[發(fā)明專利]一種刮板取料機(jī)智能控制系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010112086.2
• 申請(qǐng)日: 2020-02-24
• 公開（公告）號(hào): CN111285127B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莊冰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中冶東方工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): B65G65/00
• 分類號(hào): B65G65/00;B65G65/06
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

本發(fā)明提供了一種刮板取料機(jī)智能控制方法，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(shù)據(jù)，通過三角重構(gòu)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(diǎn)曲線和底邊邊緣曲線，計(jì)算料堆坡度角、料堆體積參數(shù)；平料過程智能控制:根據(jù)最高點(diǎn)曲線和底邊邊緣曲線設(shè)置刮板取料機(jī)進(jìn)行平料的刮板傾斜角、平料起點(diǎn)和平料終點(diǎn)；取料過程智能控制：根據(jù)料堆坡度角、料堆體積設(shè)置刮板取料機(jī)進(jìn)行取料的取料流量、取料機(jī)俯仰角度、起點(diǎn)和終點(diǎn)；實(shí)現(xiàn)了刮板取料機(jī)平料和取料過程的智能自動(dòng)控制，克服了刮板取料機(jī)無法自動(dòng)平料的技術(shù)難題，平料一次的平均時(shí)間大幅縮短，取料過程的料流連續(xù)穩(wěn)定，取料效率有效提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一種刮板取料機(jī)智能控制系統(tǒng)及方法，具體設(shè)計(jì)涉及一種基于料堆模型的刮板取料機(jī)智能控制系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

近幾年，智能化技術(shù)發(fā)展迅速，智能化控制在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛，取得了良好的控制效果和經(jīng)濟(jì)效益。3D掃描建模成像技術(shù)是智能化技術(shù)的一個(gè)重要分支，通過激光掃描儀得到物體的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)處理算法，得到物體的3D圖像模型。

在鋼鐵廠的C型原料場(chǎng)中，刮板取料機(jī)是主要的取料設(shè)備，研究取料機(jī)的全自動(dòng)智能控制方法，對(duì)于提高取料機(jī)的作業(yè)效率，減少操作人員數(shù)量，降低運(yùn)營(yíng)成本具有重要意義。為了保證取料過程中料流的穩(wěn)定性以及取料效率，取料機(jī)工作分為平料和取料兩個(gè)生產(chǎn)過程。平料過程是通過刮板取料機(jī)刮板運(yùn)行將不規(guī)則的料堆平整為適合取料的形狀規(guī)則的料堆；取料過程是根據(jù)下游工藝生產(chǎn)需求，通過刮板取料機(jī)將物料取到輸送皮帶上，為下游工藝生產(chǎn)提供原料。

隨著儀表檢測(cè)和自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，刮板取料機(jī)的自動(dòng)控制水平取得了一定的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了取料過程的部分自動(dòng)化生產(chǎn)，但是固定行程的取料過程，取料機(jī)存在空轉(zhuǎn)現(xiàn)象，料流不穩(wěn)定，存在取料斷流現(xiàn)象，為了保證下游用戶生產(chǎn)的平穩(wěn)性，取料機(jī)的取料過程需要連續(xù)穩(wěn)定，當(dāng)前的控制策略難以實(shí)現(xiàn)料流穩(wěn)定的連續(xù)取料。由于卸料小車卸料時(shí)，料堆堆放形狀各異，平料過程難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，人工操作控制取料機(jī)平料過程消耗大量工作時(shí)間，嚴(yán)重影響了刮板取料機(jī)的作業(yè)效率。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種3D掃描儀料堆建模技術(shù)，并且基于料堆的3D模型，結(jié)合刮板取料機(jī)的檢測(cè)控制系統(tǒng)，通過智能控制算法建立一套刮板取料機(jī)智能控制系統(tǒng)。

針對(duì)刮板取料機(jī)運(yùn)行控制中存著的問題，本發(fā)明將3D掃描建模成像和數(shù)據(jù)提取技術(shù)應(yīng)用到刮板取料機(jī)的工作流程中，通過掃描料堆，建立料堆的3D模型，提取料堆的特征值和邊緣曲線，指導(dǎo)刮板取料機(jī)智能自動(dòng)運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)刮板取料機(jī)的智能無人化操作，同時(shí)提高刮板取料機(jī)的控制精度和工作效率。采用如下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供了一種刮板取料機(jī)智能控制方法，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(shù)據(jù)，通過三角重構(gòu)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(diǎn)曲線和底邊邊緣曲線，計(jì)算料堆坡度角、料堆體積參數(shù)；

平料過程智能控制:根據(jù)最高點(diǎn)曲線和底邊邊緣曲線設(shè)置刮板取料機(jī)進(jìn)行平料的刮板傾斜角、平料起點(diǎn)和平料終點(diǎn)；

取料過程智能控制：根據(jù)料堆坡度角、料堆體積設(shè)置刮板取料機(jī)進(jìn)行取料的取料流量、取料機(jī)俯仰角度、取料起點(diǎn)和取料終點(diǎn)。

第二方面，本發(fā)明提供了一種采用如第一方面所述的刮板取料機(jī)智能控制系統(tǒng)，包括主控制器，和與主控制器連接的數(shù)據(jù)采集模塊，通訊模塊和刮板取料機(jī)；

數(shù)據(jù)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(jī)大臂上，隨刮板取料機(jī)移動(dòng)刮板；

3D激光掃描儀將采集的數(shù)據(jù)通過通訊模塊傳輸至主控制器；

主控制器將采集的數(shù)據(jù)處理后生成控制信號(hào)，控制刮料機(jī)的動(dòng)作。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：