基于机器视觉的全程可视化挤出熔融理论研究.pdf

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1、第38卷第4期塑料工业2010年4月CHINAPLASTICSINDUSTRY基于机器视觉的全程可视化挤出熔融理论研究文生平，贺华艳，麦国铭(华南理T大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心聚合物成型加丁工程教育部重点实验室，广东广州510640)摘要：为了研究物料在挤出熔融过程中的物态变化，建立机器视觉系统对全程透明料筒挤出过程进行可视化观察并采集熔融图像，采用LabVIEW软件处理分析图像得到螺杆内物料的固相分布函数图。通过对比经典Tadmor熔融理论的数学模型，取得了满意的研究结果。关键词：机器视觉；全程可视化挤出；图像处理；固相分布函数中图分类号：TQ320．66

2、3文献标识码：A文章编号：1005～5770(2010)04—0041—04StudyonMeltingTheoryinVisualizationExtrusionBasedonMachineVisionSystemWENSheng’ping，HEHua—yan，MAIGuo—ming(NationalEngineeringResearchCenterofNovelEquipmentforPolymerProcessing，KeyLaboratoryofPolymerProcessingEngineering，MinistryofEducation，SouthChina

3、UniversityofTechnology，Guangzhou510640，China)Abstract：Inordertostudythematerialphysicalstatechangesinthemeltingextrusionprocess，ama—chinevisionsystemwasbuilttostudythevisibleobservationandcollectedthemeltingfigureinthetransparentbarrelextrusionprocess．Thesolidphasedistributionfunctionoft

4、hematerialinscrewwasobtainedbytheLabVIEWsoftware．ComparingwiththenumericalmodelofTadmorextrusiontheory，thesatisfyingresultwasgot．Keywords：MachineVision；VisualizationExtrusion；ImageProcessing；SolidPhaseDistributionFuncti0n塑料挤出加工中的熔融过程非常复杂，是影响制1机器视觉系统组成品质量的关键步骤。为研究塑料在熔融过程中的物态机器视觉系统分为挤出机控制模

5、块和图像处理模变化，目前国内外借助于可视化技术的方法主要有骤块两部分。基于集成化、智能化及通用化的现代设计冷切片实验法、彩色条纹对比法、粒子示踪法和可视思想，在高性能图形化编程软件LabVIEW平台上开化视窗法。前两种方法通过骤冷获得的切片或条纹显发各功能模块程序。机器视觉系统的结构如图1然改变了物料的实际熔融状态，且实验操作很复杂。所示。后两种方法只通过示踪粒子或局部视窗内物料的物态挤出机控制模块以B&RPLC为控制核心，实现变化来建立数学模型模拟出整个熔融过程¨。这全程透明料筒挤出机在挤出成型过程中各工艺参数的些方法其实都是间接的研究方法，并没有以实际的动控制，保证

6、挤出机的正常运行。图像处理模块由图像态挤出熔融过程作为直接研究对象，其理论结果必然获取和图像处理分析两部分组成。图像获取部分主要与实际存在一定差异。硬件为：BASLER80万像素CCD彩色摄像机、数字在对全程透明料筒挤出过程的可视化观察的基础智能控制器控制的LED面光源、PCIe一8255R图像采之上，为进一步对物料熔融过程的物态变化进行定量集卡。CCD摄像机采集全程透明料筒中的挤出熔融研究，通过建立机器视觉系统，在LabVIEW平台上过程并输出熔融图像信号，经过图像采集卡进行视频对熔融图像进行在线采集、处理与分析，得到物料固模／数转换，形成2D数字图像存放在程序开辟的

7、帧体床宽度X随着螺槽方向变化规律曲线一固相分布缓冲区中。图像处理分析部分包括图像预处理、特征函数图等。度量与结果显示等。联系人hehe5975@126．corn作者简介：文生平，男，教授，主要从事工业装备的智能控制与网络化技术研究。算机重新恢复物料熔融场景。计算机中图像生成程序是利用CCD摄像机以Grab方式，平均每帧采集时问为134ms连续采集全程透明料筒中的图像并传送至计算机，保存在帧缓冲区中。图像生成程序主要功能包括：1)相机属性(图像分辨率、帧频等)设置；2)挤出工艺参数(温度、压力等)记录显示；3)熔融图像整体或局部放大显示；4