挤出吹塑中型坯直径与壁厚在线检测的研究

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1、摘要摘要挤出吹塑成型是一种生产塑料容器的加工过程，型坯的成型是挤出吹塑中一个相当重要的阶段。型坯成型对吹塑制品的性能与成本均有很大影响，若能在这个阶段在线检测出型坯吹胀前的尺寸，则可用最少的原料消耗获得所要求的制品性能。目前，型坯壁厚的控制是根据型坯在长度方向上的位置查表得出厚度设定值，并不能形成闭环控制，而且要经过不断地尝试才能获得满意的设定值。为了实现型坯壁厚的闭环控制，就必须对型坯的直径分布和壁厚分布进行在线测量。本文提出将机器视觉技术及激光测量技术应用到型坯尺寸的非接触测量中，运用数字图像处理技术对采集到的图像进行处理

2、和分析，提取目标的几何特征即型坯的尺寸。型坯直径和壁厚的在线测量分别采用不同的检测方法：型坯直径分布的检测是通过摄像机直接拍摄型坯轮廓图像，运用图像处理和图像分析就能检测出型坯的直径分布；而型坯壁厚分布的检测是通过激光扫描型坯得到的，即用激光束以某一角度入射到型坯壁上，部分光线被型坯的外表面和内表面反射回来，从而形成两束反射光线，利用摄像机拍摄反射光束形成光斑图像，运用图像处理和图像分析方法检测两个光斑中心之间的距离就可以求得型坯壁厚。对采集到的图像数据进行图像预处理(灰度增强、图像平滑)、边缘提取与图像分割(基于边界的分割、

3、基于区域的分割)、图像分析(曲线的跟踪检测和几何特征测量)三个基本阶段得到图像的几何特征，即型坯直径和壁厚信息。本文对各个图像处理阶段中各种常用算法进行比较、分析和改进，提出了适合于型坯图像处理和分析的实用算法和具体处理流程。最终得到的数据表明，基于图像处理的型坯直径非接触测量和激光测厚方法能够客观反映出型坯的尺寸，具有一定的测量精度，为实现型坯壁厚的在线闭环控制迈出了关键的一步。关键词图像处理；激光测厚；挤出吹塑；型坯成型；非接触测量华南理工大学硕士学位论文ABSTRACTExtrusionblowmoldingisapla

4、sticindustrialprocesswhichproduceplasticcontainers，andparisonformationisasignificantstageinextrusionblowmolding．Controlofparisonprofiledimensionson-lineinextrusionblowmoldingisessentialforachievingproductswiththerequiredstrengthcharacteristics，yetmaintainingtheminim

5、umpossibleoverallweight．Presently，tocontroltheparisonwallthicknessatvariouspoints，thedie—gapisvariedduringextrusionaccordingtoapre·programmed，gap—timeprofile．Amajorproblemwithpre—programmingisthatanoperatormustcreatethegap—timeprofilebytrialanderror．Atthesametime，op

6、enloopcontrolhasnofeedbacksignal，soastoaccountforunexpecteddisturbanceenteringthesystem．Inordertorealizeclosedloopcontroloftheparisonthicknessprofile，wemustmeasuretheparisondiameterandthicknessdistributionson—line．Inthispaper，wepresentanewmethodthatappliedatechnolog

7、yofmachinevisionandlasertononcontactmeasurementoftheparisondimension，andappliedthetheoryofdigitalimageprocessingtoanalyzetheparisonimageinwhichcollectedbyCCDcameraanddetecttheparisondimension．Weusedifferenttechniquetomeasuretheparisondiameterandthicknessdistribution

8、son—line．Ontheonehand，themeasurementofparisondiameterdistributionsisbyanalyzingthebinaryimageinwhichapptieddigitalimageprocessingtoperform