本發(fā)明涉及自動(dòng)化參數(shù)調(diào)整，具體為一種基于視覺識(shí)別和5g通信的自動(dòng)化參數(shù)調(diào)整系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、自動(dòng)化技術(shù)能夠顯著提高生產(chǎn)效率、降低成本、增強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量和創(chuàng)新能力，同時(shí)還能解決勞動(dòng)力短缺問題，減輕體力勞動(dòng)的壓力，在工業(yè)生產(chǎn)中，自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用包括生產(chǎn)線自動(dòng)化、機(jī)器人技術(shù)、自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)和智能控制系統(tǒng)等，這些技術(shù)的應(yīng)用可以大幅提高生產(chǎn)效率，減少人力投入，同時(shí)還能夠降低人為操作錯(cuò)誤帶來的質(zhì)量問題，在智能家居中，通過使用傳感器和編程例程來控制照明、恒溫器和安全系統(tǒng)從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。通過自動(dòng)化代替手動(dòng)管理的任務(wù)來節(jié)省能源、增強(qiáng)安全性并提高便利性。隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，自動(dòng)化技術(shù)帶來了更多的機(jī)遇和發(fā)展空間。

2、自動(dòng)化技術(shù)中，在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域中，參數(shù)的精確度決定了制造產(chǎn)品的精度，常規(guī)數(shù)控機(jī)床制造，一般都是通過對(duì)制造產(chǎn)品的誤差進(jìn)行檢測，再根據(jù)數(shù)據(jù)分析后對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)差計(jì)算，使用補(bǔ)差結(jié)果再對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行調(diào)整來提高制造產(chǎn)品的精度，誤差檢測的數(shù)據(jù)越準(zhǔn)確，則所計(jì)算的補(bǔ)差值就更準(zhǔn)確，制造出的產(chǎn)品精度就更高，如何更加細(xì)致精確的檢測出產(chǎn)品制造工程中的誤差，減少制造精度不合格增加制造成本問題，也就成了重中之重。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于視覺識(shí)別和5g通信的自動(dòng)化參數(shù)調(diào)整系統(tǒng)及方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于視覺識(shí)別和5g通信的自動(dòng)化參數(shù)調(diào)整方法；

3、所述自動(dòng)化參數(shù)調(diào)整方法包括以下步驟：

4、步驟s1、通過視覺識(shí)別對(duì)制造原料進(jìn)行形貌信息讀取，形貌信息還包括制造原料所在的空間位置，根據(jù)讀取到的制造原料形貌信息進(jìn)行模型構(gòu)建；

5、步驟s2、根據(jù)步驟s1構(gòu)建的模型形貌與目標(biāo)產(chǎn)品形貌進(jìn)行計(jì)算分析，并模擬制造獲取模擬制造的刀頭軌跡并輸出；

6、步驟s3、接收步驟s2輸出的模擬刀頭軌跡控制實(shí)際刀頭運(yùn)動(dòng)，將制造原料進(jìn)行實(shí)際制造，并記錄存儲(chǔ)實(shí)際制造的刀頭軌跡；

7、步驟s4、根據(jù)時(shí)間節(jié)點(diǎn)提取模擬制造獲取到的刀頭軌跡與實(shí)際制造刀頭的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行比較計(jì)算，將其計(jì)算結(jié)果作為制造原料在制造過程中產(chǎn)生的誤差值，制造節(jié)點(diǎn)包括制造開始時(shí)節(jié)點(diǎn)、制造中部時(shí)節(jié)點(diǎn)和制造末尾時(shí)節(jié)點(diǎn)；

8、步驟s5、根據(jù)歷史制造數(shù)據(jù)中不合格的產(chǎn)品誤差值進(jìn)行計(jì)算分析，獲取制造不合格的最小誤差值，將其設(shè)為誤差閾值；

9、步驟s6、設(shè)置誤差判斷閾值，將制造原料在制造過程中產(chǎn)生的誤差值與誤差判斷閾值進(jìn)行比較，把滿足誤差判斷閾值的誤差值加入判斷集合，判斷出下一次制造原料產(chǎn)生的誤差值是否小于誤差閾值，預(yù)測出制造原料完成制造產(chǎn)生的誤差值是否滿足下一次制造的誤差條件。

10、進(jìn)一步的，采用視覺識(shí)別對(duì)制造原料進(jìn)行形貌信息讀取，將讀取到的圖像信息轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)信息，對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行預(yù)處理和特征提取，處理后的數(shù)據(jù)通過反向特征描述，在計(jì)算機(jī)中生成與制造原料同比例一致的虛擬模型，通過計(jì)算機(jī)生產(chǎn)的模型更容易分析其實(shí)際制造需要的參數(shù)和參數(shù)控制。

11、進(jìn)一步的，將通過步驟s1獲取的制造原料形貌信息，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后反向特征描述生成虛擬模型，模型的形貌和空間位置均與實(shí)際制造原料一致，并按照目標(biāo)產(chǎn)品的形貌進(jìn)行模擬制造，獲取模擬制造過程中刀頭產(chǎn)生的軌跡，并將其輸出；

12、建立空間直角坐標(biāo)系，根據(jù)對(duì)應(yīng)的制造時(shí)間節(jié)點(diǎn)，將模擬刀頭對(duì)應(yīng)時(shí)間節(jié)點(diǎn)所在的空間位置進(jìn)行提取和輸出。

13、進(jìn)一步的，通過步驟s2所輸出的模擬刀頭軌跡，控制實(shí)際制造過程中刀頭的運(yùn)動(dòng)軌跡，按照指定軌跡運(yùn)動(dòng)完成對(duì)制造原料的加工，建立空間直角坐標(biāo)系，把刀頭對(duì)應(yīng)制造時(shí)間節(jié)點(diǎn)的空間位置進(jìn)行記錄存儲(chǔ)，同時(shí)間節(jié)點(diǎn)，實(shí)際刀頭與模擬刀頭的位置差作為誤差，通過計(jì)算出模擬刀頭距原點(diǎn)的位置和實(shí)際刀頭距原點(diǎn)的位置，兩個(gè)值相減的絕對(duì)值作為誤差值；并對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，將不合格的產(chǎn)品誤差值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析計(jì)算，取出制造不合格的最小誤差值作為制造的誤差閾值，設(shè)為誤差閾值

14、進(jìn)一步的，刀頭的軌跡計(jì)算如下：

15、將刀頭軌跡在空間直角坐標(biāo)系中的位置進(jìn)行記錄，設(shè)置開始制造時(shí)的節(jié)點(diǎn)為t，模型虛擬制造的刀頭在時(shí)間t時(shí)位于空間直角坐標(biāo)系中的m1點(diǎn)上，坐標(biāo)為(x1，y1，z1)，實(shí)際制造的刀頭在時(shí)間t時(shí)位于空間直角坐標(biāo)系中的m2點(diǎn)上，坐標(biāo)為(x2，y2，z2)，在時(shí)間t時(shí)m1點(diǎn)和m2點(diǎn)的位置差值為α，差值α的計(jì)算過程如下：

16、空間直角坐標(biāo)系中點(diǎn)到原點(diǎn)的計(jì)算公式如下：

17、

18、其中，d為點(diǎn)到原點(diǎn)的距離，xyz依次表示為點(diǎn)在空間直角坐標(biāo)系中的x軸位置，y軸位置和z軸位置；

19、m1點(diǎn)距原點(diǎn)的位置計(jì)算為：

20、

21、m2點(diǎn)距原點(diǎn)的位置計(jì)算為：

22、

23、時(shí)間t時(shí)，m1點(diǎn)和m2點(diǎn)的位置差值α計(jì)算過程如下：

24、α＝|dm1-dm2|

25、對(duì)α做進(jìn)一步限定，任意時(shí)間節(jié)點(diǎn)的m1點(diǎn)和m2點(diǎn)的位置差值α小于誤差閾值

26、制造原料完成制造的誤差值計(jì)算使用如下公式：

27、

28、其中，為制造原料完成制造的誤差值，n為制造原料完成制造過程中所計(jì)算位置差值α的個(gè)數(shù)，x則表示在位置差值α組成集合中的第i個(gè)元素的值，有其中，任意時(shí)間節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)則當(dāng)前制造原料不符合誤差范圍內(nèi)，為制造失敗。

29、設(shè)誤差判斷閾值為將連續(xù)增長到誤差閾值的誤差值數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，將連續(xù)增長到誤差閾值的最小誤差值設(shè)為誤差判斷閾值為的值，到達(dá)誤差判斷閾值時(shí)，對(duì)后面連續(xù)的誤差值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，連續(xù)到達(dá)誤差判斷閾值的誤差值設(shè)為危險(xiǎn)誤差數(shù)據(jù)；

30、創(chuàng)建誤差集合q，使用制造原料完成制造的誤差值為誤差集合q的元素，將每個(gè)制造原料完成制造的誤差值依次加入誤差集合q，并對(duì)每個(gè)元素設(shè)置對(duì)應(yīng)的下標(biāo)位置，每個(gè)元素添加到誤差集合q時(shí)都與誤差判斷閾值進(jìn)行比較；

31、創(chuàng)建判斷集合，設(shè)判斷集合為將誤差集合q中大于誤差判斷閾值的元素和對(duì)應(yīng)的下標(biāo)位置加入到判斷集合中，將制造原料完成制造的誤差記作ta，產(chǎn)品制造誤差ta與誤差判斷閾值進(jìn)行比較，大于誤差判斷閾值的元素加入到判斷集合中，小于誤差判斷閾值的元素，先將元素設(shè)為k再加入到集合中，當(dāng)集合中添加的元素連續(xù)不為k時(shí)，判斷當(dāng)前連續(xù)制造的產(chǎn)品出現(xiàn)誤差增長；當(dāng)集合中添加的元素連續(xù)為k時(shí)，判斷制造誤差在誤差范圍內(nèi)。

32、進(jìn)一步的，一種基于視覺識(shí)別和5g通信的自動(dòng)化參數(shù)調(diào)整系統(tǒng)包括形貌識(shí)別模塊、5g傳輸模塊、模擬制造模塊、數(shù)控模塊和誤差模塊；

33、形貌識(shí)別模塊包括視覺識(shí)別單元和數(shù)據(jù)整理單元；視覺識(shí)別單元用于對(duì)制造原料初始形貌進(jìn)行識(shí)別讀取，將讀取到的信息傳輸至數(shù)據(jù)整理單元，通過數(shù)據(jù)整理單元對(duì)圖像分析，將分析的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理；

34、5g傳輸模塊包括數(shù)據(jù)加速單元和數(shù)據(jù)加載單元；數(shù)據(jù)加速單元用于將數(shù)據(jù)進(jìn)行切片壓縮方式加快輸出速度，數(shù)據(jù)加載單元將同時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)加量，實(shí)現(xiàn)同時(shí)間多數(shù)據(jù)傳輸，5g傳輸模塊用于各個(gè)模塊中的數(shù)據(jù)傳輸。

35、模擬制造模塊包括三維模型生成單元和制造模擬單元；三維模型生成單元將形貌識(shí)別模塊讀取整理好的信息進(jìn)行同比例建模，生成與實(shí)物一致的模型；制造模擬單元通過數(shù)控模型對(duì)制造原料模型進(jìn)行制造，直至生成完整的產(chǎn)品模型，模擬制造和實(shí)際制造同步進(jìn)行，且刀頭軌跡一致；

36、數(shù)控模塊包括cnc控制單元和控制運(yùn)動(dòng)單元；cnc控制單元包含計(jì)算出指令，通過計(jì)算機(jī)指令驅(qū)動(dòng)刀頭和電機(jī)；控制運(yùn)動(dòng)單元執(zhí)行對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)指令運(yùn)行刀頭對(duì)制造原料進(jìn)行制造形成產(chǎn)品，通過對(duì)刀頭的速度、位置和力度完成產(chǎn)品所需所需形貌結(jié)構(gòu)的制造控制。

37、誤差模塊包括空間坐標(biāo)單元、誤差計(jì)算單元、誤差集合q單元和誤差判斷單元；空間坐標(biāo)單元用于刀頭在時(shí)間t時(shí)的位置記錄，每隔t時(shí)間記錄一次刀頭所處的空間坐標(biāo)位置；誤差計(jì)算單元通過對(duì)模擬制造的刀頭位置與實(shí)際制造的刀頭位置在同一時(shí)間t時(shí)的位置計(jì)算，位置之間的差值絕對(duì)值作為誤差值；誤差集合q單元將完成的成品制造過程中的誤差α進(jìn)行集合計(jì)算，獲得實(shí)際成品制造的誤差誤差判斷單元用與將滿足判斷閾值的元素加入集合，小于判斷閾值的先設(shè)為k再進(jìn)行添加，集合中添加的元素連續(xù)為k時(shí)，判斷為合理誤差，當(dāng)集合中添加的元素連續(xù)不為k時(shí)，判斷為制造條件不滿足下一次制造，需要對(duì)參數(shù)進(jìn)行重新調(diào)整。

38、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：本發(fā)明通過對(duì)制造原料進(jìn)行形貌信息讀取，反向特征描述生產(chǎn)虛擬模型，將模型與設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)分析計(jì)算，對(duì)其進(jìn)行模擬制造，將模擬制造中產(chǎn)生的模擬刀頭軌跡進(jìn)行記錄存儲(chǔ)，實(shí)際制造過程中再次同步模擬制造，將同時(shí)間段的刀頭位置在空間直角坐標(biāo)系中的位置差進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果作為誤差值，對(duì)誤差值進(jìn)行一個(gè)判斷誤差閾值設(shè)置，根據(jù)制造原料完成制造的時(shí)間為單位，將達(dá)到誤差判斷閾值的數(shù)加入到判斷集合中，通過判斷集合中新元素的添加時(shí)間，判斷出制造的誤差值大小，通過對(duì)同時(shí)刻模擬刀頭和實(shí)際刀頭的位置差計(jì)算誤差，可以更顯著的提升誤差計(jì)算，從而提升數(shù)控誤差補(bǔ)償，減小誤差值，提升產(chǎn)品制造的精度，對(duì)制造過程中產(chǎn)生的誤差值進(jìn)行一個(gè)閾值控制和判斷閾值設(shè)置，設(shè)置新集合判斷集合元素添加的時(shí)間，預(yù)測出設(shè)備是否滿足下一個(gè)產(chǎn)品制造條件，有效的規(guī)避了制造不合格的情況發(fā)生，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)控精度的提升和產(chǎn)品制造的成本控制。