一种XRF检测自动熔样上下料协同方法及系统与流程

本发明涉及分析检测，尤其涉及一种xrf检测自动熔样上下料协同方法及系统。

背景技术：

1、在现有xrf检测自动熔样过程中，温度传感器、重量传感器和位置传感器各自独立采集信号，不同传感器因采样频率和传输路径差异导致采集时刻不一致，使得熔样炉实时温度、样品重量变化和转移机位置信息在时间轴上未经过统一对齐，控制器在判定熔样完成状态时使用的温度值、重量值和位置值分别来自不同时刻，造成判定依据的时序错乱，同时xrf谱图数据仅作为最终检测结果离线使用，未在熔样过程中实时反馈至温度控制环节，初始设定的熔样温度区间固定不变，当原料批次波动或传感器发生漂移时无法自动调整，导致温度设定与样品实际熔样需求不匹配，此外重量波动稳定性的判定与温度判定各自独立进行，两个条件未在同一时间窗口内联合验证，经常出现温度已达标但重量仍在波动或重量已稳定但温度尚未达标时即触发转移操作，导致熔样不充分或过熔现象频发，严重影响后续xrf检测结果的准确性和重复性。

2、在现有自动熔样上下料调度过程中，转移机的任务指派仅依据其当前位置与目标工位之间的空间距离进行单一因素决策，未考虑转移机当前运动方向与目标方向之间的偏差角度，导致转移机频繁转向和加减速，增加了不必要的行程时间和能量消耗，同时未将样品自身的熔样质量偏差程度纳入调度优先级考量，使得偏离规程中心值较大的样品未能获得优先转移处理，在高温工位中停留时间过长进一步加剧了质量劣化，并且多台转移机同时执行任务时，各工位的安全作业区域未在调度决策阶段进行空间叠合检验，仅在实际运行过程中依靠物理防撞传感器被动避让，存在因路径规划重叠导致的紧急停机或碰撞事故风险，调度方案生成后各条转移指令的起始点和终点之间未进行路径衔接优化，相邻任务之间的空驶路径未累计计算总行程，导致整体调度方案在全局路径长度上不是最优，增加了设备运行磨损和任务完成总时长，降低了自动熔样上下料协同作业的整体效率。

技术实现思路

1、本发明提供一种xrf检测自动熔样上下料协同方法及系统，其主要目的在于解决一种xrf检测自动熔样上下料协同时效率较低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供的一种xrf检测自动熔样上下料协同方法，包括：

3、s1、将目标过程的实时传感数据流及操作任务流进行初始化处理，得到所述目标过程的同步传感信息流及作业方案，所述实时传感数据流包括温度信号、重量信号、位置信号及xrf谱图数据；

4、s2、基于所述同步传感信息流及所述作业方案更新熔样炉的阶段标识，得到所述目标过程的熔样进程图；

5、s3、将所述熔样进程图、所述同步传感信息流对应的装置工况及所述作业方案的待检测样品整合为所述目标过程的当前状态快照；

6、s4、将所述当前状态快照中的空闲转移机和待服务熔样工位进行关联配置，得到所述目标过程的候选调度序列；

7、s5、对所述候选调度序列进行空间位置比对，得到所述目标过程的可执行调度序列；

8、s6、将所述可执行调度序列中物料转移装置总行程最小的有效指令作为所述目标过程的协同指令。

9、在一个优选的实施方式中，所述将目标过程的实时传感数据流及操作任务流进行初始化处理，得到所述目标过程的同步传感信息流及作业方案，所述实时传感数据流包括温度信号、重量信号、位置信号及xrf谱图数据，包括：

10、将所述实时传感数据流中多源信号的绝对时标附加至所述多源信号的数据点，得到所述目标过程的同步传感信息流；

11、将所述xrf谱图数据中样品标识对应的任务元素实测含量与所述操作任务流中对应样品的期望元素含量区间进行关联，得到所述目标过程的作业方案。

12、在一个优选的实施方式中，所述基于所述同步传感信息流及所述作业方案更新熔样炉的阶段标识，得到所述目标过程的熔样进程图，包括：

13、从所述作业方案中获取熔样炉当前装载样品对应的初始熔样温度区间和初始重量稳定界限；

14、从所述同步传感信息流中定位所述熔样炉当前装载样品在所述目标过程的xrf谱图数据中对应的元素响应值，并计算所述元素响应值与所述作业方案中样品对应的规程含量区间中心值之间的含量偏离量；

15、基于所述含量偏离量对所述初始熔样温度区间进行平移修正，得到所述目标过程的反馈温度区间；

16、将所述同步传感信息流中熔样炉温度值落入所述反馈温度区间且重量波动幅度持续低于所述初始重量稳定界限的阶段标识更新为就绪标识，并将所述就绪标识对应的工位按工位顺序排列，得到所述目标过程的熔样进程图。

17、在一个优选的实施方式中，所述基于所述含量偏离量对所述初始熔样温度区间进行平移修正，得到所述目标过程的反馈温度区间，包括：

18、将所述含量偏离量与所述作业方案中的温度修正系数相乘，得到所述目标过程的温度平移量；

19、基于所述含量偏离量的符号确定所述温度平移量的移动方向，并以所述移动方向为平移依据，以所述温度平移量为平移步长，将所述初始熔样温度区间的上限值和下限值进行同步平移，得到所述目标过程的反馈温度区间。

20、在一个优选的实施方式中，所述将所述熔样进程图、所述同步传感信息流对应的装置工况及所述作业方案的待检测样品整合为所述目标过程的当前状态快照，包括：

21、将所述装置工况中转移机的状态标识与所述熔样进程图中工位的阶段标识，按工位对应关系进行对齐，得到所述目标过程的工位状态表；

22、将所述待检测样品中样品的任务工位需求与所述工位状态表进行匹配，得到所述目标过程的工位任务表；

23、将所述工位任务表中转移机状态标识、工位阶段标识及样品任务信息对应的记录组织为所述目标过程的当前状态快照。

24、在一个优选的实施方式中，所述将所述当前状态快照中的空闲转移机和待服务熔样工位进行关联配置，得到所述目标过程的候选调度序列，包括：

25、将所述当前状态快照中的空闲转移机与待服务熔样工位进行全组合，得到所述目标过程的指派组合；

26、提取所述指派组合中的转移机的当前位置和运动速度向量，以及工位空间坐标和对应样品的元素含量偏离量，并计算所述当前位置指向所述工位空间坐标的方向向量，以及所述方向向量与所述运动速度向量之间的偏差角；

27、基于所述当前位置与所述工位空间坐标的空间距离、所述偏差角，以及所述元素含量偏离量，计算所述目标过程的指派代价；

28、将所述指派组合及对应的所述指派代价，组织为所述目标过程的候选调度序列。

29、在一个优选的实施方式中，所述指派代价的计算公式，包括：

30、

31、其中，为转移机与工位之间的指派代价，为转移机的当前点位到工位的空间距离，为负载修正系数，为转移机当前负载的样品质量，为空载质量，为转移机的运动速度向量与从转移机指向工位的方向向量之间的偏差角，为余弦函数，为方向响应底值，为偏离修正系数，为工位对应样品的元素含量偏离量，为工位对应样品的合格含量允差，为转移机索引，为工位索引。

32、在一个优选的实施方式中，所述对所述候选调度序列进行空间位置比对，得到所述目标过程的可执行调度序列，包括：

33、将所述候选调度序列的调度条目中任务工位坐标所限定的工位安全区域进行空间叠合，得到所述目标过程的工位交域；

34、将所述工位交域为空集的候选调度序列作为所述目标过程的可执行调度序列。

35、在一个优选的实施方式中，所述将所述可执行调度序列中物料转移装置总行程最小的有效指令作为所述目标过程的协同指令，包括：

36、将所述可执行调度序列中相邻调度条目的动作终点坐标与后继动作起点坐标进行连续衔接，得到所述目标过程的动作轨迹线；

37、累加所述动作轨迹线上相邻坐标点之间的直线距离，得到所述目标过程的物料转移装置总行程；

38、将所述物料转移装置总行程最小的可执行调度序列所对应的动作起点坐标、动作终点坐标及动作类型按序封装为所述目标过程的协同指令。

39、为了解决上述问题，本发明还提供一种xrf检测自动熔样上下料协同系统，所述系统包括：

40、数据采集模块，将目标过程的实时传感数据流及操作任务流进行初始化处理，得到所述目标过程的同步传感信息流及作业方案，所述实时传感数据流包括温度信号、重量信号、位置信号及xrf谱图数据；

41、熔样进程图模块，基于所述同步传感信息流及所述作业方案更新熔样炉的阶段标识，得到所述目标过程的熔样进程图；

42、当前状态快照模块，将所述熔样进程图、所述同步传感信息流对应的装置工况及所述作业方案的待检测样品整合为所述目标过程的当前状态快照；

43、候选调度序列模块，将所述当前状态快照中的空闲转移机和待服务熔样工位进行关联配置，得到所述目标过程的候选调度序列；

44、可执行调度序列模块，对所述候选调度序列进行空间位置比对，得到所述目标过程的可执行调度序列；

45、协同指令模块，将所述可执行调度序列中物料转移装置总行程最小的有效指令作为所述目标过程的协同指令。

46、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

47、1.本技术通过温度传感器、重量传感器、位置传感器及xrf探测器采集多源信号并为每个数据点附加统一绝对时标，构建出严格时间对齐的同步传感信息流，从根本上消除了多源信号因采样频率和传输路径差异造成的时间错位，使后续温度判定、重量稳定性判断和xrf含量计算均基于同一时刻的过程状态执行，有效提高了熔样过程状态识别的精度和可靠性，同时利用xrf探测器获取的谱图数据直接计算出每个样品的任务元素实测含量，并将该实测含量与作业方案中该样品对应的规程含量区间中心值进行差值运算得到含量偏离量，再依据该偏离量的符号和幅度对初始熔样温度区间进行平移修正，使熔样温度合格范围根据当前样品的实际熔样质量动态调整，实现了温度控制从固定设定到实时反馈的升级，大幅增强了系统对原料批次波动和传感器漂移的适应能力，在此基础上将同步传感信息流中的熔样炉温度值与平移修正后的反馈温度区间进行比对，同时将重量传感器测得的实时重量波动幅度与初始重量稳定界限进行持续比较，仅当两个条件同时满足时才将工位阶段标识更新为就绪，杜绝了因温度与重量不同步导致的无效就绪判定，最终将所有就绪工位按顺序排列形成熔样进程图，为后续调度提供了精确且可信的服务对象清单。

48、2.通过装置工况中位置传感器提供的转移机实时位置坐标和运动速度向量，结合当前状态快照中的工位空间坐标，计算出转移机当前位置指向工位空间坐标的方向向量以及该方向向量与运动速度向量之间的偏差角，并将空间距离、偏差角和样品元素含量偏离量三个因素融合为单一的指派代价，使调度决策同时兼顾移动路径长度、转向调整能耗和样品熔样紧急程度三个维度，有效提高了指派方案的综合合理性，在此基础上将候选调度序列中所有任务工位坐标与预设安全半径结合划定工位安全区域并进行空间叠合，通过几何计算精确识别并排除存在空间冲突的候选方案，从根源上消除了多台转移机同时作业时的碰撞风险，最后将空间无冲突方案中的相邻调度条目按动作终点与后继动作起点完全重合的方式进行连续衔接形成动作轨迹线，累加轨迹线相邻点之间直线距离得到物料转移装置总行程，并选取总行程最小的方案按序封装为协同指令，确保最终下发给转移机的指令同时满足空间安全性和路径最短性，有效降低了设备运行能耗并缩短了任务完成周期，提升了整体自动熔样上下料协同作业的执行效率和安全性。