[发明专利]基于图像检测的自动浇注系统及浇口杯液位识别方法

说明书

技术领域

本发明属于铸造工艺技术领域，尤其涉及一种利用机器视觉的方式，基于图像采集处理识别、决策判断的自动浇注系统及浇口杯液位识别方法。

背景技术

目前，传统铸造、熔炼行业中的铸造浇注大致有以下几种：1、采取两人抬包，浇包大概能装50-100公斤钢水，浇包边上用两根棒子固定，通过2个人手抬的方式，将钢水倒进浇注模壳，工作时需要第三人在浇包附近将钢水中的炉渣去除，需要劳动力多，劳动强度大。2、采取行车吊包的方式浇注，浇包一般在200-1000公斤左右，浇注时浇包内盛有钢水，通过行车移动，以达到对准模壳的目的，工作时需要2-3人扶住浇包，以免浇包晃动，1人浇注，1人挡渣，钢水从浇包上边缘的水口倒出，此种浇注方式难以对准模壳浇口，钢水易喷溅，危害工人安全，劳动强度大。3、采取行车吊包的方式浇注，浇包一般情况下大于1000公斤，浇注时浇包内盛有钢水，通过行车移动，以达到对准模壳的目的，工作时需要2-3人扶住浇包，使浇包不会左右晃动，1人浇注，钢水从浇包底部流出，以避免炉渣，对准度较好，但此种浇注方式不适合小件产品，劳动强度大，且很不安全，也不便于实现自动化生产。

无论以上哪种浇注方式，均由于浇注设备本身的特点，工人需抵近高温浇包工作，导致工人长期处于高温、高粉尘的恶劣工作环境中，工人的工作强度非常大并且具有很大的安全风险，除此之外仍有许多零件铸造企业采用人工浇注的方式监控浇口杯中的钢水注入量，同时工人手动控制浇口杯上方浇包塞杆启停运动，这种工作方式存在的缺点为：人工浇注方式工作强度大、操作环境高温危险，且老旧设备更换为全新的自动浇注设备需要投入大量财力物力。

因此针对现有技术存在的不足之处提供一种新的注浇系统，来改变现有技术中的问题。

说明书内容

本发明的目的是为了解决目前铸件浇注过程中工人劳动强度大、操作环境高温危险、产品生产效率不高等问题，提供一种基于图像检测的自动浇注系统。

本发明是通过以下技术方案来实现的：基于图像检测的自动浇注系统，包括：工作单元、手动控制台、外围控制电路、图像采集处理监视单元；

所述工作单元包括浇包、铸件模具、造型机和塞杆；所述造型机用于连续制造所铸零件需要的模具砂型并且可将模具砂型推送到钢水浇包下方，所述铸件模具上设置有浇口杯，所述浇包正上方设置有塞杆，浇包的底部设置有出液口，出液口在浇注过程开始之前对准其下方铸件模具的浇口杯确保在正上方；所述塞杆的上端与外围控制电路相连接，所述造型机的另一端与计算机连接；

所述手动控制台上设置有开启按钮和停止按钮，所述手动控制台的另一端与外围控制电路相连接，所述图像采集处理监视单元包括摄像头和计算机，所述计算机上设置有用于采集图像的图像采集板卡、监视器和I/O接口；所述摄像头放置在距离浇包出液口1.5m-3m处，所述摄像头的另一端通过数据线与计算机相连接；所述计算机的另一端与外围控制电路相连接。

作为一种优选的技术方案，所述摄像头的外面设置有保护罩，避免粉尘进入，保证摄像头正常工作。

基于图像检测的自动浇注系统的浇口杯液位识别方法，包括以下几个步骤：

步骤1：造型机将铸件模具推型到位到浇包正下方，通过计算机上的I/O接口上传一个推型到位信号给计算机；

步骤2：计算机收到该信号后，通过I/O接口向外围控制电路发出浇注开始信号，此时浇包塞杆向上运动，浇注开始；

步骤3：浇注开始后，进行图像采集；采用摄像头采集浇注现场实时工作画面，然后将摄像头采集到实时图像通过图像采集卡传输到计算机中，摄像头为模拟摄像头经过图像采集卡后计算机接收到的为数字图像；

步骤4：图像处理；根据步骤1中采集到的数字图像，以RGB彩色数字图像存储于计算机中，并完成以下几个步骤：

步骤4.1：对RGB彩色图像进行灰度化处理；

RGB彩色图像中的每个像素点均是由红、绿、蓝三种颜色分量混合而成，其中R表示红色分量、G表示绿色分量、B表示蓝色分量，每个颜色分量均用8位二进制位存储，各有256级亮度，用数字0～255表示，灰度图像是指图像中像素点的灰度值均由8位二进制位存储，共有0～255级灰度，当RGB图像中每个像素点的R、G、B三个颜色分量值相等时，显示出来的图像样式为灰度图，根据公式(1)将RGB彩色图像转换成灰度图：

Gray＝0.299R+0.587G+0.114B(1)

其中，Gray表示灰度值，