[发明专利]一种利用三维数字图像技术测量注塑制品收缩率的方法

说明书

本发明属于注塑成型技术领域，具体涉及一种利用三维数字图像技术测量注塑制品收缩率的方法，本发明通过在可视化模具的基础上，向熔体内添加黑色固体颗粒物作为标记，所添加的黑色固体颗粒具有二维图像测量中的散斑功能，经过固定光路、制备随机散斑、图像信息采集、图像数据存储、图像匹配、计算收缩率等步骤，实现对待测注塑品的热残余应力变化的实时监测。

技术领域

本发明属于注塑成型技术领域，具体涉及一种利用三维数字图像技术测量注塑制品收缩率的方法。

背景技术

数字图像相关方法(或者称为数字散斑相关方法DICM)是近几年一种发展迅速的光测力学方法。其测量过程：由CCD摄像机采集物体变形前后表面的散斑图，这些散斑图像经模数转换器(A/D)转换成数字图像存储于图像采集卡中，同时将图像保存在计算机上或者不使用图像采集卡直接存储在计算机上。最后对采集到的散斑图像进行相关运算，求解到物体发生变形时的表面位移和收缩率。

现有的散斑技术大多采用在制品表面喷洒亚光漆制备人工散斑或者通过投影仪在被测物体上打上光斑来制备散斑。但是制品表面喷洒亚光漆的方法只能测已经成型的物体的形变，无法测量物料成型过程中位移的变化，不具有实时性，具有一定的滞后性。同时，由于注塑成型过程一般在模具中进行，一直到定型后才会取出注塑制品，注塑制品在模具中存在时无法通过喷漆的方法制备人工散斑。另外，由于散斑和被测试物体紧密结合一起变形，通过相关搜索确定散斑变形后的位置，从而确定被测试物体的变形场和收缩率场。而投影仪打上去的散斑不会跟随被测试物体一起变形，一直都在原处，不能表征物体的变形量。

因此开发出一种能够测量注塑制品的实时三维变量，测量相应的收缩率具有重要的研究意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用三维数字图像技术测量注塑制品收缩率的方法。

基于上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用三维数字图像技术测量注塑制品收缩率的方法，包括以下步骤：

(1)固定光路：固定两个CCD摄像机，调整两个CCD摄像机的夹角，固定光源，使可视化模具型腔内被测量区域光照均匀，打开数字图像测量软件系统，对照屏幕上的采集图像区域来调试CCD摄像机的光圈和对焦，确保拍摄到的测量区域散斑清晰，大小合适；并对光路进行标定。

(2)制备随机散斑：在熔体内添加黑色颗粒，然后向可视化模具型腔内注入含有黑色颗粒的熔体。

(3)图像信息采集：选取熔体完全注入可视化模具型腔的瞬间，由两个CCD摄像机拍摄的图像为初始参考图像，之后持续拍摄的图像作为目标图像。

(4)图像信息存储：将拍摄到的初始参考图像和目标图像经模数转换器转换成数字图像存储于图像采集卡中，同时将图像保存在计算机上，并对图像进行去畸变处理。

(5)图像匹配：根据数字图像的相关系数C进行图像散斑的匹配，

式中，f(x,y)是参考图像子区中坐标为(x,y)点的灰度值，x＝x₀+Δx；y＝y₀+Δy，(x₀,y₀)为参考图像子区中心位置坐标；g(x',y')是目标图像子区中对应点(x',y')灰度值，