CN108226169A - 一种智慧型注塑在线视觉检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智慧型注塑在线视觉检测系统，包括注塑机、重量式计量仪、多个相机、称重系统和控制器，注塑机上设有注料管，注料管连通料斗，料斗内设有重量式计量仪，注塑机内设有控制机械手、驱动电机，注塑机内部设有注塑模具、称量系统，多个相机分别安装在控制机械手上，控制器安装在注塑机外部，本发明结构原理简单，使用方便，智能化程度高，能够实现对产品质量的检测控制、对材料的称重计量结果追溯，对注塑后的成品与计量的数据实现对比与线性关系标定，实时监控注塑机的注塑产品品质、材料用量、制品重量以及注塑周期，提供管理者或客户原始准确的生产大数据。

Description

一种智慧型注塑在线视觉检测系统

技术领域

本发明涉及视觉检测技术领域，具体为一种智慧型注塑在线视觉检测系统。

背景技术

塑料注塑成型在中国经过近20年的高速发展后遇到了场地、人员、材料的成本的大幅增加，使得普通领域的二次代工企业难以生存，一线代工企业如何有效的监控和管控生产的流程，变得尤为的紧迫，因为注塑行业的利润越来越薄利，但中国目前的境况是从代工型向品牌型过渡阶段。

场地的成本作为企业是无法控制的,从制造业大环境以及国家的环保政策来讲，租地以及买地的成本将是越来越高的；人员的成本也是无法控制的，中国近几年的综合用工成本以每年10％的速度增加，所以一线工人只能透过机器人和机器视觉自动检测来代替传统人的工作。从转化人工成本的增加而带来的利润减少；材料的成本，即将过去的2017年大涨，高分子材料公司也是大幅提价，造成代工企业不能再像以往一样粗放式的生产，必须做到可控的生产模式，杜绝滞后性的不良品产生造成的材料成本浪费和环境二次污染。

传统的注塑成型生产必须要以可控可预见的生产模式才能延续企业的生产竞争力；目前注塑行业的设备都是单一工作的，只能做到实用性和单一设备工作，比如模具监视器它只能监测模具的安全，重量式计量仪只能对材料啊进行称重，注塑机只能注塑产品等等单一化工作，每个设备的工作与下一个设备只是简单的PLC信号连接，不存在信息的交互和闭环控制，无法实时监测和控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智慧型注塑在线视觉检测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智慧型注塑在线视觉检测系统，包括注塑机、重量式计量仪、多个相机、称重系统和控制器，所述注塑机上设有注料管，所述注料管连通料斗，所述料斗内设有重量式计量仪，所述注塑机内设有控制机械手、驱动电机，所述驱动电机连接控制机械手；所述注塑机内部设有注塑模具、称量系统，所述称量系统设置在注塑模具一侧，且所述注塑模具、称量系统分别设置在控制机械手下方；多个相机包括第一相机、第二相机、第N相机，N为大于2的整数，多个相机分别安装在控制机械手上，所述第一相机采集注塑模具注塑过程图像；所述第二相机采集注塑后成品图像；所述控制器安装在注塑机外部；

所述控制器内设有微处理器、图像采集模块、机械手驱动模块、数据存储模块、接口传输模块和无线传输模块，图像采集模块输入端分别连接多个相机，所述图像采集模块输出端连接微处理器，所述微处理器分别连接重量式计量仪、称重系统和数据存储模块；所述微处理器通过机械手驱动模块连接驱动电机；所述微处理器通过接口传输模块分别连接离线操作终端和数据打印终端；所述微处理器通过无线传输模块连接后台监控终端。

优选的，多个相机均采用高精度CCD图像传感器。

优选的，所述图像采集模块包括运算放大器A和运算放大器B，所述运算放大器A正极输入端分别连接电阻B一端和电容B一端，电容B另一端接地；所述电阻B另一端连接电阻A一端，电阻A另一端连接信号输入端，所述运算放大器A负极输入端分别连接电容A一端和输出端，所述电容A另一端连接电阻A和电阻B之间的节点；所述运算放大器A输出端连接电阻C一端，所述电阻C另一端分别连接电阻D一端和运算放大器B正极输入端，所述电阻D另一端接地，所述运算放大器B负极输入端分别连接电阻E一端和电阻F一端，电阻E另一端接地，电阻F另一端连接运算放大器B输出端和信号输出端。

优选的，所述无线传输模块采用4G模块或WIFI模块。

优选的，其使用方法包括以下步骤：

A、重量式计量仪精确采集物料的重量，并控制物料的进入量，物料通过进料管进入注塑机中；

B、物料进入模具进行注塑，同时第一相机实时采集注塑过程图像；

C、注塑结束后，控制机械手抓取注塑成品，对注塑成品进行称重，并且第二相机采集注塑后成品的图像；

D、多个相机采集图像比对后，可以独立输入和输出数据与信号；并形成data的记录，后续为大数据的采集和自我分析提供原始数据；

E、同时，微处理器将采集的数据通过接口传输模块发送至打印机进行打印；此外，管理者可以通过离线操作终端访问车间的生产设备。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明结构原理简单，使用方便，智能化程度高，能够实现对产品质量的检测控制、对材料的称重计量结果追溯，对注塑后的成品与计量的数据实现对比与线性关系标定，实时监控注塑机的注塑产品品质、材料用量、制品重量以及注塑周期，提供管理者或客户原始准确的生产大数据。

(2)本发明采用的图像采集模块抗干扰能力强，实现对模拟信号的优化；能够缩短信号传输距离，降低故障率，提高了信号传输效率。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明控制原理图；

图3为本发明图像采集模块原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种智慧型注塑在线视觉检测系统，包括注塑机1、重量式计量仪2、多个相机、称重系统5和控制器6，所述注塑机1上设有注料管7，所述注料管7连通料斗8，所述料斗8内设有重量式计量仪2，所述注塑机1内设有控制机械手9、驱动电机10，所述驱动电机10连接控制机械手9；所述注塑机1内部设有注塑模具11、称量系统5，所述称量系统5设置在注塑模具11一侧，且所述注塑模具11、称量系统5分别设置在控制机械手9下方；多个相机包括第一相机3、第二相机4、第N相机，N为大于2的整数，多个相机分别安装在控制机械手9上；所述控制器6安装在注塑机1外部；多个相机均采用高精度CCD图像传感器；

所述控制器6内设有微处理器12、图像采集模块13、机械手驱动模块14、数据存储模块15、接口传输模块16和无线传输模块17，图像采集模块13输入端分别连接多个相机，所述图像采集模块13输出端连接微处理器12，所述微处理器12分别连接重量式计量仪2、称重系统5和数据存储模块15；所述微处理器12通过机械手驱动模块14连接驱动电机10；所述微处理器12通过接口传输模块16分别连接离线操作终端18和数据打印终端19；所述微处理器12通过无线传输模块17连接后台监控终端20；无线传输模块17采用4G模块或WIFI模块；后台监控终端具备读取、标定、分析和比对后发出指令给图1中上述设备或警报系统，实时调整各设备的运行工艺参数，实现互联互访；从而实现了生产的信息化、集成化和智能化系统。以此减少人力的投入和单个环节的开环控制弊端；离线操作终端实现管理者无需在现场即可以访问车间的生产设备；数据打印终端可以为终端客户或管理层提供一手的现场数据，该数据是真实有效的，无法人为篡改。从而有效保证了生产数据的可靠性。

本发明中，图像采集模块13包括运算放大器A1c和运算放大器B2c，所述运算放大器A1c正极输入端分别连接电阻B2a一端和电容B2b一端，电容B2b另一端接地；所述电阻B2a另一端连接电阻A1a一端，电阻A1a另一端连接信号输入端，所述运算放大器A1c负极输入端分别连接电容A1b一端和输出端，所述电容A1b另一端连接电阻A1a和电阻B2a之间的节点；所述运算放大器A1c输出端连接电阻C3a一端，所述电阻C3a另一端分别连接电阻D4a一端和运算放大器B2c正极输入端，所述电阻D4a另一端接地，所述运算放大器B2c负极输入端分别连接电阻E5a一端和电阻F6a一端，电阻E5a另一端接地，电阻F6a另一端连接运算放大器B2c输出端和信号输出端。本发明采用的图像采集模块抗干扰能力强，实现对模拟信号的优化；能够缩短信号传输距离，降低故障率，提高了信号传输效率。

本发明的使用方法包括以下步骤：

A、重量式计量仪精确采集物料的重量，并控制物料的进入量，物料通过进料管进入注塑机中；

B、物料进入模具进行注塑，同时第一相机实时采集注塑过程图像；

C、注塑结束后，控制机械手抓取注塑成品，对注塑成品进行称重，并且第二相机采集注塑后成品的图像；

D、多个相机采集图像比对后，可以独立输入和输出数据与信号；并形成data的记录，后续为大数据的采集和自我分析提供原始数据；

E、同时，微处理器将采集的数据通过接口传输模块发送至打印机进行打印；此外，管理者可以通过离线操作终端访问车间的生产设备。

综上所述，本发明结构原理简单，使用方便，智能化程度高，能够实现对产品质量的检测控制、对材料的称重计量结果追溯，对注塑后的成品与计量的数据实现对比与线性关系标定，实时监控注塑机的注塑产品品质、材料用量、制品重量以及注塑周期，提供管理者或客户原始准确的生产大数据。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种智慧型注塑在线视觉检测系统，包括注塑机(1)、重量式计量仪(2)、多个相机、称重系统(5)和控制器(6)，其特征在于：所述注塑机(1)上设有注料管(7)，所述注料管(7)连通料斗(8)，所述料斗(8)内设有重量式计量仪(2)，所述注塑机(1)内设有控制机械手(9)、驱动电机(10)，所述驱动电机(10)连接控制机械手(9)；所述注塑机(1)内部设有注塑模具(11)、称量系统(5)，所述称量系统(5)设置在注塑模具(11)一侧，且所述注塑模具(11)、称量系统(5)分别设置在控制机械手(9)下方；多个相机包括第一相机(3)、第二相机(4)、第N相机，N为大于2的整数，多个相机分别安装在控制机械手(9)上；所述控制器(6)安装在注塑机(1)外部；

所述控制器(6)内设有微处理器(12)、图像采集模块(13)、机械手驱动模块(14)、数据存储模块(15)、接口传输模块(16)和无线传输模块(17)，图像采集模块(13)输入端分别连接多个相机，所述图像采集模块(13)输出端连接微处理器(12)，所述微处理器(12)分别连接重量式计量仪(2)、称重系统(5)和数据存储模块(15)；所述微处理器(12)通过机械手驱动模块(14)连接驱动电机(10)；所述微处理器(12)通过接口传输模块(16)分别连接离线操作终端(18)和数据打印终端(19)；所述微处理器(12)通过无线传输模块(17)连接后台监控终端(20)。

2.根据权利要求1所述的一种智慧型注塑在线视觉检测系统，其特征在于：多个相机均采用高精度CCD图像传感器。

3.根据权利要求1所述的一种智慧型注塑在线视觉检测系统，其特征在于：所述图像采集模块(13)包括运算放大器A(1c)和运算放大器B(2c)，所述运算放大器A(1c)正极输入端分别连接电阻B(2a)一端和电容B(2b)一端，电容B(2b)另一端接地；所述电阻B(2a)另一端连接电阻A(1a)一端，电阻A(1a)另一端连接信号输入端，所述运算放大器A(1c)负极输入端分别连接电容A(1b)一端和输出端，所述电容A(1b)另一端连接电阻A(1a)和电阻B(2a)之间的节点；所述运算放大器A(1c)输出端连接电阻C(3a)一端，所述电阻C(3a)另一端分别连接电阻D(4a)一端和运算放大器B(2c)正极输入端，所述电阻D(4a)另一端接地，所述运算放大器B(2c)负极输入端分别连接电阻E(5a)一端和电阻F(6a)一端，电阻E(5a)另一端接地，电阻F(6a)另一端连接运算放大器B(2c)输出端和信号输出端。

4.根据权利要求1所述的一种智慧型注塑在线视觉检测系统，其特征在于：所述无线传输模块(17)采用4G模块或WIFI模块。

5.实现权利要求1所述的一种智慧型注塑在线视觉检测系统的使用方法，其特征在于：其使用方法包括以下步骤：

A、重量式计量仪精确采集物料的重量，并控制物料的进入量，物料通过进料管进入注塑机中；

B、物料进入模具进行注塑，同时第一相机实时采集注塑过程图像；

C、注塑结束后，控制机械手抓取注塑成品，对注塑成品进行称重，并且第二相机采集注塑后成品的图像；

D、多个相机采集图像比对后，可以独立输入和输出数据与信号；并形成data的记录，后续为大数据的采集和自我分析提供原始数据；

E、同时，微处理器将采集的数据通过接口传输模块发送至打印机进行打印；此外，管理者可以通过离线操作终端访问车间的生产设备。