CN115016319A - 一种接插件生产设备的智能调速*** - Google Patents

Abstract

本申请提供一种接插件生产设备的智能调速***，包括：CCD检测***，包括CCD工业相机和CCD检测软件模块，所述CCD工业相机用于拍摄接插件平面照片；所述CCD检测软件模块，用于对所述接插件平面照片进行分析识别，提取正位度误差值数据，生成误差数据表格文件；智能调速软件单元，用于根据接插件的正位度误差值数据，计算接插件生产设备最佳的运行速度值；PLC设备，用于读取所述接插件生产设备最佳的运行速度值，控制接插件生产设备中各个机构的动作，完成调速操作。本申请能够根据接插件产品质量自动调节设备运行速度的功能；最后经测试，智能调速***能够稳定运行，调速后的接插件产量增长率超过4.5％，达到提升接插件产量的目的。

Description

一种接插件生产设备的智能调速***

技术领域

本申请涉及接插件生产技术领域，尤其涉及一种接插件生产设备的智能调速***。

背景技术

接插件是许多工业设备的基础器件，其质量优劣直接影响到工业设备的运行。在传统接插件的生产工序中，常仅仅凭借个人经验调节设备运行速度以提升产量。但这种方式会耗费人力、浪费生产材料、无法准确提产。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提出一种接插件生产设备的智能调速***，本申请能够针对性的解决现有的问题。

基于上述目的，本申请提出了一种接插件生产设备的智能调速***，包括：

CCD检测***，包括CCD工业相机和CCD检测软件模块，所述CCD工业相机用于拍摄接插件平面照片；所述CCD检测软件模块，用于对所述接插件平面照片进行分析识别，提取正位度误差值数据，生成误差数据表格文件；

智能调速软件单元，用于根据接插件的正位度误差值数据，计算接插件生产设备最佳的运行速度值；

PLC设备，用于读取所述接插件生产设备最佳的运行速度值，控制接插件生产设备中各个机构的动作，完成调速操作。

进一步地，所述智能调速软件单元，包括CPK计算模块、智能调速策略模块。

进一步地，所述CPK计算模块，用于执行以下操作：

(1)读取文件夹文件；读取正位度误差数据所在的文件夹路径及文件夹内全部误差文件夹，同时判断误差文件夹内是否是存在端面及背面两个表格文件，如果缺少其一，则将此误差文件剔除，读取下一个误差文件夹；

(2)获取文件中文本内容；当误差文件夹的数据无误后，开始读取表格文件中PIN数，当4<PIN<16时读取端面表格中误差数据、LSL、USL数据，反之则读取背面表格的数据，同时判断表格中误差数据是否存在PIN针数或数据格式不正确；

(3)计算过程能力指数CPK；当获取到表格中的误差数据、LSL及USL后，根据计算公式计算出接插件的CPK。

进一步地，所述智能调速策略模块包括调速表和CPK等级评定表。

进一步地，所述智能调速策略模块，以接插件的CPK为输入，使接插件生产设备按调速表中的速度值运行。

进一步地，所述智能调速策略模块，用于执行以下操作：

(1)CPK范围判断；当CPK在设定范围内时，仍然按原设备速度运行；当CPK大于1.67时，便按照调速表的策略以200的速度值为间隔进行提速，如果下一次CPK数值依旧高于1.67时则按照400速度值进行调速；当CPK小于1.32时，按照调速表以500的速度值进行降速，直至CPK高于1.32为止；

(2)调速表判断；当调速策略程序运行时间超出24小时，对照调速表的策略中起始CPK、CPK差值、设备速度提升值，计算设备的调速值；当程序时间未达到规定时间时，判断CPK是否在设定规定范围内，如果在此范围内且判断调速次数也已达到3次时则按调速表的策略进行调速。

进一步地，所述***具有CPK实时监测、模拟仿真调速、***参数设置、历史数据查询界面，同时具有界面翻译的功能。

进一步地，所述接插件的正位度误差数据中，第一行数据为第一排插针的偏差数据，第二行数据为第二排插针的数据，第三行和第四行表示第一排插针的规格上限USL与规格下限LSL，第五行和第六行数据表示第二排插针的规格上限USL与规格下限LSL。

进一步地，所述CPK的计算公式为：

其中USL代表规格上限，LSL代表规格下限，

为正位度误差数据的平均值，δ为预设常数。

进一步地，所述模拟仿真调速的界面包括模拟仿真测试、PIN针测试以及CPK测试计算。

总的来说，本申请的优势及给用户带来的体验在于：能够根据接插件产品质量自动调节设备运行速度的功能；最后经测试，智能调速***能够稳定运行，调速后的接插件产量增长率超过4.5％，达到提升接插件产量的目的。

附图说明

在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本申请公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本申请范围的限制。

图1示出本申请的接插件生产设备的智能调速***架构原理示意图。

图2示出根据本申请实施例的智能调速软件模块的架构图。

图3示出CPK计算程序流程示意图。

图4示出根据本申请调速策略流程图。

图5示出了本申请CPK及速度实时监测界面示意图；

图6示出了本申请模拟仿真调速界面示意图。

图7示出了本申请***参数自设界面示意图。

图8示出了本申请历史数据英文界面的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

本申请首先阐述智能调速***的结构与功能，接着设计了调速表及CPK等级评定表等内容，基于这些内容提出一种适用于接插件生产设备的智能调速策略方案，实现了根据接插件CPK计算出设备最佳运行速度值的功能。最后设计了智能调速软件的CPK实时监测、模拟仿真调速、查询历史数据等界面。本申请中涉及以下概念：

CCD检测软件用于检测各种IC芯片、电子接插件的垂直度、共面度、针脚宽度、针脚长度等指标。首先使用CCD相机在光源充足的环境下拍摄接插件平面的图片，接着使用图像处理技术实现阈值分割，统计行列的像素点的变化实现投影定位，根据坐标位置确定PIN脚的位置，最后使用欧式公式计算距离的方式判断PIN脚的正位度误差数据。

正位度误差数据指的是接插件表面PIN针水平偏移的角度值，负数值表示往左偏移，正数值表示往右偏移，值越大就标志着PIN偏移误差就越大，直接反映出接插件的品质。此数据通过CCD检测软件计算得出，存放至工控机设备中。接插件的正位度误差数据中，第一行数据为第一排插针的偏差数据，第二行数据为第二排插针的数据，第三行和第四行表示第一排插针的规格上限USL与规格下限LSL，第五行和第六行数据表示第二排插针的规格上限USL与规格下限LSL。本申请在以下使用的数据为第一排的误差数据以及三、四两排的规格数据。

过程能力指数Process Capability Index(CPK)是产品生产过程客观存在着分散的一个参数，是一种能够表示产品质量水平高低的方法。其值约大，产品质量越好，工序能力就越高。可以通过CPK计算公式计算得出，其中USL代表规格上限，LSL代表规格下限，

为正位度误差数据的平均值，δ为预设常数。通过获取以上数据，便可以计算接插件的CPK，来衡量其质量水平，计算公式如下所示。

自动化设备生产过程中，产品的CPK并非越大越好，而是应该介于一个合适的范围内，这样才能避免生产设备资源的浪费。为此，必须要为CPK制定等级评定标准及处理原则，常规的CPK等级评价及处理原则说明如表1所示。当CPK达到1.67时表示成品质量已经十分优秀，满足成品率的标准，当超出这个数值后，设备可以适应此时生产速度，能够提升设备生产速度，来降低产品CPK。当工业指数CPK低于1.33时表示产品的残次品数量较多，需要降低设备运行速度，来提升产品CPK。

表1 CPK等级评定及处理原则

1智能调速***结构与功能

智能调速***结构如图1所示，具有自动调节接插件生产设备速度增加产量值的功能，由接插件生产设备、CCD检测软件、智能调速软件、PLC设备组成。首先接插件生产设备负责生产接插件，接着由CCD检测软件对CCD工业相机拍摄出的接插件平面照片进行分析识别，提取出正位度误差值数据，生成误差数据表格文件。然后再根据接插件的正位度误差数据，计算出接插件生产设备最佳的运行速度值。最后由PLC设备读取工控机设备文件中的速度值，控制接插件生产设备中各个机构的动作，完成调速操作。其中智能调速软件是智能调速***的核心，本申请将重点阐述智能调速软件的设计过程。

2智能调速软件程序设计

智能调速软件的基础在于CPK的计算，核心在于调速策略模块的设计。本节将重点对CPK的计算方式、智能调速策略的设计方案进行阐述，实现CPK实时监测、模拟仿真调速、查询历史数据等功能。智能调速***的软件功能框架如图2所示。

2.1 CPK计算模块设计

计算过程能力指数CPK是智能调速***的基础，因为仅凭CCD检测软件提供的正位度误差数据，无法衡量产品的质量标准。为此本申请将借助CPK计算公式，以接插件的正位度误差数据为输入，计算过程能力指数CPK，表示它的质量标准。CPK计算模块的执行流程如图3所示。

(1)读取文件夹文件。程序开始执行时，读取正位度误差数据所在的文件夹路径及文件夹内全部误差文件夹，同时判断误差文件夹内是否是存在“端面”及“背面”两个表格文件，如果缺少其一，则将此误差文件剔除，读取下一个误差文件夹。

(2)获取文件中文本内容。当误差文件夹的数据无误后，开始读取表格文件中PIN数，当4<PIN<16时读取“端面”表格中误差数据、LSL、USL等数据，反之则读取“背面”表格的数据，同时判断表格中误差数据是否存在PIN针数或数据格式不正确的问题。

(3)计算过程能力指数CPK。当获取到表格中的误差数据、LSL及USL后，根据计算公式计算出接插件的CPK。

2.2智能调速策略设计

智能调速策略是智能调速软件的核心，由调速表和CPK等级评定表组成。本节将参考表1中的CPK等级评定表及处理原则等内容，分别设计适用于本***的调速表以及CPK等级评定表。

1.调速表设计

调速策略模块设计中最重要的就是调速表的设计，调速表的好坏决定接插件生产设备能否能够稳定运行，当接插件生产设备在规定时间内可以按照调速表A的策略进行调速，直至CPK在限定范围之内趋于稳定，便可以参照调速表B的策略进行调速。当调速C收集足够的参考数据后，后续整个***直接使用调速表C的策略开始调速，本申请设计的三种调速表的详细调速策略说明如表2所示。

表2调速表详细说明

由于现场实测时，设备提速过快导致接插件品质变差，提速过慢则会导致生产效率减低或产生撞机现象，经过如表3所示的测试方案及结果，最终选定调速表A的最佳提速值为200，降速值为500，符合接插件生产设备的最佳调速生产状态。

表3调速测试方案及结果

2.CPK等级评定表设计

在自动化设备的生产过程中，产品的质量标准符合正态分布的趋势，CPK不会有太大的趋势变化，为此选择的CPK等级评定表只需选定最基本的三个范围便可，可以设定最低CPK阈值为1.33，最高的CPK阈值为1.67，以此为基础来制定CPK等级评定表，预留一个0.1的误差范围作为设备调速的缓冲，具体说明如表4所示。

表4等级评定表说明

3.调速策略程序设计

在设计完成调速表及CPK等级评定表的基础上，以接插件的CPK为输入，设计调速策略程序使接插件生产设备按调速表中的速度值运行，其执行流程如图4所示。

(1)CPK范围判断。当CPK在设定范围内时，说明接插件的质量良好，可以不参照调速表进行调速，仍然按之前的设备速度运行；当CPK大于1.67时，便按照调速表A的策略以200的速度值为间隔进行提速，如果下一次CPK数值依旧高于1.67时则按照400速度值进行调速，最高提速值可达到800；当CPK小于1.32时，按照调速表A以500的速度值进行降速，直至CPK高于1.32为止，来保障后续生产的接插件质量。

(2)调速表判断。当调速策略程序运行时间超出24小时，为加快计算调速值的速度，后续调速可以对照调速表C的策略中起始CPK、CPK差值、设备速度提升值等数值，直接计算出设备的调速值；当程序时间未达到规定时间时，判断CPK是否在设定规定范围内，如果在此范围内且判断调速次数也已达到3次时则按调速表B的策略进行调速。其他情况，参考调速表A的策略进行调速。

2.3***界面及功能设计

为了能够让用户直观地监测CPK数值以及设备速度的变化趋势，本***在实现智能调速的基础上，设计CPK实时监测、模拟仿真调速、***参数设置、历史数据查询等界面，同时根据需求新增了界面翻译的功能。

1.CPK实时监测界面

CPK实时监测界面是智能调速软件的显示状态，主要包括三部分，分别是设备信息状态栏、CPK实时数据栏、速度实时数据栏。设备信息状态栏用于显示插针PIN数值、当前设备速度值、CPK数值以及综合提升效率等数据，供用户实时查看。如图5所示，CPK实时数据栏与速度实时栏以13s为时间间隔进行更新，并通过折线图的方式显示它们的变化趋势，便于用户及时观察。

2.模拟仿真调速界面

此界面能便于对接插件生产设备进行调速测试，判断误差数据是否正确。模拟仿真调速界面主要分为三部分，分别是模拟仿真测试、PIN针测试以及CPK测试计算，模拟调速界面的测试结果如图6所示。

(1)模拟仿真测试。只需在模拟调速界面，输入接插件生产设备生产的接插件的PIN针数、真实CPK数值、当前设备速度、自行设置基础值CPK与CPK误差精度数值，便可以测试当前设备的速度值仿真变化趋势。面对工厂中不同的接插件生产设备，能够快速找到调速表的参数值，节省测试时间。

(2)PIN针测试。接插件生产设备会生产不同批次的接插件，会有不同的PIN针数，为了测试不同设备生产的当前接插件的质量水准，只需在此界面输入PIN针数以及误差数据所在文件路径，便可计算当前误差文件的CPK数值。

(3)CPK测试。选择误差数据所在的文件路径，用于计算CPK数值。

3.***参数设置界面

***参数设置界面如图7所示，用于设置基础CPK数值、CPK阈值、调速间隔、CPK误差精度、数据删除时间间隔、设备提速值以及减速数值等参数，能够根据每台接插件生产设备的不同情况，直接进行修改。同时为防止正位度误差文件过多影响软件读取表格的速度，便在界面下面设定了一个能够删除2小时内误差文件的按钮。

4.历史数据查询界面

历史数据页面包含CPK历史数据栏与调速表栏两部分，用户选定查询的时间范围，然后点击查询按钮，便可在CPK历史数据栏中查询到综合CPK数值以及当前速度值，在调速表栏查询到调速前速度值、调速后的速度值、调速方式以及产量综合增长率等数据。

5.翻译界面功能

智能调速***软件界面为中文界面，为满足用户需求，本申请在设置界面增加了翻译功能，只需点击翻译按钮便可将中文调速软件界面翻译为英文软件界面。翻译后的英文界面如图8所示。

3智能调速软件测试

智能调速软件的测试主要分为稳定测试及有效性测试，稳定性测试是为了测试***能够稳定运行的时长，有效性测试是为了测试***是否能够起到增加接插件产量的作用。

3.1稳定性测试

***设计完成后进行稳定性测试，观察是否出现***闪退、崩溃等现象。当确定***能够稳定运行时，将其部署至接插件生产设备的工控机中，结合PLC设备，开始进行调速操作，同时观察接插件生产设备是否会出现撞机现象。表5为实际测试详情，测试结果表明***能够稳定运，未产生撞机现象。

表5***实际测试详情

3.2有效性测试

***的有效性指的是在智能调速***稳定调速的前提下，接插件数量的产量是否有明显提升。产量增长率等价于速度值增长率，可以通过查看历史数据的速度增长率来模拟接插件生产设备调速后产量的提升值。***设定起始运行速度值为22000，每两个小时计算一次产量增加值，表6为现场接插件生产设备调速的相关数据，通过表中内容能够发现，接插件生产设备的产量增长率高于4.5％，测试结果符合***的需求。

表6接插件生产设备调速相关内容

5.4本申请总结

本申请先是介绍智能调速***软件结构与功能，并对CCD检测软件、过程能力指数CPK、CPK等级评定表等内容进行阐述；接着根据这些内容设计调速策略模块，并经现场不断实测，选定提速、降速参数值为200与500，CPK上下限阈值参数为1.33与1.66；然后基于相关参数值完成智能调速软件的搭建工作，实现能够根据接插件产品质量自动调节设备运行速度的功能；最后经测试，智能调速***能够稳定运行，调速后的接插件产量增长率超过4.5％，达到提升接插件产量的目的。

需要说明的是：

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟***或者其它设备有固有相关。各种通用***也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类***所要求的结构是显而易见的。此外，本申请也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本申请的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本申请的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本申请的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本申请并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本申请的示例性实施例的描述中，本申请的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本申请要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本申请的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本申请的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本申请实施例的虚拟机的创建***中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本申请还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者***程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本申请的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本申请进行说明而不是对本申请进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本申请可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干***的单元权利要求中，这些***中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种接插件生产设备的智能调速***，其特征在于，包括：

CCD检测***，包括CCD工业相机和CCD检测软件模块，所述CCD工业相机用于拍摄接插件平面照片；所述CCD检测软件模块，用于对所述接插件平面照片进行分析识别，提取正位度误差值数据，生成误差数据表格文件；

智能调速软件单元，用于根据接插件的正位度误差值数据，计算接插件生产设备最佳的运行速度值；

PLC设备，用于读取所述接插件生产设备最佳的运行速度值，控制接插件生产设备中各个机构的动作，完成调速操作。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，

所述智能调速软件单元，包括CPK计算模块、智能调速策略模块。

3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，

所述CPK计算模块，用于执行以下操作：

(1)读取文件夹文件；读取正位度误差数据所在的文件夹路径及文件夹内全部误差文件夹，同时判断误差文件夹内是否是存在端面及背面两个表格文件，如果缺少其一，则将此误差文件剔除，读取下一个误差文件夹；

(2)获取文件中文本内容；当误差文件夹的数据无误后，开始读取表格文件中PIN数，当4<PIN<16时读取端面表格中误差数据、LSL、USL数据，反之则读取背面表格的数据，同时判断表格中误差数据是否存在PIN针数或数据格式不正确；

(3)计算过程能力指数CPK；当获取到表格中的误差数据、LSL及USL后，根据计算公式计算出接插件的CPK。

4.根据权利要求2所述的***，其特征在于，

所述智能调速策略模块包括调速表和CPK等级评定表。

5.根据权利要求4所述的***，其特征在于，

所述智能调速策略模块，以接插件的CPK为输入，使接插件生产设备按调速表中的速度值运行。

6.根据权利要求5所述的***，其特征在于，

所述智能调速策略模块，用于执行以下操作：

(1)CPK范围判断；当CPK在设定范围内时，仍然按原设备速度运行；当CPK大于1.67时，以200的速度值为间隔进行提速，如果下一次CPK数值依旧高于1.67时则按照400速度值进行调速；当CPK小于1.32时，以500的速度值进行降速，直至CPK高于1.32为止；

(2)调速表判断；当调速策略程序运行时间超出24小时，根据调速表中起始CPK、CPK差值、设备速度提升值，计算设备的调速值；当程序时间未达到规定时间时，判断CPK是否在设定规定范围内，如果在此范围内且判断调速次数也已达到3次时则按调速表的策略进行调速。

7.根据权利要求1所述的***，其特征在于，

所述***具有CPK实时监测、模拟仿真调速、***参数设置、历史数据查询界面，同时具有界面翻译的功能。

8.根据权利要求1所述的***，其特征在于，

所述接插件的正位度误差数据中，第一行数据为第一排插针的偏差数据，第二行数据为第二排插针的数据，第三行和第四行表示第一排插针的规格上限USL与规格下限LSL，第五行和第六行数据表示第二排插针的规格上限USL与规格下限LSL。

9.根据权利要求3所述的***，其特征在于，

所述CPK的计算公式为：

其中USL代表规格上限，LSL代表规格下限，

为正位度误差数据的平均值，δ为预设常数。

10.根据权利要求7所述的***，其特征在于，

所述模拟仿真调速的界面包括模拟仿真测试、PIN针测试以及CPK测试计算。

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