一种冷镦部件上料设备的分筛控制方法及系统与流程

本发明属于设备控制，具体涉及一种冷镦部件上料设备的分筛控制方法及系统。

背景技术：

1、冷镦部件作为微型电子元器件中的关键结构件，其上料工序通常依赖自动化的上料设备完成部件的姿态调整、分流与定位。此类设备中，多个分筛执行单元沿输送路径布置，用于对连续输送的冷镦部件施加机械干预，使其按照预设姿态进入后续工位。目前，常见上料设备的分筛控制策略多采用固定时序轮询方式，即各执行单元按照预先编排的周期顺序依次动作，不考虑当前物料实际堆叠状态与执行单元空间位姿之间的匹配关系。这种开环控制方式在面对物料输送过程中因振动、摩擦或部件间碰撞导致的随机性位置漂移时，容易出现执行单元作用点偏离物料实际位置的情况，导致分筛动作失效或部件损伤，降低了上料过程的稳定性和成品合格率。

2、针对上述问题，部分现有技术引入了基于单点传感器反馈的调整机制，即在检测到物料位置偏差超过阈值时触发特定执行单元的补偿动作。然而，这类方案通常仅对单个执行单元进行独立调整，缺乏对多个执行单元之间协同关系的统筹考虑，无法根据各执行单元与物料之间的实际位姿偏差量进行动态分组和优先级划分。同时，现有调度方法在物料堆叠状态发生持续变化时，往往需要等待整个调度周期结束后才能重新规划后续动作，难以在同一周期内实现执行序列的实时更新，导致响应滞后于物料变化速度，进而造成部分执行单元在无效区间内空转等待或重复执行无效操作，浪费设备产能。

3、此外，在物料状态频繁变化的场景下，现有的分筛控制方法未能建立执行单元与物料检测点之间的空间关联机制，也未能在执行序列更新过程中保留尚未执行的合理单元顺序，致使每次重新规划都需要完全重构整个调度序列，计算开销大且容易打乱原有的合理动作节奏。因此，亟需一种能够根据物料堆叠状态动态调整分筛执行单元分组归属、并支持在同一调度周期内预插入待激活单元的执行序列更新方法，以提升上料设备的分筛响应速度和执行单元利用效率。

技术实现思路

1、为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：

2、一种冷镦部件上料设备的分筛控制方法，包括：

3、s1，通过读取所述上料设备中待处理物料的当前堆叠状态以及预设的标准摆放状态，确定各个分筛执行单元相对于所述待处理物料的当前位姿偏差量；

4、s2，根据所述当前位姿偏差量确定有效分筛操作区间，并根据所述有效分筛操作区间将多个分筛执行单元划分为可参与分筛单元和待激活单元；

5、s3，将多个分筛执行单元之间的位姿偏差量差值处于允许偏差范围内的可参与分筛单元归入优先调度集合，并读取未来一个分筛周期内所述待处理物料的预测堆叠状态变化趋势，逐时刻计算每个所述待激活单元的预测位姿偏差量，确定每个所述待激活单元进入所述有效分筛操作区间之内的预测切入时刻；

6、s4，将所述优先调度集合内的分筛执行单元与非优先调度集合内的可参与分筛执行单元交替排列形成分筛执行序列，并依据各所述预测切入时刻将各所述待激活单元预插入所述分筛执行序列的对应时序位置；

7、s5，执行所述分筛执行序列期间，当读取到所述待处理物料的当前堆叠状态发生变化时，重新调整所述优先调度集合，使所述分筛执行序列随所述待处理物料的堆叠状态变化同步更新。

8、进一步地，所述s3，包括：

9、s31，依次比较全部所述可参与分筛单元两两之间的当前位姿偏差量差值，并将所述位姿偏差量差值小于预设偏差阈值的所述可参与分筛单元划分至同一组别，形成优先调度集合；

10、s32，从所述上料设备的控制系统中读取未来一个完整的分筛周期内各个时间节点所对应的所述待处理物料的预测堆叠状态参数；

11、s33，针对各所述待激活单元，根据所述预测堆叠状态参数，结合所述预设的标准摆放状态，依次计算在所述分筛周期内各时间节点对应的预测位姿偏差量；

12、s34，从计算得到的所述预测位姿偏差量中，识别出首次同时满足不低于下限边界值且不高于上限边界值的时间节点，将该时间节点记录为所述待激活单元的预测切入时刻。

13、进一步地，所述s31，包括：

14、分别建立初始为空的候选分组集合和已分配单元记录队列；

15、从全部所述可参与分筛单元中选取尚未记录在所述已分配单元记录队列中的一个分筛执行单元，作为当前参考单元，将所述当前参考单元加入所述候选分组集合和所述已分配单元记录队列；

16、遍历剩余的可参与分筛单元，计算每个剩余分筛执行单元与所述当前参考单元之间的当前位姿偏差量差值；

17、当计算出的某个所述当前位姿偏差量差值小于预设偏差阈值时，将该剩余分筛执行单元加入所述候选分组集合和所述已分配单元记录队列；

18、遍历完成后，将所述候选分组集合确认作为一个优先调度集合，随后清空所述候选分组集合，重复上述选取和遍历步骤，直至全部所述可参与分筛单元均已被记录在所述已分配单元记录队列中。

19、进一步地，所述s2，包括：

20、对于每个分筛执行单元，获取该分筛执行单元在当前时刻相对于所述待处理物料的当前位姿偏差量，所述当前位姿偏差量用于表征该分筛执行单元的实际空间位置和实际空间姿态相对于所述待处理物料在当前堆叠状态下的期望作用位置和期望作用姿态之间的偏移程度；

21、以所述当前位姿偏差量作为中心参考值，结合所述上料设备中预设的偏差容限参数，计算所述有效分筛操作区间的上限边界和下限边界，所述偏差容限参数用于限定单个分筛执行单元在对所述待处理物料执行分筛操作时所能承受的最大偏差范围，所述有效分筛操作区间表征分筛执行单元能够对处于当前堆叠状态下的待处理物料产生有效分筛作用的位姿偏差量取值范围；

22、依次将每个分筛执行单元的当前位姿偏差量与所述上限边界和所述下限边界进行比较，当某个分筛执行单元的当前位姿偏差量处于所述下限边界与所述上限边界所界定的数值范围内时，将该分筛执行单元标记为可参与分筛单元，当某个分筛执行单元的当前位姿偏差量处于所述下限边界与所述上限边界所界定的数值范围之外时，将该分筛执行单元标记为待激活单元，所述可参与分筛单元表示当前时刻能够直接参与对所述待处理物料的分筛操作的分筛执行单元，所述待激活单元表示当前时刻无法直接参与分筛操作但有待进入所述有效分筛操作区间的分筛执行单元。

23、进一步地，所述s4，包括：

24、s41，从所述优先调度集合中按照预设的单元编号顺序逐个提取分筛执行单元，每提取一个来自所述优先调度集合的分筛执行单元后，切换至从所述非优先调度集合中按照预设的单元编号顺序逐个提取分筛执行单元，依此交替提取，直至所述优先调度集合和所述非优先调度集合中的全部分筛执行单元均被提取完毕，将提取出的分筛执行单元按照提取顺序排列，生成初始执行序列；

25、s42，根据每个所述待激活单元的所述预测切入时刻所对应的时间先后顺序，在所述初始执行序列的时间轴上确定与各所述预测切入时刻相匹配的插入位置索引，所述插入位置索引表示在所述初始执行序列中各个相邻执行单元之间的间隙处所对应的时间节点顺序编号；

26、s43，按照所述预测切入时刻从早到晚的顺序，依次将各所述待激活单元分别插入所述初始执行序列中与其预测切入时刻相对应的插入位置索引处，当多个待激活单元对应同一插入位置索引时，按照各待激活单元的单元编号顺序依次排列于该插入位置索引处，形成最终的分筛执行序列。

27、进一步地，所述s41，包括：

28、分别建立优先队列和非优先队列，将所述优先调度集合中的全部分筛执行单元按照其单元编号顺序依次存入所述优先队列，将所述非优先调度集合中的全部分筛执行单元按照其单元编号顺序依次存入所述非优先队列；

29、建立空的序列容器，并设定选取标记，所述选取标记用于指示当前应当从所述优先队列中还是从所述非优先队列中提取分筛执行单元，所述选取标记的初始状态被设定为指示从所述优先队列中提取；

30、根据所述选取标记的当前状态，从所述选取标记所指示的队列的头部提取一个分筛执行单元，将该分筛执行单元的单元标识按照提取顺序依次添加至所述序列容器的末尾位置，同时将该分筛执行单元从相应的队列中移除；

31、在每次完成提取和添加操作后，将所述选取标记的状态切换为指示另一队列，随即检查所述优先队列和所述非优先队列是否均为空状态；

32、当所述优先队列和所述非优先队列均为空状态时，将所述序列容器中当前存储的全部分筛执行单元的单元标识按照其存储顺序输出，作为所述初始执行序列。

33、进一步地，所述s5，包括：

34、s51，在所述分筛执行序列的执行过程中，持续从所述上料设备中设置的物料状态监测装置读取所述待处理物料的当前堆叠状态参数，所述当前堆叠状态参数至少包括所述待处理物料在所述上料设备中的分布位置变化信息和各物料个体之间的相对位置变化信息；

35、s52，将当前时刻读取到的当前堆叠状态参数与上一时刻读取到的堆叠状态参数进行比较，计算堆叠状态变化量，当所述堆叠状态变化量超过预设的状态变化允许量时，判定所述待处理物料的当前堆叠状态发生变化；

36、s53，当判定所述待处理物料的当前堆叠状态发生变化时，根据变化后的当前堆叠状态参数，结合所述预设的标准摆放状态，重新计算各个分筛执行单元更新后的当前位姿偏差量；

37、s54，基于重新计算得到的各个分筛执行单元的更新后的当前位姿偏差量，重新执行划分所述有效分筛操作区间、将多个分筛执行单元划分为可参与分筛单元和待激活单元、将可参与分筛单元归入优先调度集合、确定待激活单元的预测切入时刻、交替排列形成分筛执行序列以及预插入待激活单元的操作，生成更新的分筛执行序列；

38、s55，中断当前正在执行的所述分筛执行序列，将执行指针切换至所述更新的分筛执行序列的起始位置，按照所述更新的分筛执行序列继续执行分筛控制操作。

39、进一步地，在判定所述待处理物料的当前堆叠状态发生变化之后，并在重新计算各个分筛执行单元更新后的当前位姿偏差量之前，还包括：

40、获取当前正在执行的分筛执行序列中尚未被执行的分筛执行单元序列片段，记录所述序列片段中各分筛执行单元的单元标识及其在所述分筛执行序列中的排列顺序；

41、在生成所述更新的分筛执行序列之后，将所述序列片段中各分筛执行单元的单元标识与所述更新的分筛执行序列中的各单元标识进行匹配，根据匹配结果保留所述序列片段中各分筛执行单元在所述更新的分筛执行序列中的相对排列顺序不变。

42、进一步地，在s1中读取所述上料设备中待处理物料的当前堆叠状态以及预设的标准摆放状态之前，还包括：

43、获取所述上料设备中各个分筛执行单元在设备坐标系中的固定安装位置参数和固定安装姿态参数，所述固定安装位置参数和所述固定安装姿态参数在所述上料设备完成装配后保持不变；

44、根据所述固定安装位置参数和所述固定安装姿态参数，结合所述上料设备的物料输送路径上设置的各个物料检测点的空间坐标，建立各分筛执行单元与各物料检测点之间的空间对应关系；

45、将所述空间对应关系存储于所述上料设备的控制系统的存储单元中，以在后续读取所述待处理物料的当前堆叠状态时，依据所述空间对应关系确定各个分筛执行单元分别对应的物料检测点，并从对应的物料检测点处获取所述当前堆叠状态参数。

46、根据本发明第二方面，本发明请求保护一种冷镦部件上料设备的分筛控制系统，包括：

47、一个或多个处理器；

48、存储器，其上存储有一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现所述的一种冷镦部件上料设备的分筛控制方法。

49、本发明属于设备控制技术领域，具体涉及一种冷镦部件上料设备的分筛控制方法及系统，通过实时获取待处理物料的当前堆叠状态与预设标准摆放状态之间的差异，确定空间偏差量并划定有效分筛操作区间，将偏差量相互接近的可参与单元归入优先调度集合，同时预测各待激活单元进入有效区间的时间节点，再将优先与非优先集合中的单元交替排列形成初始执行序列，并将待激活单元预插入序列的对应时序位置，检测到物料堆叠状态发生超出允许范围的变化重新调整优先调度集合组成并更新整个分筛执行序列。本发明能有效减少执行单元的空转等待与无效操作，显著提升分筛动作的针对性和执行效率，缩短系统对物料状态变化的响应周期，保障上料过程的连续性与稳定性。