一种智能锻模喷淋润滑方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种智能锻模喷淋润滑方法及系统，属于锻造模具润滑技术领域，该喷淋润滑系统包括信号检测模块、信号处理模块和喷淋控制模块；信号检测模块可以实现自动实时检测锻造模具型腔温度和锻件出模速度，从而反映模具的润滑程度；信号处理模块将模具温度和锻件出模速度误差值作为输入，通过BP神经网络计算得到系统控制量，即润滑液的喷淋量与喷淋位置；系统在应用中可以适应环境变化，具有自学习和自适应能力。本发明专利技术可以代替人工向锻造模具型腔自动喷淋润滑液，实时感应锻造模具温度变化与锻件出模速度变化，精准喷淋润滑液，润滑模具，保证锻件平稳出模，同时保证模具温度始终处于合理工艺参数范围，实现全自动化锻造生产。生产。生产。

【技术实现步骤摘要】
一种智能锻模喷淋润滑方法及系统


[0001]本专利技术属于锻造模具润滑
，更具体地，涉及一种智能锻模喷淋润滑方法及系统。

技术介绍

[0002]锻件作为机械制造行业的基础构件，在汽车、航空航天、兵器、船舶、矿山、能源等领域应用广泛。但是锻造行业工况恶劣，为典型的高温、震动、噪音、粉尘等复杂环境，并且劳动强度高、危险性大。随着机器人技术和自动化控制技术日益成熟，自动化生产线的投资成本不断下降，锻造行业开始从传统的人工操作方式逐步地转向自动化生产。
[0003]锻造成形过程中，由于坯料向模具传热，以及坯料与模具之间产生摩擦，导致模具温度升高，影响模具润滑，并且严重影响了锻件成形质量，同时模具磨损增加，导致其使用寿命显著降低。一般在自动化锻造生产过程中，采用配备喷淋设备的机械手用于锻造模具的润滑及冷却，具备吹扫氧化皮、喷淋冷却水、喷淋润滑剂的功能，喷淋设备可同时喷洒润滑剂到上、下模膛，喷洒量可以控制，可任意调整机械手的运动速度和喷洒时间。当模具温度达300℃左右时，喷淋石墨在型腔内壁附着效果不稳定，出现锻件出模不畅现象，达到350℃以上时，石墨附着效果很差，锻件出现粘模现象，导致无法自动化连续生产，粘上的模锻件脱落时有可能砸伤正在操作的机器人，同时降低模具寿命并造成生产线中间工序甩料，导致废品率上升。
[0004]因此，如何有效解决模具润滑不足造成的出模不畅与粘模问题，解决润滑不足造成的生产线停机、影响生产效率及成形质量、模具寿命等问题，是锻造行业转型向自动化、智能化方向发展遇到的难题。
专利
技术实现思路

[0005]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种智能锻模喷淋润滑方法及系统，针对自动化锻造生产线模具润滑无法实现自动化、智能化控制的技术问题，本专利技术可以代替人工向锻造模具型腔自动喷淋润滑液，并通过智能化控制方法，实时感应锻造模具型腔温度变化与锻件出模速度变化，精准喷淋润滑液，润滑模具，保证锻件平稳出模，同时保证模具温度始终处于合理工艺参数范围，实现全自动化锻造生产。
[0006]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种智能锻模喷淋润滑方法，该方法包括：
[0007]基于模具降温幅度、锻件出模速度与润滑液喷淋量构建初始样本库，通过BP神经网络算法拟合得到模具降温幅度、锻件出模速度与润滑液喷淋量的非线性关系；
[0008]采集模具型腔特征点的温度信息及锻件出模的速度信息，将所述温度信息与速度信息分别与预设标准值进行比对，得到温度偏差值及速度偏差值；
[0009]将所述温度偏差值及速度偏差值作为BP神经网络的输入变量，通过算法模型拟合的非线性关系计算得到喷淋系统的控制输出量，从而实现多喷头的协调配合喷淋润滑。
[0010]优选地，将偏差值e作为BP神经网络的输入变量，通过算法模型拟合的非线性关系计算出系统控制输出量，即润滑液喷淋量q。
[0011]优选地，利用预先构建的模具3D模型进行Deform模拟，分析得到模具的易过热区域，并以所述易过热区域作为模具型腔特征点。通过检测并维持模具易过热点的温度来保证模具的温度；另外通过采集锻件顶出过程中的速度变化，得到锻件速度与工艺标准值的差异，进而反映锻件在顶出过程中是否平稳。通过温度与锻件速度两种特征值来反映模具的润滑程度。
[0012]优选地，初始样本库记录每次计算得到的模具降温幅度、润滑液喷淋量和实际模具温度，以此更新所述初始样本库；同时利用计算得到的模具降温幅度与模具实际降温幅度对比，计算得到BP神经网络预测的偏差值，当所述偏差值在不可接受阈值内时，利用更新后的初始样本库重新训练BP神经网络模型，以此对模具降温幅度、锻件出模速度与润滑液喷淋量的非线性关系进行修正；当所述偏差值在可接受阈值内时，则无需进行修正。在实际应用过时，可以根据实际环境变化，不断调整学习参数，以达到最优控制，具有自学习、自适应能力。
[0013]优选地，所述喷淋润滑方法为移动横梁结合多喷头的喷淋方法，具体包括：在移动横梁上均匀布置多个不同型号的喷头，根据控制输出量实时控制多个喷头的润滑液流量；位于移动横梁中部的喷头喷淋锻件及模具整体，两侧喷头喷淋锻件及模具特定区域，从而实现对模具的润滑。
[0014]进一步优选地，中部喷头针对于整体，喷淋量大且覆盖面广，两侧喷头针对于特定区域，喷淋量小且集中，能够对特定区域进行润滑。
[0015]优选地，所述喷淋润滑方法为机械臂旋转结合多喷头的喷淋方法，具体包括：在机械臂的端部设置多个喷头，根据控制输出量实时控制多个喷头的润滑液流量；机械臂端部深入模具并旋转调整喷头角度以使多个喷头旋转喷淋从而实现对模具的润滑。
[0016]进一步优选地，针对大小不同的锻件采用不同的喷淋方式。针对截面大且纵深小的锻件采用移动横梁结合多喷头的方式；针对截面小的锻件，采用机械臂旋转结合多喷头的方式。基于计算结果，通过控制机构调整喷洒位置，并由电磁阀控制润滑液的喷淋量，以达到润滑模具、维持模具温度、防止模具过热的作用。
[0017]按照本专利技术的另一方面，提供了一种智能锻模喷淋润滑系统，该系统包括：信号检测模块、信号处理模块和喷淋控制模块；
[0018]所述信号检测模块用于测量模具型腔特征点的温度信号及锻件出模的速度信号，将采集到的温度信号及速度信号通过信号转换器进行A/D转换并输入至所述信号处理模块；
[0019]所述信号处理模块用于将接收到的所述温度信号及速度信号与预设标准值进行对比，将二者之间的误差作为系统的输入信号，通过BP神经网络算法计算得到系统的控制输出信号，并将所述控制输出信号输入至所述喷淋控制模块；
[0020]所述喷淋控制模块用于将所述控制输出信号经信号转换器进行D/A转化，将转化后的控制输出信号发送至控制机构，所述控制机构用于控制喷淋机构的活动和电磁阀的开关实现多喷头协调配合，控制所需喷淋的位置及喷淋量。
[0021]优选地，所述喷淋机构包括机器人和多个喷头，所述多个喷头均匀分布于所述机
器人移动横梁的两端；所述电磁阀设置于所述机器人的移动横梁上并用于控制润滑液的喷淋量。
[0022]优选地，所述喷淋机构包括机器人和多个喷头，所述多个喷头设置于所述机器人的机械臂上，所述机械臂可旋转以调整所述喷头的角度；所述电磁阀设置于所述机器人的机械臂上并用于控制润滑液的喷淋量。
[0023]优选地，所述信号检测模块包括温度传感器和速度传感器；所述温度传感器用于测量模具型腔特征点的温度；所述速度传感器用于测量锻件被下模顶杆顶出时的速度。
[0024]优选地，所述温度传感器为红外温度传感器，所述速度传感器为激光速度传感器。
[0025]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：1)实现锻造模具温度检测与控制的全自动化过程，不需要人工参与；2)考虑到锻造过程中出现的由于润滑液喷淋量不足而引起的粘模和出模不稳定的情况，通过检测模具温度和锻件出模速度的方式反应模具的润滑状况。这样不仅能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能锻模喷淋润滑方法，其特征在于，该方法包括：基于模具降温幅度、锻件出模速度与润滑液喷淋量构建初始样本库，通过BP神经网络算法拟合得到模具降温幅度、锻件出模速度与润滑液喷淋量的非线性关系；采集模具型腔特征点的温度信息及锻件出模的速度信息，将所述温度信息与速度信息分别与预设标准值进行比对，得到温度偏差值及速度偏差值；将所述温度偏差值及速度偏差值作为BP神经网络的输入变量，通过算法模型拟合的非线性关系计算得到喷淋系统的控制输出量，从而实现多喷头的协调配合喷淋润滑。2.根据权利要求1所述的一种智能锻模喷淋润滑方法，其特征在于，利用预先构建的模具3D模型进行Deform模拟，分析得到模具的易过热区域，并以所述易过热区域作为模具型腔特征点。3.根据权利要求1所述的一种智能锻模喷淋润滑方法，其特征在于，初始样本库记录每次计算得到的模具降温幅度、润滑液喷淋量和实际模具温度，以此更新所述初始样本库；同时利用计算得到的模具降温幅度与模具实际降温幅度对比，计算得到BP神经网络预测的偏差值，当所述偏差值在不可接受阈值内时，利用更新后的初始样本库重新训练BP神经网络模型，以此对模具降温幅度、锻件出模速度与润滑液喷淋量的非线性关系进行修正；当所述偏差值在可接受阈值内时，则无需进行修正。4.根据权利要求1所述的一种智能锻模喷淋润滑方法，其特征在于，所述喷淋润滑方法为移动横梁结合多喷头的喷淋方法，具体包括：在移动横梁上均匀布置多个不同型号的喷头，根据控制输出量实时控制多个喷头的润滑液流量；位于移动横梁中部的喷头喷淋锻件及模具整体，两侧喷头喷淋锻件及模具特定区域，从而实现对模具的润滑。5.根据权利要求1所述的一种智能锻模喷淋润滑方法，其特征在于，所述喷淋润滑方法为机械臂旋转结合多喷头的喷淋方法，具体包括：在机械臂的端部设置多个喷头，根据控制输出量实时控制多个喷头的润滑液流量；机械臂端部深入模...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新云，邓磊，张浩，杜飞，金俊松，龚攀，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：