[发明专利]气缸寿命预测方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及气缸，尤其涉及气缸寿命预测方法。

背景技术

气缸作为气动系统的执行元件，将压缩空气的压力能转换为机械能，驱动机构作直线往复运动，它广泛应用于现代制造业、自动化控制、机器人等领域。随着气动系统复杂程度的提高，气缸的可靠性显得越来越重要，其寿命直接影响整个系统的可靠性。现有的气缸寿命预测方式是基于统计模型的预测方法，该方法预测精度低。

发明内容

本发明解决的问题是现有气缸寿命预测方法的精度低的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种气缸寿命预测方法，该方法包括如下步骤：A）、获得目标气缸和多个样品气缸各自的最低作动压力曲线；B）、计算目标气缸的最低作动压力曲线到各个样品气缸的最低作动压力曲线的距离；C）、将算得的距离作为核函数的输入，核函数的输出是相似度；D）、将相似度和样品气缸的剩余寿命作加权平均而获得目标气缸的剩余寿命。

在本发明中，所述核函数是:                                                ，其中表示目标气缸的最低作动压力曲线到各个样品气缸的最低作动压力曲线的距离，表示样品气缸的最低作动压力，表示目标气缸的最低作动压力；h表示核函数的带宽，用来控制怎样的距离才算是相似的。

在本发明中，所述加权平均的公式是：，，表示核函数，目标气缸的剩余寿命，Y_i是样品气缸的剩余寿命。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明气缸寿命预测的方法通过计算目标气缸的最低作动压力曲线与样品气缸最低作动压力曲线的距离，通过该距离求得相似度，然后，将相似度和样品气缸的剩余寿命作加权平均而获得剩余寿命，这样，由于样品气缸的气缸寿命已知且通过相似度来获得目标气缸的剩余寿命，所以，气缸寿命预测的精度高。

附图说明

图1是本发明气缸寿命预测方法的流程图；

图2是目标气缸和样品气缸的最低作动压力曲线；

图3是预测的目标气缸和各个样品气缸的最低作动压力曲线。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。

本发明的发明人在研究气缸寿命预测的方法过程中，发现气缸的故障机理是磨损，随着润滑脂的消失，密封圈直接和缸筒接触，随后大量的磨屑累积以及润滑不足导致气缸的最低作动压力不断增大，所以，最低作动压力可以表征气缸产品的磨损量，在大多数应力水平下，气缸的最低作动压力是呈缓慢上升趋势的。故最终选择最低作动压力作为气缸寿命预测的退化信号。在工业现场中监测气缸的最低作动压力曲线，从最低作动压力曲线，可以获得得到曲线的形状和曲线所表征的对象的寿命，因此，假定一条最低作动压力曲线是样品的最低压力曲线，将另一条最低作动压力曲线是目标气缸的最低压力曲线，通过将目标气缸的最低作动压力曲线与样品的最低作动压力曲线进行比较分类，得到目标气缸最低作动压力曲线与样本气缸最低作动压力曲线之间的相似度；用得到的相似度就可以评估目标产品的剩余寿命。基于这样的思考，本发明的发明人提出一种气缸寿命预测的方法，对该方法详述如下：

请参阅图1至图3，本发明气缸寿命预测方法包括如下步骤：

1）、获得目标气缸和多个样品气缸各自的最低作动压力曲线，在该步骤中，目标气缸和多个样品气缸各自的最低作动压力曲线可以通过现有技术获得，在此不再赘述，获得的目标气缸和多个样品气缸的最低作动压力曲线如图2所示，该图中示意出六个气缸的最低作动压力曲线，其中，1号气缸、2号气缸至5号气缸是样品气缸的最低作用压力曲线；6号气缸是目标气缸的最低作动压力曲线。

B）、计算目标气缸的最低作动压力曲线到各个样品气缸的最低作动压力曲线的距离，该距离是指目标气缸和各个样品气缸的横坐标（作动次数）为同一个值时，纵坐标之间（最低作动压力）的距离，比如，图2中示意出目标气缸6与5号样品气缸之间的一个距离，该距离是线段D的长度。

C）、将算得的距离作为核函数的输入，核函数的输出是相似度。在该步骤中，核函数是：，其中表示目标气缸的最低作动压力曲线到各个样品气缸的最低作动压力曲线的距离，表示样品气缸的最低作动压力曲线各点的纵坐标（即样品气缸的最低作动压力），表示目标气缸的最低作动压力曲线各点的纵坐标（即目标气缸的最低作动压力）；h表示核函数的带宽，用来控制怎样的距离才算是相似的。