CN206104393U - 一种基于机器视觉的混色石子自动分选生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于机器视觉的混色石子自动分选生产线，包含入料模块、分级筛选模块、清灰模块、摊平分离模块、视觉检测模块、分拣模块、出料模块。入料模块提供混色石子；分级筛选模块实现特定石子尺寸筛选；清灰模块利用压缩空气去除石子表面灰尘；摊平分离模块完成石子平铺，逐个间隔输送；视觉检测模块采用机器视觉技术获取石子表面颜色；分拣模块完成目标颜色石子分拣；出料模块收集目标颜色石子。本实用新型实现了混色石子特定颜色自动化分选，在线数据采集和过程监控,可远程完成石子颜色数量等信息统计；分拣过程高效自动化，降低劳动强度，提高了生产效率，且整个检测过程不受人为因素影响，有效保证了分拣质量。

Description

一种基于机器视觉的混色石子自动分选生产线

技术领域

本实用新型属于建材机械领域，具体涉及一种基于机器视觉的混色石子自动分选生产线，该生产线用于特定颜色石子的自动分拣收集。

背景技术

机器视觉是一种通过工业相机等相关设备提取物体图像，图像数据经采集卡收集并传入计算机，由图像处理系统的光检对比算法，完成物体相关参数的识别，并做出判断的有效检测手段。目前，机器视觉已被广泛应用于各种自动化加工设备中，它可以实现零件尺寸、外观、位置测量及缺陷检查等。在颜色识别方面，机器视觉在中小型零件上的应用较多，建材领域应用较少。

石子是一种建筑材料，可制作成混凝土、路基的垫层、工业粉末等，其使用遍及建筑、交通、铁路等众多行业。随着经济发展，不同颜色的石子在建材涂料、景观道路、艺术建筑领域得到广泛应用，例如白色石子可用于生石灰制作，彩色石子可用于城市景观道路的铺设，石子还可应用于艺术品的制作。而目前对特定颜色石子的需求和产量之间矛盾日益凸显。如何保证特定颜色石子的稳定产量，以满足市场的多样化需求，是亟待解决的问题。目前，采石场针对碎石子的分类手段，基本依靠机器大小粗筛，再利用人工辨别颜色并分拣，基本处于半自动化状态，产量低，分类石子质量差，误差率较高。

可见，目前混色石子分选过程存在着如下缺陷：

1）自动化程度低，基本都还依赖人工分拣，劳动强度大，效率较低，工作环境恶劣；

2）依赖人工分拣，石子质量信息不能实时采集，不能实现在线监控，分拣误差率大；

3）生产线无法满足不同目标颜色石子需求，柔性化较低，不能轻易增加筛选目标和模块组合。

实用新型内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种基于机器视觉的混色石子自动分选生产线。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种基于机器视觉的混色石子自动分选生产线，包括分级筛选模块、入料模块、清灰模块、摊平分离模块、视觉检测模块、分拣模块、出料模块；所述入料模块、分级筛选模块、清灰模块、摊平分离模块、视觉检测模块、分拣模块、出料模块依次相连接；

所述的入料模块由一条输送轨道组成；

所述分级筛选模块用于筛选特定尺寸大小的石子；

所述的清灰模块，包括清灰轨道，清灰轨道上布满通孔，清灰轨道侧壁上安装有支架，支架上安装有支撑板，支撑板上安装有电磁阀岛和多个喷头，电磁阀岛上安装有多个电磁阀，每个电磁阀控制一个喷头；喷头由电磁阀控制产生压缩空气；

所述的摊平分离模块，包括摊平轨道，摊平轨道前端上分布梳齿，梳齿后端设置有缩口轨道，缩口轨道边缘下设置有圆弧型挡板，挡板与齿槽轮边缘口相切接触；齿槽每个槽齿可携带一颗石子，旋转进入分离轨道；

所述的分离轨道末端设置有视觉检测模块，所述的视觉检测模块，包括相机安装板，相机安装板上安装有相机支架，相机支架和光轴连接，光轴上安装有相机，相机头部安装有光源；相机在光轴上可滑动调节位置，通过锁紧螺丝把相机固定在光轴上；轨道一、轨道二上均设置有相机，轨道一、轨道二之间通过下滑轨道相连接；

所述的轨道二末端设置有分拣模块，所述的分拣模块，包括传输轨道、多个分拣轨道，所述传输轨道上设置有多个缺口，每个缺口对面均设置有分拣气缸，分拣气缸端部设置有推动板；每个缺口均通过下滑轨道与分拣轨道相连接；所述传输轨道、分拣轨道的末端均设置有出料模块；

作为优选方案，所述的出料模块，包括收料仓，收料仓上两侧壁安装有支架，支架上安装光电传感器，支架和收料仓通过腰孔螺钉连接，支架可垂直上下调节。

作为优选方案，所述电磁阀、喷头的数量均设置为六个。

作为优选方案，所述分拣轨道、缺口的数量均设置为两个。

本实用新型的有益效果在于：

（1）本实用新型实现混色石子特定颜色自动化分选，有效降低人工分拣难度，降低劳动强度，提升生产效率。整个分选过程基本不需人工干预，工人只需依据报警提示，对盛满石子的收料仓进行更换工作。整个检测过程不受人为因素影响，有效保证了石子分拣质量。

（2）本实用新型实现计算机智能控制，利用机器视觉技术，完成石子颜色等参数信息采集，实现生产过程在线远程监控。采集的石子信息存储在计算机内，可用于采石场大数据分析，为研究采石场石头成分，产量等情况，及制定采石策略做出参考。

（3）本实用新型实现生产线柔性化配置，针对石子大小，目标颜色种类可柔性化设置，对分拣模块做出适当调整即可满足使用要求，大大提高生产的灵活性，满足市场多样化需求。

附图说明

图1是本实用新型的一种基于机器视觉的混色石子自动分选生产线示意图；

图2是本实用新型的清灰模块示意图；

图3是本实用新型的摊平分离模块示意图；

图4是本实用新型的摊平轨道示意图；

图5是本实用新型的视觉检测模块示意图；

图6是本实用新型的分拣模块示意图；

图7是本实用新型的出料模块示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如图1所示，本实用新型的一种基于机器视觉的混色石子自动分选生产线包括如下模块：入料模块100、分级筛选模块200、清灰模块300、摊平分离模块400、视觉检测模块500、分拣模块600、出料模块700。

所述的入料模块100，由一条输送轨道组成。石子由入料模块进入分级筛选模块200，完成特定尺寸大小的石子筛选后，石子进入清灰模块300。

如图2所示，所述的清灰模块300中，筛选过后的石子落入倾斜的清灰轨道301，清灰轨道301上布满通孔，清灰轨道301侧壁上安装有支架302，支架302安装有支撑板303，支撑板303上安装有电磁阀岛304和六个喷头306，电磁阀岛304上安装有六个电磁阀305，每个电磁阀305控制一个喷头306。喷头306由电磁阀305控制产生压缩空气，对正在下滑的石子进行表面清灰，灰尘通过轨道上圆孔漏出。

如图3、图4所示，所述的摊平分离模块400中，通过摊平轨道401上梳齿4011，完成石子铺展处理。石子通过缩口轨道4012，进入齿槽轮402。齿槽轮402每个槽齿可携带一颗石子，旋转进入分离轨道403。缩口轨道4012边缘下设置有圆弧型挡板4013，该挡板4013与齿槽轮402边缘口相切接触，保证一颗石子被裹挟后，下一颗石子只能进入下个槽齿，保证不会落下缩口轨道。

如图5所示，所述的视觉检测模块500中，相机安装板508上安装有相机支架502，相机支架502和光轴505连接，光轴505上安装有相机504，相机504头部安装有光源503。相机504在光轴503上可滑动调节位置，通过锁紧螺丝把相机504固定在光轴503上。当轨道一501上通过石子时，轨道一501上方的相机504提取石子表面图像，通过图像数据对比，得到石子表面颜色，系统进行标记。由于石子不规则形状，为保证最全的表面数据以保证判断可靠，需对石子另一位置进行图像采集，检测部分还设置另外一组相机。第一组相机拍摄完毕后，石子经过下滑轨道506翻滚，调整另一个位姿，进入轨道二507，轨道二507上方相机504进行图像采集，得到另外一组表面数据，将两组数据合成和计算机内目标颜色对比，判断石子表面颜色，数据实时存档并传输给计算机。

如图6所示，所述的分拣模块600中，石子由传输轨道601进入，传输轨道601两个缺口处对面分别安装有分拣气缸603，分别代表两种目标颜色，这里假定第一个分拣气缸分拣第一颜色，第二个分拣气缸分拣第二颜色。根据相机识别石子颜色比对结果，判断是否为目标颜色。如果石子是第一颜色，则第一个分拣气缸通过推动板602把石子推入下滑轨道606，石子进入分拣轨道609后，进入轨道端部收料仓回收。如果石子是第二颜色，则第二个分拣气缸通过推动板604把石子推入下滑轨道606，石子进入分拣轨道608后，进入轨道末端收料仓回收。如果石子既不是第一颜色也不是第二颜色，则分拣气缸都不动作，石子在传输轨道601继续运动，进入轨道末端收料仓回收。

如图7所示，所述的出料模块700中，收料仓701上两侧壁安装有支架702，支架702上安装光电传感器703，支架702和收料仓701通过腰孔螺钉连接，支架702可垂直上下调节。

下面对本实用新型的工作过程进行简要描述：

混色石子首先由入料模块进入分级筛选模块，完成特定大小石子的筛选后进入清灰模块。石子在清灰轨道中，受到压缩空气反复吹洗，翻滚，以达到表面清洁，不影响后续的拍照比对。完成清灰工作后，石子进入摊平分离模块。通过摊平轨道上梳齿和缩口轨道，石子进入齿槽轮中，旋转进入分离轨道。石子进入视觉检测模块。

通过第一组相机对石子表面拍摄，并利用下滑轨道，使石子翻滚变换位姿，第二组相机继续拍摄，以获取最全的石子表面图像。通过与系统目标颜色比对，确认石子是否为目标石子。

石子进入分拣模块后，系统反馈指令给分拣气缸，若前面拍照石子为目标石子，则对应分拣气缸动作，使石子进入对应回收轨道，进入收料仓；若前面拍照石子不是目标石子，则对应分拣气缸不动作，使石子进入对应回收轨道，进入相应收料仓。

本实用新型的有益效果在于：

（1）本实用新型实现混色石子特定颜色自动化分选，降低劳动强度，提高生产效率。分选过程基本不需人工干预，工人只需依据报警提示，对盛满石子的收料仓进行更换工作。整个检测过程不受人为因素影响，有效保证了石子分拣质量。

（2）本实用新型实现计算机智能控制，利用机器视觉技术，完成石子颜色等参数信息采集，实现生产过程在线远程监控。采集的石子信息存储在计算机内，可用于采石场大数据分析，为制定采石策略作出参考。

（3）本实用新型实现生产线柔性化配置，针对石子大小，目标颜色种类可柔性化设置，对分拣模块作出适当调整即可满足使用要求，提高生产的灵活性，满足市场多样化需求。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于机器视觉的混色石子自动分选生产线，包括分级筛选模块，其特征在于：还包括入料模块、清灰模块、摊平分离模块、视觉检测模块、分拣模块、出料模块；所述入料模块、分级筛选模块、清灰模块、摊平分离模块、视觉检测模块、分拣模块、出料模块依次相连接；

所述的入料模块由一条输送轨道组成；

所述分级筛选模块用于筛选特定尺寸大小的石子；

所述的清灰模块，包括清灰轨道，清灰轨道上布满通孔，清灰轨道侧壁上安装有支架，支架上安装有支撑板，支撑板上安装有电磁阀岛和多个喷头，电磁阀岛上安装有多个电磁阀，每个电磁阀控制一个喷头；喷头由电磁阀控制产生压缩空气；

所述的摊平分离模块，包括摊平轨道，摊平轨道前端上分布梳齿，梳齿后端设置有缩口轨道，缩口轨道边缘下设置有圆弧型挡板，挡板与齿槽轮边缘口相切接触；齿槽每个槽齿可携带一颗石子，旋转进入分离轨道；

所述的分离轨道末端设置有视觉检测模块，所述的视觉检测模块，包括相机安装板，相机安装板上安装有相机支架，相机支架和光轴连接，光轴上安装有相机，相机头部安装有光源；相机在光轴上可滑动调节位置，通过锁紧螺丝把相机固定在光轴上；轨道一、轨道二上均设置有相机，轨道一、轨道二之间通过下滑轨道相连接；

所述的轨道二末端设置有分拣模块，所述的分拣模块，包括传输轨道、多个分拣轨道，所述传输轨道上设置有多个缺口，每个缺口对面均设置有分拣气缸，分拣气缸端部设置有推动板；每个缺口均通过下滑轨道与分拣轨道相连接；所述传输轨道、分拣轨道的末端均设置有出料模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的混色石子自动分选生产线，其特征在于：所述的出料模块，包括收料仓，收料仓上两侧壁安装有支架，支架上安装光电传感器，支架和收料仓通过腰孔螺钉连接，支架可垂直上下调节。

3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的混色石子自动分选生产线，其特征在于：所述电磁阀、喷头的数量均设置为六个。

4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的混色石子自动分选生产线，其特征在于：所述分拣轨道、缺口的数量均设置为两个。