【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及自动化控制，尤其涉及一种自动化膜材裁切控制方法及系统。
技术介绍
1、自动化控制
主要涉及使用各种控制系统来操作设备、机械和过程，减少人工干预。这些系统能够监测和调整生产过程中的操作以优化性能和效率。自动化控制系统广泛应用于工业、制造、交通和其他许多领域，包括使用传感器、控制器和软件通过反馈循环来自动执行任务的机制。这些技术使企业能够提高产量、提升质量控制、减少材料浪费，并增加生产线的安全性。
2、其中，自动化膜材裁切控制方法是指一种技术，用于自动控制膜材料（如塑料薄膜、金属箔或其他工业用薄膜）的裁切过程。这种方法的主要用途是提高裁切精度和速度，减少材料浪费，以及提升整体生产效率。通过使用高级算法和精确的机械装置，自动化膜材裁切可以在保持连续生产的同时，实现复杂的切割图案和规格，广泛应用于包装、电子和汽车行业。
3、现有技术在膜材裁切过程中存在缺陷。传统裁切方法依赖固定路径，缺乏对膜材张力状态的实时监测，导致裁切精度不足。在张力波动情况下，容易出现裁切不均匀，增加材料浪费。处理复杂裁切图案时，无法有效适应膜材形变，影响最终产品质量。例如，包装行业中，裁切不当可能导致包装失效，造成成本增加和经济损失。这些不足限制了现有技术在高要求生产环境中的应用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种自动化膜材裁切控制方法及系统。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种自动化膜材裁切控制方
3、s1：根据膜材的弹性模量、泊松比参数，选择有限元分析计算膜材在差异化张力状态下的形变情况，结合裁切位置，分析张力分布对膜材形变的影响，获取差异化张力分布条件下的膜材形变量，生成张力-形变分布数据；
4、s2：根据所述张力-形变分布数据，设定目标函数，构建最小化张力波动、形变误差与材料浪费的优化模型，选择遗传算法进行目标函数求解，执行优化过程并权衡目标函数，获取优化裁切路径方案；
5、s3：通过实时监测获取膜材当前张力状态，结合所述优化裁切路径方案，计算张力分布变化对裁切路径的影响，调整裁切路径与当前张力状态匹配，生成实时调整裁切路径方案；
6、s4：基于所述实时调整裁切路径方案，设置裁切过程中的动态路径调整机制，实时对比当前张力波动与裁切路径的偏差，调整裁切路径匹配膜材张力变化，生成动态裁切路径调整值；
7、s5：根据所述动态裁切路径调整值，结合实际的张力分布与形变数据，执行裁切路径调整，完成膜材的裁切，并记录裁切完成结果。
8、所述张力-形变分布数据包括膜材形变量、张力分布、裁切位置，所述优化模型包括目标函数、形变误差、材料浪费，所述实时调整裁切路径方案包括当前张力状态、优化裁切路径方案、张力分布变化，所述动态裁切路径调整值包括张力波动、裁切路径偏差、膜材张力变化，所述裁切完成结果包括实际张力分布、形变数据、裁切路径调整。
9、作为本专利技术的进一步方案，所述张力-形变分布数据的获取步骤具体为：
10、s111：设定膜材的物理特性，包括弹性模量和泊松比，利用参数初始化有限元模型，通过模拟膜材在差异化张力条件下的响应，得到初步的形变响应数据；
11、s112：对所述初步的形变响应数据进行分析，识别膜材在多个裁切位置的形变特性，采用公式：
12、；
13、计算差异化张力下膜材的应力分布，得到应力分析数据；
14、其中，e代表弹性模量，ν代表泊松比，代表形变量；
15、s113：基于所述应力分析数据，迭代调整模型参数，优化张力分布的模拟，通过多次迭代，确定多个裁切位置的最优张力设置，得到张力-形变分布数据。
16、作为本专利技术的进一步方案，所述优化裁切路径方案的获取步骤具体为：
17、s211：基于所述张力-形变分布数据，定义目标函数，最小化张力波动、形变误差及材料浪费，综合参照所有关键的因素，设定目标函数参数；
18、s212：选择遗传算法作为求解策略，输入所述目标函数参数，并配置遗传算法的关键操作参数，包括种群大小、交叉率和变异率，执行算法初始化，获取算法配置；
19、s213：从所述算法配置提取初始种群和操作参数，执行遗传算法，采用公式：
20、；
21、进行新一代的路径参数计算，计算得到新路径参数，并确定优化后的裁切路径方案；
22、其中，代表新路径参数，是根据优化算法计算得到的更新后的路径值，用于指导裁切机械的当前路径设置，为上一代的路径参数，代表在优化之前，裁切路径的旧设定值，作为基准参考，为学习率，这是一个调节因子，用于控制路径参数更新的步长，为之前表现最好的路径参数，为当前迭代中使用的路径参数，即当前路径配置的实时值，作为一个比例因子。
23、作为本专利技术的进一步方案，所述实时调整裁切路径方案的获取步骤具体为：
24、s311：收集实时监测系统提供的膜材当前张力状态数据，整合数据分析其对所述优化裁切路径方案的影响，生成当前张力状态分析结果；
25、s312：根据所述当前张力状态分析结果，使用数学模型量化张力分布变化对裁切路径的影响，通过计算确定张力变化对裁切精度的影响度，生成张力影响评估结果；
26、s313：利用所述张力影响评估结果，调整裁切路径匹配当前的张力状态，采用公式：
27、；
28、进行路径调整计算，生成实时调整裁切路径方案；
29、其中，表示调整后的裁切路径，基于初步优化模型的原始裁切路径，是路径调整系数，用于定量调整张力变化对路径的影响，表示张力引起的推荐路径偏移量。
30、作为本专利技术的进一步方案，所述动态裁切路径调整值的获取步骤具体为：
31、s411：分析所述实时调整裁切路径方案中的当前膜材张力数据和预设裁切路径，计算每一时间点上的张力数据与路径设定值之间的偏差，生成偏差数据集；
32、s412：根据所述偏差数据集中的每个数据点，对比其与设定的阈值，筛选超出阈值的偏差点，计算超阈值偏差点的平均值，得到平均偏差值；
33、s413：使用所述平均偏差值和膜材的实时张力数据，通过归一化处理，采用公式：
34、；
35、计算得到动态裁切路径调整值；
36、其中，表示动态裁切路径调整值，代表每个数据点的权重，为实时张力数据，为预设路径数据，为调节系数，用于增强调整的敏感度，表示数据点的总数。
37、作为本专利技术的进一步方案，所述记录裁切完成结果的步骤具体为：
38、s511：基于所述动态裁切路径调整值，调用实时监测的张力分布与形变数据，进行张力对裁切路径的影响评估，通过集合比较当前裁切路径与张力状态之间的差异，得到裁切调整参数；
39、s512：根据所述裁切调整参数，应用动本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种自动化膜材裁切控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的自动化膜材裁切控制方法，其特征在于，所述张力-形变分布数据包括膜材形变量、张力分布、裁切位置，所述优化模型包括目标函数、形变误差、材料浪费，所述实时调整裁切路径方案包括当前张力状态、优化裁切路径方案、张力分布变化，所述动态裁切路径调整值包括张力波动、裁切路径偏差、膜材张力变化，所述裁切完成结果包括实际张力分布、形变数据、裁切路径调整。
3.根据权利要求2所述的自动化膜材裁切控制方法，其特征在于，所述张力-形变分布数据的获取步骤具体为：
4.根据权利要求3所述的自动化膜材裁切控制方法，其特征在于，所述优化裁切路径方案的获取步骤具体为：
5.根据权利要求4所述的自动化膜材裁切控制方法，其特征在于，所述实时调整裁切路径方案的获取步骤具体为：
6.根据权利要求5所述的自动化膜材裁切控制方法，其特征在于，所述动态裁切路径调整值的获取步骤具体为：
7.根据权利要求6所述的自动化膜材裁切控制方法，其特征在于，所述记录裁切完成结果的步骤具体为
8.一种自动化膜材裁切控制系统，其特征在于，根据权利要求1-7任一项所述的自动化膜材裁切控制方法，所述系统包括：
...【技术特征摘要】
1.一种自动化膜材裁切控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的自动化膜材裁切控制方法，其特征在于，所述张力-形变分布数据包括膜材形变量、张力分布、裁切位置，所述优化模型包括目标函数、形变误差、材料浪费，所述实时调整裁切路径方案包括当前张力状态、优化裁切路径方案、张力分布变化，所述动态裁切路径调整值包括张力波动、裁切路径偏差、膜材张力变化，所述裁切完成结果包括实际张力分布、形变数据、裁切路径调整。
3.根据权利要求2所述的自动化膜材裁切控制方法，其特征在于，所述张力-形变分布数据的获取步骤具体为：
4...
【专利技术属性】
技术研发人员：周友仁，周添翼，袁洋培，
申请(专利权)人：深圳市翔宇辉电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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