بخشی از مقاله
چکیده
ما در عصری زندگی میکنیم که عصر شگفتانگیز دانش و اطلاعات، عصر شتاب غیرقابلباور فناوری و خلاقیت است.در صنعت فولاد در بعضی قسمتها مثل بستهبندی قطعات فولادی، خط تولید ورقهای رنگی، اتوماسیون صورت گرفته است این در حالی است که در قسمتهایی مثل خردکن مواد اولیه - کک،آهک و..... - هیچگونه اتوماسیون صنعتی نداریم.در این مقاله که مربوط به خردکنهای کک در ذوبآهن اصفهان میباشد، تغییر مکانیزم جابجایی غلطکها از مکانیکی به اتوماتیک صورت گرفته است .لازم به ذکر است که در حالت فعلی تنظیم غلطک خرد-کنها بهصورت مکانیکی میباشد اصولاً دارای خطا میباشد.علت خطا در حالت فعلی تنظیم دستی میباشد ،که هیچگونه کنترلی در جابجایی غلطک ها وجود ندارد. درروش جدید نحوه کار به این صورت انجامگرفته است که ابتدا کک وارد خردکنها میشود سپس توسط یک دوربین، عکسبرداری صورت میگیرد و توسط الگوریتم لبه یاب ارائهشده مرز دانهها مشخصشده و فرامین لازم به غلطک متحرک داده میشود.در این تحقیق به دلیل عدم توانایی الگوریتمهای لبه یاب قبلی در تشخیص مرز دانههای کک نیاز به ارائه الگوریتم جدید میباشد.که با توجه به تغییر شدت نورهای مختلف به یک نمونه مناسب جهت تشخیص مرز دانهها رسیدیم.
کلیدواژه:پردازش تصویر،الگوریتم لبه یاب،طبقهبندی، استپ موتور،یاتاقان کف گرد،پیچ حرکتی
-1مقدمه
امروزه با توسعه روزافزون روشهای مختلف برای جمعآوری اطلاعات مانند دوربینهای دیجیتال، پردازش تصاویر بسیار گسترده شده است و با استفاده از نرمافزارهای مختلف پردازش تصویر مثل نرمافزار متلب این مهم بسیار اهمیت پیداکرده است. و اثر آن را در صنایع مانند پزشکی، صنایع غذایی، نظامی ، کشاورزی و غیره میتوان پیدا کرد. هر ماشین بینایی شامل قطعات برای دریافت تصاویر از محیط است و یک واحد به تجدیدنظر و ارسال آن به بخش کنترل دستگاه است که آن را میتوان به سه بخش زیر تقسیم کرد:
1.دریافت تصاویر
2.پردازش تصویر
3.ارسال تصاویر
این دستگاه به یک عدد دوربین بهمنظور تصویربرداری از ککهای موجود بروی نوار نقاله مجهز میباشد.هدف گرفتن تصویر اولیه از ککها موجود توسط دوربین و ارسال آن به الگوریتم پردازش تصویر ارائهشده در این مقاله میباشد.الگوریتم موجود ابتدا با استفاده از روش لبه یابی به یافتن مرز ککها مبادرت میورزد و بعد از یافتن ککها به محاسبه مساحت هر دانه کک میپردازد.حال میزان فراوانی1 دانههای کک بر اساس مساحت را دستهبندی میکنیم.در ادامه سعی شده که میزان ککهایی با مساحت بالا کمینه شود.این امر توسط فرامین ارسالی از سمت الگوریتم پردازش تصویر به سمت موتورها انجام میشود.
درروش فعلی به دلیل وجود نیروی انسانی در تنظیم پارامترهای مربوط به حرکت غلطکها و همچنین کنترل اندازه دانهها بهصورت دستی در آزمایشگاه، خطا بهدستآمده بالا میباشد.بنابراین نتیجه بهدستآمده توسط روش فعلی از نظر دقت و صرفهجویی در زمان و همچنین دقت در اندازهگیری پارامترهای مربوط به چرخش غلطکها ضعیف میباشد.در این مقاله به دنبال مکانیزه کردن روش فعلی با استفاده از تکنیکهای پردازش تصویر خواهیم بود که نتایج بهدستآمده از روش پیشنهادی حاکی از برتری این روش در میزان دقت و افزایش بهرهوری نسبت به روش قبلی میباشد.
-2بیان مفاهیم اصلی
در این بخش ابتدا به ارائه مفاهیم موردنیاز درروش پیشنهادی میپردازیم و سپس هر جز بهتفصیل بیان خواهد شد بعد از آن بخش پردازش تصویر و در آخر بخش مکانیک دستگاه موردبررسی قرار خواهد گرفت.استپ موتور نوعی موتور است که بافت خارجی آن میتواند در یک موقعیت خاص با زاویه خاص بچرخد. این بدان معنی است که یک استپ موتور قادر خواهد بود شفت خود را در هر موقعیت از نظر زاویه بچرخاند[1] و در همان حالت توقف کند.
-2,2موتورDC
بهطورکلی، برای تبدیل قدرت الکتریکی به مکانیکی از این نوع موتور استفاده میشود.برای راهاندازی حرکت نوار نقاله و غلطک ها از موتور dc استفادهشده که با +12 کار میکند.
-2,3سیستم میکروکنترلر اطلاعاتی که از قسمتهای مختلف به واحد پردازش میآیند در این قسمت پردازششده و فرامین لازم برای حرکت محرکها و درایورها دراختیار آنها قرار میگیرد.میکروکنترلر مورداستفاده در این پروژه ، از خانواده میکروکنترلرهای AVR میباشد.وظیفه این میکروکنترلر[2] عبارت است از کنترل دو dc موتور بهمنظور چرخش غلطکها که بر اساس فرامین ارسالی از سمت برنامه پردازش تصویر به دست میآید.
-3بیان مسئله
طراحی و ساخت تجهیزات صنعتی بهصورت اتوماسیون [3]امروزه یک ضرورت میباشد.در صنایع مختلف تجهیزات زیادی به شکل اتوماسیون طراحیشده و کار میکنند و این امر باعث افزایش راندمان و افزایش سرعت تولید با خطای کمتر شده است.اما بعضی تجهیزات هنوز بهصورت اتوماتیک طراحی نشده است و قابلیت اتوماتیک کردن آنها مشکل میباشد.یکی از این موارد دستگاههای خردکن کک میباشد. این دستگاهها کک را قبل از استفاده در کوره بلند بایستی بهاندازه کمتر از 4میلیمتر تبدیل کنند. لذا در هر مرحله کاری دستگاه باید دستگاه تنظیم شود.برای تنظیم دستگاه که بتواند کک موردنظر را تولید کند از دوپیچ استفاده میشود.
این دوپیچ نیرو را به غلطک ها منتقل میکنند و با نزدیک شدن غلطک ها کک ریزتری تولید میشود.یکی از مسائل اساسی تنظیم فاصله دو غلطک میباشد که بهوسیله دست انجام میشود و به دلیل بزرگ بودن آچار چرخش پیچها برای اپراتور کار دشواری میباشد و مشکل بعدی که بیشتر مدنظر میباشد این است که بعد از استارت اولیه باید دستگاه متوقف شود و نمونههایی از خط تولید به آزمایشگاه ارسال شود و اگر آزمایشگاه تأیید کرد، دستگاه استارت میشود و الی دوباره جابجایی غلطک صورت گرفته و پس از تأیید آزمایشگاه دستور کار دستگاه صادر میشود.با توجه به پروسه بیانشده، برای راهاندازی دستگاه دستورالعملهای بیانشده باعث اتلاف وقت زیادی میشود.لذا طبق طرح پیشنهادی که بهصورت ماکت نیز ساختهشده ،باعث میشود:
1.در زمان صرفهجویی شود.چون کنترل آزمایشگاه در این چرخه حذف میشود.
2.دقت عمل زیاد میشود.چون یک سیستم بینایی ماشین کنترل بالاتری دارد نسبت به کنترل با دست.
3.فشار بر روی اپراتور حذف میشود.چون در این طرح نیز تغییر و جابجایی غلطک توسط کارگر انجامنشده بلکه توسط موتور انجام میشود.
4بیان طرح پیشنهادی
این دستگاه به دو قسمت مکانیکی و نرمافزار تقسیم میشود. قسمت نرمافزار شامل:
-1 پردازش تصویر
-2 کنترل موتور
-4,1واحد پردازش تصویر
بینایی ماشینی یا CV - سرنام - Computer Vision درواقع رویه تبدیل تصویر یا ویدیو به مدل جدیدی از اطلاعات است که در آن کامپیوتر تنها با فهرستی از شمارهها کار میکند. بهعنوانمثال، اگر در یک عکس یکتکه از آبجکت را در نظر بگیریم، این تکه با ماتریسی از شمارهها و
