一种基于模糊控制及神经网络的智能绕线控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及绕线机技术领域，公开了一种基于模糊控制及神经网络的智能绕线控制方法及装置，其方法是在收到绕线启动指令并启动绕线后，一方面根据指定恒张力值和来自张力传感器的实时恒张力值，通过模糊控制算法、伺服电机驱动器和伺服电机来进行反馈调节，缩小指定恒张力值与实时恒张力值的差距，实现基于恒张力绕线模式来达成避免出现断线/伤线的目的，另一方面在判定实时恒张力值到达指定恒张力值后，根据来自摄像头的实时采集图像，通过基于神经网络完成预训练的收放卷状态识别模型来实时识别是否已完成收放卷，并在是时停止绕线且进行完成提醒，如此可及时发现当前物料已加工完成，利于尽快进行物料调度，进一步提高绕线加工效率及质量。线加工效率及质量。线加工效率及质量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于模糊控制及神经网络的智能绕线控制方法及装置


[0001]本专利技术属于绕线机
，具体地涉及一种基于模糊控制及神经网络的智能绕线控制方法及装置。

技术介绍

[0002]绕线机是一种用于将线状的物体缠绕到特定工件上的设备，通常用于铜线缠绕(即针对在电器产品中需要用漆包铜线绕制成的电感线圈，可以使用绕线机完成这一道或多道加工)和纺线加工(即针对在纺织行业中需要用棉纱线/人造纤维线等绕制成的且各种适合纺织机用的纱团/绽，也可使用绕线机来加工)等。为了适应高效率和高产量的要求，目前已开发出全自动绕线机，其采用多头联动设计，并采用可编程控制器作为设备的控制核心，配合机械手、气动控制元件和执行附件等来完成自动排线、自动缠脚、自动剪线和自动装卸骨架等功能，这种机型的生产效率极高，大大地降低了对人工的依赖，使得一个操作员工可以同时照看几台这样的设备，生产品质比较稳定，非常适合产量要求高的加工场合。但是现有全自动绕线机在绕线时依然还存在易断线/伤线以及不能及时发现当前物料已加工完成的问题，限制了加工效率及质量的进一步提高。

技术实现思路

[0003]为了解决现有全自动绕线机在绕线时存在易断线/伤线以及不能及时发现当前物料已加工完成的问题，本专利技术目的在于提供一种基于模糊控制及神经网络的智能绕线控制方法、装置、智能绕线机、控制设备及计算机可读存储介质，既可实现基于恒张力绕线模式来达成避免出现断线/伤线的目的，又可及时发现当前物料已加工完成，利于尽快进行物料调度，进一步提高绕线加工效率及质量，便于实际应用和推广。
[0004]第一方面，本专利技术提供了一种基于模糊控制及神经网络的智能绕线控制方法，由安装在绕线机上的控制器执行，包括：
[0005]接收来自人机交互设备的且携带有绕线模式的绕线启动指令；
[0006]在发现所述绕线模式为恒张力绕线模式后，按照如下方式启动绕线：先根据记录在所述恒张力绕线模式中的指定恒张力值和来自张力传感器的实时恒张力值，通过模糊控制算法计算得到目标转速值，然后根据所述目标转速值和来自旋转编码器的实时转速值，通过伺服电机驱动器驱动伺服电机来进行反馈调节，缩小所述指定恒张力值与所述实时恒张力值的差距，其中，所述张力传感器安装在所述绕线机的线缆张紧轮上且用于实时测量线缆张力，所述旋转编码器安装在所述绕线机的绕线辊上且用于实时测量绕线辊转速，所述伺服电机驱动器安装在所述绕线机上并电连接所述伺服电机，所述伺服电机安装在所述绕线机上且用于传动所述绕线辊旋转；
[0007]判断所述实时恒张力值是否到达所述指定恒张力值；
[0008]在判定所述实时恒张力值到达所述指定恒张力值后，从来自摄像头的实时采集图像中提取出实时特征量，其中，所述摄像头安装在所述绕线机上且使镜头视野涵盖所述绕
线机的收放卷部件；
[0009]将所述实时特征量导入基于神经网络的且已预先完成训练的收放卷状态识别模型，得到实时的收放卷状态识别结果；
[0010]在所述收放卷状态识别结果为完成收放卷时，停止绕线，并生成收放卷完成提醒信息；
[0011]将所述收放卷完成提醒信息传送至所述人机交互设备，以便通过所述人机交互设备进行对外展示。
[0012]基于上述
技术实现思路
，提供了一种可避免出现断线/伤线以及及时提醒当前物料已加工完成的新型绕线控制方案，即在收到绕线启动指令并启动绕线后，一方面根据指定恒张力值和来自张力传感器的实时恒张力值，通过模糊控制算法、伺服电机驱动器和伺服电机来进行反馈调节，缩小所述指定恒张力值与所述实时恒张力值的差距，实现基于恒张力绕线模式来达成避免出现断线/伤线的目的，另一方面在判定所述实时恒张力值到达所述指定恒张力值后，根据来自摄像头的实时采集图像，通过基于神经网络完成预训练的收放卷状态识别模型来实时识别是否已完成收放卷，并在是时停止绕线且进行完成提醒，如此可及时发现当前物料已加工完成，利于尽快进行物料调度，进一步提高绕线加工效率及质量，便于实际应用和推广。
[0013]在一个可能的设计中，在接收到绕线启动指令之后且提取到实时特征量之前，所述方法还包括：
[0014]在发现所述绕线模式为定速绕线模式后，按照如下方式启动绕线：根据记录在所述定速绕线模式中的指定转速值和来自旋转编码器的实时转速值，通过伺服电机驱动器驱动伺服电机来缩小所述目标转速值与所述实时转速值的差距，其中，所述旋转编码器安装在所述绕线机的绕线辊上且用于实时测量绕线辊转速，所述伺服电机驱动器安装在所述绕线机上并电连接所述伺服电机，所述伺服电机安装在所述绕线机上且用于传动所述绕线辊旋转；
[0015]判断所述实时转速值是否到达所述指定转速值；
[0016]在判定所述实时转速值到达所述指定转速值后，从来自摄像头的实时采集图像中提取出实时特征量，其中，所述摄像头安装在所述绕线机上且使镜头视野涵盖所述绕线机的收放卷部件。
[0017]在一个可能的设计中，在发现所述绕线模式为定速绕线模式后，所述方法还包括：
[0018]在启动绕线的同时启动第二计时器；
[0019]在所述第二计时器的计时到达预设的第二时长阈值时，若发现所述实时转速值还未到达所述指定转速值，则停止绕线，并生成第二故障报警信息；
[0020]将所述第二故障报警信息传送至所述人机交互设备，以便通过所述人机交互设备进行对外展示。
[0021]在一个可能的设计中，在发现所述绕线模式为恒张力绕线模式后，所述方法还包括：
[0022]在启动绕线的同时启动第一计时器；
[0023]在所述第一计时器的计时到达预设的第一时长阈值时，若发现所述实时恒张力值还未到达所述指定恒张力值，则停止绕线，并生成第一故障报警信息；
[0024]将所述第一故障报警信息传送至所述人机交互设备，以便通过所述人机交互设备进行对外展示。
[0025]在一个可能的设计中，在得到实时的收放卷状态识别结果之后，所述方法还包括：
[0026]在所述收放卷状态识别结果为断线状态或缠绕状态时，停止绕线，并生成第三故障报警信息；
[0027]将所述第三故障报警信息传送至所述人机交互设备，以便通过所述人机交互设备进行对外展示。
[0028]在一个可能的设计中，所述人机交互设备包括有触摸屏。
[0029]第二方面，本专利技术提供了一种基于模糊控制及神经网络的智能绕线控制装置，适用布置于安装在绕线机上的控制器中，包括有依次通信连接的指令接收模块、绕线启动模块、比较判断模块、特征提取模块、状态识别模块、绕线停止模块和信息传送模块；
[0030]所述指令接收模块，用于接收来自人机交互设备的且携带有绕线模式的绕线启动指令；
[0031]所述绕线启动模块，用于在发现所述绕线模式为恒张力绕线模式后，按照如下方式启动绕线：先根据记录在所述恒张力绕线模式中的指定恒张力值和来自张力传感器的实时恒张力值，通过模糊控制算法计算得到目标转速值，然后根据所述目标转速值和来自旋转编码器的实时转速值，通过伺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于模糊控制及神经网络的智能绕线控制方法，其特征在于，由安装在绕线机上的控制器执行，包括：接收来自人机交互设备的且携带有绕线模式的绕线启动指令；在发现所述绕线模式为恒张力绕线模式后，按照如下方式启动绕线：先根据记录在所述恒张力绕线模式中的指定恒张力值和来自张力传感器的实时恒张力值，通过模糊控制算法计算得到目标转速值，然后根据所述目标转速值和来自旋转编码器的实时转速值，通过伺服电机驱动器驱动伺服电机来进行反馈调节，缩小所述指定恒张力值与所述实时恒张力值的差距，其中，所述张力传感器安装在所述绕线机的线缆张紧轮上且用于实时测量线缆张力，所述旋转编码器安装在所述绕线机的绕线辊上且用于实时测量绕线辊转速，所述伺服电机驱动器安装在所述绕线机上并电连接所述伺服电机，所述伺服电机安装在所述绕线机上且用于传动所述绕线辊旋转；判断所述实时恒张力值是否到达所述指定恒张力值；在判定所述实时恒张力值到达所述指定恒张力值后，从来自摄像头的实时采集图像中提取出实时特征量，其中，所述摄像头安装在所述绕线机上且使镜头视野涵盖所述绕线机的收放卷部件；将所述实时特征量导入基于神经网络的且已预先完成训练的收放卷状态识别模型，得到实时的收放卷状态识别结果；在所述收放卷状态识别结果为完成收放卷时，停止绕线，并生成收放卷完成提醒信息；将所述收放卷完成提醒信息传送至所述人机交互设备，以便通过所述人机交互设备进行对外展示。2.如权利要求1所述的智能绕线控制方法，其特征在于，在接收到绕线启动指令之后且提取到实时特征量之前，所述方法还包括：在发现所述绕线模式为定速绕线模式后，按照如下方式启动绕线：根据记录在所述定速绕线模式中的指定转速值和来自旋转编码器的实时转速值，通过伺服电机驱动器驱动伺服电机来缩小所述目标转速值与所述实时转速值的差距，其中，所述旋转编码器安装在所述绕线机的绕线辊上且用于实时测量绕线辊转速，所述伺服电机驱动器安装在所述绕线机上并电连接所述伺服电机，所述伺服电机安装在所述绕线机上且用于传动所述绕线辊旋转；判断所述实时转速值是否到达所述指定转速值；在判定所述实时转速值到达所述指定转速值后，从来自摄像头的实时采集图像中提取出实时特征量，其中，所述摄像头安装在所述绕线机上且使镜头视野涵盖所述绕线机的收放卷部件。3.如权利要求2所述的智能绕线控制方法，其特征在于，在发现所述绕线模式为定速绕线模式后，所述方法还包括：在启动绕线的同时启动第二计时器；在所述第二计时器的计时到达预设的第二时长阈值时，若发现所述实时转速值还未到达所述指定转速值，则停止绕线，并生成第二故障报警信息；将所述第二故障报警信息传送至所述人机交互设备，以便通过所述人机交互设备进行对外展示。
4.如权利要求1所述的智能绕线控制方法，其特征在于，在发现所述绕线模式为恒张力绕线模式后，所述方法还包括：在启动绕线的同时启动第一计时器；在所述第一计时器的计时到达预设的第一时长阈值时，若发现所述实时恒张力值还未到达所述指定恒张力值，则停止绕线，并生成第一故障报警信息；将所述第一故障报警信息传送至所述人机交互设备，以便通过所述人机交互设备进行对外展示。5.如权利要求1或2所述的智能绕线控制方法，其特征在于，在得到实时的收放卷状态识别结果之后，所述方法还包括：在所述收放卷状态识别结果为断线状态或缠绕状态时，停止绕线，并生成第三故障报警信息；将所述第三故障报警信息传送至所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵涛，梁钱华，周远非，韩勇，武昭妤，余倩，
申请(专利权)人：成都工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：