CN113289929A - 一种用于色选机的柔性供料与急速清灰方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于色选机的柔性供料方法，包括如下步骤：S1，相机实时采集色选机每个通道的图片；S2，经过电脑图像处理后得到图片中物料总像素的数量X1。本发明还公开了一种用于色选机的急速清灰方法，所述速清灰方法包括如下步骤：S1，色选机下达清灰命令，清灰刷由起点向终点位置运动清灰，由起点处开始的n个通道的振动器停止供料，其余振动器正常供料，多个通道的相机分别进行图片捕捉。本发明柔性供料方法一无硬件成本，易于维护机器；二调节的方式更加精准、更加灵敏；急速清灰方法极大缩短了因清灰导致色选机工作时间的浪费，大大提高了色选机的工作效率及产量。

Description

一种用于色选机的柔性供料与急速清灰方法

技术领域

本发明涉及色选机领域，具体为一种用于色选机的柔性供料与急速清灰方法。

背景技术

在产线中，原料颗粒经过经过上一步处理(碾压、抛光)，通过料仓进入色选机振动系统，原料颗粒流量随着产线工作状态的变化而变化，柔性供料即是色选机根据原料颗粒流量调节振动器振动频率使色选机始终保持最佳工作效率的方法。

参阅图1-4，传统色选机实现柔性供料的方法是使用电容式接近开关传感器，工作原理是在色选机振动器上方的入料斗处安装传感器，根据传感器信号调节振动器流量大小，该方法有两个弊端，一是成本昂贵，需每个通道都要装传感器；二是只能感应原料颗粒流量过高，无法感应原料颗粒流量过低时的情况。

色选机在分选物料时，物料需经过碾压、抛光等工序处理，产生大量粉尘，物料夹杂着粉尘进入色选机，在喷阀气流的作用下会弥漫在分选室中，并附着在玻璃表面，影响到光路，从而严重影响色选机的正常工作。因此色选机需要配备清灰装置，降低粉尘对色选的影响，参阅图5-8，传统色选机清灰装置是当色选机接收到清灰命令时，所有通道振动器停止下料，清灰刷从色选机一端滑到另一端，再从另一端滑到起点处清理玻璃表面，清灰刷的工作方式为气动，速度约为1m/s，清灰刷通过单个滑道的时间约为300—400ms。该方式的弊端是当色选机清灰时，色选机所有通道停止工作，极大影响色选机工作效率，例如一台10通道色选机，单通道产量2T/H，工作时间为每天10H，一年工作300天，清灰一次时间为8s，30分钟清灰一次，则色选机清灰时停止工作8s，一次清灰减少产量44.4KG，每年因清灰减少产量为266.67T。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于色选机的柔性供料与急速清灰方法，解决了色选机柔性供料成本昂贵，感应不全面；清灰需要停机作业，降低了产量的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于色选机的柔性供料方法，包括如下步骤：

S1，相机实时采集色选机每个通道的图片；

S2，经过电脑图像处理后得到图片中物料总像素的数量X1；

S3,电脑通过公式X2＝X1*A得到物料的总重量X2，其中A为重量系数；

S4，电脑将X2与色选机额定工作产量下一张图片的理论重量值上限阈值X3、色选机额定工作产量下一张图片的理论重量值下限阈值X4、色选机无物料条件下一张图片的理论重量值下限阈值X5进行对比；

S5,电脑通过对比结果对振动器的振动频率进行调节控制色选机的入料流量。

进一步限定，所述S5中，对比结果采用如下方式判断：

(1)当X2>X3时，说明目前原料颗粒流量过高，电脑控制振动器减小振动频率，降低色选机的入料流量；

(2)当X4<X2<X3时，说明目前原料颗粒流量在正常范围内，则振动器振动频率不变；

(3)当X5<X2<X4时，说明目前原料颗粒流量过低，则电脑控制振动器增大振动频率，增大色选机的入料流量；

(4)当X2<X5时，说明目前入料斗内已经没有原料颗粒，则电脑控制振动器关闭，色选机停止工作。

进一步限定，所述S2中图像处理采用去背景和统计图片中物料总像素的方法。

一种用于色选机的急速清灰方法，所述急速清灰方法包括如下步骤：

S1，色选机下达清灰命令，清灰刷由起点向终点位置滑动，由起点处开始的n个通道的振动器停止供料，其余振动器正常供料，多个通道的相机分别进行图片捕捉；

S2，通道的相机捕捉到清灰刷时，电脑控制该通道振动器开始供料，由该通道向后的n个振动器不工作；

S3，清灰刷运行至最后一个通道处，该通道的相机捕捉到清灰刷，所有通道振动器同时供料；

S4，清灰刷运动至终点位置，清灰结束。

进一步限定，所述n的数量不少于两个。

进一步限定，所述S2中通道的相机捕捉到清灰刷时为清灰刷刚进入通道时。

本发明具备以下有益效果：本发明柔性供料方法通过图像算法实现柔性供料，其在原有设备基础上无需对设备改动，一无硬件成本，易于维护机器；二通过三种阈值使振动器可以根据原料颗粒流量过大、原料颗粒流量正常、原料颗粒流量过小、入料斗内无原料颗粒这4种情况对振动器频率进行调整，调节的方式更加精准、更加灵敏；急速清灰方法中清灰刷的机械结构与气源方式仍和传统清灰方式相同，此方案极大缩短了因清灰导致色选机工作时间的浪费，大大提高了色选机的工作效率及产量。

附图说明

图1为色选机振动系统主视图；

图2为入料斗正面示意图；

图3为入料斗内原料颗粒低于传感器水平高度时的侧视图；

图4为入料斗内原料颗粒高于传感器水平高度时的侧视图；

图5为清灰系统侧面图；

图6为清灰系统主视图；

图7为传统清灰条件下清灰刷在第一通道整机状态示意图；

图8为传统清灰条件下清灰刷在中间通道整机状态示意图；

图9为本发明柔性供料相机采样原图；

图10为本发明柔性供料图片统计总像素示意图；

图11为本发明急速清灰时相机采样图；

图12为本发明急速清灰时清灰刷在第一通道状态示意图；

图13为本发明急速清灰时清灰刷在第三通道状态示意图；

图14为本发明急速清灰时清灰刷在第六通道状态示意图。

图中：1振动器、2入料斗、3料仓、4滑道、5传感器、6机架、7振动斗、8振动固定弹簧部件、9指示灯、10防松螺栓螺母组件、11分选箱、12滑槽、13前玻璃、14后玻璃、15清灰刷刮皮、16清灰刷支架、17无杆气缸、18进气口、19色选机底座、20过滤器及分配气缸部件、21供气接口、22原料颗粒、23传感器水平高度。

具体实施方式

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，都属于本发明保护的范围。

参阅图1-4，传统色选机实现柔性供料中传感器5的工作原理：当原料颗粒22在振动斗7内的高度低于传感器5的水平高度23时，此时传感器5与空气接触，当原料颗粒22流量过大时，原料颗粒22堆积在入料斗2内，原料颗粒22与传感器5接触，由于原料颗粒22如大米、杂粮等的介电常数不同于原来的环境介质如空气，使得电容量发生变化，从而使得传感器5内部电路参数发生变化，由此传感器5识别出原料颗粒22流量过大，进而控制振动器1增大振动频率。

参阅图3，当原料颗粒22高度低于传感器5的水平高度23时，即原料颗粒22的流量≤振动器1的振动频率时，传感器5与空气接触，此时电容量不变，传感器5内部电路参数不变，传感器5上的指示灯9不报警不发光，进而不调节振动器1振动频率，原料颗粒22以之前的振动频率继续在振动斗7上振动，进入滑槽12。

如图4所示，当原料颗粒22高度高于传感器5水平高度23时，即原料颗粒22的流量>振动器1的振动频率时，传感器5与原料颗粒22接触，原料颗粒22的介电常数不同于原来的环境介质，使得电容量发生变化，从而使得传感器5内部电路参数发生变化，传感器5上的指示灯9发出绿光或红光报警，由此传感器5识别出异常,控制振动器1增大振动频率，原料颗粒22在振动斗7上加大振动频率振动，进入滑槽12。

参阅图5，过滤器及分配气缸部件20通过无杆气缸17的供气接口21向无杆气缸17的进气口18供气，供气接口21和进气口18的连接方式为气管，清灰刷支架16在气动的方式下沿着无杆气缸17滑动，清灰刷支架16带动支架下端的清灰刷刮皮15在前玻璃13、后玻璃14表面沿着清灰刷支架16滑动方向运动，以达到清除前、后玻璃表面的灰尘和附着物的效果，其中清灰刷刮皮15的宽度约等于前、后玻璃的宽度，其中清灰刷部件与滑槽12均不接触，清灰刷部件只接触前玻璃13和后玻璃14。

如图6所示，传统清灰工作原理：当色选机接收到清灰命令时，清灰刷从起点处沿着无杆气缸以约1m/s的速度向另一端滑动，滑动过程中，清灰刷支架16下端的清灰刷刮皮15在前玻璃13和后玻璃14上摩擦滑动，以达到清除玻璃表面灰尘的效果，清灰刷到达无杆气缸17另一端后，再从另一端沿着无杆气缸17向起点处滑动，来回一次完成清灰命令。其中色选机清灰刷的工作方式为气动。

如图7、图8所示，以8通道为例，传统清灰方式工作时，色选机所有通道的振动器1停止下料，极大影响色选机工作效率，清灰刷滑动速度约为1m/s，清灰刷通过单个滑道的时间约为300—400ms。例如一台10通道色选机，单通道产量2T/H，工作时间为每天10H，一年工作300天，清灰一次时间为8s，30分钟清灰一次，则色选机清灰时停止工作8s，一次清灰减少产量44.4KG，每年因清灰减少产量为266.67T。

参阅图9和10，本发明提供一种用于色选机的柔性供料方法，包括如下步骤：

S1，相机实时采集色选机每个通道的图片，采集图片时间间隔可根据具体需求确定；

S2，经过电脑图像处理后得到图片中物料总像素的数量X1，图像处理采用去背景和统计图片中物料总像的方法；

S3,电脑通过公式X2＝X1*A得到物料的总重量X2，其中A为重量系数；

S4，电脑将X2与X3、X4、X5进行对比，其中，

X1是图片10中物料总像素的数量，即黑色像素的总数量；

X3是色选机在额定工作产量下一张图片的理论重量值上限阈值；

X4是色选机在额定工作产量下一张图片的理论重量值下限阈值；

X5是色选机在无原料颗粒条件下一张图片的理论重量值下限阈值；

S5,电脑通过对比结果对振动器的振动频率进行调节控制色选机的入料流量。

S5中，对比结果采用如下方式判断：

(1)当X2>X3时，说明目前原料颗粒流量过高，电脑控制振动器减小振动频率，降低色选机的入料流量；

(2)当X4<X2<X3时，说明目前原料颗粒流量在正常范围内，则振动器振动频率不变；

(3)当X5<X2<X4时，说明目前原料颗粒流量过低，则电脑控制振动器增大振动频率，增大色选机的入料流量；

(4)当X2<X5时，说明目前入料斗内已经没有原料颗粒，则电脑控制振动器关闭，色选机停止工作。

通过图像算法实现柔性供料方案的优点：一是无硬件成本，易于维护机器；二是通过三种阈值使振动器可以根据原料颗粒流量过大、原料颗粒流量正常、原料颗粒流量过小、入料斗内无原料颗粒这4种情况对振动器频率进行调整，调节的方式更加精准、更加灵敏。

参阅图11-14，本发明还提供一种用于色选机的急速清灰方法，急速清灰方法包括如下步骤：

S1，色选机下达清灰命令，清灰刷由起点向终点位置滑动，由起点处开始的n个通道的振动器停止供料，n的数量不少于两个，其余振动器正常供料，多个通道的相机分别进行图片捕捉；

S2，通道的相机捕捉到清灰刷刚进入通道时，电脑控制该通道振动器开始供料，由该通道向后的n个振动器不工作；

S3，清灰刷运行至最后一个通道处，该通道的相机捕捉到清灰刷，所有通道振动器同时供料；

S4，清灰刷运动至终点位置，清灰结束。

下面对急速清灰方法的原理进行描述，物料滑槽长度S1约为1.2m，与水平呈60°，经过计算物料从滑槽顶端运动到视点时的加速度A1约为8.33m/s²，则物料经过滑道下落到视点位置的时间T1约为500ms，清灰刷滑动速度V1约1m/s，滑道宽度S2为300-400mm，清灰刷本身宽度S3，则清灰刷整体滑过一个通道的时间T2＝(S2+S3)/V1，由于清灰刷本身宽度S2很小，可以忽略不计，所以T2为300—400ms，小于T1，所以清灰刷运行到滑道最左侧时振动器开启下料不影响正常色选工作。

如图11所示，当相机捕捉到清灰刷的图片信号时，说明清灰刷已经运行该通道最左侧，此时该通道振动器开始供料，当下个通道的相机看到清灰刷时，按照同样的原理打开该通道振动器开始供料直至清灰结束，此方案极大缩短了因清灰导致色选机工作时间的浪费，极大提高了色选机的工作效率及产量。

本专利急速清灰方案中清灰刷的机械结构与气源方式仍和传统清灰方式相同。

整机清灰方案：以8通道为例，如图11-14所示，当色选机下达清灰命令时，第1-4通道停止工作，其他通道继续工作；当清灰刷从第1通道开始清灰时，第1通道开始供料；清灰刷运滑动到第2通道时，第2通道开始供料，第5通道停止工作；当清灰刷滑道到第8通道时，第1-7通道均在正常供料，第8通道停止工作等待清灰结束，即急速清灰时始终有4个通道停止工作，4个通道正常工作。

优选方案中，当色选机下达清灰命令时，1、2通道停止工作，3-8通道继续工作；当清灰刷滑行到第1通道最左侧，第1通道相机捕捉到清灰刷图片信号并下发指令，第1通道振动器开始供料，此刻，第3通道停止工作等待清灰；即急速清灰时始终有2个通道停止工作，6个通道正常工作。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种用于色选机的柔性供料方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，相机实时采集色选机每个通道的图片；

S2，经过电脑图像处理后得到图片中物料总像素的数量X1；

S3,电脑通过公式X2＝X1*A得到物料的总重量X2，其中A为重量系数；

S4，电脑将X2与色选机额定工作产量下一张图片的理论重量值上限阈值X3、色选机额定工作产量下一张图片的理论重量值下限阈值X4、色选机无物料条件下一张图片的理论重量值下限阈值X5进行对比；

S5,电脑通过对比结果对振动器的振动频率进行调节控制色选机的入料流量。

2.根据权利要求1所述的一种用于色选机的柔性供料方法，其特征在于，所述S5中，对比结果采用如下方式判断：

(1)当X2>X3时，说明目前原料颗粒流量过高，电脑控制振动器减小振动频率，降低色选机的入料流量；

(2)当X4<X2<X3时，说明目前原料颗粒流量在正常范围内，则振动器振动频率不变；

(3)当X5<X2<X4时，说明目前原料颗粒流量过低，则电脑控制振动器增大振动频率，增大色选机的入料流量；

(4)当X2<X5时，说明目前入料斗内已经没有原料颗粒，则电脑控制振动器关闭，色选机停止工作。

3.根据权利要求1所述的一种用于色选机的柔性供料方法，其特征在于：所述S2中图像处理采用去背景和统计图片中物料总像素的方法。

4.一种用于色选机的急速清灰方法，其特征在于，所述急速清灰方法包括如下步骤：

S1，色选机下达清灰命令，清灰刷由起点向终点位置运动清灰，由起点处开始的n个通道的振动器停止供料，其余振动器正常供料，多个通道的相机分别进行图片捕捉；

S2，通道的相机捕捉到清灰刷时，电脑控制该通道振动器开始供料，由该通道向后的n个振动器不工作；

S3，清灰刷运行至最后一个通道处，该通道的相机捕捉到清灰刷，所有通道振动器同时供料；

S4，清灰刷运动至终点位置，清灰结束。

5.根据权利要求4所述的一种用于色选机的急速清灰方法，其特征在于：所述n的数量不少于两个。

6.根据权利要求4所述的一种用于色选机急速清灰方法，其特征在于：所述S2中通道的相机捕捉到清灰刷时为清灰刷刚进入通道时。

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