基于arm的注塑机模具监视装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工业自动化领域中注塑机行业，是一种注塑机生产过程中对模具的智能监视装置。
【背景技术】
[0002]近年来随着塑料制品应用领域的不断扩大，全球对注塑机的需求呈现了持续大幅攀升的趋势。为了对注塑机生产过程中模具存在的残留、滑块错位、脱模不良等异常情况进行实时监控以实现对模具的自动保护，模具保护器被大量引入注塑行业中。这种基于图像处理技术的监控系统极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员的劳动强度。但是，目前的模具保护器还存在成本较高、操作复杂、漏检、误检率高等缺点，主要表现在以下两个方面。
[0003]从硬件角度而言，现有的模具保护器普遍选择工控机作为主控单元，而工控机一般都没有数字1接口，为了与注塑机交互控制信号，必须对标准的工控机进行改造，增加1扩展接口 ；另外，工控机也没有标准的模拟相机接口，必须增加图像采集卡或者直接与数字相机相连接。因此，整个系统硬件成本比较高，系统可扩展性也较差。
[0004]另一方面，从软件角度而言，目前引入的模具保护器功能都比较单一，模具保护装置内部的图像处理算法简单，智能化程度相对较低，导致需要复杂的人工操作和经验来保证其结果的正确性。例如，运行前的样本学习，报错后的经验学习，多模板的选择，检测区域及一些参数的人工选择问题等。这些都极大地依赖于现场的环境和操作人员的经验。同时，针对模具归位不准、机械振动造成的图像偏差问题。厦门大学的詹长明采用了基于灰度的模板匹配方法来解决。但光照变化会造成不同灰度属性或对比度差异，因此基于灰度的匹配算法对于光照变化往往缺乏鲁棒性。浙江大学的毛峰等人则利用小波分析方法解决几何偏差的问题，通过图像数据散布图分析解决光照变化带来的影响，取得了较好的效果，但算法的实时性有待进一步提高。因此，该实用新型采用一种基于局部二元模式(Local BinaryPattern, LBP)特征的异常模具检测方法。它高效地解决了光照变化引起的系统误检，也十分符合系统的实时性要求。
[0005]中国专利也公开了一些模具保护的装置和方法。如授权公开号为CN102152457A的实用新型公开了一种基于直方图的匹配的嵌入式模具保护装置，根据两张直方图的差异来判断是否存在未脱模的制品。该实用新型通过直方图的匹配检测出不同图像显著的边缘和颜色的统计变化，达到报警的目的。但该实用新型还存在以下问题:在开模到位后，机械手抓取产品前，缺少对动模上产品质量的一次检测；光照变化会造成不同灰度属性或对比度差异，因此灰度直方图匹配算法对于光照变化往往缺乏鲁棒性。再如授权公开号为CN102363354A的实用新型公开了一种基于机械视觉的注塑机模具保护系统和方法。利用红外相机判断产品是否合格，落料后再次对模具进行拍摄，判断是否落料成功，并给出检测结果。该实用新型同样存在以下问题:说明书中没有考虑机械震动对检测的影响，缺乏关键合理的图像处理算法描述。授权公开号为CN102303397A的实用新型公开了用于模具成型机的模具图像监视方法及装置，该实用新型将摄取的图片存储在临时储存单元并与大量的基准图像相比较，进行判断，如果出现误判，将该图片添加到相应的存储单元中，最终达到模具的保护作用。该实用新型同样也存在以下问题:模具保护装置内部的图像处理算法简单，智能化程度相对较低，需要通过经验学习获取大量基准图片，才能保证检测结果的正确性。而经验学习极大地依赖于现场的环境和操作人员的经验；算法通用性及对环境变化的鲁棒性较差；随着样本图片的增加，图片所需的存储空间和检测算法所需的时间都随之增加。
【实用新型内容】
[0006]为了克服已有注塑机模具监视装置的体积较大、操作复杂、通用性差的不足，本实用新型提供一种体积小、低成本、操作方便、功耗小、高性能的基于ARM的注塑机模具监视
目.ο
[0007]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0008]一种基于ARM的注塑机模具监视装置，所述注塑机上安装用以检测注塑机安全门状态和处于开模到位、顶针到位工作状态的位置传感器，所述监视装置包括ARM核心控制板、红外摄像机、红外光源、信号转接板和人机交互单元，所述注塑机位于所述红外摄像机的视觉范围内，红外光源环绕于所述红外摄像机的镜头的周围；所述红外光源的照射方向对准所述注塑机，所述位置传感器与所述信号转接板连接，所述红外摄像机、信号转接板均与ARM核心控制板连接，所述ARM核心控制板采用叠加式架构，通过上下两个总线插槽将ARM最小系统板和外扩板衔接起来，所述外扩板包括视频图像输入模块、视频图像输出模块和存储管理模块，所述红外摄像机与所述视频图像输入模块连接，所述视频图像输出模块与所述人机交互单元连接。
[0009]进一步，所述视频图像输入模块设有USB接口，所述人机交互单元包括IXD液晶显示屏和备用键盘，所述视频图像输出模块与所述LCD液晶显示屏连接。
[0010]所述信号转接板为用以实现注塑机与ARM核心控制板之间信号输入输出的3.3?24V电平转换的光耦。
[0011]本实用新型的有益效果主要表现在:整个系统采用模块化的设计思维，模块间组装便捷，掉电后能够直接插拔各个接口 ；系统提供设定单个区域任意面积大小形状以及数量小于等于255的检测区域，适用各种复杂环境下的不同形状模具，适应性强。核心控制板采用叠加式架构，通过上下两个总线插槽将ARM系统板和外设扩展电路板在机械以及电气上连接起来，有效的减少控制板系统的面积；最小系统板采用高性能的ARM处理器，保证系统异常判定的单次处理时间不超过0.4秒；此外系统提供丰富的可供扩展的通用1接口，通过光耦连接完成与注塑机之间的电平转换；特定波长的红外光源以及对应的红外摄像机，可以削弱工作场地的光照变化对异常检测准确性的干扰；友好的人机交互界面，界面简洁，配合系统的示教功能使得操作更为直观，对普通工人无特殊要求，实现短时间熟练操作的效果。同时异常检测的结果以及经过H.264压缩编码后视频图像通过太网口输出到远端主机，由其存储视频以及远程的实时监控；外扩DDR3和FLASH可以存储大量图像数据和执行代码。标准的USB输入接口，对摄像机的通用性强。
【附图说明】
[0012]图1是模具监测装置的架构框图。
[0013]图2是ARM核心控制板的原理图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
[0015]参照图1和图2，