CN111624944A - 刀具控制装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种刀具控制装置，包含通信器及处理器。所述通信器接收来自第一测量机检测工件形成的第一轮廓参数。所述处理器，耦接所述通信器，用于：将所述第一轮廓参数输入计算模型，形成第一刀补值，其中所述计算模型为根据轮廓参数集构建的时间序列模型，所述轮廓参数集包含历史检测所述工件形成的至少一个轮廓参数；并判断所述第一刀补值未超过预设阈值。所述通信器进一步用于发送所述第一刀补值至机台。本申请还涉及一种刀具控制方法。本申请根据轮廓参数自动计算出刀具的补偿值以对机台的刀具自动补偿，从而减少人力的消耗，提高生技人员的工作效率及使加工的工件的良率稳定。

Description

刀具控制装置及方法
技术领域
本申请涉及自动化控制领域，具体涉及一种刀具控制装置及方法。
背景技术
现有的刀具补偿方案通常是通过人工计算机数字控制机台(ComputerisedNumerical Control Machine,CNC)取物料至三次元量测设备获取物料的尺寸，并根据获取物料的尺寸计算CNC机台中用于对物料进行加工的刀具的补偿值，再根据计算出的刀具的补偿值手动对CNC机台进行调机。然而，上述方法需要的现场人力较多且完成调机的耗时较长，此外由于生技人员根据刀补值手动调整CNC机台的方式也不一致，造成使用调整后的CNC机台加工的物料的良率也不一致。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提出一种刀具控制装置及方法以实现自动获取工件的轮廓参数，并根据轮廓参数计算出刀具的补偿值，并根据刀具的补偿值自动补偿刀具，从而减少人力的消耗，提高生技人员的工作效率及使加工的工件的良率稳定。
本申请的第一方面提供一种刀具控制装置，包含：
通信器，用于：
接收来自第一测量机检测工件形成的第一轮廓参数；
处理器，耦接所述通信器，用于：
将所述第一轮廓参数输入计算模型，形成第一刀补值，其中所述计算模型为根据轮廓参数集构建的时间序列模型，所述轮廓参数集包含历史检测所述工件形成的至少一个轮廓参数；
判断所述第一刀补值未超过预设阈值；
所述通信器，进一步用于发送所述第一刀补值至机台。
优选地，所述处理器进一步用于：
获取所述轮廓参数集及与所述轮廓参数集对应的刀补值集；
合并所述轮廓参数集与所述刀补值集，形成刀补时间序列；
分段所述刀补时间序列，形成元数据；
根据所述元数据，形成权重组；
根据所述权重组调整所述刀补时间序列，形成所述计算模型。
优选地，所述处理器进一步用于：
根据所述元数据，形成增减幅度值，所述增减幅度值用于平稳化处理所述刀补时间序列；
标记所述增减幅度值，形成标记值；
根据所述标记值，形成所述刀补时间序列的趋势性指标；
判断所述趋势性指标稳定，形成判断结果；
根据所述趋势性指标及所述判断结果，形成刀补初始模型；
根据所述刀补初始模型，形成所述权重组。
优选地，所述处理器进一步用于：
判断所述第一刀补值超过预设阈值，接收来自第二测量机检测所述工件形成的第二轮廓参数，所述第二测量机精度高于所述第一测量机；
将所述第二轮廓参数输入所述计算模型，形成第二刀补值；
所述通信器，进一步用于发送所述第二刀补值至所述机台。
优选地，所述处理器进一步用于：
判断所述第一刀补值超过预设阈值，形成所述第一刀补值与所述预设阈值的差值；
根据所述差值，形成第一异常等级；
根据所述第一异常等级，形成停止指令。
优选地所述处理器进一步用于
根据所述差值，形成第二异常等级；
根据所述第二异常等级，形成提示指令。
本申请的第二方面提供一种刀具控制方法，包含：
接收来自第一测量机检测工件形成的第一轮廓参数；
将所述第一轮廓参数输入计算模型，形成第一刀补值，其中所述计算模型为根据轮廓参数集构建的时间序列模型，所述轮廓参数集包含历史检测所述工件形成的至少一个轮廓参数；
判断所述第一刀补值未超过预设阈值；
发送所述第一刀补值至机台。
优选地，构建所述计算模型包含：
获取所述轮廓参数集及与所述轮廓参数集对应的刀补值集；
合并所述轮廓参数集与所述刀补值集，形成刀补时间序列；
分段所述刀补时间序列，形成元数据；
根据所述元数据，形成权重组；
根据所述权重组调整所述刀补时间序列，形成所述计算模型。
优选地，所述形成所述权重组的步骤包含：
根据所述元数据，形成增减幅度值，所述增减幅度值用于平稳化处
理所述刀补时间序列；
标记所述增减幅度值，形成标记值；
根据所述标记值，形成所述刀补时间序列的趋势性指标；
判断所述趋势性指标稳定，形成判断结果；
根据所述趋势性指标及所述判断结果，形成刀补初始模型；
根据所述刀补初始模型，形成所述权重组。
优选地，所述刀具控制方法进一步包含：
判断所述第一刀补值超过预设阈值，接收来自第二测量机检测所述工件形成的第二轮廓参数，所述第二测量机精度高于所述第一测量机；
将所述第二轮廓参数输入所述计算模型，形成第二刀补值；
发送所述第二刀补值至所述机台。
优选地，所述刀具控制方法进一步包含：
判断所述第一刀补值超过预设阈值，形成所述第一刀补值与所述预设阈值的差值；
根据所述差值，形成第一异常等级；
根据所述第一异常等级，形成停止指令。
优选地，所述刀具控制方法进一步包含：
根据所述差值，形成第二异常等级；
根据所述第二异常等级，形成提示指令。
本申请中，将所述第一轮廓参数输入计算模型，形成第一刀补值，判断所述第一刀补值未超过预设阈值时发送所述第一刀补值至机台，以使得机台根据第一刀补值自动补偿刀具，从而减少人力的消耗，提高生技人员的工作效率及使加工的工件的良率稳定。本案中在刀补值与预设阈值的差值超过预设差值时，即形成第一异常等级时进行停机处理，从而可以及时发现刀具的严重的异常情况，避免对机台进行进一步的损害。此外，刀补值与预设阈值的差值没有超过预设差值时，即形成第二异常等级时进行提示指令，通过人工进行刀具补偿，从而通过加入人工调整的步骤来确保刀具补偿的精度。
附图说明
图1为本申请一实施方式中刀具控制方法的应用环境图。
图2为本申请一实施方式中刀具控制系统的功能单元图。
图3为本申请一实施方式中刀具控制方法的流程图。
主要元件符号说明
刀具控制装置 1
通信器 11
处理器 12
存储器 13
第一测量机 2
第二测量机 3
机台 4
刀具控制系统 100
接收模块 101
计算模块 102
判断模块 103
发送模块 104
模型构建模块 105
步骤 S301～S304
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本申请进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
如本申请中所使用的，术语“通信器”可以指任何类型的通信电路或设备。通信器可以被实施为几种类型的网络元件或者可以包含几种类型的网络元件，包含基站；路由器设备；开关设备；服务器设备；聚合器设备；总线架构；前述的组合；或类似物。一个或多个总线架构可以包含工业总线架构，比如基于以太网的工业总线、控制器局域网(CAN)总线、Modbus、其他类型的现场总线架构等。
如本申请中所使用的，术语“处理器”可以指任何类型的处理电路或设备。处理器可被实现为处理电路或计算处理单元(例如，CPU、GPU或两者的组合)的组合。因此，为了描述目的，处理器可以指单核处理器；具有软件多线程执行能力的单处理器；多核处理器；具有软件多线程执行能力的多核处理器；具有硬件多线程技术的多核处理器；并行处理(或计算)平台；以及具有分布式共享存储器的并行计算平台。另外，或又例如，处理器可指集成电路(IC)、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑控制器(PLC)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)、离散门电路或晶体管逻辑、离散硬件构件、或其被设计或配置(例如，制造)以执行在此描述的功能的任何组合。在一些实施方式中，处理器可以使用纳米级架构，为了优化空间使用或增强根据本申请的系统、设备或其他电子设备的性能。例如，处理器可以包含分子晶体管和/或基于量子点的晶体管、开关和门电路。
此外，在本说明书和附图中，比如“存储”、“存储器”、“数据存储”、“数据存储器”、“存储器”、“存储库”等术语以及与本申请的部件的操作和功能相关的基本上任何其他信息存储构件是指存储器构件、实施在一个或多个存储器设备中的实体，或形成存储器设备的构件。应注意，本申请所描述的存储器构件或存储器设备实施或包含可由计算装置读取或存取的非暂时性计算机存储媒体。这样的介质可以以用于存储信息的任何方法或技术来实现，比如机器可访问指令(例如，计算机可读指令)、信息结构、程序模块或其他信息对象。
本申请所公开的存储器构件或存储器设备可被实施为易失性存储器或非易失性存储器，或可包含易失性和非易失性存储器两者。此外，存储器部件或存储器设备可以是可移动的或不可移动的，和/或在计算装置或部件的内部或外部。各种类型的非暂时性存储介质的实例可以包含硬盘驱动器、zip驱动器、CD-ROM、数字多用盘(DVD)或其他光存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储设备、闪存卡或其他类型的存储卡、盒式磁带或适于保留所需信息并可由计算装置访问的任何其他非暂时性介质。例如，非易失性存储器可包含只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或快闪存储器。易失性存储器可以包含用作外部缓冲存储器的随机存取存储器(RAM)。作为说明而非限制，RAM具有多种形式，例如，同步RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDR SDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)和直接Rambus RAM(DRRAM)。在此描述的操作或计算环境的所公开的存储器设备或存储器旨在包含这些和/或任何其他合适类型的存储器之一或多个。
除非另外具体说明或在所使用的背景中另外理解，比如“可以”、“能够”、“可能”或“可”等条件语言通常旨在传达某些实现可以包含某些特征、元件和/或操作，而其他实现方式不包含。因此，这种条件语言通常不旨在暗示特征、元件和/或操作以任何方式对于一个或多个实现方式是必需的，或者一个或多个实现方式必须包含用于在有或没有用户输入或提示的情况下决定这些特征、元件和/或操作是否被包含或将在任何特定实现方式中执行的逻辑。
附图中的流程图和框图示出了根据本申请的各种实施方式的系统、方法和计算机程序产品的实例的可能实现的架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个框可以表示指令的模块、段或部分，其包含用于实现指定操作的一个或多个机器或计算机可执行指令。注意，框图和/或流程图示中的每个框以及框图和/或流程图示中的框的组合可以由基于专用硬件的系统来实现，基于专用硬件的系统执行指定的功能或操作或者执行专用硬件和计算机指令的组合。
本申请的计算机可读程序指令可经由网络(例如，因特网、局域网、广域网和/或无线网络)从计算机可读存储介质或外部计算机或外部存储设备下载到相应的计算/处理设备。网络可以包含铜传输电缆、光传输光纤、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配器卡或网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令以存储在相应计算/处理设备内的计算机可读非暂时性存储介质中。
在本说明书和附图中已经描述的内容包含系统、设备、技术和计算机程序产品的实例，系统、设备、技术和计算机程序产品单独地和组合地允许追踪和跟踪在工业设备中制造的产品的部件。当然，不可能出于描述本申请的各种元件的目的而描述部件和/或方法的每一可能组合，但可认识到，所公开元件的许多其它组合和排列是可能的。因此，很明显，在不脱离本申请的范围或精神的情况下，可以对本申请进行各种修改。此外，或者作为替代，通过考虑说明书和附图以及如本申请所呈现的本申请的实践，本申请的其他实施方式可以是显而易见的。在说明书和附图中提出的实例在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的。尽管这里采用了特定的术语，但是它们仅用于一般的和描述性的意义，而不是用于限制的目的。
请参考图1，所示为本申请一实施方式中刀具控制方法的应用环境图。所述刀具控制应用在刀具控制装置1中。本实施方式中，所示刀具控制装置1可以是桌上型计算机、笔记本、服务器或云端终端装置等计算设备。本实施方式中，所述刀具控制装置1至少包括通信器11、处理器12及存储器13。所述刀具控制装置1通过所述通信器11与第一测量机2、第二测量机3及机台4通信连接。在一实施方式中，所述通信器11可以为无线通信模块。例如，所述通信器11可选为WiFi模块或4G/5G通信模块。所述通信器11用于接收所述第一测量机2及/或第二测量机3发送的信息。例如，所述通信器11接收所述第一测量机2及/或第二测量机3检测工件形成的轮廓参数。本实施方式中，所述工件的轮廓参数包括工件的高度、宽度或孔径。
所述处理器12与所述通信器11通信连接。本实施方式中，所述处理器12可以是中央处理模块(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。在另一实施方式中，所述处理器12可以是微处理器或者是任何常规的处理器等，所述处理器12也可以是所述刀具控制装置1的控制中心，利用各种接口和线路连接整个刀具控制装置1的各个部分。
本实施方式中，所述存储器13与所述处理器12连接，用于存储数据及/或软件代码。本实施方式中，所述存储器13可以为所述刀具控制装置1中的内部存储单元，例如所述刀具控制装置1中的硬盘或内存。在另一实施方式中，所述存储器13也可以为所述刀具控制装置1中的外部存储设备，例如所述刀具控制装置1上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。
请参考图2，所示为本申请一实施方式中刀具控制系统100的功能单元图。本实施方式中，所述刀具控制系统100包括一个或多个模块，所述一个或者多个模块运行在所述刀具控制装置1中。本实施方式中，所述刀具控制系统100包括接收模块101、计算模块102、判断模块103、发送模块104、模型构建模块105。本实施方式中，所述接收模块101、计算模块102、判断模块103、发送模块104、模型构建模块105存储在所述刀具控制装置1的存储器13中，并被处理器12调用执行。本申请所称的模块是指能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，比程序更适合于描述软件在所述刀具控制系统100中的执行过程。在其他实施方式中，所述接收模块101、计算模块102、判断模块103、发送模块104、模型构建模块105为内嵌或固化在所述刀具控制装置1的处理器12中的程序段或代码。
所述接收模块101通过通信器11接收来自第一测量机2检测工件形成的第一轮廓参数。本实施方式中，所述第一测量机2为CNC机台，所述CNC机台包含探针，所述CNC机台通过探针检测出工件的第一轮廓参数。
所述计算模块102将所述第一轮廓参数输入计算模型，形成第一刀补值，其中所述计算模型为根据轮廓参数集构建的时间序列模型，所述轮廓参数集包含历史检测所述工件形成的至少一个轮廓参数。
所述判断模块103判断所述第一刀补值未超过预设阈值时生成控制指令。
所述发送模块104按照所述控制指令通过所述通信器11发送所述第一刀补值至机台4。
本实施方式中，所述机台4根据所述刀具控制装置1发送的第一刀补值对所述机台4中的刀具进行补偿。例如所述工件的第一轮廓参数包括工件的高度，所述刀具控制装置1发送给机台4的刀补值为+1cm，则所述机台4将刀具增加1cm的补偿尺寸，以使刀具能够加工出高度为10cm的工件。
所述模型构建模块105用于获取所述轮廓参数集及与所述轮廓参数集对应的刀补值集，合并所述轮廓参数集与所述刀补值集形成刀补时间序列，分段所述刀补时间序列形成元数据，根据所述元数据形成权重组，及根据所述权重组调整所述刀补时间序列，形成所述计算模型。本实施方式中，在根据所述元数据形成权重组时，所述模型构建模块105根据所述元数据形成增减幅度值，其中所述增减幅度值用于平稳化处理所述刀补时间序列；标记所述增减幅度值形成标记值；根据所述标记值形成所述刀补时间序列的趋势性指标；判断所述趋势性指标稳定形成判断结果；根据所述趋势性指标及所述判断结果，形成刀补初始模型；及根据所述刀补初始模型形成权重组。
在具体实施方式中，所述计算模型为差分整合移动平均自回归模型ARIMA(p,d,q)。在分段所述刀补时间序列形成元数据时，所述模型构建模块105判断所述刀补时间序列的元数据是否平稳，在所述元数据不平稳时，对所述元数据进行差分运算得到增减幅度值，并由所述增加幅度值形成差分后的时间序列以实现平稳所述刀补时间序列。本实施方式中，所述模型构建模块105通过判断在相邻时间段的元数据的变化量是否超过预设值，并在确定相邻时间段内的元数据超过所述预设值时确定所述元数据不平稳。例如，相邻两个时间段内两个元数据的刀补值分别为1及-2，预设值为2，由于相邻两个时间段内两个元数据的刀补值之间的变化量为1-(-2)＝3，所述变化量大于预设值2，所以确定所述元数据不平稳。
所述模型构建模块105进一步判断所述增减幅度值是否收敛，当所述增减幅度值不收敛时进一步对所述差分后的时间序列进行差分运算直至所述增减幅度值的差分运算结果收敛。所述模型构建模块105将对所述元数据进行差分运算的次数作为所述计算模型的差分阶数d。本实施方式中，在判断所述差分后的时间序列的增减幅度值是否收敛时，所述模型构建模块105标记所述增减幅度值，形成标记值；计算所述标记值的数学统计值(即数学统计量)，并将所述标记值的数学统计值作为所述刀补时间序列的趋势性指标；判断所述数学统计值是否小于预设置信度的临界值；当所述数学统计值小于预设置信度的临界值时确定所述差分后的时间序列收敛，及当所述数学统计值大于或等于预设置信度的临界值时确定所述差分后的时间序列不收敛，也即当所述数学统计值小于预设置信度的临界值时确定所述趋势性指标稳定，当所述数学统计值大于或等于预设置信度的临界值时确定所述趋势性指标不稳定。例如所述刀补时间序列示意性的数据为每小时((10,20,30,40)，(1,-2,3,-4))，其中(10,20,30,40)代表轮廓参数集，(1,-2,3,-4)代表对应的刀补值构成的刀补值集，若按一个小时分段，则分段后的相邻两个元数据可为(10,1)及(20,-2)，则对于轮廓参数而言，10至20的是增加的，标记值为+10，对于刀补值而言，1至-2是减小的，标记值为-3。本实施方式中，在求标记值的数学统计值时，通过求和或是求平均值等方式得到标记值的数学统计值。例如，在对刀补时间序列分段后，每一分段的元数据所标识的标记值为+2，-3，-1，+1，将得到的标记值通过求和(+2)+(-3)+(-1)+(+1)＝+1得到数学统计值为+1。所述预设置信度的临界值为+2。由于所述标记值的数学统计值为+1小于所述预设置信度的临界值+2，能够确定所述差分后的时间序列收敛，也即确定所述趋势性指标稳定。
本实施方式中，当所述差分后的时间序列收敛时，所述模型构建模块105根据所述差分后的时间序列构建刀补初始模型，并根据所述计算模型的差分阶数d及所述刀补初始模型形成所述权重组。具体的，所述模型构建模块105对所述差分后的时间序列进行自相关运算得到自相关图ACF图，及对所述差分后的时间序列进行偏相关运算得到偏相关图PACF图，其中所述自相关图ACF图用于表示所述差分后的时间序列之间的相关关系，所述偏相关图PACF图用于表示轮廓参数与刀补值之间的相关程度；分别判断所述ACF图及PACF图是拖尾还是截尾；根据判断结果确定所述刀补初始模型。本实施方式中，当所述差分后的时间序列的ACF图是拖尾且所述PACF图是截尾时确定所述刀补初始模型为自回归模型(即AR模型)；当所述差分后的时间序列的ACF图是截尾且所述PACF图是拖尾时确定所述刀补初始模型为移动平均模型(即MA模型)；当所述差分后的时间序列的ACF图及PACF图均是拖尾时确定所述刀补初始模型为自回归移动平均模型(ARMA模型)。
本实施方式中，在根据所述刀补初始模型形成所述权重组时，所述模型构建模组105根据赤道信息量准则(AIC准则)和贝叶斯准则(BIC准则)确定所述刀补初始模型的自回归项数P及/或移动平均项数Q，并将所述计算模型的差分阶数d，及所述刀补初始模型的自回归项数P及/或移动平均项数Q作为所述计算模型的权重组。本实施方式中，所述模型构建模组105根据赤道信息量准则和贝叶斯准则计算出AIC值及BIC值，将所述AIC值及BIC值最小时所对应的自回归项数P及/或移动平均项数Q确定为所述刀补初始模型的自回归项数P及/或移动平均项数Q。
本案中，刀具控制装置1基于所述工件的轮廓参数集及所述刀补值集构建计算模型，并将检测出的工件的轮廓参数输入到所述计算模型中形成与工件的轮廓参数对应的刀补值，并根据刀具的补偿值控制机台4自动补偿刀具，从而减少人力的消耗，提高生技人员的工作效率及使加工的工件的良率稳定。
本实施方式中，所述判断模块103判断出所述第一刀补值超过预设阈值时，所述接收模块101还用于通过通信器11接收第二测量机3发送的所述工件形成的第二轮廓参数，其中所述第二测量机3检测出的工件的第二轮廓参数的精度高于所述第一测量机2检测出的工件的第一轮廓参数的精度；所述计算模块102将所述第二轮廓参数输入所述计算模型形成第二刀补值；所述发送模块104通过所述通信器11将所述第二刀补值发送给所述机台4以使得所述机台4根据所述第二刀补值对所述机台4中的刀具进行补偿。本实施方式中，所述第二测量机3为三次元量测设备。所述三次元量测设备检测出所述工件的第二轮廓参数的三次元数据，并将检测出的工件的第二轮廓参数的三次元数据发送给刀具控制装置1。
本实施方式中，所述判断模块103判断出所述第一刀补值超过预设阈值时计算所述第一刀补值与预设阈值的差值，并判断所述差值是否超过预设差值。当所述差值超过预设差值时，所述判断模块103形成第一异常等级，并根据所述第一异常等级形成停止指令。所述发送模块104将所述停止指令发送给所述机台4，以使得所述机台4根据所述停止指令时进行机并通过预设报警方式进行报警。本申请中在第一刀补值与预设阈值的差值超过预设差值时进行报警处理，从而可以及时发现机台4的刀具的严重的异常情况。例如，当所述第一刀补值与预设阈值的差值为2cm，所述预设差值为1cm，由于此时所述第一刀补值与预设阈值的差值超过预设差值，则所述判断模块103形成第一异常等级并根据所述第一异常等级形成停止指令，所述发送模块104将所述停止指令发送给所述机台4，所述机台4接收到所述停止指令后通过闪灯、发出语音信息或显示对话框等预设报警方式进行报警，从而使得机台4可以及时发现机台4的刀具的严重的异常情况。
当所述差值超过预设差值时，所述判断模块103形成第二异常等级，并根据所述第二异常等级形成提示命令，所述发送模块104将所述提示指令发送给所述机台4以通知生技人员通过人工进行刀具控制，从而在所述第一刀补值与预设阈值的差值超过预设差值时通过加入人工调整的步骤来确保刀具控制的精度。例如，当所述第一刀补值与预设阈值的差值为0.5cm，所述预设差值为1cm，由于此时所述第一刀补值与预设阈值的差值没有超过预设差值，则所述判断模块103形成第二异常等级并根据所述第二异常等级形成提示指令，所述发送模块104将所述提示指令发送给所述机台4，所述机台4接收到所述提示指令后通过通知生技人员通过人工进行刀具控制。从而通过人工调整的步骤来确保刀具控制的精度。
请参考图3，所示为本申请一实施方式中刀具控制方法的流程图。所述方法应用在刀具控制装置1中。根据不同需求，该流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略或合并。该方法包括如下步骤。
步骤S301，接收来自第一测量机2检测工件形成的第一轮廓参数。本实施方式中，所述第一测量机2为CNC机台，所述CNC机台包含探针，所述CNC机台通过探针检测出工件的第一轮廓参数。
步骤S302，将所述第一轮廓参数输入计算模型，形成第一刀补值，其中所述计算模型为根据轮廓参数集构建的时间序列模型，所述轮廓参数集包含历史检测所述工件形成的至少一个轮廓参数。
步骤S303，判断所述第一刀补值未超过预设阈值时生成控制指令。
步骤S304，按照所述控制指令通过所述通信器11发送所述第一刀补值至机台4。
本实施方式中，所述机台4根据所述刀具控制装置1发送的第一刀补值对所述机台4中的刀具进行补偿。例如所述工件的第一轮廓参数包括工件的高度，所述刀具控制装置1发送给机台4的刀补值为+1cm，则所述机台4将刀具增加1cm的补偿尺寸，以使刀具能够加工出高度为10cm的工件。
本实施方式中，所述方法还包括：所述刀具控制装置1获取所述轮廓参数集及与所述轮廓参数集对应的刀补值集，合并所述轮廓参数集与所述刀补值集形成刀补时间序列，分段所述刀补时间序列形成元数据，根据所述元数据形成权重组，及根据所述权重组调整所述刀补时间序列，形成所述计算模型。
本实施方式中，在根据所述元数据形成权重组时，所述刀具控制装置1根据所述元数据形成增减幅度值，其中所述增减幅度值用于平稳化处理所述刀补时间序列；标记所述增减幅度值形成标记值；根据所述标记值形成所述刀补时间序列的趋势性指标；判断所述趋势性指标稳定形成判断结果；根据所述趋势性指标及所述判断结果，形成刀补初始模型；及根据所述刀补初始模型形成权重组。
在具体实施方式中，所述计算模型为差分整合移动平均自回归模型ARIMA(p,d,q)。在分段所述刀补时间序列形成元数据时，所述刀具控制装置1判断所述刀补时间序列的元数据是否平稳，在所述元数据不平稳时，对所述元数据进行差分运算得到增减幅度值，并由所述增加幅度值形成差分后的时间序列以实现平稳所述刀补时间序列。本实施方式中，所述刀具控制装置1通过判断在相邻时间段的元数据的变化量是否超过预设值，并在确定相邻时间段内的元数据超过所述预设值时确定所述元数据不平稳。例如，相邻两个时间段内两个元数据的刀补值分别为1及-2，预设值为2，由于邻两个时间段内两个元数据的刀补值之间的变化量为1-(-2)＝3，所述变化量大于预设值2，所以确定所述元数据不平稳。
所述刀具控制装置1进一步判断所述增减幅度值是否收敛，当所述增减幅度值不收敛时进一步对所述差分后的时间序列进行差分运算直至所述增减幅度值的差分运算结果收敛。所述刀具控制装置1将对所述元数据进行差分运算的次数作为所述计算模型的差分阶数d。本实施方式中，在判断所述差分后的时间序列的增减幅度值是否收敛时，所述刀具控制装置1标记所述增减幅度值，形成标记值；计算所述标记值的数学统计值(即数学统计量)，并将所述标记值的数学统计值作为所述刀补时间序列的趋势性指标；判断所述数学统计值是否小于预设置信度的临界值；当所述数学统计值小于预设置信度的临界值时确定所述差分后的时间序列收敛，及当所述数学统计值大于或等于预设置信度的临界值时确定所述差分后的时间序列不收敛，也即当所述数学统计值小于预设置信度的临界值时确定所述趋势性指标稳定，当所述数学统计值大于或等于预设置信度的临界值时确定所述趋势性指标不稳定。例如所述刀补时间序列示意性的数据为每小时((10,20,30,40)，(1,-2,3,-4))，其中(10,20,30,40)代表轮廓参数集，(1,-2,3,-4)代表对应的刀补值构成的刀补值集，若按一个小时分段，则分段后的相邻两个元数据可为(10,1)及(20,-2)，则对于轮廓参数而言，10至20的是增加的，标记值为+10，对于刀补值而言，1至-2是减小的，标记值为-3。本实施方式中，在求标记值的数学统计值时，通过求和或是求平均值等方式得到标记值的数学统计值。例如，在对刀补时间序列分段后，每一分段的元数据所标识的标记值为+2，-3，-1，+1，将得到的标记值通过求和(+2)+(-3)+(-1)+(+1)＝+1得到数学统计值为+1。所述预设置信度的临界值为+2。由于所述标记值的数学统计值为+1小于所述预设置信度的临界值+2，能够确定所述差分后的时间序列收敛，也即确定所述趋势性指标稳定。
本实施方式中，当所述差分后的时间序列收敛时，所述刀具控制装置1根据所述差分后的时间序列构建刀补初始模型，并根据所述计算模型的差分阶数d及所述刀补初始模型形成所述权重组。具体的，所述刀具控制装置1对所述差分后的时间序列进行自相关运算得到自相关图ACF图，及对所述差分后的时间序列进行偏相关运算得到偏相关图PACF图，其中所述自相关图ACF图用于表示所述差分后的时间序列之间的相关关系，所述偏相关图PACF图用于表示轮廓参数与刀补值之间的相关程度；分别判断所述ACF图及PACF图是拖尾还是截尾；根据判断结果确定所述刀补初始模型。本实施方式中，当所述差分后的时间序列的ACF图是拖尾且所述PACF图是截尾时确定所述刀补初始模型为自回归模型(即AR模型)；当所述差分后的时间序列的ACF图是截尾且所述PACF图是拖尾时确定所述刀补初始模型为移动平均模型(即MA模型)；当所述差分后的时间序列的ACF图及PACF图均是拖尾时确定所述刀补初始模型为自回归移动平均模型(ARMA模型)。
本实施方式中，在根据所述刀补初始模型形成所述权重组时，所述刀具控制装置1根据赤道信息量准则(AIC准则)和贝叶斯准则(BIC准则)确定所述刀补初始模型的自回归项数P及/或移动平均项数Q，并将所述计算模型的差分阶数d，及所述刀补初始模型的自回归项数P及/或移动平均项数Q作为所述计算模型的权重组。本实施方式中，所述刀具控制装置1根据赤道信息量准则和贝叶斯准则计算出AIC值及BIC值，将所述AIC值及BIC值最小时所对应的自回归项数P及/或移动平均项数Q确定为所述刀补初始模型的自回归项数P及/或移动平均项数Q。
本案中，所述刀具控制装置1基于所述工件的轮廓参数集及所述刀补值集构建计算模型，并将检测出的工件的轮廓参数输入到所述计算模型中形成与工件的轮廓参数对应的刀补值，并根据刀具的补偿值控制机台4自动补偿刀具，从而减少人力的消耗，提高生技人员的工作效率及使加工的工件的良率稳定。
本实施方式中，所述方法还包括：所述刀具控制装置1判断出所述第一刀补值超过预设阈值时，通过通信器11接收第二测量机3发送的所述工件形成的第二轮廓参数，其中所述第二测量机3检测出的工件的第二轮廓参数的精度高于所述第一测量机2检测出的工件的第一轮廓参数的精度；将所述第二轮廓参数输入所述计算模型形成第二刀补值；通过所述通信器11将所述第二刀补值发送给所述机台4以使得所述机台4根据所述第二刀补值对所述机台4中的刀具进行补偿。本实施方式中，所述第二测量机3为三次元量测设备。所述三次元量测设备检测出所述工件的第二轮廓参数的三次元数据，并将检测出的工件的第二轮廓参数的三次元数据发送给刀具控制装置1。
本实施方式中，所述刀具控制装置1判断出所述第一刀补值超过预设阈值时计算所述第一刀补值与预设阈值的差值，并判断所述差值是否超过预设差值。当所述差值超过预设差值时，所述刀具控制装置1形成第一异常等级，并根据所述第一异常等级形成停止指令，并将所述停止指令发送给所述机台4，以使得所述机台4根据所述停止指令时进行机并通过预设报警方式进行报警。本申请中在第一刀补值与预设阈值的差值超过预设差值时进行报警处理，从而可以及时发现机台4的刀具的严重的异常情况。例如，当所述第一刀补值与预设阈值的差值为2cm，所述预设差值为1cm，由于此时所述第一刀补值与预设阈值的差值超过预设差值，则所述刀具控制装置1形成第一异常等级并根据所述第一异常等级形成停止指令，并将所述停止指令发送给所述机台4，所述机台4接收到所述停止指令后通过闪灯、发出语音信息或显示对话框等预设报警方式进行报警，从而使得机台4可以及时发现机台4的刀具的严重的异常情况。
当所述差值超过预设差值时，所述刀具控制装置1形成第二异常等级，并根据所述第二异常等级形成提示命令，并将所述提示指令发送给所述机台4以通知生技人员通过人工进行刀具控制，从而在所述第一刀补值与预设阈值的差值超过预设差值时通过加入人工调整的步骤来确保刀具控制的精度。例如，当所述第一刀补值与预设阈值的差值为0.5cm，所述预设差值为1cm，由于此时所述第一刀补值与预设阈值的差值没有超过预设差值，则所述刀具控制装置1形成第二异常等级并根据所述第二异常等级形成提示指令，并将所述提示指令发送给所述机台4，所述机台4接收到所述提示指令后通过通知生技人员通过人工进行刀具控制。从而通过人工调整的步骤来确保刀具控制的精度。
对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包含”一词不排除其他模块或步骤，单数不排除复数。电子设备权利要求中陈述的多个模块或电子设备也可以由同一个模块或电子设备通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种刀具控制装置，包含：
通信器，用于接收来自第一测量机检测工件形成的第一轮廓参数；
处理器，耦接所述通信器，用于：
将所述第一轮廓参数输入计算模型，形成第一刀补值，其中所述计算模型为根据轮廓参数集构建的时间序列模型，所述轮廓参数集包含历史检测所述工件形成的至少一个轮廓参数；
判断所述第一刀补值未超过预设阈值；
所述通信器，进一步用于发送所述第一刀补值至机台。
2.如权利要求1所述的刀具控制装置，其中
所述处理器，进一步用于：
获取所述轮廓参数集及与所述轮廓参数集对应的刀补值集；
合并所述轮廓参数集与所述刀补值集，形成刀补时间序列；
分段所述刀补时间序列，形成元数据；
根据所述元数据，形成权重组；
根据所述权重组调整所述刀补时间序列，形成所述计算模型。
3.如权利要求2所述的刀具控制装置，其中，
所述处理器，进一步用于：
根据所述元数据，形成增减幅度值，所述增减幅度值用于平稳化处理所述刀补时间序列；
标记所述增减幅度值，形成标记值；
根据所述标记值，形成所述刀补时间序列的趋势性指标；
判断所述趋势性指标稳定，形成判断结果；
根据所述趋势性指标及所述判断结果，形成刀补初始模型；
根据所述刀补初始模型，形成所述权重组。
4.如权利要求1所述的刀具控制装置，其中，
所述处理器，进一步用于：
判断所述第一刀补值超过预设阈值，接收来自第二测量机检测所述工件形成的第二轮廓参数，所述第二测量机精度高于所述第一测量机；
将所述第二轮廓参数输入所述计算模型，形成第二刀补值；
所述通信器，进一步用于发送所述第二刀补值至所述机台。
5.如权利要求1所述的刀具控制装置，其中，
所述处理器，进一步用于：
判断所述第一刀补值超过预设阈值，形成所述第一刀补值与所述预设阈值的差值；
根据所述差值，形成第一异常等级；
根据所述第一异常等级，形成停止指令。
6.如权利要求5所述的刀具控制装置，其中，
所述处理器，进一步用于
根据所述差值，形成第二异常等级；
根据所述第二异常等级，形成提示指令。
7.一种刀具控制方法，包含：
接收来自第一测量机检测工件形成的第一轮廓参数；
将所述第一轮廓参数输入计算模型，形成第一刀补值，其中所述计算模型为根据轮廓参数集构建的时间序列模型，所述轮廓参数集包含历史检测所述工件形成的至少一个轮廓参数；
判断所述第一刀补值未超过预设阈值；
发送所述第一刀补值至机台。
8.如权利要求7所述的刀具控制方法，进一步包含：
构建所述计算模型，包含：
获取所述轮廓参数集及与所述轮廓参数集对应的刀补值集；
合并所述轮廓参数集与所述刀补值集，形成刀补时间序列；
分段所述刀补时间序列，形成元数据；
根据所述元数据，形成权重组；
根据所述权重组调整所述刀补时间序列，形成所述计算模型。
9.如权利要求8所述的刀具控制方法，其中
所述形成所述权重组的步骤，包含：
根据所述元数据，形成增减幅度值，所述增减幅度值用于平稳化处理所述刀补时间序列；
标记所述增减幅度值，形成标记值；
根据所述标记值，形成所述刀补时间序列的趋势性指标；
判断所述趋势性指标稳定，形成判断结果；
根据所述趋势性指标及所述判断结果，形成刀补初始模型；
根据所述刀补初始模型，形成所述权重组。
10.如权利要求7所述的刀具控制方法，进一步包含：
判断所述第一刀补值超过预设阈值，接收来自第二测量机检测所述工件形成的第二轮廓参数，所述第二测量机精度高于所述第一测量机；
将所述第二轮廓参数输入所述计算模型，形成第二刀补值；
发送所述第二刀补值至所述机台。
11.如权利要求7所述的刀具控制方法，进一步包含：
判断所述第一刀补值超过预设阈值，形成所述第一刀补值与所述预设阈值的差值；
根据所述差值，形成第一异常等级；
根据所述第一异常等级，形成停止指令。
12.如权利要求11所述的刀具控制方法，进一步包含：
根据所述差值，形成第二异常等级；
根据所述第二异常等级，形成提示指令。
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