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一种家居自动化生产控制系统及方法 

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申请/专利权人:广州三拓智能装备有限公司

摘要:本发明涉及生产线控制技术领域,公开了一种家居自动化生产控制系统及方法,其方法包括以下步骤:接收家居产品的订单,通过订单获取订单数据,并将订单数据转化为生产任务,再使用优化算法进行任务排程;生产任务包括若干个加工任务和装配任务,通过加工任务生成G代码,并通过G代码控制用于生产线中的机床执行加工任务,通过装配任务生成运动指令,并规划用于生产线中的机器人抓取、搬运和装配的轨迹。本发明根据订单数据即时转化为生产任务并通过优化算法排程,保证生产任务的准确高效执行,并利用图像数据处理和深度学习模型进行缺陷检测,通过数据分析和生产优化模型建立,实现生产过程的持续优化。

主权项:1.一种家居自动化生产控制方法,其特征在于,包括以下步骤:S100:接收家居产品的订单,通过订单获取订单数据,并将订单数据转化为生产任务,再使用优化算法进行任务排程;S200:生产任务包括若干个加工任务和装配任务,通过加工任务生成G代码,并通过G代码控制用于生产线中的机床执行加工任务,通过装配任务生成运动指令,并规划用于生产线中的机器人抓取、搬运和装配的轨迹;S300:利用图像采集设备采集生产线生产出的家居的图像和点云数据,并通过高斯滤波和几何校正的预处理方法处理图像和点云数据,使用深度学习模型进行缺陷检测;所述图像的预处理方法包括高斯滤波和几何校正;高斯滤波:用于平滑图像,减少噪声,高斯滤波器将每个像素的值与其邻近像素的加权平均值进行替换;高斯滤波器公式: 其中,Gx,y是高斯函数,x和y是像素坐标,σ是标准差;几何校正:用于纠正拍摄图像的几何变形,包括畸变校正、透视校正;对点云的预处理方法包括降噪和对齐与配准;降噪:使用滤波算法去除点云数据中孤立的噪声点;对齐与配准:使用ICP算法将点云数据对齐到参考坐标系;对家居产品进行缺陷检测,具体包括以下步骤:S331:数据采集:收集包含正常产品和有缺陷产品的图像和点云数据;S332:数据预处理:对采集到的数据进行预处理,包括去噪、裁剪、标准化;S333:特征提取:针对图像数据,使用CNN模型来提取图像特征;针对点云数据,使用PointNet模型来提取点云特征;S334:缺陷检测模型训练:将提取的特征输入到综合模型中进行训练,综合模型采用CNN-PointNet模型,CNN-PointNet模型是结合CNN模型和PointNet模型的综合模型,训练模型以学习到正常和缺陷类型;S335:检测输出:使用训练好的综合模型对新的家居产品数据进行缺陷检测,综合模型则自动识别和标记出家居产品中存在缺陷的部分;在步骤S334中,综合模型包括以下内容:CNN模型:hi=σ∑jWij*xj+bi;其中,Wij代表第i个神经元与第j个输入神经元之间的连接权重,xj是第j个输入神经元的输出,bi是偏置项,σ是激活函数;PointNet模型:fPointNetx1,x2,...,xn=ghx1+hx2+...+hxn;其中,xi代表点云中的第i个点,h是一个多层感知机结构的映射函数,g是对整个局部点云进行汇总的函数;综合模型:根据具体模型结构,将CNN模型和PointNet模型结构结合,结合两组模型的特征进行分类任务;生成对抗网络:生成器网络采用一个深度神经网络表示,记为Gz,θG,其中θG是生成器的参数,生成器网络的表达式为:x=Gz,θG;其中,x是生成器生成的数据样本;判别器的目标是区分真实数据样本x和生成器生成的假数据样本Gz,θG,判别器网络也为深度神经网络,记为Dx,θD,其中θD是判别器的参数,判别器网络的输出为概率值,表示输入数据为真实数据的概率,判别器的表达式为:y=Dx,θD;其中,y输出为一个概率值;生成对抗网络的训练过程是通过生成器和判别器的对抗学习,其优化目标是使生成器生成逼真的数据样本,判别器无法区分真实数据和生成数据;优化目标表示为最小化生成器和最大化判别器的损失函数:minθGmaxθDLθG,θD;其中,损失函数LθG,θD为生成器和判别器的交叉熵损失函数;S400:采集和存储生产线的生产过程中生成的数据,包括加工参数、装配信息和质量检测结果,使用大数据分析和机器学习技术对数据进行分析,建立生产优化模型;S500:通过图形化界面提供操作控制、状态监控和报警提示,实时监控生产线中设备的工作状态和生产进度,检测并报警异常情况。

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