[发明专利]一种复合材料生产工艺中工艺参数的自动控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种复合材料生产工艺中工艺参数的自动控制方法及系统，涉及智能控制领域，基于图像处理使自动控制系统按照获得的最佳控制参数组合进行自动调整，使系统具有最佳性能。包括：获取复合材料制品图像的高度图像，对复合材料制品高度图像进行区域划分确定控制参数的调整节点；获取所有的控制参数候选值；计算每个调整节点对应的变形程度的一致性，根据形变阈值和变形程度的一致性保留符合条件的控制参数组合；对保留的控制参数组合进行分析确定最佳参数组合；根据确定的最佳控制参数组合对复合材料制品进行铺放工艺的自动控制。本发明通过获得最佳控制参数组合，减少计算量的同时，降低缺陷的产生概率，同时实现更低成本的制造。

技术领域

本申请涉及智能控制领域，具体涉及复合材料生产工艺中工艺参数的自动控制方法及系统。

背景技术

现代高科技的发展离不开复合材料，复合材料对现代科学技术的发展，有着十分重要的作用。复合材料的研究深度和应用广度及其生产发展的速度和规模，已成为衡量一个国家科学技术先进水平的重要标志之一。

高昂的复合材料制造工艺成本已经成为越发突出的技术性问题，自动增强材料铺放的工艺被认为是航空工业实现自动增强复合材料高效低成本的一种有效途径之一，但是对于大型复杂纤维复合材料的预制件，特别是含有热塑性材料的复合材料，在对热塑性材料进行铺放的过程中，由于温度和压力以及铺放速度等因素的影响，极易产生纤维褶皱畸变等粘塑性缺陷。

现阶段在复合材料板材制品生产过程中，铺放工艺大多采用人工进行的，占据了大量的人力和工作时间，使用机器进行铺放的技术还不够完善，大多使用统一的经验参数进行铺放，在此过程中可能会使复合材料产生缺陷。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了复合材料生产工艺中工艺参数的自动控制方法及系统。

第一方面，本发明实施例提供了复合材料生产工艺中工艺参数的自动控制方法，包括：

获取复合材料制品图像的深度图像，根据深度图像中各像素点的像素值得到复合材料制品高度图像；

对复合材料制品高度图像铺放方向的高度值进行多阈值分割，得到不同的高度级，根据高度级对复合材料制品高度图像进行区域划分；

将复合材料制品高度图像中各区域的分割线作为控制参数的调整节点，所述控制参数包括加工温度、铺放速度；

计算各调整节点的梯度值，根据梯度值确定出每个调整节点的弯曲程度值，根据弯曲程度值获取每个调整节点处需要进行调节的所有控制参数候选值集合；

计算每个调整节点对应的变形程度的离散系数作为该调整节点的变形程度一致性，根据形变阈值和变形程度一致性的关系，保留每个调整节点处需要进行调节的所有控制参数候选值集合中符合条件的需要在调整节点处进行调节的所有调节控制参数；

根据每个调整节点需要在调整节点处进行调节的所有调节控制参数以铺放方向为顺序，利用每个调整节点处需要调节的所有控制参数组合确定出完成铺放对每个调整节点处需要进行调整的所有控制参数组合，根据每组控制参数组合中的参数值，计算铺放过程中采用该控制参数组合的离差和；

提取所有控制参数组合中最小离差和对应的控制参数组合作为铺放过程中对每个调整节点处需要进行调整的最佳控制参数组合；

根据所有调整节点的位置及对应的最佳控制参数组合对铺放设备进行自动控制。

计算铺放过程在每个调整节点处需要调节的所有控制参数组合的离差和的过程如下：

获取每个调整节点在调整节点处需要调节的控制参数，按照铺放方向排序得到铺放过程对应的一组控制参数组合，即按照铺放方向排序在每个调整节点处需要调节的控制参数序列；