CN109909184A - 一种基于机器视觉的硅料分拣系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于机器视觉的硅料分拣系统，包括第一输送装置、控制系统以及用于铺平上料的给料装置；所述的第一输送装置，配设有用于实时采集第一输送装置输送的待分拣的硅料的RGB图像的第一机器视觉图像采集装置、以及用于吸取第一输送装置上输送的待分拣的硅料中的异常料的第一异常料分拣装置。该硅料分拣系统还包括第二输送装置，以及与第二输送装置和第一输送装置配合使用的弧形换向板；第二输送装置配设有沿其输送方向依次分布的第二机器视觉图像采集装置和第二异常料分拣装置。本发明用于提高硅料分拣的效率、以及降低硅料分拣的漏检几率。

Description

一种基于机器视觉的硅料分拣系统

技术领域

本发明涉及硅料分拣领域，具体涉及一种基于机器视觉的硅料分拣系统，主要用于硅料中异常料的分拣。

背景技术

在光伏行业内，硅料分为片料和块料，片料直径在1mm-15mm不等，块料在3mm-15mm不等。硅料是光伏行业生产过程中常用的材料，比如将硅料用于多晶硅铸锭。

硅料在使用前，比如在用于多晶硅铸锭之前，需进行相应的准备工作，即需要把硅料进行清洗、分类、分拣等工序。

其中，硅料的分拣，主要包括异物分拣和异常料分拣。其中，异常料是指被氧化或别记号笔标记过的与正常料有颜色差异的硅料。硅料的正常颜色呈灰色，异常料的颜色一般呈黑色。

目前，在进行硅料分拣时，往往通过输送带对硅料进行输送，硅料铺在输送带上往前平移输送，并在平移输送过程中，由人工将输送带上的异常料分拣出来。一方面，人工分拣工作效率低；另一方面，工作一段时间后，人工分拣易引起视觉疲劳，从而易使漏检率上升，不利于硅料分拣工作的顺利进行。

为此，本发明提供一种基于机器视觉的硅料分拣系统，用于解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供一种基于机器视觉的硅料分拣系统，用于提高硅料分拣的效率，以及用于降低硅料分拣的漏检几率。

第一方面，本发明提供了一种基于机器视觉的硅料分拣系统，该硅料分拣系统包括第一输送装置、控制系统以及用于铺平上料的给料装置；给料装置与第一输送装置的输送始端配合使用；

所述的第一输送装置，配设有用于实时采集第一输送装置输送的待分拣的硅料的RGB图像的第一机器视觉图像采集装置、以及用于吸取第一输送装置上输送的待分拣的硅料中的异常料的第一异常料分拣装置；

第一机器视觉图像采集装置安装在第一输送装置的上方；

第一机器视觉图像采集装置和第一异常料分拣装置，沿第一输送装置的输送方向依次分布；第一机器视觉图像采集装置信号连接控制系统，控制系统电控连接第一异常料分拣装置。

进一步地，该硅料分拣系统还包括安装在第一输送装置下方的第二输送装置，以及与第二输送装置和第一输送装置配合使用的弧形换向板；

所述的第二输送装置，配设有第二机器视觉图像采集装置和第二异常料分拣装置；第二机器视觉图像采集装置和第二异常料分拣装置沿第二输送装置的输送方向依次分布，第二异常料分拣装置与第一异常料分拣装置相同；

所述的第二机器视觉图像采集装置，安装在第二输送装置的上方，并与第二输送装置配合使用；所述的弧形换向板，位于第一输送装置和第二输送装置的同一端；弧形换向板的第一端的端部，位于第一输送装置的上方；弧形换向板的第二端的端部，位于第一输送装置与第二输送装置之间；

第一输送装置的输送方向指向弧形换向板的内弧形面，第二输送装置的输送方向与第一输送装置的输送方向相反；

弧形换向板的第一端的内弧形面，与第一输送装置的输送末端配合使用；弧形换向板的第二端的内弧形面，与第二输送装置的输送始端配合使用；

第二机器视觉图像采集装置信号连接所述的控制系统，所述的控制系统电控连接第二异常料分拣装置。

进一步地，所述的第一异常料分拣装置和第二异常料分拣装置，均包括负压设备、带有进气口的负压通道、一组用于吸取异常料的吸取通道、以及一组用于收集异常料的收集通道；

负压通道通过负压连通管与负压设备连通，负压通道的进气口上设有第三电控阀；

各收集通道的一端的端口，分别与负压通道相连通；各收集通道的另一端的端口，均为异常料排出口；

在每个收集通道上，沿负压通道至收集通道的异常料排出口方向上，均依次安有第一电控阀、过滤组件和第二电控阀；

各收集通道的位于过滤组件和异常料排出口之间的管道部分，均竖直分布；

吸取通道与收集通道数量相等且一一对应；吸取通道的一端与该吸取通道对应的收集通道相连通、另一端的端口均为吸料口；

各吸取通道的吸料口，沿第一输送装置的输送面的宽度方向并排分布；任意相邻吸取通道之间无间隔分布；各吸取通道的吸料口，均垂直指向第一输送装置的输送面；

各吸取通道及相应收集通道的连通处，分别位于第二电控阀与过滤组件之间。

进一步地，第一异常料分拣装置的吸取通道的吸料口，沿对应输送装置的输送带的宽度方向并排分布。

进一步地，所述皮带输送机的输送带的输送始端，均配设有用于调节输送带的输送宽度的宽度调节机构；

所述的宽度调节机构，分别安装在相应皮带输送机的机架上。

进一步地，所述的给料装置，包括上料机架、顶部带有硅料加入口的振动箱、以及用于驱动振动箱振动上料的振动驱动机构；振动箱和振动驱动机构均安装在上料机架上；

振动箱的一侧开口设置，振动箱该侧的开口为所述的出料口；

振动箱的箱底，采用筛板、并通过上述出料口延伸至所述的上料机架外。

进一步地，振动箱的箱底朝所述出料口的一侧斜向下倾斜。

进一步地，所述的宽度调节机构包括两个配合使用的挡杆，两挡杆分置相应输送装置的输送带两侧；所述挡杆的一端分别可转动地安装在相应输送装置的输送带相应侧，另一端能够在相应输送装置的输送带上滑动转动。

进一步地，所述的第一异常料分拣装置和第二异常料分拣装置，各自配设有用于输送其分拣出的异常料的异常料皮带输送机；

第一异常料分拣装置和第二异常料分拣装置的收集通道的异常料排出口，均位于相应异常料皮带输送机的输送带的正上方；各吸取通道的吸料口，均位于各自对应异常料皮带输送机的一侧下方。

进一步地，为避免间距过大影响对异常料的吸取、以及避免间距过小影响输送装置上硅料的正常输送，第一异常料分拣装置的各吸料口与第一输送装置的输送带之间的间距的取值范围为1.9cm-2.1cm，第二异常料分拣装置的各吸料口，与第二输送装置的输送带之间的间距的取值范围为1.9cm-2.1cm。

进一步地，在水平方向上，弧形换向板与第一输送装置的输送带之间的间隔的取值范围为1.9cm-2.1cm；在竖直方向上，弧形换向板与第二输送装置的输送带之间的间隔的取值范围为1.9cm-2.1cm。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明提供的基于机器视觉的硅料分拣系统,其包括给料装置、第一输送装置、控制系统、以及第一机器视觉图像采集装置和第一异常料分拣装置，给料装置用于为第一输送装置铺平上料，从而在一定程度上确保了待分拣的硅料能够相对均匀的平铺至第一输送装置的输送面上，一定程度上避免了硅料的重叠，一方面便于第一机器视觉图像采集装置能够采集更多硅料的图像，降低硅料分拣的漏检几率，另一方面还便于第一异常料分拣装置在吸取分拣异常料时，能够在一定程度上避免或减少对正常料的吸取，可见一定程度上有助于提高分拣的准确度。

(2)本发明提供的基于机器视觉的硅料分拣系统，包括给料装置、第一输送装置、控制系统、以及第一机器视觉图像采集装置和第一异常料分拣装置，使用时，实时通过第一机器视觉图像采集装置，对第一输送装置上输送的待分拣的硅料进行拍照，并实时将拍摄的RGB图像传送至控制系统，控制系统实时对所接收到的RGB图像进行分析，实时将第一输送装置上输送的硅料的图像RGB值与正常硅料对应的图像RGB值进行对比，继而筛选出与正常硅料对应的图像RGB值不同的异常料；当控制系统分析出硅料中含有异常料时，控制系统依据预先设定的第一机器视觉图像采集装置与第一异常料分拣装置的距离、以及预先设定或接收到的外界发来的第一输送装置的输送速率，对应计算各异常料到达第一异常料分拣装置的吸料口(即第一异常料分拣装置上配设的用于吸取第一输送装置上输送的硅料中的异常料的部件)的时间长度，并在达到计算出的时间长度后，控制第一异常料分拣装置对第一输送装置上的各异常料进行分拣，可见实现了对待分拣硅料中异常料的自动化分拣，在很大程度上减少了工作人员的工作量，一定程度上提高了硅料分拣的效率。

(3)本发明提供的基于机器视觉的硅料分拣系统，还包括第二输送装置和弧形换向板，第二输送装置沿其输送方向配设有第二机器视觉图像采集装置和第二异常料分拣装置，弧形换向板的第一端的内弧形面与第一输送装置的输送末端配合使用,弧形换向板的第二端的内弧形面与第二输送装置的输送始端配合使用,使用时，待分拣的硅料经第一输送装置上的异常料分拣后，在自身重力作用下，经第一输送装置的输送末端的端部滑落至弧形换向板的第一端的内弧形面上，之后经弧形换向板的翻转作用后输送至第二输送装置再次进行分拣，可见弧形换向板的使用，一定程度上可增加待分拣硅料在分拣输送过程中受检面(能够被机器视觉图像采集装置拍摄到图像)，进而可在一定程度上降低异常料的漏检率。

(4)本发明提供的基于机器视觉的硅料分拣系统，其第一输送装置和第二输送装置均采用皮带输送机，所述皮带输送机的输送带的输送始端均配设有用于调节输送带的输送宽度的宽度调节机构，使用时，可适当调节输送带上的宽度调节机构，使得硅料在通过输送带的输送始端向输送末端输送时，能够在一定程度上避免待检硅料从输送带两侧掉落，且还能够在一定程度上确保输送带的输送宽度不超过某个特定的输送宽度，从而有助于实现硅料的自动化分拣。

此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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的附图。

图1是本发明实施例1中的基于机器视觉的硅料分拣系统的结构示意图。

图2是本发明实施例2中的基于机器视觉的硅料分拣系统的结构示意图。

图3是图1和图2中局部结构的俯视示意图。

图4是图1和图2中所示给料装置的局部结构的俯视示意图。

图5是本发明实施例1中的基于机器视觉的硅料分拣系统的示意性功能框图。

图6是本发明实施例2中的基于机器视觉的硅料分拣系统的示意性功能框图。

其中：1、给料装置，1.1、振动箱，1.2、悬吊杆，1.3、定位销，1.4、转轴，1.5、出料口，1.6、上料机架，1.7、转轴，1.8、连杆，1.9、第一皮带轮，1.10、偏心轴，1.11、振动驱动电机输出轴，1.12、第二皮带轮，1.13、振动驱动电机，1.14、皮带；2、第一输送装置，2.1、机架，2.2、托辊，2.3、输送带驱动机构，2.4、挡杆，2.5、转轴，2.6、输送带；2’、第二输送装置，2.1’、机架，2.2’、托辊，2.4’、挡杆，2.6’、输送带；3、第一异常料分拣装置，3.1、负压通道，3.2、第一电控阀，3.3、吸取通道，3.4、收集通道，3.5、第二电控阀，3.6、过滤组件，3.7、负压设备，3.8、负压连通管，3.9、第三电控阀，3.10、异常料收集箱，3.11、异常料皮带输送机；3’、第二异常料分拣装置；4、第一机器视觉图像采集装置；4’、第二机器视觉图像采集装置；5、硅料收集箱，6、弧形换向板。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例一：

图1和图3-图5是本发明一个实施例的基于机器视觉的硅料分拣系统的示意性结构图。

参见图1和图3-5所示，该基于机器视觉的硅料分拣系统包括第一输送装置2、控制系统以及用于铺平上料的给料装置1。给料装置1与第一输送装置2的输送始端配合使用，用于向第一输送装置2的输送始端上料。所述的第一输送装置2，配设有用于实时采集第一输送装置2输送的待分拣的硅料的RGB图像的第一机器视觉图像采集装置4、以及用于吸取第一输送装置2上输送的待分拣的硅料中的异常料的第一异常料分拣装置3。第一机器视觉图像采集装置4安装在第一输送装置2的上方。第一机器视觉图像采集装置4和第一异常料分拣装置3，沿第一输送装置2的输送方向依次分布。第一机器视觉图像采集装置4信号连接控制系统，控制系统电控连接第一异常料分拣装置3。

使用时，通过给料装置1实时向第一输送装置2上添加待分拣的硅料，第一输送装置2向其输送方向平移输送待分拣的硅料，第一机器视觉图像采集装置4实时采集第一输送装置2上输送的待分拣的硅料的RGB图像，并实时将采集的RGB图像传送至控制系统，控制系统实时分析所接收到的RGB图像，并实时将第一输送装置2上输送的硅料的图像RGB值与正常硅料对应的图像RGB值进行对比，继而筛选出与正常硅料对应的图像RGB值不同的异常料。

参见图1、图3和图4，本实施例中所采用的给料装置1，包括上料机架1.6、顶部带有硅料加入口的振动箱1.1、以及用于驱动振动箱1.1振动上料的振动驱动机构；振动箱1.1和振动驱动机构均安装在上料机架1.6上；振动箱1.1的一侧开口设置，振动箱1.1该侧的开口为所述的出料口1.5；振动箱1.1的箱底，采用筛板、并通过上述出料口1.5延伸至所述的上料机架1.6外；振动箱1.1的箱底朝所述出料口1.5的一侧斜向下倾斜，便于上料工作的顺利进行。给料装置1的出料口1.5位于第一输送装置2的输送带的输送始端的上方；上料机构的出料口1.5的宽度，略小于第一输送装置2的输送带的宽度。

参见图3,本实施例中所述的振动箱1.1的顶部开口设置,振动箱1.1的顶部的开口即为所述的硅料加入口。所述的给料装置1使用时，通过硅料加入口，往振动箱1.1内远离振动箱1.1的出料口1.5的一端加入待分拣硅料，在振动驱动机构的振动驱动下，振动箱1.1内加入的待分拣硅料被振动平铺在振动箱1.1箱底、并通过出料口1.5振动输出至第一输送装置2的输送带的输送始端，从而在一定程度上达到往第一输送装置2的输送始端铺平上料的目的。

上料时，控制向给料装置1中加注待分拣硅料的量，可在一定程度上使待分拣硅料被单层铺平在第一输送装置2的输送带上，从而可在一定程度上避免硅料的重叠，既便于机器视觉图像采集装置采集更多硅料的图像，从而降低硅料分拣的漏检几率，还能够在第一异常料分拣装置3吸取分拣异常料时，便于在一定程度上减少甚至避免对正常料的一并吸取，可见还可在一定程度上提高分拣的精度。

参见图1，振动箱1.1通过一组悬吊杆1.2可转动的悬吊在上料机架1.6上，其中，各悬吊杆1.2的上端分别通过转轴1.4可转动地安装在上料机架1.6上，各悬吊杆1.2的下端分别通过定位销1.3与振动箱1.1的上端固定连接。

参见图1和图4，在本实施例中，所述的振动驱动机构包括振动驱动电机1.13、偏心轴1.10和连杆1.8，振动驱动电机1.13通过传动装置与所述偏心轴1.10的一端相连，偏心轴1.10的另一端与所述连杆1.8的一端可转动连接，连杆1.8的另一端可转动地安装在1.1上；所述的连杆1.8与所述的出料口1.5，位于振动箱1.1的一相对侧；所述的连杆1.8与所述的偏心轴1.10垂直分布。使用时，启动振动驱动电机1.13，振动驱动电机1.13通过传动装置带动偏心轴1.10转动，偏心轴1.10转动带动连杆1.8转动，进而带动振动箱1.1振动，结构简单，便于实现。

在本实施例中，所述的传动装置采用皮带传动装置，具体包括第一皮带轮1.9、第二皮带轮1.12和皮带1.14，其中第一皮带轮1.9安装在偏心轴1.10上、第二皮带轮1.12安装在振动驱动电机输出轴1.11上，第一皮带轮1.9的直径稍微大于第二皮带轮1.12的直径，振动驱动电机1.13通过第二皮带轮1.12、第一皮带轮1.9和皮带1.14驱动偏心轴1.10转动，进而带动振动箱1.1振动，以实现对待分拣硅料的铺平与上料。

参见图1和图3，所述的第一异常料分拣装置3配设有一用于输送其收集通道3.4排出的异常料的异常料皮带输送机3.11。第一异常料分拣装置3的收集通道3.4的异常料排出口，位于异常料皮带输送机3.11的输送带的正上方，与异常料皮带输送机3.11的输送带间隔2cm。使用时，各收集通道3.4收集的异常料，分别通过各自的异常料排出口排放至异常料皮带输送机3.11上，继而由异常料皮带输送机3.11输送出去。在本实施例中，异常料皮带输送机3.11的输送方向与第一输送装置2的输送带的输送方向垂直。

参见图1和图3，本实施例中的第一输送装置2采用皮带输送机，其输送带2.6水平设置，用于直线输送待分拣硅料。该第一输送装置2包括机架2.1、托辊2.2、输送带2.6、以及用于驱动输送带2.6的输送带驱动机构2.3。其中，所述的输送带驱动机构2.3采用电机减速机机组,还可采用电机皮带轮驱动机构进行替换。需要说明的是,所述的第一输送装置2采用的是现有的皮带输送机，具体实现本发明时，可直接购买或参照现有技术中的任意相关皮带输送机进行实现。

需要说明的是，输送带2.6的输送方向的垂直方向，与异常料皮带输送机3.11的输送带的输送方向平行；第一异常料分拣装置3可通过相应的安装支架安装在第一输送装置2的机架2.1上。

参见图1和图3，本实施例中的第一输送装置2，其输送带2.6的输送始端配设有用于调节输送带2.6的输送宽度的宽度调节机构；该宽度调节机构安装在第一输送装置2的机架2.1上，具体地，该宽度调节机构包括两个配合使用的挡杆2.4，两挡杆分置输送带2.6的两侧。参见图3，所述挡杆2.4的一端分别通过转轴2.5可转动地安装在输送带2.6的相应侧的机架2.1上；所述挡杆2.4的另一端，均能够以其对应的转轴2.5在输送带2.6上滑动转动。使用时，在输送带2.6上滑动转动两个挡杆2.4的活动端，使该两个挡杆2.4呈“八”字型分布，并使该两个挡杆2.4的活动端均位于第一机器视觉图像采集装置4与两个转轴2.5之间，待分拣硅料自输送带2.6的输送始端穿过两挡杆2.4之间的空间向输送末端输送，可见此时两挡杆2.4之间的间距即为输送带2.6当前的输送宽度，该输送宽度小于输送带2.6的宽度，避免了待检硅料从输送带上掉落。

参见图1和图3，本实施例中所述的第一异常料分拣装置3，包括负压设备3.7、带有进气口的负压通道3.1、一组用于吸取异常料的吸取通道3.3、以及一组用于收集异常料的收集通道3.4；负压通道3.1的一端通过负压连通管3.8与负压设备3.7连通，另一端为所述的进气口；负压通道3.1的进气口上设有第三电控阀3.9；各收集通道3.4的一端的端口，分别与负压通道3.1相连通；各收集通道3.4的另一端的端口，均为异常料排出口；在每个收集通道3.4上，沿负压通道3.1至收集通道3.4的异常料排出口方向上，均依次安有第一电控阀3.2、过滤组件3.6和第二电控阀3.5；各收集通道3.4均竖直分布；吸取通道3.3与收集通道3.4数量相等且一一对应；吸取通道3.3的一端与其对应的收集通道3.4相连通、另一端的端口为吸料口；各吸取通道3.3的吸料口，沿第一输送装置2的输送带2.6的宽度方向呈一字型分布；任意相邻吸取通道3.3之间无间隔分布；各吸取通道3.3的吸料口，均垂直指向第一输送装置2的输送带2.6，并沿输送带2.6的宽度方向依次无间隔分布；各吸取通道3.3及与其对应收集通道3.4的连通处，分别位于对应收集通道3.4上的第二电控阀3.5及过滤组件3.6之间。各吸取通道3.3的吸料口，均位于输送带2.6上方2cm处。各吸取通道3.3的横断面，均为边长2cm的正方形。

其中，本实施例中所涉及的各电控阀均采用电磁阀，其中第三电控阀3.9的初始状态为常开状态、各第一电控阀3.2的初始状态为常闭状态。

需要说明的是，在使用该第一异常料分拣装置3时，首先启动并保持负压设备3.7处于启动状态。

当控制系统分析出硅料中含有异常料时，控制系统依据预先设定的第一机器视觉图像采集装置4与第一异常料分拣装置3的吸料口的距离、以及预先设定或实时接收到的外界传来的第一输送装置2的输送速率，对应计算各异常料到达第一异常料分拣装置3的相应吸料口时间长度，并在达到计算出的时间长度后，对应控制第一异常料分拣装置3的各相应吸料口对所筛选出的第一输送装置2上的各异常料进行吸取分拣。

具体地，所述的对应控制第一异常料分拣装置3的各相应吸料口对所筛选出的第一输送装置2上的各异常料进行吸取分拣，包括：控制系统对应控制相应吸取通道3.3的第二电控阀3.5及第三电控阀3.9关闭、以及控制该相应吸取通道3.3的第一电控阀3.2开启，此时控制系统分析出的第一输送装置2上的各异常料，各自被对应的吸取通道3.3吸入、并分别被吸至对应的收集通道3.4内过滤组件3.6下方；在吸料完毕后，控制系统控制打开先前关闭的各第三电控阀3.9以及各第二电控阀3.5、并关闭先前打开的各第一电控阀3.2，此时对应吸取通道3.3内的负压被解除，被吸至收集通道3.4内过滤组件3.6下方的异常料，在其自身重力的作用下由对应收集通道3.4的异常料排出口排出，之后通过收集通道3.4的异常料排出口即可收集异常料。

需要说明的是，所述的过滤组件3.6用于过滤异常料(也用于过滤正常料)，可防止被收集通道3.4内吸入的异常料、以及随异常料被一并被吸入收集通道3.4的少量正常硅料，被吸入负压通道3.1。具体地，在本实施例中，过滤组件3.6采用Y型过滤器。

参见图1，在本实施例中，硅料收集箱5与第一输送装置2的输送末端配合使用。使用时，将硅料收集箱5放置在第一输送装置2的输送末端下方，即可对分拣后的正常硅料进行收集，使用方便。

参见图3,第一异常料分拣装置3还包括一顶部开口的异常料收集箱3.10，该异常料收集箱3.10位于异常料皮带输送机3.11的输送末端的下方。异常料收集箱3.10与异常料皮带输送机3.11配合使用，使用时，收集通道3.4中落至异常料皮带输送机3.11上的异常料，在异常料皮带输送机3.11输送作用下，由异常料皮带输送机3.11的输送末端落入所述的异常料收集箱3.10。

需要说明的是，异常料收集箱3.10中收集的异常料中，通常会夹杂少量的正常硅料，为避免资源浪费，异常料收集箱3.10中夹杂的少量正常硅料，可后期通过人工进行分拣。

另外需要说明的是，为简化本发明的说明书附图，图3中附图标记3.10对应的结构，未在图1中画出，本领域技术人员基于本申请的文字记载以及说明书附图，很容易能够实现。

另外需要说明的是，本发明中所述的负压设备3.7，可以采用现有技术中的风机或其他相关负压设备3.7进行实现，具体的，当采用风机时，负压连通管3.8与风机的进风口相连通，风机的出风口与外界空气相连通。

另外需要说明的是，本发明中所述的第一机器视觉图像采集装置4可采用500万像素的彩色CCD传感器，本发明中所述的皮带输送机采用50CM宽的输送带，使用时，通过500万像素的彩色CCD传感器对50CM宽的输送带上的硅料(包含待分拣出的异常料)进行图像采集。

另外需要说明的是,为增加第一机器视觉图像采集装置4采集图像的清晰度,可通过一底部镂空的防护罩将第一机器视觉图像采集装置4罩在第一输送装置2上(比如可将防护罩安装在第一输送装置2的机架2.1上),并基于无影灯原理,在防护罩内设置相应数量的LED灯,各LED灯配合使用,达到无影灯的效果,有助于第一机器视觉图像采集装置4采集到的图像信息更为清晰。为简化说明书附图，所述的防护罩及LED灯均未在说明书附图中画出，本领域技术人员可依据实际需要，基于现有技术以及本说明书中的文字记载进行实现。

实施例2：

图2-图4和图6是本发明所述基于机器视觉的硅料分拣系统的另一种实施例。

参见图2-图4和图6，本实施例中所述的基于机器视觉的硅料分拣系统，与实施例1中所述的基于机器视觉的硅料分拣系统相比，不同之处在于：本实施例中所述的基于机器视觉的硅料分拣系统，还包括设置在第一输送装置2下方的第二输送装置2’，以及与第二输送装置2’和第一输送装置2配合使用的弧形换向板6。所述的第二输送装置2’也采用皮带输送机。所述的第二输送装置2’，配设有第二机器视觉图像采集装置4’和第二异常料分拣装置3’。第二机器视觉图像采集装置4’用于实时采集第二输送装置2’上输送的待分拣的硅料的RGB图像，第二异常料分拣装置3’用于对应吸取第二输送装置2’上输送的待分拣硅料中的异常料。第二机器视觉图像采集装置4’和第二异常料分拣装置3’沿第二输送装置2’的输送方向依次分布。第二异常料分拣装置3’与第一异常料分拣装置相同，第二机器视觉图像采集装置4’与第一机器视觉图像采集装置4相同。所述的第二机器视觉图像采集装置4’，安装在第二输送装置2’的上方，并与第二输送装置2’配合使用。所述的弧形换向板6，位于第一输送装置2和第二输送装置2’的同一端；弧形换向板6的第一端的端部，位于第一输送装置2的上方；弧形换向板6的第二端的端部，位于第一输送装置2与第二输送装置2’之间。第一输送装置2的输送方向指向弧形换向板6的内弧形面；第二输送装置2’的输送方向，背离弧形换向板6的内弧形面，并与第一输送装置2的输送方向相反。弧形换向板6的宽度略大于第一输送装置2的输送带2.6的宽度。在水平方向上，弧形换向板6与第一输送装置2的输送带之间间隔2cm；在竖直方向上，弧形换向板6与第二输送装置2’的输送带之间间隔2cm。弧形换向板6的第一端的内弧形面，与第一输送装置2的输送末端配合使用；弧形换向板6的第二端，与第二输送装置2’的输送始端配合使用。第二机器视觉图像采集装置4’信号连接所述的控制系统，所述的控制系统电控连接第二异常料分拣装置3’。

需要说明的是，与实施例1中的第一异常料分拣装置3相对应地，本实施例中所述的第二异常料分拣装置3’，也配设有用于输送其吸取出的异常料的异常料皮带输送机3.11’，异常料皮带输送机3.11’的输送末端也配设有一异常料收集箱，记为异常料收集箱M。其中异常料皮带输送机3.11’及异常料收集箱M未全在或未在相应附图中画出，本领域技术人员可参照所述的异常料皮带输送机3.11及异常料收集箱3.10进行实现。第二异常料分拣装置3’的各收集通道的异常料排出口，均位于异常料皮带输送机3.11’的输送带的正上方。第二异常料分拣装置3’的各吸取通道的吸料口，均位于异常料皮带输送机3.11’的输送带的一侧下方。使用时，待分拣硅料经第一输送装置2上的异常料分拣后，在自身重力作用下，经第一输送装置2的输送末端的端部滑落至弧形换向板6的第一端的内弧形面上，之后经弧形换向板6的作用后落至第二输送装置2’再次进行分拣。

其中，弧形换向板6用于改变待分拣硅料的输送方向，且在改变待分拣硅料的输送方向时，一定程度上有助于对待分拣硅料进行翻转，从而可在一定程度上增加待分拣硅料在分拣输送过程中的受检面，进而有助于降低硅料漏检率。需要说明的是，试验表明，该弧形换向板6对片状硅料的翻转作用更为显著。

在第二输送装置2’用于输送待分拣硅料时，第二机器视觉图像采集装置4’实时采集第二输送装置2’上输送的待分拣硅料的RGB图像，并实时将采集的RGB图像传送至控制系统，控制系统实时基于接收并分析第二机器视觉图像采集装置4’发来的RGB图像，并实时将第二输送装置2’上输送的硅料的图像RGB值与正常硅料对应的图像RGB值进行对比，继而筛选出与正常硅料对应的图像RGB值不同的异常料。

当控制系统分析出第二输送装置2’上输送的硅料中含有异常料时，控制系统依据预先设定的第二机器视觉图像采集装置4’与第二异常料分拣装置3’的吸料口之间的距离、以及预先设定或接收到的外界发来的第二输送装置2’的输送速率，对应计算各异常料到达第二异常料分拣装置3’的相应吸料口的时间长度，并在达到计算出的时间长度后，控制第二异常料分拣装置3’的各相应吸料口对控制系统筛选出的各异常料进行吸取分拣，可见能够在一定程度上弥补第一输送装置2上的漏检，进一步减低硅料分拣的漏检率。

需要说明的是，本实施例2与实施例1之间相同相似的部分，在实现时互相参见即可。其中，为简化说明书附图的结构，第二异常料分拣装置3’的具体结构未在图2中给出，本领域技术人员基于第一异常料分拣装置3的结构示意图以及本说明中的相关文字记载，可参照第一异常料分拣装置3实现所述的第二异常料分拣装置3’。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于机器视觉的硅料分拣系统，其特征在于：

该硅料分拣系统包括第一输送装置(2)、控制系统以及用于铺平上料的给料装置(1)；给料装置(1)与第一输送装置(2)的输送始端配合使用；

所述的第一输送装置(2)，配设有用于实时采集第一输送装置(2)输送的待分拣的硅料的RGB图像的第一机器视觉图像采集装置(4)、以及用于吸取第一输送装置(2)上输送的待分拣的硅料中的异常料的第一异常料分拣装置(3)；

第一机器视觉图像采集装置(4)安装在第一输送装置(2)的上方；

第一机器视觉图像采集装置(4)和第一异常料分拣装置(3)，沿第一输送装置(2)的输送方向依次分布；第一机器视觉图像采集装置(4)信号连接控制系统，控制系统电控连接第一异常料分拣装置(3)。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的硅料分拣系统，其特征在于：

该硅料分拣系统还包括安装在第一输送装置(2)下方的第二输送装置(2’)，以及与第二输送装置(2’)和第一输送装置(2)配合使用的弧形换向板(6)；所述的第一输送装置(2)和第二输送装置(2’)均采用皮带输送机；

所述的第二输送装置(2’)，配设有第二机器视觉图像采集装置(4’)和第二异常料分拣装置(3’)；第二机器视觉图像采集装置(4’)和第二异常料分拣装置(3’)沿第二输送装置(2’)的输送方向依次分布，第二异常料分拣装置(3’)与第一异常料分拣装置相同；

所述的第二机器视觉图像采集装置(4’)，安装在第二输送装置(2’)的上方，并与第二输送装置(2’)配合使用；所述的弧形换向板(6)，位于第一输送装置(2)和第二输送装置(2’)的同一端；弧形换向板(6)的第一端的端部，位于第一输送装置(2)的上方；弧形换向板(6)的第二端的端部，位于第一输送装置(2)与第二输送装置(2’)之间；

第一输送装置(2)的输送方向指向弧形换向板(6)的内弧形面，第二输送装置(2’)的输送方向与第一输送装置(2)的输送方向相反；

弧形换向板(6)的第一端的内弧形面，与第一输送装置(2)的输送末端配合使用；弧形换向板(6)的第二端的内弧形面，与第二输送装置(2’)的输送始端配合使用；

第二机器视觉图像采集装置(4’)信号连接所述的控制系统，所述的控制系统电控连接第二异常料分拣装置(3’)。

3.根据权利要求1或2所述的基于机器视觉的硅料分拣系统，其特征在于：

所述的第一异常料分拣装置(3)，包括负压设备(3.7)、带有进气口的负压通道(3.1)、一组用于吸取异常料的吸取通道(3.3)、以及一组用于收集异常料的收集通道(3.4)；

负压通道(3.1)通过负压连通管(3.8)与负压设备(3.7)连通，负压通道(3.1)的进气口上设有第三电控阀(3.9)；

各收集通道(3.4)的一端的端口，分别与负压通道(3.1)相连通；各收集通道(3.4)的另一端的端口，均为异常料排出口；

在每个收集通道(3.4)上，沿负压通道(3.1)至收集通道(3.4)的异常料排出口方向上，均依次安有第一电控阀(3.2)、过滤组件(3.6)和第二电控阀(3.5)；

各收集通道(3.4)的位于过滤组件(3.6)和异常料排出口之间的管道部分，均竖直分布；

吸取通道(3.3)与收集通道(3.4)数量相等且一一对应；吸取通道(3.3)的一端与该吸取通道(3.3)对应的收集通道(3.4)相连通、另一端的端口均为吸料口；

各吸取通道(3.3)的吸料口，沿第一输送装置(2)的输送面的宽度方向并排分布；任意相邻吸取通道(3.3)之间无间隔分布；各吸取通道(3.3)的吸料口，均垂直指向第一输送装置(2)的输送面；

各吸取通道(3.3)及相应收集通道(3.4)的连通处，分别位于第二电控阀(3.5)与过滤组件(3.6)之间。

4.根据权利要求3所述的基于机器视觉的硅料分拣系统，其特征在于：

第一异常料分拣装置(3)的各所述的吸料口，沿第一异常料分拣装置(3)的输送带的宽度方向并排分布。

5.根据权利要求3所述的基于机器视觉的硅料分拣系统，其特征在于：

所述皮带输送机的输送带的输送始端，均配设有用于调节输送带的输送宽度的宽度调节机构；

所述的宽度调节机构，分别安装在相应皮带输送机的机架上。

6.根据权利要求1所述的基于机器视觉的硅料分拣系统，其特征在于：

所述的给料装置(1)，包括上料机架(1.6)、顶部带有硅料加入口的振动箱(1.1)、以及用于驱动振动箱(1.1)振动上料的振动驱动机构；振动箱(1.1)和振动驱动机构均安装在上料机架(1.6)上；

振动箱(1.1)的一侧开口设置，振动箱(1.1)该侧的开口为所述的出料口(1.5)；

振动箱(1.1)的箱底，采用筛板、并通过上述出料口(1.5)延伸至所述的上料机架(1.6)外；

振动箱(1.1)的箱底朝所述出料口(1.5)的一侧斜向下倾斜。

7.根据权利要求5所述的基于机器视觉的硅料分拣系统，其特征在于：所述的宽度调节机构包括两个配合使用的挡杆，两挡杆分置相应输送装置的输送带两侧；所述挡杆的一端分别可转动地安装在相应输送装置的输送带相应侧，另一端能够在相应输送装置的输送带上滑动转动。

8.根据权利要求5所述的基于机器视觉的硅料分拣系统，其特征在于：所述的第一异常料分拣装置(3)和第二异常料分拣装置(3’)，各自配设有用于输送其分拣出的异常料的异常料皮带输送机(3.11)；

第一异常料分拣装置(3)和第二异常料分拣装置(3’)的收集通道(3.4)的异常料排出口，均位于相应异常料皮带输送机(3.11)的输送带的正上方；各吸取通道(3.3)的吸料口，均位于各自对应异常料皮带输送机(3.11)的一侧下方。

9.根据权利要求3所述的基于机器视觉的硅料分拣系统，其特征在于：

第一异常料分拣装置(3)的各吸料口，与第一输送装置(2)的输送带之间的间距的取值范围为1.9cm-2.1cm；

第二异常料分拣装置(3’)的各吸料口，与第二输送装置(2’)的输送带之间的间距的取值范围为1.9cm-2.1cm。

10.根据权利要求2所述的基于机器视觉的硅料分拣系统，其特征在于：

在水平方向上，弧形换向板(6)与第一输送装置(2)的输送带之间的间隔的取值范围为1.9cm-2.1cm；

在竖直方向上，弧形换向板(6)与第二输送装置(2’)的输送带之间的间隔的取值范围为1.9cm-2.1cm。