[發明專利]一種用于刮板取料機的取料控制系統及取料方法

有效

• 申請號: 202011062132.9
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112141734B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 向召洋;聞宇;王浩;王節亮;朱曉航;閆成彥
• 申請（專利權）人: 大連華銳重工集團股份有限公司
• 主分類號: B65G65/00
• 分類號: B65G65/00;B65G65/06
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李馨

本發明一種用于刮板取料機的取料控制系統及取料方法。系統包括：設置于刮板取料機本體上的取料機測控子系統、設置于卸料車本體上的卸料車測控子系統以及設置于中控室的中央控制系統，所述取料機測控子系統及卸料車測控子系統均與所述中央控制系統通信連接；所述取料機測控子系統包括取料機點云數據采集設備、取料機數據融合設備、取料機姿態采集設備以及取料機PLC控制系統；所述卸料車測控子系統包括卸料車點云數據采集設備、卸料車數據融合設備、卸料車位置采集設備以及卸料車PLC控制系統；所述中央控制系統包括圖像處理服務器、策略執行服務器以及中控室PLC控制系統。本發明改善了刮板取料機操作人員的工作環境，降低人力成本，提高生產效率。

技術領域

本發明涉及工程控制領域，具體而言，尤其涉及一種用于刮板取料機取料作業的控制系統及取料方法。

背景技術

在鋼鐵廠的條形原料場中，主要取料設備是刮板取料機。研究刮板取料機的全自動控制方法，對于提高取料機的作業效率、優化作業流程、降低人工成本具有重要意義。隨著傳感器和自控技術的發展，刮板取料機的自動化水平有了一定的發展。但由于料堆形狀的多樣性(圖1-圖4)，不能實現整個取料過程的全自動化生產。對于圖1的物料堆型，可以實現自動取料功能。對于圖2-圖4的物料堆型，特別是靠近料隔墻邊的物料，不具備自動取料功能。

現有刮板取料機自動取料技術，在系統配置方案上，主要實現方式是：依靠大量的測距傳感器并配合簡單的取料模型來實現。這種實現方案的缺點主要體現在系統成本較高，并且由于刮板機的模型較為簡單，導致計算精度較低，因此很大程度上依賴測距傳感器的輔助，這樣一來，大量硬件檢測結果的誤差累積會降低整個系統的控制精度。

隨著掃描成像技術的發展，近年來采用在刮板機大臂一側安裝一臺3維激光掃描儀，用于獲取料場內的點云坐標數據。此方案存在如下不足之處：第一，由于機械遮擋，一臺掃描儀無法同時采集刮板機兩側料場內的點云數據。刮板機必須空走一段距離才能采集到遮擋區數據，采集效率較低。第二，利用編碼器作為取料機的位置檢測手段有可能給全自動化運行帶來困擾，這是因為編碼器有其自身的局限性，在料場的工程應用經驗中，編碼器存在打滑、跳變等現象，將導致位置檢測的不準確。

發明內容

根據上述提出的料堆位置檢測不準確的技術問題，而提供一種用于刮板取料機取料作業的控制系統及取料方法。本發明主要利用高效的3維掃描儀料堆建模技術，并且基于料堆的3維模型，結合刮板取料機的檢測控制系統，通過智能控制算法建立一套刮板取料機智能控制系統。

本發明采用的技術手段如下：

一種用于刮板取料機取料作業的控制系統，包括：設置于刮板取料機本體上的取料機測控子系統、設置于卸料車本體上的卸料車測控子系統以及設置于中控室的中央控制系統，所述取料機測控子系統及卸料車測控子系統均與所述中央控制系統通信連接；

所述取料機測控子系統包括取料機點云數據采集設備、取料機數據融合設備、取料機姿態采集設備以及取料機PLC控制系統，所述取料機點云數據采集設備用于從刮板取料機一側提取第一料堆外輪廓數據，并將提取的數據發送至取料機數據融合設備處理后生成料堆表面的第一點云坐標，所述取料機姿態采集設備用于采集取料機的姿態數據，并發送至取料機PLC控制系統；

所述卸料車測控子系統包括卸料車點云數據采集設備、卸料車數據融合設備、卸料車位置采集設備以及卸料車PLC控制系統，所述卸料車點云數據采集設備用于從卸料車一側提取第二料堆外輪廓數據，并將提取的數據發送至卸料車數據融合設備處理后生成料堆表面的第二點云坐標，所述卸料車位置采集設備用于采集卸料車的位置數據，并發送至卸料車PLC控制系統；