CN114800660B - 一种用于片材分切的缺陷定位系统及方法 - Google Patents

一种用于片材分切的缺陷定位系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于片材分切的缺陷定位系统及方法，系统包括总控制器、沿片材运动方向依次设置的缺陷定位装置、分切装置和剔除装置；所述缺陷定位装置用于通过机器视觉检测片材缺陷并记录缺陷长度位置，所述分切装置用于根据分切控制信号对片材进行切割并记录每个实际切割长度位置；所述控制器用于计算所述片材缺陷所在切片对于剔除装置的跟踪距离；所述剔除装置用于根据所述跟踪距离执行剔除操作；本系统通过设置缺陷剔除装置对分切后的片材进行缺陷剔除，并通过计算片材的理论最佳切割位置对缺陷进行精准定位，简化了系统结构和操作流程，降低了漏检率，减少了材料浪费。

Description

一种用于片材分切的缺陷定位系统及方法
技术领域
本发明涉及片材缺陷定位技术领域，尤其涉及一种用于片材分切的缺陷定位系统及方法。
背景技术
分切机广泛应用于纸张、薄膜和铜箔等片材生产中，主要是将连续长幅的材料分切为不同长度的产品，并起到剔除缺陷和保障产品质量的作用。在实际生产环节中，为了达到自动剔除缺陷的目的，现有的分切机通常搭配机器视觉技术进行缺陷检测，即先采用工业线阵相机扫描被检测物，然后对图像进行实时处理并分析片材表面缺陷类型，最后对带缺陷区域的分切材料进行剔除操作。
但在现场部署测试后，发现由于滚轴间可能存在松动以致无法调节材料张力，导致缺陷区域距离切片边沿位置偏差过大，或材料剔除装置做出剔除动作与上位机发出指令之间存在不定时延迟等问题，引起次品漏剔率高，大大降低了分切机的适用性。为此，行业内对于片材在分切系统中的缺陷定位问题，一直在寻找有效的解决方案。
专利文献CN107850553A公开了一种检测柔性纤维材料移动片材的缺陷的方法，采用若干个检测区域对片材缺陷进行检测，且发送与识别的缺陷有关的信息以进行评估，形成用于评估调整生产参数的需求的基础，后续又包括第二级以及第三级检测，定位缺陷后将缺陷所在卷进行废弃处理。
上述方案对片材进行多级检测，系统结构较为复杂，且定位缺陷不够精确，容易造成误检漏检，造成材料浪费，不利于节约制造成本。
发明内容
本发明提供了一种用于片材分切的缺陷定位系统及方法，本系统通过设置缺陷剔除装置对分切后的片材进行缺陷剔除，并通过计算片材的理论最佳切割位置对缺陷进行精准定位，简化了系统结构和操作流程，降低了漏检率，减少了材料浪费。
一种用于片材分切的缺陷定位系统，包括总控制器、沿片材运动方向依次设置的缺陷定位装置、分切装置和剔除装置；
所述缺陷定位装置用于通过机器视觉检测片材缺陷并记录缺陷长度位置，所述分切装置用于根据分切控制信号对片材进行切割并记录每个实际切割长度位置；
所述控制器用于根据所述实际切割长度位置计算切片平均长度，当缺陷定位装置检测到片材缺陷时，根据当前第一切片平均长度和所述缺陷长度位置，判断所述片材缺陷切割的落刀序号，当轮至相应的落刀序号并进行切割之后，根据历史实际切割长度位置计算理论最佳切割长度位置，根据所述理论最佳切割长度位置计算所述片材缺陷所在切片对于剔除装置的跟踪距离；所述剔除装置用于根据所述跟踪距离执行剔除操作。
进一步地，所述系统还包括放卷装置和传输装置，所述放卷装置用于将待切割的片材放至所述传输装置，所述传输装置用于带动所述片材按照预设速度匀速直线运动。
进一步地，切片平均长度通过以下公式进行计算：
Figure 183071DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，L为切片平均长度，m为落刀序号，Sm为第m次落刀的实际切割长度位置，S1为第一次落刀的实际切割长度位置。
进一步地，所述片材缺陷切割的落刀序号与所述缺陷长度位置的关系如下：
sn<Y<sn+L1；
其中，n为片材缺陷切割的落刀序号，Y为缺陷长度位置，sn为第n次落刀时切割长度位置的估计值，L1为当前第一切片平均长度。
进一步地，当轮至相应的落刀序号并进行切割之后，根据历史实际切割长度位置计算理论最佳切割长度位置，包括：
设定候选切刀位置组；
根据历史实际切割长度，计算当前第二切片平均长度；
根据所述候选切刀位置组合所述当前第二切片平均长度，计算所述每个候选切刀位置的累计偏差；
选择所述累计偏差中的最小值对应的候选切刀位置，计算所述理论最佳切割长度位置。
进一步地，所述候选切刀位置组为2×z+1，其中，
Figure 631370DEST_PATH_IMAGE002
，且
Figure 207845DEST_PATH_IMAGE003
为整数；
所述每个候选切刀位置的累计偏差通过以下公式进行计算：
Figure 134213DEST_PATH_IMAGE004
；
其中，k为权重系数，呈梯度递减且k>0，γ为候选切刀位置的变换步长，L2为当前第二切片平均长度，n为片材缺陷切割的落刀序号，z为变换步长的系数，errj+z为累计偏差，Sn为第n次落刀的实际切割长度位置，，Sn-i为第n-i次落刀的实际切割长度位置；
所述理论最佳切割长度位置通过以下公式进行计算：
Figure 479743DEST_PATH_IMAGE005
；
其中，
Figure 833364DEST_PATH_IMAGE006
为第n次落刀的理论最佳切割长度位置，Sn为第n次落刀时的实际切割长 度位置，γ为候选切刀位置的变换步长，index为累计偏差中的最小值对应的候选切刀位 置，z为变换步长的系数。
进一步地，根据所述理论最佳切割长度位置计算所述片材缺陷所在切片对于剔除装置的跟踪距离，包括：
根据所述理论最佳切割长度位置、分切装置与缺陷定位装置之间的固有距离，计算当所述理论最佳切割长度位置经过所述缺陷定位装置时分切装置检测到的理论长度位置；
根据所述理论长度位置和缺陷长度位置，计算缺陷定位装置到分切装置之间产生的分切片材数量；
根据缺陷定位装置到剔除装置之间的固有距离和所述分切片材数量，计算所述片材缺陷所在切片对于剔除装置的跟踪距离。
进一步地，所述理论长度位置通过以下公式进行计算：
Figure 631556DEST_PATH_IMAGE007
；
其中，Q为所述理论长度位置，K为分切装置与缺陷定位装置之间的固有距离，
Figure 627194DEST_PATH_IMAGE006
为第n次落刀的理论最佳切割长度位置；
所述缺陷定位装置到分切装置之间产生的分切片材数量通过以下公式进行计算：
Figure 827231DEST_PATH_IMAGE008
；
其中，Y为缺陷长度位置，Q为所述理论长度位置，x为缺陷定位装置到分切装置之间产生的分切片材数量，L2为当前第二切片平均长度；
所述片材缺陷所在切片对于剔除装置的跟踪距离根据以下公式进行计算：
Figure 351753DEST_PATH_IMAGE009
；
其中，P为所述片材缺陷所在切片对于剔除装置的跟踪距离，M为缺陷定位装置到剔除装置之间的固有距离，Y为缺陷长度位置，x为缺陷定位装置到分切装置之间产生的分切片材数量，L2为当前第二切片平均长度。
进一步地，所述剔除装置用于当缺陷定位装置检测到片材缺陷时计算所述片材的行走距离，当所述行走距离达到所述跟踪距离时执行剔除操作。
一种采用上述系统的缺陷定位方法，包括：
缺陷定位装置通过机器视觉检测片材缺陷并记录缺陷长度位置；
分切装置根据分切控制信号对片材进行切割并记录每个实际切割长度位置；
总控制器根据所述实际切割长度位置计算切片平均长度，当缺陷定位装置检测到片材缺陷时，根据当前第一切片平均长度和所述缺陷长度位置，判断所述片材缺陷切割的落刀序号，当轮至相应的落刀序号并进行切割之后，根据历史实际切割长度位置计算理论最佳切割长度位置，根据所述理论最佳切割长度位置计算所述片材缺陷所在切片对于剔除装置的跟踪距离；
剔除装置根据所述跟踪距离执行剔除操作。
本发明提供的用于片材分切的缺陷定位系统及方法，至少包括如下有益效果：
（1）设置缺陷剔除装置对分切后的片材进行缺陷剔除，并通过计算片材的理论最佳切割位置，并根据该位置计算得到缺陷所在切片对于剔除装置的跟踪距离，从而对缺陷进行精准定位剔除，降低了漏检率，减少了材料浪费。
（2）通过分析历史实际切割长度，动态更新理论最佳切割长度位置，从而有效消除了传输装置滚轴间可能存在松动的影响，消除了无法调节材料张力与分切装置做出的分切动作的关系的影响，以及消除了上位机发出指令之间存在固有延时等因素对分切装置落刀位置的影响，从而能够更加精准地剔除缺陷，使系统具有稳定性高的优点。
（3）通过设置候选切刀位置组，可精准判断缺陷区域与切片边沿的距离，总控制器控制剔除装置对缺陷进行剔除，达到有效剔除缺陷材料的目的，增强了该系统内分切装置的适用性。
附图说明
图1为本发明提供的用于片材分切的缺陷定位系统一种实施例的结构示意图。
图2为本发明提供的用于片材分切的缺陷定位系统另一种实施例的结构示意图。
图3为本发明提供的用于片材分切的缺陷定位系统中确定理论长度位置一种实施例的示意图。
图4为本发明提供的用于片材分切的缺陷定位系统中确定跟踪距离一种实施例的示意图。
图5为本发明提供的用于片材分切的缺陷定位方法一种实施例的流程图。
附图标记：101-总控制器，102-缺陷定位装置，103-分切装置，104-剔除装置，105-放卷装置，106-传输装置。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。
参考图1，在一些实施例中，提供一种用于片材分切的缺陷定位系统，包括总控制器101、沿片材运动方向依次设置的缺陷定位装置102、分切装置103和剔除装置104；
所述缺陷定位装置102用于通过机器视觉检测片材缺陷并记录缺陷长度位置，所述分切装置103用于根据分切控制信号对片材进行切割并记录每个实际切割长度位置；
所述控制器用于根据所述实际切割长度位置计算切片平均长度，当缺陷定位装置102检测到片材缺陷时，根据当前第一切片平均长度和所述缺陷长度位置，判断所述片材缺陷切割的落刀序号，当轮至相应的落刀序号并进行切割之后，根据历史实际切割长度位置计算理论最佳切割长度位置，根据所述理论最佳切割长度位置计算所述片材缺陷所在切片对于剔除装置104的跟踪距离；所述剔除装置104用于根据所述跟踪距离执行剔除操作。
其中，分切机在每一次落刀之后记录落刀序号。
缺陷定位装置102和分切装置103均能够检测经过的片材的长度位置。
具体地，分切装置103按照分切控制信号片材进行切割，理论上切割的片材长度应为预设的固定值，而滚轴间可能存在松动和材料张力，使得实际切割的片材长度和设定的固定值之间存在一定的偏差，而片材为长幅的片材，当长时间的偏差累加之后若按照预设的固定值计算剔除装置的跟踪距离，则会导致剔除装置对缺陷片材漏剔或者错剔。
参考图2，在一些实施例中，用于片材分切的缺陷定位系统还包括放卷装置105和传输装置106，所述放卷装置105用于将待切割的片材放至所述传输装置106，待切割的片材为连续长幅的材料；所述传输装置106用于带动所述片材按照预设速度匀速直线运动，将片材运输至缺陷定位装置102、分切装置103以及剔除装置104处。
在一些实施例中，根据所述实际切割长度位置计算切片平均长度，通过以下公式进行计算：
Figure 648960DEST_PATH_IMAGE010
；（1）
其中，L为切片平均长度，m为落刀序号，Sm为第m次落刀的实际切割长度位置，S1为第一次落刀的实际切割长度位置。
作为一种较优的实施方式，计算得到切片平均长度后，对结果进行向上取整。
在一些实施例中，分切装置在每一次落刀之后，总控制器101均计算并更新切片平均长度。
在一些实施例中，当缺陷定位装置102检测到片材缺陷时，根据总控制器101更新的最新的切片平均长度，即当前第一切片平均长度，根据当前第一切片平均长度和所述缺陷长度位置，判断所述片材缺陷切割的落刀序号，所述片材缺陷切割的落刀序号与所述缺陷长度位置的关系如下：
sn<Y<sn+L1；（2）
其中，n为片材缺陷切割的落刀序号，Y为缺陷长度位置，sn为第n次落刀时切割长度位置的估计值，L1为当前第一切片平均长度。
对于片材缺陷切割的落刀序号的判断，是循环对比的过程，将当前第一切片平均长度作为估计值，获得一系列的序列值，例如[0，L1，2L1，3L1，4L1，……]，该序列值即为每次落刀时切割长度位置的估计值，根据缺陷长度位置Y在哪两个序列值之间，即可得知对应的落刀序号。
在一些实施例中，当轮至相应的落刀序号并进行切割之后，根据历史实际切割长度位置计算理论最佳切割长度位置，包括：
S51、设定候选切刀位置组；
S52、根据历史实际切割长度，计算当前第二切片平均长度；
S53、根据所述候选切刀位置组合所述当前第二切片平均长度，计算所述每个候选切刀位置的累计偏差；
S54、选择所述累计偏差中的最小值对应的候选切刀位置，计算所述理论最佳切割长度位置。
步骤S51中，所述候选切刀位置组为2×z+1，其中，
Figure 917130DEST_PATH_IMAGE011
，且
Figure 237253DEST_PATH_IMAGE012
为整数，z为变 换步长的系数。需要说明的是，设置z的值时候，需要在一定范围内，设置范围越大就越容易 找到最好的候选切刀位置，如果设置范围过小，而最佳的候选切刀位置可能不在此范围内， 就会导致后续流程无法进行。
步骤S52中，当前第二切片平均长度根据公式（1）进行计算。
步骤S53中，所述每个候选切刀位置的累计偏差通过以下公式进行计算：
Figure 198256DEST_PATH_IMAGE013
；（3）
其中，k为权重系数，呈梯度递减且k>0，γ为候选切刀位置的变换步长，L2为当前 第二切片平均长度，n为片材缺陷切割的落刀序号，z为变换步长的系数，errj+z为累计偏差，
Figure 971040DEST_PATH_IMAGE014
为第n次落刀的实际切割长度位置，，Sn-i为第n-i次落刀的实际切割长度位置。
在该实施例中，S1至Sn即为历史实际切割长度位置。
其中，z的范围选取纳入计算的历史实际切割长度位置的间距有关。获取了一定的历史数据后，求相邻历史切刀位置的间距，求相应的频率分布直方图。先找到频率分布的中心点所对应的切片长，即频值最大点处所对应的切片长，再找到频率分布的边缘所对应的切片长，以中心点和边缘处的最大间距作为参考搜寻范围，并加上设置安全范围作为实际搜寻范围。变换步长γ即为预期要求的精度，为设定值，用实际搜寻范围除以变换步长γ，获得变换步长的系数z，设定的变换步长值越小，则产生的候选切刀位置组数越多。
在一些实施例中，积累了一定的历史数据后，可以求得每一组候选切刀位置的累计偏差，当求远离最新切刀位置的点时，误差逐渐增大，所以会设置权重系数，越靠近最新切刀位置，权重系数越大，越远离越小，这样在2×z+1组候选切刀位置中便能找到累计误差最小的位置，权重系数k的取值呈等差递减序列，与候选切刀位置组数有关，序列k的个数等于候选切刀位置组数且序列k的最后一个值须大于0，k的取值略大于候选切刀位置组数。
步骤S54中，所述理论最佳切割长度位置通过以下公式进行计算：
Figure 777322DEST_PATH_IMAGE015
；（4）
其中，
Figure 951951DEST_PATH_IMAGE006
为第n次落刀的理论最佳切割长度位置，Sn为第n次落刀时的实际切割长 度位置，γ为候选切刀位置的变换步长，index为累计偏差中的最小值对应的候选切刀位 置。
在一些实施例中，根据所述理论最佳切割长度位置计算所述片材缺陷所在切片对于剔除装置104的跟踪距离，包括：
S61、根据所述理论最佳切割长度位置、分切装置103与缺陷定位装置102之间的固有距离，计算当所述理论最佳切割长度位置经过所述缺陷定位装置102时分切装置103检测到的理论长度位置；
S62、根据所述理论长度位置和缺陷长度位置，计算缺陷定位装置102到分切装置103之间产生的分切片材数量；
S63、根据缺陷定位装置102到剔除装置104之间的固有距离和所述分切片材数量，计算所述片材缺陷所在切片对于剔除装置104的跟踪距离。
步骤S61中，所述理论长度位置通过以下公式进行计算：
Figure 818276DEST_PATH_IMAGE007
；（5）
其中，Q为所述理论长度位置，K为分切装置103与缺陷定位装置102之间的固有距 离，
Figure 78356DEST_PATH_IMAGE016
为第n次落刀的理论最佳切割长度位置；
步骤S62中，所述缺陷定位装置102到分切装置103之间产生的分切片材数量通过以下公式进行计算：
Figure 688329DEST_PATH_IMAGE008
；（6）
其中，Y为缺陷长度位置，Q为所述理论长度位置，x为缺陷定位装置102到分切装置103之间产生的分切片材数量，L2为当前第二切片平均长度；
步骤S63中，所述片材缺陷所在切片对于剔除装置104的跟踪距离根据以下公式进行计算：
Figure 717465DEST_PATH_IMAGE017
；（7）
其中，P为所述片材缺陷所在切片对于剔除装置104的跟踪距离，M为缺陷定位装置102到剔除装置104之间的固有距离，Y为缺陷长度位置，x为缺陷定位装置102到分切装置103之间产生的分切片材数量，L2为当前第二切片平均长度。
在一些实施例中，所述剔除装置104用于当缺陷定位装置102检测到片材缺陷时计算所述片材的行走距离，当所述行走距离达到所述跟踪距离时执行剔除操作。
以下通过具体的应用场景对上述实施例提供的系统做进一步说明。
在一种具体应用场景中，首先由放卷装置105执行放卷操作，将待切割片材置于传 输装置106上，传输装置106将连续长幅的片材传输至缺陷定位装置102处，缺陷定位装置 102通过机器视觉检测片材缺陷并记录缺陷长度位置Y，Y为
Figure 285849DEST_PATH_IMAGE018
，计算出缺陷长度位置Y 的落刀序号为Sn，当切至Sn时，分切装置103根据分切控制信号对片材进行切割并记录每个 实际切割长度位置S1-Sn，对每个实际切割长度位置进行标号，得到的数据参见表1。
表1
Figure 767646DEST_PATH_IMAGE019
设定候选切刀位置组
Figure 181310DEST_PATH_IMAGE020
，其中z=20，其中
Figure 64953DEST_PATH_IMAGE021
，且
Figure 538659DEST_PATH_IMAGE003
为整数；计算 当前第二切片平均长度并取整，通过如下公式表示：
Figure 507752DEST_PATH_IMAGE022
；
n为落刀序号，Sn为第n次落刀的实际切割长度位置，S1为第一次落刀的实际切割长度位置，其中，n=40。
分别计算往前推算40个历史实际切割长度位置过程中，每组候选切刀位置组的累计偏差：
Figure 725107DEST_PATH_IMAGE023
；
其中，k为权重系数，呈梯度递减且k>0，即越靠近最新的记录值权重系数越大，预置值为50；γ为候选切刀位置的变换步长，设为3；L2为缺陷定位系统内部的平均切片长度，errj+z为累计偏差，Sn为第n次落刀的实际切割长度位置。表2列出了本实施例中41组候选切刀位置的累计偏差。
表2
Figure 728835DEST_PATH_IMAGE024
从41组候选切刀位置的累计偏差中选取最小误差，即
errindex=err27=14877；
然后，将其所对应的位置作为理论最佳切割长度位置，即
Figure 373443DEST_PATH_IMAGE025
；
重复上述步骤，利用最新的实际切割长度位置即可持续获取后续理论最佳切割长度位置。基于最佳切割长度位置，即可得到缺陷位置Y=82901离切片边沿的准确距离，为材料剔除装置104提供缺陷材料的位置信息。
参考图3，箭头方向为片材运动方向，根据实际测量，在一些实施例中，缺陷定位装 置102与分切装置103之间的固有距离为
Figure 95411DEST_PATH_IMAGE026
，所以理论长度位置为：
Figure 850878DEST_PATH_IMAGE027
；
再计算缺陷定位装置102到分切装置103之间产生的分切片材数量，即判断缺陷位 置
Figure 443533DEST_PATH_IMAGE028
与切片边沿的距离及位于哪一段切片上，也即使得缺陷定位装置102到分切装置103之 间产生的分切片材数量满足如下公式：
Figure 259042DEST_PATH_IMAGE029
,且
Figure 468307DEST_PATH_IMAGE030
为正整数；
经过计算，
Figure 27464DEST_PATH_IMAGE031
时满足条件，缺陷位置位于左边沿的距离为Q+（x+1）×L2=77830+ (2+1)×2100-82901=1229，缺陷位置位于右边沿的距离为Y-Q-x×L2=82901-77830-2× 2100=871，其中
Figure 5784DEST_PATH_IMAGE030
表示缺陷定位装置102到分切装置103之间产生的分切片材数量。
参考图4，箭头方向为片材运动方向，根据实际测量，在一些实施例中，缺陷定位装置102与剔除装置104之间的固有距离为M=8000，其中，点C为缺陷所在切片的中心位置，缺陷所在切片的中心位置与剔除装置104之间的距离，即片材缺陷所在切片对于剔除装置104的跟踪距离通过如下公式计算：
Figure 726616DEST_PATH_IMAGE032
；
得到的结果P=8179即为剔除装置104对缺陷区域需要跟踪的距离。该系统根据上 述计算结果追踪缺陷位置，由总控制器101发出控制信号控制剔除装置104对当前切片做剔 除动作，即将带有缺陷的材料从良品中分离。在实际测试过程中，采用上述片材分切的缺陷 定位系统可以精准判断缺陷区域与切片边沿的距离，且最大误差在
Figure 157597DEST_PATH_IMAGE033
，显著提高了缺陷 剔除的精准度。
参考图5，在一些实施例中，提供一种采用上述系统的缺陷定位方法，包括：
S1、缺陷定位装置102通过机器视觉检测片材缺陷并记录缺陷长度位置；
S2、分切装置103根据分切控制信号对片材进行切割并记录每个实际切割长度位置；
S3、总控制器101根据所述实际切割长度位置计算切片平均长度；
S4、当缺陷定位装置102检测到片材缺陷时，根据当前第一切片平均长度和所述缺陷长度位置，判断所述片材缺陷切割的落刀序号；
S5、当轮至相应的落刀序号并进行切割之后，根据历史实际切割长度位置计算理论最佳切割长度位置；
S6、根据所述理论最佳切割长度位置计算所述片材缺陷所在切片对于剔除装置104的跟踪距离；
S7、剔除装置104根据所述跟踪距离执行剔除操作。
具体地，步骤S3中，切片平均长度通过以下公式进行计算：
Figure 520445DEST_PATH_IMAGE034
；（1）
其中，L为切片平均长度，m为落刀序号，Sm为第m次落刀的实际切割长度位置，S1为第一次落刀的实际切割长度位置。
步骤S4中，所述片材缺陷切割的落刀序号与所述缺陷长度位置的关系如下：
sn<Y<sn+L1；（2）
其中，n为片材缺陷切割的落刀序号，Y为缺陷长度位置，sn为第n次落刀时切割长度位置的估计值，L1为当前第一切片平均长度。
步骤S5中，当轮至相应的落刀序号并进行切割之后，根据历史实际切割长度位置计算理论最佳切割长度位置，包括：
S51、设定候选切刀位置组；
S52、根据历史实际切割长度，计算当前第二切片平均长度；
S53、根据所述候选切刀位置组合所述当前第二切片平均长度，计算所述每个候选切刀位置的累计偏差；
S54、选择所述累计偏差中的最小值对应的候选切刀位置，计算所述理论最佳切割长度位置。
步骤S51中，所述候选切刀位置组为
Figure 353272DEST_PATH_IMAGE035
，其中，j∈[-z，z] ，且
Figure 245005DEST_PATH_IMAGE036
为整数；
步骤S53中，所述每个候选切刀位置的累计偏差通过以下公式进行计算：
Figure 163282DEST_PATH_IMAGE037
；（3）
其中，k为权重系数，呈梯度递减且k>0，γ为候选切刀位置的变换步长，L2为当前 第二切片平均长度，n为片材缺陷切割的落刀序号，z为变换步长的系数，errj+z为累计偏差，
Figure 329821DEST_PATH_IMAGE014
为第n次落刀的实际切割长度位置；
步骤S54中，所述理论最佳切割长度位置通过以下公式进行计算：
Figure 751575DEST_PATH_IMAGE038
；（4）
其中，
Figure 345368DEST_PATH_IMAGE006
为第n次落刀的理论最佳切割长度位置，Sn为第n次落刀时的实际切割长 度位置，γ为候选切刀位置的变换步长，index为累计偏差中的最小值对应的候选切刀位 置。
步骤S6中，根据所述理论最佳切割长度位置计算所述片材缺陷所在切片对于剔除装置104的跟踪距离，包括：
S61、根据所述理论最佳切割长度位置、分切装置103与缺陷定位装置102之间的固有距离，计算当所述理论最佳切割长度位置经过所述缺陷定位装置102时分切装置103检测到的理论长度位置；
S62、根据所述理论长度位置和缺陷长度位置，计算缺陷定位装置102到分切装置103之间产生的分切片材数量；
S63、根据缺陷定位装置102到剔除装置104之间的固有距离和所述分切片材数量，计算所述片材缺陷所在切片对于剔除装置104的跟踪距离。
步骤S61中，所述理论长度位置通过以下公式进行计算：
Figure 485362DEST_PATH_IMAGE007
；（5）
其中，Q为所述理论长度位置，K为分切装置103与缺陷定位装置102之间的固有距 离，
Figure 190013DEST_PATH_IMAGE016
为第n次落刀的理论最佳切割长度位置；
步骤S62中，所述缺陷定位装置102到分切装置103之间产生的分切片材数量通过以下公式进行计算：
Figure 997432DEST_PATH_IMAGE008
；（6）
其中，Y为缺陷长度位置，Q为所述理论长度位置，x为缺陷定位装置102到分切装置103之间产生的分切片材数量，L2为当前第二切片平均长度；
步骤S63中，所述片材缺陷所在切片对于剔除装置104的跟踪距离根据以下公式进行计算：
Figure 496546DEST_PATH_IMAGE009
；（7）
其中，P为所述片材缺陷所在切片对于剔除装置104的跟踪距离，M为缺陷定位装置102到剔除装置104之间的固有距离，Y为缺陷长度位置，x为缺陷定位装置102到分切装置103之间产生的分切片材数量，L2为当前第二切片平均长度。
步骤S7中，所述剔除装置104用于当缺陷定位装置102检测到片材缺陷时计算所述片材的行走距离，当所述行走距离达到所述跟踪距离时执行剔除操作。
本实施例提供的用于片材分切的缺陷定位系统及方法，设置缺陷剔除装置对分切后的片材进行缺陷剔除，并通过计算片材的理论最佳切割位置，并根据该位置计算得到缺陷所在切片对于剔除装置的跟踪距离，从而对缺陷进行精准定位剔除，降低了漏检率，减少了材料浪费；通过分析历史实际切割长度，动态更新理论最佳切割长度位置，从而有效消除了传输装置滚轴间可能存在松动的影响，消除了无法调节材料张力与分切装置做出的分切动作的关系的影响，以及消除了上位机发出指令之间存在固有延时等因素对分切装置落刀位置的影响，从而能够更加精准地剔除缺陷，使系统具有稳定性高的优点；通过设置候选切刀位置组，可精准判断缺陷区域与切片边沿的距离，总控制器控制剔除装置对缺陷进行剔除，达到有效剔除缺陷材料的目的，增强了该系统内分切装置的适用性。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种用于片材分切的缺陷定位系统，其特征在于，包括总控制器、沿片材运动方向依次设置的缺陷定位装置、分切装置和剔除装置；
所述缺陷定位装置用于通过机器视觉检测片材缺陷并记录缺陷长度位置，所述分切装置用于根据分切控制信号对片材进行切割并记录每个实际切割长度位置；
所述控制器用于根据所述实际切割长度位置计算切片平均长度，当缺陷定位装置检测到片材缺陷时，根据当前第一切片平均长度和所述缺陷长度位置，判断所述片材缺陷切割的落刀序号，当轮至相应的落刀序号并进行切割之后，根据历史实际切割长度位置计算理论最佳切割长度位置，根据所述理论最佳切割长度位置计算所述片材缺陷所在切片对于剔除装置的跟踪距离；所述剔除装置用于根据所述跟踪距离执行剔除操作。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括放卷装置和传输装置，所述放卷装置用于将待切割的片材放至所述传输装置，所述传输装置用于带动所述片材按照预设速度匀速直线运动。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，切片平均长度通过以下公式进行计算：
Figure 584500DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，L为切片平均长度，m为落刀序号，Sm为第m次落刀的实际切割长度位置，S1为第一次落刀的实际切割长度位置。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述片材缺陷切割的落刀序号与所述缺陷长度位置的关系如下：
sn<Y<sn+L1；
其中，n为片材缺陷切割的落刀序号，Y为缺陷长度位置，sn为第n次落刀时切割长度位置的估计值，L1为当前第一切片平均长度。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，当轮至相应的落刀序号并进行切割之后，根据历史实际切割长度位置计算理论最佳切割长度位置，包括：
设定候选切刀位置组；
根据历史实际切割长度，计算当前第二切片平均长度；
根据所述候选切刀位置组和所述当前第二切片平均长度，计算所述每个候选切刀位置的累计偏差；
选择所述累计偏差中的最小值对应的候选切刀位置，计算所述理论最佳切割长度位置。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述候选切刀位置组为2×z+1，其中，j∈ [-z，z] ，且
Figure 127739DEST_PATH_IMAGE002
为整数；
所述每个候选切刀位置的累计偏差通过以下公式进行计算：
Figure 500951DEST_PATH_IMAGE003
；
其中，k为权重系数，呈梯度递减且k>0，γ为候选切刀位置的变换步长，L2为当前第二切片平均长度，n为片材缺陷切割的落刀序号，z为变换步长的系数，errj+z为累计偏差，Sn为第n次落刀的实际切割长度位置，Sn-i为第n-i次落刀的实际切割长度位置；
所述理论最佳切割长度位置通过以下公式进行计算：
Figure 991101DEST_PATH_IMAGE004
；
其中，
Figure 133369DEST_PATH_IMAGE005
为第n次落刀的理论最佳切割长度位置，Sn为第n次落刀时的实际切割长度位 置，γ为候选切刀位置的变换步长，index为累计偏差中的最小值对应的候选切刀位置，z为 变换步长的系数。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，根据所述理论最佳切割长度位置计算所述片材缺陷所在切片对于剔除装置的跟踪距离，包括：
根据所述理论最佳切割长度位置、分切装置与缺陷定位装置之间的固有距离，计算当所述理论最佳切割长度位置经过所述缺陷定位装置时分切装置检测到的理论长度位置；
根据所述理论长度位置和缺陷长度位置，计算缺陷定位装置到分切装置之间产生的分切片材数量；
根据缺陷定位装置到剔除装置之间的固有距离和所述分切片材数量，计算所述片材缺陷所在切片对于剔除装置的跟踪距离。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述理论长度位置通过以下公式进行计算：
Figure 549307DEST_PATH_IMAGE006
；
其中，Q为所述理论长度位置，K为分切装置与缺陷定位装置之间的固有距离，
Figure 911280DEST_PATH_IMAGE005
为第n 次落刀的理论最佳切割长度位置；
所述缺陷定位装置到分切装置之间产生的分切片材数量通过以下公式进行计算：
Y∈[Q+x×L2，Q+（x+1）×L2]；
其中，Y为缺陷长度位置，Q为所述理论长度位置，x为缺陷定位装置到分切装置之间产生的分切片材数量，L2为当前第二切片平均长度；
所述片材缺陷所在切片对于剔除装置的跟踪距离根据以下公式进行计算：
Figure 703656DEST_PATH_IMAGE007
；
其中，P为所述片材缺陷所在切片对于剔除装置的跟踪距离，M为缺陷定位装置到剔除装置之间的固有距离，Y为缺陷长度位置，x为缺陷定位装置到分切装置之间产生的分切片材数量，L2为当前第二切片平均长度，Q为所述理论长度位置。
9.根据权利要求1-8任一所述的系统，其特征在于，所述剔除装置用于当缺陷定位装置检测到片材缺陷时计算所述片材的行走距离，当所述行走距离达到所述跟踪距离时执行剔除操作。
10.一种采用如权利要求1-9任一所述系统的缺陷定位方法，其特征在于，包括：
缺陷定位装置通过机器视觉检测片材缺陷并记录缺陷长度位置；
分切装置根据分切控制信号对片材进行切割并记录每个实际切割长度位置；
总控制器根据所述实际切割长度位置计算切片平均长度，当缺陷定位装置检测到片材缺陷时，根据当前第一切片平均长度和所述缺陷长度位置，判断所述片材缺陷切割的落刀序号，当轮至相应的落刀序号并进行切割之后，根据历史实际切割长度位置计算理论最佳切割长度位置，根据所述理论最佳切割长度位置计算所述片材缺陷所在切片对于剔除装置的跟踪距离；
剔除装置根据所述跟踪距离执行剔除操作。
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