基于圖像處理的離心感應(yīng)壓鑄機(jī)工作過(guò)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種基于圖像處理的離心感應(yīng)壓鑄機(jī)工作過(guò)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，特別涉及分析及測(cè)量控制技術(shù)中的一般控制或調(diào)節(jié)系統(tǒng)。本發(fā)明可以對(duì)熔融過(guò)程進(jìn)行準(zhǔn)確觀察，使細(xì)致觀測(cè)熔融過(guò)程的各個(gè)細(xì)節(jié)成為可能，若熔融過(guò)程出現(xiàn)問(wèn)題，能夠進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，保證熔融質(zhì)量和熔融一致性?？梢圆粩嗤晟迫廴谶^(guò)程，由于對(duì)熔融過(guò)程進(jìn)行了圖像采集，那么根據(jù)圖像可以對(duì)熔融過(guò)程的問(wèn)題進(jìn)行分析，使合金熔融過(guò)程不斷進(jìn)行完善，提高熔制水平和質(zhì)量，從而保證合金再制質(zhì)量。該方法能夠?qū)辖鹑壑七^(guò)程進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)處理，由自動(dòng)化控制代替了人工控制，避免了人為因素的影響。該裝置對(duì)于觀測(cè)控制系統(tǒng)具有重要的推廣應(yīng)用價(jià)值和實(shí)用價(jià)值。
【專利說(shuō)明】基于圖像處理的離心感應(yīng)壓鑄機(jī)工作過(guò)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種基于圖像處理的離心感應(yīng)壓鑄機(jī)工作過(guò)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，特別涉及分析及測(cè)量控制技術(shù)中的一般控制或調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]離心感應(yīng)壓鑄機(jī)是對(duì)合金材料進(jìn)行熔化后再重新壓鑄成型的設(shè)備，由于合金材料牌號(hào)復(fù)雜繁瑣，而且形狀各異，當(dāng)采用離心感應(yīng)壓鑄機(jī)對(duì)合金材料進(jìn)行熔化時(shí)采用的功率必然不同，熔化時(shí)間也各不相同。若要保證合金材料熔化時(shí)材料中各元素含量基本保持不變，使用性能不能發(fā)生大的改變，必須嚴(yán)格控制熔化過(guò)程的各種參數(shù)包括控制熔化功率和熔化時(shí)間。目前離心感應(yīng)壓鑄機(jī)對(duì)合金材料的熔化情況是通過(guò)人工觀測(cè)到的實(shí)際熔化情況來(lái)確定的，由于合金熔化程度上觀測(cè)差異以及人為的個(gè)體的差異，往往使熔制過(guò)程控制的一致性的掌握上產(chǎn)生較大偏差，嚴(yán)重影響了合金熔制質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提出一種在熔制過(guò)程控制的一致性好、操作簡(jiǎn)單的基于圖像處理的離心感應(yīng)壓鑄機(jī)工作過(guò)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
[0004](一)制備監(jiān)測(cè)裝置
[0005]I)監(jiān)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)和連接方式
[0006]監(jiān)測(cè)裝置包括圖像采集模塊、圖像處理模塊、操作控制模塊，圖像采集模塊為攝像頭，攝像頭通過(guò)圖像處理模塊與操作控制模塊輸入端相接，操作控制模塊輸出端與離心感應(yīng)壓鑄機(jī)上的控制器相接；圖像處理模塊包括圖像預(yù)處理、圖像特征分析、合金熔融狀態(tài)判斷、控制指令輸出四部分，圖像預(yù)處理部分包括圖像去噪、圖像均衡、有效區(qū)域提取、有效區(qū)域范圍歸一化，圖像特征分析部分包括圖像特征提取，計(jì)算圖像歸一化有效區(qū)域中的HIS顏色特征，并根據(jù)合金圖像特征與合金熔融過(guò)程關(guān)系模型，分析判定合金熔融狀態(tài)，若判定合金材料處于中間熔化狀態(tài)時(shí)，HSI圖像均為單峰，給出繼續(xù)加熱指令，重新采集圖像、繼續(xù)分析合金熔融狀態(tài)；若判定合金材料達(dá)到目標(biāo)熔融狀態(tài)時(shí)，HIS直方圖像均出現(xiàn)雙峰，延遲5秒后，給出定型控制指令至操作控制模塊；操作控制模塊控制離心感應(yīng)壓鑄機(jī)的控制器，15秒鐘后完成合金材料定型,操作停止；
[0007]2)建立合金圖像特征與熔融過(guò)程關(guān)系模型
[0008]在合金材料熔化的物理過(guò)程中，熔化開(kāi)始時(shí)，圖像中合金材料呈暗紅色；隨著溫度升高，融化過(guò)程中，合金材料顏色逐漸呈黃色，且亮度逐漸增加；當(dāng)完全熔化時(shí)，合金材料呈現(xiàn)亮黃色，合金材料熔化過(guò)程中，圖像顏色部分由點(diǎn)及面，向外部逐漸延伸擴(kuò)大，當(dāng)熔化部分閉合成實(shí)心圓面時(shí)，合金材料熔化完成；
[0009](二)監(jiān)測(cè)離心感應(yīng)壓鑄機(jī)的工作過(guò)程
[0010]I)將試樣放入離心感應(yīng)壓鑄機(jī)，根據(jù)所放試樣的材料,調(diào)整離心感應(yīng)壓鑄機(jī)功率值，以5L/分的流速給離心感應(yīng)壓鑄機(jī)通入氬氣，打開(kāi)離心感應(yīng)壓鑄機(jī)的電源；[0011]2)將監(jiān)測(cè)裝置的攝像頭對(duì)正離心感應(yīng)壓鑄機(jī)的狀態(tài)觀測(cè)窗；
[0012]3)將盛放試樣的坩堝提升至離心感應(yīng)壓鑄機(jī)的感應(yīng)線圈中加熱，通過(guò)監(jiān)測(cè)裝置中的攝像頭獲取試樣熔化過(guò)程的圖像，并將圖像數(shù)據(jù)輸入至圖像處理模塊中進(jìn)行圖像處理；
[0013]4)圖像處理模塊將試樣的融化完成狀況傳輸至操作控制模塊中，操作控制模塊向離心感應(yīng)壓鑄機(jī)的控制器發(fā)出成型指令，在延時(shí)15秒后，使離心感應(yīng)壓鑄機(jī)斷電，完成試樣的熔融后再定型過(guò)程。
[0014]所述的圖像處理模塊在合金熔融過(guò)程中的狀態(tài)判斷依據(jù)是合金圖像特征與熔融過(guò)程中的變化關(guān)系模型，確定合金的目標(biāo)熔融狀態(tài)。
[0015]所述的圖像處理模塊中合金熔融過(guò)程的狀態(tài)判斷關(guān)系模型是根據(jù)HSI顏色特征的直方圖設(shè)定閾值，分別為H=0.US=0.7、I=0.5和目標(biāo)熔融形狀為實(shí)心圓面積不小于8500像素值，當(dāng)HSI顏色閾值達(dá)到要求和合金目標(biāo)熔融狀態(tài)區(qū)域面積達(dá)到設(shè)定值時(shí)，表示達(dá)到目標(biāo)熔融狀態(tài)，熔化完成。
[0016]本發(fā)明具有顯著的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了從人工控制到全自動(dòng)化控制的飛躍，避免了由于個(gè)體差異帶來(lái)的質(zhì)量問(wèn)題，該方法具有廣泛的使用價(jià)值和良好的經(jīng)濟(jì)效益。設(shè)計(jì)了一種基于圖像處理地熔化過(guò)程自動(dòng)控制方法，通過(guò)安裝于觀測(cè)窗前的攝像頭獲取合金材料熔化狀態(tài)信息，然后分析熔化狀態(tài)，判斷離心感應(yīng)壓鑄機(jī)參數(shù)設(shè)置的合理性，將觀測(cè)到的影像通過(guò)圖像自動(dòng)處理方法，自動(dòng)控制合金熔化的過(guò)程，完成從熔化到成型的合金再制的自動(dòng)化控制，解決了人工控制不一致性等等的諸多弊端，使離心壓鑄機(jī)的使用更安全、可靠，而且使用成本更低。
[0017]本發(fā)明具有如下特點(diǎn):
[0018]I)可以對(duì)熔融過(guò)程進(jìn)行準(zhǔn)確觀察，使細(xì)致觀測(cè)熔融過(guò)程的各個(gè)細(xì)節(jié)成為可能，若熔融過(guò)程出現(xiàn)問(wèn)題，可以進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，保證熔融質(zhì)量和熔融一致性。。
[0019]2)可以不斷完善熔融過(guò)程，由于對(duì)熔融過(guò)程進(jìn)行了圖像采集，那么根據(jù)圖像可以對(duì)熔融過(guò)程的問(wèn)題進(jìn)行分析，使合金熔融過(guò)程不斷進(jìn)行完善，提高熔制水平和質(zhì)量，從而保證合金再制質(zhì)量。
[0020]3)該方法能夠?qū)辖鹑壑七^(guò)程進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)處理，由自動(dòng)化控制代替了人工控制，避免了人為因素的影響。
[0021]4)該裝置對(duì)于觀測(cè)控制系統(tǒng)具有重要的推廣應(yīng)用價(jià)值和實(shí)用價(jià)值。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本發(fā)明監(jiān)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)框圖；
[0023]圖2是本發(fā)明合金材料熔化狀態(tài)的圖像建模流程圖；
[0024]圖3是本發(fā)明合金熔化原始圖像(a)及其有效區(qū)域提取(b)；
[0025]圖4是本發(fā)明合金熔化圖像有效區(qū)域HSI空間狀態(tài)的色調(diào)H、飽和度S和強(qiáng)度I的示意圖；
[0026]圖5是本發(fā)明HSI空間中間狀態(tài)直方圖，其中:H為色調(diào)，S為飽和度，I為強(qiáng)度；
[0027]圖6是本發(fā)明HSI空間目標(biāo)狀態(tài)直方圖，其中:H為色調(diào)，S為飽和度，I為強(qiáng)度；
[0028]圖7是本發(fā)明合金材料目標(biāo)熔融狀態(tài)示意圖；
[0029]圖8是本發(fā)明監(jiān)測(cè)離心感應(yīng)壓鑄機(jī)的工作過(guò)程流程圖【具體實(shí)施方式】
[0030](一)制備監(jiān)測(cè)裝置
[0031 ] I)監(jiān)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)和連接方式
[0032]監(jiān)測(cè)裝置包括圖像采集模塊、圖像處理模塊、操作控制模塊，圖像采集模塊為攝像頭，攝像頭通過(guò)圖像處理模塊與操作控制模塊輸入端相接，操作控制模塊輸出端與離心感應(yīng)壓鑄機(jī)上的控制器相接；圖像處理模塊包括圖像預(yù)處理、圖像特征分析、合金熔融狀態(tài)判斷、控制指令輸出四部分，圖像預(yù)處理部分包括圖像去噪、圖像均衡、有效區(qū)域提取、有效區(qū)域范圍歸一化，圖像特征分析部分包括圖像特征提取，計(jì)算圖像歸一化有效區(qū)域中的HIS顏色特征，并根據(jù)合金圖像特征與合金熔融過(guò)程關(guān)系模型，分析判定合金熔融狀態(tài)，若判定合金材料處于未完全熔化狀態(tài)(即中間熔化狀態(tài))時(shí)，給出繼續(xù)加熱指令，重新采集圖像、繼續(xù)分析合金熔融狀態(tài)；若判定合金材料達(dá)到目標(biāo)熔融狀態(tài)時(shí)，延遲5秒后，給出定型控制指令至操作控制模塊；操作控制模塊控制離心感應(yīng)壓鑄機(jī)的控制器，15秒鐘后完成合金材料定型，操作停止。監(jiān)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
[0033]2)建立合金圖像特征與熔融過(guò)程關(guān)系模型
[0034]在合金材料熔化的物理過(guò)程中，熔化開(kāi)始時(shí)，圖像中合金材料呈暗紅色；隨著溫度升高，融化過(guò)程中，合金材料顏色逐漸呈黃色，且亮度逐漸增加；當(dāng)完全熔化時(shí)，合金材料呈現(xiàn)亮黃色。合金材料熔化過(guò)程中，圖像顏色部分由點(diǎn)及面，向外部逐漸延伸擴(kuò)大。當(dāng)熔化部分閉合成實(shí)心圓面時(shí)，合金材料熔化完成(目標(biāo)熔融狀態(tài))。
[0035]合金圖像特征與熔融狀態(tài)建模過(guò)程如圖2所示。首先，采集圖像數(shù)據(jù)，不同熔化狀態(tài)對(duì)應(yīng)的圖像中合金的顏色和形狀大小不同，所以用顏色和形狀作為狀態(tài)描述的兩個(gè)主要特征。物體在熔化過(guò)程中吸收熱量，溫度升高，色調(diào)逐漸變?yōu)榘导t色點(diǎn)狀，當(dāng)熔化完成，顏色變?yōu)榱咙S色的實(shí)心圓面。
[0036]圖像預(yù)處理過(guò)程如圖3所示，其中，圖3(a)為原始圖像，為了消除干擾提取圖像中合金材料有效區(qū)域如圖3(b)所示。對(duì)合金材料的有效區(qū)域圖像用HSI顏色空間表示，如圖4所示，其中，H為色調(diào)、S為飽和度、I為強(qiáng)度。統(tǒng)計(jì)不同熔融過(guò)程的H圖像、S圖像、I圖像的直方圖，得到熔融中間過(guò)程直方圖如圖5所示，HSI圖像均為單峰。直至熔融過(guò)程達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)，HIS直方圖像均出現(xiàn)雙峰,如圖6所示,表示達(dá)到目標(biāo)熔融狀態(tài),此時(shí),統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示高溫時(shí)HSI閾值為雙峰峰谷對(duì)應(yīng)值，分別為0.1,0.7,0.5。然后，通過(guò)閾值分割計(jì)算熔融區(qū)域面積，根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果合金材料區(qū)域面積不小于數(shù)值8500像素?cái)?shù)，并呈閉合實(shí)心圓形形狀，如圖7所示，表示熔化完成。
[0037](二)監(jiān)測(cè)離心感應(yīng)壓鑄機(jī)的工作過(guò)程
[0038]監(jiān)測(cè)過(guò)程如圖8所示，分為4步:
[0039]I)將試樣放入離心感應(yīng)壓鑄機(jī)，根據(jù)所放試樣的材料,調(diào)整離心感應(yīng)壓鑄機(jī)功率值，以5L/分的流速給離心感應(yīng)壓鑄機(jī)通入氬氣，打開(kāi)離心感應(yīng)壓鑄機(jī)的電源；
[0040]2)將監(jiān)測(cè)裝置的攝像頭對(duì)正離心感應(yīng)壓鑄機(jī)的狀態(tài)觀測(cè)窗；
[0041]3)將盛放試樣的坩堝提升至離心感應(yīng)壓鑄機(jī)的感應(yīng)線圈中加熱，通過(guò)監(jiān)測(cè)裝置中的攝像頭獲取試樣熔化過(guò)程的圖像，并將圖像數(shù)據(jù)輸入至圖像處理模塊中進(jìn)行圖像處理；
[0042]4)圖像處理模塊將試樣的融化完成狀況傳輸至操作控制模塊中，操作控制模塊向離心感應(yīng)壓鑄機(jī)的控制器發(fā)出成型指令，在延時(shí)15秒后，使離心感應(yīng)壓鑄機(jī)斷電，完成試樣的熔融后再定型過(guò)程。
[0043]圖像采集和處理控制
[0044]圖像采集、處理、操作控制由三部分組成，包括圖像采集模塊、圖像處理模塊、操作控制模塊。各模塊的作用如下:
[0045](I)圖像采集模塊:為了獲得合金熔化的圖像細(xì)節(jié)，在觀測(cè)鏡后面裝上一個(gè)攝像頭，實(shí)時(shí)采集圖像，并及時(shí)傳輸給圖像處理部分，實(shí)現(xiàn)圖像的獲取。
[0046](2)圖像處理模塊:圖像處理模塊實(shí)時(shí)分析采集到的圖像，根據(jù)圖像的顏色、形狀，判斷合金熔化狀態(tài)。合金熔化狀態(tài)分為三種:較少的局部暗紅狀態(tài)、部分局部發(fā)黃狀態(tài)、全部發(fā)黃狀態(tài)。
[0047](3)離心感應(yīng)壓鑄機(jī)操作控制模塊:根據(jù)圖像處理模塊的分析結(jié)果，操作離心感應(yīng)壓鑄機(jī)電源，使離心感應(yīng)壓鑄機(jī)溫度變化符合合金熔化規(guī)律。離心感應(yīng)壓鑄機(jī)工作狀態(tài)操作包括:開(kāi)始加溫狀態(tài)、離心定型狀態(tài)、結(jié)束停止?fàn)顟B(tài)。一定時(shí)間后，圖像處理與操作控制系統(tǒng)發(fā)出結(jié)束指令，設(shè)備即停止運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制。
[0048]系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)包括圖像采集模塊，圖像采集處理模塊(例如TMS320D642)，電源控制模塊三部分。圖像采集模塊用來(lái)采集離心感應(yīng)壓鑄機(jī)窗口中觀察到的合金材料熔融圖像，為保證采集狀態(tài)能夠反映熔融過(guò)程的合金變化以及足夠的圖像處理時(shí)間，采集時(shí)間為30ms/幀；圖像采集處理分析模塊用于實(shí)時(shí)分析采集圖像反映的合金熔融狀態(tài)，為保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，圖像處理算法將合金熔融的圖像用HSI顏色特征表示，建立特征集合與合金熔融狀態(tài)關(guān)系模型，根據(jù)該模型圖像處理模塊給出控制指令；電源控制模塊由功放與開(kāi)關(guān)控制兩部分組成，由于圖像處理模塊給出的控制命令是DSP_10控制端口發(fā)出，最大控制電流為25mA，電壓為3.3V,而作為開(kāi)關(guān)控制器件的固態(tài)繼電器控制端電流要求100mA，電壓5V，因此，該模塊第一部分采用三極管功放電路，使繼電器控制功率滿足要求，該模塊第二部分是固態(tài)繼電器，其輸出端常開(kāi)節(jié)點(diǎn)兩端直接與電源兩端兩聯(lián)，當(dāng)控制端為高電平時(shí)，接通電源，為低電平時(shí)，斷開(kāi)電源，實(shí)現(xiàn)離心感應(yīng)壓鑄機(jī)溫度的控制，以保證合金熔融過(guò)程符合技術(shù)要求。
[0049]系統(tǒng)軟件流程包括圖像預(yù)處理、圖像特征分析、合金熔融狀態(tài)判斷、離心感應(yīng)壓鑄機(jī)控制指令輸出四部分。圖像預(yù)處理部分主要包括圖像去噪、圖像均衡、有效區(qū)域提取、有效區(qū)域像素值范圍歸一化，以保證后期分析過(guò)程的一致性；圖像特征分析部分主要包括圖像特征提取，計(jì)算圖像歸一化有效區(qū)域HSI特征特征，并根據(jù)這些特征與合金熔融狀態(tài)的關(guān)系模型，分析合金熔融狀態(tài)，如果熔融狀態(tài)在熔融深入之前，則繼續(xù)加熱，重新采集圖像、處理分析熔融狀態(tài)，如此循環(huán)，直至熔融狀態(tài)達(dá)到完成狀態(tài)，延遲一定15秒時(shí)間，給出斷開(kāi)電源指令。合金熔融定型過(guò)程完成。
[0050]合金圖像特征與熔融狀態(tài)模型建立
[0051]在物體熔化的物理過(guò)程中，熔化完成部分呈深紅色，正在熔化部分(以下簡(jiǎn)稱高溫部分)呈明黃色，溫度較高，亮度較高。物體熔化從外部向內(nèi)部逐漸延伸。當(dāng)熔化部分閉合成實(shí)心圓時(shí)，標(biāo)志物體熔化完成(目標(biāo)熔融狀態(tài))。
[0052]因此，本發(fā)明合金材料熔化狀態(tài)的圖像建模流程圖如圖2所示。
[0053]首先，采集圖像數(shù)據(jù)，如圖2所示，不同熔化狀態(tài)對(duì)應(yīng)的圖像中合金的顏色不同，所以用顏色作為狀態(tài)描述特征。物體在熔化過(guò)程中吸收熱量，溫度升高，色調(diào)逐漸變?yōu)榧t色，當(dāng)熔化完成，色調(diào)變?yōu)榱咙S色。因此，將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)至HSI顏色空間。
[0054]將HSI圖像分為色調(diào)H、飽和度S、強(qiáng)度I三個(gè)顏色通道，如圖4所示。
[0055]根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果設(shè)定高溫時(shí)HSI閾值，如圖6所示。然后，通過(guò)閾值分割，求出的高溫部分中心分割出近似的整個(gè)物體區(qū)域。
[0056]由于越靠近目標(biāo)狀態(tài)，直方圖雙峰特性越明顯，越容易將已融化部分和高溫部分區(qū)分開(kāi)來(lái)。設(shè)目標(biāo)狀態(tài)檢測(cè)出的物體區(qū)域面積不小于8500像素值。高溫部分呈閉合實(shí)心圓形得到分割結(jié)果，如圖7所示，表示熔化完成。
[0057]基于圖像信息的熔化過(guò)程的合金材料熔化狀態(tài)的圖像建模流程圖如圖2所示，圖8為監(jiān)測(cè)離心感應(yīng)壓鑄機(jī)的工作過(guò)程流程圖。
【權(quán)利要求】
1.一種基于圖像處理的離心感應(yīng)壓鑄機(jī)工作過(guò)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，其特征是， (一)制備監(jiān)測(cè)裝置 1)監(jiān)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)和連接方式 監(jiān)測(cè)裝置包括圖像采集模塊、圖像處理模塊、操作控制模塊，圖像采集模塊為攝像頭，攝像頭通過(guò)圖像處理模塊與操作控制模塊輸入端相接，操作控制模塊輸出端與離心感應(yīng)壓鑄機(jī)上的控制器相接；圖像處理模塊包括圖像預(yù)處理、圖像特征分析、合金熔融狀態(tài)判斷、控制指令輸出四部分，圖像預(yù)處理部分包括圖像去噪、圖像均衡、有效區(qū)域提取、有效區(qū)域范圍歸一化，圖像特征分析部分包括圖像特征提取，計(jì)算圖像歸一化有效區(qū)域中的HIS顏色特征，并根據(jù)合金圖像特征與合金熔融過(guò)程關(guān)系模型，分析判定合金熔融狀態(tài)，若判定合金材料處于中間熔化狀態(tài)時(shí)，HSI圖像均為單峰，給出繼續(xù)加熱指令，重新采集圖像、繼續(xù)分析合金熔融狀態(tài)；若判定合金材料達(dá)到目標(biāo)熔融狀態(tài)時(shí)，HIS直方圖像均出現(xiàn)雙峰，延遲5秒后，給出定型控制指令至操作控制模塊；操作控制模塊控制離心感應(yīng)壓鑄機(jī)的控制器，15秒鐘后完成合金材料定型，操作停止； 2)建立合金圖像特征與熔融過(guò)程關(guān)系模型 在合金材料熔化的物理過(guò)程中，熔化開(kāi)始時(shí)，圖像中合金材料呈暗紅色；隨著溫度升高，融化過(guò)程中，合金材料顏色逐漸呈黃色，且亮度逐漸增加；當(dāng)完全熔化時(shí)，合金材料呈現(xiàn)亮黃色，合金材料熔化過(guò)程中，圖像顏色部分由點(diǎn)及面，向外部逐漸延伸擴(kuò)大，當(dāng)熔化部分閉合成實(shí)心圓面時(shí)，合金材料熔化完成； (二)監(jiān)測(cè)離心感應(yīng)壓鑄機(jī)的工作過(guò)程 1)將試樣放入離心感應(yīng)壓鑄機(jī)，根據(jù)所放試樣的材料，調(diào)整離心感應(yīng)壓鑄機(jī)功率值，以5L/分的流速給離心感應(yīng)壓鑄機(jī)通入氬氣，打開(kāi)離心感應(yīng)壓鑄機(jī)的電源； 2)將監(jiān)測(cè)裝置的攝像頭對(duì)正離心感應(yīng)壓鑄機(jī)的狀態(tài)觀測(cè)窗； 3)將盛放試樣的坩堝提升至離心感應(yīng)壓鑄機(jī)的感應(yīng)線圈中加熱，通過(guò)監(jiān)測(cè)裝置中的攝像頭獲取試樣熔化過(guò)程的圖像，并將圖像數(shù)據(jù)輸入至圖像處理模塊中進(jìn)行圖像處理； 4)圖像處理模塊將試樣的融化完成狀況傳輸至操作控制模塊中，操作控制模塊向離心感應(yīng)壓鑄機(jī)的控制器發(fā)出成型指令，在延時(shí)15秒后，使離心感應(yīng)壓鑄機(jī)斷電，完成試樣的熔融后再定型過(guò)程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像處理的離心感應(yīng)壓鑄機(jī)工作過(guò)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，其特征是，所述的圖像處理模塊在合金熔融過(guò)程中的狀態(tài)判斷依據(jù)是合金圖像特征與熔融過(guò)程中的變化關(guān)系模型，確定合金的目標(biāo)熔融狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像處理的離心感應(yīng)壓鑄機(jī)工作過(guò)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，其特征是，所述的圖像處理模塊中合金熔融過(guò)程的狀態(tài)判斷關(guān)系模型是根據(jù)HSI顏色特征的直方圖設(shè)定閾值，分別為H=0.US=0.7、I=0.5和目標(biāo)熔融形狀為實(shí)心圓面積不小于8500像素值，當(dāng)HSI顏色閾值達(dá)到要求和合金目標(biāo)熔融狀態(tài)區(qū)域面積達(dá)到設(shè)定值時(shí)，表示達(dá)到目標(biāo)熔融狀態(tài)，熔化完成。
【文檔編號(hào)】B22D17/32GK103624234SQ201310511112
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】介克, 鄭旭 申請(qǐng)人:北京航科發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)科技有限公司