CN112474291A - 智能自动化色选机及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能自动化色选机及其操作方法，智能自动化色选机包括有初筛装置、初选装置、进料提升机、料仓、色选主机和数控系统。相对于现有技术，保证正常处理量、并且提高色选精度和降低带出比，而且，初筛去除差别较大的杂质，初选装置和色选主机两者结合不仅效率高、色选精度高、带出比低，而且还能够实现一台机同时色选多种物料，相比现有技术单物料色选具有显著的进步。

Description

智能自动化色选机及其操作方法
技术领域
本发明涉及色选筛分技术领域，特别是涉及一种智能自动化色选机及其操作方法。
背景技术
色选机是根据物料光学特性的差异，利用光电探测技术将颗粒物料中的异色颗粒自动分拣出来的设备。目前色选机被用于散体物料或包装工业品、食品品质检测和分级领域。色选机是用于散体物料品质检测和分级的一种无损分选设备,在粮食、食品、颜料化工等行业有着广泛的应用，对分选难度大的再生塑料片、塑料颗粒、玉米、各种豆类、各种大米、矿石、辣椒、花椒、蒜米、瓜子类、葡萄干、种子、中药、海米、虾皮、丁香鱼、玻璃、金属、同色杆等恶性杂质及特种物料分具有非常重要的作用。色选机的主要指标有处理量、色选精度和带出比，其中色选精度与带出比是正相关，而处理量与色选精度及另两个指标则负相关，色选精度和带出比是衡量筛选质量的关键要素，而处理量则是衡量工作效率的重要因素，两者正如鱼与熊掌，目前的色选机虽然能在两者之间找到一个平衡点实现控制一定处理量的情况保持基本的筛分，但如何在不降低处理量的情况下如何进一步高色选精度、低带出比仍是本领域研究的重点。
因此，针对现有技术中的存在问题，亟需提供一种保证正常处理量、且色选精度提高和降低带出比的色选技术显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种保证正常处理量、且色选精度提高和降低带出比的智能自动色选机。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
智能自动化色选机，包括有初筛装置、初选装置、进料提升机、料仓、色选主机和数控系统，
所述初筛装置包括有机体、顶盖、筛网和振动电机，机体安装于支腿，所述筛网安装于机体内将机体的内腔分为下腔室和上腔室，顶盖可盖于上腔室，振动地安装于所述机体的底部，其特征在于：所述机体和顶盖之间安装有卡扣锁，工作时，卡扣锁将顶盖锁紧在机体；
所述机体与支腿之间设有弹簧；
所述筛网倾斜设置并且筛网较低的一侧伸至第一出料口并高于第一出料口，所述第一出料口朝下设置；所述下腔室的底部设有斜板，所述斜板较低的一侧伸至第二出料口并高于第二出料口，第二出料口朝下设置；
所述初选装置包括有输送机、收缩进料器、第一光学检测系统、初分装置、输送通道，输送机进料的一端安装有所述收缩进料器，所述收缩进料器包括有两张侧板，两张侧板之间进料的一端的距离大于出料的一端的距离；
所述第一光学检测系统包括有支架、光源和相机，光源和相机安装于支架并且相机的摄像头朝向下方设置，相机通过线缆与数控系统连接；
所述初分装置包括有安装架、电机、连接件和两张摆动侧板，两张摆动侧板相对竖直设置，两张摆动侧板进料的上方通过连接件连接，电机安装在所述安装架且电机的输出轴与连接件连接并驱动两张摆动侧板同时摆动，两张摆动侧板之间形成分选通道；
所述输送机出料的一端上方设置有两条或者多条所述输送通道，初分装置的电机可驱动两张摆动侧板摆动以跟两条或者多条输送通道中的一条对接；每条输送通道的出料口均设置有用于感应物料经过的传感器，传感器通过线缆与数控系统连接；
所述进料提升机的进料端位于所述输送通道的下方，所述进料提升机的出料端位于料仓的上方，工作时，所述料仓内的物料自动送入色选主机；
所述色选主机包括有第二光学检测系统、喷气装置和分料器，所述第二光学检测系统包括有光源和光学检测装置，光学检测装置与数控系统通过线缆连接；分料器设置有两条或者多条通道，分选时，所述喷气装置根据数控系统的指令将物料吹入分料器内不同的通道。
优选的，所述光学检测装置由多个CCD相机组成，多个CCD相机阵列布置。
优选的，所述色选主机还设置有螺旋滑道，所述螺旋滑道位于第二光学检测系统和喷气装置之间。
优选的，还设置有出料提升机和储料仓，所述出料提升机的进料端位于分料器的下方，出料提升机的出料端位于储料仓的上方。
优选的，所述进料提升机的传输带上具有多条送料通道，相邻两条送料通道之间设有隔板。
优选的，喷气装置可以设置有多个，每个对应一条送料通道。
本发明的另一目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种保证正常处理量、且色选精度提高和降低带出比的智能自动色选机操作方法。
本发明的另一目的通过以下技术方案实现：
智能自动化色选机操作方法，适用于如上述的智能自动化色选机，包括有以下步骤：
第一步、开机：打开整机电源，系统自检；
第二步、选择色选模式：根据不同物料选择不同的色选模式；
第三步、调节色选主机的灵敏度：
（1）启动色选系统；
（2）观察物料：观察物料选择确定良品物料和不合格物料的颜色范围；
（3）调整背景：调整背景板使得背景的颜色与良品物料颜色近似；
（4）调整比对范围：根据良品物料和不合格物料的颜色区别，调整比对范围。
（5）色选：观察色选效果：观察色选的结果，根据结果提供修改比对范围依据；
（6）修改比对范围：根据色选结果修正矩形区域；
（7）重复（5）和（6）直至得到合适灵敏度；
第四步、全机自动化运行。
本发明的有益效果：
本发明的智能自动化色选机包括有初筛装置、初选装置、进料提升机、料仓、色选主机和数控系统。相对于现有技术，保证正常处理量、并且提高色选精度和降低带出比，而且，初筛去除差别较大的杂质，初选装置和色选主机两者结合不仅效率高、色选精度高、带出比低，而且还能够实现一台机同时色选多种物料，相比现有技术单物料色选具有显著的进步，具有以下主要优点：
（1）初筛装置可以初步去除中药材中混杂的泥沙等杂质，较少了中药材中杂质的含量可以有效提高后期色选的效率和精度。药材筛选机的机体和顶盖之间安装有卡扣锁，工作时，卡扣锁将顶盖锁紧在机体可以有效降低顶盖松动滑落的情况发生的机率，安全性更好。本发明中，筛网倾斜设置，筛选效果高，并且筛网较低的一侧伸至第一出料口并高于第一出料口，第一出料口朝下设置；下腔室的底部设有斜板，斜板较低的一侧伸至第二出料口并高于第二出料口，第二出料口朝下设置，与现有技术相比，第一出料口和第二出料口朝下设置可减少中药朝外飞溅的可能性，更加安全可靠。
（2）本发明的初选装置本质上也是色选机，但是跟现有立式色选和履带式色选机不同，本发明初选装置不是才是用喷气装置作为分离执行而是采用摆臂的方式，这种结构能够将中药材或者杂粮等物料中的每一种物质分别对接不同的输送通道，当选择单种物料模式时，多条输送通道中只有目标物料输送至进料提升机，其余物料分别输送至不同的收料箱。当选择多种物料同时色选筛分时，每种物料从初选装置的输送通道出来，对应传感器将信号传递给数控系统，数控系统根据信号初步计算再将物料经过色选主机成阵列式分布的CCD相机检测传来的信号计算出物料的信息，色选精度高但又保证了处理量，效果高，根据物料信息数控系统再向通道对应的喷气装置发出指令，对应的喷气装置根据指令喷气使物料进入分料器对应的通道并收集，从而实现了多种物料同时筛选分离，工作效率高。
(3)本发明采用多个CCD相机搭建成为检测装置，CCD相机采集物料的颜色和形状信息，并把数据传给数控系统的数据处理单元进行图像处理、阈值判选，最后通过高频电磁阀剔除不良物料。本产品采用高速、高灵敏度的线阵CCD作为物料颜色和形状的传感器，其分辨率为4096Pixel，采用基于SOC的平台架构，相比DSP平台，CPU主频提升5倍，输出处理能力提升4倍，实现稳定可靠、超高速海量数据处理，使得本产品能够在最小分辨率、色选精度、色选效率等各方面性能优于传统技术的色选机。
本发明的智能自动化色选机操作方法设有灵敏度调节步骤，能够在保证出料量和工作效率的情况，进一步提高色选精度和降低带出比。
附图说明
利用附图对本发明做进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
图1是智能自动化色选机的一个实施例的结构示意图。
图2是智能自动化色选机的一个实施例的初筛装置的结构示意图。
图3是智能自动化色选机的一个实施例的初筛装置的另一角度结构示意图。
图4是智能自动化色选机的一个实施例的初筛装置加围网的结构示意图。
图5是智能自动化色选机的一个实施例的初分装置的结构示意图。
图6是智能自动化色选机的一个实施例的初分装置的另一结构示意图。
图7是智能自动化色选机的一个实施例的料仓及色选主机的结构示意图。
图8是智能自动化色选机的一个实施例的结构示意图。
在图1至图8中包括有：
A初筛装置：A-1机体、A-2筛网、A-3下腔室、A-4上腔室、A-5斜板、A-6第一出料口、A-7第二出料口、A-8顶盖、A-9进料斗、A-10振动电机、A-11支腿、A-12弹簧、A-13卡扣锁、A-14围网；
B初分装置：B-1输送机、B-2收缩进料器、B-3侧板、B-4第一光学检测系统、B-41支架、B-5输送通道、B-6电机、B-7连接件、B-8摆动侧板、B-9分选通道、B-10安装架；
C-1进料提升机、C-11送料通道、C-12隔板、C-2料仓；
D色选主机：D-1主色选机的光源、D-2 CCD相机、D-3喷气装置、D4分料器；
E出料提升机、F储料仓。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
参见图1至图8，本实施例的智能自动化色选机，包括有初筛装置、初选装置、进料提升机、料仓、色选主机和数控系统。
本实施例的药材筛选机包括有机体A-1、顶盖A-8、筛网A-2和振动电机A-10，机体A-1安装于支腿A-11，支腿A-11之间设有横梁以增加牢固性，同时，机体A-1与支腿A-11之间设有弹簧A-12，具体的，弹簧A-12的上端固定在机体A-1底部，弹簧A-12的下端固定在支腿A-11的顶部，对于支腿A-11起到缓冲减震的作用。
筛网A-2安装于机体A-1内将机体A-1的内腔分为下腔室A-3和上腔室A-4，顶盖A-8可盖于上腔室A-4，振动地安装于机体A-1的底部，筛网A-2倾斜设置并且筛网A-2较低的一侧伸至第一出料口A-6并高于第一出料口A-6，第一出料口A-6朝下设置；下腔室A-3的底部设有斜板A-5，斜板A-5较低的一侧伸至第二出料口A-7并高于第二出料口A-7，第二出料口A-7朝下设置。如此设置，可以使药材沿倾斜的斜面自动落花避免堆积在机体A-1内部，同时，药材朝下方出料，减少朝外侧飞溅的情况发生。
本实施例，为了更好地提高安全性，本实施，机体A-1的四周设有围网A-14，围网A-14的高度高于机体A-1的高度，围网A-14比机体A-1高的高度至少大于30cm。
本实施例的初选装置包括有输送机B-1、收缩进料器B-2、第一光学检测系统、初分装置、输送通道B-5，输送机B-1进料的一端安装有收缩进料器B-2，收缩进料器B-2包括有两张侧板B-3，两张侧板B-3之间进料的一端的距离大于出料的一端的距离；如此可以使物料集中地从第一光学检测系统下方经过以进行检测，同时也方便进料，输送机B-1采用常规结构，但电机B-6选用步进电机B-6以方便调控送料的速度及方式。
其中，第一光学检测系统包括有支架B-41、光源（图中未显示）和相机（未显示），光源和相机安装于支架B-41并且相机的摄像头朝向下方设置，相机通过线缆与数控系统连接，为了更好地配合工作，在相机进料前一段距离还可以设置有用于感应来料的传感器，传感器将来料信号传递给数控系统，数控系统再控制相机拍照，相机拍照信号传回给数控系统，信号经过数控系统处理作为初分装置的动作依据。
初分装置包括有电机B-6、连接件B-7和两张摆动侧板B-8，两张摆动侧板B-8相对竖直设置，两张摆动侧板B-8进料的上方通过连接件B-7连接，电机B-6安装在安装架B-10且电机B-6的输出轴与连接件B-7连接并驱动两张摆动侧板B-8同时摆动，两张摆动侧板B-8之间形成分选通道B-9；同时，输送机B-1出料的一端上方设置有两条或者多条输送通道B-5 ，初分装置的电机B-6可驱动两张摆动侧板B-8摆动以跟两条或者多条输送通道B-5中的一条对接；初分装置根据数控系统的指令将物料分别送至不同的输送通道B-5。
进料提升机的进料端位于输送通道的下方，进料提升机的出料端位于料仓的上方，工作时，料仓内的物料自动送入色选主机；进料提升机的传输带上具有多条送料通道，相邻两条送料通道之间设有隔板。
色选主机包括有第二光学检测系统、喷气装置和分料器，第二光学检测系统包括有光源和光学检测装置，光学检测装置与数控系统通过线缆连接；分料器设置有两条或者多条通道，分选时，喷气装置根据数控系统的指令将物料吹入分料器内不同的通道从而实现不同物料的分别收集。其中，光学检测装置由多个CCD相机组成，多个CCD相机阵列布置。喷气装置可以设置有多个，每个对应一条送料通道。本发明采用多个CCD相机搭建成为检测装置，CCD相机采集物料的颜色和形状信息，并把数据传给数控系统的数据处理单元进行图像处理、阈值判选，最后通过高频电磁阀剔除不良物料。本产品采用高速、高灵敏度的线阵CCD作为物料颜色和形状的传感器，能够在最小分辨率、色选精度、色选效率等各方面性能优于传统技术的色选机。
为了方便直接收集目标物料，还设置有出料提升机和储料仓，出料提升机的进料端位于分料器的下方，出料提升机的出料端位于储料仓的上方。
智能自动化色选机操作方法，适用于如上述的智能自动化色选机，包括有以下步骤：
第一步、开机：打开整机电源，系统自检；
第二步、选择色选模式：根据不同物料选择不同的色选模式；
第三步、调节色选主机的灵敏度：
（1）启动色选系统；
（2）观察物料：观察物料选择确定良品物料和不合格物料的颜色范围；
（3）调整背景：调整背景板使得背景的颜色与良品物料颜色近似；
（4）调整比对范围：根据良品物料和不合格物料的颜色区别，调整比对范围。
（5）色选：观察色选效果：观察色选的结果，根据结果提供修改比对范围依据；
（6）修改比对范围：根据色选结果修正矩形区域；
（7）重复（5）和（6）直至得到合适灵敏度；
第四步、全机自动化运行。
实施例2
本实施例的主要技术方案与实施例1基本相同，在本实施例中未作解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。色选主机还设置有螺旋滑道D-5，螺旋滑道D-5位于第二光学检测系统和喷气装置D-4之间,螺旋滑道D-5的原理及结构跟螺旋形滑梯类似，可以在有限的工件内增长物料输送距离，在不降低处理量的情况增加输送时间，从而给足时间数控系统计算及喷气装置进行动作，能够进一步提高筛分精度。
最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案说明而非对权利要求保护范围的限制。本领域的普通技术人员参照较佳实施例应当理解，并可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，但属于本发明技术方案的实质相同和保护范围。

Claims (7)

1.智能自动化色选机，其特征在于：包括有初筛装置、初选装置、进料提升机、料仓、色选主机和数控系统，
所述初筛装置包括有机体、顶盖、筛网和振动电机，机体安装于支腿，所述筛网安装于机体内将机体的内腔分为下腔室和上腔室，顶盖可盖于上腔室，振动地安装于所述机体的底部，其特征在于：所述机体和顶盖之间安装有卡扣锁，工作时，卡扣锁将顶盖锁紧在机体；
所述机体与支腿之间设有弹簧；
所述筛网倾斜设置并且筛网较低的一侧伸至第一出料口并高于第一出料口，所述第一出料口朝下设置；所述下腔室的底部设有斜板，所述斜板较低的一侧伸至第二出料口并高于第二出料口，第二出料口朝下设置；
所述初选装置包括有输送机、收缩进料器、第一光学检测系统、初分装置、输送通道，输送机进料的一端安装有所述收缩进料器，所述收缩进料器包括有两张侧板，两张侧板之间进料的一端的距离大于出料的一端的距离；
所述第一光学检测系统包括有支架、光源和相机，光源和相机安装于支架并且相机的摄像头朝向下方设置，相机通过线缆与数控系统连接；
所述初分装置包括有安装架、电机、连接件和两张摆动侧板，两张摆动侧板相对竖直设置，两张摆动侧板进料的上方通过连接件连接，电机安装在所述安装架且电机的输出轴与连接件连接并驱动两张摆动侧板同时摆动，两张摆动侧板之间形成分选通道；
所述输送机出料的一端上方设置有两条或者多条所述输送通道 ，初分装置的电机可驱动两张摆动侧板摆动以跟两条或者多条输送通道中的一条对接；每条输送通道的出料口均设置有用于感应物料经过的传感器，传感器通过线缆与数控系统连接；
所述进料提升机的进料端位于所述输送通道的下方，所述进料提升机的出料端位于料仓的上方，工作时，所述料仓内的物料自动送入色选主机；
所述色选主机包括有第二光学检测系统、喷气装置和分料器，所述第二光学检测系统包括有光源和光学检测装置，光学检测装置与数控系统通过线缆连接；分料器设置有两条或者多条通道，分选时，所述喷气装置根据数控系统的指令将物料吹入分料器内不同的通道。
2.根据权利要求1所述的智能自动化色选机，其特征在于：所述光学检测装置由多个CCD相机组成，多个CCD相机阵列布置。
3.根据权利要求1所述的智能自动化色选机，其特征在于：所述色选主机还设置有螺旋滑道，所述螺旋滑道位于第二光学检测系统和喷气装置之间。
4.根据权利要求1所述的智能自动化色选机，其特征在于：还设置有出料提升机和储料仓，所述出料提升机的进料端位于分料器的下方，出料提升机的出料端位于储料仓的上方。
5.根据权利要求1所述的智能自动化色选机，其特征在于：所述进料提升机的传输带上具有多条送料通道，相邻两条送料通道之间设有隔板。
6.根据权利要求1所述的智能自动化色选机，其特征在于：喷气装置可以设置有多个，每个对应一条送料通道。
7.智能自动化色选机操作方法，其特征在于：适用于如权利要求1至6任意一项所述的智能自动化色选机，包括有以下步骤：
第一步、开机：打开整机电源，系统自检；
第二步、选择色选模式：根据不同物料选择不同的色选模式；
第三步、调节色选主机的灵敏度：
（1）启动色选系统；
（2） 观察物料：观察物料选择确定良品物料和不合格物料的颜色范围；
（3） 调整背景：调整背景板使得背景的颜色与良品物料颜色近似；
（4） 调整比对范围：根据良品物料和不合格物料的颜色区别，调整比对范围；
（5）色选：观察色选效果：观察色选的结果，根据结果提供修改比对范围依据；
（6）修改比对范围：根据色选结果修正矩形区域；
（7）重复（5）和（6）直至得到合适灵敏度；
第四步、全机自动化运行。
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