CN116587043B - 一种工业自动化生产加工用工件输送系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工业生产运输技术领域，具体涉及一种工业自动化生产加工用工件输送系统，包括工位层、决策层及处理层；待加工工件通过工位层传输，于工位层中完成特征参数采集，决策层基于工位层采集到的待加工工件特征参数识别待加工工件缺陷，根据待加工工件缺陷决策待加工工件于工位层中传输路径，本发能够通过生产线上传输的加工工件的图像采集来获取加工工件特征参数，进一步根据加工工件的特征参数分析来应用改进的生产线对加工工件进行缺陷处理，从而有效地提升了生产线上加工工件在经由削、切、钻、成型及电镀加工处理后的成品合格率。
Description
技术领域
本发明涉及工业生产运输技术领域，具体涉及一种工业自动化生产加工用工件输送系统。
背景技术
工业自动化是在工业生产中广泛采用自动控制、自动调整装置，用以代替人工操纵机器和机器体系进行加工生产的趋势。在工业生产自动化条件下，人只是间接地照管和监督机器进行生产。
申请号为201710972536.3的发明专利申请中，公开一种配合工业机器人工作的自动化生产线，其特征在于，包括依次连接的工件上料输送单元、工件中转输送单元、工件生产加工输送单元及成品输送单元，其中，所述工件上料输送单元包括上料输送装置，实现工件水平输送上料；所述工件中转输送单元包括中转输送装置及中转输送装置上的升降取放料装置，实现工件的中转输送以及取料高度的调整；所述中转输送装置包括导轨支架、滑轨以及滑座，所述滑轨设于导轨支架上，所述滑座通过滑轮安装于滑轨中，所述滑座上设有电机座，电机座上安装有伺服电机，伺服电机的输出轴上设有齿轮，而所述滑轨上方设有齿条座，齿条座上设有与所述齿轮配合的齿条，使得驱动电机的驱动使滑座的滑轮在滑轨上滑动；所述升降取放料装置包括设于滑座上的第一连接座。
该申请在于解决：“针对特殊的工作环境，一般的自动化生产线并不能有效在污染环境中保护作业人员，隔离恶劣的工作环境，防止污染物的扩散”的问题。
然而，针对于自动化生产线上，经过削、切、钻、成型的加工处理并进一步输送至电镀处理的加工工件，其在输送过程中，往往不经过精细化监测便送至电镀处理，加工工件若表面存在毛刺或附着大量灰尘等问题，会直接影响工件电镀品质，甚至导致经电镀处理后的工件报废，从而因此一定程度的降低了自动化生产线上的加工工件成品合格率。
发明内容
解决的技术问题
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种工业自动化生产加工用工件输送系统，解决了上述背景技术中提出的技术问题。
技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种工业自动化生产加工用工件输送系统，包括工位层、决策层及处理层；
待加工工件通过工位层传输，于工位层中完成特征参数采集，决策层基于工位层采集到的待加工工件特征参数识别待加工工件缺陷，根据待加工工件缺陷决策待加工工件于工位层中传输路径，处理层接收决策层运行得到的待加工工件于工位层中传输路径，并将传输路径向工位层反馈，工位层进一步根据传输路径对待加工工件进行传输；
决策层包括接收模块、配置模块及判定模块，接收模块用于接收工位层中提取模块提取到的待加工工件特征参数，配置模块用于配置待加工工件特征参数与工位层中待加工工件传输路径，判定模块用于设定判定阈值，应用判定阈值判定待加工工件特征参数是否符合判定阈值，进一步参考判定结果决策待加工工件传输路径；
其中，待加工工件于工位层中完成削、切、钻、成型的加工处理，进一步由工位层输出执行电镀处理，决策层在输出待加工工件传输路径时，同步计算工位层维护系数，公式为：
；
式中：为待加工工件输出前传输路径使用次数；/>为连续n组中待加工工件特征参数与判定阈值的邻近值的和；/>及/>为权重，/>＜/>；/>=0或1，连续n组待加工工件特征参数中，各组相邻特征参数均为渐变增大或渐变缩小时，/>取1，反之取0；/>为安全向量；/>≥1时，工位层需维护，反之，则无需维护，系统持续运行。
更进一步地，工位层包括传输模组、采集模块及提取模块，传输模组用于传输待加工工件，采集模块用于采集传输模组上传输的待加工工件的图像数据，提取模块用于提取采集模块采集到的待加工工件的图像数据中的图像特征；
其中，传输模组包括接收工位、传输工位、输出工位、风机组工位、毛刺打磨工位及回转工位，接收工位、输出工位、风机组工位、毛刺打磨工位及回转工位相互之间均通过传输工位相互连接，采集模块设置有两组，分别部署于接收工位传输方向及输出工位传输方向相反方向上，提取模块提取到的待加工工件图像数据中图像特征即待加工工件的特征参数。
更进一步地，提取模块在提取待加工工件图像数据中图像特征前，首先对待加工工件图像数据进行切片处理，以求取待加工工件图像数据中的各个子区域，切片处理公式为：
；
式中：为待加工工件图像数据可以切片为子区域的数量；/>为金字塔层数；
其中，待加工工件图像数据通过公式求取时，采用SPM算法构建空间金字塔，在被求取后，根据待加工工件图像数据的像素求取每一切片子区域的大小，即k//>的值，k表示待加工工件图像数据的像素值，进一步根据切片子区域大小对待加工工件图像数据进行相等大小的子区域切片。
更进一步地，提取模块中提取的待加工工件图像数据中图像特征通过下式进行求取，公式为：
；
式中：为待加工工件图像数据的综合信息熵；c为待加工工件图像数据中子区域切片的集合，u为子区域切片的序号；/>为广义集合内不同标志值的个数；/>为标志值；为个体总量；/>为占有的个体数量。
更进一步地，提取模块中提取的待加工工件图像数据中图像特征通过下式进行求取，公式为：
；
式中：为待加工工件图像数据复杂度；=/R通过灰度
共生矩阵归一化求取，R为归一化常数；n为图像在平面内y轴方向的像素数；m为图像在平面
内x轴方向的像素数；d1、d2为i行和j列的方差；为对应灰度共生矩阵中的第i
行第j列的元素值；为灰度共生矩阵的生产方向；；；
其中，、/>即待加工工件图像数据中图像特征。
更进一步地，待加工工件传输路径包括：
I：接收工位至回转工位，回转工位至风机组工位，风机组工位至回转工位或输出工位，工位间对于待加工工件的传输应用传输工位；
II：接收工位至回转工位，回转工位至毛刺打磨工位，毛刺打磨工位至回转工位或输出工位，工位间对于待加工工件的传输应用传输工位；
III：接收工位至输出工位，工位间对于待加工工件的传输应用传输工位；
其中，接收工位至回转工位的过程中，系统中工位层、决策层及处理层完成运行。
更进一步地，配置模块在对待加工工件特征参数与工位层中待加工工件传输路径进行配置时，进一步使与毛刺打磨工位对应配置，/>与风机组工位对应配置，判定模块中设定的判定阈值分别与/>及/>对应，/>与判定阈值不符时，应用第II待加工工件传输路径，/>与判定阈值不符时，应用第I待加工工件传输路径；/>及/>与判定阈值均相符时，应用第III待加工工件传输路径；/>及/>与判定阈值均不相符时，依次应用第I及第II待加工工件传输路径。
更进一步地，与判定阈值不符的待加工工件特征参数记作待加工工件缺陷。
更进一步地，处理层包括反馈模块及标记模块，反馈模块用于接收决策层中判定模块输出的待加工工件传输路径，将待加工工件传输路径向工位层中传输模组发送，传输模组根据待加工工件传输路径运行，标记模块用于标记待加工工件于传输模组上输出前所执行的传输路径使用次数。
更进一步地，标记模块对待加工工件所执行的传输路径使用次数标记进行储存，系统端用户于标记模块中对待加工工件的传输路径使用次数进行读取或执行指定传输路径使用次数对应待加工工件目标的检索。
有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明提供一种工业自动化生产加工用工件输送系统，该系统在运行过程中，能够通过生产线上传输的加工工件的图像采集来获取加工工件特征参数，进一步根据加工工件的特征参数分析来应用改进的生产线对加工工件进行缺陷处理，从而有效地提升了生产线上加工工件在经由削、切、钻、成型及电镀加工处理后的成品合格率。
2、本发明中系统能够对加工工件进行毛刺打磨及表面灰尘清洁处理，确保加工工件在生产线上传输的过程中能够得到较为精细化的预处理，以便于更加适宜的接受电镀处理工序。
3、本发明中系统，通过生产线上加工工件的特征参数分析，还能够进一步的获取一定程度的对于生产线的误差判断，以此为生产线维护人员作为参考，以便于生产线维护人员更加便利的对生产线进行维护，进而使得生产线生产加工工件的过程更加稳定、精准。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。
图1为一种工业自动化生产加工用工件输送系统的结构示意图；
图2为本发明中自动化生产线上各工位对于加工工件传导方向指示示意图。
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，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例一
本实施例的一种工业自动化生产加工用工件输送系统，如图1所示，包括工位层、决策层及处理层；
待加工工件通过工位层传输，于工位层中完成特征参数采集，决策层基于工位层采集到的待加工工件特征参数识别待加工工件缺陷，根据待加工工件缺陷决策待加工工件于工位层中传输路径，处理层接收决策层运行得到的待加工工件于工位层中传输路径，并将传输路径向工位层反馈，工位层进一步根据传输路径对待加工工件进行传输；
决策层包括接收模块、配置模块及判定模块，接收模块用于接收工位层中提取模块提取到的待加工工件特征参数，配置模块用于配置待加工工件特征参数与工位层中待加工工件传输路径，判定模块用于设定判定阈值，应用判定阈值判定待加工工件特征参数是否符合判定阈值，进一步参考判定结果决策待加工工件传输路径；
其中，待加工工件于工位层中完成削、切、钻、成型的加工处理，进一步由工位层输出执行电镀处理，决策层在输出待加工工件传输路径时，同步计算工位层维护系数，公式为：
；
式中：为待加工工件输出前传输路径使用次数；/>为连续n组中待加工工件特征参数与判定阈值的邻近值的和；/>及/>为权重，/>＜/>；/>=0或1，连续n组待加工工件特征参数中，各组相邻特征参数均为渐变增大或渐变缩小时，/>取1，反之取0；/>为安全向量；/>≥1时，工位层需维护，反之，则无需维护，系统持续运行；
工位层包括传输模组、采集模块及提取模块，传输模组用于传输待加工工件，采集模块用于采集传输模组上传输的待加工工件的图像数据，提取模块用于提取采集模块采集到的待加工工件的图像数据中的图像特征；
其中，传输模组包括接收工位、传输工位、输出工位、风机组工位、毛刺打磨工位及回转工位，接收工位、输出工位、风机组工位、毛刺打磨工位及回转工位相互之间均通过传输工位相互连接，采集模块设置有两组，分别部署于接收工位传输方向及输出工位传输方向相反方向上，提取模块提取到的待加工工件图像数据中图像特征即待加工工件的特征参数；
处理层包括反馈模块及标记模块，反馈模块用于接收决策层中判定模块输出的待加工工件传输路径，将待加工工件传输路径向工位层中传输模组发送，传输模组根据待加工工件传输路径运行，标记模块用于标记待加工工件于传输模组上输出前所执行的传输路径使用次数；
传输模组通过介质电性与采集模块及提取模块相连接，提取模块通过介质电性与接收模块相连接，接收模块通过介质电性与配置模块及判定模块相连接，判定模块通过介质电性与反馈模块相连接，反馈模块通过介质电性与标记模块相连接。
在本实施例中，传输模组实时运行传输待加工工件，采集模块后置运行采集传输模组上传输的待加工工件的图像数据，同步的提取模块运行提取采集模块采集到的待加工工件的图像数据中的图像特征，接收模块进一步接收工位层中提取模块提取到的待加工工件特征参数，并由配置模块配置待加工工件特征参数与工位层中待加工工件传输路径，判定模块运行设定判定阈值，应用判定阈值判定待加工工件特征参数是否符合判定阈值，进一步参考判定结果决策待加工工件传输路径，最后通过反馈模块接收决策层中判定模块输出的待加工工件传输路径，将待加工工件传输路径向工位层中传输模组发送，传输模组根据待加工工件传输路径运行，标记模块进一步标记待加工工件于传输模组上输出前所执行的传输路径使用次数；
此外，借由标记模块的部署，系统端用户能够通过标记模块对于各待加工工件的对应传输路径使用次数来从侧面评价待加工工件的成品品质；
且由上式计算，能够求取待加工工件所用生产线的维护系数，进而金鱼生产线的维护系数来对生产线进行开闭控制及日常维护，确保生产线对于待加工工件的生产任务能够更加稳定的执行。
实施例二
在具体实施层面，在实施例1的基础上，本实施例参照图1对实施例1中一种工业自动化生产加工用工件输送系统做进一步具体说明：
提取模块在提取待加工工件图像数据中图像特征前，首先对待加工工件图像数据进行切片处理，以求取待加工工件图像数据中的各个子区域，切片处理公式为：
；
式中：为待加工工件图像数据可以切片为子区域的数量；/>为金字塔层数；
其中，待加工工件图像数据通过公式求取时，采用SPM算法构建空间金字塔，在被求取后，根据待加工工件图像数据的像素求取每一切片子区域的大小，即k//>的值，k表示待加工工件图像数据的像素值，进一步根据切片子区域大小对待加工工件图像数据进行相等大小的子区域切片。
通过上述公式计算，能够对待加工工件图像数据进行切片处理，以求取待加工工件图像数据下的各个子区域，进而以子区域作为进一步处理目标，供提取模块提取待加工工件图像数据中图像特征，使得待加工工件的特征参数提取过程更趋于精细化。
实施例三
在具体实施层面，在实施例1的基础上，本实施例参照图1对实施例1中一种工业自动化生产加工用工件输送系统做进一步具体说明：
提取模块中提取的待加工工件图像数据中图像特征通过下式进行求取，公式为：
；
式中：为待加工工件图像数据的综合信息熵；c为待加工工件图像数据中子区域切片的集合，u为子区域切片的序号；/>为广义集合内不同标志值的个数；/>为标志值；为个体总量；/>为占有的个体数量；
提取模块中提取的待加工工件图像数据中图像特征通过下式进行求取，公式为：
；
式中：为待加工工件图像数据复杂度；=/R通过灰度
共生矩阵归一化求取，R为归一化常数；n为图像在平面内y轴方向的像素数；m为图像在平面
内x轴方向的像素数；d1、d2为i行和j列的方差；为对应灰度共生矩阵中的第i
行第j列的元素值；为灰度共生矩阵的生产方向；；；
其中，、/>即待加工工件图像数据中图像特征。
通过上述记载的公式求取，能够对待加工工件图像数据中的图像特征进行提取，使图像特征数字化，进一步为系统中后续模块的运行提供必要的数据支持。
如图1所示，待加工工件传输路径包括：
I：接收工位至回转工位，回转工位至风机组工位，风机组工位至回转工位或输出工位，工位间对于待加工工件的传输应用传输工位；
II：接收工位至回转工位，回转工位至毛刺打磨工位，毛刺打磨工位至回转工位或输出工位，工位间对于待加工工件的传输应用传输工位；
III：接收工位至输出工位，工位间对于待加工工件的传输应用传输工位；
其中，接收工位至回转工位的过程中，系统中工位层、决策层及处理层完成运行；
配置模块在对待加工工件特征参数与工位层中待加工工件传输路径进行配置时，进一步使与毛刺打磨工位对应配置，/>与风机组工位对应配置，判定模块中设定的判定阈值分别与/>及/>对应，/>与判定阈值不符时，应用第II待加工工件传输路径，与判定阈值不符时，应用第I待加工工件传输路径；/>及/>与判定阈值均相符时，应用第III待加工工件传输路径；/>及/>与判定阈值均不相符时，依次应用第I及第II待加工工件传输路径。
根据上述记载参见图2，待加工拱架传输路径I~III于该图中示出，图中下端为接收工位，上端为输出工位（与电镀工位连接，文中未记载，图中未示出），进一步参考图中箭头指示，即可知悉传输模组中各工位在处理待加工工件时的传输走向。
如图1所示，与判定阈值不符的待加工工件特征参数记作待加工工件缺陷。
如图1所示，标记模块对待加工工件所执行的传输路径使用次数标记进行储存，系统端用户于标记模块中对待加工工件的传输路径使用次数进行读取或执行指定传输路径使用次数对应待加工工件目标的检索。
通过该设置，系统端用户通过该系统能够对各待加工工件通过传输路径使用次数来进行加工工件品级的判定。
综上而言，上述实施例中在运行过程中，能够通过生产线上传输的加工工件的图像采集来获取加工工件特征参数，进一步根据加工工件的特征参数分析来应用改进的生产线对加工工件进行缺陷处理，从而有效地提升了生产线上加工工件在经由削、切、钻、成型及电镀加工处理后的成品合格率；此外，该系统能够对加工工件进行毛刺打磨及表面灰尘清洁处理，确保加工工件在生产线上传输的过程中能够得到较为精细化的预处理，以便于更加适宜的接受电镀处理工序；同时，该系统运行过程中，通过生产线上加工工件的特征参数分析，还能够进一步的获取一定程度的对于生产线的误差判断，以此为生产线维护人员作为参考，以便于生产线维护人员更加便利的对生产线进行维护，进而使得生产线生产加工工件的过程更加稳定、精准。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (4)
1.一种工业自动化生产加工用工件输送系统，其特征在于，包括工位层、决策层及处理层；
待加工工件通过工位层传输，于工位层中完成特征参数采集，决策层基于工位层采集到的待加工工件特征参数识别待加工工件缺陷，根据待加工工件缺陷决策待加工工件于工位层中传输路径，处理层接收决策层运行得到的待加工工件于工位层中传输路径，并将传输路径向工位层反馈，工位层进一步根据传输路径对待加工工件进行传输；
决策层包括接收模块、配置模块及判定模块，接收模块用于接收工位层中提取模块提取到的待加工工件特征参数，配置模块用于配置待加工工件特征参数与工位层中待加工工件传输路径，判定模块用于设定判定阈值，应用判定阈值判定待加工工件特征参数是否符合判定阈值，进一步参考判定结果决策待加工工件传输路径；
其中，待加工工件于工位层中完成削、切、钻、成型的加工处理，进一步由工位层输出执行电镀处理，决策层在输出待加工工件传输路径时，同步计算工位层维护系数，公式为：
；
式中：为待加工工件输出前传输路径使用次数；/>为连续n组中待加工工件特征参数与判定阈值的邻近值的和；/>及/>为权重，/>＜/>；/>=0或1，连续n组待加工工件特征参数中，各组相邻特征参数均为渐变增大或渐变缩小时，/>取1，反之取0；/>为安全向量；≥1时，工位层需维护，反之，则无需维护，系统持续运行；
工位层包括传输模组、采集模块及提取模块，传输模组用于传输待加工工件，采集模块用于采集传输模组上传输的待加工工件的图像数据，提取模块用于提取采集模块采集到的待加工工件的图像数据中的图像特征；
其中，传输模组包括接收工位、传输工位、输出工位、风机组工位、毛刺打磨工位及回转工位，接收工位、输出工位、风机组工位、毛刺打磨工位及回转工位相互之间均通过传输工位相互连接，采集模块设置有两组，分别部署于接收工位传输方向及输出工位传输方向相反方向上，提取模块提取到的待加工工件图像数据中图像特征即待加工工件的特征参数；
所述提取模块在提取待加工工件图像数据中图像特征前，首先对待加工工件图像数据进行切片处理，以求取待加工工件图像数据中的各个子区域，切片处理公式为：
；
式中：为待加工工件图像数据可以切片为子区域的数量；/>为金字塔层数；
其中，待加工工件图像数据通过公式求取时，采用SPM算法构建空间金字塔，在/>被求取后，根据待加工工件图像数据的像素求取每一切片子区域的大小，即k//>的值，k表示待加工工件图像数据的像素值，进一步根据切片子区域大小对待加工工件图像数据进行相等大小的子区域切片；
所述提取模块中提取的待加工工件图像数据中图像特征通过下式进行求取，公式为：
；
式中：为待加工工件图像数据的综合信息熵；c为待加工工件图像数据中子区域切片的集合，u为子区域切片的序号；/>为广义集合内不同标志值的个数；/>为标志值；/>为个体总量；/>为占有的个体数量；
；
式中：为待加工工件图像数据复杂度；/>=/>/R通过灰度共生矩阵归一化求取，R为归一化常数；n为图像在平面内y轴方向的像素数；m为图像在平面内x轴方向的像素数；d1、d2为i行和j列的方差；/>为对应灰度共生矩阵中的第i行第j列的元素值；/>为灰度共生矩阵的生产方向；/>；；
其中，、/>即待加工工件图像数据中图像特征；
所述待加工工件传输路径包括：
I：接收工位至回转工位，回转工位至风机组工位，风机组工位至回转工位或输出工位，工位间对于待加工工件的传输应用传输工位；
II：接收工位至回转工位，回转工位至毛刺打磨工位，毛刺打磨工位至回转工位或输出工位，工位间对于待加工工件的传输应用传输工位；
III：接收工位至输出工位，工位间对于待加工工件的传输应用传输工位；
其中，接收工位至回转工位的过程中，系统中工位层、决策层及处理层完成运行；
所述配置模块在对待加工工件特征参数与工位层中待加工工件传输路径进行配置时，进一步使与毛刺打磨工位对应配置，/>与风机组工位对应配置，判定模块中设定的判定阈值分别与/>及/>对应，/>与判定阈值不符时，应用第II待加工工件传输路径，/>与判定阈值不符时，应用第I待加工工件传输路径；/>及/>与判定阈值均相符时，应用第III待加工工件传输路径；/>及/>与判定阈值均不相符时，依次应用第I及第II待加工工件传输路径。
2.根据权利要求1所述的一种工业自动化生产加工用工件输送系统，其特征在于，与判定阈值不符的待加工工件特征参数记作待加工工件缺陷。
3.根据权利要求1所述的一种工业自动化生产加工用工件输送系统，其特征在于，所述处理层包括反馈模块及标记模块，反馈模块用于接收决策层中判定模块输出的待加工工件传输路径，将待加工工件传输路径向工位层中传输模组发送，传输模组根据待加工工件传输路径运行，标记模块用于标记待加工工件于传输模组上输出前所执行的传输路径使用次数。
4.根据权利要求3所述的一种工业自动化生产加工用工件输送系统，其特征在于，标记模块对待加工工件所执行的传输路径使用次数标记进行储存，系统端用户于标记模块中对待加工工件的传输路径使用次数进行读取或执行指定传输路径使用次数对应待加工工件目标的检索。
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2023
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