基于arm的注塑機模具監視裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及工業自動化領域中注塑機行業，是一種注塑機生產過程中對模具的智能監視裝置。
【背景技術】
[0002]近年來隨著塑料制品應用領域的不斷擴大，全球對注塑機的需求呈現了持續大幅攀升的趨勢。為了對注塑機生產過程中模具存在的殘留、滑塊錯位、脫模不良等異常情況進行實時監控以實現對模具的自動保護，模具保護器被大量引入注塑行業中。這種基于圖像處理技術的監控系統極大提高了注塑模具的安全性和工作效率，降低了修模成本和工作人員的勞動強度。但是，目前的模具保護器還存在成本較高、操作復雜、漏檢、誤檢率高等缺點，主要表現在以下兩個方面。
[0003]從硬件角度而言，現有的模具保護器普遍選擇工控機作為主控單元，而工控機一般都沒有數字1接口，為了與注塑機交互控制信號，必須對標準的工控機進行改造，增加1擴展接口 ；另外，工控機也沒有標準的模擬相機接口，必須增加圖像采集卡或者直接與數字相機相連接。因此，整個系統硬件成本比較高，系統可擴展性也較差。
[0004]另一方面，從軟件角度而言，目前引入的模具保護器功能都比較單一，模具保護裝置內部的圖像處理算法簡單，智能化程度相對較低，導致需要復雜的人工操作和經驗來保證其結果的正確性。例如，運行前的樣本學習，報錯后的經驗學習，多模板的選擇，檢測區域及一些參數的人工選擇問題等。這些都極大地依賴于現場的環境和操作人員的經驗。同時，針對模具歸位不準、機械振動造成的圖像偏差問題。廈門大學的詹長明采用了基于灰度的模板匹配方法來解決。但光照變化會造成不同灰度屬性或對比度差異，因此基于灰度的匹配算法對于光照變化往往缺乏魯棒性。浙江大學的毛峰等人則利用小波分析方法解決幾何偏差的問題，通過圖像數據散布圖分析解決光照變化帶來的影響，取得了較好的效果，但算法的實時性有待進一步提高。因此，該實用新型采用一種基于局部二元模式(Local BinaryPattern, LBP)特征的異常模具檢測方法。它高效地解決了光照變化引起的系統誤檢，也十分符合系統的實時性要求。
[0005]中國專利也公開了一些模具保護的裝置和方法。如授權公開號為CN102152457A的實用新型公開了一種基于直方圖的匹配的嵌入式模具保護裝置，根據兩張直方圖的差異來判斷是否存在未脫模的制品。該實用新型通過直方圖的匹配檢測出不同圖像顯著的邊緣和顏色的統計變化，達到報警的目的。但該實用新型還存在以下問題:在開模到位后，機械手抓取產品前，缺少對動模上產品質量的一次檢測；光照變化會造成不同灰度屬性或對比度差異，因此灰度直方圖匹配算法對于光照變化往往缺乏魯棒性。再如授權公開號為CN102363354A的實用新型公開了一種基于機械視覺的注塑機模具保護系統和方法。利用紅外相機判斷產品是否合格，落料后再次對模具進行拍攝，判斷是否落料成功，并給出檢測結果。該實用新型同樣存在以下問題:說明書中沒有考慮機械震動對檢測的影響，缺乏關鍵合理的圖像處理算法描述。授權公開號為CN102303397A的實用新型公開了用于模具成型機的模具圖像監視方法及裝置，該實用新型將攝取的圖片存儲在臨時儲存單元并與大量的基準圖像相比較，進行判斷，如果出現誤判，將該圖片添加到相應的存儲單元中，最終達到模具的保護作用。該實用新型同樣也存在以下問題:模具保護裝置內部的圖像處理算法簡單，智能化程度相對較低，需要通過經驗學習獲取大量基準圖片，才能保證檢測結果的正確性。而經驗學習極大地依賴于現場的環境和操作人員的經驗；算法通用性及對環境變化的魯棒性較差；隨著樣本圖片的增加，圖片所需的存儲空間和檢測算法所需的時間都隨之增加。
【實用新型內容】
[0006]為了克服已有注塑機模具監視裝置的體積較大、操作復雜、通用性差的不足，本實用新型提供一種體積小、低成本、操作方便、功耗小、高性能的基于ARM的注塑機模具監視
目.ο
[0007]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0008]一種基于ARM的注塑機模具監視裝置，所述注塑機上安裝用以檢測注塑機安全門狀態和處于開模到位、頂針到位工作狀態的位置傳感器，所述監視裝置包括ARM核心控制板、紅外攝像機、紅外光源、信號轉接板和人機交互單元，所述注塑機位于所述紅外攝像機的視覺范圍內，紅外光源環繞于所述紅外攝像機的鏡頭的周圍；所述紅外光源的照射方向對準所述注塑機，所述位置傳感器與所述信號轉接板連接，所述紅外攝像機、信號轉接板均與ARM核心控制板連接，所述ARM核心控制板采用疊加式架構，通過上下兩個總線插槽將ARM最小系統板和外擴板銜接起來，所述外擴板包括視頻圖像輸入模塊、視頻圖像輸出模塊和存儲管理模塊，所述紅外攝像機與所述視頻圖像輸入模塊連接，所述視頻圖像輸出模塊與所述人機交互單元連接。
[0009]進一步，所述視頻圖像輸入模塊設有USB接口，所述人機交互單元包括IXD液晶顯示屏和備用鍵盤，所述視頻圖像輸出模塊與所述LCD液晶顯示屏連接。
[0010]所述信號轉接板為用以實現注塑機與ARM核心控制板之間信號輸入輸出的3.3?24V電平轉換的光耦。
[0011]本實用新型的有益效果主要表現在:整個系統采用模塊化的設計思維，模塊間組裝便捷，掉電后能夠直接插拔各個接口 ；系統提供設定單個區域任意面積大小形狀以及數量小于等于255的檢測區域，適用各種復雜環境下的不同形狀模具，適應性強。核心控制板采用疊加式架構，通過上下兩個總線插槽將ARM系統板和外設擴展電路板在機械以及電氣上連接起來，有效的減少控制板系統的面積；最小系統板采用高性能的ARM處理器，保證系統異常判定的單次處理時間不超過0.4秒；此外系統提供豐富的可供擴展的通用1接口，通過光耦連接完成與注塑機之間的電平轉換；特定波長的紅外光源以及對應的紅外攝像機，可以削弱工作場地的光照變化對異常檢測準確性的干擾；友好的人機交互界面，界面簡潔，配合系統的示教功能使得操作更為直觀，對普通工人無特殊要求，實現短時間熟練操作的效果。同時異常檢測的結果以及經過H.264壓縮編碼后視頻圖像通過太網口輸出到遠端主機，由其存儲視頻以及遠程的實時監控；外擴DDR3和FLASH可以存儲大量圖像數據和執行代碼。標準的USB輸入接口，對攝像機的通用性強。
【附圖說明】
[0012]圖1是模具監測裝置的架構框圖。
[0013]圖2是ARM核心控制板的原理圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本實用新型作進一步描述。
[0015]參照圖1和圖2，