[發明專利]一種刮板取料機智能控制系統及方法

有效

• 申請號: 202010112086.2
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111285127B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 莊冰
• 申請（專利權）人: 中冶東方工程技術有限公司
• 主分類號: B65G65/00
• 分類號: B65G65/00;B65G65/06
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

1.一種刮板取料機智能控制方法，其特征在于，具體步驟包括：

料堆三維模型建立:通過3D激光掃描儀得到料堆的外輪廓數據，通過三角重構算法建立料堆的三維模型,并提取三維模型中料堆的最高點曲線和底邊邊緣曲線，計算料堆坡度角、料堆體積參數；

平料過程智能控制:根據最高點曲線和底邊邊緣曲線設置刮板取料機進行平料的刮板傾斜角、平料起點和平料終點，C型料場由多個料格組成，平料過程是將每個料格內料堆平整到適合取料的形狀，首先提取料格內料堆沿取料機運行方向上的最高點組成的曲線，判斷料格內有幾個料堆堆尖，然后尋找每個料堆尖的最高點，計算每個料堆尖最高點處料堆的坡度角，根據坡度角和刮板取料機每次的刮板傾斜角，計算確定取料機運行的起點和終點，料堆模型實時更新，刮板取料機運行一個周期后，重新計算得到取料機運行的起點和終點，同時對料堆的底部邊緣實時檢測，當料堆底部邊緣到達料格邊緣時，自動停止平料；

取料過程智能控制：根據料堆坡度角、料堆體積設置刮板取料機進行取料的取料流量、取料機俯仰角度、取料起點和取料終點，根據料堆坡度角、料堆體積計算每次取料流量設定值、取料機俯仰角的設定值，根據料格內料堆的三維模型和設定取料的流量計算每層的取料起點和取料終點。

2.如權利要求1所述的刮板取料機智能控制方法，其特征在于，根據三維模型編制特征點和邊緣提取算法，提取料堆的最高點曲線和底邊邊緣曲線，計算料堆坡度角、料堆體積參數，并在刮料過程中實時更新數據。

3.如權利要求1所述的刮板取料機智能控制方法，其特征在于，建立料堆的三維模型的具體步驟為：

建立料場的仿真模型；通過三角函數計算，確定激光掃描儀的安裝位置；

掃描儀隨刮板取料機運行，掃描得到料場所有料堆的外輪廓數據；通過掃描儀解析得到料堆外輪廓點云的三維坐標值參數；

結合編碼數據，對點云數據疊加處理，去除重疊點；對數據進行輕量化和降噪處理；

點云數據三角重構算法建立料堆三維顯示模型；通過算法提取料堆特征值和邊緣曲線數據。

4.如權利要求1所述的刮板取料機智能控制方法，其特征在于，平料過程智能控制具體步驟包括：

提取料格內的料堆沿刮料取料機運動方向的最高點曲線；

確定料格內的料堆堆尖的數量；

計算每個料堆堆尖最高點處料堆堆料格邊緣的坡度角；

根據料堆的最高點和刮料取料機傾角的變化值，確定取料機一次運動的平料起點和平料終點；提取建立料堆的底面邊緣曲線并得到距離料格邊緣的最小距離；

判斷料堆的底部邊緣是否到達料格邊緣；如果到達料格邊緣則平料結束；如果沒有到達料格邊緣，根據實時更新的料堆模型重新確定取料機一次運行的平料起點和平料終點。

5.如權利要求1所述的刮板取料機智能控制方法，其特征在于，取料過程智能控制具體步驟包括：

接收下游生產環節的取料任務；

通過自動尋優算法找到最佳取料料堆；

根據料堆坡度角、料堆體積計算每次取料流量設定值和取料機俯仰角的設定值；根據料格內料堆的三維模型和設定取料的流量計算每層的取料起點和取料終點；

累積計算取料量；

判斷取料量是否到達設定值；如果沒有，根據實時更新得到的料堆模型重新計算每層的取料起點和取料終點；如果到達設定值則結束取料。

6.一種采用如權利要求1-5任一所述刮板取料機智能控制方法的控制系統，其特征在于，包括主控制器，和與主控制器連接的數據采集模塊，通訊模塊和刮板取料機；

數據采集模塊包括3D激光掃描儀，3D激光掃描儀安裝在刮板取料機大臂上，隨刮板取料機移動刮板；

3D激光掃描儀將采集的數據通過通訊模塊傳輸至主控制器；

主控制器將采集的數據處理后生成控制信號，控制刮料機的動作。

7.如權利要求6所述的控制系統，其特征在于，所述通訊模塊包括光纖傳輸線路和無線傳輸線路，當其中一條故障時可以選擇另一條線路進行通訊。