CN116295133A - 一种用于塑料管生产的监测预警方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数字数据识别技术领域，具体涉及一种用于塑料管生产的监测预警方法及系统，包括：控制终端，是系统的主控端，用于发出执行命令；接收模块，用于接收塑料管生产设备上制得的塑料管成品；激光发射模组，用于发射激光，使光束穿过塑料管成品；采集模块，用于采集激光发射模组发射的穿过塑料管成品的激光光束的图像数据；本发明中系统采用激光照射的方式能够对塑料管是否笔直、两端口径是否一致、管壁厚度是否均匀进行检测，且检测过程中涉及多组相关数据的判定，从而以此进一步的使得该系统多塑料管的检测分析结果更加精确，为塑料管的生产带来实时的监测效果，并进一步的以监测结果，来实现预警功能。

Description

一种用于塑料管生产的监测预警方法及系统

技术领域

本发明涉及数字数据识别技术领域，具体涉及一种用于塑料管生产的监测预警方法及系统。

背景技术

塑料管一般是以合成树脂，也就是聚酯为原料、加入稳定剂、润滑剂、增塑剂等，以“塑”的方法在制管机内经挤压加工而成。主要用作房屋建筑的自来水供水系统配管、排水、排气和排污卫生管、地下排水管系统、雨水管以及电线安装配套用的穿线管等。

目前的塑料管，在生产的过程中，有生产设备的误差，可能导致制造的塑料管存在厚度不匀、不够笔直、两端口径大小不一的情况，这些瑕疵微小，质检人员往往无法察觉。

发明内容

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种用于塑料管生产的监测预警方法及系统，解决了目前的塑料管，在生产的过程中，有生产设备的误差，可能导致制造的塑料管存在厚度不匀、不够笔直、两端口径大小不一的情况，这些瑕疵微小，质检人员往往无法察觉的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

第一方面，一种用于塑料管生产的监测预警系统，包括：

控制终端，是系统的主控端，用于发出执行命令；

接收模块，用于接收塑料管生产设备上制得的塑料管成品；

激光发射模组，用于发射激光，使光束穿过塑料管成品；

采集模块，用于采集激光发射模组发射的穿过塑料管成品的激光光束的图像数据；

识别模块，用于识别激光光束图像数据中各激光光束图像是否为圆形；

预警模块，用于接收识别模块运行结果，在接收的识别模块运行结果为否时，控制塑料管生产设备停止运行，同步向控制终端发送识别模块运行结果，在接收的识别模块运行结果为是时，跳转接收模块运行。

更进一步地，所述接收模块下级设置有子模块，包括：

机械爪模组，用于从塑料管生产设备上抓取制得的塑料管成品，将塑料管成品转移至放置单元上；

放置单元，用于承托塑料管成品；

其中，所述放置单元由金属构件及电动伸缩杆组成，放置单元上承托塑料管的金属构件部分呈V形，所述电动伸缩杆安装于金属构件的下方，通过电动伸缩杆对金属构件进行高度调节。

更进一步地，所述放置单元设置有若干组，若干组所述放置单元的表面均部署有测距传感器；

测距传感器，用于监测放置单元上承托的塑料管成品的中轴线距离放置单元的放置面距离。

更进一步地，所述激光发射模组设置有若干组，若干组所述激光发射模组呈纵横方向等距状排列，激光发射模组发出的激光光束穿过塑料管成品的内部及外部空间。

更进一步地，所述激光发射模组下级设置有子模块，包括：

配置单元，用于将塑料管成品规格参数与各激光发射模组进行配置，使塑料管成品规格参数与各激光发射模组的运行相互对应；

输入单元，用于输入当前塑料管生产设备上制造的塑料管规格参数；

驱动单元，用于接收输入单元中输入的塑料管规格参数，参考塑料管规格参数根据配置单元中塑料管规格参数对应的激光发射模组运行；

其中，配置单元中将塑料管成品规格参数与各激光发射模组进行配置的操作通过系统端用户手动编辑进行设定。

更进一步地，所述驱动单元运行前，放置单元再次运行，通过测距传感器测量放置单元上承托的塑料管成品的中轴线距离放置单元的放置面距离，进一步通过电动伸缩杆运行对放置单元上承托的塑料管成品的中轴线距离放置单元的放置面距离进行调节，使放置单元上承托的塑料管成品的中轴线与若干组所述激光发射模组中部署于中心位置的激光发射模组相对。

更进一步地，所述采集模块由摄像头及幕布组成，采集模块运行时，幕布接收激光发射模组发出的激光光束，激光光束于幕布上成像，进一步由摄像头采集幕布图像数据，幕布图像数据中包含有激光光束于幕布上成像的图像。

更进一步地，所述激光发射模组发出的激光光束为圆柱状态，识别模块在识别激光光束图像数据中激光光束图像是否为圆形时，通过如下公式对激光光束图像进行判定，计算公式为：

；

式中：标定激光光束图像轮廓上任意两点，a为其中一点距激光光束图像圆心的距离，b为另一点距离激光光束图像圆心的距离；c为两组标定点间的距离，

为其中一点沿激光光束图像轮廓移动n长度后距激光光束图像圆心的距离；/>

为另一点沿激光光束图像轮廓移动n长度后距离激光光束图像圆心的距离；/>

为两组标定点均沿激光光束图像轮廓移动n长度后相互之间的间距；

其中，上式成立，则识别模块判定结果为是，上式不成立，则识别模块判定结果为否。

更进一步地，所述控制终端通过介质电性连接有接收模块，所述接收模块下级通过介质电性连接有机械爪模组及放置单元，所述放置单元下级通过介质电性连接有测距传感器，所述接收模块通过介质电性连接有激光发射模组，所述激光发射模组下级通过介质电性连接有配置单元、输入单元及驱动单元，所述驱动单元通过介质电性与测距传感器相连接，所述激光发射模组通过介质电性连接有采集模块、识别模块及预警模块。

第二方面，一种用于塑料管生产的监测预警方法，包括以下步骤：

步骤1：接收塑料管生产设备上制得的塑料管成品；

步骤2：部署激光发射模组于塑料管成品一侧，使塑料管与地面水平，且塑料管中轴线与激光发射模组激光发射面垂直，并且激光发射模组的激光发射面中心位置与塑料管中轴线相对；

步骤3：使激光发射模组发出激光穿过塑料管成品；

步骤4：采集激光发射模组发出激光光束成像图像，判定激光光束成像图像是否为圆形。

采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明提供一种用于塑料管生产的监测预警系统，该系统采用激光照射的方式能够对塑料管是否笔直、两端口径是否一致、管壁厚度是否均匀进行检测，且检测过程中涉及多组相关数据的判定，从而以此进一步的使得该系统多塑料管的检测分析结果更加精确，为塑料管的生产带来实时的监测效果，并进一步的以监测结果，来实现对预警功能。

2、本发明中系统运行时，还能够通过配置激光发射模组与塑料管规格参数的方式使得该系统可应用于不同规格参数的塑料管的检测，从而以此使得该系统的适用范围更广，进一步提升该系统在应用于塑料管生成监测管理过程中对于工作人员的使用体验。

3、本发明提供了一种用于塑料管生产的监测预警方法，通过该方法中的步骤执行能够进一步维护本发明中系统运行的稳定。

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，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为一种用于塑料管生产的监测预警系统的结构示意图；

图2为一种用于塑料管生产的监测预警方法的流程示意图；

图3为本发明中识别模块运行原理的演示示意图；

图4为本发明中系统运行获取激光光束图像数据的逻辑关系展示示意图；

图中的标号分别代表：1、控制终端；2、接收模块；21、机械爪模组；22、放置单元；221、测距传感器；3、激光发射模组；31、配置单元；32、输入单元；33、驱动单元；4、采集模块；5、识别模块；6、预警模块；

a、其中一点距激光光束图像圆心的距离；b、另一点距离激光光束图像圆心的距离；c、两组标定点间的距离；d、激光光束成像图像；e、激光发射模组群；f、电动伸缩杆；g、测距设备；h、塑料管生产设备的成品传输工位；i、待检测塑料管；j、摄像头；k、幕布；l、激光光束成像图像群；m、金属构件。

具体实施方式

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作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。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

本实施例的一种用于塑料管生产的监测预警系统，如图1所示，包括：

控制终端1，是系统的主控端，用于发出执行命令；

接收模块2，用于接收塑料管生产设备上制得的塑料管成品；

激光发射模组3，用于发射激光，使光束穿过塑料管成品；

采集模块4，用于采集激光发射模组3发射的穿过塑料管成品的激光光束的图像数据；

识别模块5，用于识别激光光束图像数据中各激光光束图像是否为圆形；

预警模块6，用于接收识别模块5运行结果，在接收的识别模块5运行结果为否时，控制塑料管生产设备停止运行，同步向控制终端1发送识别模块5运行结果，在接收的识别模块5运行结果为是时，跳转接收模块2运行；

接收模块2下级设置有子模块，包括：

机械爪模组21，用于从塑料管生产设备上抓取制得的塑料管成品，将塑料管成品转移至放置单元22上；

放置单元22，用于承托塑料管成品；

其中，放置单元22由金属构件及电动伸缩杆组成，放置单元22上承托塑料管的金属构件部分呈V形，电动伸缩杆安装于金属构件的下方，通过电动伸缩杆对金属构件进行高度调节；

放置单元22设置有若干组，若干组放置单元22的表面均部署有测距传感器221；

测距传感器221，用于监测放置单元22上承托的塑料管成品的中轴线距离放置单元22的放置面距离；

激光发射模组3下级设置有子模块，包括：

配置单元31，用于将塑料管成品规格参数与各激光发射模组3进行配置，使塑料管成品规格参数与各激光发射模组3的运行相互对应；

输入单元32，用于输入当前塑料管生产设备上制造的塑料管规格参数；

驱动单元33，用于接收输入单元32中输入的塑料管规格参数，参考塑料管规格参数根据配置单元31中塑料管规格参数对应的激光发射模组3运行；

其中，配置单元31中将塑料管成品规格参数与各激光发射模组3进行配置的操作通过系统端用户手动编辑进行设定；

控制终端1通过介质电性连接有接收模块2，接收模块2下级通过介质电性连接有机械爪模组21及放置单元22，放置单元22下级通过介质电性连接有测距传感器221，接收模块2通过介质电性连接有激光发射模组3，激光发射模组3下级通过介质电性连接有配置单元31、输入单元32及驱动单元33，驱动单元33通过介质电性与测距传感器221相连接，激光发射模组3通过介质电性连接有采集模块4、识别模块5及预警模块6。

在本实施例中，控制终端1控制接收模块2运行接收塑料管生产设备上制得的塑料管成品，同步的激光发射模组3发射激光，使光束穿过塑料管成品，采集模块4后置运行采集激光发射模组3发射的穿过塑料管成品的激光光束的图像数据，再由识别模块5识别激光光束图像数据中各激光光束图像是否为圆形，最后通过预警模块6接收识别模块5运行结果，在接收的识别模块5运行结果为否时，控制塑料管生产设备停止运行，同步向控制终端1发送识别模块5运行结果，在接收的识别模块5运行结果为是时，跳转接收模块2运行；

此外，通过接收模块2下级设置的子模块，对塑料管生产设备上制得的成品塑料管进行转运，为系统中激光发射模组3及其连接的后续模块的运行提供了必要的数据支持；

并且，在激光发射模组3运行阶段，通过其子模块对塑料管的进一步配置调试，使得系统能够针对当前接收的塑料管成品进行数据的产生与采集，并且以配置单元31的设置，可以使得该系统能够适用于一定范围内不同规格参数的塑料管的检测，从而进一步的提升该系统的适用性；

由于激光发射模组3为固定，测距传感器221在测得塑料管成品的中轴线距离放置单元22的放置面距离后，可与激光发射模组3上的中心位置的一组激光发射模组3进行高度比较，进而获取差值，以差值作为电动伸缩杆运行目标，从而即可完成塑料管成品与激光发射模组3的校位操作；

且在激光发射模组3数量足够多时，塑料管成品当前位置的截面能够完全被激光发射模组3所覆盖时，如图4中所呈现状态，测距传感器221及电动伸缩杆也可不运行，该系统依旧可完成所有模块的运行。

实施例2

在具体实施层面，在实施例1的基础上，本实施例参照图1对实施例1中一种用于塑料管生产的监测预警系统做进一步具体说明：

激光发射模组3设置有若干组，若干组激光发射模组3呈纵横方向等距状排列，激光发射模组发出的激光光束穿过塑料管成品的内部及外部空间。

如图1所示，驱动单元33运行前，放置单元22再次运行，通过测距传感器221测量放置单元22上承托的塑料管成品的中轴线距离放置单元22的放置面距离，进一步通过电动伸缩杆运行对放置单元22上承托的塑料管成品的中轴线距离放置单元22的放置面距离进行调节，使放置单元22上承托的塑料管成品的中轴线与若干组激光发射模组3中部署于中心位置的激光发射模组3相对。

通过上述设置，使得接收模块2接收的塑料管成品在进行检测前完成了位置的调试，确保系统运行基于塑料管成品产生的数据更加精确、有效。

如图1所示，采集模块4由摄像头及幕布组成，采集模块4运行时，幕布接收激光发射模组3发出的激光光束，激光光束于幕布上成像，进一步由摄像头采集幕布图像数据，幕布图像数据中包含有激光光束于幕布上成像的图像。

通过上述设置，为识别模块5的运行提供了必要的数据支持。

实施例3

在具体实施层面，在实施例1的基础上，本实施例参照图3对实施例1中一种用于塑料管生产的监测预警系统做进一步具体说明：

激光发射模组3发出的激光光束为圆柱状态，识别模块5在识别激光光束图像数据中激光光束图像是否为圆形时，通过如下公式对激光光束图像进行判定，计算公式为：

；

式中：标定激光光束图像轮廓上任意两点，a为其中一点距激光光束图像圆心的距离，b为另一点距离激光光束图像圆心的距离；c为两组标定点间的距离，

为其中一点沿激光光束图像轮廓移动n长度后距激光光束图像圆心的距离；/>

为另一点沿激光光束图像轮廓移动n长度后距离激光光束图像圆心的距离；/>

为两组标定点均沿激光光束图像轮廓移动n长度后相互之间的间距；

其中，上式成立，则识别模块5判定结果为是，上式不成立，则识别模块5判定结果为否。

通过上式计算，能够提供以识别模块5精准的判定依据，在为预警模块6提供运行数据支持的同时，还能辅助系统端用户对塑料管成品表面存在的缺陷位置进行进一步追溯嗅探。

实施例4

在具体实施层面，在实施例1的基础上，本实施例参照图2对实施例1中一种用于塑料管生产的监测预警系统做进一步具体说明：

一种用于塑料管生产的监测预警方法，包括以下步骤：

步骤1：接收塑料管生产设备上制得的塑料管成品；

步骤2：部署激光发射模组于塑料管成品一侧，使塑料管与地面水平，且塑料管中轴线与激光发射模组激光发射面垂直，并且激光发射模组的激光发射面中心位置与塑料管中轴线相对；

步骤3：使激光发射模组发出激光穿过塑料管成品；

步骤4：采集激光发射模组发出激光光束成像图像，判定激光光束成像图像是否为圆形。

在上述实施例实施的基础上，参见图4所示：

塑料管生产设备的成品传输工位h上的待检测塑料管i通过机械爪模组转运至金属构件m上，通过测距设备g对待检测塑料管i的中轴线距离地面的高度进行检测，再由金属构件m携带待检测塑料管i通过电动伸缩杆f进行高度调节，使得待检测塑料管i的中轴线与激光发射模组群e上中心位置的激光发射模组相对，启动激光发射模组群e，由激光发射模组群e发出激光光束，激光光束穿过待检测塑料管i，投射于幕布k上，由激光发射模组群e发出的激光光束于幕布k的表面形成激光光束成像图像群l，激光光束成像图像群l由多个激光光束成像图像d组成，并由摄像头j采集幕布k上的图像数据，再通过实施例中记载的公式对各个激光光束成像图像d进行计算，即可判定当前待检测塑料管i是否合格。

综上而言，上述实施例中系统采用激光照射的方式能够对塑料管是否笔直、两端口径是否一致、管壁厚度是否均匀进行检测，且检测过程中涉及多组相关数据的判定，从而以此进一步的使得该系统多塑料管的检测分析结果更加精确，为塑料管的生产带来实时的监测效果，并进一步的以监测结果，来实现对预警功能；并且，系统运行时，还能够通过配置激光发射模组与塑料管规格参数的方式使得该系统可应用于不同规格参数的塑料管的检测，从而以此使得该系统的适用范围更广，进一步提升该系统在应用于塑料管生成监测管理过程中对于工作人员的使用体验；同时，实施例中提供的一种用于塑料管生产的监测预警方法能够进一步维护系统运行的稳定。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于塑料管生产的监测预警系统，其特征在于，包括：

控制终端（1），是系统的主控端，用于发出执行命令；

接收模块（2），用于接收塑料管生产设备上制得的塑料管成品；

激光发射模组（3），用于发射激光，使光束穿过塑料管成品；

采集模块（4），用于采集激光发射模组（3）发射的穿过塑料管成品的激光光束的图像数据；

识别模块（5），用于识别激光光束图像数据中各激光光束图像是否为圆形；

预警模块（6），用于接收识别模块（5）运行结果，在接收的识别模块（5）运行结果为否时，控制塑料管生产设备停止运行，同步向控制终端（1）发送识别模块（5）运行结果，在接收的识别模块（5）运行结果为是时，跳转接收模块（2）运行。

2.根据权利要求1所述的一种用于塑料管生产的监测预警系统，其特征在于，所述接收模块（2）下级设置有子模块，包括：

机械爪模组（21），用于从塑料管生产设备上抓取制得的塑料管成品，将塑料管成品转移至放置单元（22）上；

放置单元（22），用于承托塑料管成品；

其中，所述放置单元（22）由金属构件及电动伸缩杆组成，放置单元（22）上承托塑料管的金属构件部分呈V形，所述电动伸缩杆安装于金属构件的下方，通过电动伸缩杆对金属构件进行高度调节。

3.根据权利要求2所述的一种用于塑料管生产的监测预警系统，其特征在于，所述放置单元（22）设置有若干组，若干组所述放置单元（22）的表面均部署有测距传感器（221）；

测距传感器（221），用于监测放置单元（22）上承托的塑料管成品的中轴线距离放置单元（22）的放置面距离。

4.根据权利要求1所述的一种用于塑料管生产的监测预警系统，其特征在于，所述激光发射模组（3）设置有若干组，若干组所述激光发射模组（3）呈纵横方向等距状排列，激光发射模组发出的激光光束穿过塑料管成品的内部及外部空间。

5.根据权利要求1或4所述的一种用于塑料管生产的监测预警系统，其特征在于，所述激光发射模组（3）下级设置有子模块，包括：

配置单元（31），用于将塑料管成品规格参数与各激光发射模组（3）进行配置，使塑料管成品规格参数与各激光发射模组（3）的运行相互对应；

输入单元（32），用于输入当前塑料管生产设备上制造的塑料管规格参数；

驱动单元（33），用于接收输入单元（32）中输入的塑料管规格参数，参考塑料管规格参数根据配置单元（31）中塑料管规格参数对应的激光发射模组（3）运行；

其中，配置单元（31）中将塑料管成品规格参数与各激光发射模组（3）进行配置的操作通过系统端用户手动编辑进行设定。

6.根据权利要求5所述的一种用于塑料管生产的监测预警系统，其特征在于，所述驱动单元（33）运行前，放置单元（22）再次运行，通过测距传感器（221）测量放置单元（22）上承托的塑料管成品的中轴线距离放置单元（22）的放置面距离，进一步通过电动伸缩杆运行对放置单元（22）上承托的塑料管成品的中轴线距离放置单元（22）的放置面距离进行调节，使放置单元（22）上承托的塑料管成品的中轴线与若干组所述激光发射模组（3）中部署于中心位置的激光发射模组（3）相对。

7.根据权利要求1所述的一种用于塑料管生产的监测预警系统，其特征在于，所述采集模块（4）由摄像头及幕布组成，采集模块（4）运行时，幕布接收激光发射模组（3）发出的激光光束，激光光束于幕布上成像，进一步由摄像头采集幕布图像数据，幕布图像数据中包含有激光光束于幕布上成像的图像。

8.根据权利要求1或7所述的一种用于塑料管生产的监测预警系统，其特征在于，所述激光发射模组（3）发出的激光光束为圆柱状态，识别模块（5）在识别激光光束图像数据中激光光束图像是否为圆形时，通过如下公式对激光光束图像进行判定，计算公式为：

；

式中：标定激光光束图像轮廓上任意两点，a为其中一点距激光光束图像圆心的距离，b为另一点距离激光光束图像圆心的距离；c为两组标定点间的距离，

为其中一点沿激光光束图像轮廓移动n长度后距激光光束图像圆心的距离；/>

为另一点沿激光光束图像轮廓移动n长度后距离激光光束图像圆心的距离；/>

为两组标定点均沿激光光束图像轮廓移动n长度后相互之间的间距；

其中，上式成立，则识别模块（5）判定结果为是，上式不成立，则识别模块（5）判定结果为否。

9.根据权利要求1所述的一种用于塑料管生产的监测预警系统，其特征在于，所述控制终端（1）通过介质电性连接有接收模块（2），所述接收模块（2）下级通过介质电性连接有机械爪模组（21）及放置单元（22），所述放置单元（22）下级通过介质电性连接有测距传感器（221），所述接收模块（2）通过介质电性连接有激光发射模组（3），所述激光发射模组（3）下级通过介质电性连接有配置单元（31）、输入单元（32）及驱动单元（33），所述驱动单元（33）通过介质电性与测距传感器（221）相连接，所述激光发射模组（3）通过介质电性连接有采集模块（4）、识别模块（5）及预警模块（6）。

10.一种用于塑料管生产的监测预警方法，所述方法是对如权利要求1-9中任意一项所述的一种用于塑料管生产的监测预警系统的实施方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：接收塑料管生产设备上制得的塑料管成品；

步骤2：部署激光发射模组于塑料管成品一侧，使塑料管与地面水平，且塑料管中轴线与激光发射模组激光发射面垂直，并且激光发射模组的激光发射面中心位置与塑料管中轴线相对；

步骤3：使激光发射模组发出激光穿过塑料管成品；

步骤4：采集激光发射模组发出激光光束成像图像，判定激光光束成像图像是否为圆形。

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