CN115195096A - 一种pvc-o管材扩口成型自动调整系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PVC‑O管材扩口成型自动调整系统及其控制方法,属于PVC‑O管材扩口成型技术领域,包括红外加热子系统、温度检测子系统、视觉检测子系统、热成像子系统和数据库;控制方法包括:通过温度检测装置实时监测成型模具的温度,控制成型模具温度;通过热成像装置实时监测扩口成型部位各功能区的热量分布,生成热图像和温度值,通过调整红外加热子系统的加热点阵参数,进行精准定位靶向加热;通过视觉检测装置实时监测管材承口部位在成型过程不同阶段的尺寸变化,调整红外加热子系统,实现承口尺寸符合PVC‑O管材承口尺寸要求。本发明使管材承口的尺寸和性能符合技术要求,保障管网系统的连接密封性,实现管网安全可靠运行。
Description
技术领域
本发明涉及PVC-O管材扩口成型技术领域,尤其是一种PVC-O管材扩口成型自动调整系统及其控制方法。
背景技术
双轴取向聚氯乙烯(以下简称PVC-O)是PVC管的最新进化形式,通过特殊的取向加工工艺制造的管材,将采用挤出方法生产的PVC-U管材进行轴向拉伸和径向拉伸,使管材中的PVC长链分子在双轴向规整排列,获得高强度、高韧性、高抗冲、抗疲劳的新型PVC管材。PVC-O由于其结构特征,管材材料强度、韧性、耐低温冲击、耐疲劳、耐应力开裂等性能比PVC-U管材大幅度提高,管内壁表面更加光滑,管道用于压力输水水头损失低。可广泛应用于市政给排水、饮用水系统,压力排污系统和高效农田灌溉系统等领域。
PVC-O管材可以通过不同的加工工艺诱导,在环向和轴向进行取向,取向后的管材出来的环向强度提高,抗冲击性能和抗疲劳性能提高,管壁的层状结构使管线不再有长距离快速裂纹扩展的风险。
管网能否在工程设计周期内安全运行,不只取决于管材本体质量,管材连接质量同样重要,而管材承口能否做到尺寸稳定、性能稳定并符合标准要求,至关重要。PVC-O管材承口尺寸不符合时,影响连接的密封性,导致管网漏损率的升高;PVC-O管材承口加工过程温度不符合,对承压能力、强度等有影响,导致管网的使用寿命的降低。
因此对PVC-O管材扩口成型过程的实时检测与温度的自动控制至关重要。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种PVC-O管材扩口成型自动调整系统及其控制方法,通过制定标准参数数据库,并通过将实时检测的温度、图形数据与标准参考值进行对比,自动调整成型过程,保证成型过程中检测数据控制在标准偏差范围内,使管材承口的尺寸和性能符合技术要求,进而保障管网系统的连接密封性,实现管网长期安全可靠运行。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
一种PVC-O管材扩口成型自动调整系统,包括:
红外加热子系统:通过调整红外加热装置的加热区长度和辐射波长对扩口成型部位进行加热,并通过独立受控的加热点阵对扩口成型部位不满足温度要求的点进行靶向定位加热;
温度检测子系统:通过温度检测装置监测成型模具的温度变化,并将成型模具温度信号反馈至自动调整系统,保证模具温度信号符合成型模具温度要求;
视觉检测子系统:通过视觉检测装置实时监测管材承口部位在成型过程不同阶段的尺寸变化,并将承口尺寸信号传输到自动调整系统,自动调整系统通过调整红外加热子系统,直至承口尺寸符合PVC-O管材承口尺寸要求;
热成像子系统:通过热成像装置实时监测扩口成型部位各功能区的热量分布,生成热图像和温度值,通过分别调整红外加热子系统的加热点阵的各点参数,直至检测值符合管材承口分区温控要求;
数据库:用于储存自动调整系统中工艺技术要求,包括PVC-O管材承口尺寸要求、成型模具温度要求、管材承口分区温控要求和不同阶段标准尺寸。
本发明技术方案的进一步改进在于:所述红外加热装置包括均匀设置孔的哈夫式圆筒和矩阵式加热点阵;所述加热点阵包括若干个设置在孔内的独立受控的红外辐射器;所述圆筒包括下半圆筒和能够纵向移动的上半圆筒;所述圆筒能够整体轴向移动。
本发明技术方案的进一步改进在于:所述视觉检测装置包括若干个设置在圆筒内表面的工业相机和一个设置在成型模具顶端中心点的工业相机。
本发明技术方案的进一步改进在于: PVC-O管材承口功能区包括过渡区、密封区、环槽区和平直区;
所述PVC-O管材承口尺寸要求中,对各个PVC-O管材承口功能区的允许误差做差异化处理:平直区的允许偏差为(0,+2mm);环槽区的允许偏差为(-1.5mm,0);密封区的允许偏差为(0,+2mm);过渡区的允许偏差为(0,+2mm)。
一种PVC-O管材扩口成型自动调整系统的控制方法,包括以下步骤:
S1、启动温度检测子系统,通过温度检测装置实时监测成型模具的温度变化,并由自动调整系统控制成型模具温度;
S2、启动热成像子系统与红外加热子系统,通过热成像装置实时监测扩口成型部位各功能区的热量分布,生成热图像和温度值,通过调整红外加热子系统的加热点阵的各点参数,直至检测值符合数据库中管材承口分区温控要求;
S3、启动视觉检测子系统,通过视觉检测装置实时监测管材承口部位在成型过程不同阶段的尺寸变化,调整红外加热子系统的加热区长度和辐射波长,实现成型过程不同阶段的承口尺寸符合PVC-O管材承口尺寸要求,并进行管材承口缺陷检测;
S4、通过热成像子系统与视觉检测子系统建立物体表面温度场与管材承口缺陷之间的关系,并将产生管材承口缺陷的异常温度储存在数据库中,当热成像装置实时采集扩口成型部位的温度达到异常温度时,立即结束扩口成型部位成型过程并剔除此扩口成型部位。
本发明技术方案的进一步改进在于:S1具体包括以下步骤:
S1.1温度检测子系统初始化,读取成型模具的温度设定值,与数据库中成型模具对应尺寸下的温度要求进行对比,如果不符合,则重新读取成型模具的温度设定值;如果符合,则控制加热元件执行加热命令,所述加热元件为热循环系统;
S1.2温度检测装置将成型模具温度信号反馈至自动调整系统,如果成型模具符合数据库中成型模具温度要求,则自动调整系统不做出调整,如果不符合成型模具温度要求,自动调整系统通过调整热循环系统参数,直至模具温度信号符合成型模具温度要求。
本发明技术方案的进一步改进在于:S2具体包括以下步骤:
S2.1在圆筒打开的初始状态下,将扩口成型部位传送到指定位置后,闭合圆筒,即将上半圆筒向下移动与下半圆筒闭合;
S2.2红外加热子系统初始化,读取扩口成型部位的温度设定值,与数据库中管材承口对应尺寸下的分区温控要求进行对比,如果不符合,则重新读取扩口成型部位的温度设定值;如果符合,则启动加热点阵进行加热;
S2.3热成像装置实时采集扩口成型部位热量分布并生成温度数据,如果不符合管材承口分区温控要求,分别调整红外加热子系统的加热点阵的各点参数;如果符合,即达到温度设定值;如果扩口成型部位存在不满足温度要求的点,则单独控制加热点阵对应点进行靶向定位加热。
本发明技术方案的进一步改进在于:S3具体包括以下步骤:
S3.1视觉检测子系统初始化,读取管材扩口标准数据,与数据库中管材承口对应尺寸下的管材承口尺寸要求进行对比,如果不符合,则重新读取管材扩口标准数据;如果符合,通过环绕在扩口成型部位四周和正对管材端口位置的工业相机开始图像采集与反馈,观察吸热后扩口成型部位的外形尺寸变化,如果图像不符合标准数据要求,调整红外加热子系统的加热区长度和辐射波长;如果符合,即达到成型过程第二阶段预设的外形尺寸标准数据要求;
S3.2关闭红外辐射器,打开圆筒,成型模具左移导入扩口成型部位,进行成型过程第三阶段;
S3.3成型模具导入扩口成型部位到位,滑块凸起,通过工业相机开始图像采集与反馈,观察吸热后扩口成型部位的外形尺寸变化,如果图像不符合标准数据要求,自动调整系统调整热循环系统参数;如果符合,即达到成型过程第四阶段预设的外形尺寸标准数据要求,冷却后退出成型模具,扩口成型部位形成管材承口;
S3.4检测工业相机拍摄的图片,随时对扩口成型部位成型过程中出现的明显划痕、凹陷、裂口缺陷进行监控,如果发现,立即结束扩口成型部位成型过程并剔除此扩口成型部位。
本发明技术方案的进一步改进在于:S4具体包括以下步骤:
S4.1当视觉检测子系统检测出管材承口缺陷时,调出扩口成型部位成型过程中热成像子系统生成的温度数据,并将异常温度与对应成型过程阶段存储在数据库中;
S4.2热成像装置实时采集扩口成型部位热量分布时,如果检测出在对应成型过程阶段出现异常温度,则立即结束扩口成型部位成型过程并剔除此扩口成型部位。
由于采用了上述技术方案,本发明取得的技术进步是:
1、本发明通过设置红外加热子系统、温度检测子系统、视觉检测子系统、热成像子系统和数据库,实现系统的工艺控制流程自动化,保证加工尺寸的精准性,并使管材扩口成型的效率提高30%,一次合格品率由80%提高到95%,提高了15个百分点。
2、本发明通过对扩口成型部位进行区域划分,根据不同区域的不同延展率来控制不同的工艺参数,对PVC-O管材尺寸要求中承口各个功能区的允许误差做差异化处理,使PVC-O管材承口各个功能区的尺寸都得到精确控制。
3、本发明通过设置独立受控的矩阵式加热点阵,通过独立受控的矩阵式加热点阵对扩口成型部位不满足温度要求的点进行靶向定位加热,实现靶向加热的精准定位模式,提升加工尺寸的精准性,保证了管材承口质量。
4、本发明通过设置视觉检测子系统,对扩口成型部位成型过程分阶段检测,并同时进行管材承口缺陷检测,保证了管材承口形成过程的合理性,有效延长管材的使用寿命。
5、本发明通过热成像子系统与视觉检测子系统建立物体表面温度场与内部缺陷之间的关系,并实时更新异常温度数据,对缺陷检测进行预测控制,使缺陷检测得到双重保障,通过温度检测更准确剔除内部缺陷的扩口成型部位,有效避免了视觉检测子系统在缺陷检测上出现误差。
附图说明
图 1 为本发明的扩口成型自动调整系统的主体结构示意图;
图 2 为本发明中视觉检测子系统和红外加热子系统的结构示意图;
图 3为本发明中温度检测子系统的结构示意图;
图4为本发明的温度检测子系统中温度检测装置的安装示意图;
图5为本发明的视觉检测子系统中工业相机的安装示意图;
图 6为本发明中管材承口成型过程尺寸变化示意图;
图 7 为本发明中管材承口功能区域划分示意图;
其中,1、圆筒,2、红外辐射器,3、工业相机,4、扩口成型部位,4-1、过渡区,4-2、密封区,4-3、环槽区,4-4、平直区,5、成型模具,6、温度检测装置,7、导向头部,8、滑块,9、热成像装置。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明:
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”……等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”……仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”……的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“若干个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
一种PVC-O管材扩口成型自动调整系统,包括:
红外加热子系统:通过调整红外加热装置的加热区长度和辐射波长对扩口成型部位4进行加热,并通过独立受控的加热点阵对扩口成型部位4不满足温度要求的点进行靶向定位加热,通过靶向加热的精准定位模式,实现对扩口成型部位4快速、精准加热;
所述红外加热装置包括均匀设置孔的哈夫式圆筒1和矩阵式加热点阵;所述加热点阵包括若干个设置在孔内的独立受控的红外辐射器2;所述圆筒1包括下半圆筒和能够纵向移动的上半圆筒;所述圆筒1能够整体轴向移动。
具体地,如图1、2所示,所述上半圆筒距下半圆筒的纵向移动距离范围为0~500mm,所述圆筒1能够整体轴向移动的范围为0~1000mm;上半圆筒和下半圆筒筒壁在轴向均匀设置6排长条形孔,每排在环向上均匀设置16个,所述加热点阵包括每个长条形孔内安装的一片陶瓷红外辐射器,陶瓷红外辐射器为正方形形态,辐射面为向外凹陷的弧面,陶瓷红外辐射器不需要接触产品,也不需要传递介质,每个陶瓷红外辐射器能够单独控制,在温度可调范围内可以通过调整辐射波长,满足管材成型需要的任意温度值。
温度检测子系统:通过温度检测装置6监测成型模具5的温度变化,并将成型模具5温度信号反馈至自动调整系统,如果成型模具5符合数据库中成型模具温度要求,则自动调整系统不做出调整,如果不符合成型模具温度要求,自动调整系统通过调整热循环系统参数,直至模具温度信号符合成型模具温度要求;
所述温度检测装置6均匀设置在成型模具5内表面。
具体地,如图3、4所示,所述温度检测装置6沿成型模具5的轴向排列3排,每排设置8个。所述成型模具5具有热循环功能,温度随管材规格调整。
视觉检测子系统:通过视觉检测装置实时监测管材承口部位在成型过程不同阶段的尺寸变化,并将承口尺寸信号传输到自动调整系统,如果与数据库中不同阶段标准尺寸图吻合,偏差在允许偏差内,则自动调整系统不做出调整,如果与标准尺寸图不吻合,自动调整系统通过调整红外加热子系统的加热区长度和辐射波长,直至承口尺寸符合PVC-O管材承口尺寸要求。通过视觉检测子系统调整承口尺寸是保证管材承口尺寸稳定且符合技术要求的基本条件。
所述视觉检测装置包括若干个设置在圆筒1内表面的工业相机3和一个设置在成型模具5顶端中心点的工业相机3。
具体地,如图5所示,工业相机3在圆筒1的内表面沿轴向设置3排,每排设置3个。
如图6所示,所述成型过程包括4个不同阶段:第一阶段为扩口成型部位4传送到位后的初始状态,此时尚未吸收热量;第二阶段为吸热后管材的外形尺寸变化,通过视觉检测装置传输图像数据;第三阶段为符合温度设定值的成型模具5的导向头部7导入扩口成型部位4内,滑块8尚未凸起;第四阶段为成型模具5全部到位,滑块8凸起,管材完成扩口成型程序。在4个阶段中,第二阶段和第三阶段,管材由于吸热后轴向收缩,长度比第一阶段短;第四阶段在扩口成型完成后,环槽形成,轴向长度进一步缩短。
热成像子系统:通过热成像装置9实时监测扩口成型部位4各功能区的热量分布,生成热图像和温度值,通过分别调整红外加热子系统的加热点阵的各点参数,直至检测值符合管材承口分区温控要求。通过热成像子系统调整红外加热子系统是保证管材承口性能稳定且符合技术要求的基本条件。
所述热成像装置9设置在圆筒1内壁上。
数据库:用于储存自动调整系统中工艺技术要求,包括PVC-O管材承口尺寸要求、成型模具温度要求、管材承口分区温控要求和不同阶段标准尺寸,要求分别如表1、2、3所示:
表1 PVC-O管材承口尺寸要求
如图7所示,为保证管网连接质量,所述扩口成型部位4形成PVC-O管材承口,PVC-O管材承口功能区包括过渡区4-1、密封区4-2、环槽区4-3和平直区4-4,为使PVC-O管材承口各个功能区的尺寸都得到精确控制,在所述PVC-O管材承口尺寸要求中,对各个PVC-O管材承口功能区的允许误差做差异化处理:平直区4-4,在连接时做为导向口,方便施工现场管材插口端导入,同时保护密封圈不脱出,生产时应控制尺寸正偏差,允许偏差为(0,+2mm);环槽区4-3,连接时需要先把密封圈放置在内,然后导入管材插口,管材插口外表面和环槽区4-3内表面合成的密闭区域压缩密封圈,起到连接密封的作用,生产时应控制尺寸负偏差,允许偏差为(-1.5mm,0);密封区4-2,管网运行的环境存在四季和昼夜的温差变化,管材在温差下纵向会发生尺寸变化,即纵向收缩或伸长,密封圈式接口为柔性接口,如管材发生收缩,应能保证插口不被拔出环槽区4-3之外,生产时应控制尺寸正偏差,允许偏差为(0,+2mm);过渡区4-1,管材承口内径尺寸由大逐渐变小,过渡到正常管材的内径,生产时应控制尺寸正偏差,允许偏差为(0,+2mm)。
表2 成型模具温度要求
表3 管材承口分区温控要求
一种PVC-O管材扩口成型自动调整系统的控制方法,包括以下步骤:
S1、启动温度检测子系统,通过温度检测装置6实时监测成型模具5的温度变化,并由自动调整系统控制成型模具5温度,具体包括以下步骤:
S1.1温度检测子系统初始化,读取成型模具5的温度设定值,与数据库中成型模具对应尺寸下的温度要求进行对比,如果不符合,则重新读取成型模具5的温度设定值;如果符合,则控制加热元件执行加热命令,所述加热元件为热循环系统;
S1.2温度检测装置6将成型模具5温度信号反馈至自动调整系统,如果成型模具5符合数据库中成型模具温度要求,则自动调整系统不做出调整,如果不符合成型模具温度要求,自动调整系统通过调整热循环系统参数,直至模具温度信号符合成型模具温度要求。
S2、启动热成像子系统与红外加热子系统,通过热成像装置9实时监测扩口成型部位4各功能区的热量分布,生成热图像和温度值,通过调整红外加热子系统的加热点阵的各点参数,直至检测值符合数据库中管材承口分区温控要求,具体包括以下步骤:
S2.1在圆筒1打开的初始状态下,将扩口成型部位4传送到指定位置后,闭合圆筒1,即将上半圆筒向下移动与下半圆筒闭合;所述指定位置为扩口成型部位4端口与圆筒1上最右侧工业相机3对齐,热成像装置9环绕在扩口成型部位4四周,完成成型过程第一阶段;
S2.2红外加热子系统初始化,读取扩口成型部位4的温度设定值,与数据库中管材承口对应尺寸下的分区温控要求进行对比,如果不符合,则重新读取扩口成型部位4的温度设定值;如果符合,则启动加热点阵进行加热;
S2.3热成像装置9实时采集扩口成型部位4热量分布并生成温度数据,如果不符合管材承口分区温控要求,分别调整红外加热子系统的加热点阵的各点参数;如果符合,即达到温度设定值;如果扩口成型部位4存在不满足温度要求的点,则单独控制加热点阵对应点进行靶向定位加热。
S3、启动视觉检测子系统,通过视觉检测装置实时监测管材承口部位在成型过程不同阶段的尺寸变化,调整红外加热子系统的加热区长度和辐射波长,实现成型过程不同阶段的承口尺寸符合PVC-O管材承口尺寸要求,并进行管材承口缺陷检测,具体包括以下步骤:
S3.1视觉检测子系统初始化,读取管材扩口标准数据,与数据库中管材承口对应尺寸下的管材承口尺寸要求进行对比,如果不符合,则重新读取管材扩口标准数据;如果符合,通过环绕在扩口成型部位4四周和正对管材端口位置的工业相机3开始图像采集与反馈,以10帧/秒的帧率传输图片,观察吸热后扩口成型部位4的外形尺寸变化,如果图像不符合标准数据要求,调整红外加热子系统的加热区长度和辐射波长;如果符合,即达到成型过程第二阶段预设的外形尺寸标准数据要求;
S3.2关闭红外辐射器2,打开圆筒1,成型模具5左移导入扩口成型部位4,进行成型过程第三阶段;
S3.3成型模具5导入扩口成型部位4到位,滑块8凸起,通过工业相机3开始图像采集与反馈,以10帧/秒的帧率传输图片,观察吸热后扩口成型部位4的外形尺寸变化,如果图像不符合标准数据要求,自动调整系统调整热循环系统参数;如果符合,即达到成型过程第四阶段预设的外形尺寸标准数据要求,冷却一段时间,退出成型模具5,扩口成型部位4形成管材承口;
S3.4检测工业相机3拍摄的图片,随时对扩口成型部位4成型过程中出现的明显划痕、凹陷、裂口缺陷进行监控,如果发现,立即结束扩口成型部位4成型过程并剔除此扩口成型部位4。
S4、通过热成像子系统与视觉检测子系统建立物体表面温度场与管材承口缺陷之间的关系,并将产生管材承口缺陷的异常温度储存在数据库中,当热成像装置9实时采集扩口成型部位4的温度达到异常温度时,立即结束扩口成型部位4成型过程并剔除此扩口成型部位4,具体包括以下步骤:
S4.1当视觉检测子系统检测出管材承口缺陷时,调出扩口成型部位4成型过程中热成像子系统生成的温度数据,并将异常温度与对应成型过程阶段存储在数据库中;
S4.2热成像装置9实时采集扩口成型部位4热量分布时,如果检测出在对应成型过程阶段出现异常温度,则立即结束扩口成型部位4成型过程并剔除此扩口成型部位4。
综上所述,本发明通过制定标准参数数据库,并通过将实时检测的温度、图形数据与标准参考值进行对比,自动调整成型过程,保证成型过程中检测数据控制在标准偏差范围内,使管材承口的尺寸和性能符合技术要求,进而保障管网系统的连接密封性,实现管网长期安全可靠运行。
Claims (9)
1.一种PVC-O管材扩口成型自动调整系统,其特征在于:包括:
红外加热子系统:通过调整红外加热装置的加热区长度和辐射波长对扩口成型部位(4)进行加热,并通过独立受控的加热点阵对扩口成型部位(4)不满足温度要求的点进行靶向定位加热;
温度检测子系统:通过温度检测装置(6)监测成型模具(5)的温度变化,并将成型模具(5)温度信号反馈至自动调整系统,保证模具温度信号符合成型模具温度要求;
视觉检测子系统:通过视觉检测装置实时监测管材承口部位在成型过程不同阶段的尺寸变化,并将承口尺寸信号传输到自动调整系统,自动调整系统通过调整红外加热子系统,直至承口尺寸符合PVC-O管材承口尺寸要求;
热成像子系统:通过热成像装置(9)实时监测扩口成型部位(4)各功能区的热量分布,生成热图像和温度值,通过分别调整红外加热子系统的加热点阵的各点参数,直至检测值符合管材承口分区温控要求;
数据库:用于储存自动调整系统中工艺技术要求,包括PVC-O管材承口尺寸要求、成型模具温度要求、管材承口分区温控要求和不同阶段标准尺寸。
2.根据权利要求1所述的一种PVC-O管材扩口成型自动调整系统,其特征在于:所述红外加热装置包括均匀设置孔的哈夫式圆筒(1)和矩阵式加热点阵;所述加热点阵包括若干个设置在孔内的独立受控的红外辐射器(2);所述圆筒(1)包括下半圆筒和能够纵向移动的上半圆筒;所述圆筒(1)能够整体轴向移动。
3.根据权利要求1所述的一种PVC-O管材扩口成型自动调整系统,其特征在于:所述视觉检测装置包括若干个设置在圆筒(1)内表面的工业相机(3)和一个设置在成型模具(5)顶端中心点的工业相机(3)。
4.根据权利要求1所述的一种PVC-O管材扩口成型自动调整系统,其特征在于: PVC-O管材承口功能区包括过渡区(4-1)、密封区(4-2)、环槽区(4-3)和平直区(4-4);
所述PVC-O管材承口尺寸要求中,对各个PVC-O管材承口功能区的允许误差做差异化处理:平直区(4-4)的允许偏差为(0,+2mm);环槽区(4-3)的允许偏差为(-1.5mm,0);密封区(4-2)的允许偏差为(0,+2mm);过渡区(4-1)的允许偏差为(0,+2mm)。
5.一种如权利要求1~4任一项所述的PVC-O管材扩口成型自动调整系统的控制方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1、启动温度检测子系统,通过温度检测装置(6)实时监测成型模具(5)的温度变化,并由自动调整系统控制成型模具(5)温度;
S2、启动热成像子系统与红外加热子系统,通过热成像装置(9)实时监测扩口成型部位(4)各功能区的热量分布,生成热图像和温度值,通过调整红外加热子系统的加热点阵的各点参数,直至检测值符合数据库中管材承口分区温控要求;
S3、启动视觉检测子系统,通过视觉检测装置实时监测管材承口部位在成型过程不同阶段的尺寸变化,调整红外加热子系统的加热区长度和辐射波长,实现成型过程不同阶段的承口尺寸符合PVC-O管材承口尺寸要求,并进行管材承口缺陷检测;
S4、通过热成像子系统与视觉检测子系统建立物体表面温度场与管材承口缺陷之间的关系,并将产生管材承口缺陷的异常温度储存在数据库中,当热成像装置(9)实时采集扩口成型部位(4)的温度达到异常温度时,立即结束扩口成型部位(4)成型过程并剔除此扩口成型部位(4)。
6.根据权利要求5所述的PVC-O管材扩口成型自动调整系统的控制方法,其特征在于:S1具体包括以下步骤:
S1.1温度检测子系统初始化,读取成型模具(5)的温度设定值,与数据库中成型模具对应尺寸下的温度要求进行对比,如果不符合,则重新读取成型模具(5)的温度设定值;如果符合,则控制加热元件执行加热命令,所述加热元件为热循环系统;
S1.2温度检测装置(6)将成型模具(5)温度信号反馈至自动调整系统,如果成型模具(5)符合数据库中成型模具温度要求,则自动调整系统不做出调整,如果不符合成型模具温度要求,自动调整系统通过调整热循环系统参数,直至模具温度信号符合成型模具温度要求。
7.根据权利要求5所述的PVC-O管材扩口成型自动调整系统的控制方法,其特征在于:S2具体包括以下步骤:
S2.1在圆筒(1)打开的初始状态下,将扩口成型部位(4)传送到指定位置后,闭合圆筒(1),即将上半圆筒向下移动与下半圆筒闭合;
S2.2红外加热子系统初始化,读取扩口成型部位(4)的温度设定值,与数据库中管材承口对应尺寸下的分区温控要求进行对比,如果不符合,则重新读取扩口成型部位(4)的温度设定值;如果符合,则启动加热点阵进行加热;
S2.3热成像装置(9)实时采集扩口成型部位(4)热量分布并生成温度数据,如果不符合管材承口分区温控要求,分别调整红外加热子系统的加热点阵的各点参数;如果符合,即达到温度设定值;如果扩口成型部位(4)存在不满足温度要求的点,则单独控制加热点阵对应点进行靶向定位加热。
8.根据权利要求5所述的PVC-O管材扩口成型自动调整系统的控制方法,其特征在于:S3具体包括以下步骤:
S3.1视觉检测子系统初始化,读取管材扩口标准数据,与数据库中管材承口对应尺寸下的管材承口尺寸要求进行对比,如果不符合,则重新读取管材扩口标准数据;如果符合,通过环绕在扩口成型部位(4)四周和正对管材端口位置的工业相机(3)开始图像采集与反馈,观察吸热后扩口成型部位(4)的外形尺寸变化,如果图像不符合标准数据要求,调整红外加热子系统的加热区长度和辐射波长;如果符合,即达到成型过程第二阶段预设的外形尺寸标准数据要求;
S3.2关闭红外辐射器(2),打开圆筒(1),成型模具(5)左移导入扩口成型部位(4),进行成型过程第三阶段;
S3.3成型模具(5)导入扩口成型部位(4)到位,滑块(8)凸起,通过工业相机(3)开始图像采集与反馈,观察吸热后扩口成型部位(4)的外形尺寸变化,如果图像不符合标准数据要求,自动调整系统调整热循环系统参数;如果符合,即达到成型过程第四阶段预设的外形尺寸标准数据要求,冷却后退出成型模具(5),扩口成型部位(4)形成管材承口;
S3.4检测工业相机(3)拍摄的图片,随时对扩口成型部位(4)成型过程中出现的明显划痕、凹陷、裂口缺陷进行监控,如果发现,立即结束扩口成型部位(4)成型过程并剔除此扩口成型部位(4)。
9.根据权利要求5所述的PVC-O管材扩口成型自动调整系统的控制方法,其特征在于:S4具体包括以下步骤:
S4.1当视觉检测子系统检测出管材承口缺陷时,调出扩口成型部位(4)成型过程中热成像子系统生成的温度数据,并将异常温度与对应成型过程阶段存储在数据库中;
S4.2热成像装置(9)实时采集扩口成型部位(4)热量分布时,如果检测出在对应成型过程阶段出现异常温度,则立即结束扩口成型部位(4)成型过程并剔除此扩口成型部位(4)。
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