CN110044489A - 一种基于电磁频谱成像的模具检测系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种基于电磁频谱成像的模具检测系统，将电磁频谱成像设备应用于模具检测领域，能够采集模具和产品上预设监控区域的电磁频谱图像，并将电磁频谱图像传输给工业处理器，工业处理器根据接收的电磁频谱图像获取预设监控区域的温度，并在温度不满足预设温度条件时向模具成型设备发送相应的控制指令，从而实现了模具温度的自动化实时检测，无需人工检测温度，杜绝了安全隐患，提升了温度检测的准确性和实时性，提升了生产效率进而提高了生产企业的竞争力。

Description

一种基于电磁频谱成像的模具检测系统

技术领域

本申请涉及模具监控领域，尤其涉及一种基于电磁频谱成像的模具检测系统。

背景技术

当前，产品模具型腔温度的变化，会对模具制品的品质造成极大影响。无论是热塑、热固或金属压铸成型模具，模具型腔温度的不稳定或异常将会造成如变形、气泡、缩水、飞边、沙孔、裂痕等问题的不良产品。

现有的模具检测技术采用可见光相机对生产中的模具进行拍照，生产管理人员根据拍照的图像发现生产中的可能问题，如脱模不良或嵌件位置不良等，但是无法做到模具温度的实时检测和响应，只能在每隔一段时间停机以人工方式对模具内部和表面温度进行测量，测量位置难以固定，因此测量的准确性和实时性不高，另外，人工方式测量需要在停机后人员进入模具内进行测量，此时模具的温度往往还保持在摄氏200度至500度，极易造成测量人员高温烫伤，同时停机还降低了整体的生产效率，也会导致模具温度的变化进而影响到产品品质。

发明内容

本申请的一个目的是提供一种基于电磁频谱成像的模具检测系统，用于解决现有技术下难以对模具的温度进行实时检测的问题。

为实现上述目的，本申请的一些实施例提供了一种基于电磁频谱成像的模具检测系统，其中，该系统包括电磁频谱成像设备和工业处理器，所述电磁频谱成像设备与工业处理器连接，用于采集模具和成型产品上预设监控区域的电磁频谱图像，并将所述电磁频谱图像传输给工业处理器；所述工业处理器与电磁频谱成像设备和模具成型设备连接，用于接收所述电磁频谱图像，并根据所述电磁频谱图像获取所述预设监控区域的温度，在所述温度不满足预设温度条件时向所述模具成型设备发送控制指令。

进一步地，所述电磁频谱成像设备的工作波段位于0.8微米至15微米之间。

进一步地，所述电磁频谱成像设备设置在拍摄支架上，所述拍摄支架可进行调整以改变所述电磁频谱成像设备的拍照视野和焦距。

进一步地，所述电磁频谱成像设备与所述模具成型设备连接并根据所述模具成型设备发出的信号启动电磁频谱图像的采集。

进一步地，该系统还包括可见光相机，所述可见光相机与所述工业处理器连接，用于获取模具的灰度值图像。

进一步地，所述工业处理器，还用于：

接收所述可见光相机获取的灰度值图像；

若所述灰度值图像存在缺陷，通过所述电磁频谱图像对所述灰度值图像进行缺陷修正。

进一步地，所述工业处理器，用于：

检测所述灰度值图像的缺陷区域，将所述缺陷区域对应的电磁频谱图像通过图像插值方法对所述缺陷区域进行修正，获得修正后的灰度值图像。

进一步地，所述可见光相机的工作波段位于0.4微米至0.8微米之间。

进一步地，所述工业处理器，还用于：

在所述温度不满足预设温度条件时进行报警，报警方式包括如下一种或多种的组合：电话、短信、社交软件消息、语音、声音或光学。

进一步地，所述工业处理器，用于：

在所述温度高于预设温度上限时向所述模具成型设备发送停机指令；或

在所述温度低于预设温度下限时向所述模具成型设备发送停机指令。

与现有技术相比，本申请提供的方案将电磁频谱成像设备应用于模具检测领域，能够采集模具和产品上预设监控区域的电磁频谱图像，并将电磁频谱图像传输给工业处理器，工业处理器根据接收的电磁频谱图像获取预设监控区域的温度，并在温度不满足预设温度条件时向模具成型设备发送相应的控制指令，从而实现了模具温度的自动化实时检测，无需人工检测温度，杜绝了安全隐患，提升了温度检测的准确性和实时性，提升了生产效率进而提高了生产企业的竞争力。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本申请的一些实施例提供的一种基于电磁频谱成像的模具检测系统的结构示意图。

附图标记：1、电磁频谱成像设备，2、工业处理器，3，模具成型设备。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述。

在本申请一个典型的配置中，终端、服务网络的设备和可信方均包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flashRAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括非暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

本申请的一些实施例提供了一种基于电磁频谱成像的模具检测系统，如图1所示，该系统具体包括电磁频谱成像设备1和工业处理器2，电磁频谱成像设备1与工业处理器2连接，用于采集模具和成型产品上预设监控区域的电磁频谱图像，并将电磁频谱图像传输给工业处理器2；工业处理器2与电磁频谱成像设备1和模具成型设备3连接，用于接收电磁频谱图像，并根据电磁频谱图像获取预设监控区域的温度，在该温度不满足预设温度条件时向模具成型设备3发送控制指令。

电磁频谱，指的是电磁波按照频率或波长分段排列所形成的结构谱系。电磁波是在空间传播的交变电磁场，无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波。红外线是波长介于微波与可见光之间的电磁波，波长在1毫米到760纳米之间。所有高于绝对零度(-273℃)的物体都会发出红外线，电磁频谱成像设备1利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外线分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得电磁频谱图像，这种图像与物体表面的热分布场相对应，通俗地讲电磁频谱成像设备就是将物体发出的不可见红外线转变为可见的电磁频谱图像，电磁频谱图像上的不同颜色代表被测物体的不同温度。通过查看电磁频谱图像，可以观察到被测目标的整体温度分布状况，研究目标的发热情况，从而进行下一步工作的判断。

工业处理器2可以包括支持网络连接从而提供各种网络服务的硬件设备或软件。当工业处理器2包括硬件时，其可以实现成多个网络设备组成的分布式设备群，也可以实现成单个网络设备，如实现成分布式工业处理器或单个工业处理器。当工业处理器2包括软件时，可以安装在上述所列举的网络设备中。这时，作为软件，其可以实现成例如用来提供分布式服务的多个软件或软件模块，也可以实现成单个软件或软件模块。在此不做具体限定。

本申请的一些实施例中，电磁频谱成像设备1可通过有线或无线方式与工业处理器2进行连接，有线方式例如可通过网络信号线与工业处理器2连接，无线方式例如可通过WIFI、蓝牙、GPRS、3G、4G等无线通信技术与工业处理器2连接，两者连接后电磁频谱成像设备1即可将采集的电磁频谱图像传输到工业处理器2。在此，电磁频谱成像设备1可通过实现有线或无线通信技术的通信模块与工业处理器2的通信模块进行数据交换。

在此，电磁频谱成像设备1采集模具和成型产品上预设监控区域的电磁频谱图像，监控区域可根据生产时对温度的控制要求预先进行设置，监控区域可以是模具上的区域，也可以是成型产品上的区域，这些区域可能有一定的温度限制要求，例如区域A可能需要保持温度在摄氏240度至300度，温度过低或过高都会增加产品的不良品率。监控区域可根据生产的需要设置一个或多个，对监控区域进行检测的电磁频谱成像设备1可以采用一对一的方式、一对多的方式或多对一的方式等，一对一的方式即一个电磁频谱成像设备1检测一个监控区域，一对多的方式即一个电磁频谱成像设备1检测多个监控区域，多对一的方式即多个电磁频谱成像设备1检测一个监控区域等，多对一的方式可用于对检测区域温度要求比较全面、精确的场合，可通过对多个电磁频谱成像设备1的电磁频谱图像进行合并、求平均温度的方式来获得更全面、精确的温度检测结果。

本申请的一些实施例中，电磁频谱成像设备1可以为一个，也可以为多个，根据对监控区域的检测需要确定，也可采用上述对监控区域进行检测的一对一方式、一对多方式和多对一方式等，例如，电磁频谱成像设备A对监控区域a进行检测，电磁频谱成像设备B对监控区域b进行检测，电磁频谱成像设备C对监控区域a进行检测，此时，电磁频谱成像设备A和电磁频谱成像设备C采用多对一的方式对监控区域a进行检测，两者监控的角度可能不同，从而对监控区域a的检测更加全面。

本申请的一些实施例中，电磁频谱成像设备1可采用同步方式或异步方式将采集的电磁频谱图像发送至工业处理器2，同步方式即实时将采集的电磁频谱图像发送至工业处理器，异步方式即将一段时间内采集的电磁频谱图像先进行缓存，在发送条件满足后再发送至工业处理器2，例如，先暂存某个时间点10秒内采集的电磁频谱图像，再将暂存的所有电磁频谱图像发送至工业处理器。在此，使用异步方式的电磁频谱成像设备1可包括内部存储器，用于存储电磁频谱图像，也可使用外部存储器对电磁频谱图像进行存储。

在此，电磁频谱成像设备1的工作波段位于0.8微米至15微米之间，电磁频谱成像设备1可根据模具和成型产品发出的红外线产生电磁频谱图像，优选地，电磁频谱成像设备1接收的红外线波长从0.8微米到15微米，根据生产过程中的检测，模具和产品发出的红外线波长大多位于这个波段，电磁频谱成像设备1接收此波段的红外线即可实现对温度的检测。

本申请的一些实施例中，电磁频谱成像设备1可设置在拍摄支架上，拍摄支架可进行调整以改变电磁频谱成像设备1的拍照视野和焦距。在此，拍摄支架可采用现有的活动支架或框架，能够在前后、上下、左右方向进行调整，从而改变电磁频谱成像设备1与模具或产品的距离或角度，进而改变电磁频谱成像设备1的拍照视野和焦距。

本申请的一些实施例中，电磁频谱成像设备1可与模具成型设备3连接并根据模具成型设备发出的信号启动电磁频谱图像的采集。在此，模具成型设备3具体可以包括注塑机、压铸机、橡胶机等基于模具成型的设备等，例如注塑料机是将热塑性塑料或热固性塑料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备，可分为立式、卧式、全电式，能加热塑料，对熔融塑料施加高压，使其射出而充满模具型腔。优选地，模具成型设备3可通过信号控制器与电磁频谱成像设备1连接，模具成型设备3将开模信号发送至信号控制器，信号控制器根据开模信号向电磁频谱成像设备1发送图像采集启动信号，电磁频谱成像设备1根据该启动信号开始电磁频谱图像的采集，从而实现电磁频谱图像的按需采集，模具成型设备3不工作的时候不采集，避免资源的浪费。

本申请的一些实施例中，工业处理器2接收电磁频谱成像设备1发送的电磁频谱图像，并根据电磁频谱图像获取预设监控区域的温度，在该温度不满足预设温度条件时向模具成型设备3发送控制指令。在此，工业处理器2对接收的电磁频谱图像进行温度分析，得到预设监控区域的温度，由于预设的监控区域可以有多个，每个监控区域的温度范围也可能不同，因此工业处理器2对每个监控区域的温度检测标准也不相同，对应不同监控区域的预设温度条件也不同。

本申请的一些实施例中，工业处理器2将获得的预设监控区域的温度与该监控区域的预设温度条件进行比较，预设温度条件可包括温度上限和温度下限，具体来说，可将获得的监控区域温度与温度上限和温度下限进行比较，如果该温度超过温度上限或低于温度下限则认为该温度不满足预设温度条件。

本申请的一些实施例中，如果预设监控区域的温度不满足预设温度条件，则工业处理器2可向模具成型设备3发送控制指令，控制指令可例如为停机指令，由于温度不满足预设温度条件会导致产品不良率上升，为避免生产过多的有缺陷产品，可先停止生产，再进行故障的排查。具体来说，工业处理器2在预设监控区域的温度高于预设温度上限时向模具成型设备发送停机指令，或在预设监控区域的温度低于预设温度下限时向模具成型设备发送停机指令。

本申请的一些实施例中，工业处理器2还可在预设监控区域的温度不满足预设温度条件时进行报警，报警的方式可包括但不限于如下：电话、短信、社交软件消息、语音、声音或光学等，具体来说，可通过自动拨打生产管理人员电话进行报警，向生产管理人员的手机发送短信报警，向生产管理人员的社交软件发送即时消息，发出语音警报，通过设置在生产设备旁边的警报器发出警报声、灯光闪烁警报等。

本申请的一些实施例中，系统还可以包括可见光相机，可见光相机与工业处理器2连接，用于获取模具的灰度值图像，在此，可见光相机获取可见光范围内的灰度值图像，灰度值图像是一种黑白图像，将黑和白分为了255个灰阶值。优选地，可见光相机还可以拍摄获取模具型腔的灰度值图像或成型产品的灰度值图像。可见光相机拍摄的灰度值图像传输给工业处理器2并进行展示，生产管理人员通过查看灰度值图像来发现生产过程中模具和产品的故障现象，如脱模不良或嵌件位置等，发现故障后再进行人工干预进行恢复。优选地，可见光相机的工作波段可位于0.4微米至0.8微米之间，即相机根据波长在0.4微米至0.8微米的可见光产生灰度值图像。

本申请的一些实施例中，工业处理器2还可以接收可见光相机获取的灰度值图像，并在灰度值图像存在缺陷的情况下，通过电磁频谱图像对灰度值图像进行缺陷修正。在此，可见光相机根据可见光产生图像，而在日常的生产过程中可见光相机很容易受到外界的光线干扰或检测物体与背景的近似性使得拍摄的灰度值图像存在缺陷，即无法成像或成像效果不理想，例如灰度值图像中模具型腔与成型产品之间的轮廓不清楚的问题，从而工业处理器2无法通过将该图像与背景图像进行对比来识别出模具部件的位置变化，因而无法识别出可能的故障。而电磁频谱图像则不会受到外界可见光的干扰产生该问题，红外线具有一定的穿透能力，电磁频谱图像可利用模具成型的温度与被检测物体之间的温度差异，形成非常清晰的边缘图像，从而替代可见光的缺陷图像，因此可使用对应区域的电磁频谱图像对灰度值图像的缺陷进行修正，从而完善灰度值图像。

具体来说，工业处理器2可检测灰度值图像的缺陷区域，将缺陷区域对应的电磁频谱图像通过图像插值方法对灰度值图像的缺陷区域进行修正，获得修正后的灰度值图像。修正后的灰度值图像就可以较清楚地识别出模具部件与成型产品之间的轮廓，工业处理器2即可通过将修正后的灰度值图像与背景图像进行对比从而自动识别出模具部件的位置变化，进而可识别出可能的模具生产故障；工业处理器2也可直接向生产管理人员展示修正后的灰度值图像，生产管理人员能清楚地从图像中得知是否有故障发生。

综上所述，本申请提供的方案将电磁频谱成像设备应用于模具检测领域，能够采集模具和产品上预设监控区域的电磁频谱图像，并将电磁频谱图像传输给工业处理器，工业处理器根据接收的电磁频谱图像获取预设监控区域的温度，并在温度不满足预设温度条件时向模具成型设备发送相应的控制指令，从而实现了模具温度的自动化实时检测，无需人工检测温度，杜绝了安全隐患，提升了温度检测的准确性和实时性，提升了生产效率进而提高了生产企业的竞争力。

需要注意的是，本申请可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施，例如，可采用专用集成电路(ASIC)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一个实施例中，本申请的软件程序可以通过处理器执行以实现上文所述步骤或功能。同样地，本申请的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中，例如，RAM存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本申请的一些步骤或功能可采用硬件来实现，例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。

另外，本申请的一部分可被应用为计算机程序产品，例如计算机程序指令，当其被计算机执行时，通过该计算机的操作，可以调用或提供根据本申请的方法和/或技术方案。而调用本申请的方法的程序指令，可能被存储在固定的或可移动的记录介质中，和/或通过广播或其他信号承载媒体中的数据流而被传输，和/或被存储在根据所述程序指令运行的计算机设备的工作存储器中。在此，根据本申请的一个实施例包括一个设备，该设备包括用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行程序指令的处理器，其中，当该计算机程序指令被该处理器执行时，触发该设备运行基于前述根据本申请的多个实施例的方法和/或技术方案。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。

Claims (10)

1.一种基于电磁频谱成像的模具检测系统，其中，该系统包括：

电磁频谱成像设备，与工业处理器连接，用于采集模具和成型产品上预设监控区域的电磁频谱图像，并将所述电磁频谱图像传输给工业处理器；

工业处理器，与电磁频谱成像设备和模具成型设备连接，用于接收所述电磁频谱图像，并根据所述电磁频谱图像获取所述预设监控区域的温度，在所述温度不满足预设温度条件时向所述模具成型设备发送控制指令。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电磁频谱成像设备的工作波段位于0.8微米至15微米之间。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电磁频谱成像设备设置在拍摄支架上，所述拍摄支架可进行调整以改变所述电磁频谱成像设备的拍照视野和焦距。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电磁频谱成像设备与所述模具成型设备连接并根据所述模具成型设备发出的信号启动电磁频谱图像的采集。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，该系统还包括可见光相机，所述可见光相机与所述工业处理器连接，用于获取模具的灰度值图像。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述工业处理器，还用于：

接收所述可见光相机获取的灰度值图像；

若所述灰度值图像存在缺陷，通过所述电磁频谱图像对所述灰度值图像进行缺陷修正。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述工业处理器，用于：

检测所述灰度值图像的缺陷区域，将所述缺陷区域对应的电磁频谱图像通过图像插值方法对所述缺陷区域进行修正，获得修正后的灰度值图像。

8.根据权利要求5所述的系统，其中，所述可见光相机的工作波段位于0.4微米至0.8微米之间。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述工业处理器，还用于：

在所述温度不满足预设温度条件时进行报警，报警方式包括如下一种或多种的组合：电话、短信、社交软件消息、语音、声音或光学。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述工业处理器，用于：

在所述温度高于预设温度上限时向所述模具成型设备发送停机指令；或

在所述温度低于预设温度下限时向所述模具成型设备发送停机指令。