[發明專利]一種基于結構光體積測量的物料加工進料伺服系統

有效

• 申請號: 202111487983.2
• 申請日: 2021-12-07
• 公開（公告）號: CN114212445B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 劉維來;許偉;武守富;劉輝
• 申請（專利權）人: 合肥欣暢源光電科技有限公司
• 主分類號: B65G15/30
• 分類號: B65G15/30;B65G23/22;B65G43/08;G01B11/00
• 代理公司: 合肥律眾知識產權代理有限公司 34147
• 代理人: 殷娟

本發明公開了一種基于結構光體積測量的物料加工進料伺服系統，包括物料輸送下位機系統、物料加工裝置和上位機控制系統；上位機控制系統包括控制器和物料體積估測裝置，控制器與物料輸送下位機系統信號連接；物料體積估測裝置包括與控制器和物料圖像提取裝置；物料圖像提取裝置獲得實時輸送的物料圖像并將信號傳遞至圖像處理器，獲得輸送的實時物料體積，并將信號發送至控制器，控制器依據物料加工裝置的處理能力實時調整伺服電機輸出轉速，使得物料輸送速度與物料加工裝置處理能力相匹配；本發明的基于結構光體積測量的物料加工進料伺服系統，能夠實時監測當輸送帶上的物料體積分布(或質量分布)，可以實現對物料供給的精準控制。

技術領域

本發明屬于物料加工進料伺服系統，更具體的說涉及一種基于結構光體積測量的物料加工進料伺服系統。

背景技術

物料加工裝置如破碎機、包裝機和分選機等，均具有額定工作量，輸送機為物料加工裝置供料，一般是通過控制進料輸送帶的速度來實現物料加工裝置進料控制。現有技術中，一般的是在輸送帶尾部設置一稱重裝置，如皮帶秤，來獲得實時進料重量，但是，對于一些不規則形狀或體積較大的物料，物料之間具有較大的空間，通過重量控制進料不能很好的適應物料加工裝置加工量，這是因為皮帶秤等，雖然知道輸送帶輸送過程中，整條輸送帶上物料的重量，但對于物料的質量分布并不清楚，故而對于給料供應并不能做到十分精準，往往會造成物料加工裝置滿載、超載問題，或者出現物料加工裝置空載問題，影響加工效率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于結構光體積測量的物料加工進料伺服系統，能夠實時監測當輸送帶上的物料體積分布(或質量分布)，可以實現對物料供給的精準控制。

本發明技術方案一種基于結構光體積測量的物料加工進料伺服系統，包括物料輸送下位機系統、設置在所述物料輸送下位機系統后部的物料加工裝置和與所述物料輸送下位機系統信號連接的上位機控制系統；所述物料輸送下位機系統包括輸送帶和驅動所述輸送帶輸送的伺服電機，所述上位機控制系統包括控制器和與所述控制器連接的物料體積估測裝置，所述控制器與所述物料輸送下位機系統信號連接；所述物料體積估測裝置包括與所述控制器連接的圖像處理器和與所述圖像處理器連接且設置在所述輸送帶上方的物料圖像提取裝置；

所述物料圖像提取裝置獲得實時輸送的物料圖像并將信號傳遞至圖像處理器，經過圖像處理器處理獲得輸送的實時物料體積，并將信號發送至控制器，所述控制器依據物料加工裝置的處理能力實時調整伺服電機輸出轉速，實現對輸送帶輸送物料速度進行調節，使得物料輸送速度與物料加工裝置處理能力相匹配。

優選地，所述物料圖像提取裝置包括等高安裝在所述輸送帶上方的結構光光源和CCD相機，CCD相機與所述圖像處理器連接。

優選地，所述物料體積估測裝置獲得單位時間內進入所述物料加工裝置的物料流體積C步驟為：

首先，確定結構光光源和CCD相機安裝位置的正下方的輸送帶上的區間段為測量位置，測量位置的寬度即為輸送帶的寬度，測量位置的長度選定為與結構光光源能夠照射到的區域內；同時測量出本測量位置中心點N1位置距離物料加工裝置的距離L，按照輸送帶實時輸送速度，計算出本測量位置的物料進入物料加工裝置時間為ΔT；

然后，所述結構光光源照射至測量位置的輸送帶表面，獲得無畸變的初始測量位置圖像，所述圖像處理器在初始測量位置圖像上標記出各初始點A1、A2、A3……An；同時，標注各點的坐標；同時，確定初始測量位置圖像中心點N1，中心點N1與A1、A2、A3……An中一點重合；

再后，圖像處理器接收測量位置上被輸送的物料流表面圖像，同時，在物料流圖像表面標記出各測量點a1、a2、a3……an；測量點a1、a2、a3……an與初始點A1、A2、A3……An一一對應，同時，標注各點的坐標；