本發(fā)明涉及機床自動控制，尤其涉及一種智能多工位夾持加工控制系統(tǒng)。

背景技術：

1、機床自動控制技術領域涉及使用自動化系統(tǒng)來管理和控制機床的操作，包括自動化編程、運動控制、工件定位及夾持，該領域的核心技術是提高機床的加工精度和效率，減少人為操作的需求。自動控制系統(tǒng)可以基于預設程序自動執(zhí)行復雜的加工任務，例如數(shù)控編程（cnc），程序指導機床進行精確的切割、鉆孔、銑削等操作，技術領域還包括實時監(jiān)測和調整機床運行參數(shù)，確保加工過程中的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質量。

2、其中，智能多工位夾持加工控制系統(tǒng)是一種專為多工位機床設計的自動化控制系統(tǒng)，旨在優(yōu)化機床的加工流程和提升生產(chǎn)效率，該系統(tǒng)通過智能算法調整夾持力度和位置，確保每個工件在加工過程中的穩(wěn)定和精準對位，從而適應不同形狀和尺寸的工件。此系統(tǒng)的主要用途包括自動化生產(chǎn)線中的高效率加工，特別適用于需要多樣化和高精度加工的場合，如汽車、航空及精密設備制造等行業(yè)。通過實施這樣的系統(tǒng)，企業(yè)能夠減少人工干預，縮短生產(chǎn)周期，降低成本，同時提高產(chǎn)品的一致性和質量。

3、現(xiàn)有的智能多工位夾持加工控制系統(tǒng)支持復雜的加工任務并實現(xiàn)了一定程度的自動化，但缺乏足夠的靈活性和適應性來即時響應生產(chǎn)線的實際變化。傳統(tǒng)系統(tǒng)中的固定程序和參數(shù)設置難以適應快速變化的市場需求和多樣化的生產(chǎn)任務，這種缺乏靈活性導致機床的加工精度和生產(chǎn)效率受限，特別是在處理多工位和高變異性工件時，出現(xiàn)資源配置不合理和生產(chǎn)調度不優(yōu)化的問題，現(xiàn)有技術在能耗控制方面也顯示出不足，很多系統(tǒng)沒有實施有效的能耗管理策略，這不僅增加運營成本，也加劇對環(huán)境的負擔。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術中存在的缺點，而提出的一種智能多工位夾持加工控制系統(tǒng)。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術方案：一種智能多工位夾持加工控制系統(tǒng)包括：

3、事件監(jiān)控模塊捕捉多工位夾持加工設備的數(shù)據(jù)，包括機床啟動、工件裝夾、加工開始、加工結束、工件卸載的時間點數(shù)據(jù)，計算工作流的時間間隔，生成時間間隔數(shù)據(jù)，利用所述時間間隔數(shù)據(jù)評估生產(chǎn)效率，生成生產(chǎn)效率評估結果；

4、狀態(tài)分析模塊基于所述生成效率評估結果，分析當前多工位的隊列長度、預計完成時間、工件類型，生成工位狀態(tài)結果，根據(jù)所述工位狀態(tài)結果調整生產(chǎn)策略，生成工位調整策略；

5、決策邏輯模塊基于所述工位調整策略，結合實時數(shù)據(jù)進行工件排序、優(yōu)先級判斷，選擇待加工工件，生成工件調度計劃，根據(jù)所述工件調度計劃分析導致延遲的關鍵因素，制定預防措施，生成優(yōu)化后的調度策略；

6、動態(tài)調度模塊基于所述優(yōu)化后的調度策略，調整機床加工序列、分配資源，優(yōu)化工序間轉換，生成序列優(yōu)化結果，基于所述序列優(yōu)化結果，通過調整加工速度、選擇匹配的加工路徑，實施能耗管理策略，生成節(jié)能控制結果。

7、作為本發(fā)明的進一步方案，所述時間間隔數(shù)據(jù)的獲取步驟具體為：

8、捕捉多工位夾持加工設備的數(shù)據(jù)，記錄機床啟動、工件裝夾、加工開始、加工結束、工件卸載的確切時間點，將時間點存儲在數(shù)組中，生成時間點數(shù)組；

9、基于所述時間點數(shù)組，通過計算連續(xù)事件的時間點之間的差異，應用公式：

10、

11、確定每個工作流程的時間間隔，得到時間間隔數(shù)組，其中，和分別是連續(xù)兩個事件的時間戳，是調整后的時間間隔，是時間間隔調整的靈活性參數(shù)；

12、利用所述時間間隔數(shù)組，計算整體的平均時間間隔，使用公式：

13、

14、反映差異化工作流程的關鍵性和差異化時間點的信號強度，計算加權平均時間間隔，獲取時間間隔數(shù)據(jù)，其中，表示單個時間間隔，是總時間間隔數(shù)量，是時間間隔的權重，是加權后的平均時間間隔。

15、作為本發(fā)明的進一步方案，所述生成效率評估結果的獲取步驟具體為：

16、基于所述時間間隔數(shù)據(jù)，初步分析多個階段的持續(xù)時間，利用公式：

17、

18、計算每個階段的時間間隔，生成標準化時間間隔數(shù)據(jù)，其中，表示單個階段的時間間隔，是階段的總數(shù)，是用來穩(wěn)定計算的小正數(shù)，是標準化時間間隔數(shù)據(jù)；

19、根據(jù)所述標準化時間間隔數(shù)據(jù)，計算每個階段的時間效率，使用公式：

20、

21、得到階段效率數(shù)據(jù)，其中，是第i個階段的標準化時間間隔，是階段的效率，是效率計算的調節(jié)因子，是穩(wěn)定因子；

22、利用所述階段效率數(shù)據(jù)，通過加權平均的方法評估整個生產(chǎn)過程的效率，采用公式：

23、

24、計算得出生產(chǎn)效率評估結果，其中，表示第i個階段的效率，是第i個階段的權重，是微調參數(shù)，是生產(chǎn)效率評估結果。

25、作為本發(fā)明的進一步方案，所述工位調整策略的獲取步驟具體為：

26、基于所述效率評估結果，收集當前多工位的隊列長度，預計完成時間和工件類型，評估工位當前狀況，使用公式：

27、

28、生成工位狀態(tài)分數(shù)，其中，表示效率評估結果，是第i個工位的隊列長度，是第i個工位的預計完成時間，分別是權重系數(shù)，是工位狀態(tài)分數(shù)；

29、根據(jù)所述工位狀態(tài)分數(shù)分析工位需要并進行優(yōu)先處理，采用閾值比較法確定調整需求，應用公式：

30、

31、生成決策結果，其中，是工位狀態(tài)分數(shù)，是閾值，是調整系數(shù)，是決策結果；

32、基于所述決策結果，制定調整策略，采用影響因子進行工位分析，采用公式：

33、

34、結合多工位調整的關鍵性和緊急性，計算得出工位調整策略，其中，是決策結果，是影響因子，是工位調整策略。

35、作為本發(fā)明的進一步方案，所述工件調度計劃的獲取步驟具體為：

36、根據(jù)所述工位調整策略進行分析，結合機器狀態(tài)和當前工件隊列長度的數(shù)據(jù)，采用公式：

37、

38、得到工件處理的初始優(yōu)先級，其中，是第i個工件的工位調整策略得分，為工件在隊列中的位置，表示第i個工件對應工位的機器狀態(tài)，分別為權重參數(shù)，為小量，是優(yōu)先級評分。

39、對所述工件處理的初始優(yōu)先級進行篩選，確定優(yōu)先加工的工件，使用公式：

40、

41、調整每個工件的優(yōu)先級，并決定是否加工，得到工件的加工決策權重，其中，是工件的優(yōu)先級評分，是調節(jié)參數(shù)，是每個工件的決策權重。

42、根據(jù)所述，編排待加工工件的調度，采用公式：

43、

44、生成工件調度計劃，其中，是每個工件的決策權重，是工件的影響系數(shù)，是工件調度計劃。

45、作為本發(fā)明的進一步方案，所述優(yōu)化后的調度策略的獲取步驟具體為：

46、基于所述工件調度計劃，收集與分析實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)及歷史延遲記錄，識別關鍵延遲因素，計算每個因素的量化影響值，采用公式：

47、

48、得到量化的延遲影響值，其中，表示量化的延遲影響值，是因素j對i的影響權重，是實時數(shù)據(jù)，是調整系數(shù)，是歸一化常數(shù)，是穩(wěn)定性常數(shù)；

49、基于所述量化的延遲影響值，開發(fā)針對性預防措施并評估潛在效果，使用公式：

50、

51、得到預防措施的優(yōu)先級，其中，是預防措施的執(zhí)行優(yōu)先級，、、、、表示調節(jié)因子，表示量化的延遲影響值。

52、整合預防措施的優(yōu)先級，優(yōu)化預防措施，采用公式：

53、

54、形成優(yōu)化后的調度策略，其中，是預防措施的執(zhí)行優(yōu)先級，為措施的影響權重，和為調整因子，表示優(yōu)化后的調度策略。

55、作為本發(fā)明的進一步方案，所述序列優(yōu)化結果的獲取步驟具體為：

56、基于所述優(yōu)化后的調度策略，計算每臺機床上工位夾持加工任務的累計時間，生成預計完成時間集合，采用公式：

57、

58、其中，表示預計完成時間，表示加工任務的開始時間，表示加工時間，表示優(yōu)先級系數(shù)，表示任務數(shù)量；

59、基于所述預計完成時間集合，計算每個任務的加工效率，使用效率計算公式：

60、

61、生成任務效率集合，其中，表示任務的效率，表示產(chǎn)品的關鍵性權重，表示預計完成時間，表示產(chǎn)品的貢獻度，表示產(chǎn)品數(shù)量，表示產(chǎn)品。

62、依據(jù)所述任務效率集合，重新調整機床工位夾持加工序列，將任務按效率進行排列，得到序列優(yōu)化結果。

63、作為本發(fā)明的進一步方案，所述節(jié)能控制結果的獲取步驟具體為：

64、基于所述序列優(yōu)化結果，計算每臺機床上的最優(yōu)加工速度，通過任務的物理長度和機床性能，采用公式：

65、

66、計算得出加工速度調整結果，其中，代表任務長度，是機床的可用時間，是效率因子，是速度調節(jié)系數(shù)，表示加工速度調整結果；

67、根據(jù)所述加工速度調整結果和機床特性，選擇最優(yōu)加工路徑，優(yōu)化路徑選擇，通過公式；

68、

69、生成最優(yōu)路徑選擇結果，其中是路徑的起始和結束點坐標，是路徑優(yōu)化系數(shù)，表示最優(yōu)路徑選擇結果；

70、根據(jù)所述最優(yōu)路徑選擇結果，實施能耗管理策略，調整加工參數(shù)，采用能耗管理公式：

71、

72、計算得出節(jié)能控制結果，其中，是能耗單位成本，是能耗調節(jié)因子，表示節(jié)能控制結果，表示最優(yōu)路徑選擇結果。

73、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果在于：

74、本發(fā)明中，通過捕捉和計算多工位夾持加工設備的時間點數(shù)據(jù)，提升對生產(chǎn)流程的監(jiān)控和分析能力，使得生產(chǎn)效率的評估更加準確和及時，這種即時的數(shù)據(jù)處理與評估機制允許企業(yè)對生產(chǎn)策略進行動態(tài)調整，優(yōu)化工件的排程和優(yōu)先級，從而減少生產(chǎn)中的等待時間和加工延誤。特別是在多工位操作中，該系統(tǒng)的實時調整和優(yōu)化功能確保高效的資源分配和工序間的流暢轉換，這不僅提高了加工精度，也減少了能源消耗，系統(tǒng)的能耗管理策略進一步降低生產(chǎn)成本，通過精確控制加工速度和路徑，達到了節(jié)能的目的，提升企業(yè)的可持續(xù)性和降低環(huán)境影響要。