本发明涉及抛光机的智能控制领域,具体为一种用于抛光机的智能控制系统。
背景技术:
1、随着经济和技术的不断发展,抛光机在现代工业和生活中的应用愈来愈广泛,人工控制抛光机存在生产上的安全问题,而且生产效率低下,已经无法满足当前时代对抛光机的需求了,在此背景下,抛光机的智能控制系统应运而生,可以大大提高生产效率和一致性。
2、当前抛光机在进行抛光工作时,忽略了对抛光工件材料工具的监测、抛光后产品的效果质量的检测和抛光机工作中温度的监测,进而产品的质量和一致性无法保证;当前抛光机在进行抛光工作时,无法及时调整异常的工作状态,无法避免抛光机故障,很大程度上降低了抛光工作的生产效率。
技术实现思路
1、为了解决上述背景技术提出的技术问题,提出了本发明。本发明的实施例提供了一种抛光机的智能控制系统。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:抛光机的智能控制系统,包括:数据采集模块、工件工具分析监测模块、抛光性能分析监测模块、管理参数处理模块、自动调整处理检测模块、智能控制执行终端和数据库。
3、数据采集模块,用于对抛光前的各种工件材料进行数据采集,得到抛光前的各种工件材料指标参数;对抛光工作中的抛光轮进行采集,得到抛光轮的特性指标参数,其具体采集数据的步骤见下:
4、通过在抛光前的各种工件材料表面随机选择多个区域,使用显微硬度计在这些区域施加一定的荷载,并观察压痕的大小,得到抛光前多个区域的各种工件材料的硬度;
5、通过表面粗糙度测量仪对抛光前的各种工件材料表面的轮廓曲线进行测量,记录轮廓点与基准线之间的距离,得到抛光前的各种工件材料表面的各个测量点的轮廓偏移量;
6、通过显微镜结合图像分析软件,对抛光前的较薄的各种工件材料进行观察和厚度测量,通过精密测量工具,对抛光前的较厚的各种工件材料进行观察和厚度测量,得到抛光前的各种工件材料的厚度;
7、抛光前的各种工件材料的硬度、抛光前的各种工件材料表面的轮廓偏移量和抛光前的各种工件材料的厚度,组成抛光前的各种工件材料指标参数。
8、通过智能摄像头对抛光轮的图像进行采集,与数据库中已知硬度的相应材质图像匹配,得到抛光轮的硬度;
9、通过对抛光轮的横截面进行切割,并由高清摄像机获取清晰的图像,使用图像处理软件对其处理,得到空隙和固体部分,根据横截面的面积和抛光轮的高度推算空隙体积,进而得到抛光轮的孔隙率;
10、抛光轮的硬度和抛光轮的孔隙率,组成抛光轮的特性指标参数。
11、工件工具分析监测模块,用于对抛光前的各种工件材料指标参数和抛光轮的特性指标参数统计和分析,得到抛光前的各种工件材料影响指数、抛光工具影响指数和各种工件材料对应的用于抛光工作的工件工具影响指数。
12、提取抛光前多个区域的各种工件材料的硬度、抛光前的各种工件材料表面的各个测量点的轮廓偏移量和抛光前的各种工件材料的厚度的数值,分别记为δ1i,i表示各类型工件材料的编号,x表示为随机选择的抛光前多个区域的编号,取值范围为[1,d],n表示为抛光前的工件材料表面的各个测量点的编号,取值范围为[1,f]。
13、从数据库中获取抛光前的各种工件材料特性,并将抛光前的各种工件材料特性与设定的抛光前各种工件材料的参考硬度、抛光前的各种工件材料表面的参考轮廓偏移量和抛光前的各种工件材料的参考厚度相匹配,得到抛光前各种工件材料的参考硬度、抛光前的各种工件材料表面的参考轮廓偏移量和抛光前的各种工件材料的参考厚度,并取数值,得到hi'、yi'、δ1i'。
14、依据公式:得到抛光前的各种工件材料影响指数,其中himax、himin分别表示为抛光前多个区域的各种工件材料的硬度最大值和抛光前多个区域的各种工件材料的硬度最小值,a1、a2、a3分别表示为设定的权值因子。
15、提取抛光轮的硬度和抛光轮的孔隙率的数值,分别记为h1、
16、依据公式:得到抛光工具影响指数,其中e表示为自然常数,a4、a5分别表示为设定的权值因子,h1′、分别表示为设定的参考抛光轮的硬度、抛光轮的孔隙率,δh1、分别表示为设定的允许抛光轮的硬度差、允许抛光轮的孔隙率数差。
17、以抛光前的各种工件材料影响指数和a6作为长方形的长边和短边,构建长方形图形,得到长方形面积,作为面积一;以抛光工具影响指数和a7作为长方形的长边和短边,构建长方形图形,得到长方形面积,作为面积二;将上述面积一和面积二求和,得到抛光工作的工件工具影响指数δi,a6、a7分别表示为设定的权值因子。
18、抛光性能分析监测模块,用于各种工件材料对应的抛光后产品的抛光质量参数和各种工件材料对应的抛光机进行的抛光工作中温度参数分析,得到各种工件材料对应的抛光后产品的抛光质量评估指数和各种工件材料对应的抛光机进行的抛光工作中温度评估指数,具体分析如下:
19、通过光泽度计对各种工件材料对应的抛光后的产品表面发射一定角度的光线,并测量反射光的强度来确定光泽度值,得到各种工件材料对应的抛光后的产品表面的光泽度值。
20、通过轮廓仪对各种工件材料对应的抛光后的产品表面所有存在的划痕深度和长度进行测量,得到各种工件材料对应的抛光后的产品表面存在的划痕深度和长度。
21、通过将水平仪放置在各种工件材料对应的抛光后的产品表面上,观察水平仪内气泡的位置来判断表面的倾斜程度,从而得到各种工件材料对应的抛光后的产品表面的平整度。
22、各种工件材料对应的抛光后的产品表面的光泽度值、各种工件材料对应的抛光后的产品表面存在的划痕深度、长度和各种工件材料对应的抛光后的产品表面的平整度,组成各种工件材料对应的抛光后产品的抛光质量参数。
23、提取各种工件材料对应的抛光后的产品表面的光泽度值、各种工件材料对应的抛光后的产品表面存在的划痕深度、长度和各种工件材料对应的抛光后的产品表面的平整度的数值,分别记为gi、h2i、li、ti。依据公式
24、表示各种工件材料对应的抛光后产品的抛光质量评估指数,其中gi′、h2i′、li′、ti′分别表示为各种工件材料对应的设定的抛光后的产品表面的参考光泽度值、各种工件材料对应的抛光后的产品表面存在的参考划痕深度、各种工件材料对应的抛光后的产品表面存在的参考划痕长度和抛光后的产品表面的参考平整度,a8、a9、a10、a11、a12、a13、a14、a15分别表示为设定的权值因子,b表示为自然常数。
25、将抛光机进行的抛光工作与设定抛光机进行抛光工作的参考温度进行匹配,得到抛光机进行抛光工作的的参考温度区间。
26、将抛光机进行的抛光工作中各种工件材料对应的各检测时间点的抛光液的温度与对应的参考温度区间进行对比,若抛光机进行的抛光工作中抛光液的温度大于参考温度区间的最大值,则该检测时间点标记为异常时间点,若抛光机进行的抛光工作中抛光液的温度小于参考温度区间的最小值,则该检测时间点标记为标记时间点。
27、将各种工件材料对应的抛光机进行的抛光工作中异常时间点进行整合,记为异常工作时段,得到各种工件材料对应的抛光机进行的抛光工作中对应的各异常工作时段,同时获取各种工件材料对应的抛光机进行的抛光工作中对应各异常工作时段的工作时长。
28、将各种工件材料对应的抛光机进行的抛光工作中标记时间点进行整合,记为标记工作时段,得到各种工件材料对应的抛光机进行的抛光工作中对应的各标记工作时段,同时获取各种工件材料对应的抛光机进行的抛光工作中对应各标记工作时段的工作时长。
29、将各种工件材料对应的抛光机进行的抛光工作时长统计,得到各种工件材料对应的抛光机进行的抛光工作中对应的工作时长。
30、将各种工件材料对应的抛光机进行的抛光工作中对应各异常工作时段的工作时长进行求和,得到各种工件材料对应的抛光机进行的抛光工作中对应的异常工作时长,将各种工件材料对应的抛光机进行的抛光工作中对应各标记工作时段的工作时长进行求和,得到各种工件材料对应的抛光机进行的抛光工作中对应的标记工作时长。
31、各种工件材料对应的抛光机进行的抛光工作中对应各异常工作时段的工作时长、各种工件材料对应的抛光机进行的抛光工作中对应各标记工作时段的工作时长和各种工件材料对应的抛光机进行的抛光工作中对应的工作时长,构成各种工件材料对应的抛光机进行的抛光工作中温度参数。
32、将各种工件材料对应的抛光机进行的抛光工作中对应各异常工作时段的工作时长、各标记工作时段的工作时长、参考工作时长和工作时长进行归一化处理,并取其数值,依据公式表示各种工件材料对应的抛光机进行的抛光工作中温度评估指数,tyi、tbi、tci、tli分别表示为各种工件材料对应的抛光机进行的抛光工作中对应的异常工作时长、标记工作时长、参考工作时长和工作时长。a16、a17、a18分别表示为设定的权值因子。
33、管理参数处理模块,通过各种工件材料对应的抛光工作的工件工具影响指数、各种工件材料对应的抛光后产品的抛光质量评估指数和各种工件材料对应的抛光机进行的抛光工作中温度评估指数统计和分析,得到各种工件材料对应的抛光机压力综合评价指数和各种工件材料对应的抛光机转数综合评价指数,具体分析如下:
34、将各种工件材料对应的抛光工作的工件工具影响指数和各种工件材料对应的抛光后产品的抛光质量评估指数对应的数值按照一定比例转换成长度;分别以各种工件材料对应的抛光工作的工件工具影响指数和各种工件材料对应的抛光后产品的抛光质量评估指数的长度为长轴和短轴构建椭圆,提取椭圆的周长标记为自定义结果,得到各种工件材料对应的抛光机压力综合评价指数。
35、依据公式φi=δi×a19+χi×a20+εi×a21得到各种工件材料对应的抛光机转数综合评价指数,a19、a20、a21分别表示为设定的权值因子。
36、自动调整处理检测模块,用于通过各种工件材料对应的抛光机工作压力综合评价指数和各种工件材料对应的抛光机工作转数综合评价指数的分析,对抛光机工作的自动调整处理,包括抛光机压力调整单元和抛光机转数调整单元。
37、抛光机压力调整单元,用于对各种工件材料对应的抛光机工作压力综合评价指数和设定的各种工件材料对应的抛光机工作压力综合评价指数阈值进行对比,进行抛光机工作压力自动调整处理,分析如下:
38、若各种工件材料对应的抛光机工作压力综合评价指数大于设定的各种工件材料对应的抛光机工作压力综合评价指数数阈值的上限值,抛光机工作压力综合评价指数按异常标记,并计算两者的差值得到自定义值,将自定义值乘以工作压力换算系数得到工作压力调整值,液压系统自动按工作压力调整值下降抛光机工作压力。
39、若各种工件材料对应的抛光机工作压力综合评价指数小于设定的各种工件材料对应的抛光机工作压力综合评价指数数阈值的下限值,抛光机工作压力综合评价指数按异常标记,并计算两者的差值得到自定义值,将自定义值乘以工作压力换算系数得到工作压力调整值,液压系统自动按工作压力调整值上升抛光机工作压力。
40、抛光机转数调整单元,用于对各种工件材料对应的抛光机工作转数综合评价指数的处理和分析,对抛光机工作转数的自动调整,分析如下:
41、将抛光机工作转数分n个转数值,每个转数值对应一个取值范围,d1(0,d1)、d2(d1,d2)、d3(d2,d3)...dn(dn-1,dn),其中d1、d2、d3...dn为具体的转数值编号,d1、d2、d3...dn为转数的数值,将各种工件材料对应的抛光机工作转数综合评价指数与转数值的取值范围进行匹配,若抛光机工作转数综合评价指数处于转数值的取值范围内,则该取值范围为抛光机的调整转数值,抛光机按照调整转数值自动调整电机转数。
42、智能控制执行终端基于抛光机的抛光机综合管理控制参数执行相应的抛光机压力自动调整处理操作和抛光机转数自动调整处理操作。
43、数据库存储数据库中已知硬度的相应材质图像、抛光前工件各种材料的参考硬度、抛光前的各种工件材料表面的参考轮廓偏移量和抛光前的各种工件材料的参考厚度等。
44、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
45、1、本发明通过对抛光前的各种工件材料的硬度、厚度、抛光前的各种工件材料表面的轮廓偏移量、抛光轮的硬度和抛光轮的孔隙率的监测,并得到抛光工作的工件工具影响指数,综合考虑了工件工具的不同情况,更准确保证抛光机的智能控制。
46、2、本发明通过对抛光后的产品表面的光泽度值、存在的划痕深度、长度和平整度的和抛光机进行抛光工作的温度进行监测,并得到抛光机压力综合评价指数和抛光机转数综合评价指数,较大的提高了抛光的精度性,并保证了产品的质量和一致性。
47、3、本发明通过抛光机工作压力综合评价指数和抛光机工作转数综合评价指数的分析,对抛光机工作压力自动调整处理和抛光机工作转数自动调整处理,能及时的调整异常的工作状态,也保证了抛光机抛光工作中的安全,减少抛光机故障的情况,并较大的提高生产效率。
1.一种用于抛光机的智能控制系统,包括智能控制执行终端和数据库,其特征在于,还包括:
2.根据权利要求1所述的一种用于抛光机的智能控制系统,其特征在于,所述抛光前的各种工件材料指标参数和抛光轮的特性指标参数,其具体分析方式为:
3.根据权利要求1所述的一种用于抛光机的智能控制系统,其特征在于,所述抛光前的各种工件材料影响指数、抛光工具影响指数和各种工件材料对应的用于抛光工作的工件工具影响指数,其具体分析方式为:
4.根据权利要求1所述的一种用于抛光机的智能控制系统,其特征在于,所述各种工件材料对应的抛光后产品的抛光质量评估指数和各种工件材料对应的抛光机进行的抛光工作中温度评估指数,其具体分析方式为:
5.根据权利要求4所述的一种用于抛光机的智能控制系统,其特征在于,所述各种工件材料对应的抛光机压力综合评价指数和各种工件材料对应的抛光机转数综合评价指数,其具体分析方式为:
6.根据权利要求1所述的一种用于抛光机的智能控制系统,其特征在于,所述自动调整处理检测模块包括抛光机压力调整单元和抛光机转数调整单元;
