阅读说明：本技术 一种再生胶片自动称重方法及其装置 (A kind of regeneration film automatic weighing method and its device ) 是由 周鹏程 孙贺贺 李青青 盛凯 王喻晶 朱世杰 邹亮 于 2019-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种再生胶片自动称重方法及其装置,该方法包括确定单位像素内再生胶片的标准重量；通过摄像头获取再生胶片的图像；对图像进行处理获得再生胶片的像素数量；根据再生胶片的像素数量和单位像素内再生胶片的标准重量得到该图像内再生胶片的总重量；该方法通过摄像头对再生胶片采集图像,然后对图像处理后获取再生胶片的像素数量,根据设定的单位像素内的再生胶片的重量以及再生胶片的像素数量就能够准确的得出该图像内的再生胶片的重量,保证每块再生胶片的重量相同,而且可实现自动切割,完成了再生胶片的全自动化生产,大大的提升了加工效率以及加工质量。(The invention discloses a kind of regeneration film automatic weighing method and its device, this method includes the standard weights of regeneration film in determining unit pixel；The image of regeneration film is obtained by camera；The pixel quantity that processing obtains regeneration film is carried out to image；The total weight that film is regenerated in the image is obtained according to the standard weights for regenerating film in the pixel quantity and unit pixel of regeneration film；This method acquires image to regeneration film by camera, then to the pixel quantity for obtaining regeneration film after image procossing, the weight of the regeneration film in the image can be accurately obtained according to the weight of the regeneration film in the unit pixel of setting and the pixel quantity for regenerating film, guarantee that the weight of every piece of regeneration film is identical, and it can realize automatic cutting, the full-automatic production for completing regeneration film, greatly improves processing efficiency and processing quality.)

一种再生胶片自动称重方法及其装置

技术领域

本发明涉及再生胶片生产领域，特别涉及一种再生胶片的自动称重方法及其装置。

背景技术

目前，我国废橡胶利用主要分为三大块：轮胎翻新、胶粉生产、再生胶生产。其中，发展最快的是再生胶产业，其利用的废橡胶已达到总利用量的80％。再生胶在我国废橡胶利用领域脱颖而出，必然有其存在价值：一是再生胶和品质上都优胜其他的橡胶，一些普通橡胶制品可以单独使用再生胶生产，天然胶中掺用部分再生胶后能有效改善胶料的挤出和压延性能，而指标影响很小；二是与业内企业的努力和自律密不可分。过去谈到再生胶就必然联想到二次污染，这也是国内某些观点反对发展再生胶的原因。通过近几年技术革新，再生胶生产工艺由原来的水油法、油法变成现在的高温动态法，废气实现了集中排放、处理、回收，基本实现了无污染、无公害化生产，生产技术达到国际先进水平，并且正向绿色环保方向迈进。最近中国橡胶工业协会颁布了由废橡胶综合利用分会起草的《废橡胶综合利用行业安全环保清洁生产自律标准(试行)》，必将促进再生胶行业的健康发展。

然而，在再生胶产业快速发展的今天，生产环节上也不得不考虑如何对精炼之后的再生胶体进行片状处理，如何对再生胶压片机进行更加细致全面的自动化控制。

再生胶片在生产过程中需要对经过压片机挤压过的再生胶片按照一定的重量进行切割，然而现有的切割都是人工凭借的工作经验来判断再生胶片的重量，最后手动切割，这样的操作方式不仅切割效率低下，而且切割下来的再生胶片重量不一致，对后续的加工造成很大的困扰，影响产品的质量。

发明内容

为了解决现有的再生胶片生产过程中，切割时都是人工凭借经验判断重量，导致每块再生胶片的重量不一致而且效率低的问题，本发明提供一种能够对再生胶片自动称重的方法及其装置。

为了实现上述目的，一方面，本发明提供一种再生胶片自动称重方法，包括：

确定单位像素内再生胶片的标准重量；

通过摄像头获取再生胶片的图像；

对图像进行处理获得再生胶片的像素数量；

根据再生胶片的像素数量和单位像素内再生胶片的标准重量得到该图像内再生胶片的总重量。

在上述再生胶片自动称重方法中，所述确定单位像素内再生胶片的标准重量，进一步包括：

用摄像头获取采样用的再生胶片的采样图像；

人工对采样用的再生胶片称重；

对采样图像进行处理获得采样图像中再生胶片的像素数量；

根据采样用的再生胶片的重量以及采样图像的再生胶片像素数量得到单位像素内再生胶片的标准重量。

在上述方法中，作为优选的技术方案，确定单位像素内再生胶片的标准重量的步骤重复至少两次，取每次获取的标准重量的平均值，以该平均值作为最终的标准重量。

在上述再生胶片自动称重方法中，所述对图像进行处理获得再生胶片的像素数量，进一步包括：

对获取的再生胶片的图像做灰度处理；

对灰度处理后的图像做二值化处理；

对二值化处理后的图像做平滑处理；

获取平滑处理后的图像中的再生胶片的像素数量。

在上述再生胶片自动称重方法中，还包括以下步骤：

累计计算通过摄像头的再生胶片的总重量；

当总重量达到预设值后，切断再生胶片。

另外一方面，本发明还一种再生胶片自动称重装置，包括传送带，再生胶片跟随所述传送带移动；摄像头，所述摄像头正对所述再生胶片，将采集到的图像传输给控制模块，所述控制模块还连接有切割装置，所述切割装置包括刀头，所述刀头垂直于所述再生胶片设置，用于切断所述再生胶片。

在上述再生胶片自动称重装置中，所述传送带的主动轮连接有传送带减速机，所述传送带减速机连接有编码器。

在上述再生胶片自动称重装置中，所述刀头固定在滑台上，所述滑台连接有驱动机构。

在上述再生胶片自动称重装置中，进一步的，所述驱动机构包括曲柄摇杆电机，所述曲柄摇杆电机通过皮带连接有曲柄摇杆机构，所述曲柄摇杆机构与所述滑台连接，带动所述滑台做往复运动。

在上述再生胶片自动称重装置中，作为优选的技术方案，所述控制模块是PLC控制模块。

本发明相对于现有技术的有益效果是：该方法通过摄像头对再生胶片采集图像，然后对图像处理后获取再生胶片的像素数量，根据设定的单位像素内的再生胶片的重量以及再生胶片的像素数量就能够准确的得出该图像内的再生胶片的重量，当经过摄像头的再生胶片的总重量达到预设值后，通过切割设备切断再生胶片即可，这样不仅能够实现自动称重，保证每块再生胶片的重量相同，而且可实现自动切割，完成了再生胶片的全自动化生产，大大的提升了加工效率以及加工质量。

附图说明

图1是本发明中再生胶片自动称重方法的整体流程图；

图2是确定单位像素内再生胶片的标准重量的流程图；

图3是获取采样图像的像素数量的流程图；

图4是本发明中再生胶片自动称重装置的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

再生胶片经过压片机挤压过后会成为厚度均匀的不规则图案，然后沿传送带传输到裁剪环节，而在裁剪时，需要根据再生胶片的重量来判断，所以在裁剪时要进行称重，在称重之前，需要对再生胶片进行采样。

如图1所示，本发明提供一种再生胶片自动称重方法，包括：

S10：确定单位像素内再生胶片的标准重量；具体的步骤如图2所示：

S101：首先，用摄像头获取采样用的再生胶片的采样图像；即用摄像头正对传送带上的再生胶片进行拍照，获得再生胶片的图像样本。

S102：然后对该图像样本中的再生胶片进行人工称重，并记录该重量为M₁；

S103：接着对采样图像进行处理获得采样图像的像素数量；具体的如图3所示：

S1031：先对获取的再生胶片的图像做灰度处理；为了提高照片的清晰度，在本实施例中采用的是高清晰度的彩色摄像头，所以采样的图案都是彩色图片，首先要对彩色图片进行灰度化，在RGB模型中，如果R＝G＝B时，则彩色表示一种灰度颜色，其中R＝G＝B的值叫灰度值，因此，灰度图像每个像素只需一个字节存放灰度值(又称强度值、亮度值)，灰度范围为0-255。一般有分量法最大值法平均值法加权平均法四种方法对彩色图像进行灰度化。

S1032：对灰度处理后的图像做二值化处理；图像的二值化处理就是将图像上的点的灰度值为0或255，也就是将整个图像呈现出明显的黑白效果。即将256个亮度等级的灰度图像通过适当的阈值选取而获得仍然可以反映图像整体和局部特征的二值化图像。首先要把灰度图像二值化，得到二值化图像，这样子有利于在对图像做进一步处理时，图像的集合性质只与像素值为0或255的点的位置有关，不再涉及像素的多级值，使处理变得简单，而且数据的处理和压缩量小。

通过二值化处理后，将采集的图像中的再生胶片变成黑色，背景传送带变成白色，这样才能准确的计算黑色区域中再生胶片的像素数量。

S1033：由于二值化处理后的图像的轮廓不清晰，而且轮廓内会出现很多白点，为了提高采样的准确度，需要对二值化处理后的图像做平滑处理，做过平滑处理后的图像轮廓清晰。

S1034：最后获取平滑处理后的图像中的再生胶片的像素数量，并记录该像素数量为N₁。

在得到再生胶片的像素数量后，进行计算具体的如下，

S104：根据采样用的再生胶片的重量M₁以及采样图像中再生胶片的像素数量N₁得到单位像素内再生胶片的标准重量M₀＝M₁/N₁；

S105：为了提高标准重量的准确率，可重复步骤S101至S104多次，取每次获取的标准重量的平均值，当然也可以去掉最低值和最高值之后再取平均值，以该平均值作为最终的标准重量。

通过步骤S101至S105之后，即可得到单位像素内再生胶片的标准重量，该重量是自动称重计算过程中的标定值，在自动称重计算之前，需要将该重量输入到处理器中。

S20：通过摄像头获取再生胶片的图像；该步骤中的图像为实际生产过程中再生胶片的图像。

S30：对图像进行处理获得再生胶片的像素数量；该步骤与S1031至S1034的步骤相同，只是处理的对象不同，该步骤中处理他图像步骤S20中的实际生产过程中再生胶片的图像，得到再生胶片的像素数量并记录为N。

S40：根据再生胶片的像素数量N和单位像素内再生胶片的标准重量M₀得到该图像内再生胶片的总重量M＝M₀*N。

S50：累计计算通过摄像头的再生胶片的总重量；传送带会匀速移动，只要根据传送带的移动速度来计算出摄像头拍摄照片的间隔时间就能够得出经过摄像头的再生胶片的总重量。

S60：当通过摄像头的再生胶片的总重量达到预设值后，可以通过刀头来切断再生胶片，从而实现全自动化的称重以及切割。

该方法通过摄像头对再生胶片采集图像，然后对图像处理后获取再生胶片的像素数量，根据设定的单位像素内的再生胶片的重量以及再生胶片的像素数量就能够准确的得出该图像内的再生胶片的重量，当经过摄像头的再生胶片的总重量达到预设值后，通过切割设备切断再生胶片即可，这样不仅能够实现自动称重，保证每块再生胶片的重量相同，而且可实现自动切割，完成了再生胶片的全自动化生产，大大的提升了加工效率以及加工质量。

另一方面，本发明还一种再生胶片自动称重装置，对应上述再生胶片自动称重方法，如图4所示，该装置具体的包括传送带1，经过压片机挤压过后的再生胶片2跟随传送带1移动，在传送带1的主动轮上连接有传送带减速器3，减速器3连接有编码器4，在传送带的行进方向上设置有摄像头5，摄像头5正对再生胶片2，将采集到的图像传输给控制模块，在本实施例中，控制模块采用是PLC控制模块，具体的可采用西门子公司生产的型号为SM331的PLC，在此需要说明的是，虽然在本实施例中采用的是SM331的PLC来作为控制模块，但本发明的保护范围不局限于此，其他型号的PLC或者能够作为控制模块的装置、设备或者芯片都在本发明的保护范围内。

PLC还连接有切割装置6，切割装置6包括刀头61，刀头61垂直于再生胶片2设置，用于切断再生胶片，刀头61固定在滑台62上，滑台62连接有驱动机构，驱动机构具体的包括曲柄摇杆电机63，曲柄摇杆电机63通过皮带连接有曲柄摇杆机构64，曲柄摇杆机构是指具有一个曲柄和一个摇杆的铰链四杆机构。曲柄为主动件且等速转动，而摇杆为从动件作变速往返摆动，连杆作平面复合运动。曲柄摇杆机构中也有用摇杆作为主动构件，摇杆的往复摆动转换成曲柄的转动。曲柄摇杆机构64与滑台63连接，带动滑台63做往复运动。

该装置通过摄像头捕获刀口切线下发的再生胶片的图像，将图像传递给PLC，PLC经过图像处理后得到图像中再生胶片的像素数量，再根据设定的单位像素内的再生胶片的标准中重量计算出该图像内再生胶片的重量，累加计算出通过摄像头范围的再生胶片的总重量，当计算的总重量接近程序中预设定的总重量时，系统降低输送带电机频率实现减速，并通过编码器精准计算出电机还需要接受多少个脉冲信号(即电机旋转转多少度)，将达到预设定的总重量。电机角度旋转结束后，输送带减速机立即刹车(即输送带上再生胶片停止进料)，曲柄摇杆电机开始工作，实现一个循环结束。在这一个循环中，曲柄摇杆机构带动滑台在固定滑槽中实现水平切割运动(即刀头实现一个剪切过程)，从而实现了自动称重定量裁剪再生胶片的过程。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。