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

背景技術(shù)：

1、自動化技術(shù)能夠顯著提高生產(chǎn)效率、降低成本、增強產(chǎn)品質(zhì)量和創(chuàng)新能力，同時還能解決勞動力短缺問題，減輕體力勞動的壓力，在工業(yè)生產(chǎn)中，自動化技術(shù)應(yīng)用包括生產(chǎn)線自動化、機器人技術(shù)、自動化倉儲系統(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，同時還能夠降低人為操作錯誤帶來的質(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)從而實現(xiàn)自動化。通過自動化代替手動管理的任務(wù)來節(jié)省能源、增強安全性并提高便利性。隨著自動化技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，自動化技術(shù)帶來了更多的機遇和發(fā)展空間。

2、自動化技術(shù)中，在數(shù)控機床領(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)控機床制造，一般都是通過對制造產(chǎn)品的誤差進行檢測，再根據(jù)數(shù)據(jù)分析后對其進行補差計算，使用補差結(jié)果再對數(shù)控機床進行調(diào)整來提高制造產(chǎn)品的精度，誤差檢測的數(shù)據(jù)越準確，則所計算的補差值就更準確，制造出的產(chǎn)品精度就更高，如何更加細致精確的檢測出產(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)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于視覺識別和5g通信的自動化參數(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：一種基于視覺識別和5g通信的自動化參數(shù)調(diào)整方法；

3、所述自動化參數(shù)調(diào)整方法包括以下步驟：

4、步驟s1、通過視覺識別對制造原料進行形貌信息讀取，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產(chǎn)品形貌進行計算分析，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際刀頭運動，將制造原料進行實際制造，并記錄存儲實際制造的刀頭軌跡；

7、步驟s4、根據(jù)時間節(jié)點提取模擬制造獲取到的刀頭軌跡與實際制造刀頭的運動軌跡進行比較計算，將其計算結(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)點包括制造開始時節(jié)點、制造中部時節(jié)點和制造末尾時節(jié)點；

8、步驟s5、根據(jù)歷史制造數(shù)據(jù)中不合格的產(chǎn)品誤差值進行計算分析，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、進一步的，采用視覺識別對制造原料進行形貌信息讀取，將讀取到的圖像信息轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)信息，對數(shù)據(jù)信息進行預(yù)處理和特征提取，處理后的數(shù)據(jù)通過反向特征描述，在計算機中生成與制造原料同比例一致的虛擬模型，通過計算機生產(chǎn)的模型更容易分析其實際制造需要的參數(shù)和參數(shù)控制。

11、進一步的，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際制造原料一致，并按照目標產(chǎn)品的形貌進行模擬制造，獲取模擬制造過程中刀頭產(chǎn)生的軌跡，并將其輸出；

12、建立空間直角坐標系，根據(jù)對應(yīng)的制造時間節(jié)點，將模擬刀頭對應(yīng)時間節(jié)點所在的空間位置進行提取和輸出。

13、進一步的，通過步驟s2所輸出的模擬刀頭軌跡，控制實際制造過程中刀頭的運動軌跡，按照指定軌跡運動完成對制造原料的加工，建立空間直角坐標系，把刀頭對應(yīng)制造時間節(jié)點的空間位置進行記錄存儲，同時間節(jié)點，實際刀頭與模擬刀頭的位置差作為誤差，通過計算出模擬刀頭距原點的位置和實際刀頭距原點的位置，兩個值相減的絕對值作為誤差值；并對歷史數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，將不合格的產(chǎn)品誤差值進行統(tǒng)計分析計算，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、進一步的，刀頭的軌跡計算如下：

15、將刀頭軌跡在空間直角坐標系中的位置進行記錄，設(shè)置開始制造時的節(jié)點為t，模型虛擬制造的刀頭在時間t時位于空間直角坐標系中的m1點上，坐標為(x1，y1，z1)，實際制造的刀頭在時間t時位于空間直角坐標系中的m2點上，坐標為(x2，y2，z2)，在時間t時m1點和m2點的位置差值為α，差值α的計算過程如下：

16、空間直角坐標系中點到原點的計算公式如下：

17、

18、其中，d為點到原點的距離，xyz依次表示為點在空間直角坐標系中的x軸位置，y軸位置和z軸位置；

19、m1點距原點的位置計算為：

20、

21、m2點距原點的位置計算為：

22、

23、時間t時，m1點和m2點的位置差值α計算過程如下：

24、α＝|dm1-dm2|

25、對α做進一步限定，任意時間節(jié)點的m1點和m2點的位置差值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算位置差值α的個數(shù)，x則表示在位置差值α組成集合中的第i個元素的值，有其中，任意時間節(jié)點出現(xiàn)則當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)進行統(tǒng)計，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，到達誤差判斷閾值時，對后面連續(xù)的誤差值進行統(tǒng)計，連續(xù)到達誤差判斷閾值的誤差值設(shè)為危險誤差數(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，將每個制造原料完成制造的誤差值依次加入誤差集合q，并對每個元素設(shè)置對應(yīng)的下標位置，每個元素添加到誤差集合q時都與誤差判斷閾值進行比較；

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應(yīng)的下標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，當集合中添加的元素連續(xù)不為k時，判斷當前連續(xù)制造的產(chǎn)品出現(xiàn)誤差增長；當集合中添加的元素連續(xù)為k時，判斷制造誤差在誤差范圍內(nèi)。

32、進一步的，一種基于視覺識別和5g通信的自動化參數(shù)調(diào)整系統(tǒng)包括形貌識別模塊、5g傳輸模塊、模擬制造模塊、數(shù)控模塊和誤差模塊；

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

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)進行切片壓縮方式加快輸出速度，數(shù)據(jù)加載單元將同時間內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)加量，實現(xiàn)同時間多數(shù)據(jù)傳輸，5g傳輸模塊用于各個模塊中的數(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別模塊讀取整理好的信息進行同比例建模，生成與實物一致的模型；制造模擬單元通過數(shù)控模型對制造原料模型進行制造，直至生成完整的產(chǎn)品模型，模擬制造和實際制造同步進行，且刀頭軌跡一致；

36、數(shù)控模塊包括cnc控制單元和控制運動單元；cnc控制單元包含計算出指令，通過計算機指令驅(qū)動刀頭和電機；控制運動單元執(zhí)行對應(yīng)的計算機指令運行刀頭對制造原料進行制造形成產(chǎn)品，通過對刀頭的速度、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單元、誤差計算單元、誤差集合q單元和誤差判斷單元；空間坐標單元用于刀頭在時間t時的位置記錄，每隔t時間記錄一次刀頭所處的空間坐標位置；誤差計算單元通過對模擬制造的刀頭位置與實際制造的刀頭位置在同一時間t時的位置計算，位置之間的差值絕對值作為誤差值；誤差集合q單元將完成的成品制造過程中的誤差α進行集合計算，獲得實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再進行添加，集合中添加的元素連續(xù)為k時，判斷為合理誤差，當集合中添加的元素連續(xù)不為k時，判斷為制造條件不滿足下一次制造，需要對參數(shù)進行重新調(diào)整。

38、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達到的有益效果是：本發(fā)明通過對制造原料進行形貌信息讀取，反向特征描述生產(chǎn)虛擬模型，將模型與設(shè)計的產(chǎn)品進分析計算，對其進行模擬制造，將模擬制造中產(chǎn)生的模擬刀頭軌跡進行記錄存儲，實際制造過程中再次同步模擬制造，將同時間段的刀頭位置在空間直角坐標系中的位置差進行計算，將計算結(jié)果作為誤差值，對誤差值進行一個判斷誤差閾值設(shè)置，根據(jù)制造原料完成制造的時間為單位，將達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間，判斷出制造的誤差值大小，通過對同時刻模擬刀頭和實際刀頭的位置差計算誤差，可以更顯著的提升誤差計算，從而提升數(shù)控誤差補償，減小誤差值，提升產(chǎn)品制造的精度，對制造過程中產(chǎn)生的誤差值進行一個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間，預(yù)測出設(shè)備是否滿足下一個產(chǎn)品制造條件，有效的規(guī)避了制造不合格的情況發(fā)生，從而實現(xiàn)數(shù)控精度的提升和產(chǎn)品制造的成本控制。