[0001] 本发明涉及去毛刺设备控制技术领域，具体为一种基于物联网的去毛刺装备多源数据控制系统及方法。

[0002] 毛刺是影响机械加工表面质量的重要加工缺陷，其形成机理和去除工艺方法一直备受关注。随着微细切削技术的发展，毛刺成为零件制造中的主要缺陷和制约微加工精度和效率的瓶颈，这是因为零件要求精度较高，加工过程中的毛刺若不加以控制，将会影响零件的几何精度，严重时还会导致零件报废。

[0003] 高压喷射去毛刺，顾名思义就是利用高压设备来除去制品表面的毛刺。具体来说，它利用高压喷射的高速冲击力和剪切力，使毛刺迅速脱落或变形，从而达到除去毛刺的目的。但现有技术中高压喷射去毛刺设备由人为单一设置去毛刺设备的工作参数，无法根据加工零件的具体情况，进行实时的细微调节，一定程度上降低了加工零件去毛刺的工作效率。

[0004] 所以，本发明公开一种基于物联网的去毛刺装备多源数据控制系统及方法以解决上述问题。

[0053] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0054] 请参阅图1，本发明提供技术方案：一种基于物联网的去毛刺装备多源数据控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

[0055] S1：实时通过传感器和摄像机获取零件产品的信息数据，提取去毛刺装备的工作参数以及零件产品标准样品的信息数据；

[0056] 根据上述方案，S1步骤中的所述零件产品的信息数据包括零件产品的整体尺寸信息和毛刺尺寸信息；所述去毛刺装备的工作参数包括喷射压力和喷射流量；所述零件产品标准样品的信息数据包括零件产品标准样品的整体尺寸信息。

[0057] S2：对比零件产品经过去毛刺装备前后以及零件产品标准样品的信息数据，分析零件产品的去毛刺程度；

[0058] 根据上述方案，步骤S2中，假设同一批零件产品组成集合P＝{P1,P2,…,Pn}，其中n为一批零件产品的数量；将其中第i个零件产品记为Pi，其中i∈[1,n]；对比零件产品Pi经过去毛刺装备前的信息数据和零件产品标准样品的信息数据，在零件产品Pi上标记毛刺所在位置，将零件产品Pi上的所有毛刺组成集合 其中m为零件产品Pi经过去毛刺装备前毛刺的数量，将其中第j个毛刺记为

[0059] 根据零件产品Pi上标记毛刺所在位置，将毛刺 与零件产品Pi的表面的接触面记为 将接触面 的面积记为 将毛刺 的最高点至接触面 与的垂足距离记为 对比零件产品Pi经过去毛刺装备后的信息数据和零件产品标准样品的信息数据，将零件产品Pi经过去毛刺装备后的毛刺 对应的突变点记为 同理，将突变点与零件产品Pi的表面的接触面记为 将接触面 的面积记为 将突变点
的最高点至接触面 的垂足距离记为 将 定义为正值，则 为正值、零或
负值；

[0060] 对于单个毛刺，经过去毛刺装备后毛刺转变成突变点，对于突变点，可能的情况为突变点相比较零件产品表面任有凸起点，或者刚好与零件产品表面齐平，或者相比较零件产品表面产生了内凹，故对 定义为正值，则 为正值、零或负值；能够有效地对多种情况进行概括。

[0061] 为了简便计算，利用接触面的面积和毛刺以及突变点的最高点至接触面之间的垂足距离，计算毛刺和突变点的体积；则对于零件产品Pi的毛刺总体积 计算公式如下所示：

[0062]

[0063] 其中α为系统预制的毛刺体积计算系数；

[0064] 对于零件产品Pi的突变点总体积 计算公式如下所示：

[0065]

[0066] 其中β为系统预制的突变点体积计算系数；

[0067] 在 本 实 施 例 中 ，零 件 产 品 P 1 上 的 具 有 三 个 毛 刺 ，组 成 集 合2
其中毛刺 的接触面面积 为0.5mm ， 为4mm；
2 2
毛刺 的接触面面积 为2mm， 为1mm；毛刺 的接触面面积 为1mm ，
为2mm；假定三个毛刺均为圆锥形状，α即为 则毛刺总体积 计算如下所示：

[0068]

[0069]

[0070] 零件产品P1经过去毛刺设备后形成三个对应的突变点；其中突变点 的接触2 2
面面积 为0.5mm ， 为0.5mm；突变点 的接触面面积 为1mm ， 为
2
1mm；突变点 的接触面面积 为0.5mm， 为‑0.5mm；假定三个突变点均为圆锥形状，β即为 则突变点总体积 计算如下所示：

[0071]

[0072]

[0073] 对零件产品系统预制去毛刺阈值0 .3； 即则表示经过去毛刺装备零件产品P1为去毛刺合格零件产品。

[0074] S3：根据零件产品的去毛刺程度与去毛刺装备的工作参数，构建去毛刺装备的工作模型，实时调整去毛刺装备的工作参数。

[0075] 根据上述方案，步骤S3中，构建去毛刺装备的工作模型；

[0076] 利用ALE方法和Johnson‑Cook模型，根据去毛刺装备的喷射流体对零件产品产生作用力的动态流固耦合问题，建立去毛刺装备工作模型；具体步骤如下：

[0077] S301：根据实际情况建立包含毛刺的未经过去毛刺装备零件产品的有限元模型，利用Johnson‑Cook模型对未经过去毛刺装备零件产品设置有限元模型参数；

[0078] S302：使用ALE方法进行有限元模型分析，模拟毛刺去除的过程；

[0079] S303：利用软件对模拟结果进行分析和可视化，观察毛刺去除的过程和效果；通过动态图像、变形图和应力分布的方式展示毛刺去除的过程，分析去除过程中毛刺的变形情况和流体的流动情况。

[0080] 根据上述方案，其中步骤S303中，毛刺 具有毛刺尺寸比例特征 其具体计算公式如下：

[0081]

[0082] 其中 为毛刺 接触面 的最小外接矩形的长边长度， 为毛刺 接触面 的最小外接矩形的短边长度；

[0083] 对去毛刺装备的毛刺去除能力进行数值拟合分析，具体计算公式如下：

[0084]

[0085] 其中MPa为去毛刺装备的喷射压力，JFr为去毛刺装备的喷射流量，u为喷射压力计算指数，v为喷射流量计算指数，α为系统预置的喷射压力权重，(1‑α)为系统预置的喷射流量权重，为毛刺尺寸比例特征与毛刺装备的喷射压力和喷射流量的换算系数；对毛刺尺寸比例特征进行平均计算，计算公式如下所示：

[0086]

[0087] 其中 为零件产品Pi的总体毛刺尺寸比例特征；

[0088] 在零件产品进行去毛刺工作时，根据当前零件产品的总体毛刺尺寸比例特征，去毛刺装备实时调整的喷射压力和喷射流量，当清除完一个零件产品后，将喷射压力和喷射流量调回设置数值，再次对新的零件产品进行毛刺信息获取与计算后对喷射压力和喷射流量进行调节。

[0089] 根据毛刺尺寸比例特征的计算公式可知，若毛刺接触面的最小外接矩形的长边与短边比值较大，说明该毛刺的接触面属于细长类型，对于细长类型的毛刺仅需要较小的喷射压力即可去除，若毛刺接触面的最小外接矩形的长边与短边比值接近于1，说明该毛刺的接触面属于均匀类型，对于均匀类型的毛刺需要较大的喷射压力才能将该毛刺清除，若去毛刺设备一直以恒定较小的喷射压力和流速对零件产品进行毛刺去除工作，必然会留存下均匀类型的毛刺，降低了毛刺去除工作的效率；若去毛刺设备一直以恒定较大的喷射压力和流速对零件产品进行毛刺去除工作，一方面可能会对零件产品的造成损坏，另一方面会造成资源浪费；所以需要先对零件产品进行较低喷射压力和喷射流量毛刺清除，后再用较大的喷射压力和流速对均匀类型的毛刺进行清除。

[0090] 请参阅图2，本发明提供技术方案：

[0091] 一种基于物联网的去毛刺装备多源数据控制系统，其特征在于，该多源数据控制系统包括数据采集与提取模块、数据对比与计算模块、模型构建与分析模块和实时调整控制模块；

[0092] 其中所述数据采集与提取模块的输出端与所述数据对比与计算模块和模型构建与分析模块的输入端相连，所述模型构建与分析模块的输出端与实时调整控制模块的输入端相连；

[0093] 所述数据采集与提取模块用于通过传感器和摄像机实时获取零件产品的信息数据，提取去毛刺装备的工作参数以及零件产品标准样品的信息数据；所述数据对比与计算模块用于对比零件产品经过去毛刺装备前后以及零件产品标准样品的信息数据，识别零件产品的毛刺以及计算零件产品的去毛刺程度；所述模型构建与分析模块用于根据零件产品的参数、零件产品的去毛刺程度与去毛刺装备的工作参数构建去毛刺装备的工作模型，对去毛刺装备的毛刺去除能力进行数值拟合分析；所述实时调整控制模块用于根据零件产品的毛刺情况，实时调整去毛刺装备的工作参数。

[0094] 根据上述方案，所述数据采集与提取模块包括数据采集单元和数据提取单元；

[0095] 所述数据采集单元用于通过传感器和摄像机实时获取零件产品的信息数据，所述零件产品的信息数据的包括零件产品的整体尺寸信息和毛刺尺寸信息；

[0096] 所述数据提取单元用于提取去毛刺装备的工作参数以及零件产品标准样品的信息数据，所述去毛刺装备的工作参数包括去毛刺装备的喷射压力和喷射流量，所述零件产品标准样品的信息数据包括零件产品标准样品的整体尺寸信息。

[0097] 根据上述方案，所述数据对比与计算模块包括数据对比单元和数据计算单元；

[0098] 所述数据对比单元用于对比零件产品经过去毛刺装备前的信息数据和零件产品标准样品的信息数据，以获得毛刺所在位置；对比零件产品经过去毛刺装备后的信息数据和零件产品标准样品的信息数据，以获得毛刺经过毛刺装备后的形成的突变的具体情况；

[0099] 所述数据计算单元用于计算毛刺和突变点的体积、计算毛刺尺寸比例特征和毛刺去除能力数值拟合。

[0100] 根据上述方案，所述模型构建与分析模块包括模型构建单元和数据分析单元；

[0101] 所述模型构建单元用于利用ALE方法和Johnson‑Cook模型建立去毛刺装备工作模型；

[0102] 所述数据分析单元根据计算所得毛刺和突变点的体积，区分零件产品的去毛刺程度；在零件产品的毛刺尺寸比例特征，分析去毛刺装备的毛刺去除能力。

[0103] 根据上述方案，所述实时调整控制模块在零件产品进行去毛刺工作时，根据当前零件产品的总体毛刺尺寸比例特征，去毛刺装备实时调整的喷射压力和喷射流量。

[0104] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

[0105] 最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。