一种超声磨削加工参数精准反演方法、系统、设备及介质

    专利查询2026-07-24  13


    本申请涉及磨削加工领域,尤其是涉及一种超声磨削加工参数精准反演方法、系统、设备及介质。


    背景技术:

    1、在机械制造领域,关键零部件表面质量影响整个机械设备的运行稳定性和使用寿命,尤其,超声磨削等精加工工艺常作为关键零部件的最终一道加工工艺,决定了最终表面质量。

    2、现有技术中对于超声磨削的加工优化主要是通过建立许多简化假设的超声磨削加工零件表面的物理场正向模型,通过该模型需要对超声磨削过程中的物理现象进行数学建模,包括但不限于流体动力学、热传导、材料去除机制等,从而形成一个能够预测加工结果的理论框架,而单一的简化假设无法考虑到实际应用中复杂环境,导致正向建模结果精度低。


    技术实现思路

    1、以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

    2、本公开实施例的主要目的在于提出一种超声磨削加工参数精准反演方法、系统、设备及介质,能够提高反演超声磨削加工参数的效率和准确度。

    3、本申请实施例的第一方面提供了一种超声磨削加工参数精准反演方法,所述方法包括:

    4、从预设的预测模型中提取目标函数;所述预测模型是根据基础工件的超声磨削加工参数和基础工件的表面质量参数训练得到的,且用于表征所述超声磨削加工参数和表面质量参数之间对应关系的模型;

    5、根据随机产生的目标工件的超声磨削加工参数,采用遗传算法和所述目标函数计算帕累托解集;所述基础工件与所述目标工件是相同类型的工件;

    6、根据所述帕累托解集反演所述目标工件的目标超声磨削加工参数。

    7、本申请实施例提供了一种超声磨削加工参数精准反演方法,方法通过从预设的预测模型中提取用于表征材料的超声磨削加工参数和表面质量参数之间关联关系的目标函数;根据随机产生的目标工件的超声磨削加工参数,采用遗传算法和所述目标函数计算帕累托解集;所述基础工件与所述目标工件是相同类型的工件;根据所述帕累托解集反演所述目标工件的目标超声磨削加工参数,有效优化了超声磨削加工参数,使得加工后的表面具有更佳的质量和性能,而且基于实际加工数据利用预测模型预测表面粗糙度参数,避免了复杂的物理建模,提高了计算加工参数的效率和准确度。

    8、在本申请的一些实施例中,所述从预设的预测模型中提取目标函数之前,所述方法还包括:

    9、获取模型训练集,其中所述模型训练集包括基础工件的超声磨削加工参数和表面质量参数;

    10、基于所述模型训练集对预设的多个基础机器学习模型进行训练;

    11、获取所述多个基础机器学习模型的模型性能参数;

    12、从所述多个基础机器学习模型中选取其中一个所述模型性能参数最优的基础机器学习模型作为所述预测模型。

    13、在本申请的一些实施例中,所述根据随机产生的目标工件的超声磨削加工参数,采用遗传算法和所述目标函数计算帕累托解集,包括:

    14、根据所述目标函数和所述目标工件的超声磨削加工参数确定对应目标工件的表面质量参数;

    15、通过非支配遗传算法计算所述目标工件的表面质量参数对应的帕累托解集。

    16、在本申请的一些实施例中,所述通过非支配遗传算法计算所述目标工件的表面质量参数对应的帕累托解集,包括:

    17、根据所述目标工件的表面质量参数生成遗传参数;

    18、根据遗传参数进行所述非支配遗传算法的遗传迭代;

    19、在得到第i代非支配解的情况下,判断第i代非支配解与前i-1代非支配解中的非支配解的重复次数;其中i为大于1的整数;

    20、当所述非支配解的重复次数超出预设次数,根据所述第i代非支配解得到帕累托解集。

    21、在本申请的一些实施例中,所述表面质量参数包括表面的算术平均高度、峰部的实体体积以及谷部的空隙容积。

    22、在本申请的一些实施例中,所述根据所述帕累托解集反演所述目标工件的目标超声磨削加工参数,包括:

    23、利用熵权法和优劣解距离法确认所述帕累托解集中最优帕累托子解;

    24、根据所述最优帕累托子解得到对应的目标超声磨削加工参数。

    25、本发明实施例的第二方面提供一种超声磨削加工参数精准反演系统,所述系统包括:

    26、获取模块,用于从预设的预测模型中提取目标函数;所述预测模型是根据基础工件的超声磨削加工参数和基础工件的表面质量参数训练得到的,且用于表征所述超声磨削加工参数和表面质量参数之间对应关系的模型;

    27、计算模块,用于根据随机产生的目标工件的超声磨削加工参数,采用遗传算法和所述目标函数计算帕累托解集;所述基础工件与所述目标工件的材料相同;

    28、反演模块,用于根据所述帕累托解集反演所述目标工件的目标超声磨削加工参数。

    29、本发明实施例的第三方面提供一种电子设备,包括:至少一个控制处理器和用于与所述至少一个控制处理器通信连接的存储器;所述存储器存储有可被所述至少一个控制处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个控制处理器执行,以使所述至少一个控制处理器能够执行上述的一种超声磨削加工参数精准反演方法。

    30、本发明实施例的第四方面提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于使计算机执行上述的一种超声磨削加工参数精准反演方法。

    31、本发明实施例的第五方面提供一种计算机程序产品,所述计算机程序产品中的指令由电子设备的处理器执行时,使得所述电子设备执行上述的一种超声磨削加工参数精准反演方法。

    32、可以理解的是,上述第二方面至第五方面和相关技术相比存在的有益效果和上述第一方面和相关技术相比存在的有益效果相同,可以参见上述第一方面中的相关描述,在此不再赘述。



    技术特征:

    1.一种超声磨削加工参数精准反演方法,其特征在于,所述方法包括:

    2.根据权利要求1所述的超声磨削加工参数精准反演方法,其特征在于,所述从预设的预测模型中提取目标函数之前,所述方法还包括:

    3.根据权利要求1所述的超声磨削加工参数精准反演方法,其特征在于,所述根据随机产生的目标工件的超声磨削加工参数,采用遗传算法和所述目标函数计算帕累托解集,包括:

    4.根据权利要求3所述的超声磨削加工参数精准反演方法,其特征在于,所述通过非支配遗传算法计算所述目标工件的表面质量参数对应的帕累托解集,包括:

    5.根据权利要求3所述的超声磨削加工参数精准反演方法,其特征在于,所述表面质量参数包括表面的算术平均高度、峰部的实体体积以及谷部的空隙容积。

    6.根据权利要求3所述的超声磨削加工参数精准反演方法,其特征在于,所述根据所述帕累托解集反演所述目标工件的目标超声磨削加工参数,包括:

    7.一种超声磨削加工参数精准反演系统,其特征在于,所述系统包括:

    8.一种电子设备,其特征在于:包括至少一个控制处理器和用于与所述至少一个控制处理器通信连接的存储器;所述存储器存储有可被所述至少一个控制处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个控制处理器执行,以使所述至少一个控制处理器能够执行权利要求1至6任一项所述的一种超声磨削加工参数精准反演方法。

    9.一种计算机可读存储介质,其特征在于:所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于使计算机执行权利要求1至6任一项所述的一种超声磨削加工参数精准反演方法。

    10.一种计算机程序产品,其特征在于,所述计算机程序产品中的指令由电子设备的处理器执行时,使得所述电子设备执行如权利要求1至6任一项所述的一种超声磨削加工参数精准反演方法。


    技术总结
    本申请公开了一种超声磨削加工参数精准反演方法、系统、设备及介质,通过从预设的预测模型中提取目标函数;预测模型是根据基础工件的超声磨削加工参数和基础工件的表面质量参数训练得到的,且用于表征超声磨削加工参数和表面质量参数之间对应关系的模型;根据随机产生的目标工件的超声磨削加工参数,采用遗传算法和目标函数计算帕累托解集;基础工件与目标工件是相同类型的工件;根据帕累托解集反演目标工件的目标超声磨削加工参数,有效优化了超声磨削加工参数,使得加工后的表面具有更佳的质量和性能,避免了复杂的物理建模,提高了计算加工参数的效率和准确度。

    技术研发人员:陈季凌,唐进元,邵文
    受保护的技术使用者:中南大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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