一种基于图像采集的自动注料装置及方法与流程

本发明属于复合材料拉挤成型技术领域，具体涉及一种基于图像采集的自动注料装置及方法。

背景技术：

拉挤成型工艺是将浸透过料液的连续玻璃纤维纱及织物等，在牵引力的作用下，通过等截面的模具加热固化拉挤成型，连续不断的生产出长度不限的制品。

在拉挤的过程中，注料泵一直处于恒定的工作状态，将物料不间断的注入注料盒内。然而，注料盒内的物料量无法得到很好的控制，容易出现溢料或缺料的现象。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种基于图像采集的自动注料装置及方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于图像采集的自动注料装置包括：

注料信息输入设备，用于输入注料信息；

图像采集摄像头，图像采集摄像头设置于注料盒观测口的上方，用于对注料盒内的物料液面进行监测；

注料控制器，注料控制器的输入端分别与注料信息输入设备和图像采集摄像头电连接，其输出端与注料泵电连接，用于控制注料泵对注料盒的注料量。

本发明一种基于图像采集的自动注料装置首先利用注料信息输入设备输入注料信息，注料控制器根据注料信息，得到初始注料量。再利用图像采集摄像头对注料盒内的物料液面进行实时的监控，对注料量进行微调，保证注料不会过多和过少，实现自动注料。

在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：

作为优选的方案，注料盒与振动驱动装置传动连接，且振动驱动装置与注料控制器电连接。

采用上述优选的方案，注料盒内穿设有多条纤维纱，纤维纱上可能粘有物料液，对监测造成影响，而在图像采集摄像头拍摄前，利用振动驱动装置驱动注料盒进行振动，使得纤维纱上的物料液掉落。

作为优选的方案，在注料盒的外侧设有呈倒“冂”字形的振动盒，振动盒与振动驱动装置传动连接，振动盒的底壁的厚度大于振动盒侧壁的厚度。

采用上述优选的方案，侧壁的振动强度大于底壁的振动强度，振动效果好。

作为优选的方案，在注料盒观测口的上方设有观测筒，在观测筒的上部设有一圈内延伸部，在内延伸部上设有吹气管，且在观测筒的内壁上设有吹气口，吹气口和吹气管与吹气设备连接，吹气设备与注料控制器电连接。

采用上述优选的方案，防止注料盒内的物料从观测口飞溅。

作为优选的方案，吹气口吹出的气体速率大于吹气管吹出的气体速率。

采用上述优选的方案，观测筒内的气流更平稳，不会对注料盒内的物料液面造成影响。

作为优选的方案，吹气管与内延伸部转动连接。

采用上述优选的方案，便于调节吹气角度。

采用上述优选的方案，形成气帘，防止观测口上沾有物料，影响监测。

作为优选的方案，在注料盒的内壁上设有注料限位组件，注料限位组件包括：限位空管、设置于限位空管内壁的接触式传感器以及设置于限位空管底部的吹气口，吹气口与吹气设备连接，吹气设备和接触式传感器与注料控制器电连接。

采用上述优选的方案，实现良好的限位操作，防止激光测距传感器1失灵时，注料盒内的物料过多或过少。

作为优选的方案，注料信息输入设备为以下一种或多种设备：麦克风、键盘、pad、手机、笔记本。

采用上述优选的方案，可采用多种方式进行注料信息的输入。

一种基于图像采集的自动注料方法，利用基于图像采集的自动注料装置进行注料，具体包括以下步骤：

1)通过注料信息输入设备用于输入注料信息，注料信息为型材的截面积以及拉挤的速度；

2)注料控制器根据注料信息，得到初始注料量a；

3)注料控制器控制注料泵对注料盒进行注料，注料量为a；

4)图像采集摄像头对注料盒观测口进行拍照；

当图像中，物料的面积在观察口的占比低于设定值时，则注料控制器控制注料泵对注料盒进行加料，注料量为a+δa；

当图像中，物料的面积在观察口的占比高于设定值时，则注料控制器控制注料泵对注料盒进行减料，注料量为a-δa。

本发明一种基于图像采集的自动注料方法步骤简单，可以有效进行自动注料。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种基于图像采集的自动注料装置的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的一种基于图像采集的自动注料装置的俯视图。

图3为本发明实施例提供的振动盒的结构示意图。

图4为本发明实施例提供的观测筒的结构示意图。

图5为本发明实施例提供的吹气组件的结构示意图。

图6为本发明实施例提供的注料盒内部结构示意图。

图7为本发明实施例提供的第一注料限位组件的结构示意图。

其中：1、激光测距传感器1，2、注料盒，3、振动盒，4、观测筒，41、内延伸部，42、吹气管，43、吹气口，5、吹气组件，51、吹气板，52、吹气管，6、第一注料限位组件，61、限位空管，62、接触式传感器，63、吹气口，7、第二注料限位组件，71、限位空管，72、接触式传感器，73、吹气口。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。

为了达到本发明的目的，一种基于图像采集的自动注料装置及方法的其中一些实施例中，如图1和2所示，一种基于图像采集的自动注料装置包括：

注料信息输入设备，用于输入注料信息；

图像采集摄像头，图像采集摄像头设置于注料盒2观测口的上方，用于对注料盒2内的物料液面进行监测；

注料控制器，注料控制器的输入端分别与注料信息输入设备和图像采集摄像头电连接，其输出端与注料泵电连接，用于控制注料泵对注料盒2的注料量。

一种基于图像采集的自动注料方法，利用基于图像采集的自动注料装置进行注料，具体包括以下步骤：

1)通过注料信息输入设备用于输入注料信息，注料信息为型材的截面积以及拉挤的速度；

2)注料控制器根据注料信息，得到初始注料量a；

a＝s*v*k；

其中：a为初始注料量(单位：克/分钟)，s为型材截面积(单位：平方毫米)，v为拉挤速度(单位：米/分钟)，k为常数；

3)注料控制器控制注料泵对注料盒2进行注料，注料量为a；

4)图像采集摄像头对注料盒2观测口进行拍照；

当图像中，物料的面积在观察口的占比低于设定值时，则注料控制器控制注料泵对注料盒2进行加料，注料量为a+δa；

当图像中，物料的面积在观察口的占比高于设定值时，则注料控制器控制注料泵对注料盒2进行减料，注料量为a-δa。

本发明一种基于图像采集的自动注料装置首先利用注料信息输入设备输入注料信息，注料控制器根据注料信息，得到初始注料量。再利用图像采集摄像头对注料盒2内的物料液面进行实时的监控，对注料量进行微调，保证注料不会过多和过少，实现自动注料。

本发明一种基于图像采集的自动注料方法步骤简单，可以有效进行自动注料。

为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，注料盒2与振动驱动装置传动连接，且振动驱动装置与注料控制器电连接。

采用上述优选的方案，注料盒2内穿设有多条纤维纱，纤维纱上可能粘有物料液，对监测造成影响，而在图像采集摄像头拍摄前，利用振动驱动装置驱动注料盒2进行振动，使得纤维纱上的物料液掉落。

如图3所示，为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，在注料盒2的外侧设有呈倒“冂”字形的振动盒3，振动盒3与振动驱动装置传动连接，振动盒3的底壁的厚度大于振动盒3侧壁的厚度。

采用上述优选的方案，侧壁的振动强度大于底壁的振动强度，振动效果好。

如图4所示，为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，在注料盒2观测口的上方设有观测筒4，在观测筒4的上部设有一圈内延伸部41，在内延伸部41上设有吹气管42，且在观测筒4的内壁上设有吹气口43，吹气口43和吹气管42与吹气设备连接，吹气设备与注料控制器电连接。

采用上述优选的方案，防止注料盒2内的物料从观测口飞溅。

为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，吹气口43吹出的气体速率大于吹气管42吹出的气体速率。

采用上述优选的方案，观测筒4内的气流更平稳，不会对注料盒2内的物料液面造成影响。

进一步，吹气管42与内延伸部41转动连接。

如图5所示，为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，在注料盒观测口的上方设有吹气组件5，吹气组件5包括：吹气板51和吹气管52，吹气管52设置于吹气板51上，且与吹气板51转动连接，吹气管52与吹气设备连接，吹气设备与注料控制器电连接。

采用上述优选的方案，形成气帘，防止观测口上沾有物料，影响监测。

如图6和7所示，为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，在注料盒2的内壁上设有第一注料限位组件6和第二限位组件7，第一注料限位组件6包括：限位空管61、设置于限位空管61内壁的接触式传感器62以及设置于限位空管61底部的吹气口63，第二注料限位组件7包括：限位空管71、设置于限位空管71内壁的接触式传感器72以及设置于限位空管71底部的吹气口73，吹气口63和吹气口73与吹气设备连接，吹气设备、接触式传感器62和接触式传感器72与注料控制器电连接。

采用上述优选的方案，实现良好的限位操作，防止激光测距传感器1失灵时，注料盒2内的物料过多或过少。

当第一注料限位组件6的限位空管81内填充有物料时，该限位空管61底部吹气口63已经无法将其内部物料吹出，则该限位空管61内的接触式传感器62检测其物料超过额定量，发送危险信息给注料控制器，通知其工作人员进行检修。

当第二注料限位组件7的限位空管71内没有物料时，该限位空管71底部吹气口73将其内部残留的物料吹出，则该限位空管71内的接触式传感器72检测其物料少于额定量，发送危险信息给注料控制器，通知其工作人员进行检修。

为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，注料信息输入设备为以下一种或多种设备：麦克风、键盘、pad、手机、笔记本。

采用上述优选的方案，可采用多种方式进行注料信息的输入。对于本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。