DE102022105345A1

DE102022105345A1 - Method for controlling and/or regulating the supply of material to be processed to a crushing and/or screening system of a material processing facility

Info

Publication number: DE102022105345A1
Application number: DE102022105345.8A
Authority: DE
Inventors: Steffen Häberle; Till Krauß; Jochen MEIER
Original assignee: Kleemann GmbH
Current assignee: Kleemann GmbH
Priority date: 2022-03-08
Filing date: 2022-03-08
Publication date: 2023-09-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Zuförderung zu bearbeitenden Materials, insbesondere Gesteinsmaterials, zu einer Brech- und/oder Siebanlage einer Materialverarbeitungseinrichtung, wobei das zu bearbeitende Material mittels einer Fördereinrichtung zu der Brech- und/oder der Siebanlage geführt wird, wobei eine Beschaffenheit des zu bearbeitenden Materials ermittelt wird, und/oder wobei ein Volumenstrom des zu bearbeitenden Materials ermittelt wird, und wobei unter Berücksichtigung der Beschaffenheit und/oder des Volumenstroms des zu bearbeitenden Materials eine Fördergeschwindigkeit der Fördereinrichtung gesteuert und/oder geregelt wird. Die Erfindung betrifft auch eine Materialverarbeitungseinrichtung, die zur Durchführung eines solchen Verfahrens ausgebildet ist.The invention relates to a method for controlling and/or regulating the supply of material to be processed, in particular rock material, to a crushing and/or screening system of a material processing device, the material to be processed being guided to the crushing and/or screening system by means of a conveyor device , wherein a condition of the material to be processed is determined, and/or wherein a volume flow of the material to be processed is determined, and wherein a conveying speed of the conveyor device is controlled and/or regulated taking into account the condition and/or the volume flow of the material to be processed. The invention also relates to a material processing device which is designed to carry out such a method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Zuförderung zu bearbeitenden Materials, insbesondere Gesteinsmaterials, zu einer Brech- und/oder Siebanlage einer Materialverarbeitungseinrichtung, wobei das zu bearbeitende Material mittels einer Fördereinrichtung zu der Brech- und/oder der Siebanlage geführt wird.The invention relates to a method for controlling and/or regulating the supply of material to be processed, in particular rock material, to a crushing and/or screening system of a material processing device, the material to be processed being guided to the crushing and/or screening system by means of a conveyor device .

Die Erfindung betrifft auch eine Materialverarbeitungseinrichtung mit einer Brech- und/oder Siebanlage zur Verarbeitung eines Materials, insbesondere Gesteinsmaterials, wobei das zu bearbeitende Material mittels einer Fördereinrichtung zu der Brech- und/oder der Siebanlage geführt wird.The invention also relates to a material processing device with a crushing and/or screening system for processing a material, in particular rock material, the material to be processed being guided to the crushing and/or screening system by means of a conveyor device.

Solche erfindungsgemäßen Materialverarbeitungseinrichtungen können beispielsweise zur Zerkleinerung und/oder zum Sortieren von Aufgabematerial, insbesondere von Gesteinsmaterial wie Naturstein, Beton, Ziegeln, oder aber Recyclingmaterial verwendet werden. Das zu bearbeitende Material wird einer Aufgabeeinheit der Materialverarbeitungseinrichtung, beispielsweise in Form eines Trichters, zugeführt und über eine Fördereinrichtung, beispielsweise eine Vibrationsaufgaberinne oder einen Bandförderer einem Brecher und/oder einem Sieb zugeführt. Dem Brecher kann auch eine Vorabsiebung vorgeschaltet sein, beispielsweise um einen Feinanteil oder ein Mittelkorn, welches bereits eine geeignete Korngröße aufweist, an dem Brecher vorbeizuleiten. Die Vorabsiebung kann Teil der Fördereinrichtung sein.Such material processing devices according to the invention can be used, for example, for shredding and/or sorting feed material, in particular rock material such as natural stone, concrete, bricks, or recycling material. The material to be processed is fed to a feed unit of the material processing device, for example in the form of a funnel, and fed to a crusher and/or a sieve via a conveyor device, for example a vibration feeder or a belt conveyor. The crusher can also be preceded by a pre-screening, for example in order to direct a fine fraction or a medium grain that already has a suitable grain size past the crusher. The pre-screening can be part of the conveying device.

Die Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit derartiger Materialverarbeitungseinrichtungen hängt maßgeblich von einer bedarfsgerechten Zuförderung des zu bearbeitenden Materials ab. So führt beispielsweise ein zu hoher Füllstand eines Brechers zu hohen mechanischen Belastungen und übermäßig hohem Verschleiß. Bei einem zu geringen Füllstand wird die gewünschte Qualität des Endprodukts nicht mehr erreicht. Bei Siebanlagen nimmt hingegen mit steigender Schichthöhe auf dem Siebbelag die Abscheideeffizienz merklich ab. Um also Materialverarbeitungseinrichtungen und insbesondere Brech- und/oder Siebanlagen in günstigen Betriebsbereichen betreiben zu können, ist somit eine Regelung der Zuförderung erforderlich.The performance and cost-effectiveness of such material processing facilities depend largely on the needs-based supply of the material to be processed. For example, if the filling level of a crusher is too high, this leads to high mechanical stress and excessive wear. If the fill level is too low, the desired quality of the end product will no longer be achieved. In screening systems, however, the separation efficiency decreases noticeably as the layer height on the screen lining increases. In order to be able to operate material processing facilities and in particular crushing and/or screening systems in favorable operating areas, regulation of the feed is required.

Es können beispielsweise Betriebsparameter wie Brecherfüllstand, Auslastung des Antriebssystems oder auftretende Betriebslasten am Brecher oder Sieb ermittelt werden und zur Regelung der Zuförderung herangezogen werden. Somit kann auf eine Über- oder Unterlast reagiert werden. Ein derartiges Verfahren ist aus der DE 10 2017 124 958 A1 bekannt.For example, operating parameters such as the crusher filling level, utilization of the drive system or operating loads occurring on the crusher or sieve can be determined and used to regulate the feed. This means you can react to overload or underload. Such a procedure is from the DE 10 2017 124 958 A1 known.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Zuförderung zu bearbeitenden Materials zu einer Brech- und/oder Siebanlage einer Materialverarbeitungseinrichtung bereitzustellen. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine Materialverarbeitungseinrichtung bereitzustellen, die zur Durchführung eines solchen Verfahrens ausgebildet ist.The object of the invention is to provide an improved method for controlling and/or regulating the supply of material to be processed to a crushing and/or screening system of a material processing device. It is a further object of the invention to provide a material processing device which is designed to carry out such a method.

Die das Verfahren betreffende Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Beschaffenheit des zu bearbeitenden Materials ermittelt wird, und/oder dass ein Volumenstrom des zu bearbeitenden Materials ermittelt wird, und dass unter Berücksichtigung der Beschaffenheit und/oder des Volumenstroms des zu bearbeitenden Materials eine Fördergeschwindigkeit der Fördereinrichtung gesteuert und/oder geregelt wird.The task relating to the method is solved in that a condition of the material to be processed is determined, and/or that a volume flow of the material to be processed is determined, and that, taking into account the condition and/or the volume flow of the material to be processed, a conveying speed of Conveyor device is controlled and / or regulated.

Gemäß der Erfindung werden prädiktive Prozessparameter, nämlich der Volumenstrom des zugeführten zu bearbeitenden Materials und/oder eine Beschaffenheit des zu bearbeitenden Materials, für die Regelung herangezogen. According to the invention, predictive process parameters, namely the volume flow of the supplied material to be processed and/or a condition of the material to be processed, are used for the control.

Damit kann die Gefahr von Über- und/oder Unterlastsituationen verhindert oder zumindest weitgehend verhindert werden. Auf diese Weise können der Produktionsprozess und damit die Maschinenauslastung, die Kraftstoffeffizienz sowie die Qualität von Zwischen- und Endprodukten verbessert werden.This means that the risk of overload and/or underload situations can be prevented or at least largely prevented. In this way, the production process and thus machine utilization, fuel efficiency and the quality of intermediate and final products can be improved.

Erfindungsgemäß kann nicht nur auf eine Über- oder Unterlastsituation reagiert werden. Volumenstrom und/oder Beschaffenheit können nämlich ermittelt werden, bevor das zu bearbeitende Material die Brech- und/oder Siebeinrichtung erreicht. Es kann somit ermittelt werden, wie viel Material und/oder Material welcher Beschaffenheit die Brech- und/oder Siebeinrichtung erreichen wird. Unter Berücksichtigung dieser prädiktiven Parameter kann die Regelung der Fördergeschwindigkeit der Fördereinrichtung verbessert durchgeführt werden.According to the invention, it is not only possible to react to an overload or underload situation. Volume flow and/or quality can be determined before the material to be processed reaches the crushing and/or screening device. It can thus be determined how much material and/or material of what nature will reach the crushing and/or screening device. Taking these predictive parameters into account, the control of the conveying speed of the conveying device can be carried out in an improved manner.

Es ist beispielsweise denkbar, dass der ermittelte Volumenstrom und/oder die ermittelte Beschaffenheit an eine Datenverarbeitungseinrichtung, beispielsweise eine Rechen- und/oder Speichereinheit der Materialverarbeitungseinrichtung übergeben werden. Mittels der Datenverarbeitungseinrichtung kann unter Berücksichtigung der übergebenen Parameter eine Soll-Fördergeschwindigkeit ermittelt werden. Beispielsweise können eine oder mehrere Tabellen, Kennfelder und/oder funktionale Zusammenhänge in der Datenverarbeitungseinrichtung hinterlegt sein, die auf Basis der eingegebenen prädiktiven Parameter die Ermittlung einer Soll-Fördergeschwindigkeit ermöglichen. Auf diese Soll-Fördergeschwindigkeit kann die Fördereinrichtung eingesteuert oder -geregelt werden.It is, for example, conceivable that the determined volume flow and/or the determined condition are transferred to a data processing device, for example a computing and/or storage unit of the material processing device. Using the data processing device, a target conveying speed can be determined taking into account the transferred parameters. For example, one or more tables, maps and/or functional relationships can be stored in the data processing device, which enable the determination of a target conveying speed based on the entered predictive parameters. On this target for The conveyor device can be controlled or regulated at this speed.

Dementsprechend kann im Voraus die Zuförderung zu bearbeitenden Materials zu der Brech- und oder Siebeinrichtung so geregelt werden, dass keine Über- oder Unterlast auftritt, oder dass die Häufigkeit von Über- oder Unterlastsituationen zumindest verringert werden kann.Accordingly, the supply of material to be processed to the crushing and/or screening device can be regulated in advance so that no overload or underload occurs, or that the frequency of overload or underload situations can at least be reduced.

Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass der prädiktive Parameter oder die prädiktiven Parameter zur Einstellung anderer und/oder weiterer Maschinenparameter herangezogen wird/werden, wie beispielsweise zur Einstellung eines Brechspalts, einer Rotorgeschwindigkeit eines Prallbrechers, einer Anregungsfrequenz und/oder -amplitude einer Siebanlage und/oder eines Vorsiebs.Alternatively or additionally, it is conceivable that the predictive parameter or parameters is/are used to adjust other and/or further machine parameters, such as, for example, to adjust a crushing gap, a rotor speed of an impact crusher, an excitation frequency and/or amplitude of a screening system and /or a pre-screen.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass eine Geschwindigkeit des zu bearbeitenden Materials ermittelt wird, dass eine Schichthöhe des zu bearbeitenden Materials auf der Fördereinrichtung ermittelt wird, und dass aus der ermittelten Schichthöhe, der ermittelten Geschwindigkeit und einer Geometrie der Fördereinrichtung der Volumenstrom des zu bearbeitenden Materials ermittelt wird.Preferably, it can be provided that a speed of the material to be processed is determined, that a layer height of the material to be processed on the conveyor device is determined, and that the volume flow of the material to be processed is determined from the determined layer height, the determined speed and a geometry of the conveyor device becomes.

Die Beschaffenheit kann vorteilhaft eine Aufgabegröße und/oder eine Art des zu bearbeitenden Materials, insbesondere eine Gesteinsart, umfassen. Unter einer Aufgabegröße kann beispielsweise eine mittlere Korngröße des zu bearbeitenden Materials verstanden werden. Es ist jedoch auch denkbar, eine Korngrößenverteilung oder eine maximale Korngröße als Aufgabegröße zu definieren. Die Aufgabegröße ist ein geeigneter Parameter, um Rückschlüsse auf die durch die Bearbeitung des Materials auf die Brech- und/oder Siebeinrichtung einwirkende Belastung zu ziehen. Daher ist sie ein geeigneter Parameter, um bei der Regelung und/oder Steuerung der Zuführung Berücksichtigung zu finden. Beispielsweise können größere Aufgabegrößen, insbesondere größere Gesteinsbrocken, schwieriger zu brechen sein, sodass es erforderlich sein kann, die Fördergeschwindigkeit zu reduzieren, insbesondere trotz möglicherweise niedrigem Volumenstrom.The condition can advantageously include a task size and/or a type of material to be processed, in particular a type of rock. A task size can, for example, be understood as an average grain size of the material to be processed. However, it is also conceivable to define a grain size distribution or a maximum grain size as the feed size. The feed size is a suitable parameter for drawing conclusions about the load acting on the crushing and/or screening device as a result of processing the material. It is therefore a suitable parameter to be taken into account when regulating and/or controlling the feed. For example, larger feed sizes, particularly larger rock fragments, may be more difficult to break, so it may be necessary to reduce conveying speed, particularly despite potentially low volume flow.

Ebenso nimmt die Gesteinsart Einfluss auf die Brech- und/oder Siebvorgänge. Aus der Gesteinsart kann insbesondere eine Härte des zu bearbeitenden Materials hervorgehen, die beispielsweise ebenfalls einen Einfluss auf eine geeignete Fördergeschwindigkeit haben kann.The type of rock also influences the crushing and/or screening processes. The type of rock can in particular determine the hardness of the material to be processed, which can also have an influence on a suitable conveying speed, for example.

Es kann vorgesehen sein, dass die Beschaffenheit und/oder die Schichthöhe mittels zumindest eines Sensors ermittelt wird, und/oder dass die Geschwindigkeit mittels einer Geschwindigkeitsmesseinrichtung ermittelt wird.It can be provided that the condition and/or the layer height is determined using at least one sensor, and/or that the speed is determined using a speed measuring device.

Hierbei kann weiter vorgesehen sein, dass der zumindest eine Sensor ein bildgebender Sensor, insbesondere eine Kamera, Stereokamera, Time-of-Flight-Kamera oder ein Laserscanner ist. Eine Kamera kann dabei beispielsweise in der Lage sein, zweidimensionale Farbbilder oder Schwarz-Weiß-Bilder zu erzeugen. Mittels Stereokameras, Time-of-Flight-Kameras oder Laserscannern lassen sich alternativ oder zusätzlich auch dreidimensionale Bilder aufnehmen.It can further be provided that the at least one sensor is an imaging sensor, in particular a camera, stereo camera, time-of-flight camera or a laser scanner. For example, a camera can be able to produce two-dimensional color images or black and white images. Alternatively or additionally, three-dimensional images can be recorded using stereo cameras, time-of-flight cameras or laser scanners.

Gemäß einer bevorzugten Erfindungsvariante kann vorgesehen sein, dass mittels des zumindest einen Sensors aufgenommene Bilder mittels zumindest eines Bilderkennungsalgorithmus und/oder Objekterkennungsalgorithmus ausgewertet werden, wobei die Auswertung auf die Bestimmung zumindest einer Zielgröße, vorzugsweise einer Beschaffenheit und/oder Schichthöhe des zu bearbeitenden Materials gerichtet ist.According to a preferred variant of the invention, it can be provided that images recorded by means of the at least one sensor are evaluated using at least one image recognition algorithm and/or object recognition algorithm, the evaluation being aimed at determining at least one target variable, preferably a quality and/or layer height of the material to be processed .

Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die zumindest eine Zielgröße in Klassen unterteilt wird, und dass durch die Auswertung der Bilder die Zuordnung eines Bildes zu einer der Klassen der Zielgröße erfolgt. Beispielsweise kann die Schichthöhe in zwei bis sechs Klassen unterteilt sein. Ebenfalls ist denkbar, dass die Aufgabegröße des zu bearbeitenden Materials in zwei oder mehrere Klassen unterteilt wird.In particular, it can be provided that the at least one target variable is divided into classes and that an image is assigned to one of the classes of the target variable by evaluating the images. For example, the layer height can be divided into two to six classes. It is also conceivable that the task size of the material to be processed is divided into two or more classes.

Gemäß einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der zumindest eine Bilderkennungsalgorithmus und/oder Objekterkennungsalgorithmus zumindest teilweise von zumindest einem künstlichen neuronalen Netz (KNN), insbesondere von zumindest einem KNN mit mehreren Schichten, bevorzugt von zumindest einem faltenden KNN, durchgeführt wird. Hierbei ist insbesondere denkbar, dass das zumindest eine KNN zumindest Teile des Bilderkennungsalgorithmus und/oder Objekterkennungsalgorithmus durchführt. KNN sind besonders geeignet, um die gewünschten Größen wie beispielsweise die Schichthöhe und/oder eine Beschaffenheit wie beispielsweise die Gesteinsart und/oder eine Aufgabegröße anhand der von dem zumindest einen Sensor aufgenommenen Bilder zu ermitteln. Insbesondere sind KNN besonders geeignet, Bilder Klassen einer Zielgröße zuzuordnen.According to a preferred embodiment of the invention, it can be provided that the at least one image recognition algorithm and/or object recognition algorithm is at least partially carried out by at least one artificial neural network (ANN), in particular by at least one ANN with several layers, preferably by at least one convolutional ANN. It is particularly conceivable here that the at least one ANN carries out at least parts of the image recognition algorithm and/or object recognition algorithm. ANNs are particularly suitable for determining the desired variables such as the layer height and/or a condition such as the type of rock and/or a task size based on the images recorded by the at least one sensor. In particular, ANNs are particularly suitable for assigning images to classes of a target size.

Die Komplexität der KNN kann reduziert werden, wenn vorgesehen ist, dass zur Auswertung der aufgenommenen Bilder mehrere KNN eingesetzt werden, insbesondere, dass ein KNN zur Auswertung der Schichthöhe, ein weiteres KNN zur Auswertung der Art des zu bearbeitenden Materials, und/oder ein weiteres KNN zur Auswertung der Aufgabegröße eingesetzt wird. Somit kann für jede Aufgabe ein spezialisiertes KNN zum Einsatz kommen, wobei selbstverständlich auch für eine Aufgabe mehrere KNN zum Einsatz kommen können. Ebenfalls ergibt sich ein modularer Aufbau der Algorithmen, da wegen der Spezialisierung die KNN-Module beliebig erweitert werden können, ohne dass bestehende Module neu trainiert werden müssen. Es ist beispielsweise denkbar, dass zunächst nur ein KNN verwendet wird, um die Schichthöhe zu ermitteln. In diesem Fall kann später einfach ein weiteres Modul, beispielsweise zur Ermittlung der Gesteinsart hinzugefügt werden, ohne dass das bestehende KNN zur Schichthöhenermittlung geändert und/oder neu trainiert werden muss.The complexity of the ANN can be reduced if it is provided that several ANNs are used to evaluate the recorded images, in particular that an ANN is used to evaluate the layer height, another ANN is used to evaluate the type of material to be processed, and/or another ANN is used to evaluate the task size. This means that a specialized ANN can be used for every task men, although of course several ANNs can be used for one task. The algorithms also have a modular structure, as the specialization means that the ANN modules can be expanded as desired without existing modules having to be retrained. For example, it is conceivable that initially only one ANN is used to determine the layer height. In this case, another module can simply be added later, for example to determine the type of rock, without the existing ANN for determining layer height having to be changed and/or retrained.

Die Verarbeitungszeit zur Auswertung der aufgenommenen Bilder kann reduziert werden, wenn vorgesehen ist, dass die mehreren KNN in einem Betriebsmodus parallel betrieben werden, insbesondere, dass die KNN auf mehrere Recheneinheiten und/oder CPUs verteilt sind, besonders bevorzugt, dass jeder KNN eine eigene Recheneinheit und/oder CPU zugeordnet ist. Die Recheneinheiten und/oder CPUs können Teil der Datenverarbeitungseinrichtung der Materialverarbeitungseinrichtung sein.The processing time for evaluating the recorded images can be reduced if it is provided that the several ANNs are operated in parallel in an operating mode, in particular that the ANNs are distributed over several computing units and / or CPUs, particularly preferably that each ANN has its own computing unit and/or CPU is assigned. The computing units and/or CPUs can be part of the data processing device of the material processing device.

Denkbar ist jedoch auch eine serielle Auswertung mehrerer Zielgrößen in einem KNN. Hierbei kann eine höhere Rechenleistung der Recheneinheit erforderlich sein. Wenn nur eine KNN zur Auswertung mehrerer Zielgrößen verwendet wird, kann jedoch der Aufwand zur Pflege der Trainingsdaten reduziert werden, da beispielsweise nur eine Trainingsdatenbasis gepflegt werden muss.However, a serial evaluation of several target variables in an ANN is also conceivable. This may require higher computing power from the computing unit. However, if only one ANN is used to evaluate several target variables, the effort required to maintain the training data can be reduced because, for example, only one training database needs to be maintained.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Geschwindigkeitsmesseinrichtung eine mechanische Geschwindigkeitsmesseinrichtung ist. Hierbei kommen beispielsweise Messräder mit inkrementellen Messwertgebern in Betracht. Bevorzugt ist jedoch vorgesehen, dass die Geschwindigkeitsmesseinrichtung eine berührungslose Geschwindigkeitsmesseinrichtung, insbesondere eine radar-, ultraschall- oder laserbasierte Geschwindigkeitsmesseinrichtung ist.According to the invention it can be provided that the speed measuring device is a mechanical speed measuring device. Measuring wheels with incremental measuring sensors, for example, come into consideration here. However, it is preferably provided that the speed measuring device is a non-contact speed measuring device, in particular a radar, ultrasound or laser-based speed measuring device.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass anhand der Beschaffenheit und des Volumenstroms des zu bearbeitenden Materials eine Verweildauer des zu bearbeitenden Materials vorhergesagt wird, und dass die vorhergesagte Verweildauer des zu bearbeitenden Materials zur Steuerung und/oder Regelung der Fördergeschwindigkeit der Fördereinrichtung herangezogen wird.According to an advantageous development of the invention, it is proposed that a residence time of the material to be processed is predicted based on the nature and the volume flow of the material to be processed, and that the predicted residence time of the material to be processed is used to control and / or regulate the conveying speed of the conveyor device .

Die Verweildauer kann dabei die Zeitdauer sein, die ein Volumen- oder Massenelement zu bearbeitenden Materials benötigt, um in der Brech- und/oder Siebanlage oder in einem Bereich der Brech- und/oder Siebanlage, bearbeitet zu werden. Beispielsweise kann die Verweildauer die Zeitdauer sein, die ein Volumen- oder Massenelement zu bearbeitenden Materials in einem die Zerkleinerung bewirkenden Brechaggregat verweilt.The residence time can be the length of time that a volume or mass element of material to be processed requires in order to be processed in the crushing and/or screening plant or in an area of the crushing and/or screening plant. For example, the residence time can be the length of time that a volume or mass element of material to be processed remains in a crushing unit that causes comminution.

In diesem Sinne kann auch eine inverse Durchsatzleistung der Brech- und/oder Siebanlage einer Verweildauer entsprechen. Wenn nun die Verweildauer vorhergesagt wird und bei der Regelung und/oder Steuerung der Fördergeschwindigkeit Berücksichtigung findet, so kann die Fördergeschwindigkeit derart geregelt und/oder gesteuert werden, dass für das zu bearbeitende Material entsprechend der Verweildauer genügend Zeit zur Verfügung steht, in der Brech- und/oder Siebanlage ordnungsgemäß bearbeitet zu werden. In anderen Worten kann eine Materialzufuhr hinsichtlich Volumenstrom und/oder Fördergeschwindigkeit erreicht werden, die bei einer der vorhergesagten Verweildauer entsprechenden Verweildauer des zu bearbeitenden Materials in der Brech- und/oder Siebanlage nicht zu einer Unter- oder Überfüllung und/oder einer Unter- oder Überlast der Brech- und/oder Siebanlage führt.In this sense, an inverse throughput of the crushing and/or screening system can also correspond to a residence time. If the dwell time is now predicted and taken into account when regulating and/or controlling the conveying speed, the conveying speed can be regulated and/or controlled in such a way that there is enough time available for the material to be processed in accordance with the dwell time in which the crushing and/or screening system to be processed properly. In other words, a material supply can be achieved in terms of volume flow and/or conveying speed, which does not result in underfilling or overfilling and/or underloading or overloading, given a residence time of the material to be processed in the crushing and/or screening plant that corresponds to the predicted residence time the crushing and/or screening plant.

Eine verbesserte Vorhersage der Verweildauer kann erreicht werden, wenn ein Anlagentyp und/oder eine Anlagenkonfiguration, insbesondere eine Werkzeugbestückung, und/oder eine Antriebsdrehzahl der Materialverarbeitungseinrichtung und/oder der Brech- und/oder Siebanlage berücksichtigt werden.An improved prediction of the residence time can be achieved if a system type and/or a system configuration, in particular a tool configuration, and/or a drive speed of the material processing device and/or the crushing and/or screening system are taken into account.

Gemäß einer Erfindungsvariante kann vorgesehen sein, dass durch eine Überwachung eines Füllstands der Brechanlage, und/oder einer Auslastung der Brechanlage und/oder der Auslastung eines Antriebmotors der Brech- und/oder der Siebanlage die Steuerung und/oder Regelung der Fördergeschwindigkeit der Fördereinrichtung kontinuierlich angepasst wird. Diese Parameter erlauben Rückschlüsse, ob die Steuerung und/oder Regelung der Fördergeschwindigkeit geeignet ist, um Über- und/oder Unterlastsituationen zu vermeiden. Insbesondere ist vorstellbar, dass die Überwachung eines oder mehrerer der genannten Parameter beispielsweise durch Sensoren erfolgt. Die Sensoren können die Parameter dann beispielsweise an die Datenverarbeitungseinrichtung der Materialverarbeitungseinrichtung übergeben. Auf Basis der Ergebnisse können gegebenenfalls die hinterlegten Tabellen und/oder Kennfelder und/oder funktionalen Zusammenhänge automatisiert und/oder manuell angepasst werden. So kann beispielsweise, wenn eine Überlast festgestellt wurde, eine Soll-Fördergeschwindigkeit für den vorliegenden ermittelten Volumenstrom und/oder für die ermittelte Beschaffenheit des zu bearbeitenden Materials für den zukünftigen Betrieb nach unten korrigiert werden.According to a variant of the invention, it can be provided that by monitoring a filling level of the crushing system, and/or a utilization of the crushing system and/or the utilization of a drive motor of the crushing and/or the screening system, the control and/or regulation of the conveying speed of the conveying device is continuously adjusted becomes. These parameters allow conclusions to be drawn as to whether the control and/or regulation of the conveyor speed is suitable in order to avoid overload and/or underload situations. In particular, it is conceivable that the monitoring of one or more of the parameters mentioned is carried out, for example, by sensors. The sensors can then transfer the parameters, for example, to the data processing device of the material processing device. Based on the results, the stored tables and/or maps and/or functional relationships can be automated and/or manually adjusted. For example, if an overload has been detected, a target delivery speed for the current determined volume flow and/or for the determined nature of the material to be processed can be corrected downwards for future operation.

Insbesondere ist auch denkbar, dass ein oder mehrere KNN zur Regelung der Fördergeschwindigkeit der Fördereinrichtung verwendet werden. Diese können beispielsweise auf der Datenverarbeitungseinrichtung implementiert sein. Anhand der oben beschriebenen Parameter wie Füllstand der Brechanlage, und/oder Auslastung der Brechanlage und/oder Auslastung eines Antriebmotors der Brech- und/oder der Siebanlage können das oder die KNN kontinuierlich mit Trainingsdaten versorgt werden. Somit lässt sich eine kontinuierliche Verfeinerung der Steuerung und/oder Regelung erzielen.In particular, it is also conceivable that one or more ANNs are used to regulate the conveying speed of the conveying device. These can be implemented, for example, on the data processing device. Based on the parameters described above, such as the filling level of the crushing system, and/or utilization of the crushing system and/or utilization of a drive motor of the crushing and/or screening system, the ANN(s) can be continuously supplied with training data. This makes it possible to achieve continuous refinement of the control and/or regulation.

Gemäß einer bevorzugten Erfindungsvariante kann vorgesehen sein, dass zur Steuerung und/oder Regelung der Fördergeschwindigkeit der Fördereinrichtung weitere Kenngrößen herangezogen werden, insbesondere eine Schichthöhe auf einem Vorsieb und/oder auf der Siebanlage und/oder ein Füllstand der Brechanlage und/oder eine mechanische Belastung der Brechanlage und/oder des Vorsiebs, und/oder eine Antriebsleistung eines Antriebsmotors der Brech- und/oder der Siebanlage und/oder eines Vorsiebs.According to a preferred variant of the invention, it can be provided that further parameters are used to control and/or regulate the conveying speed of the conveying device, in particular a layer height on a pre-screen and/or on the screening system and/or a filling level of the crushing system and/or a mechanical load on the Crushing system and/or the pre-screen, and/or a drive power of a drive motor of the crushing and/or the screening system and/or a pre-screen.

Die die Materialverarbeitungseinrichtung betreffende Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Materialverarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet ist, die Ermittlung einer Beschaffenheit des zu bearbeitenden Materials zu ermöglichen, und/oder dass die Materialverarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet ist, die Ermittlung eines Volumenstroms des zu bearbeitenden Materials zu ermöglichen, und dass die Materialverarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet ist, unter Berücksichtigung der Beschaffenheit und/oder des Volumenstroms des zu bearbeitenden Materials eine Steuerung und/oder Regelung einer Fördergeschwindigkeit der Fördereinrichtung zu ermöglichen.The task relating to the material processing device is solved in that the material processing device is set up to enable the determination of a condition of the material to be processed, and / or that the material processing device is set up to enable the determination of a volume flow of the material to be processed, and that the material processing device is set up to enable control and/or regulation of a conveying speed of the conveying device, taking into account the nature and/or the volume flow of the material to be processed.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

1 in einer seitlichen, teilweise geschnittenen schematischen Darstellung eine Materialverarbeitungseinrichtung und
2 eine beispielhafte Blockdarstellung einer parallelen Auswertung von Bildern durch künstliche neuronale Netze.

The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment shown in the drawings. Show it:

1 in a side, partially sectioned schematic representation of a material processing device and
2 an exemplary block representation of a parallel evaluation of images by artificial neural networks.

1 zeigt in einer seitlichen, teilweise geschnittenen schematischen Darstellung eine Materialverarbeitungseinrichtung 10. Die Materialverarbeitungseinrichtung 10 kann als mobile Anlage mit einem Chassis 11 und beispielsweise einem Kettenantrieb 13 ausgebildet sein. Die Materialverarbeitungseinrichtung 10 kann eine Brechanlage 50 und/oder eine Siebanlage 30 aufweisen. 1 shows a side, partially sectioned schematic representation of a material processing device 10. The material processing device 10 can be designed as a mobile system with a chassis 11 and, for example, a chain drive 13. The material processing device 10 can have a crushing system 50 and/or a screening system 30.

An der Materialverarbeitungseinrichtung 10, insbesondere an einer Aufgabeeinheit 20 kann ferner ein Trichter 21 vorgesehen sein, der Trichterwände 22 aufweisen kann. Der Trichter 21 kann dazu dienen, Aufgabematerial 70 von einer vorgeschalteten Förderanlage, beispielsweise einem Bagger, einem Radlader oder einem Band, zu empfangen und auf eine Fördereinrichtung 23 zu leiten.A funnel 21, which can have funnel walls 22, can also be provided on the material processing device 10, in particular on a feed unit 20. The funnel 21 can serve to receive feed material 70 from an upstream conveyor system, for example an excavator, a wheel loader or a belt, and to direct it onto a conveyor device 23.

Der Brechanlage 50 und/oder der Siebanlage 30 kann mittels der Fördereinrichtung 23 Aufgabematerial 70 in einer Förderrichtung F zur Verarbeitung zugeführt werden. Vorliegend ist die Fördereinrichtung 23 als Vibrationsaufgaberinne ausgestaltet. Es sind jedoch auch andere Ausgestaltungen einer Fördereinrichtung 23, insbesondere als Förderband, vorstellbar.The crushing plant 50 and/or the screening plant 30 can be fed feed material 70 in a conveying direction F for processing by means of the conveying device 23. In the present case, the conveyor device 23 is designed as a vibration feeder. However, other configurations of a conveyor device 23, in particular as a conveyor belt, are also conceivable.

Die Siebanlage 30 kann beispielsweise als Vorabsiebung der Brechanlage 50 vorgeschaltet sein. Die Vorabsiebung kann ein Doppeldecker-Schwerstücksieb 31 aufweisen, das ein als gröberes Sieb ausgebildetes Oberdeck 32 und ein als feineres Sieb ausgebildetes Unterdeck 34 aufweisen kann. Es kann von einem Antrieb 33 in Kreisschwingung versetzt werden. Das Oberdeck 32 kann einen Feinanteil 71 und ein Mittelkorn 72 von dem zu brechenden Material 73 trennen. Das Unterdeck 34 kann den Feinanteil 71 von dem Mittelkorn 72 trennen. Der Feinanteil 71 kann wahlweise aus der Materialzerkleinerungsanlage 10 geleitet oder beispielsweise durch entsprechende Stellung einer Bypassklappe dem Mittelkorn 72 zugeführt werden. Das Mittelkorn 72 kann über einen Bypass an dem Brecher 50 vorbei zu einem Brecherabzugsband 40 geführt werden. Das zu brechende Material 73 wird am Ende der Vorabsiebung dem Brecher 50 über einen Brechereinlauf zugeführt. Die Vorabsiebung kann Teil der Fördereinrichtung 23 sein.The screening system 30 can, for example, be connected upstream of the crushing system 50 as a preliminary screening. The pre-screening can have a double-decker heavy-duty screen 31, which can have an upper deck 32 designed as a coarser sieve and a lower deck 34 designed as a finer sieve. It can be set in circular oscillation by a drive 33. The upper deck 32 can separate a fine fraction 71 and a medium grain 72 from the material 73 to be crushed. The lower deck 34 can separate the fine fraction 71 from the medium grain 72. The fine fraction 71 can either be passed out of the material shredding system 10 or, for example, fed to the medium grain 72 by appropriately positioning a bypass flap. The middle grain 72 can be guided past the crusher 50 via a bypass to a crusher discharge belt 40. The material 73 to be crushed is fed to the crusher 50 via a crusher inlet at the end of the preliminary screening. The pre-screening can be part of the conveyor device 23.

Die Materialverarbeitungseinrichtung 10 kann eine als Backenbrecher ausgebildete Brechanlage 50 aufweisen. Es ist jedoch auch denkbar, andere Typen von Brechanlage 50 vorzusehen, beispielsweise Prallbrecher, Walzenbrecher oder Kegelbrecher. Die Brechanlage 50 kann eine feste Brechbacke 51 und eine bewegte Brechbacke 52 aufweisen, die schräg aufeinander zulaufend ausgerichtet sein können, sodass zwischen ihnen ein sich verjüngender Schacht ausgebildet ist. Der Schacht kann in einem Brechspalt 56 münden. Die Brechanlage 50 kann beispielsweise über eine mit einem Exzenter 54 verbundene Antriebswelle 55 von einer Antriebseinheit 12 angetrieben werden.The material processing device 10 can have a crushing system 50 designed as a jaw crusher. However, it is also conceivable to provide other types of crushing plant 50, for example impact crushers, roller crushers or cone crushers. The crushing system 50 can have a fixed crushing jaw 51 and a moving crushing jaw 52, which can be aligned obliquely towards one another, so that a tapering shaft is formed between them. The shaft can open into a crushing gap 56. The crushing system 50 can, for example, be driven by a drive unit 12 via a drive shaft 55 connected to an eccentric 54.

Durch den Exzenter 54 wird die bewegte Brechbacke 52 in einer elliptischen Bewegung auf die feste Brechbacke 51 zu- und von dieser wegbewegt. Während eines solchen Hubes ändert sich auch der Abstand zwischen den Brechbacken 51, 52 im Bereich des Brechspalts 56. Durch die Bewegung der bewegten Brechbacke 52 wird das zu brechenden Material 73 entlang des Schachtes immer weiter zerkleinert, bis es eine Korngröße erreicht hat, die es ihm ermöglicht, den Schacht durch den Brechspalt 56 zu verlassen. Das zerkleinerte Material 74 fällt auf das Brecherabzugsband 40 und wird über dieses weiter gefördert. Dabei kann es beispielsweise auch vorgesehen sein, dass es an einem Magnetabscheider 41 vorbeigeführt wird, der ferromagnetische Bestandteile von dem zerkleinerten Material 74 trennt und seitlich auswirft.The eccentric 54 moves the moving crushing jaw 52 towards and away from the fixed crushing jaw 51 in an elliptical movement. During such a stroke, the distance between the crushing jaws 51 also changes, 52 in the area of the crushing gap 56. By moving the moving crushing jaw 52, the material 73 to be crushed is further and further crushed along the shaft until it has reached a grain size that enables it to leave the shaft through the crushing gap 56. The shredded material 74 falls onto the crusher discharge belt 40 and is further conveyed via this. For example, it can also be provided that it is guided past a magnetic separator 41, which separates ferromagnetic components from the shredded material 74 and ejects them laterally.

Wie in 1 weiter zu sehen ist, kann die Materialverarbeitungseinrichtung 10 einen Sensor 101 aufweisen. Es ist auch denkbar, dass mehrere Sensoren 101 vorgesehen sind. Wie in dem Ausführungsbeispiel dargestellt, kann es sich bei dem Sensor 101 um eine Kamera handeln. Die Kamera kann ein Objektiv 102 umfassen. Der Sensor 101 oder die Sensoren 101 können mittels einer Sensor-Haltevorrichtung 110 an der Materialverarbeitungseinrichtung 10 gehalten sein. Bei der Sensor-Haltevorrichtung 110 kann es sich um einen Mast handeln, an dem der Sensor 101 oder die Sensoren 101 befestigt ist/sind.As in 1 can be seen further, the material processing device 10 can have a sensor 101. It is also conceivable that several sensors 101 are provided. As shown in the exemplary embodiment, the sensor 101 can be a camera. The camera may include a lens 102. The sensor 101 or the sensors 101 can be held on the material processing device 10 by means of a sensor holding device 110. The sensor holding device 110 can be a mast to which the sensor 101 or the sensors 101 is/are attached.

Der Sensor 101 kann mit einer Sensor-Justiervorrichtung 111 mittelbar oder unmittelbar an der Materialverarbeitungseinrichtung 10 befestigt sein. Vorliegend ist der Sensor 101 mittelbar mit einer Senor-Justiervorrichtung 111 über die Sensor-Haltevorrichtung 110 an der Materialverarbeitungseinrichtung 10 befestigt. Die Sensor-Justiervorrichtung 111 kann beispielsweise eine gelenkige Anbindung an die Sensor-Haltevorrichtung 110 ermöglichen, sodass der Sensor 101 oder die Sensoren 101 verschwenkt werden kann/können, beispielsweise um verschiedene Ausrichtungen des Sensors 101 oder der Sensoren 101 zu ermöglichen. Es ist auch denkbar, den Sensor 101 oder die Sensoren 101 höhenverstellbar an der Materialverarbeitungseinrichtung 10 und/oder der Sensor-Haltevorrichtung 110 zu befestigen.The sensor 101 can be attached directly or indirectly to the material processing device 10 with a sensor adjustment device 111. In the present case, the sensor 101 is indirectly attached to the material processing device 10 with a sensor adjustment device 111 via the sensor holding device 110. The sensor adjustment device 111 can, for example, enable an articulated connection to the sensor holding device 110, so that the sensor 101 or the sensors 101 can be pivoted, for example to enable different orientations of the sensor 101 or the sensors 101. It is also conceivable to attach the sensor 101 or the sensors 101 to the material processing device 10 and/or the sensor holding device 110 in a height-adjustable manner.

Der Sensor 101 kann ein Detektionsvolumen 103 aufweisen. Dieses kann beispielsweise durch einen Öffnungswinkel eines verwendeten Objektivs 102 gegeben sein. Der Sensor 101 kann für sich genommen und/oder in Kombination mit einem Objektiv 102 dazu ausgebildet sein, einen Messbereich 104 zu erfassen. Der Messbereich 104 des Sensors 101 kann im Bereich der Fördereinrichtung 23 liegen.The sensor 101 can have a detection volume 103. This can be given, for example, by an opening angle of a lens 102 used. The sensor 101 can be designed on its own and/or in combination with a lens 102 to detect a measuring range 104. The measuring range 104 of the sensor 101 can be in the area of the conveyor 23.

Vorliegend ist der Detektionsbereich 104 so ausgerichtet, dass Teile des zu bearbeitenden Materials in ihm liegen, die sich auf der Fördereinrichtung 23 im Bereich der Vorsiebung und in Förderrichtung davor befinden. Die Lage des Messbereichs 104 des Sensors 101 kann auch anders gewählt sein, wobei jedoch bevorzugt zumindest teilweise ein Bereich in Förderrichtung vor der Sieb- (30) und/oder Brechanlage (50) gewählt wird. Es ist auch denkbar, mehrere Messbereiche 104 mit unterschiedlichen Lagen, insbesondere bei der Verwendung mehrerer Sensoren 101 vorzusehen.In the present case, the detection area 104 is aligned so that parts of the material to be processed lie in it, which are located on the conveyor device 23 in the area of the pre-screening and in front of it in the conveying direction. The position of the measuring area 104 of the sensor 101 can also be chosen differently, although an area in the conveying direction in front of the screening (30) and/or crushing system (50) is preferably selected at least partially. It is also conceivable to provide several measuring areas 104 with different positions, especially when using several sensors 101.

Wie aus der 1 weiter hervorgeht, kann der Brechanlage 50 ein Füllstandsensor 61 zugeordnet sein. Dieser kann als Ultraschallsensor ausgebildet sein. Es ist jedoch auch denkbar, andere Sensortypen zu verwenden, beispielsweise optische Sensoren (beispielsweise ein Kamerasystem), Radarsensoren oder mechanisch wirkende Sensoren. Der Füllstandsensor 61 kann den Füllstand des Brechers 50 mit zu brechendem Material 73 überwachen.Like from the 1 As can be seen further, the crushing system 50 can be assigned a fill level sensor 61. This can be designed as an ultrasonic sensor. However, it is also conceivable to use other types of sensors, for example optical sensors (for example a camera system), radar sensors or mechanical sensors. The level sensor 61 can monitor the level of the crusher 50 with material 73 to be broken.

Während des Betriebs der Materialverarbeitungseinrichtung 10 wird zu bearbeitendes Material auf der Fördereinrichtung 23 in Richtung der Brech- 50 und/oder der Siebanlage 30 gefördert. Hierbei wird das zu bearbeitende Material, das sich im Messbereich 104 eines oder mehrerer Sensoren 101 befindet, überwacht. Beispielsweise wird kontinuierlich eine Beschaffenheit des zu bearbeitenden Materials ermittelt.During operation of the material processing device 10, material to be processed is conveyed on the conveyor device 23 in the direction of the crushing system 50 and/or the screening system 30. Here, the material to be processed, which is located in the measuring range 104 of one or more sensors 101, is monitored. For example, the condition of the material to be processed is continuously determined.

Bei der Beschaffenheit kann es sich beispielsweise um Aufgabegröße und/oder Art des zu bearbeitenden Materials handeln. Die Beschaffenheit wird beispielsweise mit einem als Kamera ausgebildeten Sensor 101 ermittelt. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Beschaffenheit beispielsweise auch mittels GPS-Daten aus für den jeweiligen Einsatzort der Materialverarbeitungseinrichtung typischen Werten gewählt wird.The condition can be, for example, the size of the task and/or the type of material to be processed. The condition is determined, for example, with a sensor 101 designed as a camera. However, it is also conceivable that the condition is selected, for example using GPS data, from values typical for the respective location of use of the material processing device.

Bevorzugt nimmt jedoch zumindest ein Sensor 101 Bilder 106 auf, die an eine nicht dargestellte Datenverarbeitungseinrichtung der Materialverarbeitungseinrichtung 10 übermittelt werden können. Die Datenverarbeitungseinrichtung kann dazu ausgebildet sein, Bilderkennungsalgorithmen auszuführen, um die Beschaffenheit des Materials aus den Bildern 106 zu bestimmen. Denkbar ist auch die Verwendung von Objekterkennungsalgorithmen.However, at least one sensor 101 preferably records images 106, which can be transmitted to a data processing device (not shown) of the material processing device 10. The data processing device can be designed to execute image recognition algorithms to determine the nature of the material from the images 106. The use of object recognition algorithms is also conceivable.

Besonders bevorzugt ist jedoch, dass ein KNN 130, 131, 132, 133, 134 zur Bilderkennung verwendet wird. Das KNN 130, 131, 132, 133, 134 kann im Vorfeld mit Datensätzen von Bildern 106 mit bekannter Ausprägung einer Beschaffenheit wie der Aufgabegröße und/oder der Gesteinsart trainiert worden sein. Beispielsweise kann das KNN 132 verschiedene Klassen 132.1, 132.2, 132.3, 132.4 von Aufgabegrößen erkennen.However, it is particularly preferred that an ANN 130, 131, 132, 133, 134 is used for image recognition. The ANN 130, 131, 132, 133, 134 can have been trained in advance with data sets of images 106 with a known characteristic of a condition such as the task size and/or the type of rock. For example, the ANN 132 can recognize different classes 132.1, 132.2, 132.3, 132.4 of task sizes.

Somit kann ermittelt werden, welche Beschaffenheit das Material hat, das in der Folge zu der Brech- 50 und/oder der Siebanlage 30 gelangt.This makes it possible to determine the nature of the material that subsequently reaches the crushing system 50 and/or the screening system 30.

Ferner kann vorgesehen sein, dass alternativ oder zusätzlich der Volumenstrom des zu bearbeitenden Materials ermittelt wird. Bevorzugt ist hierzu eine Geschwindigkeitsmesseinrichtung vorgesehen, die nicht in den Figuren dargestellt ist. Hieraus kann beispielsweise eine Geschwindigkeit des auf der Fördereinrichtung 23 befindlichen zu bearbeitenden Materials ermittelt werden.Furthermore, it can be provided that, alternatively or additionally, the volume flow of the material to be processed is determined. For this purpose, a speed measuring device is preferably provided, which is not shown in the figures. From this, for example, a speed of the material to be processed located on the conveyor device 23 can be determined.

Um einen Volumenstrom zu ermitteln, kann zusätzlich noch die Schichthöhe des zu bearbeitenden Materials auf der Fördereinrichtung 23 ermittelt werden. Hierzu kann beispielsweise der oben beschriebene Sensor 101, der zur Ermittlung der Beschaffenheit verwendet wird, oder alternativ ein weiterer Sensor 101 Verwendung finden. Die Schichthöhe kann ebenfalls in mehrere Klassen 130.1, 130.2, 130.3, 130.4 etc. eingeteilt werden, und mittels eines KNN 130 wie oben beschrieben ausgewertet werden.In order to determine a volume flow, the layer height of the material to be processed on the conveyor 23 can also be determined. For this purpose, for example, the sensor 101 described above, which is used to determine the condition, or alternatively another sensor 101 can be used. The layer height can also be divided into several classes 130.1, 130.2, 130.3, 130.4 etc. and evaluated using an ANN 130 as described above.

Bevorzugt erfolgt die Auswertung der Bilder 106 hinsichtlich der verschiedenen Zielgrößen jeweils mittels einer eigenen KNN 130, 131, 132, 133, 134 wobei mehrere KNN 130, 131, 132, 133, 134 vorzugsweise parallel jeweils auf einer eigenen Recheneinheit und/oder CPU laufen.The images 106 are preferably evaluated with regard to the various target variables using their own ANN 130, 131, 132, 133, 134, with several ANNs 130, 131, 132, 133, 134 preferably running in parallel on their own computing unit and/or CPU.

2 zeigt eine beispielhafte Blockdarstellung einer parallelen Auswertung von Bildern 106 durch KNN 130. Wie der Abbildung zu entnehmen ist, können die aufgenommenen Bilder 106 an mehrere KNN 130, 131, 132, 133, 134 übergeben werden, wobei beispielsweise ein KNN 130 zur Auswertung der Schichthöhe und/oder ein KNN 131 zur Auswertung der Gesteinsart und/oder ein KNN zur Auswertung der Aufgabegröße 132 und/oder weitere KNN 133 zur Auswertung weiterer Zielgrößen vorgesehen sein kann. 2 shows an exemplary block representation of a parallel evaluation of images 106 by KNN 130. As can be seen from the figure, the recorded images 106 can be transferred to several KNN 130, 131, 132, 133, 134, for example one KNN 130 for evaluating the layer height and/or an ANN 131 for evaluating the type of rock and/or an ANN for evaluating the task variable 132 and/or further ANN 133 for evaluating further target variables can be provided.

Die Zielgrößen können dabei jeweils in Klassen 130.1, 130.2, 130.3, 130.4, 131.1, 131.2, 131.3, 132.4 etc. eingeteilt sein, wobei gleiche oder unterschiedliche Anzahlen an Klassen 130.1, 130.2 etc. für die verschiedenen zu ermittelnden Zielgrößen der KNN 130, 131, 132, 133, 134 vorgesehen sein können.The target variables can each be divided into classes 130.1, 130.2, 130.3, 130.4, 131.1, 131.2, 131.3, 132.4 etc., with the same or different numbers of classes 130.1, 130.2 etc. for the different target variables to be determined in the ANN 130, 131 , 132, 133, 134 can be provided.

Die Beschaffenheit und/oder der Volumenstrom des zu bearbeitenden Materials können nun an die Datenverarbeitungseinrichtung, beispielsweise eine Rechen- und/oder Speichereinheit der Materialverarbeitungseinrichtung 10 übergeben werden. Alternativ wurden die Beschaffenheit und/oder der Volumenstrom zuvor bereits mittels der Datenverarbeitungseinrichtung ermittelt, wenn beispielsweise die Bild- und/oder Objekterkennungsalgorithmen und/oder die KNN 130, 131, 132, 133, 134 auf dieser implementiert sind.The nature and/or the volume flow of the material to be processed can now be transferred to the data processing device, for example a computing and/or storage unit of the material processing device 10. Alternatively, the condition and/or the volume flow have already been determined previously using the data processing device, for example if the image and/or object recognition algorithms and/or the ANN 130, 131, 132, 133, 134 are implemented on it.

Mittels der Datenverarbeitungseinrichtung kann nun unter Berücksichtigung der übergebenen Parameter eine Soll-Fördergeschwindigkeit ermittelt werden. Beispielsweise können eine oder mehrere Tabellen, Kennfelder und/oder funktionale Zusammenhänge in der Datenverarbeitungseinrichtung hinterlegt sein, die unter Berücksichtigung der eingegebenen prädiktiven Parameter die Ermittlung einer Soll-Fördergeschwindigkeit ermöglichen. Auf diese Soll-Fördergeschwindigkeit kann die Fördereinrichtung gesteuert oder geregelt werden.Using the data processing device, a target conveying speed can now be determined taking into account the transferred parameters. For example, one or more tables, maps and/or functional relationships can be stored in the data processing device, which enable the determination of a target conveying speed taking into account the entered predictive parameters. The conveyor device can be controlled or regulated to this target conveying speed.

Bevorzugt wird anhand der ermittelten Beschaffenheit und/oder des Volumenstroms eine Verweildauer des zu bearbeitenden Materials in der Brech- 50 und/oder Siebanlage 30 vorhergesagt. Die Verweildauer kann dabei ein Maß dafür sein, wie lange ein Volumen- oder Massenelement des zu bearbeitenden Materials voraussichtlich benötigt, um in der Brech- 50 und/oder Siebanlage 30 oder in einem Bereich der Brech- 50 und/oder Siebanlage 30 verarbeitet zu werden, beispielsweise die Verweildauer im Brechraum vor dem Brechspalt 56. Anhand der vorhergesagten Verweildauer kann die Fördergeschwindigkeit entsprechend prädiktiv gesteuert und/oder geregelt werden, sodass es nicht zu einer Über- oder Unterlastsituation, wie beispielsweise im Falle einer Über- oder Unterfüllung des Brechraums, kommt. Insbesondere kann eine Soll-Fördergeschwindigkeit ermittelt werden, die in Kombination mit dem ermittelten Volumenstrom eine ausreichende Bearbeitungsdauer, insbesondere entsprechend der vorhergesagten Verweildauer, erlaubt.Preferably, a residence time of the material to be processed in the crushing and/or screening plant 30 is predicted based on the determined condition and/or the volume flow. The residence time can be a measure of how long a volume or mass element of the material to be processed is expected to need to be processed in the crushing 50 and/or screening plant 30 or in an area of the crushing 50 and/or screening plant 30 , for example the residence time in the crushing chamber in front of the crushing gap 56. Based on the predicted residence time, the conveying speed can be controlled and/or regulated in a predictive manner so that there is no overload or underload situation, such as in the case of over- or underfilling of the crushing chamber . In particular, a target delivery speed can be determined which, in combination with the determined volume flow, allows a sufficient processing time, in particular in accordance with the predicted dwell time.

Mit anderen Worten wird im Unterschied zum Stand der Technik, der auf eine Unter- oder Überfüllung reagiert, nach der vorliegenden Erfindung die Über- oder Unterfüllung des Brechraumes vermieden oder kann gar nicht erst eintreten.In other words, in contrast to the prior art, which reacts to underfilling or overfilling, according to the present invention, overfilling or underfilling of the crushing chamber is avoided or cannot even occur.

Beispielsweise wird in einer Betriebssituation ermittelt, dass sich auf der Fördereinrichtung 23 ein hartes Material mit großer Aufgabegröße befindet. Insbesondere wird beispielsweise ermittelt, dass das Material einer Härteklasse 131.4 zuzuordnen ist, die einer hohen Härte entspricht. Auch weist das Material im Moment der Detektion beispielsweise eine hohe Schichthöhe auf und/oder ist einer hohen Schichthöhenklasse 130.4 zuzuordnen. Anhand dieser Parameter ergibt sich beispielsweise eine vergleichsweise lange Verweildauer. Die Verweildauer kann aus den Parametern beispielsweise durch die Datenverarbeitungseinrichtung ermittelbar sein. Insbesondere kann die Datenverarbeitungseinrichtung unter Berücksichtigung der Parameter aus einer oder mehreren Tabellen, Kennfeldern und/oder funktionalen Zusammenhängen, die beispielsweise in der Datenverarbeitungseinrichtung hinterlegt sind, eine Verweildauer ermitteln. Bevorzugt kann auch vorgesehen sein, dass die Verweildauer aus den ermittelten Parametern mittels eines KNN ermittelt wird.For example, in an operating situation it is determined that there is a hard material with a large feed size on the conveyor device 23. In particular, for example, it is determined that the material is assigned to a hardness class 131.4, which corresponds to a high level of hardness. At the moment of detection, the material also has, for example, a high layer height and/or can be assigned to a high layer height class 130.4. Based on these parameters, for example, a comparatively long residence time results. The length of stay can be determined from the parameters, for example by the data processing device. In particular, the data processing device can take into account the parameters from one or more tables, maps and/or radio Determine a length of stay based on functional relationships that are stored, for example, in the data processing device. It can also preferably be provided that the dwell time is determined from the determined parameters using an ANN.

Die Soll-Fördergeschwindigkeit der Fördereinrichtung 23 kann derart angepasst werden, dass das zugeförderte Material ordnungsgemäß verarbeitet werden kann. Dementsprechend steht dem Material dann eine ausreichende Verarbeitungszeit zur Verfügung, die beispielsweise der Verweildauer entspricht.The target conveying speed of the conveying device 23 can be adjusted in such a way that the material being conveyed can be processed properly. Accordingly, the material then has sufficient processing time, which corresponds, for example, to the residence time.

Auf diese Weise kann ein Betrieb der Materialverarbeitungseinrichtung 10 gewährleistet werden, der eine unterbrechungsfreie Verarbeitung von Material bei optimaler Auslastung der Brech- 50 und/oder Siebanlage 30 ermöglicht.In this way, operation of the material processing device 10 can be guaranteed, which enables uninterrupted processing of material with optimal utilization of the crushing and/or screening system 30.

Um die Steuerung und/oder Regelung der Fördergeschwindigkeit und/oder die Vorhersage der Verweildauer kontinuierlich zu verbessern, kann beispielsweise der Füllstand der Brechanlage 50 mittels des Füllstandsensors 61 überwacht werden. Der überwachte Füllstand kann an die Datenverarbeitungseinrichtung übergeben werden. Wenn nun während des Betriebs trotz der prädiktiven Regelung ein zu hoher oder zu niedriger Füllstand ermittelt wird, können die Tabellen und/oder Kennfelder und/oder funktionalen Zusammenhänge dahingehend angepasst werden, dass derartige Situationen in Zukunft besser vermieden werden können.In order to continuously improve the control and/or regulation of the conveying speed and/or the prediction of the dwell time, for example, the fill level of the crushing plant 50 can be monitored using the fill level sensor 61. The monitored fill level can be transferred to the data processing device. If a level that is too high or too low is determined during operation despite the predictive control, the tables and/or maps and/or functional relationships can be adapted so that such situations can be better avoided in the future.

Beispielsweise wird in einer Betriebssituation, in der eine Verweildauer vorhergesagt wurde, ein zu hoher Brecherfüllstand ermittelt. In diesem Fall kann beispielsweise die für die ermittelten Parameter wie die Beschaffenheit des zu bearbeitenden Materials vorherzusagende Verweildauer korrigiert werden. Beispielsweise können die Aufnahmen 106, anhand derer das eine oder die mehreren KNN 130, 131, 132, 133, 134 eine Verweildauer ermittelt haben, mit der korrigierten Verweildauer versehen (gelabelt) werden und dem einen oder den mehreren KNN 130, 131, 132, 133, 134 als Trainingsdaten zur Verfügung gestellt werden.For example, in an operating situation in which a dwell time was predicted, a crusher fill level that is too high is determined. In this case, for example, the dwell time to be predicted for the determined parameters such as the nature of the material to be processed can be corrected. For example, the recordings 106, based on which the one or more ANNs 130, 131, 132, 133, 134 have determined a dwell time, can be provided (labeled) with the corrected dwell time and assigned to the one or more ANNs 130, 131, 132, 133, 134 are made available as training data.

Neben dem Brecherfüllstand sind hierzu selbstverständlich auch andere Betriebsparameter wie die Auslastung des Antriebsmotors der Brech- 50 und/oder Siebanlage 30 geeignet.In addition to the crusher filling level, other operating parameters such as the utilization of the drive motor of the crushing and/or screening system 30 are of course also suitable for this.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102017124958 A1 [0005]

Claims

Method for controlling and/or regulating the supply of material to be processed, in particular rock material, to a crushing (50) and/or screening system (30) of a material processing device (10), the material to be processed being fed to the crusher by means of a conveyor device (23). - (50) and/or the screening system (30), characterized in that a condition of the material to be processed is determined, and/or that a volume flow of the material to be processed is determined, and that taking into account the condition and/or of the volume flow of the material to be processed, a conveying speed of the conveying device (23) is controlled and / or regulated.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that a speed of the material to be processed is determined, that a layer height of the material to be processed on the conveyor device (23) is determined, and that a volume flow is determined from the determined layer height, the determined speed and a geometry of the conveyor device (23). of the material to be processed is determined.

Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the condition includes a task size and/or a type of material to be processed, in particular a type of rock.

Procedure according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the condition and/or the layer height is determined by means of at least one sensor (101), and/or that the speed is determined by means of a speed measuring device.

Procedure according to Claim 4 , characterized in that the at least one sensor (101) is an imaging sensor, in particular a camera, stereo camera, time-of-flight camera or a laser scanner.

Procedure according to Claim 4 or 5 , characterized in that images (106) recorded by means of the at least one sensor (101) are evaluated by means of at least one image recognition algorithm and/or object recognition algorithm, the evaluation being aimed at determining at least one target variable, preferably a condition and/or layer height of the material to be processed is directed.

Procedure according to Claim 6 , characterized in that the at least one target variable is divided into classes (130.1, 130.2, 130.3, 130.4, 131.1, 131.2, 131.3, 131.4 etc.), and that by evaluating the images (106) the assignment of an image (106) to one of the classes (130.1, 130.2, 130.3, 130.4, 131.1, 131.2, 131.3, 131.4 etc.) of the target size.

Procedure according to Claim 6 or 7 , characterized in that the at least one image recognition algorithm and/or object recognition algorithm is at least partially controlled by at least one artificial neural network (ANN) (130, 131, 132, 133, 134), in particular by at least one ANN with several layers, preferably by at least one convolutional one KNN, is carried out.

Procedure according to Claim 8 , characterized in that several ANNs (130, 131, 132, 133, 134) are used to evaluate the recorded images (106), in particular that an ANN (130) for evaluating the layer height, another ANN (131) for evaluating the type of material to be processed, and/or another ANN (132) is used to evaluate the task size.

Procedure according to Claim 9 , characterized in that the several ANNs (130, 131, 132, 133, 134) are operated in parallel in an operating mode, in particular that the ANN (130, 131, 132, 133, 134) is distributed over several computing units and / or CPUs are, particularly preferred that each KNN (130, 131, 132, 133, 134) is assigned its own computing unit and / or CPU.

Procedure according to one of the Claims 1 until 10 , characterized in that the speed measuring device is a mechanical speed measuring device or a non-contact speed measuring device, in particular a radar, ultrasound or laser-based speed measuring device.

Procedure according to one of the Claims 1 until 11 , characterized in that based on the nature and the volume flow of the material to be processed, a residence time of the material to be processed in the crushing (50) and / or screening system (30) or in an area of the crushing (50) and / or screening system ( 30) is predicted, and that the predicted residence time of the material to be processed is used to control and / or regulate the conveying speed of the conveying device (23).

Procedure according to Claim 12 , characterized in that the prediction of the dwell time involves a system type and/or a system configuration, in particular a tool configuration, and/or a drive speed of the material processing processing device (10) and / or the crushing (50) and / or screening system (30) are taken into account.

Procedure according to one of the Claims 1 until 13 , characterized in that by monitoring a fill level of the crushing plant (50), and/or a utilization of the crushing plant (50) and/or the utilization of a drive motor of the crushing (50) and/or the screening plant (30), the control and / or control of the conveying speed of the conveying device (23) is continuously adjusted.

Procedure according to one of the Claims 1 until 14 , characterized in that further parameters are used to control and/or regulate the conveying speed of the conveying device (23), in particular a layer height on a pre-screen and/or on the screening system (30) and/or a fill level of the crushing system (50) and/ or a mechanical load on the crushing system (50) and/or the pre-screen, and/or a drive power of a drive motor of the crushing (50) and/or the screening system (30) and/or a pre-screen.

Material processing device (10) with a crushing (50) and/or screening system (30) for processing a material, in particular rock material, the material to be processed being fed to the crushing (50) and/or screening system ( 30), characterized in that the material processing device (10) is set up to enable the determination of a condition of the material to be processed, and / or that the material processing device (10) is set up to determine a volume flow of the material to be processed to enable, and that the material processing device (10) is set up to enable control and/or regulation of a conveying speed of the conveying device (23), taking into account the nature and/or the volume flow of the material to be processed.

Material processing device (10). Claim 16 , characterized by one of the Claims 1 until 15 .