[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于圖像識(shí)別技術(shù)的擠出吹塑制品壁厚在線控制系統(tǒng)及其方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810026770.8
• 申請(qǐng)日: 2008-03-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101249721A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃漢雄;黃耿群;李炯城
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B29C49/78
• 分類(lèi)號(hào): B29C49/78;G05D5/03;G05B19/418;G05B13/02;G06K9/20;B29C49/04
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 楊曉松

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及塑料擠出吹塑制品壁厚控制技術(shù)，特別涉及一種基于圖像識(shí)別技術(shù)的擠出吹塑制品壁厚在線控制系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)

塑料吹塑制品壁厚過(guò)大會(huì)導(dǎo)致制品超重和不必要的材料浪費(fèi)，并降低生產(chǎn)效率；壁厚過(guò)小則會(huì)導(dǎo)致制品力學(xué)性能不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的要求。目前，工業(yè)生產(chǎn)中采用在擠出吹塑機(jī)上安裝型坯壁厚程序控制器的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)吹塑制品壁厚的控制。型坯壁厚程序控制器通過(guò)電液伺服系統(tǒng)使機(jī)頭芯棒或口模上下移動(dòng)以改變機(jī)頭模口間隙大小，從而獲得所需的型坯壁厚分布，使吹塑制品壁厚分布滿(mǎn)足要求。然而，在實(shí)際的吹塑過(guò)程中不可避免地存在著各種內(nèi)部參數(shù)變化和外部干擾，如電源電壓、熔體溫度、液壓系統(tǒng)等的變化引起機(jī)頭間隙的波動(dòng)，導(dǎo)致制品實(shí)際壁厚與目標(biāo)壁厚存在較大的偏差，結(jié)果造成產(chǎn)品廢品率較高、質(zhì)量不穩(wěn)定的現(xiàn)象。因此，需要對(duì)吹塑制品壁厚進(jìn)行在線控制，使得吹塑制品壁厚滿(mǎn)足要求。

擠出吹塑過(guò)程一般包括三個(gè)階段，即型坯成型、型坯吹脹以及制品的冷卻固化。型坯成型作為整個(gè)過(guò)程的第一個(gè)階段，有著十分重要的意義。這一階段中型坯的尺寸直接決定最終制品的尺寸和性能。因此，在擠出吹塑過(guò)程中，如果成型的型坯壁厚分布與成型制品所要求的型坯壁厚分布一致，則能夠保證所得制品的壁厚分布滿(mǎn)足要求。因此，對(duì)于擠出吹塑制品壁厚分布壁厚在線控制來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)控制型坯壁厚分布來(lái)間接控制制品的壁厚分布。

可利用圖像識(shí)別技術(shù)在線獲取型坯壁厚分布，具體是：采用攝像機(jī)拍攝型坯的外部輪廓，同時(shí)用劃線器以一定時(shí)間間隔在型坯上做標(biāo)記，通過(guò)圖像分析可以確定型坯的直徑分布，再借助一些簡(jiǎn)單假設(shè)，計(jì)算出型坯的壁厚分布。這種方法理論簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)易。但目前該技術(shù)僅用于測(cè)量型坯壁厚分布及直徑分布，并未見(jiàn)實(shí)時(shí)利用圖像識(shí)別獲取的型坯壁厚分布信息進(jìn)行反饋控制(即對(duì)機(jī)頭模口間隙進(jìn)行控制)的技術(shù)公開(kāi)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有吹塑制品壁厚控制技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種能對(duì)制品壁厚進(jìn)行在線控制，保證產(chǎn)品質(zhì)量，使生產(chǎn)穩(wěn)定、產(chǎn)品合格率高的基于圖像識(shí)別技術(shù)的擠出吹塑制品壁厚在線控制系統(tǒng)。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種利用上述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的擠出吹塑制品壁厚在線控制方法。

本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種基于圖像識(shí)別技術(shù)的擠出吹塑制品壁厚在線控制系統(tǒng)，包括型坯壁厚在線檢測(cè)模塊、工控處理模塊、模口間隙控制模塊，所述型坯壁厚在線檢測(cè)模塊與工控處理模塊相連接，所述工控處理模塊與模口間隙控制模塊相連接。

所述型坯壁厚在線檢測(cè)模塊包括：轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置、劃線器、攝像機(jī)、圖像采集卡、光電傳感器，所述攝像機(jī)與圖像采集卡相連接，所述圖像采集卡、轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置、劃線器、光電傳感器與工控處理模塊相連接，所述工控處理模塊裝有圖像分析軟件。

所述攝像機(jī)安裝在擠出機(jī)頭的下方，其鏡頭與型坯中間點(diǎn)在同一水平面上，并與機(jī)頭中心線垂直，與中心線的距離為40～50cm，所述攝像機(jī)與圖像采集卡相連接。

所述劃線器安裝在擠出機(jī)頭的下方2～3cm的位置，劃線器可以沿著水平方向調(diào)節(jié)位置，劃線器與水平方向調(diào)節(jié)組件相連，所述劃線器還通過(guò)RS232串口與工控機(jī)相連接，通過(guò)工控機(jī)可以控制墨跡的頻率。

所述轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置通過(guò)RS232串口與工控機(jī)相連接，用于檢測(cè)型坯擠出過(guò)程螺桿的轉(zhuǎn)速，從而可以獲得準(zhǔn)確的擠出流量。所述轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置可選用上海擎科儀表電子有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為MFT的多功能轉(zhuǎn)速頻率測(cè)量?jī)x。

所述光電傳感器安裝在機(jī)頭下方，其光路與機(jī)頭中心線相交并與之垂直，其具體的安裝高度由所需型坯長(zhǎng)度決定；所述光電傳感器還通過(guò)RS232串口與工控機(jī)相連接，用于檢測(cè)型坯長(zhǎng)度，當(dāng)型坯到達(dá)一定長(zhǎng)度是，光電傳感器將發(fā)出信號(hào)給工控處理模塊，進(jìn)行后續(xù)的吹塑加工并進(jìn)行型坯成型的圖像采集。

所述工控處理模塊包括工控機(jī)、可編程控制器、輸出端口、多串口擴(kuò)展卡，所述可編程控制器通過(guò)輸出端口與工控機(jī)相連接，所述工控機(jī)還通過(guò)輸出端口與其它外接設(shè)備(如：顯示器)相連接；所述工控機(jī)裝有圖像分析軟件。

所述模口間隙控制模塊包括型坯壁厚控制板、伺服閥和液壓系統(tǒng)，所述型坯壁厚控制板與伺服閥相連接，所述伺服閥與液壓系統(tǒng)相連接。

一種利用上述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的擠出吹塑制品壁厚在線控制方法，包括下述步驟：

(1)根據(jù)具體吹塑制品的壁厚分布要求，通過(guò)反復(fù)調(diào)試獲得所需的機(jī)頭模口間隙曲線，使最終壁厚符合目標(biāo)壁厚要求，然后啟動(dòng)型坯壁厚在線檢測(cè)模塊，通過(guò)圖像識(shí)別技術(shù)在線獲取型坯的壁厚分布數(shù)據(jù)，該型坯壁厚分布數(shù)據(jù)將作為吹塑的目標(biāo)型坯壁厚分布。