CN112517959A - 一种孔加工的在线补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及孔精加工技术领域，具体公开了一种孔加工的在线补偿方法，包括：步骤S1：设定补偿阈值、初始补偿值、补偿目标值以及参与计算的待测加工工件的数量；步骤S2：初始化在线补偿系统；步骤S3：获取至少一待测加工工件的测量值，并计算该测量值的平均值；步骤S4：判断该平均值是否在补偿阈值范围内，若是，获取下一待测加工工件的测量值，并转入步骤S3；若否，则计算补偿目标值与该平均值之间的差值，将该差值设为新的补偿值，并进行步骤S5；步骤S5：判断下一待测加工工件是否使用新的补偿值加工。本发明提供的孔加工的在线补偿方法，通过在线测量加工孔的直径尺寸，基于补偿逻辑的判断在线赋予刀具补偿值，以保证孔的加工质量。

Description

一种孔加工的在线补偿方法

技术领域

本发明涉及孔精加工技术领域，更具体地，涉及一种孔加工的在线补偿方法。

背景技术

在大多数中小企业中，孔加工补偿仍采用无补偿或手动补偿方式，其逻辑较为简单。在智能制造背景下，孔的精加工补偿逐渐采用在线补偿方式，其补偿逻辑多种多样，如对单个孔测量实行“多退少补”补偿策略。

统计下来，采用这些补偿方式的加工的孔的直径误差波动很大，加工质量不稳定。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供了一种孔加工的在线补偿方法，通过在线测量加工孔的直径尺寸，基于补偿逻辑的判断在线赋予刀具补偿值，以保证孔的加工质量。

作为本发明的第一个方面，提供一种孔加工的在线补偿方法，包括：

步骤S1：设定系统补偿阈值、系统初始补偿值、系统补偿目标值以及参与计算的待测加工工件的数量；

步骤S2：初始化在线补偿系统；

步骤S3：在当前系统初始补偿值下，获取至少一待测加工工件的实际测量值，并计算至少一待测加工工件的实际测量值的平均值；

步骤S4：判断该平均值是否在所述系统补偿阈值范围内，若是，则保持所述系统初始补偿值不变，获取下一待测加工工件的实际测量值，并转入步骤S3；若否，则计算所述系统补偿目标值与该平均值之间的差值，同时将该差值设为新的系统补偿值，并进行步骤S5；

步骤S5：设定新的系统补偿值后，测量工位判断下一待测加工工件是否使用新的系统补偿值加工，若是，则将该下一待测加工工件序号重新设定为1，并转入步骤S3；若否，则保存该下一待测加工工件的当前测量值，直至下一待测加工工件是采用新的系统补偿值加工。

进一步地，所述步骤S3中，还包括：在当前系统初始补偿值下，以滚动原则计算n、n-1和n-2号工件的实际测量值的平均值，n从1开始，其中，设定滚动原则中参与滚动计算的待测加工工件的数量为3，若数量不足3件，则按实际取，即当n为1的时候，只计算1号工件的实际测量值，当n为2的时候，计算1号工件和2号工件的实际测量值的平均值，当n为3的时候，计算1号工件、2号工件和3号工件的实际测量值的平均值，当n为4的时候，计算2号工件、3号工件和4号工件的实际测量值的平均值，以此类推。

进一步地，还包括：

获取1号工件的实际测量值；判断1号工件的实际测量值是否在所述系统补偿阈值范围内，若是，则保持所述系统初始补偿值不变，并获取2号工件的实际测量值；若否，则将所述系统补偿目标值减去该1号工件的实际测量值之后的数值作为新的系统补偿值，并判断2号工件是否使用新的系统补偿值加工，若2号工件使用新的系统补偿值加工，则将2号工件的序号重新设定为1，并转入步骤S3，若2号工件未使用新的系统补偿值加工，则保存2号工件的实际测量值，并进一步判断3号工件是否使用新的系统补偿值加工，以此类推，直至下一待测加工工件采用新的系统补偿值加工；

当1号工件的实际测量值在所述系统补偿阈值范围内时，获取2号工件的实际测量值；判断1号工件和2号工件的实际测量值的平均值是否在所述系统补偿阈值范围内，若是，则保持所述系统初始补偿值不变，并获取3号工件的实际测量值；若否，则将所述系统补偿目标值减去该1号工件和2号工件的实际测量值的平均值之后的数值作为新的系统补偿值，并判断3号工件是否使用新的系统补偿值加工，若3号工件使用新的系统补偿值加工，则将3号工件的序号重新设定为1，并转入步骤S3，若3号工件未使用新的系统补偿值加工，则保存3号工件的实际测量值，并进一步判断4号工件是否使用新的系统补偿值加工，以此类推，直至下一待测加工工件采用新的系统补偿值加工；

当1号工件和2号工件的实际测量值的平均值在所述系统补偿阈值范围内时，获取3号工件的实际测量值；判断1号工件、2号工件和3号工件的实际测量值的平均值是否在所述系统补偿阈值范围内，若是，则保持所述系统初始补偿值不变，并获取4号工件的实际测量值；若否，则将所述系统补偿目标值减去该1号工件、2号工件和3号工件的实际测量值的平均值之后的数值作为新的系统补偿值，并判断4号工件是否使用新的系统补偿值加工，若4号工件使用新的系统补偿值加工，则将4号工件的序号重新设定为1，并转入步骤S3，若4号工件未使用新的系统补偿值加工，则保存4号工件的实际测量值，并进一步判断5号工件是否使用新的系统补偿值加工，以此类推，直至下一待测加工工件采用新的系统补偿值加工；

当1号工件、2号工件和3号工件的实际测量值的平均值在所述系统补偿阈值范围内时，获取4号工件的实际测量值；判断2号工件、3号工件和4号工件的实际测量值的平均值是否在所述系统补偿阈值范围内，若是，则保持所述系统初始补偿值不变，并获取5号工件的实际测量值；若否，则将所述系统补偿目标值减去该2号工件、3号工件和4号工件的实际测量值的平均值之后的数值作为新的系统补偿值，并判断5号工件是否使用新的系统补偿值加工，若5号工件使用新的系统补偿值加工，则将5号工件的序号重新设定为1，并转入步骤S3，若5号工件未使用新的系统补偿值加工，则保存5号工件的实际测量值，并进一步判断6号工件是否使用新的系统补偿值加工，以此类推，直至下一待测加工工件采用新的系统补偿值加工；

以此类推。

进一步地，所述步骤S5中，还包括：当测量工位判断出下一待测加工工件未使用新的系统补偿值加工时，保存该下一待测加工工件的当前测量值，并判断该工件是否为合格件，若不合格，则将该工件直接剔除，直至后续的待测加工工件采用新的系统补偿值加工。

进一步地，当所述在线补偿系统运行时停机，然后再启动时，则转至步骤S2。

本发明提供的孔加工的在线补偿方法具有以下优点：（1）通过补偿阈值的设定来保证加工孔的直径在某个特定区间，保持孔直径的稳定性；（2）滚动原则的补偿判断逻辑可以提升设备开通率，从而提高加工效率；（3）滚动原则的补偿方式可提升设备加工能力；（4）避免过补偿。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。

图1为本发明提供的孔加工的在线补偿方法的流程图。

图2为本发明提供的孔加工的在线补偿方法的一种具体实施方式流程图。

图3为本发明提供的孔加工的在线补偿方法的另一种具体实施方式流程图。

图4为本发明提供的在线补偿系统的工作示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的孔加工的在线补偿方法其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。显然，所描述的实施例为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

在本实施例中提供了一种孔加工的在线补偿方法，如图1所示，孔加工的在线补偿方法包括：

步骤S1：设定系统补偿阈值、系统初始补偿值、系统补偿目标值以及参与计算的待测加工工件的数量；

步骤S2：初始化在线补偿系统；

步骤S3：在当前系统初始补偿值下，获取至少一待测加工工件的实际测量值，并计算至少一待测加工工件的实际测量值的平均值；

步骤S4：判断该平均值是否在所述系统补偿阈值范围内，若是，则保持所述系统初始补偿值不变，获取下一待测加工工件的实际测量值，并转入步骤S3；若否，则计算所述系统补偿目标值与该平均值之间的差值，同时将该差值设为新的系统补偿值，并进行步骤S5；

步骤S5：设定新的系统补偿值后，测量工位判断下一待测加工工件是否使用新的系统补偿值加工，若是，则将该下一待测加工工件序号重新设定为1，并转入步骤S3；若否，则保存该下一待测加工工件的当前测量值，直至下一待测加工工件是采用新的系统补偿值加工。

需要说明是，待测加工工件的实际测量值指的是待测加工工件直径的测量值。

优选地，所述步骤S3中，还包括：在当前系统初始补偿值下，以滚动原则计算n、n-1和n-2号工件的实际测量值的平均值，n从1开始，其中，设定滚动原则中参与滚动计算的待测加工工件的数量为3，若数量不足3件，则按实际取，即当n为1的时候，只计算1号工件的实际测量值，当n为2的时候，计算1号工件和2号工件的实际测量值的平均值，当n为3的时候，计算1号工件、2号工件和3号工件的实际测量值的平均值，当n为4的时候，计算2号工件、3号工件和4号工件的实际测量值的平均值，以此类推。

需要说明是，本发明中的计算至少一待测加工工件的实际测量值的平均值的方式不仅限于滚动原则，还可以是连续原则、间隔原则等方式，本发明不做限定，本领域技术人员可根据需要进行选择。

在图2和图3中，符号n、x代表加工工件序号；符号C_lim代表系统补偿阈值（上下极限值），为区间值，即测量值不在此极限区间内，则需补偿；符号C_target代表系统补偿目标值，即希望理论上加工孔的直径大小；符号M(n)代表第n个加工工件直径的测量值；符号A_n代表以滚动原则计算至第n个加工工件直径的平均测量值；符号c代表系统补偿值，符号c为正代表涨刀补偿量，符号c为负代表缩刀补偿量。

具体地，如图2所示，设定加工工件序号n=1，获取n号工件的实际测量值M(n)，计算n、n-1和n-2号工件的实际测量值的平均值A_n，判断该平均值A_n是否在系统补偿阈值C_lim范围内，若是，则保持系统初始补偿值不变，n=n+1，返回至获取n号工件的实际测量值M(n)的步骤；若否，则新的系统补偿值c=系统补偿目标值C_target—平均值A_n，并判断n+1号工件是否使用新的系统补偿值c加工，若n+1号工件使用新的系统补偿值加工，则将n+1号工件的序号重新设定为1，并返回至获取n号工件的实际测量值M(n)的步骤，若n+1号工件未使用新的系统补偿值加工，则保存n+1号工件的实际测量值，并进一步判断n+2号工件是否使用新的系统补偿值c加工，以此类推，直至下一待测加工工件采用新的系统补偿值加工。

优选地，如图3所示，图3中以滚动原则计算工件直径的平均测量值详细过程可见图2对应部分，具体在线补偿方法如下：

获取1号工件的实际测量值M(1)；判断1号工件的实际测量值M(1)是否在所述系统补偿阈值C_lim范围内，若是，则保持所述系统初始补偿值不变，并获取2号工件的实际测量值M(2)；若否，则将所述系统补偿目标值C_target减去该1号工件的实际测量值M(1)之后的数值作为新的系统补偿值c，并判断2号工件是否使用新的系统补偿值c加工，若2号工件使用新的系统补偿值c加工，则将2号工件的序号重新设定为1，并转入步骤S3，若2号工件未使用新的系统补偿值c加工，则保存2号工件的实际测量值，并进一步判断3号工件是否使用新的系统补偿值c加工，以此类推，直至下一待测加工工件采用新的系统补偿值加工；

当1号工件的实际测量值M(1)在所述系统补偿阈值C_lim范围内时，获取2号工件的实际测量值M(2)；判断1号工件和2号工件的实际测量值的平均值A₂是否在所述系统补偿阈值C_lim范围内，若是，则保持所述系统初始补偿值不变，并获取3号工件的实际测量值M(3)；若否，则将所述系统补偿目标值C_target减去该1号工件和2号工件的实际测量值的平均值A₂之后的数值作为新的系统补偿值c，并判断3号工件是否使用新的系统补偿值c加工，若3号工件使用新的系统补偿值c加工，则将3号工件的序号重新设定为1，并转入步骤S3，若3号工件未使用新的系统补偿值c加工，则保存3号工件的实际测量值，并进一步判断4号工件是否使用新的系统补偿值c加工，以此类推，直至下一待测加工工件采用新的系统补偿值加工；

当1号工件和2号工件的实际测量值的平均值A₂在所述系统补偿阈值C_lim范围内时，获取3号工件的实际测量值M(3)；判断1号工件、2号工件和3号工件的实际测量值的平均值A₃是否在所述系统补偿阈值C_lim范围内，若是，则保持所述系统初始补偿值不变，并获取4号工件的实际测量值M(4)；若否，则将所述系统补偿目标值C_target减去该1号工件、2号工件和3号工件的实际测量值的平均值A₃之后的数值作为新的系统补偿值c，并判断4号工件是否使用新的系统补偿值c加工，若4号工件使用新的系统补偿值c加工，则将4号工件的序号重新设定为1，并转入步骤S3，若4号工件未使用新的系统补偿值c加工，则保存4号工件的实际测量值，并进一步判断5号工件是否使用新的系统补偿值c加工，以此类推，直至下一待测加工工件采用新的系统补偿值加工；

当1号工件、2号工件和3号工件的实际测量值的平均值A₃在所述系统补偿阈值C_lim范围内时，获取4号工件的实际测量值M(4)；判断2号工件、3号工件和4号工件的实际测量值的平均值A₄是否在所述系统补偿阈值C_lim范围内，若是，则保持所述系统初始补偿值不变，并获取5号工件的实际测量值；若否，则将所述系统补偿目标值C_target减去该2号工件、3号工件和4号工件的实际测量值的平均值A₄之后的数值作为新的系统补偿值c，并判断5号工件是否使用新的系统补偿值c加工，若5号工件使用新的系统补偿值c加工，则将5号工件的序号重新设定为1，并转入步骤S3，若5号工件未使用新的系统补偿值c加工，则保存5号工件的实际测量值，并进一步判断6号工件是否使用新的系统补偿值c加工，以此类推，直至下一待测加工工件采用新的系统补偿值加工；

以此类推。

优选地，所述步骤S5中，还包括：当测量工位判断出下一待测加工工件未使用新的系统补偿值加工时，保存该下一待测加工工件的当前测量值，并判断该工件是否为合格件，若不合格，则将该工件直接剔除，直至后续的待测加工工件采用新的系统补偿值加工。

如图4所示，待加工工件传输至孔加工工位，并在当前系统补偿值下进行孔加工工序，然后传输至测量工位，测量工位在线测量加工孔的直径，并将测量数据反馈给在线补偿系统；在线补偿系统通过对测量数据的判断决定是否调整补偿值，并将补偿指令（涨刀或缩刀）反馈至孔加工工位，作用于接下来的工件加工中。

需要说明的是，测量工位判断工件是否以当前补偿值加工的逻辑是为了防止加工工位与测量工位间有压件，导致过补偿。

优选地，当所述在线补偿系统运行时停机，然后再启动时，则转至步骤S2。

下面结合本发明的具体示例对本发明提供的孔加工的在线补偿方法进行详细的描述。

在某发动机缸体生产线中，缸孔精镗加工工位采用此种在线补偿系统，缸孔精镗加工图纸要求Φ72.54±0.019mm，则基本尺寸为Φ72.54mm；设定系统补偿阈值（上下极限区间）为Φ72.54~Φ72.548mm，系统补偿目标值为Φ72.544mm，滚动原则中滚动数为3，系统初始补偿值为0；为了更好的说明系统如何工作，以下节选需补偿的加工序列；

状况1：

在系统初始补偿值为0的情况下，所加工的1号工件直径测量值为Φ72.547，处于系统补偿阈值内，无需补偿；2号工件直径测量值为Φ72.549，取1号和2号工件直径测量值的平均值为Φ72.548，处于系统补偿阈值内，无需补偿；3号工件直径测量值为Φ72.548，取1号、2号和3号工件直径测量值的平均值为Φ72.548，处于系统补偿阈值内，无需补偿；4号工件直径测量值为Φ72.55，取2号、3号和4号工件直径测量值的平均值为Φ72.549，超过系统补偿阈值，与系统补偿目标值相差5μm，此时，4号工件孔径偏大，需缩刀5μm，则新的系统补偿值为-5μm；判断5号工件是否使用新的系统补偿值-5μm加工，若5号工件在新的补偿值-5μm下加工，则将5号工件序号重新设定为1，参与新一轮滚动原则的计算与判断，若5号工件未在新的补偿值-5μm下加工，保存5号工件的此次测量值，并判断该5号工件是否为合格件，不合格，直接剔除，以此类推，直至后续测量工件（6号工件、7号工件等等）是采用新的补偿值加工。

状况2：

在初始系统补偿值为-5μm的情况下，所加工的1号工件（上一轮中的5号工件）直径测量值为Φ72.542，处于补偿阈值内，则说明按照新的补偿值-5μm补偿了，无需补偿；2号工件直径测量值为Φ72.544，取1号和2号工件直径测量值的平均值为Φ72.543，处于补偿阈值内，无需补偿；3号工件直径测量值为Φ72.540，取1号、2号和3号工件直径测量值的平均值为Φ72.542，处于补偿阈值内，无需补偿；4号工件直径测量值为Φ72.534，取2号、3号和4号工件直径测量值的平均值为Φ72.539，低于补偿阈值，与系统补偿目标值相差1μm，此时，4号工件孔径偏小，需涨刀1μm，则新的系统补偿值为1μm，判断5号工件是否使用新的系统补偿值1μm加工的后续步骤和状况1中一致，此处不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种孔加工的在线补偿方法，其特征在于，包括：

步骤S1：设定系统补偿阈值、系统初始补偿值、系统补偿目标值以及参与计算的待测加工工件的数量；

步骤S2：初始化在线补偿系统；

步骤S3：在当前系统初始补偿值下，获取至少一待测加工工件的实际测量值，并计算至少一待测加工工件的实际测量值的平均值；

步骤S4：判断该平均值是否在所述系统补偿阈值范围内，若是，则保持所述系统初始补偿值不变，获取下一待测加工工件的实际测量值，并转入步骤S3；若否，则计算所述系统补偿目标值与该平均值之间的差值，同时将该差值设为新的系统补偿值，并进行步骤S5；

步骤S5：设定新的系统补偿值后，测量工位判断下一待测加工工件是否使用新的系统补偿值加工，若是，则将该下一待测加工工件序号重新设定为1，并转入步骤S3；若否，则保存该下一待测加工工件的当前测量值，直至下一待测加工工件是采用新的系统补偿值加工。

2.根据权利要求1所述的孔加工的在线补偿方法，其特征在于，所述步骤S3中，还包括：在当前系统初始补偿值下，以滚动原则计算n、n-1和n-2号工件的实际测量值的平均值，n从1开始，其中，设定滚动原则中参与滚动计算的待测加工工件的数量为3，若数量不足3件，则按实际取，即当n为1的时候，只计算1号工件的实际测量值，当n为2的时候，计算1号工件和2号工件的实际测量值的平均值，当n为3的时候，计算1号工件、2号工件和3号工件的实际测量值的平均值，当n为4的时候，计算2号工件、3号工件和4号工件的实际测量值的平均值，以此类推。

3.根据权利要求2所述的孔加工的在线补偿方法，其特征在于，还包括：

获取1号工件的实际测量值；判断1号工件的实际测量值是否在所述系统补偿阈值范围内，若是，则保持所述系统初始补偿值不变，并获取2号工件的实际测量值；若否，则将所述系统补偿目标值减去该1号工件的实际测量值之后的数值作为新的系统补偿值，并判断2号工件是否使用新的系统补偿值加工，若2号工件使用新的系统补偿值加工，则将2号工件的序号重新设定为1，并转入步骤S3，若2号工件未使用新的系统补偿值加工，则保存2号工件的实际测量值，并进一步判断3号工件是否使用新的系统补偿值加工，以此类推，直至下一待测加工工件采用新的系统补偿值加工；

当1号工件的实际测量值在所述系统补偿阈值范围内时，获取2号工件的实际测量值；判断1号工件和2号工件的实际测量值的平均值是否在所述系统补偿阈值范围内，若是，则保持所述系统初始补偿值不变，并获取3号工件的实际测量值；若否，则将所述系统补偿目标值减去该1号工件和2号工件的实际测量值的平均值之后的数值作为新的系统补偿值，并判断3号工件是否使用新的系统补偿值加工，若3号工件使用新的系统补偿值加工，则将3号工件的序号重新设定为1，并转入步骤S3，若3号工件未使用新的系统补偿值加工，则保存3号工件的实际测量值，并进一步判断4号工件是否使用新的系统补偿值加工，以此类推，直至下一待测加工工件采用新的系统补偿值加工；

当1号工件和2号工件的实际测量值的平均值在所述系统补偿阈值范围内时，获取3号工件的实际测量值；判断1号工件、2号工件和3号工件的实际测量值的平均值是否在所述系统补偿阈值范围内，若是，则保持所述系统初始补偿值不变，并获取4号工件的实际测量值；若否，则将所述系统补偿目标值减去该1号工件、2号工件和3号工件的实际测量值的平均值之后的数值作为新的系统补偿值，并判断4号工件是否使用新的系统补偿值加工，若4号工件使用新的系统补偿值加工，则将4号工件的序号重新设定为1，并转入步骤S3，若4号工件未使用新的系统补偿值加工，则保存4号工件的实际测量值，并进一步判断5号工件是否使用新的系统补偿值加工，以此类推，直至下一待测加工工件采用新的系统补偿值加工；

当1号工件、2号工件和3号工件的实际测量值的平均值在所述系统补偿阈值范围内时，获取4号工件的实际测量值；判断2号工件、3号工件和4号工件的实际测量值的平均值是否在所述系统补偿阈值范围内，若是，则保持所述系统初始补偿值不变，并获取5号工件的实际测量值；若否，则将所述系统补偿目标值减去该2号工件、3号工件和4号工件的实际测量值的平均值之后的数值作为新的系统补偿值，并判断5号工件是否使用新的系统补偿值加工，若5号工件使用新的系统补偿值加工，则将5号工件的序号重新设定为1，并转入步骤S3，若5号工件未使用新的系统补偿值加工，则保存5号工件的实际测量值，并进一步判断6号工件是否使用新的系统补偿值加工，以此类推，直至下一待测加工工件采用新的系统补偿值加工；

以此类推。

4.根据权利要求1所述的孔加工的在线补偿方法，其特征在于，所述步骤S5中，还包括：当测量工位判断出下一待测加工工件未使用新的系统补偿值加工时，保存该下一待测加工工件的当前测量值，并判断该工件是否为合格件，若不合格，则将该工件直接剔除，直至后续的待测加工工件采用新的系统补偿值加工。

5.根据权利要求1所述的孔加工的在线补偿方法，其特征在于，当所述在线补偿系统运行时停机，然后再启动时，则转至步骤S2。

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