【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及智能制造或钛合金超塑成形扩散连接加工，具体涉及一种超塑成形扩散连接加工过程工艺参数自适应调整系统。
技术介绍
1、钛合金超塑成形扩散连接加工过程中温度、压强等成形工艺参数的选取，直接决定零件的成形性能以及成形后的微观组织和力学性能。在传统的超塑成形扩散连接加工过程中，工作人员通过仿真或者以往的加工经验提前确定超塑成形扩散连接设备的加热温度与时间的关系曲线以及气体压强与时间的关系曲线，并在开始加工前输入到设备的控制面板，在加工过程中，设备的加热系统和气路系统按照设定好的温度曲线和压强曲线进行加热和充气加压，从而获得成品工件。由于超塑成形扩散连接加工过程的特殊性，加工过程中的温度和压强存在偏离设定温度曲线和压强曲线的风险，且温度和压强发生偏离之后，需要工人进行手动调节，存在调节滞后和调节不准确的风险。
技术实现思路
1、本专利技术针对超塑成形扩散连接成形过程工艺参数监测困难、调节滞后、调节不准确、加工效率低、工人劳动强度大等技术问题，提出了一种超塑成形扩散连接加工过程工艺参数自适应调整系统，在超塑成形扩散连接加工过程中对加工过程进行实时监测并实现工艺参数的自适应调整，对提高超塑成形扩散连接成形过程的加工效率、保证超塑成形扩散连接成形加工过程的稳定性和产品的加工质量、减小工人的劳动强度，具有重要的现实意义。
2、为实现上述技术目的，本专利技术采取的技术方案为：
3、第一方面，本专利技术公开了一种超塑成形扩散连接加工过程工艺参数自适应调整系统，所述自适
4、所述最优加工参数设置层根据包括待加工产品的工艺要求、操作条件和气体特性在内的生产信息、超塑成形扩散连接过程的边界条件以及历史超塑成形扩散连接过程中的设备信息集合，通过软件仿真或者基于以往的加工经验设置理想的温度曲线和气体压强变化曲线；
5、所述过程参数控制层通过温度传感器和气压表实时监测加工过程中的加热温度和气体压强，将监测到的加热温度和气体压强分别与设置的理想的温度曲线和气体压强变化曲线相比较，通过模糊控制方法对加工过程中工件内部压强和工件内部加热温度进行调整；
6、所述反馈补偿器将温度传感器和气压表检测到的调整后的工件内部压强和工件内部加热温度的检测值与设置的理想的温度曲线和气体压强变化曲线相比较，将比较结果反馈给最优加工参数设置层；
7、所述过程参数预测层对后续加工过程中的工件内部压强和工件内部加热温度进行预测，将预测值通过前馈补偿器输入至最优加工参数设置层；
8、所述故障诊断层通过直接从机床采集到的信号分析判断机床的状态，将判断得到的机床状态通过前馈补偿器输入至最优加工参数设置层；
9、所述最优加工参数设置层结合所述反馈补偿器反馈的比较结果、工件内部压强和工件内部加热温度的预测值以及判断得到的机床状态，对设置的理想的温度曲线和气体压强变化曲线进行优化。
10、进一步地，所述过程参数控制层将监测到的工件内部压强与最优加工参数设置层的气体压强变化曲线相比较，基于比较结果通过模糊控制方法对加工过程中工件内部压强进行控制；
11、所述过程参数控制层将监测到的工件内部加热温度与最优加工参数设置层的温度变化曲线相比较，通过模糊控制方法控制调温阀实时调整加热温度，对加工过程中工件内部加热温度进行调整。
12、进一步地，所述过程参数控制层包括工件内部压强采集单元、模糊化单元、规则确定单元、控制表生成单元、模糊判决单元和被控制量变化输出单元；
13、所述工件内部压强采集单元用于通过气压表实时采集工件内部的气体压强；
14、所述模糊化单元用于结合采集的工件内部气体压强和最优加工参数设置层的气体压强变化曲线，计算得到压强差和压强差变化率，对压强差和压强差变化率和输出控制量u进行模糊化；
15、所述规则确定单元用于确定模糊控制规则；
16、所述控制表生成单元用于进行模糊合成运算，求出模糊关系矩阵，生成控制表；
17、所述模糊判决单元用于根据给定输入对输出量进行模糊判决；
18、所述被控制量变化输出单元用于通过与给定量化因子的乘积运算，对输出的被控制量u进行反模糊化，输出超塑成形扩散连接实际加工过程中被控制量的变化。
19、进一步地，所述故障诊断层对加工过程中后续可能发生的故障类型进行预测，根据预测的故障类型进行报警。
20、进一步地，所述过程参数预测层包括工况参数范围判断单元、基于案例推理的第一过程参数预测模型、基于神经网络的第二过程参数预测模型和校准模型；
21、所述工况参数范围判断单元用于判断超塑成形扩散连接加工过程的工况参数是否处正常范围内；当超塑成形扩散连接加工过程的工况参数处正常范围内时，所述工况参数范围判断单元调用第二过程参数预测模型对加热温度和气体压强进行预测；当超塑成形扩散连接加工过程的工况参数不在正常范围内时，所述工况参数范围判断单元调用第一过程参数预测模型对加热温度和气体压强进行预测；
22、所述校准模型对第一过程参数预测模型或者第二过程参数预测模型输出的加热温度和气体压强的预测值进行处理，得到两者的最终预测值。
23、进一步地，所述校准模型包括差值计算单元和误差校准单元；
24、所述差值计算单元求解得到过程参数预测层输出的加热温度的预测值与实际采集得到的加热温度之间的温度差值，以及过程参数预测层输出的气体压强的预测值与实际采集得到的气体压强之间的压强差值；
25、所述误差校准单元将求解得到的温度差值的绝对值与温度误差极限值进行比较，如果温度差值的绝对值小于等于温度误差极限值，将过程参数预测层输出的加热温度的预测值作为最终的预测值，否则，将过程参数预测层输出的加热温度的预测值减去温度差值得到最终的预测值；
26、所述误差校准单元将求解得到的压强差值的绝对值与压强误差极限值进行比较，如果压强差值的绝对值小于等于压强误差极限值，将过程参数预测层输出的气体压强的预测值作为最终的预测值，否则，将过程参数预测层输出的气体压强的预测值减去压强差值得到最终的预测值。
27、第二方面，本专利技术公开了一种基于前述超塑成形扩散连接加工过程工艺参数自适应调整方法，所述自适应调整方法包括以下步骤：
28、s1，在超塑成形扩散连接加工的初始阶段，最优加工参数设置层根据包括待加工产品的工艺要求、操作条件和气体特性在内的生产信息、超塑成形扩散连接过程的边界条件以及超塑成形扩散连接过程中的设备信息集合，通过软件仿真或者基于以往的加工经验设定理想的温度曲线和气体压强变化曲线；
29、s2，在超塑成形扩散连接加工过程中，过程参数控制层通过温度传感器、气压计和内嵌计时器实时监测加工过程中的加热温度和气体压强，并将监测到的压强信号与最优加工参数设置层输出的气体压强变化曲线相本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超塑成形扩散连接加工过程工艺参数自适应调整系统，其特征在于，所述自适应调整系统包括最优加工参数设置层、过程参数控制层、过程参数预测层、故障诊断层、前馈补偿器和反馈补偿器；
2.根据权利要求1所述的超塑成形扩散连接加工过程工艺参数自适应调整系统，其特征在于，所述过程参数控制层将监测到的工件内部压强与最优加工参数设置层的气体压强变化曲线相比较，基于比较结果通过模糊控制方法对加工过程中工件内部压强进行控制；
3.根据权利要求1所述的超塑成形扩散连接加工过程工艺参数自适应调整系统，其特征在于，所述过程参数控制层包括工件内部压强采集单元、模糊化单元、规则确定单元、控制表生成单元、模糊判决单元和被控制量变化输出单元；
4.根据权利要求1所述的超塑成形扩散连接加工过程工艺参数自适应调整系统，其特征在于，所述故障诊断层对加工过程中后续可能发生的故障类型进行预测，根据预测的故障类型进行报警。
5.根据权利要求1所述的超塑成形扩散连接加工过程工艺参数自适应调整系统，其特征在于，所述过程参数预测层包括工况参数范围判断单元、基于案例推理的第一过程参
6.根据权利要求5所述的超塑成形扩散连接加工过程工艺参数自适应调整系统，其特征在于，所述校准模型包括差值计算单元和误差校准单元；
7.一种基于权利要求1-6任一项中所述的自适应调整系统的超塑成形扩散连接加工过程工艺参数自适应调整方法，其特征在于，所述自适应调整方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种超塑成形扩散连接加工过程工艺参数自适应调整系统，其特征在于，所述自适应调整系统包括最优加工参数设置层、过程参数控制层、过程参数预测层、故障诊断层、前馈补偿器和反馈补偿器；
2.根据权利要求1所述的超塑成形扩散连接加工过程工艺参数自适应调整系统，其特征在于，所述过程参数控制层将监测到的工件内部压强与最优加工参数设置层的气体压强变化曲线相比较，基于比较结果通过模糊控制方法对加工过程中工件内部压强进行控制；
3.根据权利要求1所述的超塑成形扩散连接加工过程工艺参数自适应调整系统，其特征在于，所述过程参数控制层包括工件内部压强采集单元、模糊化单元、规则确定单元、控制表生成单元、模糊判决单元和被控制量变化输出单元；
4.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：张磊，刘太盈，赵正彩，王斌，刘英智，郑世辰，李尧，徐九华，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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