本文關鍵詞： 微小孔 擠壓研磨 模糊控制 專家系統(tǒng) 模糊神經網(wǎng)絡　出處：《上海大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：微小孔零件在眾多行業(yè)都發(fā)揮著重要作用,然而,微小孔零件內部的毛刺和銳利棱角處理不好,對設備的性能將產生很大的影響,甚至會造成惡劣的事故。因此,各行各業(yè)針對孔形零件的去毛刺和光整投入了大量的人力物力進行研究,并取得了一定的效果。但是由于微小孔零件要求越來越高,常見的去毛刺方法已難以滿足。磨料漿體流采用低粘度、懸浮性和流動性優(yōu)良的研磨介質對微小孔工件進行加工,可以達到去毛刺和光整的效果。又由于采用隔離和在線測量方法,使加工過程中的流量變化能被實施監(jiān)測和控制,所以采用磨料漿體流的微小孔精密擠壓研磨能夠一次加工即得到很高的流量一致性。這是其他去毛刺和光整方法所難以實現(xiàn)的。本文以具有代表性的微小孔零件——針閥體的擠壓研磨為例,對流量監(jiān)測方法、在線實時加工工藝進行了研究,并將智能算法與專家系統(tǒng)結合起來進行加工建模和參數(shù)優(yōu)化。本文根據(jù)需求搭建了加工平臺,并在該平臺上對一些可能的加工工藝的加工結果進行比較,證明了前述各方法的先進性。具體研究成果如下：對微小孔進行精密擠壓研磨必要性和可行性進行了分析,研究并指出本系統(tǒng)所用的研磨介質的優(yōu)越性。根據(jù)精密擠壓研磨加工的具體要求,分析研究了加工涉及的評價指標和具體參數(shù),為最終的控制實現(xiàn)提供基礎。在加工平臺建造前采用功率鍵合圖對系統(tǒng)的液壓過程進行仿真分析和計算,并采取了增量式PID算法來穩(wěn)定流量測量處壓力,提高了流量控制的精度。針對加工中流量持續(xù)變化、流量值小、實時性要求高的特點,從實時性、準確性和數(shù)據(jù)顯示的合理性角度出發(fā),對流量處理算法進行了研究。由于加工時,加工壓力會人為改變,故通過數(shù)據(jù)擬合,在加工中前期采用等效流量計算公式來計算實際流量。分析已有在線加工方法的不足,采用新的加工工藝,構造了在線加工過程基準曲線,并采用雙模式聯(lián)合控制作為在線控制方法,即加工的中前期,采用模糊控制方法進行加工,在加工的末期,采用定壓加工的方式,保證加工流量與流量試驗臺所測量流量的對應,從而使加工質量和效率的得到有效提升。在模糊控制階段,對流量增速基準值和壓力差值采用非線性量化的方法進行模糊化,對流量增速誤差和流量增速誤差變化率以及輸出的壓力增量采用變論域方法進行模糊化,為減小計算量,提高運算效率,伸縮因子根據(jù)流量增速基準值和壓力差值的量化等級得到。由于研磨介質的研磨能力在加工過程中的變化,以及其他加工條件的變化都將導致加工數(shù)據(jù)會有較大差異,所以本文建立了專家系統(tǒng),以保存大量的加工數(shù)據(jù)和積累加工經驗,為后續(xù)生產服務。本文的專家系統(tǒng)主要討論加工建模和參數(shù)優(yōu)化方面的工作,對于新的加工情況,專家系統(tǒng)采用正向推理進行參數(shù)優(yōu)化推理,或者采用模糊神經網(wǎng)絡和粒子群優(yōu)化結合的方式進行參數(shù)優(yōu)化,首先對加工過程進行訓練和建模,建立多目標優(yōu)化模型,然后采用粒子群優(yōu)化算法加載訓練模型,給出非劣解作為新的加工參數(shù)組合。本文研究了微小孔精密擠壓研磨的在線測量方法、在線工藝和控制方法、參數(shù)優(yōu)化以及系統(tǒng)的具體實現(xiàn),并在各種加工條件下進行了實驗分析和比較,證明本論文的理論研究成果能有效提高微小孔擠壓研磨的加工精度、加工效率和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[Abstract]:Micro hole parts play an important role in many industries, however, the micro hole parts of the internal burr and sharp edges are not handled properly, the performance of the equipment will have a huge impact, and even cause severe accidents. Therefore, all walks of life for hole shaped parts deburring and finishing put a lot of manpower study, and achieved certain results. But due to the requirements of the micro hole parts is more and more high, the common deburring method has been difficult to meet. The abrasive flow with low viscosity, the micro hole processing work piece suspension and flow of fine grinding media, can reach to the effect of deburring and finishing. Because of the use of isolation and online measurement method, the change of flow process can be implemented to monitor and control, so the use of abrasive slurry flow micro hole extrusion grinding to a precision machining to obtain very high The flow of consistency. This is the other deburring and finishing methods are difficult to achieve. The ground is representative of the micro hole parts, needle valve as an example, the traffic monitoring method, online real-time processing technology was studied, and the intelligent algorithm and expert system are combined to process modeling and parameters optimization. This paper built the processing platform according to the demand, and on the platform of processing on some possible processing results are compared, it proves the progressiveness of the above methods. The results are as follows: the micro hole extrusion precision grinding necessity and feasibility analysis, research and points out the superiority of grinding medium by using this system. According to the specific requirements of precision extrusion grinding process, analyzed the evaluation index of processing involved and the specific parameters, provide the basis for the final implementation in the control. The processing platform built before using the power bond graph of hydraulic system simulation analysis and calculation, and take the incremental PID algorithm to stabilize the pressure and flow measurement, improves the flow control accuracy. According to the continuous change in the processing flow, the flow is small, the characteristics of real-time requirement, from real-time, rationality angle accuracy and data display based on flow processing algorithm is studied. The processing time, processing pressure will be artificially changed, therefore, by fitting the data in the process of pre equivalent flow calculation formula to calculate the actual flow. The analysis of the existing problems of online processing methods, the new processing technology, construct the base curve online processing, and the use of double mode combined with online control as control method, namely in the processing stage, the fuzzy control method is used for processing in the processing stage, the constant pressure and The way to ensure the processing flow and the corresponding flow test rig for measuring flow, so as to effectively improve the quality and efficiency of machining. In the fuzzy control of traffic growth stage, the reference value and the pressure difference method was used to quantify the nonlinear fuzzy, the flow rate and flow rate error rate and output error the pressure increment using the variable universe fuzzy method, to reduce the amount of computation, improve the computational efficiency, the expansion factor according to the growth rate of flow and pressure difference between the reference value of the quantization level. Because of the change of grinding medium capacity during processing, change and other processing conditions will lead to processing data will be a big difference so, this paper established the expert system to save a large amount of data processing and the accumulation of experience in processing, for the subsequent production service. This system mainly discuss the construction process Work and optimize the parameters of die for processing new, expert system uses forward reasoning parameter optimization reasoning, or by using the fuzzy neural network and particle swarm optimization with the method of parameter optimization, first training and modeling of the machining process, a multi-objective optimization model is built, then the particle swarm optimization algorithm loading training model and as the new solutions of the processing parameters are given. Combination of non online measurement method is studied in this paper. The micro hole extrusion precision grinding, on-line process and control method, parameter optimization and system implementation, and analyzed and compared under various processing conditions, the processing precision of that research results of this paper can effectively improve the micro hole extrusion grinding, the machining efficiency and stability of the system.

【學位授予單位】：上海大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG376;TG580.68;TP273

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