[00652064]基于机器视觉的浇注机自动控制系统

一、主要技术内容：调研国内外已有浇注机控制系统，找到它们的优缺点，以此为基础，改造了原有的倾转式浇注系统的结构。设计制作了基于可编程控制器(PLC)的电气控制电路并设计编写可编程控制器(PLC)电气控制程序，对浇注机可进行相应的逻辑控制。选择了ARM微处理器，以及图像传感器及相应的外围电路，购买了ARM开发板，搭建了基于ARM的机器视觉系统的硬件电路。设计编写了ARM嵌入式平台的机器视觉方面的钢水浇注液位测量的图像采集、图像处理、模式识别的程序；并且加入自适应算法，在外界光线明暗变化的时候，让装置自动调节。设计编写了可编程控制器(PLC)与ARM嵌入式系统的通信程序。样机制作完成，做实验完成了参数的读取，确定了相应参数的精度。 具体解决的关键问题及取得的进展： (1)通过ARM技术的运用，来实现图像信息的采集，以及图像信息的嵌入式处理，从而来控制模具的自动识别和定位，从而实现通过机器眼来实时跟踪观察液面位置，由机器眼代替人眼来确定钢水液位高度的变化。 (2)设计了浇注机的硬件系统，通过PLC以及变频器来控制整个浇注机。该浇注机硬件主要由孕育剂给料机、卷扬机、倒铁水槽、浇包、上行车、下行车、底座、电控系统等几个重要部分组成。 (3)在可视化方面，设计了触摸屏人机界面，开发了浇注状态界面、参数设置界面、模板设定、浇注数量记录等界面，实现了数据的实时显示、数据存储与网络通信等功能。 (4)在软件算法方面，在外界光线明暗变化的时候，图像采集传感器采集回来的数据大不相同，为了克服这一技术难题，最后加入大津算法来自适应调控图像处理时的阈值，让装置自动调节。实现了在不同光线下准确把控铁水液位高度，满足了设计性能指标。 二、技术经济指标： 1.浇注铸件的合格率为98％，超过预期96％合格率。2.效率提高100％，完成预期指标。3.浇注准确度98％，完成预期指标。4.拥有触摸屏操控界面，完成预期要求。5.浇注程序参数可记忆存储，完成预期要求。 三、项目实施的效果：浇注机加满铁水后，在自动浇注生产线上配合砂型成型机，连续浇注50个铸件，浇注完后检测浇注的准确度、铸件的合格率，以及浇注机的浇注效率，这三个指标与该厂普通的浇注机的检测值进行比较计算，测试的数据如下所示： (1)试验验证该项目所完成的基于机器视觉的浇注系统，浇注铸件的合格率高达98％，高于项目组预期的96％。 (2)浇注铸件的准确度也高达98％，很少出现浇注液位高度不达标的状况，更很少出现铁水大量溢出的状况。 (3)通过试验对比，基于机器视觉的浇注速度很快，效率是人工浇注的3倍，是自动倾转式浇注机效率的2倍。 四、应用推广及效益情况：项目开发完成后，在邢台市区及周边区域进行应用，主要应用在电气设备销售公司及中小型冶金钢铁企业、模具企业中。