[實(shí)用新型]基于圖像檢測的自動澆注系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720378121.9
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN207026465U
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊慧英;高宏偉;張爽;胡瑞;劉海燕;趙亞威;曹燁
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽理工大學(xué)
• 主分類號: B22D39/00
• 分類號: B22D39/00;B22D2/00
• 代理公司: 沈陽火炬專利事務(wù)所(普通合伙)21228
• 代理人: 李福義

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于鑄造工藝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用機(jī)器視覺的方式，基于圖像采集處理識別、決策判斷的自動澆注系統(tǒng)及澆口杯液位識別方法。

背景技術(shù)

目前，傳統(tǒng)鑄造、熔煉行業(yè)中的鑄造澆注大致有以下幾種：1、采取兩人抬包，澆包大概能裝50-100公斤鋼水，澆包邊上用兩根棒子固定，通過2個人手抬的方式，將鋼水倒進(jìn)澆注模殼，工作時需要第三人在澆包附近將鋼水中的爐渣去除，需要勞動力多，勞動強(qiáng)度大。2、采取行車吊包的方式澆注，澆包一般在200-1000公斤左右，澆注時澆包內(nèi)盛有鋼水，通過行車移動，以達(dá)到對準(zhǔn)模殼的目的，工作時需要2-3人扶住澆包，以免澆包晃動，1人澆注，1人擋渣，鋼水從澆包上邊緣的水口倒出，此種澆注方式難以對準(zhǔn)模殼澆口，鋼水易噴濺，危害工人安全，勞動強(qiáng)度大。3、采取行車吊包的方式澆注，澆包一般情況下大于1000公斤，澆注時澆包內(nèi)盛有鋼水，通過行車移動，以達(dá)到對準(zhǔn)模殼的目的，工作時需要2-3人扶住澆包，使?jié)舶粫笥一蝿樱?人澆注，鋼水從澆包底部流出，以避免爐渣，對準(zhǔn)度較好，但此種澆注方式不適合小件產(chǎn)品，勞動強(qiáng)度大，且很不安全，也不便于實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)。

無論以上哪種澆注方式，均由于澆注設(shè)備本身的特點(diǎn)，工人需抵近高溫澆包工作，導(dǎo)致工人長期處于高溫、高粉塵的惡劣工作環(huán)境中，工人的工作強(qiáng)度非常大并且具有很大的安全風(fēng)險，除此之外仍有許多零件鑄造企業(yè)采用人工澆注的方式監(jiān)控澆口杯中的鋼水注入量，同時工人手動控制澆口杯上方澆包塞桿啟停運(yùn)動，這種工作方式存在的缺點(diǎn)為：人工澆注方式工作強(qiáng)度大、操作環(huán)境高溫危險，且老舊設(shè)備更換為全新的自動澆注設(shè)備需要投入大量財力物力。

因此針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處提供一種新的注澆系統(tǒng)，來改變現(xiàn)有技術(shù)中的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是為了解決目前鑄件澆注過程中工人勞動強(qiáng)度大、操作環(huán)境高溫危險、產(chǎn)品生產(chǎn)效率不高等問題，提供一種基于圖像檢測的自動澆注系統(tǒng)。

本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：基于圖像檢測的自動澆注系統(tǒng)，包括：工作單元、手動控制臺、外圍控制電路、圖像采集處理監(jiān)視單元；

所述工作單元包括澆包、鑄件模具、造型機(jī)和塞桿；所述造型機(jī)用于連續(xù)制造所鑄零件需要的模具砂型并且可將模具砂型推送到鋼水澆包下方，所述鑄件模具上設(shè)置有澆口杯，所述澆包正上方設(shè)置有塞桿，澆包的底部設(shè)置有出液口，出液口在澆注過程開始之前對準(zhǔn)其下方鑄件模具的澆口杯，確保在正上方；所述塞桿的上端與外圍控制電路相連接，所述造型機(jī)的另一端與計算機(jī)連接；

所述手動控制臺上設(shè)置有開啟按鈕和停止按鈕，所述手動控制臺的另一端與外圍控制電路相連接，所述圖像采集處理監(jiān)視單元包括攝像頭和計算機(jī)，所述計算機(jī)上設(shè)置有用于采集圖像的圖像采集板卡、監(jiān)視器和I/O接口；所述攝像頭放置在距離澆包出液口1.5m-3m處，所述攝像頭的另一端通過數(shù)據(jù)線與計算機(jī)相連接；所述計算機(jī)的另一端與外圍控制電路相連接。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述攝像頭的外面設(shè)置有保護(hù)罩，避免粉塵進(jìn)入，保證攝像頭正常工作。

基于圖像檢測的自動澆注系統(tǒng)的澆口杯液位識別方法，包括以下幾個步驟：

步驟1：造型機(jī)將鑄件模具推型到位到澆包正下方，通過計算機(jī)上的I/O接口上傳一個推型到位信號給計算機(jī)；

步驟2：計算機(jī)收到該信號后，通過I/O接口向外圍控制電路發(fā)出澆注開始信號，此時澆包塞桿向上運(yùn)動，澆注開始；

步驟3：澆注開始后，進(jìn)行圖像采集；采用攝像頭采集澆注現(xiàn)場實(shí)時工作畫面，然后將攝像頭采集到實(shí)時圖像通過圖像采集卡傳輸?shù)接嬎銠C(jī)中，攝像頭為模擬攝像頭經(jīng)過圖像采集卡后計算機(jī)接收到的為數(shù)字圖像；

步驟4：圖像處理；根據(jù)步驟1中采集到的數(shù)字圖像，以RGB彩色數(shù)字圖像存儲于計算機(jī)中，并完成以下幾個步驟：

步驟4.1：對RGB彩色圖像進(jìn)行灰度化處理；

RGB彩色圖像中的每個像素點(diǎn)均是由紅、綠、藍(lán)三種顏色分量混合而成，其中R表示紅色分量、G表示綠色分量、B表示藍(lán)色分量，每個顏色分量均用8位二進(jìn)制位存儲，各有256級亮度，用數(shù)字0～255表示，灰度圖像是指圖像中像素點(diǎn)的灰度值均由8位二進(jìn)制位存儲，共有0～255級灰度，當(dāng)RGB圖像中每 個像素點(diǎn)的R、G、B三個顏色分量值相等時，顯示出來的圖像樣式為灰度圖，根據(jù)公式(1)將RGB彩色圖像轉(zhuǎn)換成灰度圖：

Gray＝0.299R+0.587G+0.114B(1)

其中，Gray表示灰度值，