CN109794432A - 一种基于视觉识别的稀土金属自动分拣系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于视觉识别的稀土金属自动分拣系统及方法，属于分拣系统技术领域，包含包括记录有稀土金属块信息的控制系统、用以输送稀土金属块的输送装置、用以实时读取稀土金属块的标识符的视觉识别传感器和用以分拣稀土金属块的分拣装置；稀土金属块信息包括稀土金属块的铁碳含量，标识符与稀土金属块信息一一对应；输送装置、视觉识别传感器和分拣装置均设于工作平台，控制系统分别与输送装置、视觉识别传感器和分拣装置电连接用以控制输送装置的启停、读取视觉识别传感器的信息、并根据视觉识别传感器的信息控制分拣装置对稀土金属块完成分拣，本发明设计合理，能够快速准确的对稀土金属块进行自动化分拣。

Description

一种基于视觉识别的稀土金属自动分拣系统及方法

技术领域

本发明属于分拣系统技术领域，特别是涉及一种基于视觉识别的稀土金属自动分拣系统及方法。

背景技术

稀土金属是重要的战略资源，素有“工业味精”的美誉。目前在稀土电解行业中,金属分拣过程中采用传统的人工分拣，根据分析室提供的分析结果再通过人工分拣到对应规格的金属箱中去，采用纸质化作业，导致目前稀土行业存在分拣效率低，人工成本高，生产成本增加，劳动强度大，容易出错等问题。

自动分拣系统目前已经成为先进分选中心所不可或缺的重要设备，它具有很高的分拣效率。可以说，在物流配送系统中自动分拣系统是提高配送效率的一项关键因素。目前已经出现了多种自动分拣系统，例如顶升轮式、滚轴式、侧推式、转向臂式、转向轮式、机械托盘式、交叉带式以及推块式等等。自动分拣系统一般由控制装置、分类装置、输送装置及分拣道口组成。控制装置的作用是识别、接收和处理分拣信号，根据分拣信号的要求指示分类装置、按产品规格、按产品目的地或按用户指定的类别对产品进行自动分类。这些分拣需求可以通过不同方式，如可通过条形码扫描、重量检测、语音识别、高度检测及形状识别等方式，输入到分拣控制系统中去，根据对这些分拣信号判断，来决定某一种物品该进入哪一个分拣道口。

目前市面上的自动分拣系统通过传统的条形码扫描、重量检测、语音识别、高度检测等方式进行产品识别，主要针对物流系统的自动识别或者对金属类别的一个简单识别分类，而对于精度要求特别高的稀土金属分拣系统中，这些识别方法无法进行高精度识别与分拣。

发明内容

本发明的目的就是提供一种基于视觉识别的稀土金属自动分拣系统，能够实现对稀土金属块进行分类，本发明的另一目的就是提供一种基于视觉识别的稀土金属自动分拣方法，能够实现快速准确的对稀土金属块进行分拣。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种基于视觉识别的稀土金属自动分拣系统，包括记录有稀土金属块信息的控制系统及由控制系统控制的用以输送稀土金属块的输送装置、用以实时读取稀土金属块的标识符的视觉识别传感器和用以分拣稀土金属块的分拣装置；

所述稀土金属块信息包括稀土金属块的铁碳含量，所述标识符与稀土金属块信息一一对应；

所述输送装置、视觉识别传感器和分拣装置均设于工作平台，所述控制系统分别与输送装置、视觉识别传感器和分拣装置电连接用以控制输送装置的启停、读取视觉识别传感器的信息、并根据视觉识别传感器的信息控制分拣装置对稀土金属块完成分拣。

进一步的，还包括用以称取稀土金属块的重量的称重传感器和用以将稀土金属块从所述输送装置转运至所述称重传感器的取放装置；所述称重传感器和取放装置均设于工作平台；所述控制系统分别与取放装置和称重传感器电连接用以控制取放装置取放稀土金属块、并在稀土金属块放置于称重传感器时录入从称重传感器获得的稀土金属块的重量信息。

进一步的，所述视觉识别传感器设于所述称重传感器的正上方，用以在称重的同时识别稀土金属块的标识符。

进一步的，所述取放装置包括轨道和机械臂，所述轨道架设于输送装置和称重传感器之间的工作平台，所述机械臂滑动连接于所述轨道。

进一步的，还包括用以控制稀土金属块止动位置的限位传感器，所述限位传感器与所述控制系统电连接用以反馈启停信号，限位传感器安装于输送装置。

进一步的，所述标识符为雕刻标识符。

进一步的，还包括用以盛装分拣完成的稀土金属块的盛装箱，所述盛装箱设于所述分拣装置四周的工作平台，所述分拣装置为旋转式机械臂。

一种基于视觉识别的稀土金属自动分拣方法，包括以下步骤：

S1.在分析室对各炉生产的稀土金属块进行铁碳含量分析，在稀土金属块上雕刻标识符，并将标识符和其炉号、铁碳含量对应地录入控制系统；

S2.稀土金属块通过输送装置送出进行分拣；

S3.控制系统启动取放装置，取放装置将稀土金属块从输送装置送至称重传感器；

S4.同时视觉识别传感器读取稀土金属块的标识符；

S5.控制系统通过视觉识别传感器读取稀土金属块的标识符信息后匹配该稀土金属块炉号和铁碳含量，同时控制系统读取称重传感器的重量信息写入数据库，重量信息与金属块对应；

S6.控制系统根据稀土金属块的铁碳含量向分拣装置给出控制信号，分拣装置将将具有同一范围铁碳含量的稀土金属块分拣归类至盛装箱，对盛装箱进行编号，同时控制系统录入稀土金属块装入的盛装箱的编号。

进一步的，还包括步骤S7.控制系统定期将稀土金属块的铁碳含量和重量信息以炉为单位生成报表，用以显示各炉的生产指标。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

分拣系统的控制系统通过视觉识别传感器对稀土金属块进行识别并准确无误识别出稀土金属块的标识符，并通过标识符信息与控制系统中稀土金属块的分析结果的数据进行匹配，读取到该稀土金属块的分析结果后，根据稀土金属块信息传递控制信号给分拣装置，分拣装置对具有同一范围铁碳含量稀土金属块分拣归类。

1、实现了多工段数据整合，代替传统的纸质化作业流程；

2、提高分拣准确率，降低人工和生产成本，降低员工劳动强度；

3、分拣系统根据分拣任务可以随时调节单块金属识别及分拣时间，提高分拣效率，相同分拣任务情况下，自动分拣系统较人工相比较节约40％的时间，缩短分拣周期；

4、本发明结合实际生产工艺，通过视觉识别系统对稀土金属自身的雕刻而成的标识符进行准确识别，静态识别准确率达到100％，突破了传统物流分拣系统中需要外置标识符才能进行识别分拣的问题，避免了对稀土金属块造成污染；

5、系统可以秤取每块金属的重量，并按要求进行存储和自动分类；

6、每块金属的炉号、铁碳结果、重量自动传送给控制系统的报表系统，自动进行数据统计及分析，便于了解各炉的生产情况；

7、系统统计每箱金属中的金属块对应的槽型及金属炉号、铁碳结果、重量，便于向客户提供详细的数据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例一所提供的分拣系统的第一视角结构示意图；

图2是本发明实施例一所提供的分拣系统的第二视角结构示意图；

图3是本发明实施例一所提供的分拣系统的正视图；

图4是本发明实施例一所提供的分拣系统电连接连接示意图

附图标记：1-输送装置，11-限位传感器，2-视觉识别传感器，3-分拣装置，4-称重传感器，5-取放装置，51-轨道，52-机械臂，6-盛装箱。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

如图1至图4所示，一种基于视觉识别的稀土金属自动分拣系统，包括记录有稀土金属块信息的控制系统及由控制系统控制的用以输送稀土金属块的输送装置1、用以实时读取稀土金属块的标识符的视觉识别传感器2和用以分拣稀土金属块的分拣装置3；

所述稀土金属块信息包括稀土金属块的铁碳含量，所述标识符与稀土金属块信息一一对应；需要说明的是，标识符在分析室进行铁碳含量分析后，雕刻而成，其可以为非标标识符；

所述输送装置1、视觉识别传感器2和分拣装置3均设于工作平台，所述控制系统分别与输送装置1、视觉识别传感器2和分拣装置3电连接用以控制输送装置1的启停、读取视觉识别传感器2的信息、并根据视觉识别传感器2的信息控制分拣装置3对稀土金属块完成分拣；分拣装置3一种较佳的实施方式为：采用旋转式机械臂，当视觉识别传感器2识别完成，控制系统储存完数据以后，将稀土金属块的铁碳含量、炉号及需要分拣到哪个金属箱的编号等数据传送给分拣装置3，分拣装置3收到指令后开始工作，将稀土金属块分拣到相应的金属箱中；

还包括用以盛装分拣完成的稀土金属块的盛装箱6，所述盛装箱6设于所述分拣装置3四周的工作平台，所述分拣装置3为旋转式机械臂52，每个盛装箱6进行规格分类并进行一次编号；盛装箱6的上端的水平面低于分拣装置3所处的水平面，盛装箱6的上端倾斜设置有溜槽，分拣装置3将稀土金属块放置于溜槽上后，稀土金属块收到重力作用滑入盛装箱6内；

本发明实现的原理为：分拣系统的控制系统通过视觉识别传感器2对稀土金属块进行识别并准确无误识别出稀土金属块的标识符，并通过标识符信息与控制系统中稀土金属块的分析结果的数据进行匹配，读取到该稀土金属块的分析结果后，根据稀土金属块信息传递控制信号给分拣装置3，分拣装置3对稀土金属块分拣。

为了保证金属锭的终点位置基本统一，方便取放装置的取放，本发明还包括用以控制稀土金属块止动位置的限位传感器11，所述限位传感器11与所述控制系统电连接用以反馈启停信号，限位传感器11安装于输送装置1，限位传感器11感知输送装置1传送过来的稀土金属块，当稀土金属块触碰到限位传感器时，控制系统控制输送装置1自动停止；当限位传感器11检测到无稀土金属块时，控制系统控制输送装置1启动工作。

一种基于视觉识别的稀土金属自动分拣方法，包括以下步骤：

S1.在分析室对各炉生产的稀土金属块进行铁碳含量分析，在稀土金属块上雕刻标识符，并将标识符和其炉号、铁碳含量对应地录入控制系统；

S2.稀土金属块通过输送装置(1)送出进行分拣；

S3.视觉识别传感器(2)读取稀土金属块的标识符；

S4.控制系统通过视觉识别传感器(2)读取稀土金属块的标识符信息后匹配该稀土金属块炉号和铁碳含量；

S5.控制系统根据稀土金属块的铁碳含量向分拣装置(3)给出控制信号，分拣装置(3)将具有同一范围铁碳含量的稀土金属块分拣归类。

实施例二

在本实施例中，本发明还包括用以称取稀土金属块的重量的称重传感器4和用以将稀土金属块从所述输送装置1转运至所述称重传感器4的取放装置5；所述称重传感器4和取放装置5均设于工作平台；所述控制系统分别与取放装置5和称重传感器4电连接用以控制取放装置5取放稀土金属块、并在稀土金属块放置于称重传感器4时录入从称重传感器4获得的稀土金属块的重量信息；称重传感器4的一种较佳的实施方式为：采用静态高精度电子秤，每秤取一块稀土金属块前，称重传感器4自校一次，配合视觉识别传感器2将秤取的稀土金属块的重量信息传送给控制系统。

视觉识别传感器2和称重传感器4的一种较佳的位置设置关系为：所述视觉识别传感器2设于所述称重传感器4的正上方，用以在称重的同时识别稀土金属块的标识符。

取放装置的一种较佳的实施方式为：取放装置5包括轨道51和机械臂52，所述轨道51架设于输送装置1和称重传感器4之间的工作平台，所述机械臂52滑动连接于所述轨道51；机械臂52的初始位置在限位传感器11的正上方，当稀土金属块停在限位传感器11处时，控制系统控制机械臂52开始工作，沿导轨51将稀土金属块放置在称重传感器4上，放置成功以后机械臂52位置复原。

一种基于视觉识别的稀土金属自动分拣方法，包括以下步骤：

S1.在分析室对各炉生产的稀土金属块进行铁碳含量分析，在稀土金属块上雕刻标识符，并将标识符和其炉号、铁碳含量对应地录入控制系统；

S2.稀土金属块通过输送装置送出进行分拣；

S3.控制系统启动取放装置，取放装置将稀土金属块从输送装置送至称重传感器；

S4.同时视觉识别传感器读取稀土金属块的标识符；

S5.控制系统通过视觉识别传感器读取稀土金属块的标识符信息后匹配该稀土金属块炉号和铁碳含量，同时控制系统读取称重传感器的重量信息写入数据库，重量信息与金属块对应；

S6.控制系统根据稀土金属块的铁碳含量向分拣装置给出控制信号，分拣装置将将具有同一范围铁碳含量的稀土金属块分拣归类至盛装箱，对盛装箱进行编号，同时控制系统录入稀土金属块装入的盛装箱的编号。

除上述内容外，其他内容与实施例一均相同。

实施例三

本实施例中，控制系统还包括报表管理系统，用于显示各车间各炉的各项指标，稀土金属块基础数据(如：重量、铁碳含量)由控制系统的数据库提供，自动生成车间周月报表；

分拣步骤还包括步骤：

S7.控制系统定期将稀土金属块的铁碳含量和重量信息以炉为单位生成报表，用以显示各炉的生产指标。

除上述内容外，其他内容与实施例二相同。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于视觉识别的稀土金属自动分拣系统，其特征在于：包括记录有稀土金属块信息的控制系统、用以输送稀土金属块的输送装置(1)、用以实时读取稀土金属块的标识符的视觉识别传感器(2)和用以分拣稀土金属块的分拣装置(3)；

所述稀土金属块信息包括稀土金属块的铁碳含量，所述标识符与稀土金属块信息一一对应；

所述输送装置(1)、视觉识别传感器(2)和分拣装置(3)均设于工作平台，所述控制系统分别与输送装置(1)、视觉识别传感器(2)和分拣装置(3)电连接用以控制输送装置(1)的启停、读取视觉识别传感器(2)的信息、并根据视觉识别传感器(2)的信息控制分拣装置(3)对稀土金属块完成分拣。

2.根据权利要求1所述的基于视觉识别的稀土金属自动分拣系统，其特征在于：还包括用以称取稀土金属块的重量的称重传感器(4)和用以将稀土金属块从所述输送装置(1)转运至所述称重传感器(4)的取放装置(5)；所述称重传感器(4)和取放装置(5)均设于工作平台；所述控制系统分别与取放装置(5)和称重传感器(4)电连接用以控制取放装置(5)取放稀土金属块、并在稀土金属块放置于称重传感器(4)时录入从称重传感器(4)获得的稀土金属块的重量信息。

3.根据权利要求2所述的基于视觉识别的稀土金属自动分拣系统，其特征在于：所述视觉识别传感器(2)设于所述称重传感器(4)的正上方，用以在称重的同时识别稀土金属块的标识符。

4.根据权利要求2所述的基于视觉识别的稀土金属自动分拣系统，其特征在于：所述取放装置(5)包括轨道(51)和机械臂(52)，所述轨道(51)架设于输送装置(1)和称重传感器(4)之间的工作平台，所述机械臂(52)滑动连接于所述轨道(51)。

5.根据权利要求1所述的基于视觉识别的稀土金属自动分拣系统，其特征在于：还包括用以控制稀土金属块止动位置的限位传感器(11)，所述限位传感器(11)与所述控制系统电连接用以反馈启停信号，限位传感器(11)安装于输送装置(1)。

6.根据权利要求1所述的基于视觉识别的稀土金属自动分拣系统，其特征在于：所述标识符为雕刻标识符。

7.根据权利要求1所述的基于视觉识别的稀土金属自动分拣系统，其特征在于：还包括用以盛装分拣完成的稀土金属块的盛装箱(6)，所述盛装箱(6)设于所述分拣装置(3)四周的工作平台，所述分拣装置(3)为旋转式机械臂(52)。

8.根据权利要求1至7所述的一种基于视觉识别的稀土金属自动分拣方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.在分析室对各炉生产的稀土金属块进行铁碳含量分析，在稀土金属块上雕刻标识符，并将标识符和其炉号、铁碳含量对应地录入控制系统；

S2.稀土金属块通过输送装置(1)送出进行分拣；

S3.视觉识别传感器(2)读取稀土金属块的标识符；

S4.控制系统通过视觉识别传感器(2)读取稀土金属块的标识符信息后匹配该稀土金属块炉号和铁碳含量；

S5.控制系统根据稀土金属块的铁碳含量向分拣装置(3)给出控制信号，分拣装置(3)将具有同一范围铁碳含量的稀土金属块分拣归类。

9.根据权利要求8所述的基于视觉识别的稀土金属自动分拣方法，其特征在于：S3步骤中还包括S31.控制系统启动取放装置(5)，取放装置(5)将稀土金属块从输送装置(1)送至称重传感器(4)；

S4步骤中还包括S41.控制系统读取称重传感器(4)的重量信息并录入控制系统的数据库，重量信息与金属块对应；

S5步骤中，对盛装箱(6)进行编号，分拣装置(3)将稀土金属块分拣至不同的盛装箱(6)，同时控制系统录入稀土金属块装入的盛装箱(6)的编号。

10.根据权利要求8所述的基于视觉识别的稀土金属自动分拣方法，其特征在于：还包括步骤S6.控制系统定期将稀土金属块的铁碳含量和重量信息以炉为单位生成报表，用以显示各炉的生产指标。