一种基于闭环调度的硅钢涂机清洗控制方法、系统及介质与流程

本发明涉及涂机自动清洗控制，尤其涉及一种基于闭环调度的硅钢涂机清洗控制方法、系统及介质。

背景技术：

1、随着硅钢涂层生产线自动化程度的不断提高，针对涂机换液后的离线清洗效率、清洗安全性和清洗一致性提出了更高要求。现有硅钢涂机清洗通常需要对a辊、p辊、m辊、料盘、预涂喷嘴、刷毛和刮刀区域进行处理，但是在实际应用中普遍存在以下问题：

2、现有清洗方式仍较多依赖人工擦拭、刮除或湿擦，劳动强度大且存在进入涂机区域作业的安全风险；部分自动清洗设备仅按固定工位或固定顺序运行，缺少对清洗位到位状态和安全互锁状态的闭环确认，容易出现清洗启动条件判断不可靠的问题；同时，现有调度方式难以同时考虑残留严重等级、剩余停机窗口、机器人移动距离、工具需求类型和清洗剂需求量，导致机器人空行程增加、工具切换频繁以及停机窗口利用率不足；此外，清洗后的复检和任务更新不够及时，容易影响离线清洗效率和清洗结果一致性。

3、因此，如何提供一种基于闭环调度的硅钢涂机清洗控制方法、系统及介质是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于提出一种基于闭环调度的硅钢涂机清洗控制方法、系统及介质，本发明通过清洗位闭环确认、改进reformer模型调度和回流复检更新，对硅钢涂机离线清洗任务进行安全筛选、智能排序、机器人自动执行和闭环再调度，提高停机窗口利用率、清洗效率以及清洗结果一致性。

2、根据本发明实施例的一种基于闭环调度的硅钢涂机清洗控制方法，包括如下步骤：

3、步骤一：采集硅钢涂机清洗状态数据，对目标涂机的清洗位到位状态和安全互锁状态进行闭环确认，生成涂机清洗位闭环确认结果；

4、步骤二：根据所述涂机清洗位闭环确认结果，筛选满足清洗启动条件的目标涂机，并根据残留严重等级、剩余停机窗口、机器人移动距离、工具需求类型和清洗剂需求量构建清洗任务候选序列；

5、步骤三：将所述清洗任务候选序列输入改进reformer模型，对清洗任务执行双通道嵌入、局部聚合和可逆节拍重构，生成闭环清洗调度序列；

6、步骤四：根据所述闭环清洗调度序列，控制清洗机器人沿机器人天轨移动至目标涂机清洗位置，并控制末端气动夹爪夹取对应清洗工具执行清洗；

7、步骤五：对所述闭环清洗调度序列中的当前清洗事件进行残留复检，并结合当前清洗区域与相邻清洗区域的空间邻接关系确定回流关注区域，生成回流复检结果；

8、步骤六：根据所述回流复检结果更新清洗任务候选序列，生成硅钢涂机清洗控制结果。

9、可选的，所述步骤一具体为：

10、采集硅钢涂机清洗状态数据，所述硅钢涂机清洗状态数据包括涂机工作位状态、涂机清洗位状态、到位传感器状态、安全围栏状态、机器人急停状态和plc运行状态；

11、根据所述涂机工作位状态和涂机清洗位状态，判断目标涂机是否由工作位移动至清洗位；

12、当目标涂机移动至清洗位，且到位传感器状态为到位触发状态时，将目标涂机的清洗位到位状态确定为到位确认状态；

13、根据所述安全围栏状态、机器人急停状态和plc运行状态，对目标涂机对应清洗区域进行安全互锁判断；

14、当安全围栏状态为锁闭状态、机器人急停状态为未触发状态且plc运行状态为允许运行状态时，将目标涂机的安全互锁状态确定为互锁通过状态；

15、当所述清洗位到位状态为到位确认状态，且所述安全互锁状态为互锁通过状态时，将涂机清洗位闭环确认结果确定为允许清洗；

16、当所述清洗位到位状态不是到位确认状态，或者所述安全互锁状态不是互锁通过状态时，将涂机清洗位闭环确认结果确定为禁止清洗。

17、可选的，所述步骤二具体为：

18、以所述涂机清洗位闭环确认结果为筛选依据，将涂机清洗位闭环确认结果为允许清洗的目标涂机确定为满足清洗启动条件的目标涂机，将涂机清洗位闭环确认结果为禁止清洗的目标涂机排除在当前清洗调度之外；

19、对满足清洗启动条件的目标涂机进行残留面积统计，将辊面残留面积、料盘残留面积、预涂喷嘴残留面积和刮刀残留面积相加，得到目标涂机的残留总面积；

20、将所述残留总面积除以目标涂机对应清洗区域总面积，得到残留占比，根据所述残留占比确定残留严重等级；

21、以目标涂机的计划复产时刻和当前时刻为基准，将计划复产时刻减去当前时刻，得到剩余停机窗口；

22、以清洗机器人当前位置和目标涂机清洗位置为基准，将清洗机器人当前位置至目标涂机清洗位置之间的机器人天轨行程长度确定为机器人移动距离；

23、根据目标清洗区域和清洗方式确定工具需求类型，所述工具需求类型包括擦拭布、刮刀和湿擦工具；

24、根据工具需求类型确定单位面积清洗剂用量，将残留总面积乘以单位面积清洗剂用量，得到清洗剂需求量；

25、将满足清洗启动条件的目标涂机、残留严重等级、剩余停机窗口、机器人移动距离、工具需求类型和清洗剂需求量按照目标涂机对应关系进行组合，构建清洗任务候选序列。

26、可选的，所述改进reformer模型具体包括清洗事件双通道嵌入层、局部敏感清洗聚合层、可逆调度重构层和清洗序列输出层，所述可逆调度重构层中引入清洗节拍反演算子；

27、所述清洗任务候选序列中每个清洗事件包括目标涂机、残留严重等级、剩余停机窗口、机器人移动距离、工具需求类型和清洗剂需求量；

28、所述清洗事件双通道嵌入层将残留严重等级和工具需求类型分别转换为等级嵌入和工具嵌入，将剩余停机窗口、机器人移动距离和清洗剂需求量分别进行比例映射，并将机器人移动距离的比例映射结果和工具嵌入编入位置资源通道，将等级嵌入、剩余停机窗口的比例映射结果和清洗剂需求量的比例映射结果编入残留节拍通道，输出位置资源嵌入和残留节拍嵌入；

29、所述局部敏感清洗聚合层将位置资源嵌入和残留节拍嵌入拼接为清洗事件嵌入，对所述清洗事件嵌入进行哈希投影并划分清洗调度桶，在同一清洗调度桶内执行查询向量、键向量和值向量映射，将查询向量与键向量相乘后的结果输入softmax函数，并与值向量相乘，输出清洗任务聚合表示；

30、所述可逆调度重构层将位置资源嵌入与清洗任务聚合表示按照特征维度拼接并进行线性映射，生成第一输入通道，将残留节拍嵌入与清洗任务聚合表示按照特征维度拼接并进行线性映射，生成第二输入通道；

31、将第二输入通道经局部敏感清洗注意力处理后与第一输入通道逐元素相加生成第一可逆通道；

32、通过清洗节拍反演算子对第一可逆通道进行可逆节拍重构，生成清洗节拍反演通道，将所述清洗节拍反演通道与第二输入通道逐元素相加，生成第二可逆通道，并将所述第一可逆通道与所述第二可逆通道按照特征维度进行拼接，并进行线性映射，生成可逆调度重构表示；

33、所述清洗序列输出层将可逆调度重构表示依次进行线性映射和softmax函数处理，生成各清洗事件对应的清洗调度概率值，并按照清洗调度概率值由大到小排列清洗事件，生成闭环清洗调度序列。

34、可选的，所述通过清洗节拍反演算子对第一可逆通道进行可逆节拍重构，生成清洗节拍反演通道，具体为：

35、所述清洗节拍反演算子将第一可逆通道与当前清洗事件对应的机器人天轨行程长度、工具需求类型、清洗剂需求量、剩余停机窗口、残留严重等级对应的等级嵌入以及工具需求类型对应的工具嵌入共同作为节拍反演输入；

36、将机器人天轨行程长度除以机器人天轨基准速度，生成机器人移动耗时；

37、将清洗剂需求量除以清洗剂基准供给流量，生成清洗剂供给耗时；

38、将当前清洗事件的工具需求类型与前一清洗事件的工具需求类型进行一致性判断，当当前清洗事件的工具需求类型与前一清洗事件的工具需求类型相同时，将工具切换耗时确定为0，当当前清洗事件的工具需求类型与前一清洗事件的工具需求类型不同时，将工具切换耗时确定为工具切换基准耗时；

39、将当前清洗事件对应的等级嵌入依次进行线性映射和sigmoid函数处理，生成残留节拍系数，并将残留节拍系数乘以清洗基准耗时，生成残留清洗耗时；

40、将机器人移动耗时、工具切换耗时、清洗剂供给耗时和残留清洗耗时相加，生成单任务占用时长；

41、将剩余停机窗口减去所述单任务占用时长，生成当前窗口余量；

42、将当前清洗事件之后排列的各清洗事件对应的单任务占用时长依次累加，生成排队占用时长，并将当前窗口余量减去所述排队占用时长，生成节拍反演偏差；

43、将所述节拍反演偏差经线性映射转换为节拍偏差嵌入，将节拍偏差嵌入、当前清洗事件对应的工具嵌入和当前清洗事件对应的等级嵌入按照特征维度拼接后进行两次全连接处理，在第一次全连接处理后经gelu激活函数处理，在第二次全连接处理后经softmax函数处理，生成节拍重排权重；

44、将所述节拍重排权重与第一可逆通道逐元素相乘，生成清洗节拍反演通道。

45、可选的，所述步骤四具体为：

46、按照所述闭环清洗调度序列确定当前目标涂机和目标涂机清洗位置；

47、根据清洗机器人当前位置和所述目标涂机清洗位置，控制清洗机器人沿机器人天轨移动，并在清洗机器人到达目标涂机清洗位置后停止机器人天轨移动；

48、根据所述闭环清洗调度序列中的工具需求类型，控制末端气动夹爪移动至工具供给位置，并夹取对应清洗工具；

49、当所述对应清洗工具为擦拭布时，控制清洗机器人对目标涂机的辊面执行擦拭清洗；

50、当所述对应清洗工具为刮刀时，控制清洗机器人对目标涂机的残留附着区域执行刮除清洗；

51、当所述对应清洗工具为湿擦工具时，控制清洗剂供给并控制清洗机器人对目标涂机的残留附着区域执行湿擦清洗。

52、可选的，所述步骤五具体为：

53、对所述闭环清洗调度序列中的当前清洗事件进行执行状态记录，所述执行状态记录包括目标涂机、当前清洗区域、工具需求类型和清洗执行结果；

54、对当前清洗区域进行残留复检，生成当前区域复检结果；

55、根据当前清洗区域与相邻清洗区域之间的空间邻接关系，确定当前清洗区域对应的相邻复检区域，并将所述相邻复检区域确定为回流关注区域；

56、对所述回流关注区域进行残留复检，生成回流区域复检结果；

57、当当前区域复检结果和回流区域复检结果均满足清洗合格条件时，将当前清洗事件的回流复检结果确定为合格；

58、当当前区域复检结果或回流区域复检结果不满足清洗合格条件时，将当前清洗事件的回流复检结果确定为不合格，对不满足清洗合格条件的区域执行补充擦拭、补充刮除或补充湿擦，并再次进行残留复检。

59、可选的，所述步骤六具体为：

60、根据所述回流复检结果更新清洗任务候选序列；

61、当所述回流复检结果为合格时，将当前清洗事件从清洗任务候选序列中删除；

62、当所述回流复检结果为不合格时，将当前清洗事件保留在清洗任务候选序列中，并更新当前清洗事件对应的残留严重等级、工具需求类型和清洗剂需求量；

63、当更新后的清洗任务候选序列为空时，生成清洗完成结果；

64、当更新后的清洗任务候选序列不为空时，将更新后的清洗任务候选序列作为下一轮改进reformer模型的输入，生成继续清洗结果；

65、将所述清洗完成结果或继续清洗结果作为硅钢涂机清洗控制结果。

66、根据本发明实施例的一种基于闭环调度的硅钢涂机清洗控制系统，包括如下模块：

67、清洗状态闭环确认模块，用于采集硅钢涂机清洗状态数据，对目标涂机的清洗位到位状态和安全互锁状态进行闭环确认，生成涂机清洗位闭环确认结果；

68、清洗任务候选序列构建模块，用于根据所述涂机清洗位闭环确认结果，筛选满足清洗启动条件的目标涂机，并根据残留严重等级、剩余停机窗口、机器人移动距离、工具需求类型和清洗剂需求量构建清洗任务候选序列；

69、闭环调度生成模块，用于将所述清洗任务候选序列输入改进reformer模型，对清洗任务执行双通道嵌入、局部聚合和可逆节拍重构，生成闭环清洗调度序列；

70、清洗执行模块，用于根据闭环清洗调度序列控制清洗机器人沿机器人天轨移动至目标涂机清洗位置，并控制末端气动夹爪夹取对应清洗工具执行清洗；

71、回流复检模块，用于对所述闭环清洗调度序列中的当前清洗事件进行残留复检，并结合当前清洗区域与相邻清洗区域的空间邻接关系确定回流关注区域，生成回流复检结果；

72、闭环更新模块，用于根据所述回流复检结果更新清洗任务候选序列，生成硅钢涂机清洗控制结果。

73、一种基于闭环调度的硅钢涂机清洗控制介质，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器调用所述存储器存储的计算机程序，以执行任一项所述的一种基于闭环调度的硅钢涂机清洗控制方法。

74、本发明的有益效果是：

75、本发明通过清洗位闭环确认、改进reformer模型调度和回流复检更新的串联集成，针对硅钢涂机换液后人工清洗效率低、固定顺序清洗适应性差以及复检反馈不及时的问题，先对目标涂机的清洗位到位状态和安全互锁状态进行判断，使涂机未到位、安全围栏未锁闭、机器人急停或plc未允许运行时不能进入清洗调度，提高机器人清洗启动的安全性；在调度环节，将残留严重等级、剩余停机窗口、机器人移动距离、工具需求类型和清洗剂需求量构建为清洗任务候选序列，并输入改进reformer模型，通过双通道嵌入区分位置资源信息和残留节拍信息，通过局部聚合减少无效清洗事件关联，通过可逆节拍重构使移动耗时、工具切换、供液负担和残留处理负担影响清洗排序，从而生成更符合当前设备状态和停机窗口的闭环清洗调度序列；在执行和复检环节，清洗机器人按照闭环清洗调度序列沿机器人天轨移动至目标涂机清洗位置，并通过末端气动夹爪夹取对应清洗工具执行清洗，清洗后结合当前清洗区域与相邻清洗区域的空间邻接关系确定回流关注区域，并根据回流复检结果更新清洗任务候选序列；最终实现硅钢涂机离线清洗过程的安全启动、智能排序、自动执行和闭环再调度，减少机器人空行程和无效工具切换，提高停机窗口利用率、清洗效率和清洗结果一致性。