CN111967626B - 一种自动质检方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动质检方法，依次包括如下步骤：步骤（1）分析注塑设备在注塑过程中的各个工艺参数与缺陷产品的缺陷对应关系；步骤（2）按照缺陷对应关系进行扩展，获得导致缺陷产品的各个工艺参数的缺陷参数范围值；步骤（3）将得到的各个工艺参数的缺陷参数范围值输入上位机中；步骤（4）采集注塑设备各个实时工艺参数并反馈至上位机中，再由上位机作出判断：若某一工艺参数处在相应的缺陷参数范围值内，则上位机判断该注塑产品存在相应的缺陷，属于缺陷产品；若各个实时工艺参数均处于相应的缺陷参数范围值之外，则上位机判断该注塑产品属于合格产品。本发明不仅能够提高对注塑产品质量检测的精确性，而且可降低对工人的经验要求。
Description
技术领域
本发明涉及产品质量检测技术领域，具体涉及一种自动质检方法。
背景技术
传统的注塑产品质检是采用人工反复检查，将其中具有缺料、飞边、黑点等缺陷的不良品选出，以确保最终的注塑产品成品的品质合格，质检后再用人工对合格产品进行分袋包装。人工检测容易出现漏选和错选的情况，一些不良品会因漏选流入市场，这样会使产品的合格率下降，从其他环节又不能彻底改善，并且人工检测会产生大量的人力成本。
为了解决上述问题，申请号为CN201711328206.7的中国发明专利公开了一种基于二次检测的注塑产品智能化控制方法，包括以下步骤：S1、采集注塑产品的图像信息并与预设图像信息进行比较得出该注塑产品是否合格；S2、根据每一个注塑产品是否合格将其分拣至合格单元和不合格单元，并采集不合格单元内注塑产品的图像信息并得出不合格原因；S3、统计不合格原因并分析，基于不合格原因制定检测标准对每一个注塑产品进行第二次合格性检测。上述注塑产品智能化控制方法对每一个注塑产品均进行两次检测；在第一次质检过程中，对每一个注塑产品的结构、颜色、平整度进行采集和分析，并基于分析结果制定第二次检测标准，使得第一次质检过程和第二次质检过程紧密结合，且第二次质检过程依托于第一次检测结果，进一步提高了第二次质检过程的有效性，从而提高了第二次质检过程的精确性，保证注塑产品的生产质量。
但是，上述注塑产品智能化控制方法是采用视觉系统将采集到的注塑产品的图像信息并与预设的图像信息进行比较得出该注塑产品是否合格，质检过程中需要工人对图像信息进行观察、比对，并凭借自身经验进行分析，才能判断出该注塑产品是否合格，因此这种质检方法对工人的经验要求较高，且比对过程较为繁琐，这不仅会产生大量的人工成本，而且工作效率低下。另外，这种质检方法是通过图像信息比对来判断注塑产品是否合格，有很大概率会发生因视觉疲劳等人工因素而造成漏选或错选的情况，导致对注塑产品质量检测的精确性不高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种自动质检方法，这种自动质检方法不仅能够提高对注塑产品质量检测的精确性，而且可降低对工人的经验要求，有利于提高工作效率并降低人工成本。采用的技术方案如下：
一种自动质检方法，其特征在于：依次包括如下步骤：
步骤（1）分析注塑设备在注塑过程中的各个工艺参数与缺陷产品的缺陷对应关系；
步骤（2）按照缺陷对应关系进行扩展，获得导致缺陷产品的各个工艺参数的缺陷参数范围值；
步骤（3）将步骤（2）得到的各个工艺参数的缺陷参数范围值输入上位机中；
步骤（4）采集注塑设备在生产注塑产品过程中的各个实时工艺参数并反馈至上位机中，再由上位机对采集到的各个实时工艺参数分别与预设的相应工艺参数的缺陷参数范围值进行比较并作出判断：若某一工艺参数处在相应的缺陷参数范围值内，则上位机判断该注塑产品存在相应的缺陷，属于缺陷产品；若各个实时工艺参数均处于相应的缺陷参数范围值之外，则上位机判断该注塑产品属于合格产品；
步骤（5）分拣机械手将上位机判断出的缺陷产品转移至废品区域中，将上位机判断出的合格产品转移至合格品区域中。
本发明中，通过分析注塑设备在注塑过程中的各个工艺参数与缺陷产品的缺陷对应关系，再按照缺陷对应关系进行扩展，获得导致缺陷产品的各个工艺参数的缺陷参数范围值，并将其输入上位机中，为后续上位机判断注塑产品是否合格提供依据；然后，采集注塑设备在生产注塑产品过程中的各个实时工艺参数并反馈至上位机中，再由上位机根据采集到的各个实时工艺参数是否落在预设的相应工艺参数的缺陷参数范围值内，判断出该注塑产品属于缺陷产品还是合格产品，相对于现有技术采用人工对图像信息进行分析对比的质检方法，可有效减少因视觉疲劳等人工因素造成漏选或错选的情况，不仅能够提高对注塑产品质量检测的精确性，而且可降低对工人的经验要求,从而降低人工成本；最后，分拣机械手根据上位机的判断结果自动完成对缺陷产品和合格产品的分拣，质检过程快速、准确，可提高工作效率。
优选方案中，所述步骤（1）中，分析注塑设备在注塑过程中的各个工艺参数与缺陷产品的缺陷对应关系，具体采用如下步骤进行分析：步骤（1-1）挑选一个具有单独缺陷特征的单独缺陷产品；步骤（1-2）查找该单独缺陷产品的生产记录，获得该单独缺陷产品当时的各个历史工艺参数；步骤（1-3）将各个历史工艺参数与多个合格产品的合格工艺参数进行比对，并将各个历史工艺参数中的异常工艺参数设置为特征缺陷参数，并建立工艺参数与缺陷产品的缺陷对应关系。上述合格产品的数量至少为10个。
进一步的优选方案中，所述步骤（1）中，重复步骤（1-1）～步骤（1-3），获得注塑设备在注塑过程中的各个工艺参数与缺陷产品的缺陷对应关系为：（1）如果设定储料时间过短，就会导致注塑产品出现缺胶的缺陷；如果设定储料时间过长，就会导致注塑产品出现多余原料粘连的缺陷；（2）如果注胶枪的设定温度值过低，就会导致原料未充分溶解就注入模具中，进而导致生产出的注塑产品出现未溶解的颗粒的缺陷；如果注胶枪的设定温度值过高，会导致生产出的注塑产品出现变形的缺陷；（3）如果注塑设备设定的保压时间太长，生产出的注塑产品就容易出现顶白、拉伤、飞边、尺寸偏大的缺陷；如果注塑设备设定的保压时间太短，生产出的注塑产品就容易出现内部空洞、缩水、尺寸偏小的缺陷；（4）如果料筒中熔体的设定温度太高，就容易引起注塑材料的热降解，从而造成生产出的注塑产品出现气泡、色差、焦斑、断裂的缺陷；如果料筒中的设定熔体温度太低，就会导致注塑材料的塑化不均，并使熔体内含冷料，从而造成注塑产品出现充模不足、内含冷料、断裂的缺陷；（5）如果注射压力不足，就容易使注塑产品内部产生气泡的缺陷；如果注射压力过大，就容易使注塑产品出现多余原料溢出粘连的缺陷；（6）如果注塑速度太低，就会导致模具模腔内的塑料温度呈阶梯式变化，冷却不匀，从而造成注塑产品变脆、塑性强度变小；如果注塑速度太快，就会使熔融塑料受大剪切作用而分解，产生分解气体。
更进一步的优选方案中，所述步骤（2）中按照缺陷对应关系进行扩展，获得导致缺陷产品的各个工艺参数的缺陷参数范围值，具体采用如下步骤进行扩展：（2-1）以所述的特征缺陷参数为基值，在其他工艺参数保持不变的情况下，按照一定的步长向上下两侧逐渐扩展，形成多个临时工艺参数；（2-2）将临时工艺参数自靠近基值至远离基值的顺序逐个输入到注塑设备中进行生产试验，直至不会出现相应缺陷的产品；（2-3）将合格产品与缺陷产品临界点的临时工艺参数设置为缺陷参数范围值的上限值、下限值。通过对多个不同单独缺陷特征的单独缺陷产品进行有限次数的试验，获得导致缺陷产品的各个工艺参数的缺陷参数范围值。上述的步长可以根据实际情况设定，一般以参数的精确度作为设置步长的依据。
优选方案中，所述步骤（4）中，通过多个数据采集器采集注塑设备在生产注塑产品过程中的各个实时工艺参数并反馈至上位机中；所述数据采集器包括数据采集主板和适配插接板，数据采集主板上设有控制芯片、SD NAND 卡、FLASH存储单元、RS232接口、RS485接口、IO接口、通信模块、时钟RTC模块和电源模块，SD NAND 卡、FLASH存储单元、通信模块、时钟RTC模块分别与控制芯片相应的输入输出端电连接，数据采集主板上还设有第一外部适配接口，第一外部适配接口通过所述RS232接口、所述RS485接口、所述IO接口与所述控制芯片相应的输入输出端电连接；适配插接板上设有第二外部适配接口和功能扩展模块，第二外部适配接口与功能扩展模块电连接，第二外部适配接口与第一外部适配接口插接配合。上述数据采集器中，数据采集主板作为通用件，第一外部适配接口作为通用接口，针对用户的不同需求灵活扩展功能，将具备相应扩展功能模块的适配插接板的第二外部适配接口与数据采集主板的第一外部适配接口进行插接配合，即可使数据采集器具备对注塑设备在生产注塑产品过程中相应的实时工艺参数进行采集的功能。在实际生产中，厂家可针对用户的不同需求灵活扩展功能，设计并制作出具备相应扩展功能模块的适配插接板，通用性强，这样可大大可缩短产品的开发周期，并降低设计成本。
更优选方案中，所述第一外部适配接口、所述第二外部适配接口均采用IDC_34Pin接口，具有防呆功能。
更优选方案中，所述控制芯片采用STM32系列的微处理器。
更优选方案中，所述数据采集主板中，所述RS232接口为2路，所述RS485接口为2路。
更优选方案中，所述通信模块包括4G模块、WIFI模块和RJ45接口中的一个或多个。
更优选方案中，上述电源模块包括第一电源和第二电源，第一电源为控制芯片、SDNAND 卡、FLASH存储单元、RS232接口、RS485接口、WIFI模块供电，第二电源为4G模块供电。通常，第一电源为5V转3.3V的电源电路，第二电源为24V转5V的电源电路。
更优选方案中，上述功能扩展模块包括RS485接口、电表接口、二个RS232接口和二个DP9接口，RS485接口、二个RS232接口均与第二外部适配接口电连接，二个DP9接口分别与二个RS232接口电连接，电表接口与RS485接口电连接。当将该适配插接板的第二外部适配接口与数据采集主板的第一外部适配接口插接配合时，数据采集器具备对液压注塑机的实时工艺参数的数据进行采集的功能，并且支持智能电表和呼叫系统的数据采集。
本发明中，通过分析注塑设备在注塑过程中的各个工艺参数与缺陷产品的缺陷对应关系，再按照缺陷对应关系进行扩展，获得导致缺陷产品的各个工艺参数的缺陷参数范围值，并将其输入上位机中，为后续上位机判断注塑产品是否合格提供依据；然后，采集注塑设备在生产注塑产品过程中的各个实时工艺参数并反馈至上位机中，再由上位机根据采集到的各个实时工艺参数是否落在预设的相应工艺参数的缺陷参数范围值内，判断出该注塑产品属于缺陷产品还是合格产品，相对于现有技术采用人工对图像信息进行分析对比的质检方法，可有效减少因视觉疲劳等人工因素造成漏选或错选的情况，不仅能够提高对注塑产品质量检测的精确性，而且可降低对工人的经验要求,从而降低人工成本；最后，分拣机械手根据上位机的判断结果自动完成对缺陷产品和合格产品的分拣，质检过程快速、准确，可提高工作效率。
附图说明
图1是本发明优选实施例的流程图。
图2是本发明中如何获得导致缺陷产品的各个工艺参数的缺陷参数范围值的具体流程图。
图3是本发明中数据采集器的结构示意图。
图4是图3所示数据采集器的逻辑方框图。
具体实施方式
如图1、图2所示，这种自动质检方法依次包括如下步骤：
步骤（1）分析注塑设备在注塑过程中的各个工艺参数与缺陷产品的缺陷对应关系，具体采用如下步骤进行分析：步骤（1-1）挑选一个具有单独缺陷特征的单独缺陷产品；步骤（1-2）查找该单独缺陷产品的生产记录，获得该单独缺陷产品当时的各个历史工艺参数；步骤（1-3）将各个历史工艺参数与多个合格产品的合格工艺参数进行比对，并将各个历史工艺参数中的异常工艺参数设置为特征缺陷参数，并建立工艺参数与缺陷产品的缺陷对应关系；重复步骤（1-1）～步骤（1-3），获得注塑设备在注塑过程中的各个工艺参数与缺陷产品的缺陷对应关系。
步骤（2）按照缺陷对应关系进行扩展，获得导致缺陷产品的各个工艺参数的缺陷参数范围值，具体采用如下步骤进行扩展：（2-1）以所述的特征缺陷参数为基值，在其他工艺参数保持不变的情况下，按照一定的步长向上下两侧逐渐扩展，形成多个临时工艺参数；（2-2）将临时工艺参数自靠近基值至远离基值的顺序逐个输入到注塑设备中进行生产试验，直至不会出现相应缺陷的产品；（2-3）将合格产品与缺陷产品临界点的临时工艺参数设置为缺陷参数范围值的上限值、下限值；通过对多个不同单独缺陷特征的单独缺陷产品进行有限次数的试验，获得导致缺陷产品的各个工艺参数的缺陷参数范围值。
步骤（3）将步骤（2）得到的各个工艺参数的缺陷参数范围值输入上位机中；
步骤（4）通过多个数据采集器采集注塑设备在生产注塑产品过程中的各个实时工艺参数并反馈至上位机中，再由上位机对采集到的各个实时工艺参数分别与预设的相应工艺参数的缺陷参数范围值进行比较并作出判断：若某一工艺参数处在相应的缺陷参数范围值内，则上位机判断该注塑产品存在相应的缺陷，属于缺陷产品；若各个实时工艺参数均处于相应的缺陷参数范围值之外，则上位机判断该注塑产品属于合格产品；
步骤（5）分拣机械手将上位机判断出的缺陷产品转移至废品区域中，将上位机判断出的合格产品转移至合格品区域中。
在本实施例中，所述步骤（1）中，重复步骤（1-1）～步骤（1-3），获得注塑设备在注塑过程中的各个工艺参数与缺陷产品的缺陷对应关系为：（1）如果设定储料时间过短，就会导致注塑产品出现缺胶的缺陷；如果设定储料时间过长，就会导致注塑产品出现多余原料粘连的缺陷；（2）如果注胶枪的设定温度值过低，就会导致原料未充分溶解就注入模具中，进而导致生产出的注塑产品出现未溶解的颗粒的缺陷；如果注胶枪的设定温度值过高，会导致生产出的注塑产品出现变形的缺陷；（3）如果注塑设备设定的保压时间太长，生产出的注塑产品就容易出现顶白、拉伤、飞边、尺寸偏大的缺陷；如果注塑设备设定的保压时间太短，生产出的注塑产品就容易出现内部空洞、缩水、尺寸偏小的缺陷；（4）如果料筒中熔体的设定温度太高，就容易引起注塑材料的热降解，从而造成生产出的注塑产品出现气泡、色差、焦斑、断裂的缺陷；如果料筒中的设定熔体温度太低，就会导致注塑材料的塑化不均，并使熔体内含冷料，从而造成注塑产品出现充模不足、内含冷料、断裂的缺陷；（5）如果注射压力不足，就容易使注塑产品内部产生气泡的缺陷；如果注射压力过大，就容易使注塑产品出现多余原料溢出粘连的缺陷；（6）如果注塑速度太低，就会导致模具模腔内的塑料温度呈阶梯式变化，冷却不匀，从而造成注塑产品变脆、塑性强度变小；如果注塑速度太快，就会使熔融塑料受大剪切作用而分解，产生分解气体。
参考图3、图4，步骤（4）中，数据采集器包括数据采集主板1和适配插接板2，数据采集主板1上设有控制芯片101、SD NAND 卡102、FLASH存储单元103、RS232接口104、RS485接口105、IO接口106、4G模块107、WIFI模块108、时钟RTC模块109、第一电源110和第二电源111，SD NAND 卡102、FLASH存储单元103、4G模块107、WIFI模块108、时钟RTC模块109分别与控制芯片101相应的输入输出端电连接；数据采集主板1上还设有第一外部适配接口112，第一外部适配接口112通过RS232接口104、RS485接口105、IO接口106与控制芯片101相应的输入输出端电连接；第一电源110为控制芯片101、SD NAND 卡102、FLASH存储单元103、RS232接口104、RS485接口105、WIFI模块108供电，第二电源111为4G模块107供电；适配插接板2上设有第二外部适配接口201和功能扩展模块202，第二外部适配接口201与功能扩展模块202电连接，且第二外部适配接口201与第一外部适配接口112插接配合。
在本实施例中，第一外部适配接口112、第二外部适配接口201均采用IDC_34Pin接口，具有防呆功能。
在本实施例中，控制芯片101采用STM32系列的微处理器。
在本实施例中，数据采集主板1中，RS232接口104为2路；RS485接口105为2路。
在本实施例中，第一电源110为5V转3.3V的电源电路，第二电源111为24V转5V的电源电路。
在本实施例中，功能扩展模块202包括RS485接口2021、电表接口2022、二个RS232接口2023和二个DP9接口2024，RS485接口2021、二个RS232接口2023均与第二外部适配接口201电连接，二个DP9接口2024分别与二个RS232接口2023电连接，电表接口2022与RS485接口2021电连接。当将适配插接板2的第二外部适配接口201与数据采集主板1的第一外部适配接口112插接配合时，数据采集器具备对液压注塑机的数据进行采集的功能，并且支持智能电表和呼叫系统的数据采集。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种自动质检方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）分析注塑设备在注塑过程中的各个工艺参数与缺陷产品的缺陷对应关系；其具体采用如下步骤进行分析：步骤（1-1）挑选一个具有单独缺陷特征的单独缺陷产品；步骤（1-2）查找该单独缺陷产品的生产记录，获得该单独缺陷产品当时的各个历史工艺参数；步骤（1-3）将各个历史工艺参数与多个合格产品的合格工艺参数进行比对，并将各个历史工艺参数中的异常工艺参数设置为特征缺陷参数，并建立工艺参数与缺陷产品的缺陷对应关系；
（2）按照缺陷对应关系进行扩展，获得导致缺陷产品的各个工艺参数的缺陷参数范围值；其具体采用如下步骤进行扩展：（2-1）以所述的特征缺陷参数为基值，在其他工艺参数保持不变的情况下，按照一定的步长向上下两侧逐渐扩展，形成多个临时工艺参数；（2-2）将临时工艺参数自靠近基值至远离基值的顺序逐个输入到注塑设备中进行生产试验，直至不会出现相应缺陷的产品；（2-3）将合格产品与缺陷产品临界点的临时工艺参数设置为缺陷参数范围值的上限值、下限值；
（3）将步骤（2）得到的各个工艺参数的缺陷参数范围值输入上位机中；
（4）采集注塑设备在生产注塑产品过程中的各个实时工艺参数并反馈至上位机中，再由上位机对采集到的各个实时工艺参数分别与预设的相应工艺参数的缺陷参数范围值进行比较并作出判断：若某一实时工艺参数处在相应的缺陷参数范围值内，则上位机判断该注塑产品存在相应的缺陷，属于缺陷产品；若各个实时工艺参数均处于相应的缺陷参数范围值之外，则上位机判断该注塑产品属于合格产品；
（5）分拣机械手将上位机判断出的缺陷产品转移至废品区域中，将上位机判断出的合格产品转移至合格品区域中。
2.根据权利要求1所述的一种自动质检方法，其特征在于：所述步骤（1）中，重复步骤（1-1）～步骤（1-3），获得注塑设备在注塑过程中的各个工艺参数与缺陷产品的缺陷对应关系为：（1）如果设定储料时间过短，就会导致注塑产品出现缺胶的缺陷；如果设定储料时间过长，就会导致注塑产品出现多余原料粘连的缺陷；（2）如果注胶枪的设定温度值过低，就会导致原料未充分溶解就注入模具中，进而导致生产出的注塑产品出现未溶解的颗粒的缺陷；如果注胶枪的设定温度值过高，会导致生产出的注塑产品出现变形的缺陷；（3）如果注塑设备设定的保压时间太长，生产出的注塑产品就容易出现顶白、拉伤、飞边、尺寸偏大的缺陷；如果注塑设备设定的保压时间太短，生产出的注塑产品就容易出现内部空洞、缩水、尺寸偏小的缺陷；（4）如果料筒中熔体的设定温度太高，就容易引起注塑材料的热降解，从而造成生产出的注塑产品出现气泡、色差、焦斑、断裂的缺陷；如果料筒中的设定熔体温度太低，就会导致注塑材料的塑化不均，并使熔体内含冷料，从而造成注塑产品出现充模不足、内含冷料、断裂的缺陷；（5）如果注射压力不足，就容易使注塑产品内部产生气泡的缺陷；如果注射压力过大，就容易使注塑产品出现多余原料溢出粘连的缺陷；（6）如果注塑速度太低，就会导致模具模腔内的塑料温度呈阶梯式变化，冷却不匀，从而造成注塑产品变脆、塑性强度变小；如果注塑速度太快，就会使熔融塑料受大剪切作用而分解，产生分解气体。
3. 根据权利要求1或2所述的一种自动质检方法，其特征在于：所述步骤（4）中，通过多个数据采集器采集注塑设备在生产注塑产品过程中的各个实时工艺参数并反馈至上位机中；所述数据采集器包括数据采集主板和适配插接板，数据采集主板上设有控制芯片、SDNAND 卡、FLASH存储单元、RS232接口、RS485接口、IO接口、通信模块、时钟RTC模块和电源模块，SD NAND 卡、FLASH存储单元、通信模块、时钟RTC模块分别与控制芯片相应的输入输出端电连接，数据采集主板上还设有第一外部适配接口，第一外部适配接口通过所述RS232接口、所述RS485接口、所述IO接口与所述控制芯片相应的输入输出端电连接；适配插接板上设有第二外部适配接口和功能扩展模块，第二外部适配接口与功能扩展模块电连接，第二外部适配接口与第一外部适配接口插接配合。
4.根据权利要求3所述的一种自动质检方法，其特征在于：所述第一外部适配接口、所述第二外部适配接口均采用IDC_34Pin接口。
5.根据权利要求3所述的一种自动质检方法，其特征在于：所述控制芯片采用STM32系列的微处理器。
6.根据权利要求3所述的一种自动质检方法，其特征在于：所述数据采集主板中，所述RS232接口为2路，所述RS485接口为2路。
7.根据权利要求3所述的一种自动质检方法，其特征在于：所述通信模块包括4G模块、WIFI模块和RJ45接口。
8. 根据权利要求7所述的一种自动质检方法，其特征在于：所述电源模块包括第一电源和第二电源，第一电源为控制芯片、SD NAND 卡、FLASH存储单元、RS232接口、RS485接口、WIFI模块供电，第二电源为4G模块供电；所述功能扩展模块包括RS485接口、电表接口、二个RS232接口和二个DP9接口，RS485接口、二个RS232接口均与第二外部适配接口电连接，二个DP9接口分别与二个RS232接口电连接，电表接口与RS485接口电连接。
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