本发明涉及金属锻造领域，特别是涉及一种铝合金锻件的锻造成型系统。
背景技术：
1、在当今的工业生产领域，铝合金锻件因其独特的性能，如轻质、高强度、良好的耐腐蚀性能和加工性能，已成为航空、汽车、机械制造及高端装备制造中不可或缺的关键材料。铝合金锻造是通过塑性变形改善金属内部组织，进而提高其综合性能的一种重要加工方式。然而，传统的铝合金锻造成型系统在实践中存在种种局限性，传统的锻造过程依赖于重复的人工操作和经验判断，这不仅增加了生产周期，也提高了人工成本。此外，设备自动化程度不高，生产效率有限，难以满足快速发展的市场需求。对于锻件质量的控制主要基于操作者的经验和事后检测，这种方法往往难以准确预测和及时纠正生产过程中出现的质量问题，导致成品率不高，增加了材料和能源的浪费。针对以上问题，业界迫切需要一种新的铝合金锻件的锻造成型系统，该系统应能够实现高效率、高质量的生产，同时降低能耗和成本，实现生产过程的智能化和自动化控制。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种铝合金锻件的锻造成型系统，旨在解决上述背景中提到的问题。
2、为了实现上述目的，本发明提出一种铝合金锻件的锻造成型系统，包括关键分析模块、数据采集模块、锻造分析模块、产线投产模块、识别硬件模块、锻件识别模块、锻件控制模块；关键分析模块分析影响锻件性能的关键部位；数据采集模块收集不同工序的不同操作参数对锻件性能的影响；锻造分析模块通过策略寻优算法进行锻件最佳锻造策略的寻优；产线投产模块基于最佳锻造策略进行自动化投产；识别硬件模块通过安装高清摄像头进行锻件的扫描；锻件识别模块通过尺寸识别算法，对完成每步工序的锻件进行初步尺寸识别；锻件控制模块对不合格的锻件进行重加工。
3、进一步的，所述关键分析模块，通过对铝合金成分、微观结构、热物理性质，工作受力情况进行分析，判断铝合金锻件的不同部位对铝合金锻件性能的影响程度，标记出影响铝合金性能的重点部位。
4、进一步的，所述数据采集模块，通过实验收集不同工序下的铝合金锻件性能数据、不同加工方式下的铝合金锻件性能数据，不同加工参数下的铝合金锻件性能数据。
5、进一步的，所述策略寻优算法，通过构建锻造程式策略库，进行锻造策略优化，详细过程如下：
6、对所有的锻造程式，定义锻造程式策略库，每一组策略库有上界和下界，表示为：
7、，
8、其中，分别表示第一组策略的策略空间上界和策略空间下界、分别表示第二组策略的策略空间上界和策略空间下界、分别表示第i组策略的策略空间上界和策略空间下界、分别表示第n组策略的策略空间上界和策略空间下界，在每组策略库中，搜寻最优策略，在最优策略搜寻阶段，每个策略在策略空间中位置不同，搜索位置在策略空间中不断发生变化，在对第i组策略进行最优策略搜寻时，搜寻位置为：
9、，
10、其中，表示对第i组策略的第j次迭代第k时刻的空间位置，表示第i组策略的第j次迭代第k+1时刻的空间位置，表示搜寻位置系数，取值范围在区间，表示迭代次数，表示对第i组策略的最大迭代次数，表示对第i组策略的第j次迭代的目标策略位置，对每一组策略进行次迭代，进行策略寻优，为了加快收敛速度，提高全局搜索能力，在所有策略组迭代完成之后，对策略组中的策略空间位置进行更新，策略位置更新公式如下：
11、，
12、其中，表示更新后的策略空间位置，表示初始策略空间位置，、分别表示为第一更新角度、第二更新角度，取值范围在，表示当前迭代完成后输出的最优策略位置，表示位置更新参数，表示自然指数，在最优策略搜寻过程中，定义适应度函数，用来判断策略优势，适应度函数表示如下：，
13、其中，、分别表示第一目标因子系数、第二目标因子系数，表示策略的总成本，表示第j关键部位的权重系数，表示第j个关键部位的测量性能指标。本发明提出的策略寻优算法，首先通过策略库上下界限制策略库范围，基于策略空间中不同策略位置不同，在搜索空间中不断进行搜索，并进行迭代，进一步对策略空间位置进行更新，通过适应度函数，判断策略优势，本发明提出的策略寻优算法，能够快速进行收敛，位置更新操作提高了全局搜索能力，提高优化效率，快速进行策略优化。
14、进一步的，所述产线投产模块，基于最佳锻造策略，自动化安排铝合金铸件进行锻造，智能化调节锻造过程中的工作参数，包括预热温度、加热温度、加热时间、锻造压力。
15、进一步的，所述识别硬件模块，通过安装高清摄像头，在每个工序结束后，对铝合金锻件进行扫描，并将扫描结果上传至服务器进行储存。
16、进一步的，所述尺寸识别算法，通过锻件扫描图像，进行特征图识别，对锻件尺寸进行智能化分析，详细过程如下：
17、针对锻件扫描图片，进行锻件初步尺寸筛查，检验锻件尺寸合格程度，为了提高检验速率和检测精度，在尺寸识别算法中，对锻件的尺寸问题的关键部位，提高识别的关注度，增加对关键部位尺寸特征的敏感程度，基于锻件扫描图像，进行特征图识别，输入的特征图像维度为，其中、分别表示特征图的二维尺度的值，表示为特征图的通道尺度值，将特征图分成大小的聚合特征，基于聚合特征，生成通道权重，对每一个聚合特征，计算聚合特征通道大小，计算公式如下：
18、，
19、其中，表示全局输出系数，表示自适应偏置，表示不超过框内值得最大整数，自适应偏置与输入图像的边界框建模相关，检测图像中对待识别部位进行边界框的选取，边界框表示为：
20、，
21、其中，表示边界框中心点的坐标值，表示边界框的宽度，表示边界框的高度，偏置相关系数概率分布如下：
22、，
23、其中分别表示第一偏置系数、第二偏置系数，表示概率，表示自然指数函数，基于第一偏置系数、第二偏置系数，得到聚合特征的自适应偏置如下：
24、，
25、通过卷积操作，输出特征向量，基于特征向量，进行映射操作，其中卷积操作输出向量，定义映射函数，对输出向量值进行映射，公式如下：
26、，
27、其中分别表示输出向量中的第1个值、第2个值、第i个值，表示输出向量中的第i个值的映射值，将映射值作为重要性系数，再与原始特征图进行相乘操作，得到原始特征图的加权特征图，对原始特征进行了重标定，提升对当前任务有用的特征通道，抑制对当前任务用处不大的特征通道。本发明提出的尺寸识别算法，基于对图像的聚合特征，计算通道大小，生成通道权重，再通过卷积操作和映射操作，得到原始特征图的加权特征图，对原始特征进行了重标定，本发明提出的尺寸识别算法，能够加强关注重点部位，提高算法识别的速度和效率。
28、进一步的，所述锻件控制模块，基于每个锻件的尺寸识别结果，对于尺寸规格不合格的锻件，进行相应的工序的重新加工，重加工的铝合金锻件通过尺寸识别后结束锻造成型工序，初步控制锻件合格率。
29、与现有技术相比，本发明具备如下有益效果：
30、本发明提出一种铝合金锻件的锻造成型系统，包括关键分析模块、数据采集模块、锻造分析模块、产线投产模块、识别硬件模块、锻件识别模块、锻件控制模块；关键分析模块分析影响锻件性能的关键部位进行重点关注；数据采集模块收集不同工序的不同操作参数对锻件性能的影响；锻造分析模块通过策略寻优算法进行锻件最佳锻造策略的寻优，本发明提出的策略寻优算法，基于策略空间中不同策略位置不同，在搜索空间中不断进行搜索，并进行迭代，进一步对策略空间位置进行更新，通过适应度函数，判断策略优势，本发明提出的策略寻优算法能够快速进行收敛，位置更新操作提高了全局搜索能力，快速进行策略优化；产线投产模块基于最佳锻造策略进行自动化投产；识别硬件模块通过安装高清摄像头进行锻件的扫描；锻件识别模块通过尺寸识别算法，对完成每步工序的锻件进行初步尺寸识别，本发明提出的尺寸识别算法，基于对图像的聚合特征，计算通道大小，生成通道权重，再通过卷积操作和映射操作，得到原始特征图的加权特征图，对原始特征进行了重标定，本发明提出的尺寸识别算法，能够加强关注重点部位，提高算法识别的速度和效率；锻件控制模块对不合格的锻件进行重加工。本发明提出的铝合金锻件的锻造成型系统，结合了先进的技术手段和创新的管理理念，提供了多方面的有益效果，对于铝合金锻件的生产领域具有重要的实际应用价值，通过优化锻造参数，减少材料浪费和能源消耗，以及提升成品率，本发明有效降低了铝合金锻件的生产成本。此外，减少不合格品的生成，也意味着减少了额外的检验、返修或废品处理的成本，从而提供了良好的成本效益比。本发明通过技术创新和智能化、自动化的应用，极大地优化了铝合金锻件的生产流程，提高了生产效率和产品质量，降低了生产成本，并加强了质量管理和追溯能力。这些有益效果的综合体现，使得本发明在当前和未来铝合金锻件生产领域具有重要的应用价值和市场竞争力。
1.一种铝合金锻件的锻造成型系统，其特征在于，包括关键分析模块、数据采集模块、锻造分析模块、产线投产模块、识别硬件模块、锻件识别模块、锻件控制模块；关键分析模块分析影响锻件性能的关键部位；数据采集模块收集不同工序的不同操作参数对锻件性能的影响；锻造分析模块通过策略寻优算法进行锻件最佳锻造策略的寻优；产线投产模块基于最佳锻造策略进行自动化投产；识别硬件模块通过安装高清摄像头进行锻件的扫描；锻件识别模块通过尺寸识别算法，对完成每步工序的锻件进行初步尺寸识别；锻件控制模块对不合格的锻件进行重加工。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金锻件的锻造成型系统，其特征在于，所述关键分析模块，通过对铝合金成分、微观结构、热物理性质、工作受力情况进行分析，判断铝合金锻件的不同部位对铝合金锻件性能的影响程度，标记出影响铝合金性能的重点部位。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金锻件的锻造成型系统，其特征在于，所述数据采集模块，通过实验收集不同工序下的铝合金锻件性能数据、不同加工方式下的铝合金锻件性能数据，不同加工参数下的铝合金锻件性能数据。
4.根据权利要求1所述的一种铝合金锻件的锻造成型系统，其特征在于，所述策略寻优算法，通过构建锻造程式策略库，进行锻造策略优化。
5.根据权利要求4所述的一种铝合金锻件的锻造成型系统，其特征在于，所述策略寻优算法具体如下：
6.根据权利要求1所述的一种铝合金锻件的锻造成型系统，其特征在于，所述产线投产模块，基于最佳锻造策略，自动化安排铝合金铸件进行锻造，智能化调节锻造过程中的工作参数。
7.根据权利要求1所述的一种铝合金锻件的锻造成型系统，其特征在于，所述高清摄像头，在每个工序结束后，对铝合金锻件进行扫描，并将扫描结果上传至服务器进行储存。
8.根据权利要求1所述的一种铝合金锻件的锻造成型系统，其特征在于，所述尺寸识别算法，通过锻件扫描图像，进行特征图识别，对锻件尺寸进行智能化分析。
9.根据权利要求8所述的一种铝合金锻件的锻造成型系统，其特征在于，所述尺寸识别算法，详细过程如下：
10.根据权利要求1所述的一种铝合金锻件的锻造成型系统，其特征在于，所述锻件控制模块，基于每个锻件的尺寸识别结果，对于尺寸规格不合格的锻件，进行相应工序的重新加工，重加工的铝合金锻件通过尺寸识别后结束锻造成型工序，初步控制锻件合格率。
