據(jù)鉆頭磨損率確定調(diào)整策略，其中，若所述鉆頭磨損率小于預(yù)設(shè)磨損率，則確定調(diào)整策略為重新校對(duì)鉆頭與待鉆孔面的垂直度；

14、若所述鉆頭磨損率大于或等于所述預(yù)設(shè)磨損率，則確定調(diào)整策略為更換鉆頭，并將加工參數(shù)調(diào)整至第一預(yù)設(shè)加工參數(shù)。

15、進(jìn)一步地，所述控制模塊在第一預(yù)設(shè)條件下根據(jù)鉆孔過程中異常狀態(tài)對(duì)應(yīng)的加工位置確定鉆孔不合格的原因，其中，若異常狀態(tài)對(duì)應(yīng)的加工位置位于復(fù)合層交界處，則確定鉆孔不合格的原因?yàn)閺?fù)合層之間硬度梯度過大，并根據(jù)所述振動(dòng)頻率與第一預(yù)設(shè)振動(dòng)頻率的差值降低內(nèi)層鉆孔的鉆頭轉(zhuǎn)速；

16、若異常狀態(tài)對(duì)應(yīng)的加工位置位于單層區(qū)間內(nèi)，則確定鉆孔不合格的原因?yàn)殂@孔速度過快，并根據(jù)所述振動(dòng)頻率與第一預(yù)設(shè)振動(dòng)頻率的差值降低鉆頭的進(jìn)給速度；

17、所述第一預(yù)設(shè)條件為所述振動(dòng)頻率大于或等于第一預(yù)設(shè)振動(dòng)頻率且小于第二預(yù)設(shè)振動(dòng)頻率。

18、進(jìn)一步地，內(nèi)層鉆孔的鉆頭轉(zhuǎn)速與第一振動(dòng)頻率差值負(fù)相關(guān)，其中，所述第一振動(dòng)頻率差值為所述振動(dòng)頻率與預(yù)設(shè)振動(dòng)頻率的差值。

19、進(jìn)一步地，針對(duì)鉆頭的進(jìn)給速度設(shè)置有若干調(diào)節(jié)方式，且每種調(diào)節(jié)方式對(duì)于所述進(jìn)給速度的調(diào)節(jié)幅度不同。

20、進(jìn)一步地，所述控制模塊在振動(dòng)頻率大于或等于第二預(yù)設(shè)振動(dòng)頻率的條件下，立刻停止鉆孔并發(fā)出警報(bào)。

21、本發(fā)明還提供一種機(jī)械配件鉆孔控制方法，包括:

22、獲取機(jī)械配件復(fù)合層結(jié)構(gòu)的尺寸和材質(zhì)信息并確定鉆孔位置參數(shù)；

23、確定初始鉆孔參數(shù)和鉆孔加工路徑并執(zhí)行鉆孔操作；

24、根據(jù)孔壁特征系數(shù)判定鉆孔的合格性，在鉆孔不合格的條件下，根據(jù)孔的直線度二次判定鉆孔的合格性，或，根據(jù)鉆孔過程中異常狀態(tài)對(duì)應(yīng)的加工位置確定鉆孔不合格的原因；

25、在二次判定鉆孔不合格的條件下，根據(jù)鉆頭磨損率確定調(diào)整策略，包括重新校對(duì)鉆頭與待鉆孔面的垂直度，或，更換鉆頭并將加工參數(shù)調(diào)整至第一預(yù)設(shè)加工參數(shù)。

26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明首先通過數(shù)據(jù)采集模塊獲取機(jī)械配件復(fù)合層結(jié)構(gòu)的尺寸和材質(zhì)信息以確定鉆孔位置參數(shù)，然后通過鉆孔執(zhí)行模塊確定初始鉆孔參數(shù)和鉆孔加工路徑以執(zhí)行鉆孔操作，再通過監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)鉆孔過程中的振動(dòng)頻率和鉆孔后的孔壁粗糙度、孔徑偏差率，最后通過控制模塊判定鉆孔的合格性并基于不合格的條件調(diào)整鉆孔參數(shù)，通過數(shù)據(jù)采集模塊、鉆孔執(zhí)行模塊、監(jiān)測(cè)模塊和控制模塊集合而成鉆孔控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了復(fù)合層結(jié)構(gòu)機(jī)械配件鉆孔加工的精準(zhǔn)化與智能化。

27、進(jìn)一步地，本發(fā)明通過孔壁平均粗糙度和孔徑平均偏差率共同確定孔壁特征系數(shù)，并根據(jù)孔壁特征系數(shù)判定鉆孔的合格性，基于不合格的條件，根據(jù)孔的直線度二次判定鉆孔的合格性，或，根據(jù)鉆孔過程中異常狀態(tài)對(duì)應(yīng)的加工位置確定鉆孔不合格的原因，通過分級(jí)響應(yīng)機(jī)制，提高了加工質(zhì)量的精準(zhǔn)控制能力。

28、進(jìn)一步地，本發(fā)明在二次判定不合格時(shí)，根據(jù)鉆頭磨損率確定調(diào)整策略，包括重新校對(duì)鉆頭與待鉆孔面的垂直度、更換鉆頭并將加工參數(shù)調(diào)整至第一預(yù)設(shè)加工參數(shù)，通過確定不同調(diào)整策略提高了控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)精準(zhǔn)度。

29、進(jìn)一步地，本發(fā)明通過根據(jù)鉆孔過程中異常狀態(tài)對(duì)應(yīng)的加工位置確定鉆孔不合格的原因并給出調(diào)整方案，包括降低內(nèi)層鉆孔的鉆頭轉(zhuǎn)速和降低鉆頭的進(jìn)給速度，實(shí)現(xiàn)了復(fù)合層的精準(zhǔn)加工控制，提高了鉆孔控制系統(tǒng)的自適應(yīng)性。