基于图像处理的铝锭在线测厚方法研究

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随着我国经济的不断发展,对于有色金属的需求量逐渐增加,而铝作为一种具有重量轻、耐腐蚀、密度小、熔点低、可塑性好等优良性能的金属,更受到了制造业的青睐。但是由于目前直接运输液态铝条件不成熟、安全性堪忧等问题通常采用铝锭进行远距离运输,因此对于铝锭的厚度要求较高,一旦出现过厚或过薄的情况都会导致铝锭形态发生变化,最终会导致铝锭不能满足出厂要求,直接报废。因此,在铝锭制造过程中对铝锭的厚度进行实时测量具有现实意义和实际价值。目前铝锭的厚度控制主要靠人工进行肉眼观测并通过对铝液进液量大小的控制来保证铝锭的厚度满足生产需要。这种控制的方法存在精度不高、调节滞后等问题。现有一种利用激光飞行时间测距进行改进的方法,但是由于铝液在熔融状态下还存在热辐射、铝液表面震荡等问题同样会影响到测量的精度,并且这种方法成本相对高昂,使得经济性受到影响。针对以上几种问题,本文开展了对铝锭在线测厚系统的研究。通过对铝锭制造模具进行分析,将铝锭的厚度转化为铝锭的表面宽度,从而利用非接触的方法对铝锭的厚度进行测量。同时通过单目视觉测量的方法对铝锭图像进行拍摄,通过颜色模型的转换和色彩空间分量的提取去除铝锭部分外的无用信息,对比各种边缘检测算子的优缺点,结合阈值分割的相关算法进行改进使铝锭部分的信息更加明确,利用图像形态学运算对所拍摄的铝锭的图像进行优化,最后通过Hough变换的方法将铝锭的厚度信息进行求取。通过对整个测量系统的仿真,实现实时测量铝锭厚度的系统,和目前广泛采用的人工厚度测量以及改进的激光飞行时间测距的方法进行比较,通过仿真验证:本文提出的方法在测量精度、成本优化等方面均有很大提升,将为最终投入到生产实际中可提供很大的帮助。
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