CN114101095B - 分选设备的控制方法及分选设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种分选设备的控制方法及分选设备，其中方法包括：机器人获取待剔除物料的当前位置信息；机器人根据待剔除物料的当前位置信息，确定机器人剔除范围起始点前预设范围内的待剔除物料的数量；机器人根据待剔除物料的数量，确定传送带的第一目标速度；机器人将确定的第一目标速度发送给上位机；上位机控制传送带的速度至第一目标速度。应用本技术方案不仅可以提高设备的寿命，还可以提高分选效率。

Description

分选设备的控制方法及分选设备

技术领域

本发明涉分选技术领域，更涉及一种分选设备的控制方法及分选设备。

背景技术

相关技术中，通过相机对传送带上的物料进行拍照获得物料图像，识别算法识别图像物料中有缺陷的物料，机器人再对传送带上有缺陷的物料进行剔除。市场上通用的具体实现步骤为：拍照识别缺陷，传送带停止，机器人剔除有缺陷的物料，剔除完毕后，传送带运动，如此循环进行。

在实现本发明的过程中，发明人发现相关技术中至少存在如下技术问题：每一次循环，传送带都要经历“停止运动-开启运动-停止运动”的流程，如此反复启停对机器的硬件容易造成损坏，如驱动传送带运动的伺服电机等。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种分选设备的控制方法，所述分选设备包括机器人、上位机和传送带；所述方法包括：

所述机器人获取待剔除物料的当前位置信息；

所述机器人根据待剔除物料的当前位置信息，确定机器人剔除范围起始点前预设范围内的待剔除物料的数量；

所述机器人根据所述待剔除物料的数量，确定所述传送带的第一目标速度；

所述机器人将确定的第一目标速度发送给所述上位机；

所述上位机控制所述传送带的速度至所述第一目标速度。

应用本发明公开的分选设备的控制方法，可以根据机器人将要剔除的物料的数量来灵活的调整传送带的速度，以使机器人可以在传送带不停止或少停止的状态下，剔除完相应的物料，减少传送带频繁启停的次数，也就是可以减少相关硬件如如继电器、控制器或伺服电机等的频繁启停次数，从而提高设备的寿命。

同时，可以实现在缺陷物料相对较少的情况下，传送带以较高的速度运行，减少空闲时间，提升分选效率，在缺陷物料相对较多的情况下，传送带以较低的速度运行，从而可以保证剔除完物料，不遗漏待剔除物料。

可选的，所述分选设备还包括相机；所述机器人获取待剔除物料的当前位置信息的步骤包括：

所述相机采集所述传送带上物料的图像，并发送至所述上位机；

所述上位机根据接收到的图像，识别待剔除物料，并将识别到的待剔除物料的初始位置信息发送至所述机器人；

所述机器人根据传送带的速度或运动距离，与所述待剔除物料的初始位置信息，确定所述待剔除物料的当前位置信息。

可选的，所述相机为面阵相机，所述相机采集所述传送带上物料的图像的步骤，包括：

当所述传送带相对于上一次拍摄位置运动到预设距离处，所述上位机或所述机器人触发所述面阵相机采集所述传送带上物料的图像。

可选的，所述相机为线阵相机，

所述相机采集所述传送带上物料的图像的步骤，包括：

当所述传送带的速度发生变化时，所述上位机或所述机器人根据所述传动带的当前速度，确定所述线阵相机的拍摄频率；

所述上位机或所述机器人触发所述线阵相机按照所述拍摄频率采集所述传送带上物料的图像。

可选的，所述机器人根据所述待剔除物料的数量，确定所述传送带的第一目标速度的步骤，包括：

所述机器人从预设的多个数量取值范围中，确定所述待剔除物料的数量所属的目标数量取值范围；

从预设的多个数量取值范围与传送带速度的对应关系中，确定所述目标数量取值范围对应的传送带的第一目标速度，该对应关系中，取值范围越大对应的传送带速度越小。

可选的，所述分选设备还包括下料机构，所述下料机构向所述传送带下料；所述方法还包括：

所述机器人根据所述待剔除物料的数量，确定所述下料机构的第二目标速度；

所述机器人将确定的第二目标速度发送给所述上位机；

所述上位机控制所述下料机构的下料速度至所述第二目标速度。

可选的，所述机器人根据所述待剔除物料的数量，确定所述传送带的第一目标速度，以及所述机器人根据所述待剔除物料的数量，确定所述下料机构的第二目标速度的步骤，包括：

所述机器人根据所述待剔除物料的数量，从预设的多个数量取值范围与速度调整比例的对应关系中，确定目标速度调整比例，其中，该对应关系中，取值范围越大对应的速度调整比例越小，所述目标调整比例为所述第一目标速度与所述传送带预设速度的比值，且等于所述第二目标速度与所述下料机构预设下料速度的比值；

所述机器人将确定的第一目标速度发送给所述上位机，以及所述机器人将确定的第二目标速度发送给所述上位机的步骤，包括：

所述机器人将所述第一目标速度和所述第二目标速度对应的目标速度调整比例发送给所述上位机；

所述上位机控制所述传送带的速度至所述第一目标速度,以及所述上位机控制所述下料机构的下料速度至所述第二目标速度的步骤，包括：

所述上位机控制所述传送带的速度至所述传送带预设速度乘以所述目标速度调整比例,控制所述下料机构的下料速度至所述下料机构预设下料速度乘以所述目标速度调整比例。

可选的，所述机器人将所述第一目标速度和所述第二目标速度对应的目标速度调整比例发送给所述上位机的步骤包括：

所述机器人通过网口通信和串口通信中的一种方式，将所述第一目标速度和所述第二目标速度对应的目标速度调整比例发送给所述上位机；

且所述上位机将识别到的待剔除物料的初始位置信息发送至所述机器人的步骤，包括：

所述上位机通过网口通信和串口通信中的另一种方式，将识别到的待剔除物料的初始位置信息发送至所述机器人。

本发明的第一个目的在于提出一种分选设备，所述分选设备包括：机器人、上位机和传送带；所述分选设备按照如下控制方法进行控制：

所述机器人获取待剔除物料的当前位置信息；所述机器人根据待剔除物料的当前位置信息，确定机器人剔除范围起始点前预设范围内的待剔除物料的数量；所述机器人根据所述待剔除物料的数量，确定所述传送带的第一目标速度；所述机器人将确定的第一目标速度发送给所述上位机；所述上位机控制所述传送带的速度至所述第一目标速度。

应用本发明公开的分选设备，可以根据机器人将要剔除的物料的数量来灵活的调整传送带的速度，以使机器人可以在传送带不停止或少停止的状态下，剔除完相应的物料，减少传送带频繁启停的次数，也就是可以减少相关硬件如如继电器、控制器或伺服电机等的频繁启停次数，从而提高设备的寿命。

同时，可以实现在缺陷物料相对较少的情况下，传送带以较高的速度运行，减少空闲时间，提升分选效率，在缺陷物料相对较多的情况下，传送带以较低的速度运行，从而可以保证剔除完物料，不遗漏待剔除物料。

可选的，所述分选设备还包括：相机和下料机构，所述分选设备按照上述任一项所述的控制方法进行控制。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例公开的分选设备的控制方法的第一种流程示意图；

图2为本发明实施例公开的机器人获取待剔除物料的当前位置信息的一种流程示意图；

图3为本发明实施例公开的分选设备的一种结构示意图；

图4为本发明实施例公开的下料机构的结构示意图；

图5为本发明实施例公开的分选设备的控制方法的第二种流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

相关技术中，在机器人对传送带上的待剔除物料进行剔除的过程中，传送带频繁的经历停止运动-开启运动-停止运动的循环过程，这样如此反复启停对机器的硬件容易造成损坏,为了解决该技术问题，本发明实施例提供了一种分选设备的控制方法及分选设备。

参照图1，本发明实施例提供的一种分选设备的控制方法，该方法应用于分选设备，分选设备包括机器人、上位机和传送带；该方法包括以下步骤：

S1、机器人获取待剔除物料的当前位置信息。其中，待剔除物料可以为传送带上的已经识别到的待通过机器人进行剔除的物料。例如，对茶叶进行分选以剔除异物时，传送带上被识别到的异物可以为待剔除的物料。

对待剔除物料的识别方式多种多样，例如，当待剔除物料为金属，而保留的物料为非金属时，可以通过金属检测模块对待剔除的金属进行检测识别。再例如，还以通过图像和识别算法进行待剔除物料的识别。

机器人可以通过待剔除物料的识别模块获取到待剔除物料的初始位置信息，该识别模块如上位机和相机，机器人根据传送带的运动速度或距离，根据待剔除物料的初始位置信息，持续更新待剔除物料的位置信息，以使机器人可以获取待剔除物料在任意时刻的位置信息，包括当前的位置信息，这里的位置信息具体可以为坐标信息。其中，机器人可以通过运动跟踪卡来监控传送带的运动速度或距离，运动跟踪卡可以为机器人厂家提供的选配件。

在一种实施例中，分选设备还包括相机，该相机可以为可见光相机、红外相机、X射线相机、多光谱相机及其他类型相机中的一种或多种组合。

参照图2，机器人获取待剔除物料的当前位置信息的步骤包括步骤S101、S102和S103。

S101、相机采集传送带上物料的图像，并发送至上位机。

相机可以将采集的图像信息通过千兆网发送给上位机。上位机或机器人一定的时间或距离会控制相机进行拍照，具体的，如果机器人作为整个控制流程的主控，机器人根据监控到的传送带的运动状态通知相机进行拍照；如果上位机作为整个控制流程的主控，则上位机可以根据监控到的传送带的运动状态通知相机进行拍照，其中，运动状态具体可以为运动速度或距离。

一种实施方式中，相机为面阵相机，面阵相机可以快速的对其覆盖的拍摄区域的物料进行成像，用于检测的图像可以为面阵相机一次成像的图像，也可以为多次成像后进行拼接形成的图像。相机采集传送带上物料的图像的步骤，可以包括：当传送带相对于上一次拍摄位置运动到预设距离处，上位机或机器人触发面阵相机采集传送带上物料的图像，这里的预设距离可以根据相机的覆盖范围，以及识别检测异物所需图像的范围来确定，当然，还可以是经验值或通过测试来确定。具体实现时，机器人可以根据传送带的脉冲计算出传送带运动的距离，当运动到一定的距离时通知相机进行拍照。

另一种实施方式中，相机为线阵相机，随着传送带带动物料不断的移动，线阵相机根据拍摄频率进行扫描拍照。相机采集传送带上物料的图像的步骤，包括：当传送带的速度发生变化时，上位机或机器人根据传动带的当前速度，确定线阵相机的拍摄频率；上位机或机器人触发线阵相机按照拍摄频率采集传送带上物料的图像。也就是说，运动状态可以为运动速度，机器人监控到传送带的速度后，可以根据预设的传送带运动速度与线阵相机拍摄频率之间的对应关系，确定线阵相机的拍摄频率，通知线阵相机按照当前所确定的拍摄频率进行拍照。

通过上述两种实施方式中的控制方式控制拍摄，可确保所有落到传送带上的物料和杂质都会被拍照识别，其中机器人触发相机是通过控制器IO口触发的。

传送带的速度是由上位机的控制的，具体的，上位机与伺服电机进行通信，伺服电机控制传送带运动。上位机可以通过传送带的速度与所要监控的时间段计算相应的传送带的运动距离，当然，机器人也容易监控到传送带的运动速度或运动距离，通过上位机和机器人的通信，上位机也可以获得相应信息。容易理解的是，在对传送带速度或者运动距离进行监控时，可以由机器人或上位机执行，当然，也可以由它们中的一者执行后发送给另一者，然后由另一者触发相机拍摄。

S102、上位机根据接收到的图像，识别待剔除物料，并将识别到的待剔除物料的初始位置信息发送至机器人。

上位机上预设有用于通过物料图像识别待剔除物料的识别算法，例如该识别算法可以为基于神经网络的智能识别算法。当然，该识别算法也可以为传统算法，例如，根据需要剔除的物料的形状、颜色、面积等进行识别的算法。

S103、机器人根据传送带的速度或运动距离，与待剔除物料的初始位置信息，确定待剔除物料的当前位置信息。

机器人根据传送带的运动速度或距离，根据待剔除物料的初始位置信息，持续更新待剔除物料的位置信息，以使机器人可以获取待剔除物料在任意时刻的位置信息，包括当前的位置信息，这里的位置信息具体可以为坐标信息。其中，机器人可以通过运动跟踪卡来监控传送带的运动速度或距离，运动跟踪卡为机器人厂家提供的选配件。

S2、机器人根据待剔除物料的当前位置信息，确定机器人剔除范围起始点前预设范围内的待剔除物料的数量。

机器人可以通过吸或者捏取的方式抓取待剔除物料，机器人在对物料进行剔除时，会对应一定的剔除范围即机器人的工作范围，也就是机器人在工作过程中，传送带可以将待剔除的物料传送至机器人的工作范围，然后机器人可以对到达剔除范围内的待剔除物料进行剔除，无法对剔除范围外的物料进行剔除。上位机发送给机器人的剔除点会存在机器人自身的堆栈里面。因此，机器人在其工作范围起始点前预设范围内，如15、18、21、25cm等范围内，对其堆栈里的坐标点个数进行监控，对不同的点个数发送不同的降速信号。具体实现时，该预设范围可以根据机器人的剔除速度、传送带的预设速度等来确定，其中，传送带的预设速度即传送带正常运动速度，可以是一个固定值。

S3、机器人根据待剔除物料的数量，确定传送带的第一目标速度。

通过本步骤实现当待剔除物料的数量较多时传送带降速，当待剔除物料的数量较少时传送带提速。也就说，当待剔除物料的数量较多时，传送带以相对较小的速度运行，使得机器人具有较多的时间来剔除完相应的待剔除物料；当待剔除物料的数量较少时，传送带以相对较大的速度运行，使得机器人的空闲时间较少，从而提高分选效率。

在一种实施例中，机器人根据待剔除物料的数量，确定传送带的第一目标速度的步骤，包括：机器人从预设的多个数量取值范围中，确定待剔除物料的数量所属的目标数量取值范围；从预设的多个数量取值范围与传送带速度的对应关系中，确定目标数量取值范围对应的传送带的第一目标速度，该对应关系中，取值范围越大对应的传送带速度越小。

当然，在另一种实施例中，传动带的速度与待剔除物料的数量可以设置为一种函数关系，这种函数关系可以是递减的单调函数。

需要说明的是，第一目标速度的形式不限，可以是速度的绝对值，也可以是相对传送带预设速度的比例值如后文中所述的速度调整比例，或如后文所述的比例值对应的速度索引等。

S4、机器人将确定的第一目标速度发送给上位机。

S5、上位机控制传送带的速度至第一目标速度。

具体实现时，上位机可以通过控制传送带的驱动机构如电机的速度，来实现对传送带速度的控制，例如，第一目标速度为传送带预设速度的二分之一，则可以控制电机的转速为其预设转速的二分之一，电机的预设转速与传送带的预设转速对应。

应用本技术方案，可以根据机器人将要剔除的物料的数量来灵活的调整传送带的速度，以使机器人可以在传送带不停止或少停止的状态下，剔除完相应的物料，减少传送带频繁启停的次数，也就是可以减少相关硬件如如继电器、控制器或伺服电机等的频繁启停次数，从而提高设备的寿命。

同时，对于有些厂家或用户而言，可能其物料里面的缺陷本身就很少，所以可能会出现多次识别或拍照识别都没有缺陷的情况，此时，如果传送带还停止的话，可能会大大减少物料分选的产量。应用本技术方案，可以实现在缺陷物料相对较少的情况下，传送带以较高的速度运行，减少空闲时间，提升分选效率，在缺陷物料相对较多的情况下，传送带以较低的速度运行，从而可以保证剔除完物料，不遗漏待剔除物料。

在对物料中的杂质进行分选时，应用本技术方案，可以根据含杂高低动态调节输送机速度，若含杂高，可以降速，使得机器人能够剔除所有识别的杂质，使得选净率提升；若含杂低，则可以提速，使得机器人空闲状态减少，能够达到设备产量最大化。

进一步的，分选设备还包括下料机构，下料机构向传送带下料；该方法还包括：

机器人根据待剔除物料的数量，确定下料机构的第二目标速度；机器人将确定的第二目标速度发送给上位机；上位机控制下料机构的下料速度至第二目标速度。

通过本步骤实现当待剔除物料的数量较多时传送带降速，相应的下料机构也降速，当待剔除物料的数量较少时传送带提速，相应的下料机构也提速。也就说，当待剔除物料的数量较多时，传送带和下料机构可以以相对较小的速度运行，使得物料不会堆积在传送带上，且机器人具有较多的时间来剔除完相应的待剔除物料；当待剔除物料的数量较少时，传送带和下料机构以相对较大的速度运行，使得物料不会稀疏的分散在传送带上，且空闲时间较少，从而提高分选效率。

下料机构是用于向传送带输送物料的，可以根据下料机构的组成将其分为两种，一种是单级下料机构，另一种是多级下料机构，下料机构的下料速度主要是有下料机构的驱动机构的速度决定的。单级下料机构的下料速度由这一级的驱动机构的驱动速度决定，多级下料机构的下料速度由每一级的驱动机构的驱动速度共同决定的。因此，对下料机构下料速度的控制可以是对下料机构的全部驱动机构驱动速度或部分驱动机构的驱动速度的调整，例如可以是驱动机构的速度可以为电机的转速、振动器的频率等。

通过根据待剔除物料的数量，来调整下料机构的下料速度，从而可以实现传送带和下料机构均降速或均提速，当然，传送带速度调整的幅度或比例与下料机构的下料速度调整的幅度和比例，可以相同，也可以不同。

一种实施方式中，上位机可以将本次需要调整的速度与上一次对应的调整速度进行比较，如果是降速，则上位机优先执行控制下料机构的下料速度至第二目标速度的步骤，后执行控制传送带的速度至第一目标速度的步骤，从而可以减少由于传送带降速，而下料机构未降速导致的堆料问题；如果是提速，则上位机优先执行控制传送带的速度至第一目标速度的步骤，后执行控制下料机构的下料速度至第二目标速度的步骤，从而可以减少由于下料机构提速，而传送带未提速导致的堆料问题。

再进一步的，机器人根据待剔除物料的数量，确定传送带的第一目标速度，以及机器人根据待剔除物料的数量，确定下料机构的第二目标速度的步骤，包括：

机器人根据待剔除物料的数量，从预设的多个数量取值范围与速度调整比例的对应关系中，确定目标速度调整比例，其中，该对应关系中，取值范围越大对应的速度调整比例越小，目标调整比例为第一目标速度与传送带预设速度的比值，且等于第二目标速度与下料机构预设下料速度的比值；

机器人将确定的第一目标速度发送给上位机，以及机器人将确定的第二目标速度发送给上位机的步骤，包括：机器人将第一目标速度和第二目标速度对应的目标速度调整比例发送给上位机；

上位机控制传送带的速度至第一目标速度,以及上位机控制下料机构的下料速度至第二目标速度的步骤，包括：上位机控制传送带的速度至传送带预设速度乘以目标速度调整比例,控制下料机构的下料速度至下料机构预设下料速度乘以目标速度调整比例。

一种实施例中，下料机构的下料速度可以为驱动电机的转速或振动器的频率等。

一种实施例中，机器人将第一目标速度和第二目标速度对应的目标速度调整比例发送给上位机的步骤包括：机器人通过网口通信和串口通信中的一种方式，将第一目标速度和第二目标速度对应的目标速度调整比例发送给上位机；

上位机将识别到的待剔除物料的初始位置信息发送至机器人的步骤，包括：上位机通过网口通信和串口通信中的另一种方式，将识别到的待剔除物料的初始位置信息发送至机器人。

具体应用时，上位机会发送坐标给机器人抓取，机器人会发送速度信号给上位机。这两个流程有可能会出现交叉的情况，如果通过同一种通信方式容易导致传输失败。因此，上位机发送给机器人坐标是通过串口通信，机器人发送给上位机软件速度信号通过网口通信，或上位机发送给机器人坐标是通过网口通信，机器人发送给上位机软件速度信号通过串口通信，这样两种通信不会存在交叉影响的情况。

本发明实施例还提供了一种分选设备，分选设备包括：机器人、上位机和传送带；分选设备按照如下控制步骤进行控制：

机器人获取待剔除物料的当前位置信息；机器人根据待剔除物料的当前位置信息，确定机器人剔除范围起始点前预设范围内的待剔除物料的数量；机器人根据待剔除物料的数量，确定传送带的第一目标速度；机器人将确定的第一目标速度发送给上位机；上位机控制传送带的速度至第一目标速度。

该分选设备执行的各个步骤可以对应的参考前述部分，应用本技术方案，可以根据机器人将要剔除的物料的数量来灵活的调整传送带的速度，以使机器人可以在传送带不停止或少停止的状态下，剔除完相应的物料，减少传送带频繁启停的次数，也就是可以减少相关硬件的频繁启停次数，从而提高设备的寿命。

进一步的，分选设备还包括：相机、下料机构和下料机构的驱动机构，分选设备按照上述任一控制方法进行控制。

示例1，参照图3和图4对分选设备的结构进行介绍。

参照图4，物料分选设备包括下料机构D1、输送机构D2、识别模块D3和机器人D4，其中，输送机构D2包括传送带和传送带的驱动机构；识别模块D3包括相机和上位机。

下料机构D1将物料下到传送带前端，传送带带动物料运动，当物料达到相机覆盖区域内时，相机对物料进行拍照，然后将采集的图像发送至上位机，上位机对图像中的待剔除物料即异物或缺陷物料进行识别，识别到待剔除物料后将待剔除物料的初始坐标信息发送给机器人D4，传送带带动物料运动，机器人D4根据对传送带运动状态的监控，实时更新待剔除物料的位置信息，机器人D4对其工作范围内的待剔除物料进行剔除。

参照图5，下料装置D1包括一级下料机构1、二级下料机构2和三级下料机构3；一级下料机构1包括一级振料斗11、一级振动器12和储料仓13，储料仓13具有用于接收物料的加料口131和下料的放料口132，一级振料斗11设置于放料口132的下方；一级振动器12设置于一级振料斗11的下方。一级振动器12用于驱动一级振料斗11往复振动以将一级振料斗11内的物料输送至一级振料斗11的一级落料口。

二级下料机构2包括滚筒21和滚筒的驱动机构22，滚筒的驱动机构22用于驱动滚筒21滚动，滚筒21的筒壁上设有多个通孔，以使在滚筒21转动的过程中，待分选物料经通孔下落。一级振料斗11伸入滚筒21中，一级振料斗11的一级落料口沿滚筒21的轴向延伸，且一级振料斗11内的物料能够经由一级落料口落至滚筒21中，避免了一级振料斗11输送的物料堆积在滚筒21的同一位置。一级振料斗11在一级振动器12的作用下，将物料从一级振料斗11的一级落料口沿滚筒21的轴向分散开，然后落入滚筒21中，滚筒21沿周向转动将轴向分布的物料进一步分散开，使得物料分散地从滚筒21的多个通h穿出，最终落入到三级振料斗31中，实现了向传送带的均匀下料。

三级下料机构3包括三级振料斗31和三级振动器32，三级振动器32用于驱动三级振料斗31往复振动以将从滚筒21接收物料输送至三级落料口，物料从三级落料口落至传送带上。

三级下料机构3还包括进料仓33。三级振料斗31通过进料仓33接收从滚筒21的通孔出来的物料，进料仓33由多个倾斜设置的侧壁一次连接组成，呈上大下口的漏斗形，进料口尺寸大于出料口的尺寸，从滚筒21下落的物料，优先掉落到进料仓33内壁上，可以对物料起到缓冲作用，而且可以防止飞料，可以对物料的局部相对更加分散的物料起到聚集的作用。

一级振动器12和三级振动器32的频率，以及滚筒21的转速均可根据需要进行调节，通过调节可以实现对下料机构D1下料速度的调节。

另外，分选设备还包括支撑固定一级下料机构1的第一机架4和固定二级下料机构2和三级下料机构3的第二机架6，第一机架4和第二机架6的底部都可以设置用于支承的可调节马蹄。

示例2，基于示例1中的分选设备，对本发明公开的一种分选设备的控制方法进行说明，该控制方法是一种动态调速的剔除方案，具体的，机器人可以根据当前需要抓取点的个数来发送不同的速度信号给上位机，上位机根据速度信号对传送带、滚筒、一级振料斗和三级振料斗进行调速，以保证识别的所有缺陷都能被抓取，在没有缺陷点时则保持正常的转动，整个过程尽量保持传送带、滚筒、一级振料斗和三级振料斗处于运动状态，以尽可能的提高产量，除非缺陷个数超过一定的范围，传送带、滚筒和振动器等即会停止，等机器人抓取完毕之后可以恢复正常运动，或者可以根据下一次预设范围的数量进行再一次调速。本发明实施例中，可以基于深度学习图像分割的方法，通过实验验证，先将图像不同的缺陷进行像素级分割，再求取分割结果的中心点，机器人根据该点对杂质进行剔除。

参照图5，在充分调研市场上对机器人的剔除要求、产量要求和稳定性要求等基础上，选取YAMAHA机器人进行剔除，该机器人可根据传送带的脉冲，动态跟踪缺陷物料。

本发明实施例提出一种动态调速的剔除方案：根据将要剔除的异物的数量，控制传送带、下料机构、相机拍摄速度，通过速度的调节，避免各个系统中各个运动的机构频繁启停，从而解决上述剔除的两个问题即损坏硬件和剔除效率不高的问题。

具体的，通过一级振动器驱动一级振料斗以将物料下到滚筒，滚筒的驱动机构驱动滚筒转动，使得物料从滚筒又下落到三级振料斗中，再通过三级振动器驱动三级振料斗以使物料下到传送带上，机器人会根据传送带运动的速度以及相机的视野范围，每隔一定的距离或时间发送信号让相机拍照识别，并且上位机将识别坐标发送给机器人，当缺陷移动到机器人的工作范围时，机器人开始剔除，此时整个过程传送带、滚筒、振动器都是运动的。当机器人收到的坐标大于一定的个数时，机器人会发相应的速度信号给上位机，上位机根据收到的传送带速度信号对传送带进行降速，同时也降滚筒速度和振动器振幅，确保缺陷都能被抓取，因为传送带此时已经降速，若滚筒速度和振动器振幅不降档，则会导致物料堆积的问题，缺陷有可能被覆盖，导致算法识别率降低。当机器人队列里没有缺陷点时，又发正常速度的信号给上位机，上位机即将传送带、滚筒和振动器速度恢复到正常速度。此方案一是可以确保所有识别的杂质都能被抓取到；二是当没有识别到杂质时，传送带、滚筒、振动器都正常运行，以最大限度的提高产量。

①机器人可以作为整个控制流程的主控，机器人监控到传送带的运动状态，根据传送带的运动状态，通知相机进行拍照。其中，如果相机是面阵相机，则运动状态可以为传送带的运动距离，机器人可以根据传送带的脉冲计算出传送带运动的距离，当运动到一定的距离通知相机进行拍照；如果相机是线阵相机，则运动状态可以为运动速度，机器人监控到传送带的速度后，可以根据预设的传送带运动速度与线阵相机拍摄频率之间的对应关系，确定线阵相机的拍摄频率，通知线阵相机按照当前所确定的拍摄频率进行拍照。此步骤可确保所有落到传送带上的物料和杂质都会被拍照识别，其中机器人触发相机是通过控制器IO口触发的。另一种实施例中，可以由上位机作为主控，也就是中由机器人执行的步骤也可以由上位机来执行。

传送带的速度是由上位机的控制的，具体的，上位机与伺服电机进行通信，伺服电机控制传送带运动。上位机可以通过传送带的速度与所要监控的时间段计算相应的传送带的运动距离，当然，通过上位机和机器人的通信，机器人也容易监控到传送带的运动速度与运动距离，这样上位机也能够获得传送带的运动速度与运动距离。

具体实现时，机器人可以通过运动跟踪卡监控到传送带运动速度与距离，运动跟踪卡可以为机器人厂家提供的选配件。

相机拍照后，上位机通过千兆网获取相机采集的数据，并通过识别算法进行缺陷识别，具体可以利用深度学习算法进行缺陷识别。

②机器人与上位机通信：上位机会发送坐标给机器人抓取，机器人会发送速度信号给上位机。这两个流程有可能会出现交叉的情况，如果通过同一种通信方式会导致传输失败。因此，上位机发送给机器人坐标是通过串口通信，机器人发送给上位机软件速度信号通过网口通信，这样两种通信不会存在交叉影响的情况，当然，这里的串口和网口互换也是可以的。

③上位机与传送带等通信：机器人抓取(可以是吸，可以捏取)会有一定的工作范围，当杂质移动到该工作范围时，机器人才会根据剔除点进行抓取，上位机发送给机器人的剔除点会存在机器人自身的堆栈里面。因此，机器人在其工作范围起始点前预设距离内对其堆栈里的坐标点个数进行监控，对不同的点个数发送不同的降速信号。现将速度信号分为四挡：传送带正常运动的速度机器人在工作范围起始点的预设范围内可以剔除2个点。如果待剔除点个数在0～2之间，此时发送速度索引SPEEDINDEX1，即为正常速度；如果待剔除点个数在3～5之间，则降为正常速度的1/2，发送速度索引SPEEDINDEX2；如果待剔除点个数在6～8之间，则降为正常速度的1/4，发送速度索引SPEEDINDEX3；如果点个数大于9，发送速度索引SPEEDINDEX4，SPEEDINDEX4会导致传送带停止运动，确保缺陷全部抓取完毕后再运动。上位机在收到速度索引后会对传送带按速度索引进行降速，此时也需要降下料机构的下料速度即滚筒的驱动机构的驱动转速、一级振动器和三级振动器频率，否则会出现物料堆积现象。通过调节，降下料速度即驱动机构的驱动转速、一级振动器和三级振动器频率也对应的分为四挡，与传送带速度同快同慢。上位机可以通过串口通信来控制传送带和滚筒的速度，通过IO口来控制一级和三级振动器的振动频率。监控在起始点预设距离前队列里面有多少个待剔除物料了，以便后面根据数量确定速度以发索引速度，预设距离是在应用的过程中调试的，例如，可以为15、18、21、25cm等宽度的范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种分选设备的控制方法，其特征在于，所述分选设备包括机器人、上位机和传送带；

所述方法包括：

所述机器人获取待剔除物料的当前位置信息；

所述机器人根据待剔除物料的当前位置信息，确定机器人剔除范围起始点前预设距离范围内的待剔除物料的数量；

所述机器人根据所述待剔除物料的数量，确定所述传送带的第一目标速度；

所述机器人将确定的第一目标速度发送给所述上位机；

所述上位机控制所述传送带的速度至所述第一目标速度；

所述分选设备还包括下料机构，所述下料机构向所述传送带下料；

所述方法还包括：

所述机器人根据所述待剔除物料的数量，确定所述下料机构的第二目标速度；

所述机器人将确定的第二目标速度发送给所述上位机；

所述上位机控制所述下料机构的下料速度至所述第二目标速度；

所述待剔除物料的数量越多；所述传送带和所述下料机构的速度越小，所述待剔除物料的数量越少，所述传送带和所述下料机构的速度越大；如果是降速，则上位机优先执行控制下料机构的下料速度至第二目标速度的步骤，后执行控制传送带的速度至第一目标速度的步骤；如果是提速，则上位机优先执行控制传送带的速度至第一目标速度的步骤，后执行控制下料机构的下料速度至第二目标速度的步骤。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述分选设备还包括相机；

所述机器人获取待剔除物料的当前位置信息的步骤包括：

所述相机采集所述传送带上物料的图像，并发送至所述上位机；

所述上位机根据接收到的图像，识别待剔除物料，并将识别到的待剔除物料的初始位置信息发送至所述机器人；

所述机器人根据传送带的速度或运动距离，与所述待剔除物料的初始位置信息，确定所述待剔除物料的当前位置信息。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述相机为面阵相机，所述相机采集所述传送带上物料的图像的步骤，包括：

当所述传送带相对于上一次拍摄位置运动到预设距离处，所述上位机或所述机器人触发所述面阵相机采集所述传送带上物料的图像。

4.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述相机为线阵相机，

所述相机采集所述传送带上物料的图像的步骤，包括：

当所述传送带的速度发生变化时，所述上位机或所述机器人根据所述传送带的当前速度，确定所述线阵相机的拍摄频率；

所述上位机或所述机器人触发所述线阵相机按照所述拍摄频率采集所述传送带上物料的图像。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，

所述机器人根据所述待剔除物料的数量，确定所述传送带的第一目标速度的步骤，包括：

所述机器人从预设的多个数量取值范围中，确定所述待剔除物料的数量所属的目标数量取值范围；

从预设的多个数量取值范围与传送带速度的对应关系中，确定所述目标数量取值范围对应的传送带的第一目标速度，该对应关系中，取值范围越大对应的传送带速度越小。

6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述机器人根据所述待剔除物料的数量，确定所述传送带的第一目标速度，以及所述机器人根据所述待剔除物料的数量，确定所述下料机构的第二目标速度的步骤，包括：

所述机器人根据所述待剔除物料的数量，从预设的多个数量取值范围与速度调整比例的对应关系中，确定目标速度调整比例，其中，该对应关系中，取值范围越大对应的速度调整比例越小，所述目标速度调整比例为所述第一目标速度与所述传送带预设速度的比值，且等于所述第二目标速度与所述下料机构预设下料速度的比值；

所述机器人将确定的第一目标速度发送给所述上位机，以及所述机器人将确定的第二目标速度发送给所述上位机的步骤，包括：

所述机器人将所述第一目标速度和所述第二目标速度对应的目标速度调整比例发送给所述上位机；

所述上位机控制所述传送带的速度至所述第一目标速度,以及所述上位机控制所述下料机构的下料速度至所述第二目标速度的步骤，包括：

所述上位机控制所述传送带的速度至所述传送带预设速度乘以所述目标速度调整比例,控制所述下料机构的下料速度至所述下料机构预设下料速度乘以所述目标速度调整比例。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述机器人将所述第一目标速度和所述第二目标速度对应的目标速度调整比例发送给所述上位机的步骤包括：

所述机器人通过网口通信和串口通信中的一种方式，将所述第一目标速度和所述第二目标速度对应的目标速度调整比例发送给所述上位机；

且所述上位机将识别到的待剔除物料的初始位置信息发送至所述机器人的步骤，包括：

所述上位机通过网口通信和串口通信中的另一种方式，将识别到的待剔除物料的初始位置信息发送至所述机器人。

8.一种分选设备，其特征在于，所述分选设备按照权利要求1-7任一项所述的控制方法进行控制。