CN114986379B - 眼镜材料加工设备控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了眼镜材料加工设备控制系统及方法，涉及眼镜材料加工领域。眼镜材料加工设备控制系统，包括：计算机，夹持翻转模块，工件位置调整模块，降温模块以及升降模块，其中，所述夹持翻转模块、工件位置调整模块、降温模块以及升降模块分别与计算机电性相接；所述计算机中包括控制模块与数据采集模块，本发明通过第一位置监控模块和第二位置监控模块、数据采集模块的设置，可以对使镜片较为精准的位于研磨机的正下方，同时还可以实时监测研磨机对镜片研磨的厚度，以便可以精准的对镜片研磨出指定的厚度和形状，有效地提高了对镜片研磨加工的精准度，适于推广使用。

Description

眼镜材料加工设备控制系统及方法
技术领域
本发明属于眼镜材料加工技术领域，具体地说，涉及眼镜材料加工设备控制系统及方法。
背景技术
眼镜可以用来保护眼睛，如防辐射、防强光等等，也可以用来矫正近视、远视、散光等视力问题，提高视觉功能，同时，眼镜还可以用来当作时尚用品，装饰脸部轮廓等，如太阳镜是在太阳强光下保护眼睛不受强光照射，另外还有装饰的作用，眼镜的结构包括眼镜架和眼镜片。
在眼镜片的制作流程中，镜片毛坯经过研磨形成球面，球面的曲率满足所需的屈光度，再经过打标、抛光得到未切割的眼镜片，便能将眼镜片依据镜框切割后进行安装，但在镜片毛坯加工时，需要人工手动操作机器进行研磨，且镜片研磨时需要加入研磨液进行辅助，然而现有的研磨机在对镜片进行加工时，无法较为精准的控制对镜片的研磨厚度，需要加工人员反复测量比对，研磨效果有待进一步提升，有鉴于此特提出本发明。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种可以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的眼镜材料加工设备控制系统。
为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：眼镜材料加工设备控制系统，包括：计算机，夹持翻转模块，工件位置调整模块，降温模块以及升降模块，其中，所述夹持翻转模块、工件位置调整模块、降温模块以及升降模块分别与计算机电性相接；所述计算机中包括控制模块与数据采集模块，所述工件位置调整模块与升降模块上分别设有第一位置监控模块和第二位置监控模块，所述计算机通过控制模块来控制夹持翻转模块，工件位置调整模块，降温模块以及升降模块进行工作，所述第一位置监控模块和第二位置监控模块均通过数据采集模块实时向计算机反馈工件位置调整模块与升降模块工作时的数据；所述夹持翻转模块安装在工件位置调整模块上，用于对工件进行夹持定位，并在工件完成一面的加工后，可以对工件进行翻转；所述工件位置调整模块用于对夹持翻转模块进行位置调节，使所述夹持翻转模块上的工件可以精准的移动到凸面研磨机或凹面研磨机的真下方；所述升降模块用于带动凸面研磨机或凹面研磨机进行位移，然后再在所述第二位置监控模块的配合下，使所述凸面研磨机或凹面研磨机对工件进行精准的研磨；所述降温模块安装在工件位置调整模块靠近夹持翻转模块的位置上，用于向工件的表面进行喷洒降温液。
进一步地，所述工件位置调整模块安装在加工控制系统的工作台上，所述工件位置调整模块包括第一电机、丝杆、移动块、限位杆、竖板，所述竖板对称固定连接在工作台的两侧，所述丝杆转动连接在两个竖板之间，所述第一电机固定连接在其中一个竖板上，所述丝杆靠近第一电机的一端与所述第一电机的输出端固定连接，所述移动块滑动连接在工作台上，且与所述丝杆螺纹连接，所述限位杆对称设置在丝杆的两侧，且两端分别与相邻的竖板固定连接，所述移动块与限位杆之间滑动连接。
再进一步地，所述夹持翻转模块包括固定箱、第二电机、转动杆、电动伸缩杆、弧形夹持环，所述固定箱固定连接在移动块上，所述第二电机固定连接在固定箱的一侧，所述转动杆固定连接在第二电机的输出端，所述电动伸缩杆固定连接在固定箱远离第二电机的一侧，且与所述转动杆的中心轴在一条直线上，所述弧形夹持环设置在转动杆远离第二电机的一端和电动伸缩杆的伸缩端，两个所述弧形夹持环分别与转动杆固定连接、与电动伸缩杆转动连接，两个所述弧形夹持环相互靠近的一侧分别开设有弧形凹槽。
更进一步地，所述降温模块包括水泵、喷洒头，所述水泵固定连接在固定箱的内部下端，所述喷洒头设置在固定箱内靠近水泵的一侧，且与所述水泵之间通过水管连接，所述喷洒头对称设置在弧形夹持环的上下两侧。
还进一步地，所述固定箱上端的开口处通过合页铰链对称转动连接有防溅板，两个所述防溅板相互靠近的一侧分别开设有与凸面研磨机、凹面研磨机配合使用的半圆形口，所述固定箱靠近弧形夹持环的下侧横向插接有滤板。
进一步地，所述第一位置监控模块包括第一激光测距仪，所述第一激光测距仪对称设置移动块的两侧，且分别固定连接在相邻的竖板上。
更进一步地，所述升降模块包括支撑板、电动升降杆，所述支撑板对称固定连接在工作台上端通过支杆固定连接的支撑框架中，所述电动升降杆固定连接在支撑板上，所述凸面研磨机、凹面研磨机分别连接在两个电动升降杆的升降端。
再进一步地，所述第二位置监控模块包括移动支架、第二激光测距仪，所述移动支架竖向滑动连接在支撑板上，且设置在所述电动升降杆的外侧，所述移动支架的下侧与电动升降杆的升降端固定连接，所述凸面研磨机、凹面研磨机分别固定连接在两个移动支架下侧远离电动升降杆的一侧，所述第二激光测距仪固定连接在移动支架的上端，且检测端面向所述电动升降杆。
还进一步地，所述计算机安装在支撑框架靠近两个电动升降杆之间，所述第一电机、第二电机、水泵、电动伸缩杆、电动升降杆、第一激光测距仪、第二激光测距仪、凸面研磨机以及凹面研磨机均与计算机电性连接。
眼镜材料加工设备控制系统的控制方法，包括以下步骤：
S1：当工作人员将镜片放置在夹持反转模块后，此时计算机便会通过控制模块向夹持翻转模块发出夹持命令，然后夹持翻转模块便会对镜片进行夹持固定；
S2：接着计算机便会再通过控制模块控制工件位置调整模块先向左作用，当工件位置调整模块向左进行移动时，第一位置监控模块便会对工件与凸面研磨机之间的距离进行监控，然后数据采集模块便会将第一位置监控模块监控到的数据实时传输给计算机，当工件位置调整模块带动工件移动到凸面研磨机的正下方时，此时计算机便会控制工件位置调整模块停止工作；
S3：然后计算机便会通过控制模块控制升降模块带动凸面研磨机下降，再然后计算机再同时启动凸面研磨机，当凸面研磨机向下移动时，第二位置监控模块便会对凸面研磨机的下降距离进行实时监控，然后再通过数据采集模块向计算机传输数据，当凸面研磨机对镜片的研磨厚度达到实现工作人员向计算机输入的加工数据后，此时计算机便会通过升降模块带动凸面研磨机离开镜片；
S4：当完成对镜片一面的加工后，此时计算机便会通过控制模块控制夹持翻转模块带动镜片进行翻转，接着再控制工件位置调整模块带动镜片向右移动，使其镜片位于凹面研磨机的正下方，然后再控制升降模块带动凹面研磨机下降对镜片进行研磨；
S5：在对镜片进行研磨时，此时计算机再通过控制模块控制降温模块进行工作，从而便可对镜片与研磨片进行喷水降温，同时进行防尘；
S6：当完成对镜片的研磨加工后，此时计算机便会通过控制模块控制夹持翻转模块松开镜片，然后工作人员便可将研磨加工后的镜片拿到下一道工序处进行加工操作。
其中计算机21通过多粒度级联梯度评估算法评估控制系统的控制信息，利用级联结构实现控制系统控制命令暂态评估；
通过扫描结构对控制系统中的线路参数进行监测，控制系统的参数表达式为：
Figure 904604DEST_PATH_IMAGE001
(1)
公式(1)中，
Figure 806570DEST_PATH_IMAGE002
表示控制系统运行系数，
Figure 707530DEST_PATH_IMAGE003
表示采集的控制系统信息样本，
Figure 129284DEST_PATH_IMAGE004
表 示控制系统暂态失稳概率；i表示控制命令条数；
Figure 457497DEST_PATH_IMAGE005
表示第
Figure 144961DEST_PATH_IMAGE005
条控制命令；
对参数系数进行分割，建立多粒度扫描结构，控制系统运行分割函数为：
Figure 318454DEST_PATH_IMAGE006
(2)
公式(2)中，
Figure 860294DEST_PATH_IMAGE007
表示控制系统的分割函数，
Figure 608676DEST_PATH_IMAGE008
表示多粒度扫描的样本参数，
Figure 235966DEST_PATH_IMAGE009
表示扫描样本的不同参数；
Figure 478729DEST_PATH_IMAGE010
表示多粒度扫描的样本参数增益值，
Figure 140654DEST_PATH_IMAGE011
表示扫描 样本的不同参数的增益值；
对控制系统初始化处理，通过弱化暂态响应，将系统恢复稳定状态，由此得到暂态弱化方程为：
Figure 358140DEST_PATH_IMAGE012
(3)
公式(3)中，
Figure 207147DEST_PATH_IMAGE013
表示暂态弱化方程式，
Figure 253601DEST_PATH_IMAGE014
表示发生控制系统控制命令失稳长度，
Figure 19300DEST_PATH_IMAGE015
表示失稳状态下的控制系统线路参数，
Figure 860217DEST_PATH_IMAGE016
表示控制系统控制命令失稳的电容变化；
根据失稳后控制命令丢失量建立级联评估结构，将失稳状态的控制系统线路参数作为自变量，则建立的级联梯度值为：
Figure 196521DEST_PATH_IMAGE017
(4)
公式（4)中，
Figure 781086DEST_PATH_IMAGE019
表示控制系统线路稳态级联梯度值，
Figure 902757DEST_PATH_IMAGE021
表示级联稳态方程式，
Figure 914575DEST_PATH_IMAGE023
表示失稳状态下的控制系统线路参数，
Figure 3754DEST_PATH_IMAGE024
表示级联稳态下的控制系统线路参数；
根据多粒度扫描结构和级联梯度值建立评估模型：
Figure 126431DEST_PATH_IMAGE026
(5)
公式（5)中，
Figure 601143DEST_PATH_IMAGE027
表示暂态评估模型函数，
Figure 783863DEST_PATH_IMAGE028
表示推算的线路暂态评估函数的 第
Figure 94758DEST_PATH_IMAGE028
阶段，
Figure 21126DEST_PATH_IMAGE029
表示稳态状态下的线路电容，
Figure 117389DEST_PATH_IMAGE031
表示线路电容序号，
Figure 471010DEST_PATH_IMAGE033
表示线路电容总数，
Figure 269202DEST_PATH_IMAGE035
表示数学领域中的实数集合，表明
Figure 999260DEST_PATH_IMAGE036
取值属于实数，
Figure 448565DEST_PATH_IMAGE038
表示暂态稳定电流，
Figure 973087DEST_PATH_IMAGE040
表 示推算的下一阶段的线路暂态评估函数；
根据评估模型计算规律，对各控制系统线路进行监测，构建稳定的暂态数据函数为：
Figure 55313DEST_PATH_IMAGE041
(6)
公式(6)中，
Figure 339795DEST_PATH_IMAGE043
表示MCG评估模型输出的稳定暂态数据，
Figure 394339DEST_PATH_IMAGE044
表示推算控制系统 命令的暂态数据的阶段总数，
Figure 89762DEST_PATH_IMAGE046
表示推算的下一条控制系统命令的暂态数据。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明通过第一位置监控模块和第二位置监控模块、数据采集模块的设置，可以对使镜片较为精准的位于研磨机的正下方，同时还可以实时监测研磨机对镜片研磨的厚度，以便可以精准的对镜片研磨出指定的厚度和形状，有效地提高了对镜片研磨加工的精准度，适于推广使用。并通过多粒度级联梯度评估算法评估控制系统的控制信息，利用级联结构实现控制系统控制命令暂态评估；通过扫描结构对控制系统中的线路参数进行监测。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
在附图中：
图1为本发明提出的眼镜材料加工设备控制系统的系统流程示意图；
图2为本发明提出的眼镜材料加工设备控制系统的系统示意图；
图3为本发明提出的眼镜材料加工设备控制系统的设备结构示意图；
图4为本发明提出的眼镜材料加工设备控制系统的设备中第一电机、固定箱、第二电机、电动伸缩杆、弧形夹持环的结构示意图；
图5为本发明提出的眼镜材料加工设备控制系统的设备中固定箱、弧形夹持环、水泵、滤板、喷洒头的结构示意图；
图6为本发明提出的眼镜材料加工设备控制系统图4中A部分的结构示意图；
图中：1、工作台；2、支撑框架；3、竖板；4、丝杆；5、第一激光测距仪；6、第一电机；7、固定箱；8、第二电机；9、转动杆；10、电动伸缩杆；11、弧形夹持环；12、水泵；13、喷洒头；14、滤板；15、限位杆；16、支撑板；17、电动升降杆；18、移动支架；19、凸面研磨机；20、凹面研磨机；21、计算机；22、防溅板；23、第二激光测距仪；
需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1：参照图1-图6，眼镜材料加工设备控制系统，包括：计算机21，夹持翻转模块，工件位置调整模块，降温模块以及升降模块，其中，夹持模块、工件位置调整模块、降温模块以及升降模块分别与计算机21电性相接；计算机21中包括控制模块与数据采集模块，工件位置调整模块与升降模块上分别设有第一位置监控模块和第二位置监控模块，计算机21通过控制模块来控制夹持翻转模块，工件位置调整模块，降温模块以及升降模块进行工作，第一位置监控模块和第二位置监控模块均通过数据采集模块实时向计算机21反馈工件位置调整模块与升降模块工作时的数据；夹持翻转模块安装在工件位置调整模块上，用于对工件进行夹持定位，并在工件完成一面的加工后，可以对工件进行翻转；工件位置调整模块用于对夹持翻转模块进行位置调节，使夹持翻转模块上的工件可以精准的移动到凸面研磨机19或凹面研磨机20的真下方；升降模块用于带动凸面研磨机19或凹面研磨机20进行位移，然后再在第二位置监控模块的配合下，使凸面研磨机19或凹面研磨机20对工件进行精准的研磨；降温模块安装在工件位置调整模块靠近夹持翻转模块的位置上，用于向工件的表面进行喷洒降温液。
下面结合具体的实施情况，对该方法进行解读，具体流程如下：
当工作人员将镜片放置在夹持反转模块后，此时计算机21便会通过控制模块向夹持翻转模块发出夹持命令，然后夹持翻转模块便会对镜片进行夹持固定；接着计算机21便会再通过控制模块控制工件位置调整模块先向左作用，当工件位置调整模块向左进行移动时，第一位置监控模块便会对工件与凸面研磨机19之间的距离进行监控，然后数据采集模块便会将第一位置监控模块监控到的数据实时传输给计算机21，当工件位置调整模块带动工件移动到凸面研磨机19的正下方时，此时计算机21便会控制工件位置调整模块停止工作；然后计算机21便会通过控制模块控制升降模块带动凸面研磨机19下降，再然后计算机21再同时启动凸面研磨机19，当凸面研磨机19向下移动时，第二位置监控模块便会对凸面研磨机19的下降距离进行实时监控，然后再通过数据采集模块向计算机21传输数据，当凸面研磨机19对镜片的研磨厚度达到实现工作人员向计算机21输入的加工数据后，此时计算机21便会通过升降模块带动凸面研磨机19离开镜片；当完成对镜片一面的加工后，此时计算机21便会通过控制模块控制夹持翻转模块带动镜片进行翻转，接着再控制工件位置调整模块带动镜片向右移动，使其镜片位于凹面研磨机20的正下方，然后再控制升降模块带动凹面研磨机20下降对镜片进行研磨；在对镜片进行研磨时，此时计算机21再通过控制模块控制降温模块进行工作，从而便可对镜片与研磨片进行喷水降温，同时进行防尘；当完成对镜片的研磨加工后，此时计算机21便会通过控制模块控制夹持翻转模块松开镜片，然后工作人员便可将研磨加工后的镜片拿到下一道工序处进行加工操作。
参照图3-图6，更近一步地是，工件位置调整模块安装在加工控制系统的工作台1上，工件位置调整模块包括第一电机6、丝杆4、移动块、限位杆15、竖板3，竖板3对称固定连接在工作台1的两侧，丝杆4转动连接在两个竖板3之间，第一电机6固定连接在其中一个竖板3上，丝杆4靠近第一电机6的一端与第一电机6的输出端固定连接，移动块滑动连接在工作台1上，且与丝杆4螺纹连接，限位杆15对称设置在丝杆4的两侧，且两端分别与相邻的竖板3固定连接，移动块与限位杆15之间滑动连接；
夹持翻转模块包括固定箱7、第二电机8、转动杆9、电动伸缩杆10、弧形夹持环11，固定箱7固定连接在移动块上，第二电机8固定连接在固定箱7的一侧，转动杆9固定连接在第二电机8的输出端，电动伸缩杆10固定连接在固定箱7远离第二电机8的一侧，且与转动杆9的中心轴在一条直线上，弧形夹持环11设置在转动杆9远离第二电机8的一端和电动伸缩杆10的伸缩端，两个弧形夹持环11分别与转动杆9固定连接、与电动伸缩杆10转动连接，两个弧形夹持环11相互靠近的一侧分别开设有弧形凹槽；
降温模块包括水泵12、喷洒头13，水泵12固定连接在固定箱7的内部下端，喷洒头13设置在固定箱7内靠近水泵12的一侧，且与水泵12之间通过水管连接，喷洒头13对称设置在弧形夹持环11的上下两侧；
固定箱7上端的开口处通过合页铰链对称转动连接有防溅板22，两个防溅板22相互靠近的一侧分别开设有与凸面研磨机19、凹面研磨机20配合使用的半圆形口，固定箱7靠近弧形夹持环11的下侧横向插接有滤板14；
第一位置监控模块包括第一激光测距仪5，第一激光测距仪5对称设置移动块的两侧，且分别固定连接在相邻的竖板3上；
升降模块包括支撑板16、电动升降杆17，支撑板16对称固定连接在工作台1上端通过支杆固定连接的支撑框架2中，电动升降杆17固定连接在支撑板16上，凸面研磨机19、凹面研磨机20分别连接在两个电动升降杆17的升降端；
第二位置监控模块包括移动支架18、第二激光测距仪23，移动支架18竖向滑动连接在支撑板16上，且设置在电动升降杆17的外侧，移动支架18的下侧与电动升降杆17的升降端固定连接，凸面研磨机19、凹面研磨机20分别固定连接在两个移动支架18下侧远离电动升降杆17的一侧，第二激光测距仪23固定连接在移动支架18的上端，且检测端面向电动升降杆17；
计算机21安装在支撑框架2靠近两个电动升降杆17之间，第一电机6、第二电机8、水泵12、电动伸缩杆10、电动升降杆17、第一激光测距仪5、第二激光测距仪23、凸面研磨机19以及凹面研磨机20均与计算机21电性连接。
在工作时，工作人员首先将打开防溅板22，再将需要进行研磨加工的镜片原料放置在两个弧形夹持环11之间，然后再通过计算机21控制电动伸缩杆10进行伸长，使两个弧形夹持环11靠近，进而便可使镜片卡接在两个弧形夹持环11的弧形凹槽内，完成对镜片的夹持固定后，此时再通过计算机21控制第一电机6进行转动，第一电机6便会带动丝杆4进行转动，丝杆4再在限位杆15的配合下，带动移动块首先向凸面研磨机19的一侧移动，通过第一激光测距仪5的设置，可以实时的对移动块到两侧竖板3之间的距离进行监测，由于凸面研磨机19与凹面研磨机20到相邻的竖板3之间的距离固定，因此通过第一激光测距仪5很容易的便可掌握移动块的位置，当第一激光测距仪5监测到移动块移动到凸面研磨机19的正下方时，此时计算机21便会控制第一电机6停止工作，然后再启动电动升降杆17，使电动升降杆17通过移动支架18同时带动凸面研磨机19、第二激光测距仪23向下移动，当凸面研磨机19的研磨片与镜片接触时，此时第二激光测距仪23便会通过自身到电动升降杆17的距离，来得知凸面研磨机19的研磨片已与镜片接触，工作人员可以事先向计算机21内输入需要进行研磨的厚度，当第二激光测距仪23检测到自身到电动升降杆17之间的距离达到指定的研磨的厚度时，此时计算机21便会控制电动升降杆17打动凸面研磨机19离开镜片，从而便可对镜片研磨到指定的厚度，当研磨片与镜面相贴后，此时通过计算机21启动凸面研磨机19，然后凸面研磨机19便会对镜片进行研磨，在凸面研磨机19进行工作的同时，通过电动升降杆17控制凸面研磨机19缓慢的进行下降，直至研磨到指定的厚度，当第二激光测距仪23检测到已研磨完成后，此时计算机21便可控制电动升降杆17带动凸面研磨机19离开镜片，当对一面完成研磨后，此时启动第二电机8，使第二电机8带动转动杆9进行转动，然后转动杆9便可通过弧形夹持环11带动镜片进行180°的翻转，使镜片的另一面向上，接着再通过计算机21控制第一电机6进行反转，然后再通过第一激光测距仪5的配合下，便可带动镜片移动到凸面研磨机19的正下方，然后再重复上述操作，便可对镜片的另一面进行研磨，在进行研磨的过程中，计算机21再控制水泵12进行工作，从而将固定箱7内的切削液通过水管输送到喷洒头13内，然后再通过喷洒头13将镜片的两面同时进行喷洒切削液，不仅可以对镜片、研磨片进行降温，还可以将镜片上的碎屑冲走，并且再在防溅板22的配合下，还可以起到降尘的目的，有效的提高了防护效果，同时滤板14还可以对使用后的切屑液进行碎屑滤出，从而便可使切屑液进行循环利用，有效的降低了资源的浪费，当完成研磨后，此时打开防溅板22，并控制电动伸缩杆10进行回缩，从而便可将镜片取出，进行下一工序的操作。
本发明通过计算机21通过多粒度级联梯度评估算法评估控制系统的控制信息，利用级联结构实现控制系统控制命令暂态评估；
通过扫描结构对控制系统中的线路参数进行监测，控制系统的参数表达式为：
Figure 862546DEST_PATH_IMAGE047
(1)
公式(1)中，
Figure 207112DEST_PATH_IMAGE048
表示控制系统运行系数，
Figure 850583DEST_PATH_IMAGE049
表示采集的控制系统信息样本，
Figure 982487DEST_PATH_IMAGE050
表 示控制系统暂态失稳概率；i表示控制命令条数；
Figure 976988DEST_PATH_IMAGE051
表示第
Figure 603273DEST_PATH_IMAGE051
条控制命令；
对参数系数进行分割，建立多粒度扫描结构，控制系统运行分割函数为：
Figure 366829DEST_PATH_IMAGE052
(2)
公式(2)中，
Figure 669635DEST_PATH_IMAGE053
表示控制系统的分割函数，
Figure 151432DEST_PATH_IMAGE054
表示多粒度扫描的样本参数，
Figure 814363DEST_PATH_IMAGE055
表示扫描样本的不同参数；
Figure 698005DEST_PATH_IMAGE056
表示多粒度扫描的样本参数增益值，
Figure 968450DEST_PATH_IMAGE057
表示扫 描样本的不同参数的增益值；
对控制系统初始化处理，通过弱化暂态响应，将系统恢复稳定状态，由此得到暂态弱化方程为：
Figure 422696DEST_PATH_IMAGE058
(3)
公式(3)中，
Figure 436788DEST_PATH_IMAGE059
表示暂态弱化方程式，
Figure 909358DEST_PATH_IMAGE060
表示发生控制系统控制命令失稳长度，
Figure 803234DEST_PATH_IMAGE061
表示失稳状态下的控制系统线路参数，
Figure 259623DEST_PATH_IMAGE062
表示控制系统控制命令失稳的电容变化；
根据失稳后控制命令丢失量建立级联评估结构，将失稳状态的控制系统线路参数作为自变量，则建立的级联梯度值为：
Figure 15089DEST_PATH_IMAGE063
(4)
公式（4)中，
Figure 873324DEST_PATH_IMAGE065
表示控制系统线路稳态级联梯度值，
Figure 173986DEST_PATH_IMAGE067
表示级联稳态方程 式，
Figure 117671DEST_PATH_IMAGE068
表示失稳状态下的控制系统线路参数，
Figure 473566DEST_PATH_IMAGE036
表示级联稳态下的控制系统线路参数；
根据多粒度扫描结构和级联梯度值建立评估模型：
Figure 435575DEST_PATH_IMAGE069
(5)
公式（5)中，
Figure 421986DEST_PATH_IMAGE070
表示暂态评估模型函数，
Figure 587388DEST_PATH_IMAGE071
表示推算的线路暂态评估函数的 第
Figure 419077DEST_PATH_IMAGE071
阶段，
Figure 2637DEST_PATH_IMAGE072
表示稳态状态下的线路电容，
Figure 159948DEST_PATH_IMAGE074
表示线路电容序号，
Figure 609384DEST_PATH_IMAGE076
表示线路电容总数，
Figure 759612DEST_PATH_IMAGE078
表示数学领域中的实数集合，表明
Figure 181366DEST_PATH_IMAGE036
取值属于实数，
Figure 509579DEST_PATH_IMAGE079
表示暂态稳定电流，
Figure 649573DEST_PATH_IMAGE080
表 示推算的下一阶段的线路暂态评估函数；
根据评估模型计算规律，对各控制系统线路进行监测，构建稳定的暂态数据函数为：
Figure 839377DEST_PATH_IMAGE041
(6)
公式(6)中，
Figure 177955DEST_PATH_IMAGE043
表示MCG评估模型输出的稳定暂态数据，
Figure 677069DEST_PATH_IMAGE044
表示推算控制系统 命令的暂态数据的阶段总数，
Figure 553627DEST_PATH_IMAGE081
表示推算的下一条控制系统命令的暂态数据。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明通过第一位置监控模块和第二位置监控模块、数据采集模块的设置，可以对使镜片较为精准的位于研磨机的正下方，同时还可以实时监测研磨机对镜片研磨的厚度，以便可以精准的对镜片研磨出指定的厚度和形状，有效地提高了对镜片研磨加工的精准度，适于推广使用。并通过多粒度级联梯度评估算法评估控制系统的控制信息，利用级联结构实现控制系统控制命令暂态评估；通过扫描结构对控制系统中的线路参数进行监测。本发明反应时间快。
为了验证上述技术效果，假设原始控制命令数据是400维的，然后分别用大小为100,200,300的滑块进行滑动，分别得到301 * 100,201 *100, 101 * 100的数据，也就是得到了301，201,101个实例为100维，200维，300维的子样本数据（instances）,这些数据其实都是一个样本里面的特征，不是有301个样本，不过这里为了好理解就将这301个当成了子样本，这一步有点k折交叉采样的意思，然后分别将这批数据送到级联随机森林，通过该算法与本发明申请的算法进行对比和分析。
最后安装该官方库的依赖包，在gcForest文件夹中的requirements.txt文档中有详细的清单如下：
argparse
joblib
keras
psutil
scikit-learn>=0.18.1
scipy
simplejson
tensorflow
xgboost
通过5个小时观察，级联随机森林在试验中成为方案1，对控制信息评估信息如表1所示。
表1两种方法通信时间对比
Figure 796390DEST_PATH_IMAGE082
Figure 192736DEST_PATH_IMAGE083
验证时，假设数据量为不同的条数，则发现本发明控制命令时间和级联随机森林控制时间利用的控制时间不同。说明在相同数据信息下，本研究控制方法控制时间短，反映时间快。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (10)

1.一种眼镜材料加工设备控制系统，其特征在于，包括：
计算机（21），夹持翻转模块，工件位置调整模块，降温模块以及升降模块，
其中，所述夹持翻转模块、工件位置调整模块、降温模块以及升降模块分别与计算机（21）电性相接；
所述计算机（21）中包括控制模块与数据采集模块，所述工件位置调整模块与升降模块上分别设有第一位置监控模块和第二位置监控模块，所述计算机（21）通过控制模块来控制夹持翻转模块，工件位置调整模块，降温模块以及升降模块进行工作，所述第一位置监控模块和第二位置监控模块均通过数据采集模块实时向计算机（21）反馈工件位置调整模块与升降模块工作时的数据；
所述夹持翻转模块安装在工件位置调整模块上，用于对工件进行夹持定位，并在工件完成一面的加工后，可以对工件进行翻转；
所述工件位置调整模块用于对夹持翻转模块进行位置调节，使所述夹持翻转模块上的工件可以精准的移动到凸面研磨机（19）或凹面研磨机（20）的正 下方；
所述升降模块用于带动凸面研磨机（19）或凹面研磨机（20）进行位移，然后再在所述第二位置监控模块的配合下，使所述凸面研磨机（19）或凹面研磨机（20）对工件进行精准的研磨；
所述降温模块安装在工件位置调整模块靠近夹持翻转模块的位置上，用于向工件的表面进行喷洒降温液。
2.根据权利要求1所述的眼镜材料加工设备控制系统，其特征在于：所述工件位置调整模块安装在加工控制系统的工作台（1）上，所述工件位置调整模块包括第一电机（6）、丝杆（4）、移动块、限位杆（15）、竖板（3），所述竖板（3）对称固定连接在工作台（1）的两侧，所述丝杆（4）转动连接在两个竖板（3）之间，所述第一电机（6）固定连接在其中一个竖板（3）上，所述丝杆（4）靠近第一电机（6）的一端与所述第一电机（6）的输出端固定连接，所述移动块滑动连接在工作台（1）上，且与所述丝杆（4）螺纹连接，所述限位杆（15）对称设置在丝杆（4）的两侧，且两端分别与相邻的竖板（3）固定连接，所述移动块与限位杆（15）之间滑动连接。
3.根据权利要求2所述的眼镜材料加工设备控制系统，其特征在于：所述夹持翻转模块包括固定箱（7）、第二电机（8）、转动杆（9）、电动伸缩杆（10）、弧形夹持环（11），所述固定箱（7）固定连接在移动块上，所述第二电机（8）固定连接在固定箱（7）的一侧，所述转动杆（9）固定连接在第二电机（8）的输出端，所述电动伸缩杆（10）固定连接在固定箱（7）远离第二电机（8）的一侧，且与所述转动杆（9）的中心轴在一条直线上，所述弧形夹持环（11）设置在转动杆（9）远离第二电机（8）的一端和电动伸缩杆（10）的伸缩端，两个所述弧形夹持环（11）分别与转动杆（9）固定连接、与电动伸缩杆（10）转动连接，两个所述弧形夹持环（11）相互靠近的一侧分别开设有弧形凹槽。
4.根据权利要求3所述的眼镜材料加工设备控制系统，其特征在于：所述降温模块包括水泵（12）、喷洒头（13），所述水泵（12）固定连接在固定箱（7）的内部下端，所述喷洒头（13）设置在固定箱（7）内靠近水泵（12）的一侧，且与所述水泵（12）之间通过水管连接，所述喷洒头（13）对称设置在弧形夹持环（11）的上下两侧。
5.根据权利要求4所述的眼镜材料加工设备控制系统，其特征在于：所述固定箱（7）上端的开口处通过合页铰链对称转动连接有防溅板（22），两个所述防溅板（22）相互靠近的一侧分别开设有与凸面研磨机（19）、凹面研磨机（20）配合使用的半圆形口，所述固定箱（7）靠近弧形夹持环（11）的下侧横向插接有滤板（14）。
6.根据权利要求5所述的眼镜材料加工设备控制系统，其特征在于：所述第一位置监控模块包括第一激光测距仪（5），所述第一激光测距仪（5）对称设置移动块的两侧，且分别固定连接在相邻的竖板（3）上。
7.根据权利要求6所述的眼镜材料加工设备控制系统，其特征在于：所述升降模块包括支撑板（16）、电动升降杆（17），所述支撑板（16）对称固定连接在工作台（1）上端通过支杆固定连接的支撑框架（2）中，所述电动升降杆（17）固定连接在支撑板（16）上，所述凸面研磨机（19）、凹面研磨机（20）分别连接在两个电动升降杆（17）的升降端。
8.根据权利要求7所述的眼镜材料加工设备控制系统，其特征在于：所述第二位置监控模块包括移动支架（18）、第二激光测距仪（23），所述移动支架（18）竖向滑动连接在支撑板（16）上，且设置在所述电动升降杆（17）的外侧，所述移动支架（18）的下侧与电动升降杆（17）的升降端固定连接，所述凸面研磨机（19）、凹面研磨机（20）分别固定连接在两个移动支架（18）下侧远离电动升降杆（17）的一侧，所述第二激光测距仪（23）固定连接在移动支架（18）的上端，且检测端面向所述电动升降杆（17）。
9.根据权利要求8所述的眼镜材料加工设备控制系统，其特征在于：所述计算机（21）安装在支撑框架（2）靠近两个电动升降杆（17）之间，所述第一电机（6）、第二电机（8）、水泵（12）、电动伸缩杆（10）、电动升降杆（17）、第一激光测距仪（5）、第二激光测距仪（23）、凸面研磨机（19）以及凹面研磨机（20）均与计算机（21）电性连接。
10.眼镜材料加工设备控制系统的控制方法，采用权利要求1所述的眼镜材料加工设备控制系统，其特征在于，包括以下步骤：
S1：当工作人员将镜片放置在夹持翻 转模块后，此时计算机（21）便会通过控制模块向夹持翻转模块发出夹持命令，然后夹持翻转模块便会对镜片进行夹持固定；
S2：接着计算机（21）便会再通过控制模块控制工件位置调整模块先向左作用，当工件位置调整模块向左进行移动时，第一位置监控模块便会对工件与凸面研磨机（19）之间的距离进行监控，然后数据采集模块便会将第一位置监控模块监控到的数据实时传输给计算机（21），当工件位置调整模块带动工件移动到凸面研磨机（19）的正下方时，此时计算机（21）便会控制工件位置调整模块停止工作；
S3：然后计算机（21）便会通过控制模块控制升降模块带动凸面研磨机（19）下降，再然后计算机（21）再同时启动凸面研磨机（19），当凸面研磨机（19）向下移动时，第二位置监控模块便会对凸面研磨机（19）的下降距离进行实时监控，然后再通过数据采集模块向计算机（21）传输数据，当凸面研磨机（19）对镜片的研磨厚度达到实现工作人员向计算机（21）输入的加工数据后，此时计算机（21）便会通过升降模块带动凸面研磨机（19）离开镜片；
S4：当完成对镜片一面的加工后，此时计算机（21）便会通过控制模块控制夹持翻转模块带动镜片进行翻转，接着再控制工件位置调整模块带动镜片向右移动，使其镜片位于凹面研磨机（20）的正下方，然后再控制升降模块带动凹面研磨机（20）下降对镜片进行研磨；
S5：在对镜片进行研磨时，此时计算机（21）再通过控制模块控制降温模块进行工作，从而便可对镜片与研磨片进行喷水降温，同时进行防尘；
S6：当完成对镜片的研磨加工后，此时计算机（21）便会通过控制模块控制夹持翻转模块松开镜片，然后工作人员便可将研磨加工后的镜片拿到下一道工序处进行加工操作；
其中计算机（21）通过多粒度级联梯度评估算法评估控制系统的控制信息，利用级联结构实现控制系统控制命令暂态评估；
通过扫描结构对控制系统中的线路参数进行监测，控制系统的参数表达式为：
Figure 186328DEST_PATH_IMAGE001
(1)
公式(1)中，
Figure 588490DEST_PATH_IMAGE002
表示控制系统运行系数，
Figure 709899DEST_PATH_IMAGE003
表示采集的控制系统信息样本，
Figure 437683DEST_PATH_IMAGE004
表示控制系统暂态失稳概率；i表示控制命令条数；
Figure 129696DEST_PATH_IMAGE005
表示第
Figure 850396DEST_PATH_IMAGE005
条控制命令；
对参数系数进行分割，建立多粒度扫描结构，控制系统运行分割函数为：
Figure 577043DEST_PATH_IMAGE006
(2)
公式(2)中，
Figure 210150DEST_PATH_IMAGE007
表示控制系统的分割函数，
Figure 920617DEST_PATH_IMAGE008
表示多粒度扫描的样本参数，
Figure 648271DEST_PATH_IMAGE009
表示扫描样本的不同参数；
Figure 495004DEST_PATH_IMAGE010
表示多粒度扫描的样本参数增益值，
Figure 564591DEST_PATH_IMAGE011
表示扫描样本的不同参数的增益值；
对控制系统初始化处理，通过弱化暂态响应，将系统恢复稳定状态，由此得到暂态弱化方程为：
Figure 480463DEST_PATH_IMAGE012
(3)
公式(3)中，
Figure 293699DEST_PATH_IMAGE013
表示暂态弱化方程式，
Figure 994938DEST_PATH_IMAGE014
表示发生控制系统控制命令失稳长度，
Figure 219115DEST_PATH_IMAGE015
表示失稳状态下的控制系统线路参数，
Figure 904174DEST_PATH_IMAGE016
表示控制系统控制命令失稳的电容变化；
根据失稳后控制命令丢失量建立级联评估结构，将失稳状态的控制系统线路参数作为自变量，则建立的级联梯度值为：
Figure 989942DEST_PATH_IMAGE017
(4)
公式（4)中，
Figure 60535DEST_PATH_IMAGE018
表示控制系统线路稳态级联梯度值，
Figure 206346DEST_PATH_IMAGE019
表示级联稳态方程式，
Figure 847543DEST_PATH_IMAGE020
表示失稳状态下的控制系统线路参数；
Figure 2580DEST_PATH_IMAGE021
表示级联稳态下的控制系统线路参数；
根据多粒度扫描结构和级联梯度值建立评估模型：
Figure 662101DEST_PATH_IMAGE023
(5)
公式（5)中，
Figure 244392DEST_PATH_IMAGE024
表示暂态评估模型函数，
Figure 638464DEST_PATH_IMAGE025
表示推算的线路暂态评估函数的第
Figure 315302DEST_PATH_IMAGE025
阶段，
Figure 111220DEST_PATH_IMAGE026
表示稳态状态下的线路电容，
Figure 598833DEST_PATH_IMAGE027
表示线路电容序号，
Figure 463889DEST_PATH_IMAGE028
表示线路电容总数，
Figure DEST_PATH_IMAGE029
表示数学领域中的实数集合，表明
Figure 429571DEST_PATH_IMAGE030
取值属于实数，
Figure DEST_PATH_IMAGE031
表示暂态稳定电流，
Figure 266946DEST_PATH_IMAGE032
表示推算的下一阶段的线路暂态评估函数；
根据评估模型计算规律，对各控制系统线路进行监测，构建稳定的暂态数据函数为：
Figure 191040DEST_PATH_IMAGE033
(6)
公式(6)中，
Figure 559704DEST_PATH_IMAGE034
表示MCG评估模型输出的稳定暂态数据，
Figure 578345DEST_PATH_IMAGE035
表示推算控制系统命令的暂态数据的阶段总数，
Figure 83275DEST_PATH_IMAGE036
表示推算的下一条控制系统命令的暂态数据。
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