CN111259554A - 一种基于大数据分析的推土机变矩变速装置装配工艺检测分析系统及方法 - Google Patents

一种基于大数据分析的推土机变矩变速装置装配工艺检测分析系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于大数据分析的推土机变矩变速装置装配工艺检测分析系统及方法，包括如下步骤：实时采集螺栓扭矩，构建参数数据库；对数据库进行大数据分析，确定螺栓扭矩数据库的分布形式；根据其分布形式，如正态分布、韦伯分布或其他分布，进行数据处理，得到螺栓装配扭矩的阈值范围；将实际装配过程中的测试参数与螺栓装配扭矩的阈值范围进行匹配，判断实际装配过程中的测试参数是否合格。该方法可以显著提高推土机变矩变速装置装配的可靠性和一致性。

Description

一种基于大数据分析的推土机变矩变速装置装配工艺检测分 析系统及方法
技术领域
本发明涉及推土机变矩变速装置装配工艺检测技术领域，特别是涉及一种推土机变矩变速装置装配工艺检测分析系统及方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提到了与本发明相关的背景技术，并不必然构成现有技术。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中存在以下技术问题：
变矩变速装置是推土机的重要组成部分。目前国内的推土机生产制造企业采用的推土机装配线种类较多，在总成以及分总成装配线上，大多都是使用柔性输送线来输送工件，并且装配设备对变矩变速装置进行装配。其中，螺栓拧紧扭矩的大小直接决定装配质量的优劣，目前，螺栓扭矩一般采用气动扳手，以人工估计的方法拧紧，数据准确性较差，且检测的阈值为某个固定值。
发明内容
为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种基于大数据分析的推土机变矩变速装置装配工艺检测分析系统及方法。该方法可以显著提高推土机变矩变速装置装配的可靠性。
第一方面，本发明提供了一种基于大数据分析的推土机变矩变速装置装配工艺检测分析方法，包括如下步骤：
实时采集螺栓扭矩，构建参数数据库；
对数据库进行大数据分析，确定螺栓扭矩数据库的分布形式；
根据其分布形式，得到螺栓装配扭矩的阈值范围；
将实际装配过程中的测试参数与螺栓装配扭矩的阈值范围进行匹配，判断实际装配过程中的测试参数是否合格。
第二方面，本发明还提供了一种推土机变矩变速装置装配工艺检测系统，包括：
用于实时采集螺栓扭矩，构建参数数据库的装置；
用于对数据库进行大数据分析，确定螺栓扭矩数据库的分布形式的装置；
用于根据其分布形式，得到螺栓装配扭矩的阈值范围的装置；
将实际装配过程中的测试参数与螺栓装配扭矩的阈值范围进行匹配，判断实际装配过程中的测试参数是否合格的装置。
第三方面，本公开还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成第一方面所述方法的步骤。
第四方面，本公开还提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成第一方面所述方法的步骤。
本发明的有益效果为：
本发明提供一种基于大数据分析的推土机变矩变速装置装配工艺检测分析系统及方法，对装配数据库进行大数据分析，得到螺栓装配扭矩的阈值范围，将实际装配过程中的测试参数与螺栓装配扭矩的阈值范围进行匹配，判断实际装配过程中的测试参数是否合格，可以显著提高推土机变矩变速装置装配的可靠性和一致性。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为基于大数据分析的推土机变矩变速装置装配工艺检测分析系统工作流程图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
一种基于大数据分析的推土机变矩变速装置装配工艺检测分析方法，包括如下步骤：
实时采集螺栓扭矩，构建参数数据库；
对数据库进行大数据分析，确定螺栓扭矩数据的分布形式；
根据其分布形式，得到螺栓装配扭矩的阈值范围；
将实际装配过程中的测试参数与螺栓装配扭矩的阈值范围进行匹配，判断实际装配过程中的测试参数是否合格。
在一些实施例中，可以采用数据采集装置实时采集螺栓的扭矩。
在一些实施例中，螺栓扭矩数据的分布形式为正态分布、韦伯分布或其他分布。
进一步的，螺栓扭矩数据的分布形式为正态分布时，采用2.5σ原则确定螺栓扭矩的最大阈值和最小阈值。
进一步的，螺栓扭矩数据的分布形式为韦伯分布时，通过韦伯分布的概率密度函数，计算累积概率，累积概率5％-97％即为阈值范围。
更进一步的，韦伯分布的判定方法为：
其可靠度函数为
Figure BDA0002375861180000031
β为形状参数，η为尺寸参数；
将函数两边取对数，
Figure BDA0002375861180000032
再取对数，
Figure BDA0002375861180000033
令
Figure BDA0002375861180000034
x＝lnt，c＝-βlnη，则y＝βx+c；
若数据拟合符合公式，且用R检验检验线性相关性，R>0.92时即符合韦伯分布。
进一步的，螺栓扭矩数据的分布形式为其他分布形式时，通过Box-Cox变换公式对分布扭矩变量y进行变换，使其变为正态分布，然后利用R检验，若R>0.95确定其为正态分布，然后通过2.5σ原则，确定螺栓扭矩的最大阈值和最小阈值；
若R≤0.95，则其不符合正态分布，此时将所有数据从小到大排列，第5％的数据值为阈值下限，第95％的数据值为阈值上限，若最大值等于最小值，则此时不设阈值。
更进一步的，Box-Cox变换公式中的λ值为0.44。
第二方面，本发明还提供了一种推土机变矩变速装置装配工艺检测系统，包括：
用于实时采集螺栓扭矩，构建参数数据库的装置；
用于对数据库进行大数据分析，确定螺栓扭矩数据库的分布形式的装置；
用于根据其分布形式，得到螺栓装配扭矩的阈值范围的装置；
将实际装配过程中的测试参数与螺栓装配扭矩的阈值范围进行匹配，判断实际装配过程中的测试参数是否合格的装置。
第三方面，本公开还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成第一方面所述方法的步骤。
第四方面，本公开还提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成第一方面所述方法的步骤。
实施例一
如图1所示，一种推土机变矩变速装置装配工艺检测分析方法，包括如下步骤：采用可以数据传输的电动打紧装置实时采集螺栓扭矩，通过工业物联网收集螺栓扭矩数据，构建参数数据库。采用大数据分析方式确定螺栓扭矩数据集的分布形式。
首先判断螺栓扭矩数据集是否为正态分布的方式为：计算样本数据均值
Figure BDA0002375861180000041
和标准差σ，利用其计算分位数
Figure BDA0002375861180000042
通过正态分布表可以查到ti对应的分位数Qi，利用Qi-Q′i图鉴别样本数据，判断Qi-Q′i图上的点是否符合直线特征，并用R检验检验线性相关性，以R>0.95作为阈值确定其为正态分布；确定u、σ值，依据(u-2.5σ，u+2.5σ]，得到螺栓装配过程正常参数范围，扭矩小于u-2.5σ或大于u+2.5σ即为异常值。
若螺栓扭矩数据集不是正态分布，进行判断其是否为韦伯分布，判断是否为韦伯分布的方式为：其可靠度函数为
Figure BDA0002375861180000043
β为形状参数，η为尺寸参数，将函数两边取对数，
Figure BDA0002375861180000044
再取对数，
Figure BDA0002375861180000045
令
Figure BDA0002375861180000046
x＝lnt，c＝-βlnη，则y＝βx+c，若数据拟合符合公式且用R检验检验线性相关性，R>0.92时为韦伯分布。通过韦伯分布的概率密度函数：
Figure BDA0002375861180000047
计算累积概率，累积概率在5％到97％范围内即为螺栓装配过程正常参数范围，小于偏小值5％或大于偏大值97％即为异常值。
若螺栓扭矩数据集不是韦伯分布，通过Box-Cox变换公式对分布扭矩变量y进行变换，使其变为正态分布，然后利用R检验，若R>0.95确定其为正态分布，然后通过2.5σ原则，即依据(u-2.5σ，u+2.5σ]，得到螺栓装配过程正常参数范围，扭矩小于u-2.5σ或大于u+2.5σ即为异常值。再将正常值和异常值通过逆变换公式，从而得到螺栓装配过程参数范围。若R≤0.95，则其不符合正态分布，此时将所有数据从小到大排列，第5％的数据值为阈值下限，第95％的数据值为阈值上限，若最大值等于最小值，则此时不设阈值。Box-Cox变换公式为：
Figure BDA00023758611800000410
λ值为0.44；逆变换公式为：
Figure BDA0002375861180000049
λ值为0.44。
通过以上方法确定螺栓装配的扭矩的阈值范围。
开始进行推土机变矩变速装置的装配，其具体步骤如下：
装配的零部件包括：软管、转向泵、垫圈、螺栓、硬管、转向阀、油管、安全阀、转向粗滤总成、吸油管、冷却器、密封垫等零部件；
将软管装配至发动机，然后安装转向泵，采用电动打紧装置采集装配螺栓扭矩，与装配工艺知识库中的阈值范围进行匹配，判断实际装配过程中的螺栓扭矩是否合格，若不合格，重新安装转向泵，直至实际装配过程中的螺栓扭矩合格。
然后安装转向阀，采用电动打紧装置采集装配螺栓扭矩，与装配工艺知识库中的阈值范围进行匹配，判断实际装配过程中的螺栓扭矩是否合格，若不合格，重新安装转向阀，直至实际装配过程中的螺栓扭矩合格。
其次安装安全阀，采用电动打紧装置采集装配螺栓扭矩，与装配工艺知识库中的阈值范围进行匹配，判断实际装配过程中的螺栓扭矩是否合格，若不合格，重新安装安全阀，直至实际装配过程中的螺栓扭矩合格。
最后再依次安装制动管路、转向粗滤器、转向管路和油冷器管路。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于大数据分析的推土机变矩变速装置装配工艺检测分析方法，其特征在于：包括如下步骤：
实时采集螺栓扭矩，构建参数数据库；
对数据库进行大数据分析，确定螺栓扭矩数据的分布形式；
根据其分布形式，得到螺栓装配扭矩的阈值范围；
将推土机变矩变速装置实际装配过程中的测试参数与螺栓装配扭矩的阈值范围进行匹配，判断实际装配过程中的测试参数是否合格。
2.根据权利要求1所述的推土机变矩变速装置装配工艺检测分析方法，其特征在于：采用可以数据传输的电动打紧装置实时采集螺栓的扭矩。
3.根据权利要求1所述的推土机变矩变速装置装配工艺检测分析方法，其特征在于：螺栓扭矩数据的分布形式为正态分布、韦伯分布或其他分布。
4.根据权利要求3所述的推土机变矩变速装置装配工艺检测分析方法，其特征在于：螺栓扭矩数据的分布形式为正态分布时，采用2.5σ原则确定螺栓扭矩的最大阈值和最小阈值。
5.根据权利要求3所述的推土机变矩变速装置装配工艺检测分析方法，其特征在于：螺栓扭矩数据的分布形式为韦伯分布时，通过韦伯分布的概率密度函数，计算累积概率，累积概率5％-97％即为阈值范围；
进一步的，韦伯分布的判定方法为：
其可靠度函数为
Figure FDA0002375861170000011
β为形状参数，η为尺寸参数；
将函数两边取对数，
Figure FDA0002375861170000012
再取对数，
Figure FDA0002375861170000013
令
Figure FDA0002375861170000014
x＝lnt，c＝-βlnη，则y＝βx+c；
若数据拟合符合公式，且用R检验检验线性相关性，R>0.92时即符合韦伯分布。
6.根据权利要求3所述的推土机变矩变速装置装配工艺检测分析方法，其特征在于：螺栓扭矩数据的分布形式为其他分布形式时，通过Box-Cox变换公式对分布扭矩变量y进行变换，使其变为正态分布，然后利用R检验，若R>0.95确定其为正态分布，然后通过2.5σ原则，确定螺栓扭矩的最大阈值和最小阈值；
若R≤0.95，则其不符合正态分布，此时将所有数据从小到大排列，第5％的数据值为阈值下限，第95％的数据值为阈值上限，若最大值等于最小值，则此时不设阈值；
进一步的，Box-Cox变换公式中的λ值为0.44。
7.根据权利要求1所述的推土机变矩变速装置装配工艺检测分析方法，其特征在于：推土机变矩变速装置的装配方法，其具体步骤如下：
装配的零部件包括：软管、转向泵、垫圈、螺栓、硬管、转向阀、油管、安全阀、转向粗滤总成、吸油管、冷却器、密封垫等零部件；
将软管装配至发动机，然后安装转向泵，采用电动打紧装置采集装配螺栓扭矩，与阈值范围进行匹配，判断实际装配过程中的螺栓扭矩是否合格，若不合格，重新安装转向泵，直至实际装配过程中的螺栓扭矩合格；
然后安装转向阀，采用电动打紧装置采集装配螺栓扭矩，与阈值范围进行匹配，判断实际装配过程中的螺栓扭矩是否合格，若不合格，重新安装转向阀，直至实际装配过程中的螺栓扭矩合格；
其次安装安全阀，采用电动打紧装置采集装配螺栓扭矩，与阈值范围进行匹配，判断实际装配过程中的螺栓扭矩是否合格，若不合格，重新安装安全阀，直至实际装配过程中的螺栓扭矩合格；
最后再依次安装制动管路、转向粗滤器、转向管路和油冷器管路，即可。
8.一种推土机变矩变速装置装配工艺检测系统，其特征在于：包括：
用于实时采集螺栓扭矩，构建参数数据库的装置；
用于对数据库进行大数据分析，确定螺栓扭矩数据库的分布形式的装置；
用于根据其分布形式，得到螺栓装配扭矩的阈值范围的装置；
将实际装配过程中的测试参数与螺栓装配扭矩的阈值范围进行匹配，判断实际装配过程中的测试参数是否合格的装置。
9.一种电子设备，其特征在于：包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成权利要求1-7任一项所述推土机变矩变速装置装配工艺检测分析方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成权利要求1-7任一项所述推土机变矩变速装置装配工艺检测分析方法的步骤。
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