CN205193555U - 一种基于图像处理与plc控制的煤与矸石分拣装置 - Google Patents
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Abstract
一种通过图像处理与PLC控制的煤与矸石自动分拣装置。该装置包括煤与矸石混合物传送皮带1、排队机装置2、分析装置3、M1机械手4、M2机械手5，煤接收口6、矸石接收口7、煤传送皮带8、矸石传送皮带9。排队机装置2控制每间隔2S的时间释放单块煤或矸石沿着皮带传送方向传输，保证煤或矸石在皮带中央；分析装置3通过图像处理确定传送皮带1上的物体类型，并输出分析信号，指导机械手运作；M1、M2机械手接收来自分析装置3的输出信号并执行水平方向平推传送皮带上的煤与矸石的操作；接收口6与7接收机械手推出的物料，并将其导入传送皮带8、9。本实用新型利用图像处理、PLC控制机械手等技术实现了煤与矸石的自动化分拣，效果明显，易于调控。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种自动分拣装置，尤其是能够快速分捡出块状煤与矸石的分拣装置。
背景技术
在目前的煤炭洗选过程中，原煤准备阶段总是需要将大块的煤与矸石分拣开以备后续的分选作业。现阶段大多数的洗煤厂还在使用最原始的人工分拣矸石方式，不仅效率低下、浪费人力，而且分捡矸石过程全凭岗位司机的经验，致使分拣出现误判或不尽彻底的现象。为了克服以上人工分拣捡矸石的不足，增加选煤厂的自动化程度，减轻工人的工作量，需要提供一种用于选煤厂煤与矸石分拣的自动化装置。
发明内容
本实用新型提供了一种选煤厂煤与矸石自动分拣装置。本实用新型所述的煤与矸石自动分拣装置由煤与矸石混合物传送皮带，排队机装置，分析装置，M1机械手，M2机械手，煤接收口，矸石接收口，煤传送皮带，矸石传送皮带组成。
所述煤与矸石混合物传送皮带用于输送从入料口传入的煤与矸石混合物，传送皮带的传送速度保持在0.4~0.6m/s范围内，带面平整。
所述排队机装置安装在煤与矸石混合物传送皮带的上方，用于控制每间隔2S的时间释放单块煤或矸石沿着皮带传送方向传输，并保证煤或矸石块在皮带中央。
所述分析装置由密封机架，佳能照相机，KVM交换机，电脑主机，显示屏幕以及模数转换器组成，其中密封机架用于限定照相机拍摄区域，佳能相机固定于密封机架上用于拍摄图像，在主机上编写相应的MATLAB代码实现煤与矸石灰度提取，进而区分煤与矸石，然后将煤与矸石的分析信号输出。
所述M1机械手由左到位检测开关SQ1，右到位检测开关SQ2，电动机M1组成，当从分析装置传来分析信号确认是煤块时，该机械手工作将煤块推入皮带右边掉落，然后复位。
所述M2机械手由左到位检测开关SQ3，右到位检测开关SQ4，电动机M2组成，当从分析装置传来分析信号确认是矸石块时，该机械手工作将煤块推入皮带左边掉落，然后复位。
所述煤接收口用于接收机械手推下来的煤块。
所述矸石接收口用于接收机械手推下来的矸石块。
所述煤传送皮带用于传送分拣出来煤块，便于后续破碎、洗选等操作。
所述矸石传送皮带用于传送分拣出来的矸石块。
本实用新型达到的有益效果是。
（1）针对选煤厂人工分捡矸石存在的种种不足，本实用新型实现了自动化的煤与矸石自动分拣，降低了工人的劳动强度。
（2）本实用新型运用MATLAB分析煤与矸石灰度，并给出分析信号，可以随着煤质的变化编写相应的代码以适应各种分拣情况，较之工人凭借经验分拣矸石与煤块精确。
（3）本实用新型结合了图像处理、机械控制与自动化等诸多方面的知识，具有结构简单而完善，分拣效率高等优点，为选煤厂煤与矸石的自动化分拣做出贡献。
（4）煤接收口与矸石接收口下面连接皮带，便于矸石的输送以及煤块的后续处理。
（5）本实用新型的推广运用可以为后续选煤厂洗选提高煤质，并为公司增加收益。
附图说明
图1是本实用新型煤与矸石自动分拣装置总体结构示意图。
图中，1、煤与矸石混合物传送皮带；2、排队机装置；3、分析装置；4、M1机械手；5、M2机械手；6、煤接收口；7、矸石接收口；8、煤传送皮带；9、矸石传送皮带；10、煤或矸石；11、皮带传送方向。
图2是分析装置的总体结构设计示意图。
图中，1、煤或矸石；3-1、佳能照相机；3-2、机架；3-3、电脑主机；3-4、KVM交换机；3-5、显示屏幕；8、煤与矸石混合物传送皮带。
图3是简易机械手的PLC控制电路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做出进一步说明。
如图1所示，所述的煤与矸石分拣装置总体结构由煤与矸石混合物传送皮带1，排队机装置2，分析装置3，M1机械手4，M2机械手5，煤接收口6，矸石接收口7，煤传送皮带8，矸石传送皮带9组成。
煤与矸石混合物传送皮带1沿着皮带传送方向11输送由进料口进入的煤与矸石混合物，速度稳定在0.4~0.6m/s范围内，带面平整，正常工作；排队机装置2安装在煤与矸石混合物传送皮带1的上方，在煤与矸石混合物传送皮带1沿着方向11连续工作的过程中，控制每间隔2S的时间释放单块煤或矸石沿着煤与矸石传送皮带1传送方向传输，并保证煤或矸石块在皮带中央；分析装置3安装在煤与矸石混合物传送皮带1的上方，在煤与矸石混合物传送皮带1沿着方向11连续工作的过程中，对皮带中央的物体进行分析，确定皮带上是煤或矸石，并将信号输出；M1机械手4安装在在煤与矸石混合物传送皮带1的上方，距离皮带2~4cm，接收从分析装置3传来的信号并执行操作将煤块水平推入皮带右边的煤接收口6；M2机械手5安装在在煤与矸石混合物传送皮带1的上方，距离皮带2~4cm，接收从分析装置传来的信号并执行操作将矸石水平推入皮带左边的矸石接收口7；在矸石接收口7的下方有矸石传送皮带9，在煤接收口6的下方有煤传送皮带8。
如图2所示的分析装置总体结构由佳能照相机3-1，密封机架3-2，电脑主机3-3，KVM交换机3-4，显示屏幕3-5，模数转换器3-6组成。
密封机架3-2安装在煤与矸石混合物传送皮带8上，其顶部开孔正好能够装入佳能照相机3-1，佳能照相机3-1拍摄的图片传入电脑主机3-3，通过KVM交换机3-4将电脑主机3-3的图片信息远程传输并显示在集控室的显示屏幕3-5上，电脑主机3-3预先利用MATLAB编写灰度识别程序，对传入的图片进行识别，识别的信号通过模数转换器3-6传输到对应的机械手。
如图3所示的简易机械手的PLC控制电路图。
输入端子，控制M1机械手与M2机械手启动的信号输入CPU226的I0.0端口，控制M1机械手与M2机械手停止工作的信号输入I0.1端口，M1机械手左到位检测SQ1开关的信号输入I0.2端口，M1机械手右到位检测SQ2开关的信号输入I0.3端口，M2机械手左到位检测SQ3开关的信号输入I0.4端口，M2机械手左到位检测SQ4开关的信号输入I0.5端口，分析装置传入的信号接入I0.6端口。
输出端子，CPU226的Q0.0端口信号传入KM1线圈控制M1机械手右移，Q0.1端口信号传入KM2线圈控制M1机械手左移复位，Q0.3端口信号传入KM3线圈控制M2机械手左移，Q0.4端口信号传入KM4线圈控制M2机械手右移复位。
Claims (4)
1.一种基于图像处理与PLC控制的煤与矸石分拣装置，其特征在于，所述装置包括煤与矸石混合物传送皮带、排队机装置、分析装置、M1机械手、M2机械手、煤接收口、矸石接收口、煤传送皮带、矸石传送皮带；
所述煤与矸石混合物传送皮带用于输送从入料口传入的煤与矸石混合物；
所述排队机装置，安装在煤与矸石混合物传送皮带上方，用于控制每间隔2S的时间释放单块煤或矸石沿着皮带传送方向传输，并保证煤或矸石块在皮带中央；
所述分析装置由密封机架，佳能照相机，KVM交换机，主机箱，显示屏幕以及模数转换器组成，其中密封机架用于限定照相机拍摄区域，佳能相机固定于密封机架上用于拍摄图像，在主机上编写相应的MATLAB代码通过拍摄的图片实现煤与矸石灰度提取，进而区分煤与矸石，然后将煤与矸石的分析信号输出以控制机械手运作；
所述M1机械手由左到位检测开关SQ1，右到位检测开关SQ2，电动机M1组成，当从分析装置传来分析信号确认是煤块时，该机械手臂工作将煤块推入皮带右边掉落，然后复位；
所述M2机械手由左到位检测开关SQ3，右到位检测开关SQ4，电动机M2组成，当从分析装置传来分析信号确认是矸石块时，该机械手工作将煤块推入皮带左边掉落，然后复位；
所述煤接收口与矸石接收口用于接收机械手推下来的煤块或矸石块；
所述煤传送皮带用于传送分拣出来煤块，便于后续破碎、洗选操作；
所述矸石传送皮带用于传送分拣出来的矸石块。
2.根据权利要求1所述的一种基于图像处理与PLC控制的煤与矸石分拣装置，其特征在于，分析装置由密封机架，佳能照相机，KVM交换机，主机箱，显示屏幕以及模数转换器组成，密封机架置于煤与矸石混合物传送皮带上方限制相机拍摄区域，佳能照相机置于密封机架顶部正中间，主机箱中存储识别并判断煤与矸石灰度的MATLAB代码，KVM交换机将数据传输到远端显示屏幕上实现远程操控佳能照相机，该装置用于输出信号，该信号判定煤与矸石混合物传送皮带上的物体是煤或矸石。
3.根据权利要求1所述的一种基于图像处理与PLC控制的煤与矸石分拣装置，其特征在于，M1机械手与M2机械手对称分布于煤与矸石混合物传送皮带的两边，并高于煤与矸石混合物传送皮带2~4cm。
4.根据权利要求1所述的一种基于图像处理与PLC控制的煤与矸石分拣装置，其特征在于，煤接收口与矸石接收口对称分布于煤与矸石混合物传送皮带的左右两边，煤接收口下连接煤传送皮带，矸石接收口下连接矸石传送皮带。
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