本發(fā)明涉及精密制造，尤其涉及一種超精彈簧性能監(jiān)控方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、超精彈簧的性能影響著產(chǎn)品的可靠性，對其使用壽命進行精確評估是彈簧生產(chǎn)線質(zhì)量控制中的重要一環(huán)。性能檢測系統(tǒng)通過模擬彈簧在實際應(yīng)用中的工作狀態(tài)，對其本體進行循環(huán)加載，計算能量耗散以得到性能檢測結(jié)果。然而，在實際操作中，采用的有機清洗劑會溶解支撐夾具表面的固態(tài)潤滑薄膜，使得支撐夾具表面容易出現(xiàn)局部的冷焊與撕裂現(xiàn)象，增大了原有的靜摩擦系數(shù)，導(dǎo)致在循環(huán)加載過程中，出現(xiàn)“粘滑”現(xiàn)象，即接觸面先“粘住”不動，積累應(yīng)力，然后突然“滑開”一小段距離，釋放應(yīng)力，再重新“粘住”。傳統(tǒng)性能檢測方法將摩擦做功消耗的能量，錯誤地識別為超精彈簧自身特性所貢獻的能量耗散，導(dǎo)致能量耗散檢測值偏高，錯誤地發(fā)出性能失效警報，檢測準(zhǔn)確度低。

2、綜上，相關(guān)技術(shù)中存在的技術(shù)問題有待得到改善。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實施例的主要目的在于提出一種超精彈簧性能監(jiān)控方法及系統(tǒng)，能夠通過識別并去除靜摩擦導(dǎo)致的界面摩擦耗散以實現(xiàn)超精彈簧性能監(jiān)控，提高了準(zhǔn)確度。

2、一方面，本發(fā)明實施例提供了一種超精彈簧性能監(jiān)控方法，包括以下步驟：

3、在對超精彈簧施加壓縮力后，確定所述超精彈簧與支撐夾具接觸面的靜摩擦狀態(tài)；

4、若所述靜摩擦狀態(tài)為夾具接觸面潤滑異常，則在對超精彈簧執(zhí)行軸向循環(huán)加載后，計算界面摩擦耗散和彈簧本體能量耗散；

5、在暫停所述軸向循環(huán)加載且再次施加壓縮力后，獲取靜摩擦系數(shù)；

6、根據(jù)所述界面摩擦耗散、所述彈簧本體能量耗散和所述靜摩擦系數(shù)，進行性能檢測，得到性能檢測結(jié)果。

7、在一些實施例中，所述確定所述超精彈簧與支撐夾具接觸面的靜摩擦狀態(tài)，包括：

8、采集第一力數(shù)據(jù)和第一位移數(shù)據(jù)；

9、根據(jù)所述第一力數(shù)據(jù)和所述第一位移數(shù)據(jù)，生成力與時間關(guān)系曲線；

10、若所述力與時間關(guān)系曲線存在突變點且克服靜摩擦所需的啟動力值大于預(yù)設(shè)健康潤滑狀態(tài)閾值，則確定所述靜摩擦狀態(tài)為夾具接觸面潤滑異常；否則，確定所述靜摩擦狀態(tài)為夾具接觸面潤滑正常。

11、在一些實施例中，所述計算界面摩擦耗散和彈簧本體能量耗散，包括：

12、獲取總能量耗散；

13、判斷支撐夾具是否已被施加橫向微振動，所述橫向微振動的方向垂直于所述軸向循環(huán)加載的方向，所述橫向微振動用于抑制界面摩擦；

14、當(dāng)支撐夾具已被施加橫向微振動時，采集第二力數(shù)據(jù)和第二位移數(shù)據(jù)；

15、當(dāng)支撐夾具未被施加橫向微振動時，采集第三力數(shù)據(jù)和第三位移數(shù)據(jù)；

16、對所述第二力數(shù)據(jù)和所述第二位移數(shù)據(jù)進行局部形態(tài)分析，得到第一力學(xué)特征；

17、對所述第三力數(shù)據(jù)和所述第三位移數(shù)據(jù)進行局部形態(tài)分析，得到第二力學(xué)特征；

18、將所述第一力學(xué)特征和所述第二力學(xué)特征進行對比，得到對比結(jié)果；

19、根據(jù)所述對比結(jié)果，將施加橫向微振動時所減少的力學(xué)特征對應(yīng)的能量耗散作為所述界面摩擦耗散；

20、根據(jù)所述總能量耗散和所述界面摩擦耗散，計算所述彈簧本體能量耗散。

21、在一些實施例中，所述對所述第二力數(shù)據(jù)和所述第二位移數(shù)據(jù)進行局部形態(tài)分析，得到第一力學(xué)特征，包括：

22、根據(jù)所述第二力數(shù)據(jù)和所述第二位移數(shù)據(jù)，計算在預(yù)設(shè)時間窗口內(nèi)的波動幅度作為當(dāng)前噪聲水平；

23、根據(jù)所述當(dāng)前噪聲水平，確定力學(xué)特征閾值；

24、根據(jù)所述第二力數(shù)據(jù)和所述第二位移數(shù)據(jù)，計算關(guān)于時間的二階變化率曲線；

25、識別所述二階變化率曲線中變化率值大于所述力學(xué)特征閾值的瞬時尖峰；

26、將所述瞬時尖峰作為所述第一力學(xué)特征。

27、在一些實施例中，所述根據(jù)所述界面摩擦耗散、所述彈簧本體能量耗散和所述靜摩擦系數(shù)，進行性能檢測，得到性能檢測結(jié)果，包括：

28、根據(jù)目標(biāo)計算參數(shù)和所述目標(biāo)計算參數(shù)對應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)，生成所述目標(biāo)計算參數(shù)的時間序列數(shù)據(jù)，所述目標(biāo)計算參數(shù)包括所述界面摩擦耗散、所述彈簧本體能量耗散或所述靜摩擦系數(shù)；

29、對所述目標(biāo)計算參數(shù)的時間序列數(shù)據(jù)進行趨勢分析，得到對應(yīng)的變化速率；

30、判斷目標(biāo)耗散的變化速率是否大于預(yù)設(shè)預(yù)警閾值，得到預(yù)警判斷結(jié)果，所述目標(biāo)耗散包括所述界面摩擦耗散或所述彈簧本體能量耗散；

31、判斷所述目標(biāo)耗散是否大于預(yù)設(shè)失效閾值，得到失效判斷結(jié)果；

32、若所述界面摩擦耗散大于預(yù)設(shè)界面摩擦閾值且所述靜摩擦系數(shù)的變化速率大于0，則將支撐夾具界面異常作為夾具判斷結(jié)果；否則，將支撐夾具界面正常作為夾具判斷結(jié)果；

33、根據(jù)所述預(yù)警判斷結(jié)果、所述失效判斷結(jié)果和所述夾具判斷結(jié)果，生成所述性能檢測結(jié)果。

34、在一些實施例中，所述對所述目標(biāo)計算參數(shù)的時間序列數(shù)據(jù)進行趨勢分析，得到對應(yīng)的變化速率，包括：

35、對所述目標(biāo)計算參數(shù)的時間序列數(shù)據(jù)進行噪聲水平評估，得到噪聲水平；

36、根據(jù)所述噪聲水平，計算數(shù)據(jù)平滑參數(shù)；

37、根據(jù)所述數(shù)據(jù)平滑參數(shù)，對所述目標(biāo)計算參數(shù)的時間序列數(shù)據(jù)進行平滑處理，得到平滑序列數(shù)據(jù)；

38、根據(jù)所述平滑序列數(shù)據(jù)，識別趨勢變化的目標(biāo)關(guān)鍵參數(shù)，所述目標(biāo)關(guān)鍵參數(shù)包括關(guān)鍵點或關(guān)鍵區(qū)間；

39、根據(jù)所述目標(biāo)關(guān)鍵參數(shù)，計算所述目標(biāo)計算參數(shù)的局部變化斜率；

40、對所述局部變化斜率進行一致性驗證，得到所述變化速率。

41、在一些實施例中，所述對所述目標(biāo)計算參數(shù)的時間序列數(shù)據(jù)進行噪聲水平評估，得到噪聲水平，包括：

42、對所述目標(biāo)計算參數(shù)的時間序列數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，得到統(tǒng)計分析結(jié)果；

43、根據(jù)所述統(tǒng)計分析結(jié)果，計算波動范圍和離散程度；

44、根據(jù)所述波動范圍和所述離散程度，確定所述噪聲水平。

45、在一些實施例中，所述根據(jù)所述平滑序列數(shù)據(jù)，識別趨勢變化的目標(biāo)關(guān)鍵參數(shù)，包括：

46、計算所述平滑序列數(shù)據(jù)中每兩個相鄰數(shù)據(jù)點之間的第一差值，得到第一差值序列；

47、計算所述第一差值序列中每兩個相鄰的第一差值之間的第二差值，得到第二差值序列；

48、對所述第二差值序列進行擬合與求導(dǎo)，得到導(dǎo)數(shù)曲線；

49、將所述導(dǎo)數(shù)曲線中數(shù)值大于預(yù)設(shè)變化閾值的變化點作為所述關(guān)鍵點；

50、將所述導(dǎo)數(shù)曲線中數(shù)值大于預(yù)設(shè)變化閾值的變化區(qū)間作為所述關(guān)鍵區(qū)間。

51、在一些實施例中，所述根據(jù)所述目標(biāo)關(guān)鍵參數(shù)，計算所述目標(biāo)計算參數(shù)的局部變化斜率，包括：

52、對所述平滑序列數(shù)據(jù)進行擬合，得到擬合曲線；

53、根據(jù)所述目標(biāo)關(guān)鍵參數(shù)，計算所述平滑序列數(shù)據(jù)與所述擬合曲線之間的殘差；

54、根據(jù)所述殘差，確定所述平滑序列數(shù)據(jù)中每個數(shù)據(jù)點的權(quán)重；

55、根據(jù)所述平滑序列數(shù)據(jù)中的每個數(shù)據(jù)點及其對應(yīng)的權(quán)重，計算所述局部變化斜率。

56、另一方面，本發(fā)明實施例提供了一種超精彈簧性能監(jiān)控系統(tǒng)，包括：

57、靜摩擦狀態(tài)確定模塊，用于在對超精彈簧施加壓縮力后，確定所述超精彈簧與支撐夾具接觸面的靜摩擦狀態(tài)；

58、能量耗散分離模塊，用于若所述靜摩擦狀態(tài)為夾具接觸面潤滑異常，則在對超精彈簧執(zhí)行軸向循環(huán)加載后，計算界面摩擦耗散和彈簧本體能量耗散；

59、靜摩擦系數(shù)獲取模塊，用于在暫停所述軸向循環(huán)加載且再次施加壓縮力后，獲取靜摩擦系數(shù)；

60、性能檢測模塊，用于根據(jù)所述界面摩擦耗散、所述彈簧本體能量耗散和所述靜摩擦系數(shù)，進行性能檢測，得到性能檢測結(jié)果。

61、本技術(shù)實施例至少包括以下有益效果：本技術(shù)實施例首先在對超精彈簧施加壓縮力后，確定超精彈簧與支撐夾具接觸面的靜摩擦狀態(tài)，若靜摩擦狀態(tài)為夾具接觸面潤滑異常，則在對超精彈簧執(zhí)行軸向循環(huán)加載后，計算界面摩擦耗散和彈簧本體能量耗散，然后在暫停軸向循環(huán)加載且再次施加壓縮力后，獲取靜摩擦系數(shù)，再根據(jù)界面摩擦耗散、彈簧本體能量耗散和靜摩擦系數(shù)，進行性能檢測，得到性能檢測結(jié)果，從而能夠通過識別并去除靜摩擦導(dǎo)致的界面摩擦耗散以實現(xiàn)超精彈簧性能監(jiān)控，提高了準(zhǔn)確度。

62、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。