CN114889080B - 塑料盖板的注塑质量筛分及机床控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机床加工技术领域，具体涉及塑料盖板的注塑质量筛分及机床控制系统。该系统是一种驱动机构所用的控制系统，系统包括存储器和处理器，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以实现如下步骤：获取待质检塑料盖板对应的第一热成像图像和注塑异常向量；根据第一热成像图像和注塑异常向量，计算质量指标；根据第一热成像图像、注塑异常向量和质量指标，得到待质检塑料盖板对应的质量类别；若所述质量类别为轻微异常，则对滚塑机的系统参数进行调节。该系统可以适用于工业自动控制系统装置制造以及机床现场总线控制系统、机床可编程控制系统等其他金属加工机械制造。本发明提高了塑料盖板生产的良品率。
Description
技术领域
本发明涉及机床加工技术领域，具体涉及塑料盖板的注塑质量筛分及机床控制系统。
背景技术
目前汽车在制造过程中，会用到不少的塑料配件，绝大部分的塑料配件都需要经过注塑工艺从而生产出来，比如一些机械结构外部的塑料盖板；在塑料盖板注塑成型过程中，对最终生产出的塑料盖板质量造成影响的原因很多，例如工艺、机器、模具、原材料等方面。在抛开可控因素后，其塑料盖板的生产工艺对最终的出厂质量影响最大；目前在生产过程中对成品进行质量筛分的方式主要是采用的人工抽检的方式来进行，这样的方式不仅增加了人力，而且由于人工具有主观性，容易出现错检漏检的情况，无法及时对机器做出相应的调整，导致难以保证生产塑料盖板的良品率。
发明内容
为了解决现有技术对塑料盖板进行质量筛分难以保证良品率的问题，本发明的目的在于提供一种塑料盖板的注塑质量筛分及机床控制系统，所采用的技术方案具体如下：
本发明提供了一种塑料盖板的注塑质量筛分及机床控制系统，包括存储器和处理器，其特征在于，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以实现如下步骤：
获取待质检塑料盖板对应的第一热成像图像和注塑异常向量；所述注塑异常向量由待质检塑料盖板表面缺陷区域的面积和凹陷深度构成；所述第一热成像图像为待质检塑料盖板在注塑完成时的热成像图像；
根据所述第一热成像图像中各像素点的温度和注塑异常向量，计算待质检盖板对应的质量指标；
根据待质检塑料盖板对应的第一热成像图像中各像素点的温度、注塑异常向量和质量指标，对待质检塑料盖板进行分类，得到待质检塑料盖板对应的质量类别；所述质量类别包括正常、轻微异常和严重异常；
若所述质量类别为轻微异常，则根据待质检塑料盖板对应的质量指标和对应的第一热成像图像中各像素点的温度，对注 塑机的系统参数进行调节，得到调整后的保压压力、保压时间和熔体温度。
优选的，根据所述第一热成像图像中各像素点的温度和注塑异常向量，计算待质检盖板对应的质量指标，包括：
将所述第一热成像图像中各像素点按照对应的温度值从大到小排序，构建第一温度序列；
从所述第一热成像图像中去除第一温度序列中前预设数量个像素点和后预设数量个像素点，计算所述第一热成像图像中剩余各像素点对应温度的均值，作为待质检塑料盖板对应的第一温度均值；所述剩余各像素点不包括所述第一温度序列中前预设数量个像素点和后预设数量个像素点；
计算所述第一热成像图像中各像素点对应的温度与第一温度均值之差的平方值的平均数，作为待质检塑料盖板对应的温度方差；
计算待质检塑料盖板对应的注塑异常向量的模与待质检塑料盖板对应的温度方差的乘积，作为待质检盖板对应的质量指标。
优选的，根据待质检塑料盖板对应的第一热成像图像中各像素点的温度、注塑异常向量和质量指标，对待质检塑料盖板进行分类，得到待质检塑料盖板对应的质量类别，包括：
采集待质检塑料盖板对应的第二热成像图像，所述第二热成像图像的采集时间在采集所述第一热成像图像的预设时间间隔之后；
将所述第二热成像图像中各像素点按照对应的温度值从大到小排序，构建第二温度序列；
从所述第二热成像图像中去除第二温度序列中前30个像素点和后30个像素点，计算所述第二热成像图像中剩余各像素点对应温度的均值，作为待质检塑料盖板对应的第二温度均值；
计算所述第一温度均值与所述第二温度均值的差值；计算所述差值与预设时间间隔之比，得到待质检塑料盖板注塑完成后的温度变化速率；
根据待质检塑料盖板对应的注塑异常向量、温度变化速率、温度方差、质量指标和第一温度均值，对待质检塑料盖板对应的质量类别进行分类，得到待质检塑料盖板对应的质量类别。
优选的，根据待质检塑料盖板对应的质量指标和对应的第一热成像图像中各像素点的温度，对注 塑机的系统参数进行调节，得到调整后的保压压力、保压时间和熔体温度，包括：
获取基准熔体温度、基准保压压力和基准保压时间；所述基准熔体温度为塑料盖板注塑过程中最佳的熔体温度，所述基准保压压力为塑料盖板注塑过程中最佳的保压压力，所述基准保压时间为塑料盖板注塑过程中最佳的保压时间；
获取最佳第一热成像图像，所述最佳第一热成像图像为注 塑质量最好时的得到的塑料盖板的第一热成像图像；将最佳第一热成像图像中各像素点对应的温度记为基准温度；
根据待质检盖板对应的质量指标进行归一化，得到待质检盖板对应的第一质量指标；
根据待质检塑料盖板对应的第一热成像图像中各像素点对应的温度与最佳第一热成像图像中的各像素点的基准温度，得到待质检塑料盖板对应的第二质量指标；
根据第一质量指标、第二质量指标、基准熔体温度、基准保压压力和基准保压时间，得到调整后的保压压力、保压时间和熔体温度。
优选的，得到待质检塑料盖板对应的第二质量指标的计算公式为：
其中，
为第二质量指标，
为第一热成像图像中像素点的数量，
为待质检塑料盖板对应的第一热成像图像中第n个像素点对应的温度，
为最佳第一热成像图像中第n个像素点对应的基准温度，e为自然常数。
优选的，得到调整后的保压压力、保压时间和熔体温度的计算公式为：
其中，
为调节后的熔体温度，
为调节后的保压压力，
为调节后的保压时间，
为基准熔体温度，
为基准保压压力，
为基准保压时间，
为正常情况下熔体温度可设置的最小值，
为正常情况下保压压力可设置的最大值，
为正常情况下保压时间可设置的最大值，
为溶体温度修正系数，
为保压压力修正系数，
为保压时间修正系数，
为待质检盖板对应的补偿系数；
所述补偿系数为待质检盖板对应的第一质量指标与第二质量指标乘积的倒数。
优选的，获取注塑异常向量的过程，包括：
利用三维测量点云技术测量待质检塑料盖板表面的各缺陷区域的面积大小和凹陷深度；
计算待质检塑料盖板表面中各缺陷区域的面积的总和，作为待质检塑料盖板表面的缺陷总面积；
根据待质检塑料盖板表面中各缺陷区域的面积和凹陷深度，得到待质检塑料盖板表面的综合凹陷深度；
根据所述缺陷总面积和所述综合凹陷深度，构建待质检塑料盖板对应的注塑异常向量。
优选的，根据待质检塑料盖板表面中各缺陷区域的面积和凹陷深度，得到待质检塑料盖板表面的综合凹陷深度的计算公式为：
其中，
为待质检塑料盖板表面的综合凹陷深度，
为待质检塑料盖板表面中第i个缺陷区域对应的面积，
为待质检塑料盖板表面中第a个缺陷区域对应的面积，
待质检塑料盖板表面中第i个缺陷区域对应凹陷深度，n为待质检塑料盖板表面中缺陷区域的数量。
优选的，若待质检盖板对应的质量类别为正常，则不用对注 塑机的系统参数进行调节；若待质检盖板对应的质量类别为严重异常，则停止注 塑机注 塑，并进行报警检修。
本发明具有如下有益效果：
本发明首先获取待质检塑料盖板对应的第一热成像图像和注塑异常向量，然后根据所述第一热成像图像的温度和注塑异常向量，计算待质检盖板对应的质量指标，进而得到待质检塑料盖板对应的质量类别；若所述质量类别为轻微异常，则根据待质检塑料盖板对应的质量指标和对应的第一热成像图像，对注 塑机的系统参数进行调节。本发明中该系统是一种驱动机构所用的控制系统，该系统可以适用于工业自动控制系统装置制造以及机床现场总线控制系统、机床可编程控制系统等其他金属加工机械制造。本发明根据监测生产出的塑料盖板的质量，以及时对注塑机进行调控和维修，进而减少后面的残次品产出，提高了塑料盖板生产的良品率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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它附图。
图1为本发明所提供的一种塑料盖板的注塑质量筛分及机床控制系统的流程图。
具体实施方式
为了更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的塑料盖板的注塑质量筛分及机床控制系统，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。此外，实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。
下面结合附图具体的说明本发明所提供的一种塑料盖板的注塑质量筛分及机床控制系统的具体方案。
塑料盖板的注塑质量筛分及机床控制系统的实施例：
如图1所示，本实施例的一种塑料盖板的注塑质量筛分及机床控制系统，包括存储器和处理器，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以实现如下步骤：
步骤S1，获取待质检塑料盖板对应的第一热成像图像和注塑异常向量；所述注塑异常向量由待质检塑料盖板表面缺陷区域的面积和凹陷深度构成；所述第一热成像图像为待质检塑料盖板在注塑完成时的热成像图像。
注塑机的工作流程可以简单的分为：闭模、射胶、保压这三个过程，每个环节都很关键，尤其是保压环节；在塑料盖板注塑成型时，被注入型腔的熔体会因为冷却而收缩，因此螺杆要继续缓慢地向前移动，使料管中的熔体继续注入型腔，以补充盖板收缩的缺陷，此过程就是保压。
注塑机设定保压压力的目的就是为了防止熔融胶在冷却过程中产生回流，从而保证最佳的成型质量；如果保压压力设置过低会造成胶液冷却时收缩太多，使得塑料盖板成型时表面有凹陷，气泡，成品尺寸偏小且不均匀等现象；若保压压力设置过高则会造成浇口附近应力不均匀，从而导致塑件成型时产生毛边等不良现象。除此之外，熔体温度也会决定最终塑料盖板质量的好坏，温度过高过低都影响良品率。本实施例中对注 塑机调节的系统参数包括熔体温度、保压压力和保压时间。
考虑到当塑料盖板的注塑质量不好时，塑料盖板的表面会出现凹陷的现象，并且不同位置的厚度也可能会不同，本实施例通过对注塑完成后的塑料盖板进行监测，以便于对注塑完成后的塑料盖板的质量进行分析；本实施例以任一注塑完成后的塑料盖板为例，对该塑料盖板的质量进行评价，并根据评价的质量对注 塑机的系统参数进行调整；本实施例将该塑料盖板记为待质检塑料盖板。
考虑到塑料盖板注塑完成时，塑料盖板依然有加热剩余的温度，并且在一段时间内其表面的温度变化情况能够反应出注塑过程中是否注塑均匀，若注塑过程中胶液分布均匀，充满了模具内部，则盖板表面各个位置的温度变化应相同，且温度分布均匀。本实施例使用热成像仪照射注塑完成时的待质检塑料盖板，得到此时的热成像图像，记为第一热成像图像；10分钟后再次用热成像仪照射待质检塑料盖板，得到10分钟后的热成像图像，记为第二热成像图像；即第二热成像图像的采集时间在采集所述第一热成像图像的10分钟之后。
作为其他实施方式，得到第一热成像图像5分钟后再获取第二热成像图像，具体两次获取热成像图的时间间隔可以根据实际需要进行设置。
本实施例根据第一热成像图像中各像素点对应的温度和第二热成像图像中各像素点对应的温度，对待质检塑料盖板表面的温度变化情况和温度分布情况进行分析，具体的：
首先根据第一热成像图像中各像素点的温度，即各像素点的灰度值，计算注塑完成时待质检塑料盖板表面温度的均值，即第一热成像图像对应的温度均值，具体的：为了增加数据可靠性，本实施例先将第一热成像图像中各像素点按照对应的温度值从大到小排序，构建第一温度序列；然后从第一热成像图像中去除第一温度序列中前30个像素点和后30个像素点，计算第一热成像图像中剩余各像素点对应温度的均值，作为待质检塑料盖板对应的第一温度均值；本实施例中去除像素点的数量可根据实际需要进行设置。
根据所述第一温度均值以及第一热成像图像中各像素点对应的温度，计算第一热成像图像对应的温度方差，记为待质检塑料盖板对应的温度方差，即为第一热成像图像中各像素点对应的温度与所述第一温度均值之差的平方值的平均数；本实施例中第一热成像图像对应的温度方差能够反映待质检塑料盖板表面温度的均匀程度，若温度方差越大，则说明待质检塑料盖板表面温度分布越不均匀，待质检塑料盖板的质量越不好，即注塑质量越不好；若温度方差越小，则说明待质检塑料盖板表面温度分布越均匀，待质检塑料盖板的质量越好，即注塑质量越好。
本实施例根据上述过程得到了待质检塑料盖板对应的第一温度均值和温度方差；本实施例利用相同的方式计算第二热成像图像对应的温度均值，即先将第二热成像图像中各像素点按照对应的温度值从大到小排序，构建第二温度序列；然后从第二热成像图像中去除第二温度序列中前30个像素点和后30个像素点，计算第二热成像图像中剩余各像素点对应温度的均值，作为待质检塑料盖板对应的第二温度均值。本实施例计算待质检塑料盖板对应的第一温度均值和第二温度均值的差值与时间间隔之比，得到待质检塑料盖板注塑完成后的温度变化速率，所述时间间隔为第一热成像图像与第二热成像采集的时间间隔，在本实施例中时间间隔为10分钟（即600秒）。
考虑到若待质检塑料盖板存在质量问题时，其表面会存在凹陷，并且不同面积和不同深度的凹陷，所反映出来的质量也是不同的，本实施例通过三维测量点云技术测量待质检塑料盖板表面的各缺陷区域（即凹陷区域）的面积大小和凹陷深度，具体的：在注塑完成后，塑料盖板已经定型，本实施例在生产线上不干扰正常注塑工序工作的位置处，使用光栅式面阵扫描仪采集注塑获取待质检塑料盖板表面的点云数据，然后根据待质检塑料盖板表面的点云数据，获取待质检塑料盖板表面各个缺陷区域的面积和各缺陷区域的凹陷深度。本实施例中利用三维测量点云技术获取待质检塑料盖板表面各缺陷区域的面积和各缺陷区域的凹陷深度的过程为现有技术，在此就不再赘述。
本实施例根据待质检塑料盖板表面各个缺陷区域的面积和各缺陷区域的凹陷深度构建待质检塑料盖板对应的注塑异常向量，记为
，其中,K为待质检塑料盖板对应的注塑异常向量，S为待质检塑料盖板表面中各个缺陷区域的面积的总和，记为缺陷总面积，H为待质检塑料盖板表面的综合凹陷深度，所述综合凹陷深度用来反映待质检塑料盖板中所有缺陷区域的平均深度，其具体计算公式为：
其中，
为待质检塑料盖板表面的综合凹陷深度，
为待质检塑料盖板表面中第i个缺陷区域对应的面积，
为待质检塑料盖板表面中第a个缺陷区域对应的面积，
待质检塑料盖板表面中第i个缺陷区域对应凹陷深度，n为待质检塑料盖板表面中缺陷区域的数量。
本实施例中K包括综合凹陷深度和缺陷总面积，当待质检注塑盖板的缺陷越多时，即在注塑质量越不好时，意味着待质检注塑盖板对应的注塑异常向量中H和S的数值越大，则K的模越大；反之当待质检注塑盖板无异常时，则待质检注塑盖板对应的注塑异常向量中H和S的数值无限趋于0，即越趋近于理想状态。
步骤S2，根据所述第一热成像图像中各像素点的温度和注塑异常向量，计算待质检盖板对应的质量指标。
本实施例根据步骤S1获取了待质检塑料盖板的不同特征，即待质检塑料盖板对应的注塑异常向量、第一温度均值、温度方差以及温度变化速率。
本实施例根据待质检塑料盖板对应的注塑异常向量和温度方差，来初步对待质检注塑盖板的注塑质量进行评价，得到待质检注塑盖板对应的质量指标，所述质量指标的具体计算公式为：
其中，
为待质检注塑盖板对应的质量指标，
为待质检塑料盖板对应的温度方差，
为待质检塑料盖板对应的注塑异常向量的模。
待质检注塑盖板对应的质量指标是由注塑完成后注塑件的温度分布情况（即温度方差）和注塑异常向量的模的乘积得到的；若待质检注塑盖板的注塑过程正常，此时待质检注塑盖板表面各处的温度都应趋于均值，则温度方差趋于0；若待质检注塑盖板的注塑过程发生了异常，则待质检注塑盖板表面会发生凹陷、胶液分布不均匀等现象，这样就会造成待质检注塑盖板表面温度分布不均匀，凹陷的位置温度分布就会比较偏离均值，则方差的数值就会变大，数值越大，则异常情况越多，即注塑质量越差。
本实施例中Q的值域为0到正无穷，当Q越接近0时，表示注塑完成的待质检注塑盖板的表面无异常，趋近于最佳注塑状态下生产出的塑料盖板；当Q趋于正无穷时，意味着注塑完成的待质检注塑盖板和出厂标准下的塑料盖板差异很大，处于完全不合格的状态；本实施例后续可利用待质检注塑盖板对应的质量指标来判断待质检塑料盖板对应的质量类别，进而对注 塑机的系统参数进行调节。
步骤S3，根据待质检塑料盖板对应的第一热成像图像中各像素点的温度、注塑异常向量和质量指标，对待质检塑料盖板进行分类，得到待质检塑料盖板对应的质量类别；所述质量类别包括正常、轻微异常和严重异常。
在汽车塑料盖板配件注塑生产过程中，通常采用人工抽检对盖板的质量进行等级分类，这种方式不仅耗费人工和时间，而且难以保证良品率，若对于精度要求较高的塑料盖板，此方法更不可取，因此本实施例选取SVM支持向量机将注塑完成的盖板进行分类挑选，检测正常的盖板进入下一道工序，且不用对注 塑机进行调节；检测异常的塑料盖板被剔除，并根据异常的塑料盖板所监测到的数据对注塑机的系统参数进行调节。
SVM分类器可以使用超平面和核函数的方式进行线性或非线性分类，并且结果较为准确，因此本实施例利用训练好的SVM分类器模型将待质检塑料盖板的质量进行分类，得到待质检塑料盖板对应的质量类别，本实施例中所述质量类别包括正常、轻微异常和严重异常，其中轻微异常表示盖板虽有异常但是不影响使用；严重异常表示盖板质量不合格，不能进行下一步加工；本实施例中SVM分类器模型包含三个SVM分类器，具体需根据实际分类数量进行设置。具体的：
本实施例首先获取质量种类不同的样本塑料盖板，然后根据步骤S1和步骤S2，获取各样本塑料盖板对应的注塑异常向量、温度变化速率、温度方差、第一温度均值、质量指标。
本实施例利用各样本塑料盖板对应的注塑异常向量、温度变化速率、温度方差、第一温度均值、质量指标以及各样本塑料盖板对应的质量类别来对SVM分类器模型进行训练，得到训练好的SVM分类器模型；本实施例将待质检塑料盖板对应的注塑异常向量、温度变化速率、温度方差、质量指标和第一温度均值输入到训练好的SVM分类器模型中，得到待质检塑料盖板对应的质量类别。本实施例中训练SVM分类器模型，并利用SVM分类器模型对待质检塑料盖板的质量类别进行分类的过程为现有技术，在此就不再赘述。
作为其它实施方式，本实施例还可以构建一个分类网络，利用各样本塑料盖板对应的注塑异常向量、温度变化速率、温度方差、第一温度均值以及各样本塑料盖板对应的质量类别对分类网络进行训练，得到训练好的分类网络；然后将待质检塑料盖板对应的注塑异常向量、温度变化速率、温度方差和第一温度均值输入到训练好的分类网络中，得到待质检塑料盖板对应的质量类别；本实施例中对分类网络进行训练的过程为现有技术，在此就不再赘述。
本实施例根据上述过程可以得到待质检塑料盖板对应的质量类别，上述自动化的分类方法减少了人工成本，并且大大提高了出厂良品率。接下来本实施例根据待质检塑料盖板对应的质量类别进行下一步的操作。
步骤S4，若所述质量类别为轻微异常，则根据待质检塑料盖板对应的质量指标和对应的第一热成像图像中各像素点的温度，对注 塑机的系统参数进行调节，得到调整后的保压压力、保压时间和熔体温度。
本实施例基于步骤S3得到待质检塑料盖板对应的质量类别，若待质检塑料盖板对应的质量类别为正常，则下一块塑料盖板进行注塑时的参数不用进行调节；若待质检塑料盖板对应的质量类别为严重异常，则说明发生了严重的异常情况（凹陷较大较多，或形状完全变形），不能简单的通过调节参数而改变后续塑料盖板的注塑质量，最大的可能是机器或原材料出现了故障，本实施例将直接进行机器报警，暂停生产。
若待质检塑料盖板对应的质量类别为轻微异常，说明待质检塑料盖板表面有一些轻微凹陷，可能是注塑机的某一工序或机械结构出现了变化的原因，通过一些控制参数的补偿调节就能够改变后续注塑的塑料盖板的质量。当质量类别为轻微异常时，主要是出现了凹陷缩水的情况，这时需要降低熔体温度，增加保压压力和保压时间；若待质检塑料盖板表面的缺陷总面积和综合凹陷深度越大，则需要降低的熔体温度越多，增加的保压压力和时间也越多，成正相关关系，具体的：
本实施例首先根据大量数据获取塑料盖板注塑过程中最佳的熔体温度、保压压力和保压时间，将最佳的熔体温度记为基准熔体温度，将最佳的保压压力记为基准保压压力，将最佳的保压时间记为基准保压时间，在注塑机正常时，利用基准熔体温度、基准保压压力和基准保压时间注塑得到的塑料盖板为最优的；除此之外，本实施例获取正常情况下熔体温度、保压压力和保压时间可设置的最大值和最小值；所述熔体温度、保压压力和保压时间的最大值和最小值为能够生产出正常塑料盖板的参数范围，若超出此范围，则会引起其它方面的异常；在后续的参数调节时不能超过对应的参数范围。本实施例后续基于基准熔体温度、基准保压压力和基准保压时间来对注 塑机的保压压力、保压时间以及熔体温度进行相应的调整补偿，以保证后续塑料盖板的注塑质量。
本实施例中待质检塑料盖板对应的质量指标的取值范围为0到正无穷，本实施例将质量指标的值域映射到[0,1]范围内，得到第一质量指标，具体的：
，其中
为待质检塑料盖板对应的第一质量指标，e为自然常数；若
越接近1，意味着塑料盖板的注塑质量越好；若
越接近0，意味着塑料盖板的注塑质量越差。
获取最佳第一热成像图像，所述最佳第一热成像图像为注 塑质量最好时的得到的塑料盖板的第一热成像图像，用于反映当注塑质量最好时得到的塑料盖板表面各个位置的温度；本实施例将最佳第一热成像图像中各像素点对应的温度记为基准温度。
本实施例根据待质检塑料盖板对应的第一热成像图像与最佳第一热成像图像中的各个对应像素点的温度差值绝对值之和，得到待质检塑料盖板对应的第二质量指标；所述第二质量指标反映待质检塑料盖板的质量,此数值越大，说明对应的待质检塑料盖板的质量越不好；此数值越小，说明对应的待质检塑料盖板的质量越好。本实施例中第二质量指标的计算公式为：
其中，
为第二质量指标，
为第一热成像图像中像素点的数量，
为待质检塑料盖板对应的第一热成像图像中第n个像素点对应的温度，
为最佳第一热成像图像中第n个像素点对应的基准温度；本实施了中 P的值域为[0,1]，当P越接近1时，说明塑料盖板的注塑质量越好，当P越接近0时，说明塑料盖板的注塑质量越差。
本实施例根据待质检塑料盖板对应的第一质量指标和第二质量指标计算待质检塑料盖板对应的补偿系数，所述补偿系数用于对注塑机的参数（即保压压力、保压时间和熔体温度）进行调节，计算补偿系数的公式为：
其中，
为补偿系数，根据上面的推导，当待质检塑料盖板对应的
和
越接近0时，意味着待质检塑料盖板越异常，则需要补偿的数值就越大；
的值域为1到正无穷，若
为1，意味着注塑质量正常，不用调节，若
趋于正无穷，则意味着参数需要调节的越多；为了便于后续对注塑机的注塑参数进行调节，本实施例将
的值域收缩映射到[1,2]，记为调节补偿系数。
当待质检塑料盖板对应的质量类别为轻微异常时，本实施例基于待质检塑料盖板对应的调节补偿系数、基准熔体温度、基准保压压力和基准保压时间，对注塑机的系统参数（即保压压力、保压时间和熔体温度）进行调节，使得注 塑机的保压压力适当增大，保压时间适当增大，熔体温度适当减小，进而利用调节后的保压压力、保压时间和熔体温度对下一个塑料盖板进行注塑加工，以保证后续塑料盖板的注塑质量。本实施例中得到调节后的保压压力、保压时间和熔体温度的公式为：
其中，
为调节后的熔体温度，
为调节后的保压压力，
为调节后的保压时间，
为基准熔体温度，
为基准保压压力，
为基准保压时间，
为正常情况下熔体温度可设置的最小值，
为正常情况下保压压力可设置的最大值，
为正常情况下保压时间可设置的最大值，
为溶体温度修正系数，
为保压压力修正系数，
为保压时间修正系数。
本实施例中
用于将调节后的熔体温度修正到对应的取值范围内，
用于将调节后的保压压力修正到对应的取值范围内，
用于将调节后的保压时间修正到对应的取值范围内。当待质检塑料盖板对应的调节补偿系数越大时，则保压压力增大和保压时间适当增大的越多，熔体温度减小的越少。
本实施例根据对待质检塑料盖板的质量分类结果，来判断待质检塑料盖板异常程度；本实施例根据不同的质量类别采取不同的应对措施，以保证后续塑料盖板的注塑质量。
本实施例采取的措施是：若塑料盖板的质量类别为正常，则直接进入下一工序，注塑机继续工作；若发现塑料盖板的质量类别为严重异常，则停止注塑机注塑，并报警检修；若塑料盖板的质量类别为轻微异常，则本实施例根据上述过程计算调整后的保压压力、保压时间和熔体温度，然后根据调整后的保压压力、保压时间和熔体温度对注塑机的系统参数的进行调节，并进行下一个塑料盖板的注塑，若调整后连续三个生产出的注塑盖板的分类类别不是正常，则同样停止注塑机的工作，并进行报警检修。
本实施例首先获取待质检塑料盖板对应的第一热成像图像和注塑异常向量，然后根据所述第一热成像图像中各像素点的温度和注塑异常向量，计算待质检盖板对应的质量指标，进而得到待质检塑料盖板对应的质量类别；若所述质量类别为轻微异常，则根据待质检塑料盖板对应的质量指标和对应的第一热成像图像中各像素点的温度，对注 塑机的系统参数进行调节。本实施例中该系统是一种驱动机构所用的控制系统，该系统可以适用于工业自动控制系统装置制造以及机床现场总线控制系统、机床可编程控制系统等其他金属加工机械制造。本实施例根据监测生产出的塑料盖板的质量，以及时对注塑机进行调控和维修，进而减少后面的残次品产出，提高了塑料盖板生产的良品率。
需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种塑料盖板的注塑质量筛分及机床控制系统，包括存储器和处理器，其特征在于，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以实现如下步骤：
获取待质检塑料盖板对应的第一热成像图像和注塑异常向量；所述注塑异常向量由待质检塑料盖板表面缺陷区域的面积和凹陷深度构成；所述第一热成像图像为待质检塑料盖板在注塑完成时的热成像图像；
根据所述第一热成像图像中各像素点的温度和注塑异常向量，计算待质检盖板对应的质量指标；
根据待质检塑料盖板对应的第一热成像图像中各像素点的温度、注塑异常向量和质量指标，对待质检塑料盖板进行分类，得到待质检塑料盖板对应的质量类别；所述质量类别包括正常、轻微异常和严重异常；
若所述质量类别为轻微异常，则根据待质检塑料盖板对应的质量指标和对应的第一热成像图像中各像素点的温度，对注 塑机的系统参数进行调节，得到调整后的保压压力、保压时间和熔体温度；
所述根据所述第一热成像图像中各像素点的温度和注塑异常向量，计算待质检盖板对应的质量指标，包括：
将所述第一热成像图像中各像素点按照对应的温度值从大到小排序，构建第一温度序列；
从所述第一热成像图像中去除第一温度序列中前预设数量个像素点和后预设数量个像素点，计算所述第一热成像图像中剩余各像素点对应温度的均值，作为待质检塑料盖板对应的第一温度均值；所述剩余各像素点不包括所述第一温度序列中前预设数量个像素点和后预设数量个像素点；
计算所述第一热成像图像中各像素点对应的温度与第一温度均值之差的平方值的平均数，作为待质检塑料盖板对应的温度方差；
计算待质检塑料盖板对应的注塑异常向量的模与待质检塑料盖板对应的温度方差的乘积，作为待质检盖板对应的质量指标。
2.根据权利要求1所述的塑料盖板的注塑质量筛分及机床控制系统，其特征在于，根据待质检塑料盖板对应的第一热成像图像中各像素点的温度、注塑异常向量和质量指标，对待质检塑料盖板进行分类，得到待质检塑料盖板对应的质量类别，包括：
采集待质检塑料盖板对应的第二热成像图像，所述第二热成像图像的采集时间在采集所述第一热成像图像的预设时间间隔之后；
将所述第二热成像图像中各像素点按照对应的温度值从大到小排序，构建第二温度序列；
从所述第二热成像图像中去除第二温度序列中前30个像素点和后30个像素点，计算所述第二热成像图像中剩余各像素点对应温度的均值，作为待质检塑料盖板对应的第二温度均值；
计算所述第一温度均值与所述第二温度均值的差值；计算所述差值与预设时间间隔之比，得到待质检塑料盖板注塑完成后的温度变化速率；
根据待质检塑料盖板对应的注塑异常向量、温度变化速率、温度方差、质量指标和第一温度均值，对待质检塑料盖板对应的质量类别进行分类，得到待质检塑料盖板对应的质量类别。
3.根据权利要求1所述的塑料盖板的注塑质量筛分及机床控制系统，其特征在于，根据待质检塑料盖板对应的质量指标和对应的第一热成像图像中各像素点的温度，对注 塑机的系统参数进行调节，得到调整后的保压压力、保压时间和熔体温度，包括：
获取基准熔体温度、基准保压压力和基准保压时间；所述基准熔体温度为塑料盖板注塑过程中最佳的熔体温度，所述基准保压压力为塑料盖板注塑过程中最佳的保压压力，所述基准保压时间为塑料盖板注塑过程中最佳的保压时间；
获取最佳第一热成像图像，所述最佳第一热成像图像为注 塑质量最好时的得到的塑料盖板的第一热成像图像；将最佳第一热成像图像中各像素点对应的温度记为基准温度；
根据待质检盖板对应的质量指标进行归一化，得到待质检盖板对应的第一质量指标；
根据待质检塑料盖板对应的第一热成像图像中各像素点对应的温度与最佳第一热成像图像中的各像素点的基准温度，得到待质检塑料盖板对应的第二质量指标；
根据第一质量指标、第二质量指标、基准熔体温度、基准保压压力和基准保压时间，得到调整后的保压压力、保压时间和熔体温度。
4.根据权利要求3所述的塑料盖板的注塑质量筛分及机床控制系统，其特征在于，得到待质检塑料盖板对应的第二质量指标的计算公式为：
其中，
为第二质量指标，
为第一热成像图像中像素点的数量，
为待质检塑料盖板对应的第一热成像图像中第n个像素点对应的温度，
为最佳第一热成像图像中第n个像素点对应的基准温度，e为自然常数。
5.根据权利要求3所述的塑料盖板的注塑质量筛分及机床控制系统，其特征在于，得到调整后的保压压力、保压时间和熔体温度的计算公式为：
其中，
为调节后的熔体温度，
为调节后的保压压力，
为调节后的保压时间，
为基准熔体温度，
为基准保压压力，
为基准保压时间，
为正常情况下熔体温度可设置的最小值，
为正常情况下保压压力可设置的最大值，
为正常情况下保压时间可设置的最大值，
为溶体温度修正系数，
为保压压力修正系数，
为保压时间修正系数，
为待质检盖板对应的补偿系数；
所述补偿系数为待质检盖板对应的第一质量指标与第二质量指标乘积的倒数。
6.根据权利要求1所述的塑料盖板的注塑质量筛分及机床控制系统，其特征在于，获取注塑异常向量的过程，包括：
利用三维测量点云技术测量待质检塑料盖板表面的各缺陷区域的面积大小和凹陷深度；
计算待质检塑料盖板表面中各缺陷区域的面积的总和，作为待质检塑料盖板表面的缺陷总面积；
根据待质检塑料盖板表面中各缺陷区域的面积和凹陷深度，得到待质检塑料盖板表面的综合凹陷深度；
根据所述缺陷总面积和所述综合凹陷深度，构建待质检塑料盖板对应的注塑异常向量。
7.根据权利要求6所述的塑料盖板的注塑质量筛分及机床控制系统，其特征在于，根据待质检塑料盖板表面中各缺陷区域的面积和凹陷深度，得到待质检塑料盖板表面的综合凹陷深度的计算公式为：
其中，
为待质检塑料盖板表面的综合凹陷深度，
为待质检塑料盖板表面中第i个缺陷区域对应的面积，
为待质检塑料盖板表面中第a个缺陷区域对应的面积，
待质检塑料盖板表面中第i个缺陷区域对应凹陷深度，n为待质检塑料盖板表面中缺陷区域的数量。
8.根据权利要求1所述的塑料盖板的注塑质量筛分及机床控制系统，其特征在于，若待质检盖板对应的质量类别为正常，则不用对注 塑机的系统参数进行调节；若待质检盖板对应的质量类别为严重异常，则停止注 塑机注 塑，并进行报警检修。
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| CN106872509A (zh) * | 2017-03-09 | 2017-06-20 | 华南理工大学 | 一种基于红外成像的注塑制品质量在线检测装置与方法 |
| CN110132983A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-08-16 | 朱清 | 一种注塑产品在线分级检测装置及方法 |
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Denomination of invention: Quality screening and machine control system for injection molding of plastic cover plates Effective date of registration: 20231222 Granted publication date: 20221004 Pledgee: Jiangsu Changshu Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Haimen sub branch Pledgor: Nantong oljia rubber and Plastic Co.,Ltd. Registration number: Y2023980073215 |