本實用新型涉及一種在線檢測裝置，具體涉及一種基于圖像識別的擠壓餅狀態(tài)在線檢測裝置。

背景技術(shù)：

目前在各鋁型材廠依然有很多擠壓機是采用活動擠壓餅方式進行鋁型材加工。而由于工人的一時疏忽導致擠壓餅放置不當直接進行擠壓，造成設(shè)備損壞停機停產(chǎn)的情況時有發(fā)生。此問題一直困擾著各鋁型材廠，也很大程度地制約著擠壓工序的正常生產(chǎn)。

因為一旦發(fā)生此類設(shè)備故障，生產(chǎn)車間將面臨以下棘手問題：

(1)如果擠壓餅反放，會直接造成擠壓頭被壓偏、擠壓桿損壞，需要更換擠壓桿，拆下的擠壓桿需要上車床返修方能使用；還有可能因擠壓餅偏位擠壓刮傷料膽內(nèi)膽導致料膽報廢。

(2)擠壓餅橫放除了會造成上述后果外，還會造成擠壓桿被包鋁主缸無法后退，甚至會因擠壓行程超長而壓爛模具。

(3)當無擠壓餅時會直接造成擠壓桿被包鋁主缸無法后退，還可能因缺少壓餅擠壓主缸前進超行程導致無法拆卸擠壓桿，而需要將擠壓桿及其底座割爛報廢，造成很長時間的停產(chǎn)；而且在將擠壓桿利用反向擠壓退出料膽的同時亦極易導致料膽口圓角或刮傷料膽內(nèi)膽，導致料膽報廢。

一旦發(fā)生上述情況都將導致較長時間停機、停產(chǎn)，還將直接導致擠壓桿、料膽等配件的使用壽命縮短、甚至報廢，并因此造成維修成本的攀升。由此可見，在擠壓機自動正常循環(huán)擠壓的過程中，對擠壓餅是否正確放置擠壓的自動檢測工作尤其重要。

現(xiàn)有通過以下幾種方法對擠壓餅檢測：

a.在擠壓餅的滾入軌道加行程開關(guān)檢測；此舉可檢測擠壓餅是否通過，但對于滾過去的擠壓餅是否正確的放置在托料架上不得而知。此法并不可靠而且該行程開關(guān)因經(jīng)不起頻繁的被壓餅滾打而經(jīng)常故障、損壞，故障率特高。

b.利用擠壓桿頭在擠壓桿中心較小且凸出的特點，將擠壓桿中心鉆成通孔，將擠壓頭做成一條活動桿鑲嵌在擠壓桿內(nèi)，在擠壓桿底座內(nèi)增加一個復(fù)位彈簧和安裝一只行程開關(guān)。擠壓餅正確放置正常擠壓時由于擠壓頭活動桿不受壓迫力，不會觸發(fā)擠壓桿底座內(nèi)的行程開關(guān)可正常擠壓。一旦擠壓餅橫放、反放或偏位時，主缸前進時擠壓頭活動桿直接頂在擠壓餅上受外力壓迫觸發(fā)擠壓桿底座內(nèi)的行程開關(guān)，使主缸立即停止前進。此方法在很大程度上解決了該問題，也較為有效。但是由于擠壓頭活動桿較小、較長，容易彎曲、變形伸縮不夠靈活而失效；而且控制行程開關(guān)安裝在擠壓桿底座內(nèi)，故障后因拆裝工程大而不利于維修更換，再者由于擠壓桿中心被鉆成通孔，擠壓桿變得非常容易斷裂，降低了擠壓桿的使用壽命。

c.利用擠壓桿頭在擠壓桿中心較小且凸出，以及擠壓餅正確放置時鋁棒、擠壓餅、擠壓桿三者因外壓力作用下緊密相連；而在擠壓餅橫放、反放或偏位時，因擠壓餅被凸出的擠壓頭頂住與擠壓桿之間便會出現(xiàn)一定間隙的特點。在擠壓機外側(cè)安裝一個具有雙距離輸出功能的紅外線檢測儀或自反射光電開關(guān)，在擠壓頭與擠壓桿外圓之間設(shè)置一段有效的距離。使得擠壓餅因放置不當被凸出的擠壓頭頂住與擠壓桿之間出現(xiàn)間隙時，紅外線檢測儀或自反射光電開關(guān)馬上響應(yīng)輸出，使主缸立即停止前進。此法簡單、檢測正常時亦可較為有效的解決上述問題；但是在擠壓頭使用一定時間變黑后，變得具有吸光效應(yīng)后該類檢測儀會因檢測信號失靈而失效，變得不可靠。

d.利用位移差檢測法自動檢測擠壓餅放置正確與否：當擠壓餅正確放置時鋁棒、擠壓餅、擠壓桿三者因外壓力作用下是緊密相連的。在這種情況下，主機擠壓每條鋁棒完成鋁棒的敦粗、脫氣的位移位置值，以及料膽內(nèi)每條鋁棒的填充量亦是相同的，完成該動作的信號發(fā)生位置數(shù)值差是很微小的。而在擠壓餅橫放或反放時，由于擠壓餅被凸出的擠壓頭頂住與擠壓桿之間便會出現(xiàn)較大的間隙，以及少放擠壓餅時較之前擠壓餅正確放置時敦粗、脫氣的位移位置數(shù)值都會有較大、較為明顯的位移偏差，料膽內(nèi)的填充量比值也會相差較大。利用這一特性在PLC做相應(yīng)的控制程序，實行對擠壓餅檢測工作的動作控制。該方法并不可靠，因為在生產(chǎn)過程中無法保證每條鋁棒都是相同長度，從而導致可靠性較差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種基于圖像識別的擠壓餅狀態(tài)在線檢測裝置，采用該裝置能夠直接根據(jù)圖像信息判斷出鋁棒、擠壓餅位置及狀態(tài)信息，從而能夠有效避免現(xiàn)有技術(shù)所存在的工作不可靠問題。

本實用新型所采用的技術(shù)方案是，基于圖像識別的擠壓餅狀態(tài)在線檢測裝置，包括設(shè)置在擠壓機上方的工業(yè)CCD或CMOS相機、光源和聲光報警器，工業(yè)CCD或CMOS相機、光源和聲光報警器共同連接有工控機，工控機連接有PLC，PLC還連接有操作面板。

本實用新型的特點還在于，

工業(yè)CCD或CMOS相機通過網(wǎng)口或USB接口、1394口、圖像采集卡與工控機連接。

光源及聲光報警器分別通過繼電器及I/O板卡或I/O模塊與工控機連接。

工控機通過I/O板卡或I/O模塊及繼電器與PLC的I/O模塊連接。

工業(yè)CCD或CMOS相機設(shè)置在鋁棒升降架或擠壓機擠壓桿的上方或側(cè)面。

工業(yè)CCD或CMOS相機采用伸縮桿空間調(diào)節(jié)方式或固定方式進行安裝。

PLC的型號為FX3U-128M。

工控機的型號為IPC610H工控機系列或ARK2000嵌入式無風扇系列。

本實用新型的有益效果是，本實用新型基于圖像識別的擠壓餅狀態(tài)在線檢測裝置，通過在鋁棒升降架或擠壓機上方或側(cè)面設(shè)置工業(yè)CCD或CMOS相機進行圖像采集，根據(jù)鋁棒、擠壓桿、擠壓餅的形狀特征對擠壓餅的狀態(tài)信息進行實時在線檢測分析，通過檢測準確識別擠壓餅是否放置正確。采用該裝置可以直接根據(jù)圖像信息判斷出鋁棒、擠壓餅位置及狀態(tài)信息，從而能夠有效避免現(xiàn)有方法所存在的工作不可靠問題。

附圖說明

圖1是本實用新型基于圖像識別的擠壓餅狀態(tài)在線檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1.聲光報警器，2.光源，3.工業(yè)CCD或CMOS相機，4.工控機，5.PLC，6.操作面板，7.擠壓桿，8.擠壓餅，9.鋁棒。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型進行詳細說明。

本實用新型基于圖像識別的擠壓餅狀態(tài)在線檢測裝置，結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括設(shè)置在鋁棒升降架或擠壓機上方或側(cè)面的工業(yè)CCD或CMOS相機3、光源2和聲光報警器1，工業(yè)CCD或CMOS相機3、光源2和聲光報警器1共同連接有工控機4，工控機4連接有PLC5，PLC5還連接有操作面板6。PLC5與擠壓機連接，主要用于控制擠壓機的起停及其他動作。

工業(yè)CCD或CMOS相機3通過網(wǎng)口或USB接口、1394口、圖像采集卡與工控機4連接。

光源2及聲光報警器1分別通過繼電器及I/O板卡或I/O模塊與工控機4連接。

工控機4通過I/O板卡或I/O模塊及繼電器與PLC5的I/O模塊連接。

工業(yè)CCD或CMOS相機3設(shè)置在鋁棒升降架或擠壓機擠壓桿7的上方或側(cè)面。工業(yè)CCD或CMOS相機3采用伸縮桿空間調(diào)節(jié)方式或固定方式進行安裝。

PLC可以是三菱的FX3U-128M及類似或其它配置的其他廠家型號PLC。

工控機可以是研華的IPC610H工控機系列、ARK2000嵌入式無風扇系列或類似及其它配置的其他廠家型號工控機。

使用時，當操作人員通過操控面板6按動升料按鈕時，工控機4通過I/O板卡或I/O模塊獲取到PLC5的輸出節(jié)點的狀態(tài)變化則啟動工業(yè)CCD或CMOS相機3及光源2進行連續(xù)拍照獲得圖像信息，此時鋁棒9、擠壓餅8的圖像信息通過網(wǎng)口或USB接口、1394口、圖像采集卡進入工控機4，在工控機4內(nèi)部通過圖像信息處理，對擠壓餅8的狀態(tài)信息進行有效識別，如果發(fā)現(xiàn)擠壓餅8狀態(tài)異常則通過I/O板卡或I/O模塊、繼電器輸出有效信號給聲光報警器1進行聲光報警及PLC5控制擠壓機停機。

在生產(chǎn)過程中，當擠壓餅正確放置時鋁棒9、擠壓餅8、擠壓桿7三者是緊密相連的。本實用新型裝置在鋁棒升降架或擠壓機擠壓桿的上方或側(cè)面安裝工業(yè)CCD或CMOS相機3對擠壓餅形態(tài)進行實時監(jiān)控，當操作人員按下升料按鈕時，工業(yè)CCD或CMOS相機3即開始實時采集鋁棒、擠壓餅、擠壓桿三者的圖像信息。經(jīng)過工業(yè)CCD或CMOS相機3采集的圖像信息經(jīng)過網(wǎng)口或USB接口、1394口、圖像采集卡進入工控機4，在工控機4內(nèi)對擠壓餅狀態(tài)進行智能識別：

(1)根據(jù)鋁棒的形狀特征對鋁棒9和擠壓餅8的位置進行自動定位；

(2)通過提取鋁棒9頂端位置的局部圖像，對擠壓餅8進行狀態(tài)識別；

(3)通過對擠壓餅8區(qū)域的邊緣方向特征進行檢測，判斷擠壓餅8的方向；

(4)通過對擠壓餅8與鋁棒9直接的縫隙進行識別，判斷擠壓餅8是否放反。

若檢測到擠壓餅異常，將工控機4控制信號反饋給PLC5停止擠壓機運行，待操作人員確認擠壓餅8放置正確后，擠壓機可繼續(xù)自動完成后續(xù)整套擠壓動作，達到可靠、有效的自動檢測擠壓餅的正確放置與否，從而有效預(yù)防因擠壓餅放置不當造成的不良后果。