本发明专利技术提供了基于机器视觉的挤出机原料计量装置，其解决了称重测量方式固有的多种干扰误差，提高了挤出机挤出产量的测量精度，进而提高了挤出机挤出产品的质量；且使得测量连续进行，从而使测量的数据真实可靠。其包括挤出机本体、原料检测管道、机器视觉装置、料斗；挤出机本体用于进行挤出生产，挤出机本体设置有原料入口端；原料检测管道用于进行原料高度方向数据分析，原料检测管道垂直向布置、且原料检测管道的下部出口端固接于原料入口端；料斗用于补料作业，料斗的下部出口连通原料检测管道的顶部入口；原料检测管道的一侧的高度方向设置有透明视窗，机器视觉装置位置固定、且位于透明视窗的外侧布置。位于透明视窗的外侧布置。位于透明视窗的外侧布置。
【技术实现步骤摘要】
基于机器视觉的挤出机原料计量装置
[0001]本专利技术涉及挤出机原料称重的
，具体为基于机器视觉的挤出机原料计量装置。
技术介绍
[0002]橡塑挤出机在生产时，挤出产量是一个重要的参数，挤出产量决定了产品的物理形状，挤出产量的波动会引起产品质量的波动。因此，挤出机生产过程中，挤出产量是需要被控制量，也是需要被精确测量的量。挤出机的挤出产量对应着原料的消耗量，只要测量原料的消耗量即可得到挤出机的挤出产量。
[0003]现有的测量装置是通过称重原料来测量原料的消耗量，该装置包括一个安装在挤出机上的称重传感器、一个与称重传感器相连的料斗、一个与称重传感器无物理连接的加料装置。当称重传感器检测到料斗中原料的量低于设定值时，加料系统快速将原料一次性补充到料斗中，称重传感器按照一定的时间间隔检测装有原料料斗的质量，料斗的质量减少量即是挤出机的产量。
[0004]上述技术方案存在缺陷，由于称重传感器和料斗、料斗内的原料以及挤出机本体都有物理连接，称重传感器持续受到原料和料斗壁的摩擦力干扰和原料滚动产生的震动干扰，另外，挤出机螺杆的转动也会对原料产生力扰动，使得测量到的挤出机产量带有很大的偏差。另一方面，加料系统往料斗里填充原料时，下落的原料会对称重传感器产生很大的力冲击，且此时料斗的质量是快速上升而不是降低的，因此，在填充原料时，需要关闭称重传感器测量以避免冲击力对称重传感器产生的冲击，这又会导致填充原料时称重传感器检测暂停。
[0005]故急需一种不需中断检测的挤出机原料计量装置，且该检测装置所对应的检测获得的挤出机产量准确可靠。
技术实现思路
[0006]针对上述问题，本专利技术提供了基于机器视觉的挤出机原料计量装置，其解决了称重测量方式固有的多种干扰误差，提高了挤出机挤出产量的测量精度，进而提高了挤出机挤出产品的质量；且使得测量连续进行，从而使测量的数据真实可靠。
[0007]基于机器视觉的挤出机原料计量装置，其特征在于：其包括挤出机本体、原料检测管道、机器视觉装置、料斗；
[0008]所述挤出机本体用于进行挤出生产，所述挤出机本体设置有原料入口端；
[0009]所述原料检测管道用于进行原料高度方向数据分析，所述原料检测管道垂直向布置、且所述原料检测管道的下部出口端固接于所述原料入口端；
[0010]所述料斗用于补料作业，所述料斗的下部出口连通所述原料检测管道的顶部入口；
[0011]所述原料检测管道的一侧的高度方向设置有透明视窗，所述机器视觉装置位置固
定、且位于所述透明视窗的外侧布置，所述机器视觉装置的镜头朝向透明视窗布置、且覆盖整个透明视窗的高度面域；
[0012]其还包括有质量体积标定装置，预先将质量体积标定装置装满原料，用秤测量出所装满的原料的质量，并由此计算出此原料的质量体积比；
[0013]其还包括有用于接收机器视觉装置拍摄图像的计算处理模块，所述计算处理模块集成于计算机内，所述计算处理模块用于快速识别原料在原料检测管道内的高度、且提取之前所拍摄的图片的高度，然后通过高度位移差获取两张图片间隔时间内的原料体积差值，然后结合对应原料的质量体积比计算获得挤出机在此时间内的原料消耗量。
[0014]其进一步特征在于：
[0015]机器视觉装置通过无线或有线的连接方式连接所述计算机的计算处理模块，所述计算机的显示界面实时显示单位间隔时间内的原料消耗量，一旦出现原料消耗量的容差值大于设定数值、及时发出声光电报警；
[0016]所述机器视觉装置通过支架刚性固装于所述挤出机本体的机座上，确保机器视觉装置的正常稳定使用；
[0017]所述原料检测管道和质量体积标定装置具体为横截面相同的匀质圆柱体、其横截面内径的半径均为R，降低了计算处理模块的计算难度；
[0018]所述质量体积标定装置的质量为M2，所述质量体积标定装置装满待检测的原料后的质量为M1，所述质量体积标定装置的内腔的高度为H，对应原料的质量体积比η＝(M1
‑
M2)/(πR2*H)；
[0019]所述原料检测管道的透明视窗上标设有高度刻度线，其用于计算处理模块快速准确获取原料的料面高度数值；
[0020]所述视觉检测装置以每秒一次的速率对原料检测管道内的原料进行拍摄并反馈至计算处理模块快速识别出未进行物料补充状态下的单个计时周期内料面的位移量h1，则挤出机的每秒原料消耗率即挤出机产量为：
[0021]P＝πR12*h1*η
ꢀꢀꢀ
单位：公斤/秒
[0022]由于原料检测通道是和质量体积标定装置同样截面规格的圆柱体，以上公式可简化为：
[0023]P＝(M1
‑
M2)*h1/H
ꢀꢀ
单位：公斤/秒；
[0024]所述料斗的下部出口和所述原料检测管道的顶部入口间设置有阀门结构，当原料检测管道的料面达到最大高度、且料斗内仍留有原料时，阀门结构关闭；或料斗内原料已经全部落料至原料检测管道后、阀门结构关闭；在阀门结构关闭后，视觉检测装置重新开始计时进行拍摄原料检测管道的料面高度，计算处理模块重新计算在下料完毕后的单个周期内的原料计量，由于料斗的落料速度快，其不会影响整个原料计量的连续性；
[0025]预先设定在料面低于L刻度时需要进行料斗补充原料，人工或机械在阀门结构关闭状态下降原料补充进入料斗，当料面低于L1刻度时，打开阀门结构进行原料补充，使得原料补充快捷方便，不会影响原料计量的连续性。
[0026]采用上述技术方案后，对于指定的原料，预先将密度标定装置装满待测原料，用秤测量出密度标定装置内的原料质量，计算出原料检测管道内原料的质量体积比，由于原料检测管道安装在挤出机本体和料斗之间，在原料检测管道的水平侧面安装有机器视觉装
置，按照一定的时间间隔对原料检测管道里的原料进行拍照识别，机器视觉装置识别出原料相邻两次拍照时在原料检测管道里的位移，从而计算出单位时间内的原料消耗体积量，结合预先标定的质量体积比，即可计算出原料的实际消耗率，其通过非接触式的视觉测量对原料检测管道内的料面进行周期性高度检测，进而通过外置的计算处理模块快速识别料面高度获得周期性时间内的原料计量数值，避免了称重测量时的力传递引起的误差和测量不连续问题。
附图说明
[0027]图1是本专利技术的结构示意简图；
[0028]图中序号所对应的名称如下：
[0029]挤出机本体1、原料入口端101、机座102、原料检测管道2、透明视窗201、机器视觉装置3、镜头31、质量体积标定装置4、原料5、料斗6、计算机7、计算处理模块71、支架8、阀门结构9。
具体实施方式
[0030]基于机器视觉的挤出机原料计量装置，见图1：其包括挤出机本体1、原料检测管道2、机器视觉装置3、料斗6；
[0031]挤出机本体1用于进行挤出生产，挤出机本体1设置有原料入口端101；
[0032]原料检测管道2用于进行原料高度方本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于机器视觉的挤出机原料计量装置，其特征在于：其包括挤出机本体、原料检测管道、机器视觉装置、料斗；所述挤出机本体用于进行挤出生产，所述挤出机本体设置有原料入口端；所述原料检测管道用于进行原料高度方向数据分析，所述原料检测管道垂直向布置、且所述原料检测管道的下部出口端固接于所述原料入口端；所述料斗用于补料作业，所述料斗的下部出口连通所述原料检测管道的顶部入口；所述原料检测管道的一侧的高度方向设置有透明视窗，所述机器视觉装置位置固定、且位于所述透明视窗的外侧布置，所述机器视觉装置的镜头朝向透明视窗布置、且覆盖整个透明视窗的高度面域；其还包括有质量体积标定装置，预先将质量体积标定装置装满原料，用秤测量出所装满的原料的质量，并由此计算出此原料的质量体积比；其还包括有用于接收机器视觉装置拍摄图像的计算处理模块，所述计算处理模块集成于计算机内，所述计算处理模块用于快速识别原料在原料检测管道内的高度、且提取之前所拍摄的图片的高度，然后通过高度位移差获取两张图片间隔时间内的原料体积差值，然后结合对应原料的质量体积比计算获得挤出机在此时间内的原料消耗量。2.如权利要求1所述的基于机器视觉的挤出机原料计量装置，其特征在于：机器视觉装置通过无线或有线的连接方式连接所述计算机的计算处理模块，所述计算机的显示界面实时显示单位间隔时间内的原料消耗量，一旦出现原料消耗量的容差值大于设定数值、及时发出声光电报警。3.如权利要求1所述的基于机器视觉的挤出机原料计量装置，其特征在于：所述机器视觉装置通过支架刚性固装于所述挤出机本体的机座上。4.如权利要求1所述的基于机器视觉的挤出机原料计量装置，其特征在于：所述原料检测管道和质量体积标定装置具体为横截面相同的匀质圆柱体、其横截面内径的半径均为R。5.如权利要求1所述的基于机器视觉的挤出机原料计量装置，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，
申请(专利权)人：苏州市多玛机械科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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