CN114895643B - 一种低能耗的板状材料生产线开料设备及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种低能耗的板状材料生产线开料设备及方法，涉及能耗控制技术领域，其开料设备包括：材料检测模块，用于获取对板状材料的开料任务，并采集所述板状材料的目标图像；分析模块，用于基于所述目标图像确定所述板状材料的材料特征，同时，获取开料机的当前工作状态；开料模块，用于基于所述开料任务以及材料特征对所述开料机的当前工作状态进行变频控制，并基于变频控制结果完成对板状材料的开料。根据板状材料的材料特征，实现对开料机进行变频控制，提高了对板状材料的开料效率，同时在确保开料机正常运转前提下实现对能耗的控制，降低了开料机的能耗，提高了节能率。

Description

一种低能耗的板状材料生产线开料设备及方法
技术领域
本发明涉及能耗控制技术领域，特别涉及一种低能耗的板状材料生产线开料设备及方法。
背景技术
目前，随着工业水平的发展，生产线越来越受企业的重视，生产线能使材料的生产过程较好的符合连续性、平衡性、比例性以及均衡性的要求，生产率高，能及时地提供市场大量需求的产品。
目前板状材料开料也均采用生产线进行开料操作，采用专用的设备和工艺装备以及机械化的运输装置，可以提高劳动生产率，缩短生产周期，降低生产线成本，但是由于生产线机器较多，且在板状材料不一的情况下均采用相同的工作频率进行开料，导致能耗较大，浪费大量能源。
发明内容
本发明提供一种低能耗的板状材料生产线开料设备及方法，用以通过根据板状材料的材料特征，实现对开料机进行变频控制，提高了对板状材料的开料效率，同时在确保开料机正常运转前提下实现对能耗的控制，降低了开料机的能耗，提高了节能率。
本发明提供了一种低能耗的板状材料生产线开料设备，包括：
材料检测模块，用于获取对板状材料的开料任务，并采集所述板状材料的目标图像；
分析模块，用于基于所述目标图像确定所述板状材料的材料特征，同时，获取开料机的当前工作状态；
开料模块，用于基于所述开料任务以及材料特征对所述开料机的当前工作状态进行变频控制，并基于变频控制结果完成对板状材料的开料。
优选的，一种低能耗的板状材料生产线开料设备，所述材料检测模块包括：
开料任务确定单元，用于基于预设控制终端接收板状材料的开料图纸，同时，确定对所述板状材料的开料数量；
所述开料任务确定单元，用于基于所述开料图纸以及开料数量确定所述板状材料的开料任务，并基于所述开料任务确定开料机集群中各开料机的工作状态；
连接单元，用于基于所述工作状态确定目标空闲开料机，并确定所述目标空闲开料机的目标编号，其中，所述目标空闲开料机至少为一个；
所述连接单元，用于基于所述目标编号确定所述目标空闲开料机的终端地址，并基于所述终端地址构建所述目标空闲开料机与所述预设控制终端之间的控制链路；
开机单元，用于基于所述控制链路通过所述预设控制终端向所述目标空闲开料机发送开机指令。
优选的，一种低能耗的板状材料生产线开料设备，所述开机单元包括：
语音采集子单元，用于获取预设控制终端发布的语音信号，并对所述语音信号进行模数转换，得到数字语音信号
语音分析子单元，用于提取所述数字语音信号中的关键字，并将所述关键字与标准语音范本进行匹配，确定所述语音信号对应的控制目的；
指令生成子单元，用于基于所述控制目的调取指令生成方案，且基于所述指令生成方案生成与所述语音信号控制目的一致的控制指令，并将所述控制指令基于所述控制链路传输至目标空闲开料机。
优选的，一种低能耗的板状材料生产线开料设备，所述材料检测模块包括：
图像预采集单元，用于在接收到对所述板状材料的开料任务后，确定开料机上预设摄像头的设备编号，其中，所述预设摄像头至少为一个；
所述图像预采集单元，用于基于所述设备编号控制所述预设摄像头对板状材料生产线上的板状材料进行预采集，并基于预采集结果确定预采集图像的采集角度；
角度修正单元，用于将所述采集角度与预设要求角度进行比较，且基于比较结果对所述预设摄像头采集角度进行修正；
图像采集单元，用于基于修正结果对所述板状材料进行图像采集，得到目标图像，并将所述目标图像传输至管理终端。
优选的，一种低能耗的板状材料生产线开料设备，所述分析模块包括：
图像处理单元，用于获取采集到的所述板状材料的目标图像，并确定所述目标图像的拍摄角度，其中，所述拍摄角度包括前、后、左、右；
所述图像处理单元，用于基于拍摄角度将所述目标图像进行拼接，得到目标拼接图像，并确定所述目标拼接图像的清晰度；
所述图像处理单元，用于当所述目标拼接图像的清晰度小于预设清晰度时，分别对所述目标拼接图像进行第一滤波处理以及第二滤波处理，得到第一处理图像和第二处理图像；
所述图像处理单元，还用于将所述第一处理图像和第二处理图像进行叠加，得到最终的处理图像，并对所述处理图像进行预处理得到二值图像；
物体识别单元，用于基于所述二值图像确定所述板状材料的特征点，并将所述特征点进行连接，得到所述板状材料的物体轮廓，其中，所述特征点不唯一；
所述物体识别单元，用于基于所述物体轮廓确定所述板状材料的目标区域，并基于候选框对所述目标区域进行标示；
三维重构单元，用于基于标示结果将所述目标区域进行划分，并基于划分结果确定每一子目标区域的图像纹理信息；
所述三维重构单元，用于基于所述图像纹理信息确定每一子目标区域的三角网格大小，并基于所述三角网格大小确定所述每一子目标区域的三角面片；
所述三维重构单元，用于将所述每一子目标区域的三角面片进行拼接重组，得到所述板状材料的三维立体模型；
特征确定单元，用于确定所述三维立体模型的成像比例，并基于所述成像比例确定所述板状材料的实际尺寸；
所述特征确定单元，用于基于所述板状材料的实际尺寸确定所述板状材料的材料特征。
优选的，一种低能耗的板状材料生产线开料设备，所述开料模块包括：
分析单元，用于获取所述开料机的当前工作状态以及所述板状材料的开料任务和板状材料的材料特征，并基于所述材料特征确定所述板状材料的材质属性；
调节单元，用于基于所述材质属性确定对所述开料机的初始供电频率范围，并确定所述开料机的当前工作状态对应的供电频率；
所述调节单元，用于基于预设控制程序根据所述初始供电频率范围对所述开料机的供电频率进行第一调整，同时，提取所述板状材料的开料任务对应的开料规划图，并基于所述开料规划图确定所述板状材料的开料起始点以及开料终止点；
开料轨迹确定单元，用于基于开料规划图以及所述开料起始点和开料终止点确定所述板状材料的开料轨迹，同时，基于所述板状材料的材料特征确定所述板状材料的厚度；
开料单元，用于基于所述厚度对所述开料机的供电频率进行第二调整，并基于调整结果控制所述开料机根据所述开料轨迹对所述板状材料进行开料；
监测单元，用于对开料进程进行实时监测，获取所述开料机的工作电压以及工作电流，并基于所述工作电压以及工作电流确定所述开料机的负荷值；
变频单元，用于当所述负荷值大于预设负载值时，判定所述开料机处于超负荷状态，并基于预设控制程序对所述开料机的供电频率进行第三调整，直至所述负荷值小于或等于预设负载值；
所述变频单元，还用于基于第三调整结果实时获取开料机对所述板状材料的开料进程，并当所述开料进程达到预设进程时，对所述开料机的供电频率进行梯度调整，完成对所述开料机的变频控制。
优选的，一种低能耗的板状材料生产线开料设备，所述开料单元包括：
开料结果获取子单元，用于获取所述开料机对所述板状材料开料后得到的目标材料板，并确定所述目标材料板的目标形状、切边平滑度以及尺寸信息；
开料效果评估子单元，用于获取所述板状材料的开料规划图，并基于所述开料规划图分别对所述目标材料板的目标形状、切边平滑度以及尺寸信息进行评估，得到第一评估值、第二评估值以及第三评估值；
所述开料效果评估子单元，用于确定所述目标形状、切边平滑度以及尺寸信息的权重系数，并基于所述权重系数对所述第一评估值、第二评估值以及第三评估值进行综合运算，得到所述目标材料板的开料效果综合评估值；
材料处理子单元，用于将所述开料效果综合评估值与预设评估值进行比较，且当所述开料效果综合评估值小于预设评估值时，将所述目标材料板传输至预设废料处理生产线进行废料回收处理。
优选的，一种低能耗的板状材料生产线开料设备，所述开料单元包括：
识别子单元，用于获取所述板状材料的开料板，并基于预设摄像头对所述开料板进行识别，确定所述开料板中的喷码位置；
喷码子单元，用于控制预设喷码装置基于所述喷码位置对所述开料板进行喷码；
分拣子单元，用于基于喷码结果对所述开料板进行分拣，完成对所述开料板的喷码及分拣操作。
优选的，一种低能耗的板状材料生产线开料设备，所述变频单元包括：
能耗监测子单元，用于获取所述开料机对板状材料的开料时长以及在各时间段内对所述开料机的供电频率，并基于所述开料时长以及各时间段内对所述开料机的供电频率确定所述开料机完成对所述板状材料的开料操作所使用的第一总能耗；
优化子单元，用于获取所述开料机在恒频状态下完成开料操作所使用的第二总能耗，并将所述第一总能耗与所述第二总能耗进行比较；
优化子单元，还用于基于比较结果确定所述开料机在变频控制下的节能率，并当所述节能率小于预设阈值时，对所述开料机的变频控制方案进行优化，直至所述节能率大于或等于预设阈值。
优选的，一种低能耗的板状材料生产线开料方法，包括：
获取对板状材料的开料任务，并采集所述板状材料的目标图像；
基于所述目标图像确定所述板状材料的材料特征，同时，获取开料机的当前工作状态；
基于所述开料任务以及材料特征对所述开料机的当前工作状态进行变频控制，并基于变频控制结果完成对板状材料的开料。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例中一种低能耗的板状材料生产线开料设备的结构图；
图2为本发明实施例中一种低能耗的板状材料生产线开料设备中材料检测模块的结构图；
图3为本发明实施例中一种低能耗的板状材料生产线开料方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
本实施例提供了一种低能耗的板状材料生产线开料设备，如图1所示，包括：
材料检测模块，用于获取对板状材料的开料任务，并采集所述板状材料的目标图像；
分析模块，用于基于所述目标图像确定所述板状材料的材料特征，同时，获取开料机的当前工作状态；
开料模块，用于基于所述开料任务以及材料特征对所述开料机的当前工作状态进行变频控制，并基于变频控制结果完成对板状材料的开料。
该实施例中，开料任务指的是对板状材料的裁割形状以及裁割的数量等。
该实施例中，目标图像指的是对待开料的板状材料进行图像采集后，得到的记录板状材料外形、厚度等参数的图像。
该实施例中，材料特征指的是板状材料的长、宽以及相应的厚度以及板状材料的材质等。
该实施例中，开料机的当前工作状态指的是开料机当前的电机转速、供电频率等。
该实施例中，变频控制指的是改变开料机的供电电流大小或是供电频率，从而实现对开料机的转速以及负载功率等进行控制，从而实现节能的目的。
上述技术方案的有益效果是：通过根据板状材料的材料特征，实现对开料机进行变频控制，提高了对板状材料的开料效率，同时在确保开料机正常运转前提下实现对能耗的控制，降低了开料机的能耗，提高了节能率。
实施例2：
在上述实施例1的基础上，本实施例提供了一种低能耗的板状材料生产线开料设备，如图2所示，所述材料检测模块包括：
开料任务确定单元，用于基于预设控制终端接收板状材料的开料图纸，同时，确定对所述板状材料的开料数量；
所述开料任务确定单元，用于基于所述开料图纸以及开料数量确定所述板状材料的开料任务，并基于所述开料任务确定开料机集群中各开料机的工作状态；
连接单元，用于基于所述工作状态确定目标空闲开料机，并确定所述目标空闲开料机的目标编号，其中，所述目标空闲开料机至少为一个；
所述连接单元，用于基于所述目标编号确定所述目标空闲开料机的终端地址，并基于所述终端地址构建所述目标空闲开料机与所述预设控制终端之间的控制链路；
开机单元，用于基于所述控制链路通过所述预设控制终端向所述目标空闲开料机发送开机指令。
该实施例中，预设控制终端可以是计算机中的软件程序等。
该实施例中，开料图纸指的是用于对板状材料进行裁割时参考的图纸。
该实施例中，工作状态指的是开料机当前是出于工作状态或是待机状态等。
该实施例中，目标空闲开料机指的是众多开料机中没有工作任务或出于待机状态的开料机。
该实施例中，目标编号指的是用于对不同开料机进行区分的标记符号，具体为数值1、2、3等。
该实施例中，终端地址指的是目标空闲开料机的机器通讯地址，便于与预设控制终端建立控制链路。
上述技术方案的有益效果是：通过接收对板状材料的开料图纸以及开料数量，实现对开料任务进行准确的确认，同时根据开料任务确定空闲开料机，并构建空闲开料机与预设控制终端的控制链路，实现通过预设控制终端控制开料机对板状材料进行有效的材料操作，同时也为通过预设控制终端对开料机进行变频控制提供了便利。
实施例3：
在上述实施例2的基础上，本实施例提供了一种低能耗的板状材料生产线开料设备，所述开机单元包括：
语音采集子单元，用于获取预设控制终端发布的语音信号，并对所述语音信号进行模数转换，得到数字语音信号；
语音分析子单元，用于提取所述数字语音信号中的关键字，并将所述关键字与标准语音范本进行匹配，确定所述语音信号对应的控制目的；
指令生成子单元，用于基于所述控制目的调取指令生成方案，且基于所述指令生成方案生成与所述语音信号控制目的一致的控制指令，并将所述控制指令基于所述控制链路传输至目标空闲开料机。
该实施例中，语音信号指的是由管理人员发出了语音，具体为“开机”、“关机”等。
该实施例中，数字语音信号指的是将模拟形式的语音信号转换为相应的数字形式，便于对语音信号进行处理。
该实施例中，关键字指的是数字语音信号中能够表明语音信号的关键目的的语音片段。
该实施例中，标准语音范本是提前设定好的，用于和语音信号中的关键字进行匹配，从而确定语音信号的最终控制目的。
该实施例中，控制目的指的是语音信号最终要实现的控制功能，具体为开机、关机等。
该实施例中，指令生成方案指的是用于规范指令生成的规则或是生成指令的方式方法。
上述技术方案的有益效果是：通过获取管理终端的语音信号，并将语音信号转换为对应的控制指令，实现通过语音对开料机进行控制，提高了开料机的开料效率，同时也便于通过语音信号对开料机进行变频控制，提高了节能效率。
实施例4：
在上述实施例1的基础上，本实施例提供了一种低能耗的板状材料生产线开料设备，所述材料检测模块包括：
图像预采集单元，用于在接收到对所述板状材料的开料任务后，确定开料机上预设摄像头的设备编号，其中，所述预设摄像头至少为一个；
所述图像预采集单元，用于基于所述设备编号控制所述预设摄像头对板状材料生产线上的板状材料进行预采集，并基于预采集结果确定预采集图像的采集角度；
角度修正单元，用于将所述采集角度与预设要求角度进行比较，且基于比较结果对所述预设摄像头采集角度进行修正；
图像采集单元，用于基于修正结果对所述板状材料进行图像采集，得到目标图像，并将所述目标图像传输至管理终端。
该实施例中，预设摄像头是提前设定好的，用于采集板状材料生产线上板状材料的图像。
该实施例中，设备编号指的是用于区分摄像头位置以及数量的数字标签，且一个预设摄像头对应一个设备编号。
该实施例中，预采集指的是训练过程，通过此次采集判断预设摄像头的采集角度。
该实施例中，预设要求角度是提前设定好的，用于衡量对板状材料的图像采集要求，包括采集到板状材料的长、宽、高等。
该实施例中，预采集图像指的是通过预设摄像头进行预采集后得到的图像，便于通过该图像确定预设摄像头的当前采集角度。
上述技术方案的有益效果是：通过预设摄像头对板状材料生产线上的板状材料进行预采集，并根据预采集结果对预设摄像头的采集角度进行调整，从而确保根据采集到的图像准确分析板状材料的材料特征，为实现对出料机进行变频控制提供了便利。
实施例5：
在上述实施例1的基础上，本实施例提供了一种低能耗的板状材料生产线开料设备，所述分析模块包括：
图像处理单元，用于获取采集到的所述板状材料的目标图像，并确定所述目标图像的拍摄角度，其中，所述拍摄角度包括前、后、左、右；
所述图像处理单元，用于基于拍摄角度将所述目标图像进行拼接，得到目标拼接图像，并确定所述目标拼接图像的清晰度；
所述图像处理单元，用于当所述目标拼接图像的清晰度小于预设清晰度时，分别对所述目标拼接图像进行第一滤波处理以及第二滤波处理，得到第一处理图像和第二处理图像；
所述图像处理单元，还用于将所述第一处理图像和第二处理图像进行叠加，得到最终的处理图像，并对所述处理图像进行预处理得到二值图像；
物体识别单元，用于基于所述二值图像确定所述板状材料的特征点，并将所述特征点进行连接，得到所述板状材料的物体轮廓，其中，所述特征点不唯一；
所述物体识别单元，用于基于所述物体轮廓确定所述板状材料的目标区域，并基于候选框对所述目标区域进行标示；
三维重构单元，用于基于标示结果将所述目标区域进行划分，并基于划分结果确定每一子目标区域的图像纹理信息；
所述三维重构单元，用于基于所述图像纹理信息确定每一子目标区域的三角网格大小，并基于所述三角网格大小确定所述每一子目标区域的三角面片；
所述三维重构单元，用于将所述每一子目标区域的三角面片进行拼接重组，得到所述板状材料的三维立体模型；
特征确定单元，用于确定所述三维立体模型的成像比例，并基于所述成像比例确定所述板状材料的实际尺寸；
所述特征确定单元，用于基于所述板状材料的实际尺寸确定所述板状材料的材料特征。
该实施例中，基于拍摄角度将所述目标图像进行拼接指的是提取不同角度下板状材料的图像特征，并根据拍摄角度讲图像特征进行融合，从而得到板状材料的完整图像，便于确定板状材料的材料特征。
该实施例中，目标拼接图像指的是将不同拍摄角度下的目标图像进行拼接后得到的图像，便于确定板状材料在不同面的材料特征。
该实施例中，预设清晰度是提前设定好的，用于衡量目标拼接图像的清晰度是否达到预期要求，是可以调整的。
该实施例中，第一滤波处理指的是对目标拼接图像进行平滑度处理。
该实施例中，第二拼接图像指的是对目标拼接图像进行去噪处理。
该实施例中，第一处理图像和第二处理图像分别为对目标凭借图像进行第一滤波处理以及第二滤波处理后得到的图像，其中，第一处理图像的平滑度满足预期要求，第二处理图像中的噪声污染降低到预期要求。
该实施例中，预处理可以是图像灰度化处理等。
该实施例中，二值图像指的是图像上的每一个像素只有两种可能的取值或灰度等级状态，从而便于确定板状材料与生产线的分布情况。
该实施例中，特征点指的是板状材料的关键点，具体为板状材料的顶点，拐点等。
该实施例中，目标区域指的是板状材料在二值图像中的具体分布区域。
该实施例中，候选框是提前设定好的，具体为方框、圆形框等。
该实施例中，图像纹理信息指的是计算机图形学中用于根据二维图像对板状材料或板状材料所在区域添加视觉特征。
该实施例中，每一子目标区域指的是对目标区域进行划分后得到的多个区域块。
该实施例中，三角网格指的是多边形网格的一种，是计算机图形学中用于为各种不规则物体建立模型的一种数据结构。
该实施例中，三角面片指的是三角网格对应的平面。
上述技术方案的有益效果是：通过对采集到的目标图像进行处理并识别，确定板状材料的目标区域，其次根据目标区域对板状材料进行三维重构，实现通过采集图像确定板状材料的实际尺寸信息，从而便于根据实际尺寸信息确定板状材料的材料特征，同时也便于对开料机根据材料特征进行变频控制提供了保障与便利。
实施例6：
在上述实施例1的基础上，本实施例提供了一种低能耗的板状材料生产线开料设备，所述开料模块包括：
分析单元，用于获取所述开料机的当前工作状态以及所述板状材料的开料任务和板状材料的材料特征，并基于所述材料特征确定所述板状材料的材质属性；
调节单元，用于基于所述材质属性确定所述开料机的初始供电频率范围，并确定所述开料机的当前工作状态对应的供电频率；
所述调节单元，用于基于预设控制程序根据所述初始供电频率范围对所述开料机的供电频率进行第一调整，同时，提取所述板状材料的开料任务对应的开料规划图，并基于所述开料规划图确定所述板状材料的开料起始点以及开料终止点；
开料轨迹确定单元，用于基于开料规划图以及所述开料起始点和开料终止点确定所述板状材料的开料轨迹，同时，基于所述板状材料的材料特征确定所述板状材料的厚度；
开料单元，用于基于所述厚度对所述开料机的供电频率进行第二调整，并基于调整结果控制所述开料机根据所述开料轨迹对所述板状材料进行开料；
监测单元，用于对开料进程进行实时监测，获取所述开料机的工作电压以及工作电流，并基于所述工作电压以及工作电流确定所述开料机的负荷值；
变频单元，用于当所述负荷值大于预设负载值时，判定所述开料机处于超负荷状态，并基于预设控制程序对所述开料机的供电频率进行第三调整，直至所述负荷值小于或等于预设负载值；
所述变频单元，还用于基于第三调整结果实时获取开料机对所述板状材料的开料进程，并当所述开料进程达到预设进程时，对所述开料机的供电频率进行梯度调整，完成对所述开料机的变频控制。
该实施例中，材质属性指的是板状材料的材质，具体为复合板或实木板等。
该实施例中，初始供电频率范围是根据板状材料的材质进行确定的，用于衡量相应材质的板状材料在开料时开料机的大致供电频率范围变化情况。
该实施例中，预设控制程序是提前设定好的，用于和硬件相结合实现对开料机的变频控制。
该实施例中，第一调整指的是将开料机的供电频率调整至初始供电频率范围内。
该实施例中，开料规划图指的是对板状材料的开料图像，具体为需要将板状材料切割成的形状等。
该实施例中，开料起始点指的是对板状材料裁割的起点位置。
该实施例中，开料终止点指的是完成对板状材料裁割的位置。
该实施例中，开料轨迹指的是开料机对板状材料进行裁割时裁割路线。
该实施例中，第二调整指的是根据板状材料的厚度对开料机在初始供电范围内的供电频率进行微调，确保开料机能够裁割相应厚度的板状材料。
该实施例中，负荷值指的是开料机在对板状材料进行裁割时的负载功率。
该实施例中，预设负载值是提前设定好的，用于衡量开料机是否处于超负荷状态。
该实施例中，第三调整指的是开料机处于超负荷状态时，提高对开料机的供电频率，从而增大开料机的工作功率，确保能够顺利对板状材料进行裁割。
该实施例中，预设进程指的是即将完成对板状材料的开料操作，具体为当剩余0.2毫米距离时，则判定达到预设进程等。
该实施例中，对所述开料机的供电频率进行梯度调整指的是逐级降低开料机的供电频率。
上述技术方案的有益效果是：通过根据板状材料的材质属性对开料机的供电频率进行第一调整，其次根据板状材料的厚度对开料机的供电频率进行第二调整，再根据开料机在开料过程中的负荷情况进行第三调整，最后在达到预设进程时对开料机的供电频率进行梯度调整，确保实现根据不同情况对开料机的供电频率进行动态调整，确保在保证对板状材料进行有效开料的基础上，最大限度地达到节能，提高了节能效率。
实施例7：
在上述实施例6的基础上，本实施例提供了一种低能耗的板状材料生产线开料设备，所述开料单元包括：
开料结果获取子单元，用于获取所述开料机对所述板状材料开料后得到的目标材料板，并确定所述目标材料板的目标形状、切边平滑度以及尺寸信息；
开料效果评估子单元，用于获取所述板状材料的开料规划图，并基于所述开料规划图分别对所述目标材料板的目标形状、切边平滑度以及尺寸信息进行评估，得到第一评估值、第二评估值以及第三评估值；
所述开料效果评估子单元，用于确定所述目标形状、切边平滑度以及尺寸信息的权重系数，并基于所述权重系数对所述第一评估值、第二评估值以及第三评估值进行综合运算，得到所述目标材料板的开料效果综合评估值；
材料处理子单元，用于将所述开料效果综合评估值与预设评估值进行比较，且当所述开料效果综合评估值小于预设评估值时，将所述目标材料板传输至预设废料处理生产线进行废料回收处理。
该实施例中，目标材料板指的是开料机对板状材料进行开料处理后得到的与开料图纸中规划的形状相一致的材料板。
该实施例中，目标形状指的是对板状材料进行切割后得到的板子的形状。
该实施例中，切边平滑度是用来表征开料机对板状材料的切边是否平滑，是否存在毛边等。
该实施例中，第一评估值指的是对目标材料板的切割形状进行评估后得到的参考值。
该实施例中，第二评估值指的是对目标材料板的切边平滑度进行评估后得到的参考值。
该实施例中，第三评估值指的是对目标材料板的尺寸信息进行评估后得到的参考值。
该实施例中，权重系数是用来表征目标形状、切边平滑度以及尺寸信息在对板状材料的开料效果进行评估时的重要程度。
该实施例中，开料效果综合评估值是用来表征开料机对板状材料的整体开料效果，数值越大表明开料效果越好。
该实施例中，预设评估值是提前设定好的，用于衡量开料机对板状材料的开料结果是否满足预期要求。
该实施例中，预设废料处理生产线是提前设定好的，用于对开料不合格的板状材料进行在加工或是归纳处理等。
上述技术方案的有益效果是：通过确定开料后的材料板的目标形状、切边平滑度以及尺寸信息，实现对板状材料的开料结果进行准确有效的评估，从而确保了对板状材料的开料准确性，同时将不合格的板状材料进行回收处理，节省了大量的资源。
实施例8：
在上述实施例6的基础上，本实施例提供了一种低能耗的板状材料生产线开料设备，所述开料单元包括：
识别子单元，用于获取所述板状材料的开料板，并基于预设摄像头对所述开料板进行识别，确定所述开料板中的喷码位置；
喷码子单元，用于控制预设喷码装置基于所述喷码位置对所述开料板进行喷码；
分拣子单元，用于基于喷码结果对所述开料板进行分拣，完成对所述开料板的喷码及分拣操作。
该实施例中，开料板指的是对板状材料进行开料处理后得到的板子。
该实施例中，预设摄像头是提前设定好的，与喷码装置为一整体。
该实施例中，喷码位置指的是材料板中用于绘制二维码、条形码或其他图形标识的具体位置。
该实施例中，预设喷码装置是提前设定好的，用于将既定图案标识喷绘在材料板上。
该实施例中，分拣指的是将同一类的开料板进行归类处理。
上述技术方案的有益效果是：通过确定材料板的喷码位置，并根据喷码装置对开料板进行相应的喷码操作，且在喷码结束后对开料板进行相应的分拣操作，提高了对板状材料的开料效率，同时也提高了板状材料归类准确度。
实施例9：
在上述实施例6的基础上，本实施例提供了一种低能耗的板状材料生产线开料设备，所述变频单元包括：
能耗监测子单元，用于获取所述开料机对板状材料的开料时长以及在各时间段内对所述开料机的供电频率，并基于所述开料时长以及各时间段内所述开料机的供电频率确定所述开料机完成对所述板状材料的开料操作所使用的第一总能耗；
优化子单元，用于获取所述开料机在恒频状态下完成开料操作所使用的第二总能耗，并将所述第一总能耗与所述第二总能耗进行比较；
优化子单元，还用于基于比较结果确定所述开料机在变频控制下的节能率，并当所述节能率小于预设阈值时，对所述开料机的变频控制方案进行优化，直至所述节能率大于或等于预设阈值。
该实施例中，开料时长指的是开料机对一块板状材料执行开料操作所使用的时长。
该实施例中，第一总能耗指的是开料机受变频控制下的电能消耗量。
该实施例中，恒频状态指的是开料机的供电频率不变。
该实施例中，第二总能耗指的是开料机未变频情况下的电能消耗量。
该实施例中，预设阈值是提前设定好的，用于衡量开料机在变频控制下的节能效果。
该实施例中，基于比较结果确定所述开料机在变频控制下的节能率，包括：
获取所述开料机的视在功率以及开料机电机的转速值，基于所述开料机的视在功率以及开料机电机的转速值计算所述开料机的功率因数，并基于所述功率因数计算所述开料机在目标时间段内节能费用，具体步骤包括：
根据如下公式计算所述开料机的功率因数：
Figure 277065DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，
Figure 115577DEST_PATH_IMAGE002
表示所述开料机的功率因数，且取值范围为（0.8，0.95）；
Figure 567418DEST_PATH_IMAGE003
表示所述 开料机的定子频率值；
Figure 883999DEST_PATH_IMAGE004
表示所述开料机的视在功率值；
Figure 901634DEST_PATH_IMAGE005
表示所述开料机电机的转速值；
根据如下公式计算所述开料机在目标时间段内节能费用：
Figure 645468DEST_PATH_IMAGE006
；
其中，
Figure 646922DEST_PATH_IMAGE007
表示所述开料机在目标时间段内节能费用；
Figure 767193DEST_PATH_IMAGE008
表示误差因子，且取值范围 为（0.02，0.05）；
Figure 108176DEST_PATH_IMAGE009
表示所述开料机在变频控制前的电机功率值；
Figure 632698DEST_PATH_IMAGE002
表示所述开料机的 功率因数，且取值范围为（0.8，0.95）；
Figure 777241DEST_PATH_IMAGE010
表示所述开料机在变频控制前的电机功率值；
Figure 29099DEST_PATH_IMAGE011
表 示常数，且取值范围为（0.7，0.95）；
Figure 21326DEST_PATH_IMAGE012
表示所述目标时间段的时长，且单位为天；
Figure 231596DEST_PATH_IMAGE013
表示所述 开料机每天工作的时间长度值；
Figure 332276DEST_PATH_IMAGE014
表示每度电的费用值；
将得到的节能费用生成目标节能费用报表，并将所述目标节能费用报表上传至管理终端进行记录保存。
上述视在功率指的是开料机在工作时有效电压值与有效电流值的乘积。
上述定子频率指的是开料机定子绕组所接电源的供电频率值。
上述技术方案的有益效果是：通过获取开料机在变频控制下的总能耗以及在未变频情况下的总能耗，并根据总能耗实现对开料机的节能率进行准确分析，从而便于在节能率不符合要求时，及时对开料机的变频控制方案进行优化，提高了开料机的节能效率。
实施例10：
本实施例提供了一种低能耗的板状材料生产线开料方法，如图3所示，包括：
步骤1：获取对板状材料的开料任务，并采集所述板状材料的目标图像；
步骤2：基于所述目标图像确定所述板状材料的材料特征，同时，获取开料机的当前工作状态；
步骤3：基于所述开料任务以及材料特征对所述开料机的当前工作状态进行变频控制，并基于变频控制结果完成对板状材料的开料。
上述技术方案的有益效果是：通过根据板状材料的材料特征，实现对开料机进行变频控制，提高了对板状材料的开料效率，同时在确保开料机正常运转前提下实现对能耗的控制，降低了开料机的能耗，提高了节能率。
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 (9)

1.一种低能耗的板状材料生产线开料设备，其特征在于，包括：
材料检测模块，用于获取对板状材料的开料任务，并采集所述板状材料的目标图像；
分析模块，用于基于所述目标图像确定所述板状材料的材料特征，同时，获取开料机的当前工作状态；
开料模块，用于基于所述开料任务以及材料特征对所述开料机的当前工作状态进行变频控制，并基于变频控制结果完成对板状材料的开料；
所述开料模块包括：
分析单元，用于获取所述开料机的当前工作状态以及所述板状材料的开料任务和板状材料的材料特征，并基于所述材料特征确定所述板状材料的材质属性；
调节单元，用于基于所述材质属性确定所述开料机的初始供电频率范围，并确定所述开料机的当前工作状态对应的供电频率；
所述调节单元，用于基于预设控制程序根据所述初始供电频率范围对所述开料机的供电频率进行第一调整，同时，提取所述板状材料的开料任务对应的开料规划图，并基于所述开料规划图确定所述板状材料的开料起始点以及开料终止点；
开料轨迹确定单元，用于基于开料规划图以及所述开料起始点和开料终止点确定所述板状材料的开料轨迹，同时，基于所述板状材料的材料特征确定所述板状材料的厚度；
开料单元，用于基于所述厚度对所述开料机的供电频率进行第二调整，并基于调整结果控制所述开料机根据所述开料轨迹对所述板状材料进行开料；
监测单元，用于对开料进程进行实时监测，获取所述开料机的工作电压以及工作电流，并基于所述工作电压以及工作电流确定所述开料机的负荷值；
变频单元，用于当所述负荷值大于预设负载值时，判定所述开料机处于超负荷状态，并基于预设控制程序对所述开料机的供电频率进行第三调整，直至所述负荷值小于或等于预设负载值；
所述变频单元，还用于基于第三调整结果实时获取开料机对所述板状材料的开料进程，并当所述开料进程达到预设进程时，对所述开料机的供电频率进行梯度调整，完成对所述开料机的变频控制。
2.根据权利要求1所述的一种低能耗的板状材料生产线开料设备，其特征在于，所述材料检测模块包括：
开料任务确定单元，用于基于预设控制终端接收板状材料的开料图纸，同时，确定对所述板状材料的开料数量；
所述开料任务确定单元，用于基于所述开料图纸以及开料数量确定所述板状材料的开料任务，并基于所述开料任务确定开料机集群中各开料机的工作状态；
连接单元，用于基于所述工作状态确定目标空闲开料机，并确定所述目标空闲开料机的目标编号，其中，所述目标空闲开料机至少为一个；
所述连接单元，用于基于所述目标编号确定所述目标空闲开料机的终端地址，并基于所述终端地址构建所述目标空闲开料机与所述预设控制终端之间的控制链路；
开机单元，用于基于所述控制链路通过所述预设控制终端向所述目标空闲开料机发送开机指令。
3.根据权利要求2所述的一种低能耗的板状材料生产线开料设备，其特征在于，所述开机单元包括：
语音采集子单元，用于获取预设控制终端发布的语音信号，并对所述语音信号进行模数转换，得到数字语音信号；
语音分析子单元，用于提取所述数字语音信号中的关键字，并将所述关键字与标准语音范本进行匹配，确定所述语音信号对应的控制目的；
指令生成子单元，用于基于所述控制目的调取指令生成方案，且基于所述指令生成方案生成与所述语音信号控制目的一致的控制指令，并将所述控制指令基于所述控制链路传输至目标空闲开料机。
4.根据权利要求1所述的一种低能耗的板状材料生产线开料设备，其特征在于，所述材料检测模块包括：
图像预采集单元，用于在接收到对所述板状材料的开料任务后，确定开料机上预设摄像头的设备编号，其中，所述预设摄像头至少为一个；
所述图像预采集单元，用于基于所述设备编号控制所述预设摄像头对板状材料生产线上的板状材料进行预采集，并基于预采集结果确定预采集图像的采集角度；
角度修正单元，用于将所述采集角度与预设要求角度进行比较，且基于比较结果对所述预设摄像头采集角度进行修正；
图像采集单元，用于基于修正结果对所述板状材料进行图像采集，得到目标图像，并将所述目标图像传输至管理终端。
5.根据权利要求1所述的一种低能耗的板状材料生产线开料设备，其特征在于，所述分析模块包括：
图像处理单元，用于获取采集到的所述板状材料的目标图像，并确定所述目标图像的拍摄角度，其中，所述拍摄角度包括前、后、左、右；
所述图像处理单元，用于基于拍摄角度将所述目标图像进行拼接，得到目标拼接图像，并确定所述目标拼接图像的清晰度；
所述图像处理单元，用于当所述目标拼接图像的清晰度小于预设清晰度时，分别对所述目标拼接图像进行第一滤波处理以及第二滤波处理，得到第一处理图像和第二处理图像；
所述图像处理单元，还用于将所述第一处理图像和第二处理图像进行叠加，得到最终的处理图像，并对所述处理图像进行预处理得到二值图像；
物体识别单元，用于基于所述二值图像确定所述板状材料的特征点，并将所述特征点进行连接，得到所述板状材料的物体轮廓，其中，所述特征点不唯一；
所述物体识别单元，用于基于所述物体轮廓确定所述板状材料的目标区域，并基于候选框对所述目标区域进行标示；
三维重构单元，用于基于标示结果将所述目标区域进行划分，并基于划分结果确定每一子目标区域的图像纹理信息；
所述三维重构单元，用于基于所述图像纹理信息确定每一子目标区域的三角网格大小，并基于所述三角网格大小确定所述每一子目标区域的三角面片；
所述三维重构单元，用于将所述每一子目标区域的三角面片进行拼接重组，得到所述板状材料的三维立体模型；
特征确定单元，用于确定所述三维立体模型的成像比例，并基于所述成像比例确定所述板状材料的实际尺寸；
所述特征确定单元，用于基于所述板状材料的实际尺寸确定所述板状材料的材料特征。
6.根据权利要求1所述的一种低能耗的板状材料生产线开料设备，其特征在于，所述开料单元包括：
开料结果获取子单元，用于获取所述开料机对所述板状材料开料后得到的目标材料板，并确定所述目标材料板的目标形状、切边平滑度以及尺寸信息；
开料效果评估子单元，用于获取所述板状材料的开料规划图，并基于所述开料规划图分别对所述目标材料板的目标形状、切边平滑度以及尺寸信息进行评估，得到第一评估值、第二评估值以及第三评估值；
所述开料效果评估子单元，用于确定所述目标形状、切边平滑度以及尺寸信息的权重系数，并基于所述权重系数对所述第一评估值、第二评估值以及第三评估值进行综合运算，得到所述目标材料板的开料效果综合评估值；
材料处理子单元，用于将所述开料效果综合评估值与预设评估值进行比较，且当所述开料效果综合评估值小于预设评估值时，将所述目标材料板传输至预设废料处理生产线进行废料回收处理。
7.根据权利要求1所述的一种低能耗的板状材料生产线开料设备，其特征在于，所述开料单元包括：
识别子单元，用于获取所述板状材料的开料板，并基于预设摄像头对所述开料板进行识别，确定所述开料板中的喷码位置；
喷码子单元，用于控制预设喷码装置基于所述喷码位置对所述开料板进行喷码；
分拣子单元，用于基于喷码结果对所述开料板进行分拣，完成对所述开料板的喷码及分拣操作。
8.根据权利要求1所述的一种低能耗的板状材料生产线开料设备，其特征在于，所述变频单元包括：
能耗监测子单元，用于获取所述开料机对板状材料的开料时长以及在各时间段内对所述开料机的供电频率，并基于所述开料时长以及各时间段内所述开料机的供电频率确定所述开料机完成对所述板状材料的开料操作所使用的第一总能耗；
优化子单元，用于获取所述开料机在恒频状态下完成开料操作所使用的第二总能耗，并将所述第一总能耗与所述第二总能耗进行比较；
优化子单元，还用于基于比较结果确定所述开料机在变频控制下的节能率，并当所述节能率小于预设阈值时，对所述开料机的变频控制方案进行优化，直至所述节能率大于或等于预设阈值。
9.一种低能耗的板状材料生产线开料方法，其特征在于，包括：
获取对板状材料的开料任务，并采集所述板状材料的目标图像；
基于所述目标图像确定所述板状材料的材料特征，同时，获取开料机的当前工作状态；
基于所述开料任务以及材料特征对所述开料机的当前工作状态进行变频控制，并基于变频控制结果完成对板状材料的开料；
获取所述开料机的当前工作状态以及所述板状材料的开料任务和板状材料的材料特征，并基于所述材料特征确定所述板状材料的材质属性；
基于所述材质属性确定所述开料机的初始供电频率范围，并确定所述开料机的当前工作状态对应的供电频率；
基于预设控制程序根据所述初始供电频率范围对所述开料机的供电频率进行第一调整，同时，提取所述板状材料的开料任务对应的开料规划图，并基于所述开料规划图确定所述板状材料的开料起始点以及开料终止点；
基于开料规划图以及所述开料起始点和开料终止点确定所述板状材料的开料轨迹，同时，基于所述板状材料的材料特征确定所述板状材料的厚度；
基于所述厚度对所述开料机的供电频率进行第二调整，并基于调整结果控制所述开料机根据所述开料轨迹对所述板状材料进行开料；
对开料进程进行实时监测，获取所述开料机的工作电压以及工作电流，并基于所述工作电压以及工作电流确定所述开料机的负荷值；
当所述负荷值大于预设负载值时，判定所述开料机处于超负荷状态，并基于预设控制程序对所述开料机的供电频率进行第三调整，直至所述负荷值小于或等于预设负载值；
基于第三调整结果实时获取开料机对所述板状材料的开料进程，并当所述开料进程达到预设进程时，对所述开料机的供电频率进行梯度调整，完成对所述开料机的变频控制。
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