玻璃料重检测系统及检测方法与流程

本发明涉及玻璃制造自动化控制，具体涉及一种玻璃料重检测系统及检测方法。

背景技术：

1、在玻璃器皿的自动化生产线上，玻璃料滴的重量和形状决定了最终制品的质量。常规的料滴形成装置通常包括出料机构、柱塞机构以及剪料机构。熔融玻璃在柱塞机构的推动下从出料机构的圆形孔中挤出，随后由剪料机构将其切断形成下落的料滴。

2、但是受到环境温度、玻璃熔液自身温度等的影响，每次下落的料滴重量不完全相同，影响后续的玻璃制品的生产。因此，如何方便、准确地检测料滴的重量，并实时调整出料机构的挤出速度，成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、为了方便检测料滴的重量以调整出料机构的挤出速度，本技术提供玻璃料重检测系统及检测方法。

2、本技术提供的玻璃料重检测系统及检测方法，采用如下的技术方案：

3、玻璃料重检测系统，其特征在于，包括：

4、出料机构，用于向下方挤出玻璃料液；

5、剪料机构，设置在所述出料机构的侧方，用于在所述玻璃料液流出预设时间后将其剪断，以形成下落的料滴；

6、摄像机，设置在所述出料机构的侧方，用于对料滴进行图像采集；

7、控制分析装置，分别与所述出料机构、所述剪料机构及所述摄像机通信连接，并根据所述第一图像调整出料机构滴落的料滴大小。

8、通过采用上述技术方案，通过摄像机实时获取料滴图像，并由控制分析装置计算其重量，从而方便测量料滴重量。控制分析装置根据重量偏差自动地调整出料机构的出料速度，从而保障了出料的均匀性，提高了最终玻璃制品的质量稳定性。

9、可选的，所述摄像机内置有频闪光源，所述频闪光源与所述控制分析装置电连接；所述控制分析装置在所述剪料机构执行剪断动作后，触发所述频闪光源进行闪光，并同步触发所述摄像机进行图像采集。

10、通过采用上述技术方案，料滴下落速度快，普通光源下成像易产生拖影和模糊。频闪光源能够提供高强度光照，与摄像机进行同步触发，相当于冻结了高速运动的料滴，从而获得轮廓清晰、细节分明的高质量图像，为后续的精确重量计算提供了可靠的数据基础。

11、可选的，还包括激光测距传感器，所述激光测距传感器设置于出料机构的一侧，所述激光测距传感器用于检测玻璃熔液下落遮挡激光的时间点。

12、通过采用上述技术方案， 摄像机采用高频模式和低频模式两种拍摄模式，摄像机在低频模式时降低摄像机的拍摄频率，延长其使用寿命并减少系统数据处理负担。激光测距传感器作为低成本、高响应的监控手段，在低频模式下持续监测料滴下落速度。控制分析装置根据时间点控制摄像机进入高频模式或低频模式，从而实现了检测效率与系统成本的优化平衡。

13、可选的，所述激光测距传感器固定安装于摄像机，所述激光测距传感器用于检测与预设参照物之间的距离，所述控制分析装置根据所述激光测距传感器检测的距离变化，判断所述摄像机是否发生倾斜。

14、通过采用上述技术方案，在摄像机倾斜后，激光测距传感器会随摄像机倾斜。控制分析装置根据激光测距传感器检测的距离变化，从而判断摄像机是否倾斜，方便及时通知工作人员对摄像机进行调整。

15、玻璃料重检测方法，所述方法包括以下步骤：

16、控制剪料机构将玻璃料液剪断形成料滴，并通过摄像机采集下落料滴获取第一图像；

17、根据所述第一图像获取料滴的最终重量；

18、根据所述最终重量与预设目标重量比较调整出料机构的出料速度。

19、通过采用上述技术方案，将图像采集、数据处理和执行机构控制有机结合，实现了从检测到反馈调节的全自动化，减少了人工干预，提高了生产效率和产品一致性。

20、可选的，根据所述第一图像获取料滴的最终重量的具体过程包括：

21、对所述第一图像进行预处理与边缘提取，识别出料滴的形态；

22、提取所述料滴形态的长度、颈部直径和料滴头部的轮廓特征参数；

23、将所述轮廓特征参数输入预先建立的流体体积预测模型，计算出料滴的体积；

24、结合预设的玻璃料液密度，将所述料滴的体积换算获取最终重量。

25、通过采用上述技术方案，相比于直接通过二维图像面积估算重量，本方法通过提取料滴的多个关键轮廓特征参数，并输入到流体体积预测模型中，能够更精确地重构出料滴的三维形态并计算其体积。结合已知的玻璃密度，可以显著提高最终重量计算的准确性。

26、可选的，还包括：

27、计算预设的时间窗口内出料速度调整幅度的绝对值均值获取平均幅度；

28、当所述平均幅度大于第一幅度阈值时，控制所述摄像机进入高频模式，所述高频模式为所述摄像机在剪料机构每次剪断玻璃熔液后拍摄；

29、当所述平均幅度小于或等于第二幅度阈值时，控制所述摄像机进入低频模式，所述低频模式为所述摄像机在剪料机构每n次剪断玻璃熔液后拍摄，其中n为大于1的整数；

30、当所述平均幅度小于等于第一幅度阈值且大于第二幅度阈值时，保持拍摄模式不变。

31、通过采用上述技术方案，出料速度调整幅度的大小直接反映了生产过程的稳定性。当调整频繁且幅度大时，说明系统不稳定，自动切换到高频模式进行严密监控；当调整平缓时，说明系统稳定，切换到低频模式以节约资源。

32、可选的，在进入低频模式后，还包括：

33、获取所述激光测距传感器检测玻璃熔液下落遮挡激光的时间点；

34、计算从剪断信号发出到激光被遮挡获取检测时间；

35、判断所述检测时间是否处于预设的时间范围内，若是，则保持低频模式；若否，则判定为出料速度异常，并控制所述摄像机进入高频模式。

36、通过采用上述技术方案，在低频模式下增加了一道安全监控。通过计算料滴从剪断到下落至激光测距传感器位置的时间，可以间接判断出料机构的出料速度。如果时间异常，说明料滴重量可能已发生较大变化，摄像机从低频模式变成高频模式，从而确保异常情况能被及时发现和处理。

37、可选的，还包括：

38、记录摄像机水平未倾斜时的初始距离，以及使用过程中检测到的检测距离；

39、根据初始距离与检测距离获取倾斜角度；

40、根据所述倾斜角度和料滴的目标重量，在预先建立的误差修正模型中查询对应的补偿值；

41、在根据所述最终重量与预设目标重量比较调整出料机构的出料速度时，引入所述补偿值进行修正。

42、通过采用上述技术方案，因设备振动和热胀冷缩等原因导致摄像机发生倾斜而影响测量精度的问题。通过激光测距传感器实时监测倾斜角度，并利用预存的误差修正模型中查询补偿值进行修正，使得系统在摄像机发生轻微倾斜时无需立即停机进行物理校准，保证了生产的连续性，同时维持了检测精度。

43、可选的，所述误差修正模型的构建方法包括：

44、将摄像机调整到不同的倾斜角度，并在每个角度下，对不同目标重量的料滴进行测量获取实验重量；

45、称量料滴获取实验重量；

46、根据实验重量和目标重量之间的差值获取补偿值；

47、通过倾斜角度、实验重量和补偿值形成误差修正模型。

48、通过采用上述技术方案，可构建包含倾斜角度、实验重量和补偿值的误差修正模型，以便根据该误差修正模型，在摄像机发生倾斜时利用查询得到的补偿值对出料机构出料速度调整进行修正，保证生产连续性及检测精度。

49、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

50、通过摄像机拍摄料滴形成第一图像，控制分析装置根据第一图像结合流体体积预测模型，从而实现非接触式地计算料滴重量，并根据最终重量与预设目标重量的偏差自动调整出料速度，从而保障了出料均匀性；

51、通过摄像机在高频模式和低频模式的切换及激光测距传感器的辅助监测，在保证检测精度的同时降低了系统处理负荷，并能及时捕捉异常情况；

52、通过激光测距传感器监测摄像机倾斜角度并进行补偿，使得系统在摄像机轻微倾斜时无需立即停机调整，提高了生产的连续性和稳定性。