一种陶瓷烧结用网带炉状态监测系统及控制方法与流程

本发明涉及网带炉，具体涉及一种陶瓷烧结用网带炉状态监测系统及控制方法。

背景技术：

1、网带炉整套设备由炉体、网带传动系统及温控系统三大部分组成。炉体由进料段、预烧段、烧结段、缓冷段、水冷段及出料段组成。网带传动系统由耐高温网带、传动装置等组成。网带的运行速度通过变频器调节，配置有数显式网带测速装置；可直读网带速度；温控系统由热电偶，数显式智能pid调节器和可控硅组成，形成闭环控制系统，可实现自动精确控温。

2、目前网带炉用于生产金属陶瓷制品时，其网带炉的控制，往往以预先设定的运行程序对产品进行加热烧结处理，此过程中，由于环境高温，网带炉内部处于烧结状态的产品，无法由人工观测，以至于网带炉产出的产品，从外观层面来看，并不能准确的分辨其好坏，从而网带炉运行状态缺陷，往往在出现明显残次产品时，才会被工作人员发现，从而导致网带炉产出产品品质不佳及网带炉运行缺陷、故障严重的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种陶瓷烧结用网带炉状态监测系统及控制方法，解决了上述背景技术中提出的技术问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

3、第一方面，一种陶瓷烧结用网带炉状态监测系统，包括：采集层、分析层及调控层；

4、网带炉中传输的产品通过采集层进行图像数据采集，采集的产品图像数据进一步进行分割处理以获取产品图像，分析层同步接收采集层中分割处理得到的产品图像，基于产品图像分析各组产品图像对应产品烧结状态，应用分析到的各组产品图像对应产品烧结状态，识别烧结处理不合格的产品图像对应产品，并进一步获取烧结处理不合格的产品图像对应产品于网带炉中对应位置；

5、调控层接收分析层中对于各组产品图像对应产品烧结状态的分析结果、及烧结处理不合格产品图像对应产品于网带炉中对应位置，基于分析结果评估网带炉当前产出产品综合质量，并基于接收到的网带炉中位置对网带炉进行调控；

6、所述分析层包括分析模块、识别模块及定位模块，分析模块用于接收采集层中获取的产品图像，基于产品图像对产品烧结状态进行分析，识别模块用于获取分析模块中产品烧结状态分析结果，基于产品烧结状态分析结果识别烧结处理不合格的产品及对应产品图像，定位模块用于接收识别模块中识别到的烧结处理不合格的产品及对应产品图像，应用烧结处理不合格产品对应产品图像对产品进行定位；

7、所述分析模块中产品烧结状态分析逻辑表示为：

8、

9、式中：k为产品烧结状态表现值；u为产品图像；sim(αv,αcenter)为产品图像中第v组子图像与产品图像中心区域的基于色彩层面的相似性；tq为产品图像中第v组子图像中第q个像素于温度映射表中的对应值；tcenter为产品图像中第v组子图像中，中心像素于温度映射表中的对应值；(tmin,tmax)为由陶瓷烧结所需温度最大值与最小值所组成的阈值；

10、其中，产品烧结状态表现值k越小，表示产品烧结状态越佳，反之，则表示产品烧结状态越差，所述温度映射表基于历史网带炉烧结陶瓷过程中，烧结陶瓷于不同温度状态下所呈现的颜色进行设定，产品图像中子图像基于产品图像分割所得，产品图像中子图像不少于九组，产品图像中各组子图像大小相等，表对的求均。

11、更进一步地，所述采集层包括相机模组、分割模块及储存模块，相机模组用于采集网带炉中传输产品的图像数据，分割模块用于接收相机模组采集到的产品图像数据，对产品图像数据进行分割处理，以提取产品图像数据中所有产品图像，储存模块用于接收分割模块中经分割处理所提取到的产品图像，对产品图像进行储存；

12、其中，网带炉由传输工位及处理工位组成，传输工位用于传输产品到达处理工位，使产品被处理工位处理，处理工位由预烧区域、烧结区域及冷却区域组成，预烧区域及烧结区域用于提供温度烧结产品，冷却区域用于冷却完成烧结处理的产品，相机模组部署于处理工位中烧结区域，网带炉中传输工位以匀速传输产品，使产品依次经过处理工位中预烧区域、烧结区域及冷却区域，相机模组基于传输工位传输产品到达处理工位中烧结区域的时间，连续运行对产品图像数据进行采集。

13、更进一步地，每次产品由网带炉的传输工位进行传输前，各组产品均以指定位置放置于网带炉的传输工位表面，使各组产品放置位姿一致，且各组产品的横向、纵向距离相等，相机模组在采集产品图像数据时，以网带炉的传输工位边界为图像数据采集边界，使采集的产品图像数据中前景均为产品，背景均为传输工位的表面，分割模块在接收产品图像数据对产品图像数据进行分割，以提取产品图像数据中所有产品图像时，首先确定产品图像数据中产品图像坐标，基于产品图像坐标构成封闭图形，以封闭图形在产品图像数据中分割，获取封闭图形对应图像区域。

14、更进一步地，所述产品图像数据中产品图像坐标确定逻辑表示为：

15、

16、式中：(x，y)为网带炉的传输工位传输面边界上任意一组邻近产品的坐标；(x0，y0)为网带炉的传输工位上传输产品与传输工位接触面的轮廓上任意一组坐标；(m，n)为产品图像数据的轮廓长边上任意一组坐标；(m0，n0)为产品图像坐标；

17、其中，(x，y)与(x0，y0)应用相同的坐标比例，且(x，y)与(x0，y0)中任一纵、横坐标均大于零，(m，n)与(m0，n0)应用相同的坐标比例，且(m，n)与(m0，n0)中任一纵、横坐标均大于零，(x，y)在选用时，(x，y)落于传输工位传输面的长边上，(x，y)的对应位置处于产品图像数据中，(x，y)相对于(x0，y0)的斜率与(m，n)相对于(m0，n0)的斜率相等。

18、更进一步地，所述产品图像坐标确定逻辑中应用的(x0，y0)均为轮廓角点，产品图像数据中所有产品图像坐标相邻相互连接后，得到若干组封闭图形，若干组封闭图形对应图像区域即产品图像。

19、更进一步地，每组产品图像中子图像均对应有一组tcenter，所有tcenter均于式(2)中成立时，且产品烧结状态表现值k＜1时，产品图形对应产品被判定为合格，反之，则被判定为不合格；

20、定位模块接收到烧结处理不合格的产品及对应产品图像后，进一步获取产品图像对应封闭图形，再以封闭图形对应位置坐标，基于产品图像坐标确定逻辑逆向获取封闭图形对应位置坐标，所对应的(x0，y0)，基于(x0，y0)确定不合格的烧结产品。

21、更进一步地，所述调控层包括评估模块及调控模块，评估模块用于接收分析层中定位到的不合格的烧结产品，基于不合格的烧结产品评估网带炉中产出产品的综合质量，调控模块用于获取不合格烧结产品对应产品图像的位置信息，对网带炉的处理工位中烧结工位中，对应产品图像位置信息的区域所属的烧结设备进行温度调控；

22、其中，所述评估模块中设定有评估逻辑，评估模块基于评估逻辑对网带炉中产出产品的综合质量进行评估，网带炉的处理工位中烧结工位上均匀排布有若干组烧结设备，调控模块对烧结设备进行温度调控时，服从烧结设备相对产品表面位置区域对应产品图像中子图像的tcenter＞tmax，则调节烧结设备温度降低，且不超过tmin，tcenter＜tmin，则调节烧结设备温度升高，且不超过tmax。

23、更进一步地，所述评估模块中设定的评估逻辑表示为：

24、

25、式中：k为网带炉中产出产品的综合质量评估结果表现值；p为参与合格判定的产品图像的集合；zkq为第q组产品图像对应产品的合格判定结果k的定义值；g为产品图像总量；w为判定结果为不合格的产品对应产品图像的集合；d(sr,sr+1)为第r组产品图像与第r+1组产品图像的距离；

26、其中，表对的求均，k越大表示网带炉中产出产品的综合质量越佳，反之，则越差，zkq取值为1或0，产品图像对应产品合格判定结果为合格时，zkq取值为1，反之，取值为0。

27、更进一步地，所述分析模块通过无线网络交互连接有识别模块及定位模块，所述分析模块通过无线网络交互连接有储存模块，所述储存模块通过无线网络交互连接有分割模块及相机模组，所述定位模块通过无线网络交互连接有评估模块，所述评估模块通过无线网络交互连接有调控模块。

28、第二方面，一种陶瓷烧结用网带炉状态控制方法，包括以下步骤：

29、步骤1：于网带炉的处理工位中烧结区域采集产品图像数据；

30、步骤2：设定产品图像数据分割逻辑，基于产品图像数据分割逻辑对产品图像数据进行分割处理，以提取所有产品图像数据中产品图像；

31、步骤3：获取分割提取得到的产品图像，设定产品烧结状态分析逻辑，对各组产品图像进行烧结状态分析，识别不合格的产品图像对应产品；

32、步骤4：于网带炉上定位各组不合格产品图像对应产品，结合定位结果及不合格产品图像对应产品识别结果，评估网带炉中产出烧结产品的质量；

33、步骤5：设定调控逻辑，获取产品图像对应产品是否合格的分析识别结果，对不合格产品图像对应产品进行定位；

34、步骤6：对定位到的不合格产品图像对应产品，相应的处理工位中烧结区域部署烧结设备，基于调控逻辑对烧结设备进行温度调控。

35、采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下

36、有益效果：

37、本发明提供一种陶瓷烧结用网带炉状态监测系统，该系统在运行过程中，通过对网带炉上烧结处理的产品的图像数据采集，为网带炉运行状态监测提供了先要数据，从而基于采集的产品图像数据分析，能够对网带炉产出产品的合格性及综合质量进行识别判定，进一步的以识别判定结果，来印证网带炉运行状态是否正常，并且在网带炉运行状态异常状态下，还能够对存在异常问题工位及位置进行精准定位，从而以此有效提升了网带炉运行安全稳定，确保网带炉运行产出质量品质更佳。