一種基于機(jī)器視覺的注塑加工監(jiān)控檢測(cè)系統(tǒng)及操作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及儀器儀表領(lǐng)域，具體涉及一種基于機(jī)器視覺的注塑加工監(jiān)控檢測(cè)系統(tǒng)及操作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，被稱為“工業(yè)之母”。75%的粗加工工業(yè)產(chǎn)品零件、50%的精加工零件、絕大部分塑料制品都是由模具成型。作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，模具涉及機(jī)械、汽車、輕工、電子、化工、冶金、建材等各個(gè)行業(yè)，應(yīng)用范圍十分廣泛。自2000年以來，模具工業(yè)以每年20%的速度在增長(zhǎng)。
[0003]在塑料產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，模具的應(yīng)用極其廣泛，在各類模具中的地位也越來越突出，成為各類模具設(shè)計(jì)、制造與研宄中最具有代表意義的模具之一。注塑是一種常見的、應(yīng)用普遍的工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)造型的方法。注塑模具作為注塑制品加工的成型部件，其使用壽命直接影響注塑制品的質(zhì)量和成本。而根據(jù)現(xiàn)有案例發(fā)現(xiàn)，模具的損壞往往并非正常老化、使用磨損造成，而是因其在注塑加工中，伴隨著諸如產(chǎn)品殘留、頂針或滑塊錯(cuò)位、脫模不良等意外狀況導(dǎo)致?lián)p壞。資料顯示，模具的正常使用可延長(zhǎng)其使用壽命，國(guó)外一些規(guī)范使用方式的企業(yè)，可使模具的使用壽命甚至再延長(zhǎng)2?3倍，而國(guó)內(nèi)企業(yè)由于忽視保護(hù)環(huán)節(jié)，大多采用儀器操作者代為監(jiān)控，缺乏穩(wěn)定性，從而致使注塑模具使用壽命短，僅相當(dāng)于國(guó)外的1/5?1/3。由于模具使用壽命短而造成鋼材加工工時(shí)和能源浪費(fèi)，以及對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響所帶來的損失每年達(dá)數(shù)十億元。
[0004]因此，正確使用并保護(hù)好模具，保證其在各工序中正確運(yùn)作，防止導(dǎo)致其意外損壞的情況發(fā)生，是注塑制品加工企業(yè)降低成本、提高效率的重要課題。
[0005]目前，國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的注塑加工環(huán)節(jié)中，保護(hù)模具的方案多為人工監(jiān)測(cè)或在加工工藝設(shè)計(jì)中加設(shè)模具保護(hù)的工藝措施。所謂人工監(jiān)測(cè)并非為監(jiān)測(cè)模具的正常使用而加設(shè)專業(yè)、專項(xiàng)的監(jiān)測(cè)人員，而是企業(yè)為降低生產(chǎn)成本，采用生產(chǎn)線儀器操作者兼顧保護(hù)監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)效率低下、穩(wěn)定性不良等情況，從而造成模具損壞事件的頻繁發(fā)生，修模、殘次產(chǎn)品帶來的額外成本增加。而在加工工藝設(shè)計(jì)中加設(shè)模具保護(hù)設(shè)計(jì)的模具監(jiān)測(cè)方案，由于其并非普遍適用于各種生產(chǎn)模式及多樣化的模具，而且研發(fā)成本較高且其回報(bào)率尚需實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，一旦出現(xiàn)設(shè)計(jì)漏洞，導(dǎo)致成本將進(jìn)一步增加，不僅浪費(fèi)了研發(fā)勞動(dòng)力，還無故增添了方案使用者的負(fù)荷。
[0006]針對(duì)以上兩種方案都未得到良好的模具保護(hù)效果，近年來一種基于機(jī)器視覺的模具監(jiān)測(cè)保護(hù)器逐漸成為了解決模具使用不當(dāng)導(dǎo)致?lián)p壞的最優(yōu)方案。
[0007]基于機(jī)器視覺的模具保護(hù)監(jiān)測(cè)器是通過光學(xué)裝置和圖像傳感器、配合專用電腦CPU的強(qiáng)大運(yùn)算能力對(duì)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)算處理，自動(dòng)接收和處理注塑生產(chǎn)過程中的每一幀模腔圖像，獲得所需信息并與所存標(biāo)準(zhǔn)模腔圖像進(jìn)行比對(duì)，智能化地監(jiān)控注塑機(jī)的運(yùn)行情況，有效監(jiān)測(cè)生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，在合模前，檢測(cè)模具是否損壞，退模后，檢測(cè)有無殘留物、各工件是否存在工作異常。
[0008]但目前基于機(jī)器視覺技術(shù)，對(duì)于合模前判斷模具尺寸是否完好，局部磨損情況是否過度，合模后監(jiān)測(cè)頂針是否歸位，脫模是否完全，產(chǎn)品有無殘留，產(chǎn)品是否合格等方面，仍然沒有一個(gè)完整的系統(tǒng)方法技術(shù)能夠做到，使注塑工藝改善進(jìn)度較慢。現(xiàn)公開的專利文件總結(jié)如下:
[0009](I)中國(guó)專利公開號(hào)為CN102363354A，2012.02.29公開，專利名稱為:一種基于機(jī)械視覺的注塑機(jī)模具保護(hù)系統(tǒng)和方法。其不足之處在于:該裝置不具備異常急停、報(bào)警功能，不具備局部磨損測(cè)量功能。
[0010](2)中國(guó)專利公開號(hào)為CN102896752A，2012.01.30公開，專利名稱為:一種注塑機(jī)模具圖像監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)及方法。其不足之處在于:該裝置僅能檢測(cè)脫模是否成功，不具備異常急停、報(bào)警、局部磨損測(cè)量等功能。
[0011](3)中國(guó)專利公開號(hào)為CN102837406A，2012.12.26公開，專利名稱為:基于Fast-9圖像特征快速配準(zhǔn)算法的模具監(jiān)視方法。其不足之處在于:該裝置不具備監(jiān)控加工流程用時(shí)、局部磨損測(cè)量、次品原因統(tǒng)計(jì)分析、無線報(bào)警等功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明克服上述問題，提供了一種基于機(jī)器視覺，同時(shí)能夠?qū)κ褂貌划?dāng)導(dǎo)致模具損壞的多功能加工監(jiān)控檢測(cè)系統(tǒng)及操作方法。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種基于機(jī)器視覺的注塑加工監(jiān)控檢測(cè)系統(tǒng)，工業(yè)相機(jī)通過USB與嵌入式微處理器的輸入端相連；所述的嵌入式微處理器設(shè)置有4個(gè)輸出端，I號(hào)輸出端通過1信號(hào)與可調(diào)光源相連；2號(hào)輸出端通過1信號(hào)與注塑機(jī)急停開關(guān)相連；3號(hào)輸出端與無線收發(fā)器相連接，并將警報(bào)信號(hào)無線發(fā)至監(jiān)控客戶端；4號(hào)輸出端與觸控屏相連接，并屏現(xiàn)出當(dāng)前監(jiān)控信息及檢測(cè)結(jié)果。
[0014]所述的工業(yè)相機(jī)優(yōu)選為CMOS工業(yè)相機(jī)。
[0015]一種基于機(jī)器視覺的注塑加工監(jiān)控檢測(cè)系統(tǒng)的操作方法，包括以下步驟:
[0016]I)先將系統(tǒng)啟動(dòng)后，進(jìn)行系統(tǒng)初始化；
[0017]2)依次進(jìn)行合模檢測(cè)、開模檢測(cè)和落料檢測(cè)；每一步驟中，如果檢測(cè)異常，則通過無線收發(fā)器，發(fā)送報(bào)警信息至監(jiān)控客戶端；在合模檢測(cè)和開模檢測(cè)步驟中，如果檢測(cè)合格，則進(jìn)行下一步；在最后落料檢測(cè)時(shí)，如果檢測(cè)正常，則循環(huán)進(jìn)行步驟2)直至加工停止。
[0018]一種基于機(jī)器視覺的注塑加工監(jiān)控檢測(cè)系統(tǒng)的操作方法，所述的系統(tǒng)初始化過程包括以下步驟:首先系統(tǒng)啟動(dòng)，進(jìn)行系統(tǒng)硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)及設(shè)置初始化，然后通過采集到的圖像鎖定模具模腔，使注塑機(jī)運(yùn)行2-3次加工過程后，系統(tǒng)則自動(dòng)完成流程監(jiān)控初始化，并識(shí)別出注塑機(jī)中模具檢測(cè)硬件及類型，用戶根據(jù)需要設(shè)定局部檢測(cè)點(diǎn)及其類型，并設(shè)置檢測(cè)項(xiàng)，設(shè)置完成后則系統(tǒng)初始化完成。