CN114253233A - 一种数据驱动生产控制方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数据驱动生产控制方法及***，方法包括：获取待加工版图的原始位元图像，对原始位元图像进行分析处理，得到第一处理数据集，第一处理数据集包括但不限于目标区域信息；基于第一处理数据集，结合生产设备的工艺性能参数，建立生产任务数据包，其中，工艺性能参数包括但不限于生产设备的运行速度、加热温度、工作功率和焦点，生产任务数据包包括但不限于生产设备的运动执行指令和生产因素控制指令；控制生产设备对待加工版图进行加工，模切出若干个目标区域。整个生产过程由数据驱动，全数据化运转，避免了需要将原始位元图像转换成矢量数据的麻烦，降低人力成本和生产成本，提高生产效率，提高生产可靠性。

Description

一种数据驱动生产控制方法及***

技术领域

本发明属于智能制造生产技术领域，尤其涉及一种数据驱动生产控制方法及***。

背景技术

随着物联网时代人们对定制化标签需求的增长，如何适应这种定制化、多样化、小批量、多批次的印刷品生产特性已成为行业急需面临的问题。

传统的印刷品生产制造中，利用矢量数据来控制生产设备的机械运动，每切换一个新的生产任务时，需要人工重新设置生产参数，而定制化不同于大规模生产，用户定制化往往具有低成本、小批量、多变的特性，因此对于低成本的基于像素的定制化图像设计，如都要将其改成矢量数据，将会大大增加人力成本和制造设备成本，不利于自动化生产控制。

因此，针对基于位元像素图像设计的定制化印刷标签，如何实现智能生产是行业痛点。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种数据驱动生产控制方法及***，主要用于解决现有技术中无法满足定制化印刷标签低成本、高效率、智能化生产等问题。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种数据驱动生产控制方法，用于在待加工版图上模切出若干个目标区域，包括以下步骤：

获取待加工版图的原始位元图像，对原始位元图像进行分析处理，得到第一处理数据集，所述第一处理数据集包括但不限于目标区域信息；

基于第一处理数据集，结合生产设备的工艺性能参数，建立生产任务数据包，其中，所述工艺性能参数包括但不限于生产设备的运行速度、加热温度、工作功率和焦点，所述生产任务数据包包括但不限于生产设备的运动执行指令和生产因素控制指令；

控制生产设备对待加工版图进行加工，模切出若干个目标区域。

进一步地，提前将所述运动执行指令下载至对应生产设备，再向生产设备下发生产因素控制指令，控制生产设备对待加工版图进行加工。

进一步地，将运动执行指令和生产因素控制指令结合成生产执行指令集，向生产设备下发生产执行指令集，控制生产设备对待加工版图进行加工。

进一步地，在获取原始位元图像时，同时获取生产任务信息，所述生产任务信息包括但不限于待加工版图的生产数量、行程信息、路径信息，对所述原始位元图像和生产任务信息进行分析处理得到第一处理数据集。

进一步地，通过摄像采集获取所述原始位元图像。

进一步地，在对摄像采集到的原始位元图像进行分析时，利用机器视觉分析技术，确定待加工版图上若干个目标区域的排版顺序，结合模切工艺要求信息，识别参考原点，针对每个目标区域确定待模切的起始点、终止点和路径，所述目标区域信息包括从参考原点出发，经特定模切路径，依次连接每一个目标区域的模切路径。

进一步地，基于第一处理数据集，确定模切线程数量，规划模切路径、温度和速度，转化至生产设备各负载单元的控制指令，所述负载单元包括但不限于驱动电机、激光模块，所述控制指令被配置为控制所述驱动电机的转动参数、驱动电机的协同工作时间或者激光模块的加热功率。

进一步地，在模切出若干个目标区域后，对待加工版图进行排废处理，将模切出的废料撕除，保留若干个目标区域。

第二方面，本发明还提供一种应用于如上述的数据驱动生产控制方法的控制***，包括：

采集模块，用于获取待加工版图的原始位元图像；

分析模块，用于对原始位元图像进行分析处理，得到第一处理数据集，所述第一处理数据集包括但不限于目标区域信息；

控制指令模块，用于基于第一处理数据集，结合生产设备的工艺性能参数，建立生产任务数据包，其中，所述工艺性能参数包括但不限于生产设备的运行速度、加热温度、工作功率和焦点，所述生产任务数据包包括但不限于生产设备的运动执行指令和生产因素控制指令；

生产设备，用于根据所述生产任务数据包，对待加工版图进行加工，并模切出若干个目标区域。

进一步地，还包括排废模块，所述排废模块被配置为在模切出若干个目标区域后，对待加工版图进行排废处理。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

通过获取待加工版图的原始位元图像，分析得到需要模切的目标区域信息，利用目标区域信息和对应生产设备的工艺性能参数，以数据确定生产设备的各项运动执行指令和生产因素控制指令，以完成对对待加工版图的加工，整个生产过程由数据驱动，全数据化运转，避免了需要将原始位元图像转换成矢量数据的麻烦，降低人力成本和生产成本，提高生产效率，提高生产可靠性；

提前将运动执行指令下载至对应生产设备，利用运行前的通信时间，提高模切时的运行速度，生产效率高；

将运动执行指令和生产因素控制指令结合成生产执行指令集在下发至生产设备，方便实时控制生产设备，提高可靠性；

结合排废处理，智能撕除废料，保留定制化的各个标签，无需人手撕除操作，提高生产质量。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明的一种数据驱动生产控制方法的流程图。

图2是实施例1中的待加工版图的示意图。

图3是本发明的一种数据驱动生产控制***的示意框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

第一方面，参照图1，在本实施例中公开了一种数据驱动生产控制方法，用于在待加工版图上模切出若干个目标区域，目标区域为目标的个性化标签，在一张待加工版图上包括按照一定排版规则排布的个性化标签，本控制方法主旨为在此待加工版图上模切出若干个目标区域，相当于所需要的标签，包括以下步骤：

获取待加工版图的原始位元图像，对原始位元图像进行分析处理，得到第一处理数据集，所述第一处理数据集包括但不限于目标区域信息；

需要说明的是，由于原始位元图像即常规的像素数据结构的图像，很容易就可获得，所以本方法的输入数据要求较低，无需转化成矢量图，满足低成本的基于像素的图像设计；获得待加工版图的原始位元图像后，对原始位元图像进行分析处理，包括抽取出待加工版图的外形尺寸、确定每一个目标区域的外形尺寸、确定各个目标区域的排版规则、确定标签材料参数尺寸等，分析得到第一处理数据集，第一处理数据集中包括目标区域信息，目标区域信息包括有若干个需要的目标区域；

在第一处理数据集的基础上，结合生产设备的工艺性能参数，其中，所述工艺性能参数包括但不限于生产设备的运行速度、加热温度、工作功率和焦点，以上数据主要分为工艺数据和设备数据两个方面，工艺数据主要是加工工艺要求、个性化定制的特殊需求等，例如直线、斜线、直角、圆角、密度、颜色、平面度、反光度等工艺参数要求，设备数据主要是加工设备的控制参数等，例如电机转速、激光功率、加热功率、移动速度、位移控制等；结合第一处理数据集和工艺性能参数后，建立生产任务数据包，生产任务数据包包括但不限于生产设备的运动执行指令和生产因素控制指令，相当于是根据此生产任务数据包，生产设备能控制其每一个负载，按照设定好的程序和数据，对待加工版图进行加工，模切出若干个目标区域。

以上的生产控制方法由数据驱动，原始位元图像属于数据，且为自动获取，生产设备的工艺性能参数也属于数据，有些工艺数据可由操作人员提前预设好，有些设备数据则为常规数据，没有特殊情况一般不会改变，在获取到原始位元图像和工艺性能参数后，建立能使生产设备执行对待加工版图进行加工的生产任务数据包，以生产任务数据包的形式驱动生产设备动作，以完成模切出若干个目标区域，以上过程全数据化运转，避免了需要将原始位元图像转换成矢量数据的麻烦，降低人力成本和生产成本，提高生产效率，提高生产可靠性。

根据数据通信的方式，至少可分为以下两种方式：

作为一种实施方式，提前将所述运动执行指令下载至对应生产设备，再向生产设备下发生产因素控制指令，控制生产设备对待加工版图进行加工，运动执行指令在生产设备真正运行前即占用了***的通信时间，提前下载至生产设备，等真正运行时，即当生产因素控制指令下发至生产设备时，生产设备马上响应动作，生产因素控制指令为对生产设备整体启动、协调和特殊状态的控制，避免运动执行指令传输滞后，导致生产异常，此举能提高生产设备的运行速度。

作为另一种实施方式，将运动执行指令和生产因素控制指令结合成生产执行指令集，向生产设备下发生产执行指令集，控制生产设备对待加工版图进行加工，这种方式下，生产执行指令集在控制端，控制端根据实际需要下发生产执行指令集，生产设备根据实际接收到的数据进行加工，实现实时驱动和控制生产设备。

在本实施例中，在获取原始位元图像时，同时获取生产任务信息，所述生产任务信息包括但不限于待加工版图的生产数量、行程信息、路径信息，，对原始位元图像和生产任务信息进行分析处理得到第一处理数据集；例如本次生产20张同一要求的待加工版图，待加工版图的移动行程、移动路径、移动速度、逐张交替的频率等信息一并收集，最后建立的生产任务数据包，可驱动生产设备满足按一定频率，连续对20张待加工版图进行模切；针对于多个线程生产的情况，生产设备不止一台，可以同时对多张待加工版图进行模切，因此在连续生产中，多张待加工版图的行程信息、路径信息则可驱动多台生产设备有序地投入生产。

作为一种实施方式，通过摄像采集获取所述原始位元图像，当待加工版图移动到合适位置后，利用摄像头进行图像摄像采集，获取实时待加工版图的图像。

在本实施例中，在对摄像采集到的原始位元图像进行分析时，利用机器视觉分析技术，确定待加工版图上若干个目标区域的排版顺序，结合模切工艺要求信息，识别参考原点，针对每个目标区域确定待模切的起始点、终止点和路径，所述目标区域信息包括从参考原点出发，经特定模切路径，依次连接每一个目标区域的模切路径。

需要说明的是，根据实时摄像采集到的原始位元图像，可以得到其上按照一定排版规则分布的若干个目标区域，在进一步识别确定出排版顺序后，针对整一个待加工版图确定参考原点，根据生产设备中具体激光模块或者模切刀等数量，可以确定出一个或者多个参考原点；再针对每一个目标区域确定待模切的起始点、终止点和路径，即要完整模切出这个目标区域，要从何处开始下刀，何处结束行刀，如何连接才能实现整个目标区域的模切；最后，根据每一个目标区域的模切路径，确定从参考原点出发，要经过怎样的特定模切路径，才能将每一个目标区域的模切路径实现依次连接，最终的特定模切路径信息，属于目标区域信息。

在一些实施例中，基于第一处理数据集，确定模切线程数量，规划模切路径、温度和速度，转化至生产设备各负载单元的控制指令，所述负载单元包括但不限于驱动电机、激光模块，所述控制指令被配置为控制所述驱动电机的转动参数、驱动电机的协同工作时间或者激光模块的加热功率；需要说明的是，在上一步中，特定模切路径信息属于总的模切路径，根据模切线程数量可以将其分割成多条模切路径，然后将多条模切路径相隔开，以实现单独一个负载单元能独立完成的模切路径，将以上模切路径布置好后，再生成对应的控制指令，驱动电机能根据控制指令带动激光模块按模切路径进行移动，控制适应性强，驱动模式简单快捷。

作为一种实施方式，在模切出若干个目标区域后，对待加工版图进行排废处理，将模切出的废料撕除，保留若干个目标区域，由于是逐张待加工版图进行模切，因此需要逐张排废。

实施例1：

参照图2，在本实施例1中，对于一家蛋糕连锁企业，其接收各式各样的生日蛋糕生产，当然也需要为定制的蛋糕贴上个性化标签，每个标签是基于对应蛋糕的需求印制的，所以标签的外形尺寸和内容不尽相同。

在同一张待加工版图上，可以存在多种不同形状的标签，有些标签只需生产数个，有些标签需要生产数十个，而本实施例中使用的原材料为一张不干胶A3纸，上面打印有3个不同的图案，需要将每个图案模切支撑标签，标签共20个，其中图案1生产4个标签，图案2生产6个标签，图案3生产10个标签。

在利用摄像头获取待加工版图的原始位元图像后，得到了待加工版图为A3纸尺寸，同时可以通过识别纸上的特殊标记，获知其是不干胶材料，然后确定了每种图案的外形尺寸、排版规则、参考原点位置等，即每个标签在A3纸上的布局位置，然后结合生产设备的工艺性能参数，例如对于圆角的处理工艺、加热温度、模切速度等，建立起生产任务数据包，生产设备中的电机能根据其中的运动执行指令，按模切路径驱动激光模块，使得激光模块通过激光高温切割出所需的若干个标签；另外地，由于图案1与图案2的数量较少，图案3的数量较多，可以将图案1与图案2分成一列，图案3单独一列，图案1与图案2对应的标签采用一个激光模块进行模切，图案3对应的标签采用另一个激光模块进行模切，且识别出有两个参考原点，分别从这两个参考原点出发，对图案1和2进行模切，和对图案3进行模切，各个激光模块的模切路径不重复，实现高效生产。

第二方面，参照图3，本实施例中还提供一种应用于如上述实施例的数据驱动生产控制方法的控制***，包括：

采集模块，用于获取待加工版图的原始位元图像，优选地，采集模块为摄像头；

分析模块，用于对原始位元图像进行分析处理，得到第一处理数据集，所述第一处理数据集包括但不限于目标区域信息；

控制指令模块，用于基于第一处理数据集，结合生产设备的工艺性能参数，建立生产任务数据包，其中，所述工艺性能参数包括但不限于生产设备的运行速度、加热温度、工作功率和焦点，所述生产任务数据包包括但不限于生产设备的运动执行指令和生产因素控制指令；

生产设备，用于根据所述生产任务数据包，对待加工版图进行加工，并模切出若干个目标区域。生产设备包括驱动电机和激光模块。

其中分析模块和控制指令模块可合成为一控制端，控制端接收输入数据，利用数据处理和分析，以数据驱动生产设备进行生产，高效便捷。

作为一种实施方式，还包括排废模块，所述排废模块被配置为在模切出若干个目标区域后，对待加工版图进行排废处理。排废模块包括：

送料机构，用于输送待加工版图，所述待加工版图包括相互粘合的上层材料和下层材料；

限位机构，用于分别限位上层材料和下层材料，所述上层材料和下层材料所受的限位作用力方向与所述待加工版图传输方向垂直；

端部分离机构，用于分离所述上层材料和下层材料沿传输方向的相粘合的前端部；

驱动机构，用于将限位的上层材料和/或下层材料翻转、并使上层材料和下层材料整张分离；

收集机构，用于收集分离出来的废料材料。

上述排废模块同样利用数据驱动，通过参数化设置，智能控制对已经模切好的印刷品进行自动排废，能实现单张不干胶印刷品的连续自动排废，生产效率高，排废过程可靠，且将这一模块设置在模切工序之后，能无缝连接生产，适应性强，具有良好的推广性。

综上，相对于现有技术，以上实施例提供一种数据驱动生产控制方法及***，通过获取待加工版图的原始位元图像，分析得到需要模切的目标区域信息，利用目标区域信息和对应生产设备的工艺性能参数，以数据确定生产设备的各项运动执行指令和生产因素控制指令，以完成对对待加工版图的加工，整个生产过程由数据驱动，全数据化运转，避免了需要将原始位元图像转换成矢量数据的麻烦，降低人力成本和生产成本，提高生产效率，提高生产可靠性；

提前将运动执行指令下载至对应生产设备，利用运行前的通信时间，提高模切时的运行速度，生产效率高；

将运动执行指令和生产因素控制指令结合成生产执行指令集在下发至生产设备，方便实时控制生产设备，提高可靠性；

结合排废处理，智能撕除废料，保留定制化的各个标签，无需人手撕除操作，提高生产质量。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种数据驱动生产控制方法，用于在待加工版图上模切出若干个目标区域，其特征在于，包括以下步骤：

获取待加工版图的原始位元图像，对原始位元图像进行分析处理，得到第一处理数据集，所述第一处理数据集包括但不限于目标区域信息；

基于第一处理数据集，结合生产设备的工艺性能参数，建立生产任务数据包，其中，所述工艺性能参数包括但不限于生产设备的运行速度、加热温度、工作功率和焦点，所述生产任务数据包包括但不限于生产设备的运动执行指令和生产因素控制指令；

控制生产设备对待加工版图进行加工，模切出若干个目标区域。

2.根据权利要求1所述的一种数据驱动生产控制方法，其特征在于，提前将所述运动执行指令下载至对应生产设备，再向生产设备下发生产因素控制指令，控制生产设备对待加工版图进行加工。

3.根据权利要求1所述的一种数据驱动生产控制方法，其特征在于，将运动执行指令和生产因素控制指令结合成生产执行指令集，向生产设备下发生产执行指令集，控制生产设备对待加工版图进行加工。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种数据驱动生产控制方法，其特征在于，在获取原始位元图像时，同时获取生产任务信息，所述生产任务信息包括但不限于待加工版图的生产数量、行程信息、路径信息，对所述原始位元图像和生产任务信息进行分析处理得到第一处理数据集。

5.根据权利要求4所述的一种数据驱动生产控制方法，其特征在于，通过摄像采集获取所述原始位元图像。

6.根据权利要求5所述的一种数据驱动生产控制方法，其特征在于，在对摄像采集到的原始位元图像进行分析时，利用机器视觉分析技术，确定待加工版图上若干个目标区域的排版顺序，结合模切工艺要求信息，识别参考原点，针对每个目标区域确定待模切的起始点、终止点和路径，所述目标区域信息包括从参考原点出发，经特定模切路径，依次连接每一个目标区域的模切路径。

7.根据权利要求6所述的一种数据驱动生产控制方法，其特征在于，基于第一处理数据集，确定模切线程数量，规划模切路径、温度和速度，转化至生产设备各负载单元的控制指令，所述负载单元包括但不限于驱动电机、激光模块，所述控制指令被配置为控制所述驱动电机的转动参数、驱动电机的协同工作时间或者激光模块的加热功率。

8.根据权利要求7所述的一种数据驱动生产控制方法，其特征在于，在模切出若干个目标区域后，对待加工版图进行排废处理，将模切出的废料撕除，保留若干个目标区域。

9.一种应用于如权利要求1至8任一项所述的数据驱动生产控制方法的控制***，其特征在于，包括：

采集模块，用于获取待加工版图的原始位元图像；

分析模块，用于对原始位元图像进行分析处理，得到第一处理数据集，所述第一处理数据集包括但不限于目标区域信息；

控制指令模块，用于基于第一处理数据集，结合生产设备的工艺性能参数，建立生产任务数据包，其中，所述工艺性能参数包括但不限于生产设备的运行速度、加热温度、工作功率和焦点，所述生产任务数据包包括但不限于生产设备的运动执行指令和生产因素控制指令；

生产设备，用于根据所述生产任务数据包，对待加工版图进行加工，并模切出若干个目标区域。

10.根据权利要求9所述的一种数据驱动生产控制***，其特征在于，还包括排废模块，所述排废模块被配置为在模切出若干个目标区域后，对待加工版图进行排废处理。

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