CN116103947B - 浆包供给设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种浆包供给设备，用于为碎浆机供给浆包，该浆包供给设备包括：浆包输送装置，所述浆包输送装置被设计为适于输送浆包至碎浆机落料口；图像采集模块，所述图像采集模块具有拍摄装置，所述拍摄装置用于采集浆包的三维图像；浆包信息采集装置，所述浆包信息采集装置用于采集已知的关于所述拍摄装置所拍摄三维图像中的浆包的浆包信息；控制模块，所述控制模块具有输入模式和工作模式，必要时还具有学习模式。本发明的浆包供给设备能够对浆包进行动态、实时、多浆包状态识别监控，确保了浆包输送装置在规定的时间将需要的浆包数量送入碎浆机。

Description

浆包供给设备

技术领域

本发明涉及一种浆包供给设备，尤其是用于造纸浆料备浆系统的浆包供给设备。

背景技术

目前，碎浆机通常采用如下的投料方式：首先将浆包均匀地摆放在链板输送机上，当设置于链板机尽头的(靠近碎浆机落料口)传感器检测到需要浆包时，启动链板输送机进行投料；或者设置一定的时间间隔，通过不断地启停链板输送机进行投料。

上述投料技术的缺陷主要是，对链板输送机上浆包的摆放有较高要求，比如，浆包与浆包之间需要一定的间隔距离(比如0.5米)，浆包检测传感器才能检测到是否有浆包通过。如果两个浆包紧靠在一起，那么浆包检测传感器可能会把两个浆包当作一个浆包，当两个浆包同时被投入到碎浆机时会造成碎浆机的碎浆浓度产生波动。

如果通过固定的启动、停止时间来控制链板输送机投料，可能发生有时投料太多，而有时没有成功投料的工况，同样也会造成碎浆机的碎浆浓度产生波动。

在申请号为a201910705413.2”、发明名称为“一种造纸碎浆段的自动控制系统及其运行方法”的专利申请中，披露了一种通过重量传感器感受浆包重量，达到设定值后停止机械手供料的技术方案，在说明书第[0047]段中公开了以链板输送机内部的重量传感器感受浆包的重量，并将重量信息传输给所述控制模块，控制模块对重量信息与设定的数据进行对比，达到设定值后所述控制模块控制所述机械手停止”。

在申请号为“202110641170.8”、发明名称为“一种自动投料机的输送方法”的专利申请中，披露了一种自动投料机，其中披露了多级输送链，当上级输送链上有浆粕，下级输送链上有浆粕时，下级输送链的电机停止；当上级输送链上有浆粕，下级输送链上无浆粕时，下级输送链的电机开启；当上级输送链上无浆粕，下级输送链上有浆粕时，上级输送链和下级输送链的电机均开启；当上级输送链上无浆粕，下级输送链上无浆粕时，下级输送链上的电机开启。通过这样的控制逻辑来控制所供给的浆包数量和速度，确保无连包。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提供了一种浆包供给设备，利用本发明提供的浆包供给设备给碎浆机投料，无论在链板机上的浆包自身处于哪种状态以及如何摆放，都能够按照要求在规定时间内把期望数量的浆包投入碎浆机，从而在生产工艺的的源头上稳定了碎浆机的运行浓度。

根据本发明的浆包供给设备用于为碎浆机供给浆包，该浆包供给设备包括：浆包输送装置，所述浆包输送装置被设计为适于输送浆包至碎浆机落料口；图像采集模块，所述图像采集模块具有拍摄装置，所述拍摄装置用于采集浆包的三维图像；浆包信息采集装置，所述浆包信息采集装置用于采集已知的关于所述拍摄装置所拍摄三维图像中的浆包的浆包信息；控制模块，所述控制模块具有输入模式和工作模式，其中，在输入模式下，将浆包信息已知的浆包的三维图像连同相关联的浆包信息输入到所述控制模块的数据库中，所述控制模块利用所述数据库中存储的浆包三维图像和相关联的浆包信息对浆包识别算法进行训练；在学习模式下，所述图像采集模块所采集的浆包图像和所述浆包信息采集装置所采集的相关联的已知的所述浆包信息提供给所述控制模块，所述控制模块利用所述三维图像和相关联的已知的所述浆包信息对浆包识别算法进行训练；在工作模式下，所述图像采集模块所采集的浆包的三维图像连同相应的采集时刻被提供给所述控制模块，所述控制模块利用所训练的浆包识别算法对浆包的三维图像进行识别，得出与浆包的三维图像相对应的浆包信息，并基于所得出的浆包信息、相应的采集时刻和以浓度传感器测得的碎浆机出口浆料浓度控制所述浆包输送装置的运行或者基于所得出的浆包信息、相应的采集时刻和在预定时段内计划投入的浆包总量控制所述浆包输送装置的运行。

根据本发明的浆包供给设备的一种优选实施形式，控制模块还具有学习模式，在学习模式下，所述图像采集模块采集浆包信息已知的浆包的三维图像，并将所采集的浆包的三维图像连同相关联的已知浆包信息提供给所述控制模块的数据库，所述控制模块利用所述数据库中所存储的三维图像和相关联的已知浆包信息对浆包识别算法进行训练。

拍摄装置可以是一个或者是布置于不同位置的多个，以便对浆包进行更精确的定位、识别。

本发明提供的浆包供给设备采用图像识别技术对输送装置上的浆包进行采集信息，在控制模块的控制下，定量地或者即时反馈地按碎浆机出口浆料浓度要求向碎浆机投料，解决了现有技术中向碎浆机投料不稳定，碎浆机的碎浆浓度波动大的技术问题。

本发明提供的浆包供给设备的控制模块具有三种模式，即输入模式、学习模式和工作模式。输入模式适于预先输入三维图像和相关联的已知的所述浆包信息到所述控制模块的数据库中。在输入模式和学习模式下，控制模块都能利用三维图像和相关联的已知的所述浆包信息对浆包识别算法进行训练，学习模式能够将所述三维图像与所述浆包信息不断的进行匹配，使所述控制模块能够精确的识别出所述三维图像中包含的浆包信息，解决了由于三维图像识别不准确导致的浆包信息判断错误的技术问题。学习模式适于现场学习，而输入模式则适于事先以批量的三维图像和浆包信息对浆包识别算法进行训练。工作模式下，所述控制模块基于所得出的浆包信息、相应的采集时刻和以浓度传感器测得的碎浆机出口浆料浓度控制所述浆包输送装置的运行，以满足各种不同工况的要求。

在现有技术中向碎浆机进行投料，没有精准投放浆包的供给设备，一般都是靠重量传感器来判断浆包的投放多少，或者根据固定的时间间隔进行投料；本领域技术人员根据本发明提供的浆包供给设备，可以解决由于碎浆机投料不稳定不精确所产生的一系列问题，进一步改进生产工艺。

在本发明提供的浆包供给设备的一种优选实施方式中，所述控制模块根据从所采集到的三维图像中识别出的各个浆包的形状、距碎浆机落料口的距离以及浆包状态控制由所述浆包输送装置输送每个浆包到达碎浆机落料口的时刻，使得在碎浆机出口处测得的浓度保持在期望的浓度范围内，从而在例如碎浆机出口处期望浓度增大或减小时，使浆包的投料时刻随即能够相应地提前或延后。尤其优选的是，相同的预定时间间隔内具有相同的投料量，从而使在碎浆机出口处测得的浓度保持恒定。换句话说，本发明实现了按照碎浆机出口的浓度要求以浓度参数控制每个浆包的投料时刻。

在造纸浆料备浆系统中，向碎浆机投放的浆包具有多种状态，包括完整的单独浆包、不完整的单独浆包、完整的连续浆包、还是不完整的连续浆包，浆包还可以是整包、半包或者是浆包皮，因此，本领域的浆包的图像识别具有特殊性，本发明提供的浆包供给设备的图像采集模块和浆包信息采集装置能够识别出处于不同状态中的浆包，以确定浆包信息。

浆包信息的精准识别，对于本发明的浆包供给设备按要求精准的输出浆包具有重要作用，本发明的浆包供给设备的控制模块的学习模式下，能够训练对所述浆包信息的识别算法，进而为所述控制模块的工作模式做必要准备。

在本发明的浆包供给设备的一种优选实施方式中，所述控制模块被设计为适于根据所述浆包形状以及所述浆包状态来确定每个所述浆包应该运动到达碎浆机落料口的时刻，并通过控制所述浆包输送装置的起动、停止状态和运行速度来使浆包在该时刻到达碎浆机落料口。

本发明的浆包供给设备的控制模块的工作模式，给出了两种优选实施方式，一种优选实施方式是，在所述控制模块的工作模式下采集所述浆包的三维图像时，所述图像采集模块采集所述浆包输送装置上一个预定长度的识别区域内的浆包的三维图像并记录相应的采集时刻，另一种优选实施方式是，在所述控制模块的工作模式下采集所述浆包的三维图像时，所述图像采集模块采集从所述浆包输送装置上一个预定位置起预定数量的浆包的三维图像并记录相应的采集时刻。

本领域技术人员可以根据具体的工艺要求进行选择实施方式，既可以在所述浆包输送装置上一个预定长度的识别区域内的采集浆包信息，也可以在所述浆包输送装置上一个预定位置起识别预定数量的浆包。

在本发明的浆包供给设备的一种优选实施方式中，所述图像采集模块逐个浆包地采集三维图像并记录相应的采集时刻，并将所述三维图像连同相应的采集时刻即时地或在下一个浆包到达碎浆机落料口之前集中地提供给所述控制模块。

在本发明的浆包供给设备的一种优选实施方式中，所述图像采集模块一次性地采集所述浆包输送装置上一个预定长度的识别区域内的全部浆包的三维图像并记录相应的采集时刻，并且将所述三维图像连同相应的采集时刻即时地或在下一个浆包到达碎浆机落料口之前提供给所述控制模块。

更优选的是，所述预定长度的识别区域的起点是碎浆机落料口。

在本发明的浆包供给设备的一种优选实施方式中，所述图像采集模块一次性地采集从所述浆包输送装置上一个预定位置起预定数量的浆包的三维图像并记录相应的采集时刻，并且将所述三维图像连同相应的采集时刻即时地或在下一个浆包到达碎浆机落料口之前提供给所述控制模块。

更优选的是，所述预定位置是碎浆机落料口。

在本发明的浆包供给设备的一种优选实施方式中，所述拍摄装置所拍摄的图像为三维的静态图像或动态图像。

在本发明的浆包供给设备的一种优选实施方式中，所述浆包信息采集装置通过图像识别、语音识别、键盘输入或与其它装置相互通信的方式采集已知的关于所述拍摄装置所拍摄三维图像中的浆包的浆包信息。

在本发明的浆包供给设备的一种优选实施方式中，所述浆包输送装置为辊子输送机或链板输送机。

本发明的浆包供给设备，利用图像识别装置对不同形状，不同距离，不同状态的浆包进行提前识别，然后再驱动浆包输送装置进行下一步的喂料动作，浆包输送装置的动作包括但不限于频率变化、运行时间变化等，最终目的是保证在相同的间隔时间内向碎浆机内投料量相同。

本发明的浆包供给设备适用于各种不同类型浆包的形态，浆包形态可以是单独的完整或者不完整的浆包，连续完整或者不完整的浆包，单独的半包，浆包皮，以及上述浆包类型的不规则排列。

本发明的浆包供给设备，利用图像采集模块对浆包进行识别，能够识别出浆包的具体的摆放方式，比如单独的完整或者不完整的浆包，连续完整或者不完整的浆包，单独的半包，浆包皮，以及上述浆包类型的不规则排列，并且实时动态监控，同时多浆包地识别链板机靠近碎浆机落料口的特定包数或者米数，比如动态识别从碎浆机落料口起链板机7米范围内的所有浆包。对应不同摆放方式的浆包，根据识别结果，由PC机和控制模块输出控制浆包输送装置的运行方式，比如运行的时间，运行的频率等，最终的目的是使浆包输送装置在规定的时间将需要的浆包数量送入碎浆机。

本发明的浆包供给设备，能够对浆包进行动态、实时、多浆包状态识别监控，确保了浆包输送装置在规定的时间将需要的浆包数量送入碎浆机，从而稳定了碎浆机的碎浆浓度，稳定了后续的工艺流程，由于对浆包摆放方式没有要求，也降低了摆放浆包抱车司机工人的劳动强度，浆包之间不需要间隙，从而可以缩短浆包输送装置的长度，降低了投资成本和占地面积。

附图说明

下面结合附图对本发明进行详细说明。在附图中：

图1示意地示出了本发明的浆包供给设备。

具体实施方式

图1示意地示出了本发明的浆包供给设备，如图1所示，本发明提供的浆包供给设备100用于为碎浆机700供给浆包，该浆包供给设备100包括：浆包输送装置200，浆包输送装置200被设计为适于输送浆包1至浆包9至碎浆机700落料口；图像采集模块300，图像采集模块300具有拍摄装置，拍摄装置用于采集浆包的三维图像；浆包信息采集装置400，浆包信息采集装置400用于采集已知的关于拍摄装置所拍摄三维图像中的浆包1至浆包7的浆包信息；控制模块500，控制模块500具有学习模式510和工作模式520，其中，在学习模式510下，图像采集模块300所采集的浆包图像和浆包信息采集装置所采集的相关联的已知的浆包信息提供给控制模块500，控制模块500利用三维图像和相关联的已知的所述浆包信息对浆包识别算法900进行训练；在工作模式520下，图像采集模块300所采集的浆包的三维图像连同相应的采集时刻被提供给控制模块500，控制模块500利用学习模式510下训练的浆包识别算法900对浆包的三维图像进行识别，得出与浆包的三维图像相对应的浆包信息，并基于所得出的浆包信息、相应的采集时刻和以浓度传感器600测得的碎浆机出口浆料浓度控制浆包输送装置200的运行。

当浆包输送装置200为链板机时，浆包1至浆包9被放置在链板机上，链板机的尽头是碎浆机700落料口，具体的运行方式如下，

靠近碎浆机700的浆包1和浆包2被识别为一个完整的浆包，浆包3、浆包4、浆包5号被识别为三连包，浆包6和浆包7号被识别为半包，浆包1到浆包7浆包同时被动态识别，浆包8和浆包9号未进入识别区。

此时，控制模块500控制链板机电机启动，浆包1掉落到碎浆机700上，链板机继续运行5秒钟，直到浆包2到达浆包1位置的初始位置，链板机停止。再经过10秒钟之后，链板机重新启动，从而浆包2掉落，

链板机继续运行3秒，直到浆包3到达浆包1的初始位置，链板机停止。12秒钟之后，链板机重新启动，此时浆包3掉落到碎浆机700上面。

因为浆包3、浆包4、浆包5号紧密相连，从而浆包3掉落之后，比如经过1秒钟浆包4已经到达浆包1的初始位置，此时链板机停止，经过14秒之后，链板机再次启动，浆包4掉落。

同样的过程适用浆包5。

浆包5掉落后，链板机继续运行5秒，此时浆包6到达浆包1的初始位置时，10秒之后，链板机再次启动，因为浆包6和浆包7被识别为半包，从而浆包6和浆包7都掉落碎浆机之后，链板机才会停止并计时。

这样的结果是，在约15秒钟的周期内，链板机200的每次启动，都有一包料掉落进入碎浆机700，从而稳定了碎浆机的运行浓度。

浆包8在浆包1和浆包2掉落之后已经进入图像采集模块300的识别区并被识别为一包，如果因为浆包7和浆包8之间距离太远，比如15秒钟之后8号浆包还没有到达原来浆包1的初始位置，此时控制模块500会一直控制链板机运行，直到浆包8掉落为止，而不会有一个和前面浆包都有的8号浆包到达1号浆包位置时的链板机停止步骤。

此时如果因为浆包8的延期掉落，导致碎浆机浓度变低，控制模块500可以控制链板机在12秒的周期内就将浆包9投入碎浆机700中，直到后面的浓度稳定之后再逐渐将浆包的掉落周期恢复到15秒。

在未图示的另一实施例中，基于所得出的浆包信息、相应的采集时刻和在预定时段内计划投入的浆包总量控制所述浆包输送装置的运行。此时，不再以浓度传感器测得的碎浆机出口浆料浓度为反馈依据，而是设定在预定时段内计划投入的浆包总量。在此实施例中，浆包供给设备间歇地运行，每次运行按计划投入预定数量的浆包。为保证这些浆包能够在预定时段内投入，仍然根据图像采集模块所采集的浆包的三维图像连同相应的采集时刻控制浆包输送装置(链板机)的运行速度，以确保在达到预定时段后恰好投入了预定数量的浆包。浆包输送装置在投入预定数量的浆包后停止运行。

以上公开了本发明的优选实施例，然而本发明的宗旨和范围并非限定于公开的具体内容。本领域技术人员可以通过本发明的教导发展出更多实施例和具体应用，这些实施例和具体应用也属于本发明的宗旨和范围。本发明的具体实施例对权利要求是说明性而非限定性的。

附图标记列表

100 浆包供给设备

200 浆包输送装置

300 图像采集模块

400 浆包信息采集装置

500 控制模块

510 学习模式下的控制模块

520 工作模式下的控制模块

600 浓度传感器

700 碎浆机

1-9 浆包

800 卸料塔

900 浆包识别算法

Claims (15)

1.一种浆包供给设备，用于为碎浆机供给浆包，其特征在于，该浆包供给设备包括：

浆包输送装置，所述浆包输送装置被设计为适于输送浆包至碎浆机落料口；

图像采集模块，所述图像采集模块具有拍摄装置，所述拍摄装置用于采集浆包的三维图像；

浆包信息采集装置，所述浆包信息采集装置用于采集已知的关于所述拍摄装置所拍摄三维图像中的浆包的浆包信息；和

控制模块，所述控制模块具有输入模式和工作模式，其中，在输入模式下，将浆包信息已知的浆包的三维图像连同相关联的浆包信息输入到所述控制模块的数据库中，所述控制模块利用所述数据库中存储的浆包三维图像和相关联的浆包信息对浆包识别算法进行训练；在工作模式下，所述图像采集模块所采集的浆包的三维图像连同相应的采集时刻被提供给所述控制模块，所述控制模块利用所训练的浆包识别算法对浆包的三维图像进行识别，得出与浆包的三维图像相对应的浆包信息，并基于所得出的浆包信息、相应的采集时刻和以浓度传感器测得的碎浆机出口浆料浓度控制所述浆包输送装置的运行或者基于所得出的浆包信息、相应的采集时刻和在预定时段内计划投入的浆包总量控制所述浆包输送装置的运行。

2.根据权利要求1所述的浆包供给设备，其特征在于，所述控制模块还具有学习模式，在学习模式下，所述图像采集模块采集浆包信息已知的浆包的三维图像，并将所采集的浆包的三维图像连同相关联的已知浆包信息提供给所述控制模块的数据库，所述控制模块利用所述数据库中所存储的三维图像和相关联的已知浆包信息对浆包识别算法进行训练。

3.根据权利要求1所述的浆包供给设备，其特征在于，

所述控制模块根据从所采集到的三维图像中识别出的各个浆包的形状、距碎浆机落料口的距离以及浆包状态控制由所述浆包输送装置输送每个浆包到达碎浆机落料口的时刻，使得相同的预定时间间隔内能够实现相同的投料量。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的浆包供给设备，其特征在于，

所述浆包信息包括浆包形状、浆包距碎浆机落料口的距离和浆包状态，其中，浆包状态是指浆包是整包、半包还是浆包皮，以及是完整的单独浆包、不完整的单独浆包、完整的连续浆包、还是不完整的连续浆包。

5.根据权利要求4所述的浆包供给设备，其特征在于，所述控制模块被设计为适于根据所述浆包形状以及所述浆包状态来确定每个所述浆包应该运动到达碎浆机落料口的时刻，并通过控制所述浆包输送装置的起动、停止状态和运行速度来使浆包在所确定的时刻到达碎浆机落料口。

6.根据权利要求5所述的浆包供给设备，其特征在于，

在工作模式下采集所述浆包的三维图像时，所述图像采集模块采集所述浆包输送装置上一个预定长度的识别区域内的浆包的三维图像并记录相应的采集时刻。

7.根据权利要求5所述的浆包供给设备，其特征在于，

在工作模式下采集所述浆包的三维图像时，所述图像采集模块采集从所述浆包输送装置上一个预定位置起预定数量的浆包的三维图像并记录相应的采集时刻。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的浆包供给设备，其特征在于，所述图像采集模块逐个浆包地采集三维图像并记录相应的采集时刻，并将所述三维图像连同相应的采集时刻即时地或在下一个浆包到达碎浆机落料口之前集中地提供给所述控制模块。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的浆包供给设备，其特征在于，所述图像采集模块一次性地采集所述浆包输送装置上一个预定长度的识别区域内的全部浆包的三维图像并记录相应的采集时刻，并且将所述三维图像连同相应的采集时刻即时地或在下一个浆包到达碎浆机落料口之前提供给所述控制模块。

10.根据权利要求9所述的浆包供给设备，其特征在于，所述预定长度的识别区域的起点是碎浆机落料口。

11.根据权利要求1至7中任一项所述的浆包供给设备，其特征在于，所述图像采集模块一次性地采集从所述浆包输送装置上的一个预定位置起预定数量的浆包的三维图像并记录相应的采集时刻，并且将所述三维图像连同相应的采集时刻即时地或在下一个浆包到达碎浆机落料口之前提供给所述控制模块。

12.根据权利要求11所述的浆包供给设备，其特征在于，所述预定位置是碎浆机落料口。

13.根据权利要求1至7中任一项所述的浆包供给设备，其特征在于，

所述拍摄装置所拍摄的图像为三维的静态图像或动态图像。

14.根据权利要求1至7中任一项所述的浆包供给设备，其特征在于，所述浆包信息采集装置通过图像识别、语音识别、键盘输入或与其它装置相互通信的方式采集已知的关于所述拍摄装置所拍摄三维图像中的浆包的浆包信息。

15.根据权利要求1至7中任一项所述的浆包供给设备，其特征在于，所述浆包输送装置为辊子输送机或链板输送机。