CN108556406A - 一种挤压机挤压速度控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挤压机挤压速度控制方法和系统，包括：获取挤压机型材出口处产品的挤出速度；将获取的产品的挤出速度与预设挤出速度进行比较；根据比较结果生成控制指令控制挤压机电机的转速，以实现控制挤压机的挤压速度。相比于现有技术中控制挤压机挤压速度的方法，本申请根据挤压机型材出口处产品的挤出速度来调节挤压机电机的转速，从而控制挤压机的挤压速度，这样做不仅实现了自动控制挤压机的挤压速度，而且由于是根据挤压机型材出口处产品的挤出速度来调节挤压机电机的转速，避免了产品挤压过程中各种相关因素对产品挤出速度控制的干扰，使得产品的挤出速度稳定的处于预设状态，有效提高了产品的质量，满足更高的生产开发需求。

Description

一种挤压机挤压速度控制方法及系统

技术领域

本发明涉及挤压机控制技术领域，特别是涉及一种挤压机挤压速度控制方法及系统。

背景技术

挤压机是对材料进行挤压定型的设备，由于要保证挤压产品的质量以及挤压效率，所以挤压机的挤压速度控制对产品生产有着重要的意义。现有技术中对挤压机挤压速度进行控制时，速度采集装置采集挤压机挤压缸工作状态下的挤压速度，控制装置将上述挤压速度与设定速度进行比较得出修正数据来控制挤压机电机的转速，从而实现挤压机挤压速度的控制。然而，由于挤压机料筒结构、阻力以及材料特性等因素的影响，挤压机挤压缸工作状态下的挤压速度并不能准确的反应产品的挤出速度，又由于产品的挤出速度决定着产品的质量，挤出速度越平稳产品的质量越高，所以现有技术并不能有效的提高挤压产品的质量以及挤压效率。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种挤压机挤压速度控制方法及系统，不仅实现了自动控制挤压机的挤压速度，而且由于是根据挤压机型材出口处产品的挤出速度来调节挤压机电机的转速，避免了产品挤压过程中相关因素对挤压速度控制的干扰，使得产品的挤出速度稳定的处于预设状态，有效提高了产品的质量，满足更高的生产开发需求。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种挤压机挤压速度控制方法，包括：

获取挤压机型材出口处产品的挤出速度；

将获取的所述产品的挤出速度与预设挤出速度进行比较；

根据比较结果生成控制指令控制所述挤压机电机的转速，以实现控制所述挤压机的挤压速度。

优选地，所述获取挤压机型材出口处产品的挤出速度的过程具体为：

获取产品挤出过程中挤压机型材出口处的产品图像；

根据所述产品图像得到当前图像数据信息；

将所述当前图像数据信息与历史图像数据信息进行比较，得出所述产品的挤出速度。

优选地，所述根据比较结果生成控制指令控制所述挤压机电机的转速的过程具体为：

根据比较结果生成控制指令；

将所述控制指令转换为所述挤压机电机能够识别的转速指令，以实现调节所述挤压机电机的转速。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种挤压机挤压速度控制系统，包括：

速度采集装置，用于获取挤压机型材出口处产品的挤出速度；

控制装置，用于将获取的所述产品的挤出速度与预设挤出速度进行比较，根据比较结果生成控制指令控制所述挤压机电机的转速，以实现控制所述挤压机的挤压速度。

优选地，所述速度采集装置包括图像获取模块和图像处理模块，其中：

所述图像获取模块，用于获取产品挤出过程中挤压机型材出口处的产品图像；

所述图像处理模块，用于根据所述产品图像得到当前图像数据信息，将所述当前图像数据信息与历史图像数据信息进行比较，得出所述产品的挤出速度。

优选地，所述图像获取模块具体为电荷耦合器件CDD摄像机。

优选地，所述速度采集装置还包括用于为所述挤压机型材出口提供光源的照明设备。

优选地，所述控制装置包括可编程逻辑控制器PLC控制模块和驱动控制电路，其中：

所述PLC控制模块，用于将获取的所述产品的挤出速度与预设挤出速度进行比较，根据比较结果生成控制指令；

所述驱动控制电路，用于将所述控制指令转换为所述挤压机电机能够识别的转速指令，以实现调节所述挤压机电机的转速。

优选地，所述控制装置还包括设置模块，用于根据使用者的修改指令修改所述产品的预设挤出速度，并发送至所述PLC控制模块。

优选地，所述设置模块具体为触摸屏。

本发明提供了一种挤压机挤压速度控制方法，包括：获取挤压机型材出口处产品的挤出速度；将获取的产品的挤出速度与预设挤出速度进行比较；根据比较结果生成控制指令控制挤压机电机的转速，以实现控制挤压机的挤压速度。

相比于现有技术中控制挤压机挤压速度的方法，本申请根据挤压机型材出口处产品的挤出速度来调节挤压机电机的转速，从而控制挤压机的挤压速度，这样做不仅实现了自动控制挤压机的挤压速度，而且由于是根据挤压机型材出口处产品的挤出速度来调节挤压机电机的转速，避免了产品挤压过程中相关因素对挤压速度控制的干扰，使得产品的挤出速度稳定的处于预设状态，有效提高了产品的质量，满足更高的生产开发需求。

本发明还提供了一种挤压机挤压速度控制系统，与上述方法具有相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种挤压机挤压速度控制方法的过程流程图；

图2为本发明提供的一种挤压机挤压速度控制系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种挤压机挤压速度控制方法及系统，不仅实现了自动控制挤压机的挤压速度，而且由于是根据挤压机型材出口处产品的挤出速度来调节挤压机电机的转速，避免了产品挤压过程中相关因素对挤压速度控制的干扰，使得产品的挤出速度稳定的处于预设状态，有效提高了产品的质量，满足更高的生产开发需求。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

请参照图1，图1为本发明提供的一种挤压机挤压速度控制方法的过程流程图，该方法包括：

步骤S11：获取挤压机型材出口处产品的挤出速度；

步骤S12：将获取的产品的挤出速度与预设挤出速度进行比较；

步骤S13：根据比较结果生成控制指令控制挤压机电机的转速，以实现控制挤压机的挤压速度。

具体地，随着客户对挤压产品档次要求的提高，所开发新产品的质量、性能要求也更高了，相应的对挤压机挤压速度的可调控性提出了更为严格的要求，因此，本申请提供了一种挤压机挤压速度控制方法，根据挤压机型材出口处产品的挤出速度来控制挤压机电机的转速，当获取到的产品的挤出速度大于预设挤出速度时，控制挤压机电机降低转速，当获取到的产品的挤出速度小于预设挤出速度时，控制挤压机电机提高转速，使得挤压机型材出口处产品的挤出速度一直保持在预设挤出速度，实现了保持产品挤出速度的平稳，从而极大的提高了产品的表面质量和成品率，减小了高端型号新产品的开发难度，满足客户生产需求。又由于本申请中实时调控着挤压机电机的转速，所以挤压机电机的转速不会长时间处于超出标准转速范围的状态，因而还有效降低了挤压机的能耗，降低了产品制造成本。

本发明提供了一种挤压机挤压速度控制方法，包括：获取挤压机型材出口处产品的挤出速度；将获取的产品的挤出速度与预设挤出速度进行比较；根据比较结果生成控制指令控制挤压机电机的转速，以实现控制挤压机的挤压速度。

相比于现有技术中控制挤压机挤压速度的方法，本申请根据挤压机型材出口处产品的挤出速度来调节挤压机电机的转速，从而控制挤压机的挤压速度，这样做不仅实现了自动控制挤压机的挤压速度，而且由于是根据挤压机型材出口处产品的挤出速度来调节挤压机电机的转速，避免了产品挤压过程中相关因素对挤压速度控制的干扰，使得产品的挤出速度稳定的处于预设状态，有效提高了产品的质量，满足更高的生产开发需求。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选地实施例，获取挤压机型材出口处产品的挤出速度的过程具体为：

获取产品挤出过程中挤压机型材出口处的产品图像；

根据产品图像得到当前图像数据信息；

将当前图像数据信息与历史图像数据信息进行比较，得出产品的挤出速度。

需要说明的是，近年来，随着成像设备的多样化，计算机软硬件技术的飞速发展，以及现代工业生产中对非接触测量、检测和识别自动化的要求逐步提高，机器视觉的技术和产品得到了广泛的应用。本申请中通过机器视觉技术来获取挤压机型材出口处产品的挤出速度。

具体地，首先获取产品挤出过程中挤压机型材出口处的产品图像，具体可以通过成像设备在产品挤出的过程中对挤出的产品逐幅拍摄。然后根据产品图像的像素分布和亮度、颜色等信息进行数字化处理得到当前图像数据信息，这里的当前图像数据信息包括挤出产品的不同形状的位置、尺寸等相关数据信息。之后将当前图像数据信息与历史图像数据信息进行比较，综合分析得出产品的挤出速度。可见，机器视觉技术是将成像设备的灵敏性和准确性、计算机的快速性和可靠性、人类视觉的高度智能化的抽象能力相结合的产物，可以清晰快速的了解挤压速度，且具有非常强的自适应能力。

当然，还可以采用其他方式获取挤压机型材出口处产品的挤出速度，比如通过速度传感器或者位置传感器直接采集产品的挤出速度，本申请在此不做特别的限定。

作为一种优选地实施例，根据比较结果生成控制指令控制挤压机电机的转速的过程具体为：

根据比较结果生成控制指令；

将控制指令转换为挤压机电机能够识别的转速指令，以实现调节挤压机电机的转速。

具体地，考虑到通常情况下挤压机电机并不能直接识别根据产品的挤出速度与预设挤出速度的比较结果生成的控制指令，因此，本申请中生成控制指令之后，还将控制指令转换为挤压机电机能够识别的转速指令，然后挤压机电机根据上述转速指令实时调整自身的转速，从而成功实现转速调节，使挤压机的挤压速度快速平稳的到达合理的状态。

请参照图2，图2为本发明提供的一种挤压机挤压速度控制系统的结构示意图，该系统包括：

速度采集装置1，用于获取挤压机型材出口处产品的挤出速度；

控制装置2，用于将获取的产品的挤出速度与预设挤出速度进行比较，根据比较结果生成控制指令控制挤压机电机的转速，以实现控制挤压机的挤压速度。

可以理解的是，本申请中由速度采集装置1采集挤压机型材出口处产品的挤出速度信息并传递给控制装置2，控制装置2再根据产品的挤出速度与预设挤出速度的比较结果控制挤压机电机调节转速，形成了一个闭环的控制链，实现了挤压机挤压速度的实时闭环调节，具有良好的平稳性、鲁棒性和自适应能力。

作为一种优选地实施例，速度采集装置1包括图像获取模块和图像处理模块，其中：

图像获取模块，用于获取产品挤出过程中挤压机型材出口处的产品图像；

图像处理模块，用于根据产品图像得到当前图像数据信息，将当前图像数据信息与历史图像数据信息进行比较，得出产品的挤出速度。

具体地，本申请中的图像处理模块选用精度为亚像素级的嵌入式图像处理模块，亚像素是将像素这个基本单位再进行细分，它是比像素还小的单位，从而提高了图像分辨率，使得图像处理精度更高，因而可以分析出更为准确的挤压机型材出口处产品的挤出速度，提高了系统的反应灵敏度。

作为一种优选地实施例，图像获取模块具体为电荷耦合器件CDD摄像机。

具体地，本申请中的图像获取模块采用CDD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)摄像机，被摄物体的图像经过镜头聚焦至CCD芯片上，CCD根据光的强弱积累相应比例的电荷，各个像素积累的电荷在视频时序的控制下，逐点外移，经滤波、放大处理后，形成视频信号输出。由于具有灵敏度高、抗强光和畸变小等优点，采用CDD摄像机可以获得较为清晰的挤压机型材出口处的产品图像。当然，本申请中的图像获取模块还可以选用CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)摄像机，具体根据实际情况来定，本申请在此不做特别的限定。可以理解的是，本申请中选用的摄像机通常搭配光学镜头一起使用，本申请在此不做特别的说明。

作为一种优选地实施例，速度采集装置1还包括用于为挤压机型材出口提供光源的照明设备。

具体地，考虑到实际生产过程中挤压机型材出口处光线通常不是很充足，可能会影响图像获取效果，本申请中还设置为挤压机型材出口提供光源的照明设备，使得CCD摄像机能够清晰的拍到挤压机型材出口处产品的生产情况，避免了光线不足对拍摄清晰度的影响，进而提高了根据拍到的产品图像分析出的产品挤出速度的准确性。

本申请中的照明设备可以采用高频光源，具有高效节能、绿色环保、寿命长等诸多优点，还可以采用LED(Light-Emitting Diode，发光二极管)光源，具有效率高、寿命长的特点，当然还可以采用其他类型的照明设备，本申请在此不做特别的限定，具体根据实际情况来定。

作为一种优选地实施例，控制装置2包括可编程逻辑控制器PLC控制模块和驱动控制电路，其中：

PLC控制模块，用于将获取的产品的挤出速度与预设挤出速度进行比较，根据比较结果生成控制指令；

驱动控制电路，用于将控制指令转换为挤压机电机能够识别的转速指令，以实现调节挤压机电机的转速。

具体地，本申请中的PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)控制模块采用模糊PID调控，可以有效的降低超调量，波动较小，并且能保持速度较为稳定，电机转速调节过程中对挤出产品的质量影响较小。另外，由驱动控制电路和挤压机电机组成的交流伺服系统具有很好的快速响应、低速平稳、精密运动控制等特性。因此，整个挤压机挤压速度控制系统具有良好的平稳性、鲁棒性和自适应能力。还需要说明的是，本申请中的控制装置2还可以包括反馈模块，对挤压机电机的控制结果进行反馈，了解挤压机电机的转速调节情况。

作为一种优选地实施例，控制装置2还包括设置模块，用于根据使用者的修改指令修改产品的预设挤出速度，并发送至PLC控制模块。

具体地，考虑到实际生产过程中，工作人员可能需要更改预先设定的产品的挤出速度，基于此，本申请中的控制装置2还包括设置模块，可以接收工作人员的修改指令，根据上述修改指令修改产品的预设挤出速度，并发送至PLC控制模块，则PLC控制模块接下来将修改后的产品的挤出速度作为标准速度来比较产品的实际挤出速度，进而控制挤压机电机，提高了系统的实用性和使用感。

作为一种优选地实施例，设置模块具体为触摸屏。

具体地，本申请中的设置模块具体可以选用触摸屏，与机械式的按钮面板相比，操作简单，可以方便自然的实现人机交互。当然，考虑到挤压机处于的生产环境和成本问题，也可以选用工业显示屏，或者其他输入设备，本申请在此不做特别的限定。

对于本发明提供的系统的其他介绍请参照上述方法实施例，本发明在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种挤压机挤压速度控制方法，其特征在于，包括：

获取挤压机型材出口处产品的挤出速度；

将获取的所述产品的挤出速度与预设挤出速度进行比较；

根据比较结果生成控制指令控制所述挤压机电机的转速，以实现控制所述挤压机的挤压速度。

2.如权利要求1所述的挤压机挤压速度控制方法，其特征在于，所述获取挤压机型材出口处产品的挤出速度的过程具体为：

获取产品挤出过程中挤压机型材出口处的产品图像；

根据所述产品图像得到当前图像数据信息；

将所述当前图像数据信息与历史图像数据信息进行比较，得出所述产品的挤出速度。

3.如权利要求2所述的挤压机挤压速度控制方法，其特征在于，所述根据比较结果生成控制指令控制所述挤压机电机的转速的过程具体为：

根据比较结果生成控制指令；

将所述控制指令转换为所述挤压机电机能够识别的转速指令，以实现调节所述挤压机电机的转速。

4.一种挤压机挤压速度控制系统，其特征在于，包括：

速度采集装置，用于获取挤压机型材出口处产品的挤出速度；

控制装置，用于将获取的所述产品的挤出速度与预设挤出速度进行比较，根据比较结果生成控制指令控制所述挤压机电机的转速，以实现控制所述挤压机的挤压速度。

5.如权利要求4所述的挤压机挤压速度控制系统，其特征在于，所述速度采集装置包括图像获取模块和图像处理模块，其中：

所述图像获取模块，用于获取产品挤出过程中挤压机型材出口处的产品图像；

所述图像处理模块，用于根据所述产品图像得到当前图像数据信息，将所述当前图像数据信息与历史图像数据信息进行比较，得出所述产品的挤出速度。

6.如权利要求5所述的挤压机挤压速度控制系统，其特征在于，所述图像获取模块具体为电荷耦合器件CDD摄像机。

7.如权利要求6所述的挤压机挤压速度控制系统，其特征在于，所述速度采集装置还包括用于为所述挤压机型材出口提供光源的照明设备。

8.如权利要求4所述的挤压机挤压速度控制系统，其特征在于，所述控制装置包括可编程逻辑控制器PLC控制模块和驱动控制电路，其中：

所述PLC控制模块，用于将获取的所述产品的挤出速度与预设挤出速度进行比较，根据比较结果生成控制指令；

所述驱动控制电路，用于将所述控制指令转换为所述挤压机电机能够识别的转速指令，以实现调节所述挤压机电机的转速。

9.如权利要求8所述的挤压机挤压速度控制系统，其特征在于，所述控制装置还包括设置模块，用于根据使用者的修改指令修改所述产品的预设挤出速度，并发送至所述PLC控制模块。

10.如权利要求9所述的挤压机挤压速度控制系统，其特征在于，所述设置模块具体为触摸屏。