[发明专利]一种基于机器视觉的注塑加工监控检测系统及操作方法

说明书

本发明涉及仪器仪表领域，具体涉及一种基于机器视觉的注塑加工监控检测系统及操作方法，工业相机通过USB与嵌入式微处理器的输入端相连；所述的嵌入式微处理器设置有4个输出端，1号输出端通过IO信号与可调光源相连；2号输出端通过IO信号与注塑机急停开关相连；3号输出端与无线收发器相连接，并将警报信号无线发至监控客户端；4号输出端与触控屏相连接，并屏现出当前监控信息及检测结果。本发明优点：可以监控模具及检测部件的磨损情况，当发现模具及部件发生磨损或异常时，可触发注塑机急停开关启动，并通过无线发送警报信号至监控客户端，从而提高了产品合格率，适于工业投产使用。

技术领域

本发明涉及仪器仪表领域，具体涉及一种基于机器视觉的注塑加工监控检测系统及操作方法。

背景技术

模具是工业生产的基础工艺装备，被称为“工业之母”。75％的粗加工工业产品零件、50％的精加工零件、绝大部分塑料制品都是由模具成型。作为国民经济的基础工业，模具涉及机械、汽车、轻工、电子、化工、冶金、建材等各个行业，应用范围十分广泛。自2000年以来，模具工业以每年20％的速度在增长。

在塑料产品生产过程中，模具的应用极其广泛，在各类模具中的地位也越来越突出，成为各类模具设计、制造与研究中最具有代表意义的模具之一。注塑是一种常见的、应用普遍的工业产品生产造型的方法。注塑模具作为注塑制品加工的成型部件，其使用寿命直接影响注塑制品的质量和成本。而根据现有案例发现，模具的损坏往往并非正常老化、使用磨损造成，而是因其在注塑加工中，伴随着诸如产品残留、顶针或滑块错位、脱模不良等意外状况导致损坏。资料显示，模具的正常使用可延长其使用寿命，国外一些规范使用方式的企业，可使模具的使用寿命甚至再延长2～3倍，而国内企业由于忽视保护环节，大多采用仪器操作者代为监控，缺乏稳定性，从而致使注塑模具使用寿命短，仅相当于国外的1/5～1/3。由于模具使用寿命短而造成钢材加工工时和能源浪费，以及对产品质量影响所带来的损失每年达数十亿元。

因此，正确使用并保护好模具，保证其在各工序中正确运作，防止导致其意外损坏的情况发生，是注塑制品加工企业降低成本、提高效率的重要课题。

目前，国内传统的注塑加工环节中，保护模具的方案多为人工监测或在加工工艺设计中加设模具保护的工艺措施。所谓人工监测并非为监测模具的正常使用而加设专业、专项的监测人员，而是企业为降低生产成本，采用生产线仪器操作者兼顾保护监测环节，导致监测环节效率低下、稳定性不良等情况，从而造成模具损坏事件的频繁发生，修模、残次产品带来的额外成本增加。而在加工工艺设计中加设模具保护设计的模具监测方案，由于其并非普遍适用于各种生产模式及多样化的模具，而且研发成本较高且其回报率尚需实验验证，一旦出现设计漏洞，导致成本将进一步增加，不仅浪费了研发劳动力，还无故增添了方案使用者的负荷。

针对以上两种方案都未得到良好的模具保护效果，近年来一种基于机器视觉的模具监测保护器逐渐成为了解决模具使用不当导致损坏的最优方案。

基于机器视觉的模具保护监测器是通过光学装置和图像传感器、配合专用电脑CPU的强大运算能力对影像数据进行实时运算处理，自动接收和处理注塑生产过程中的每一帧模腔图像，获得所需信息并与所存标准模腔图像进行比对，智能化地监控注塑机的运行情况，有效监测生产系统的正常运行，在合模前，检测模具是否损坏，退模后，检测有无残留物、各工件是否存在工作异常。

但目前基于机器视觉技术，对于合模前判断模具尺寸是否完好，局部磨损情况是否过度，合模后监测顶针是否归位，脱模是否完全，产品有无残留，产品是否合格等方面，仍然没有一个完整的系统方法技术能够做到，使注塑工艺改善进度较慢。现公开的专利文件总结如下：

(1)中国专利公开号为CN102363354A，2012.02.29公开，专利名称为：一种基于机械视觉的注塑机模具保护系统和方法。其不足之处在于：该装置不具备异常急停、报警功能，不具备局部磨损测量功能。