[发明专利]一种用于螺栓联接的拧紧力矩自适应补偿方法

说明书

本发明涉及一种用于螺栓联接的拧紧力矩自适应补偿方法，属于机械加工技术领域。本方法识别动态环境变化(加工精度、润滑程度、上一工艺残留碎屑等)对拧紧力阈值影响规律，对螺栓拧紧力进行自适应迭代更新补偿，以适应不断变化的装配环境以及实时改变的加工精度对拧紧力矩的要求。本方法模仿人类专家思考和记忆，提取建立自适应补偿方法，从样本数据中自学习数据规律，并启发训练、记忆存储和提取，从而估计下一时刻拧紧力矩值。本方法将加工精度、润滑条件等动态环境变化纳入补偿方法建立过程，提高了方法的普适性和精确度。

技术领域

本发明涉及一种用于螺栓联接的拧紧力矩自适应补偿方法，属于机械装备技术领域。

背景技术

螺栓联接是装配体最为常见和广泛的连接形式，螺栓联接的合格与否直接影响着产品装配质量和装配效率。工程实际中，通常采用控制拧紧力矩的方式实现螺栓拧紧。拧紧力矩值求解一般有理论公式法和实验获取法两种，但上述方法都有相应缺陷和不足：关于理论公式法，目前通用的理论公式过于理想，并未考虑复杂的实际情况(如螺纹加工精度、螺纹副摩擦系数以及润滑程度)；实验获取法则无法适应条件不断变化的实际环境，一旦螺栓品种规格更替或装配环境与训练环境有差异，那么之前计算的拧紧力矩值将毫无参考意义。因此，螺栓拧紧问题依然是装配过程的质量和效率瓶颈。

传统的专家系统通过建立海量专家知识和规则结构来实现对现有状态下的值预估，一方面该专家系统建立难度大，另一方面一旦环境中出现知识库里没有的情况则专家系统无法得出结论，整个系统缺乏自适应性。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于螺栓联接的拧紧力矩自适应补偿方法，用于识别动态环境变化(加工精度、润滑程度、上一工艺残留碎屑等)对拧紧力阈值影响规律，对螺栓拧紧力进行自适应迭代更新补偿，以适应不断变化的装配环境以及实时改变的加工精度对拧紧力矩的要求。

本发明提出的用于螺栓联接的拧紧力矩自适应补偿方法，包括以下步骤：

(1)采集多个螺栓在拧紧时分别所需的拧紧力矩，并分别记录拧紧时的环境属性，包括螺栓的加工精度、润滑度、表面碎屑和环境温度，多个螺栓所需的拧紧力矩组成一个向量，记为H＝{h₁,h₂,…,h_c}，对向量中的每一拧紧力矩进行延展升维，得到一个f×1维度的拧紧力矩向量：

H₁＝(h₁,h₁,…,h₁)^T

H₂＝(h₂,h₂,…,h₂)^T

H_c＝(h_c,h_c,…,h_c)^T

其中，f为延展升维后得到拧紧力矩向量的长度值，f取值大于所记录的环境属性的个数，c为螺栓个数，上标T为向量转置；

(2)根据上述拧紧力矩向量，建立一个意识反应模型，表达式如下：

y_i(n)＝H_i(n)+αWH_i(n)