本發(fā)明涉及彈簧淬火工藝優(yōu)化，具體為一種彈簧的智能數(shù)字化淬火工藝優(yōu)化方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著制造業(yè)的不斷發(fā)展，尤其是精密機械與自動化設備的廣泛應用，彈簧作為一種關(guān)鍵的機械元件，在工業(yè)領(lǐng)域中扮演著至關(guān)重要的角色。彈簧的性能直接影響到機械系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性，因此，需要在彈簧的制造過程進行優(yōu)化，進而保證彈簧的性能。

2、彈簧的制造步驟包括冷加工成形、淬火和回火等步驟，其中，淬火步驟是將彈簧加熱到適當?shù)臏囟龋缓笱杆倮鋮s，以提高彈簧的硬度和強度。淬火過程中需要控制溫度和冷卻速率等關(guān)鍵參數(shù)，以保證淬火質(zhì)量，因此需要對彈簧的淬火工藝進行優(yōu)化。

3、淬火工藝的優(yōu)化可以基于淬火后彈簧的質(zhì)量，對淬火工藝參數(shù)進行調(diào)整和改進。現(xiàn)有對于淬火后彈簧質(zhì)量的檢測方法雖然能夠?qū)崿F(xiàn)彈簧的質(zhì)量檢測，但是檢測不夠全面，導致淬火工藝優(yōu)化不準確，無法獲取綜合質(zhì)量高的彈簧。

4、為此，提出一種彈簧的智能數(shù)字化淬火工藝優(yōu)化方法及系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種彈簧的智能數(shù)字化淬火工藝優(yōu)化方法及系統(tǒng)，首先，獲取種類相同的多個彈簧，構(gòu)建第一彈簧檢測集；其次，對所述第一彈簧檢測集的彈簧進行篩選，獲取第二彈簧檢測集；再次，依據(jù)淬火工藝參數(shù)集的個數(shù)，將所述第二彈簧檢測集劃分為多個彈簧檢測子集；然后，將每個所述彈簧檢測子集的彈簧依據(jù)對應的淬火工藝參數(shù)進行淬火，并對淬火后的彈簧進行彈簧淬火性能檢測，獲取每個所述彈簧檢測子集對應的彈簧淬火性能檢測值；最后，依據(jù)所述彈簧淬火性能檢測值，獲取最優(yōu)淬火工藝參數(shù)集。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種彈簧的智能數(shù)字化淬火工藝優(yōu)化方法，包括：

4、獲取種類相同的多個彈簧，構(gòu)建第一彈簧檢測集；

5、對所述第一彈簧檢測集的彈簧進行篩選，獲取第二彈簧檢測集；

6、獲取m組淬火工藝參數(shù)集，將所述第二彈簧檢測集劃分為m組彈簧檢測子集；

7、將每個所述彈簧檢測子集的彈簧依據(jù)對應的淬火工藝參數(shù)集的淬火工藝參數(shù)進行淬火；

8、對淬火后的彈簧進行彈簧淬火性能檢測，并獲取每個所述彈簧檢測子集對應的彈簧淬火性能檢測值，具體步驟包括：對淬火后的彈簧進行表面清理；對清理后的所述彈簧分別進行彈簧外觀缺陷檢測和彈簧硬度檢測，獲取所述彈簧檢測子集的彈簧外觀缺陷檢測綜合值和彈簧硬度檢測綜合值；

9、將每個所述彈簧檢測子集均劃分為彈簧拉伸檢測子集和彈簧壓縮檢測子集；

10、對每個所述彈簧拉伸檢測子集的彈簧進行彈簧拉伸檢測，獲取對應彈簧檢測子集的彈簧拉伸檢測綜合值；對每個所述彈簧壓縮檢測子集的彈簧進行彈簧壓縮檢測，獲取對應彈簧檢測子集的彈簧壓縮檢測綜合值；

11、依據(jù)每個所述彈簧檢測子集對應的四個檢測綜合值獲取所述彈簧檢測子集的彈簧淬火性能檢測值；

12、依據(jù)所述彈簧淬火性能檢測值，獲取最優(yōu)淬火工藝參數(shù)集。

13、進一步地，所述第一彈簧檢測集的彈簧均未進行淬火處理；每個所述彈簧在淬火前經(jīng)歷的制造步驟相同。

14、進一步地，所述對所述第一彈簧檢測集的彈簧進行篩選，獲取第二彈簧檢測集包括：對所述第一彈簧檢測集的彈簧進行彈簧外觀缺陷檢測，并篩選出彈簧外觀缺陷檢測合格的彈簧，構(gòu)建第二彈簧檢測集；對彈簧外觀缺陷檢測過程包括：

15、獲取所述彈簧的彈簧外觀圖像，將所述彈簧外觀圖像輸入至彈簧外觀缺陷檢測模型中；

16、所述彈簧外觀缺陷檢測模型包括彈簧外觀圖像輸入層、彈簧外觀特征圖獲取層、彈簧外觀特征圖融合層和彈簧外部缺陷檢測值獲取層；

17、所述彈簧外觀特征圖獲取層用于對所述彈簧外觀圖像進行卷積操作，獲取多個所述外觀特征圖；所述彈簧外觀特征圖融合層用于對多個所述外觀特征圖進行融合獲取彈簧外觀特征；

18、所述彈簧外觀特征包括彈簧形狀特征和彈簧缺陷特征；所述彈簧形狀特征包括彈簧的彈簧絲最大直徑、彈簧絲最小直徑、彈簧最大外徑、彈簧最小內(nèi)徑和非支撐圈節(jié)距；

19、所述彈簧缺陷特征包括彈簧表面裂紋特征、彈簧表面異物特征和彈簧表面凹陷特征；

20、依據(jù)所述彈簧形狀特征獲取第一彈簧缺陷檢測值；依據(jù)所述彈簧缺陷特征獲取第二彈簧缺陷檢測值；依據(jù)所述第一彈簧缺陷檢測值和所述第二彈簧缺陷檢測值，獲取第一彈簧外觀缺陷檢測值；

21、當彈簧的所述第一彈簧外觀缺陷檢測值大于設定的缺陷檢測閾值時；判定彈簧的彈簧外觀缺陷檢測不合格；否則，判定彈簧的彈簧外觀缺陷檢測合格。

22、進一步地，所述淬火工藝參數(shù)集包括：每個所述淬火工藝參數(shù)集均包括n個淬火工藝參數(shù)；不同的所述淬火工藝參數(shù)集的淬火工藝參數(shù)值不完全相同。

23、進一步地，所述彈簧拉伸檢測的過程包括：

24、獲取進行彈簧拉伸檢測前，每個所述彈簧的第一彈簧形狀特征；

25、對所述彈簧施加設定的拉力，施力時刻后，撤銷所述拉力；在撤銷拉力時獲取所述彈簧的拉伸長度；在撤銷拉力的時刻后，獲取每個所述彈簧的第二彈簧形狀特征和彈簧缺陷特征；依據(jù)所述第一彈簧形狀特征、所述第二彈簧形狀特征、所述拉伸長度和所述彈簧缺陷特征獲取所述彈簧的彈簧拉伸檢測值；依據(jù)所述彈簧拉伸檢測子集中每個所述彈簧的彈簧拉伸檢測值獲取所述彈簧拉伸檢測子集對應的彈簧檢測子集的彈簧拉伸檢測綜合值。

26、進一步地，所述彈簧壓縮檢測的過程包括：

27、獲取進行彈簧壓縮檢測前，每個所述彈簧的第三彈簧形狀特征；

28、對所述彈簧施加設定的壓力，施力時刻后，撤銷所述壓力；在撤銷壓力時獲取所述彈簧的壓縮長度；在撤銷壓力的時刻后，獲取每個所述彈簧的第四彈簧形狀特征和彈簧缺陷特征；依據(jù)所述第三彈簧形狀特征、所述第四彈簧形狀特征、所述壓縮長度和所述彈簧缺陷特征獲取所述彈簧的彈簧壓縮檢測值；依據(jù)所述彈簧壓縮檢測子集中每個所述彈簧的彈簧壓縮檢測值獲取所述彈簧壓縮檢測子集對應的彈簧檢測子集的彈簧壓縮檢測綜合值。

29、進一步地，所述依據(jù)所述彈簧淬火性能檢測值，獲取最優(yōu)淬火工藝參數(shù)集包括：

30、選取所述彈簧淬火性能檢測值最大的所述彈簧檢測子集對應的淬火工藝參數(shù)集作為所述最優(yōu)淬火工藝參數(shù)集。

31、一種彈簧的智能數(shù)字化淬火工藝優(yōu)化系統(tǒng)，包括：

32、第一彈簧檢測集獲取單元：用于獲取種類相同的多個彈簧，構(gòu)建第一彈簧檢測集；

33、第二彈簧檢測集獲取單元：用于對所述第一彈簧檢測集的彈簧進行篩選，獲取第二彈簧檢測集；

34、淬火彈簧檢測子集劃分單元：用于獲取m組淬火工藝參數(shù)集，將所述第二彈簧檢測集劃分為m組彈簧檢測子集；

35、淬火單元：用于將每個所述彈簧檢測子集的彈簧依據(jù)對應的淬火工藝參數(shù)集的淬火工藝參數(shù)進行淬火；

36、淬火性能檢測單元：用于對淬火后的彈簧進行彈簧淬火性能檢測，并獲取每個所述彈簧檢測子集對應的彈簧淬火性能檢測值；所述彈簧淬火性能檢測包括彈簧外觀缺陷檢測、彈簧硬度檢測、彈簧拉伸檢測和彈簧壓縮檢測；

37、最優(yōu)淬火工藝參數(shù)集獲取單元：用于依據(jù)所述彈簧淬火性能檢測值，獲取最優(yōu)淬火工藝參數(shù)集。

38、進一步地，所述彈簧淬火性能檢測值的獲取步驟包括：對淬火后的彈簧進行表面清理；對清理后的所述彈簧分別進行彈簧外觀缺陷檢測和彈簧硬度檢測，獲取所述彈簧檢測子集的彈簧外觀缺陷檢測綜合值和彈簧硬度檢測綜合值；

39、將每個所述彈簧檢測子集均劃分為彈簧拉伸檢測子集和彈簧壓縮檢測子集；

40、對每個所述彈簧拉伸檢測子集的彈簧進行彈簧拉伸檢測，獲取對應彈簧檢測子集的彈簧拉伸檢測綜合值；

41、對每個所述彈簧壓縮檢測子集的彈簧進行彈簧壓縮檢測，獲取對應彈簧檢測子集的彈簧壓縮檢測綜合值；

42、依據(jù)每個所述彈簧檢測子集對應的四個檢測綜合值獲取所述彈簧檢測子集的彈簧淬火性能檢測值。

43、進一步地，所述彈簧拉伸檢測的過程包括：

44、獲取進行彈簧拉伸檢測前，每個所述彈簧的第一彈簧形狀特征；

45、對所述彈簧施加設定的拉力，施力時刻后，撤銷所述拉力；在撤銷拉力時獲取所述彈簧的拉伸長度；在撤銷拉力的時刻后，獲取每個所述彈簧的第二彈簧形狀特征和彈簧缺陷特征；依據(jù)所述第一彈簧形狀特征、所述第二彈簧形狀特征、所述拉伸長度和所述彈簧缺陷特征獲取所述彈簧的彈簧拉伸檢測值；依據(jù)所述彈簧拉伸檢測子集中每個所述彈簧的彈簧拉伸檢測值獲取所述彈簧拉伸檢測子集對應的彈簧檢測子集的彈簧拉伸檢測綜合值。

46、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

47、1、本發(fā)明在進行淬火前，對每個彈簧均通過彈簧外觀缺陷檢測模型進行了彈簧外觀缺陷檢測。通過彈簧外觀缺陷檢測模型能夠提取到彈簧的形狀特征和缺陷特征，并計算第一彈簧外觀缺陷檢測值；通過第一彈簧外觀缺陷檢測值對彈簧進行篩選。此方法能夠?qū)椈傻母黜棻碛^缺陷進行檢測，并將外觀缺陷檢測不合格的彈簧進行剔除，避免彈簧自身缺陷對于淬火后彈簧質(zhì)量的影響，進而提升淬火工藝優(yōu)化的準確性。

48、2、本發(fā)明設置了不同的淬火環(huán)境，并將彈簧在不同淬火環(huán)境進行淬火。通過對淬火后的彈簧進行彈簧外觀缺陷檢測、彈簧硬度檢測、彈簧拉伸檢測和彈簧壓縮檢測，獲取彈簧淬火性能檢測值。此方法能夠結(jié)合彈簧淬火后的各項特征，能夠準確地獲取淬火后彈簧的綜合性能，進而提升淬火工藝優(yōu)化的準確性。

49、3、本發(fā)明在對彈簧進行彈簧拉伸檢測時，通過彈簧施加拉力后的拉伸長度、彈簧缺陷特征以及拉伸前后彈簧的形狀特征變化，計算彈簧拉伸檢測綜合值。彈簧拉伸檢測綜合值不僅能夠衡量彈簧的拉伸性能還能夠衡量彈簧在拉伸后的恢復能力。此方法能夠準確地獲取彈簧在拉力作用下的各項性能，能夠準確地獲取彈簧拉伸檢測綜合值，進而準確地獲取淬火后彈簧的綜合性能。