本發(fā)明涉及冶金材料轉(zhuǎn)運(yùn)應(yīng)用，具體為一種基于2d視覺(jué)的料斗框自動(dòng)出料系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、在冶金行業(yè)中，材料的轉(zhuǎn)運(yùn)是一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，它直接關(guān)系到生產(chǎn)效率、成本和安全等多個(gè)方面。目前，精煉廠對(duì)銻錠原料通過(guò)貨車(chē)傾倒的方式一次性倒到車(chē)間地方，只能通過(guò)人工碼垛的方式進(jìn)行處理，該方式具備以下三個(gè)明顯缺點(diǎn)：

2、1、貨車(chē)對(duì)半成品原料進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)后，只能一次性?xún)A倒在車(chē)間地上，在傾倒過(guò)程中無(wú)法控制，只能一次性全部從貨車(chē)尾部倒出，不能為后續(xù)自動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)工序服務(wù)；

3、2、對(duì)場(chǎng)地要求范圍較大，不能對(duì)原料進(jìn)行范圍約束；

4、3、由于原料有一定的脆性，原料從貨車(chē)傾倒出后，會(huì)有碎屑和粉塵，需要人工進(jìn)行手動(dòng)收集。

5、因此，急需對(duì)此缺點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，本發(fā)明則是針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)及不足予以研究改良，提供有一種基于2d視覺(jué)的料斗框自動(dòng)出料系統(tǒng)及其控制方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于2d視覺(jué)的料斗框自動(dòng)出料系統(tǒng)及其控制方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一方面，提供了一種基于2d視覺(jué)的料斗框自動(dòng)出料系統(tǒng)，包括液壓泵站、料斗框、升降油缸(帶磁致伸縮傳感器)、開(kāi)關(guān)門(mén)油缸(帶磁致伸縮傳感器)、出料輥筒、2d視覺(jué)系統(tǒng)和電氣控制柜；

4、所述液壓泵站負(fù)責(zé)提供動(dòng)力源，為整個(gè)系統(tǒng)提供動(dòng)力輸出，所述液壓泵站與升降油缸、門(mén)開(kāi)閉油缸之間采用間接連接的方式，具體通過(guò)使用管道、軟管將液壓泵站與升降油缸、門(mén)開(kāi)閉油缸連接起來(lái)；

5、所述料斗框負(fù)責(zé)接收和存儲(chǔ)貨車(chē)卸載的物料；

6、所述升降油缸負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)料斗框升降功能及反饋升降行程；

7、所述門(mén)開(kāi)閉油缸負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)料斗門(mén)開(kāi)閉功能及反饋開(kāi)度；

8、所述出料輥筒負(fù)責(zé)將物料從料斗框中出料；

9、所述2d視覺(jué)系統(tǒng)負(fù)責(zé)識(shí)別料斗出料數(shù)量，并將數(shù)據(jù)反饋給plc控制系統(tǒng)；

10、所述電氣控制柜是系統(tǒng)的控制中心，含plc控制系統(tǒng)。

11、進(jìn)一步的，所述升降油缸和開(kāi)關(guān)門(mén)油缸均外置有磁致伸縮傳感器，且磁致伸縮傳感器通過(guò)測(cè)量磁場(chǎng)的變化來(lái)確定活塞桿的行程，所述磁致伸縮傳感器安裝在活塞桿或缸體的外部，并與plc相連，當(dāng)活塞桿移動(dòng)時(shí)，它會(huì)改變傳感器周?chē)拇艌?chǎng)，以觸發(fā)傳感器內(nèi)部的測(cè)量機(jī)制，并將測(cè)量到的位移數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，發(fā)送給plc進(jìn)行處理。

12、進(jìn)一步的，所述升降油缸對(duì)料斗框尾部向上舉升，并通過(guò)外置的磁致伸縮傳感器，將升降油缸行程傳送給plc(可編程邏輯控制器)，以確保料斗框能夠精確、穩(wěn)定地在不同高度之間移動(dòng)，從而滿(mǎn)足物料裝載、卸載和運(yùn)輸?shù)男枨蟆?/p>

13、進(jìn)一步的，所述升降油缸與plc的交互邏輯如下：

14、當(dāng)plc接收到升降指令時(shí)，會(huì)控制液壓泵站向升降油缸供油，隨著液壓油的注入，油缸內(nèi)部的壓力逐漸升高，推動(dòng)活塞和活塞桿向上移動(dòng)，從而帶動(dòng)料斗框升起；

15、當(dāng)達(dá)到預(yù)定高度時(shí)，plc停止供油，并通過(guò)磁致伸縮傳感器讀取活塞桿的當(dāng)前位置，以確定升降行程；

16、如果需要降低料斗框，plc則控制液壓泵站將油缸內(nèi)的液壓油抽出，使活塞和活塞桿在重力作用下向下移動(dòng)。

17、進(jìn)一步的，所述門(mén)開(kāi)閉油缸的活塞桿與料斗門(mén)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，通過(guò)活塞桿的伸縮來(lái)帶動(dòng)料斗門(mén)的開(kāi)閉，對(duì)料斗框出口門(mén)開(kāi)度控制，并通過(guò)外置的磁致伸縮傳感器，將門(mén)開(kāi)度行程傳送給plc，以確保料斗門(mén)能夠精確、快速地打開(kāi)和關(guān)閉，從而滿(mǎn)足物料卸載和運(yùn)輸?shù)男枨蟆?/p>

18、進(jìn)一步的，所述門(mén)開(kāi)閉油缸與plc的交互邏輯如下：

19、當(dāng)plc接收到開(kāi)門(mén)指令時(shí)，會(huì)控制液壓泵站向門(mén)開(kāi)閉油缸供油，隨著液壓油的注入，油缸內(nèi)部的壓力逐漸升高，推動(dòng)活塞和活塞桿向前移動(dòng)，從而帶動(dòng)料斗門(mén)打開(kāi)；

20、當(dāng)達(dá)到預(yù)定開(kāi)度時(shí)，plc會(huì)停止供油，并通過(guò)磁致伸縮傳感器讀取活塞桿的當(dāng)前位置，以確定門(mén)開(kāi)度；

21、如果需要關(guān)閉料斗門(mén)，plc則控制液壓泵站將油缸內(nèi)的液壓油抽出，使活塞和活塞桿在彈簧或重力作用下向后移動(dòng)。

22、進(jìn)一步的，所述出料輥筒安裝在料斗門(mén)下部，并通過(guò)液壓馬達(dá)實(shí)現(xiàn)輥筒運(yùn)行，將原料從料斗框內(nèi)進(jìn)行送出；當(dāng)plc控制系統(tǒng)接收到出料指令時(shí)，它會(huì)控制液壓泵站向液壓馬達(dá)供油，隨著液壓油的注入，液壓馬達(dá)內(nèi)部的壓力逐漸升高，從而驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)輥筒本體旋轉(zhuǎn)。物料在輥筒的摩擦力作用下，被平穩(wěn)地送出料斗框。當(dāng)出料完成后，plc控制系統(tǒng)會(huì)控制液壓泵站停止供油，液壓馬達(dá)和輥筒本體也會(huì)隨之停止旋轉(zhuǎn)。

23、進(jìn)一步的，所述2d視覺(jué)系統(tǒng)通過(guò)工業(yè)相機(jī)捕捉料斗出料區(qū)域的圖像，經(jīng)濾波去噪和圖像增強(qiáng)后，使用邊緣檢測(cè)算法提取圖像中物料的輪廓信息，再對(duì)識(shí)別出的物料進(jìn)行連通域分析，即找出圖像中相互連接的像素區(qū)域，每個(gè)連通域代表一個(gè)物料，通過(guò)計(jì)算連通域的數(shù)量即可得到物料的數(shù)量?？墒褂眯螒B(tài)學(xué)處理算法對(duì)圖像進(jìn)行進(jìn)一步處理，以消除噪聲和干擾信息，形態(tài)學(xué)處理包括腐蝕、膨脹、開(kāi)運(yùn)算和閉運(yùn)算等操作，這些操作有助于更準(zhǔn)確地識(shí)別物料數(shù)量。

24、進(jìn)一步的，所述電氣控制柜通過(guò)接收來(lái)自傳感器的信號(hào)，plc控制系統(tǒng)執(zhí)行控制邏輯，并向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令。

25、另一方面，提供了一種基于2d視覺(jué)的料斗框自動(dòng)出料系統(tǒng)的控制方法，應(yīng)用于如上述的基于2d視覺(jué)的料斗框自動(dòng)出料系統(tǒng)，包括以下步驟：

26、s1、當(dāng)系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，plc觸發(fā)2d視覺(jué)系統(tǒng)處于工作狀態(tài)；

27、s2、液壓泵站自動(dòng)啟動(dòng)，為整個(gè)系統(tǒng)提供動(dòng)力源；

28、s3、料斗框尾部在升降油缸的作用下，上升至預(yù)定高度；

29、s4、料斗框出口在開(kāi)關(guān)門(mén)油缸的作用下，打開(kāi)門(mén)至一個(gè)預(yù)定開(kāi)度；

30、s5、出料輥筒啟動(dòng)，慢慢將原料從料斗框中送出至連接的重載鏈板線(xiàn)上；

31、s6、在自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，plc控制系統(tǒng)根據(jù)2d視覺(jué)系統(tǒng)反饋的原料數(shù)量，及時(shí)調(diào)整升降高度和門(mén)的開(kāi)度，達(dá)到均勻出料效果。

32、本發(fā)明提供了一種基于2d視覺(jué)的料斗框自動(dòng)出料系統(tǒng)及其控制方法，具備以下有益效果：

33、1、本發(fā)明將銻錠原料從大貨車(chē)內(nèi)無(wú)序狀態(tài)，通過(guò)傾倒的方式倒入料斗框后，通過(guò)2d視覺(jué)、液壓系統(tǒng)將銻塊均勻、有序的輸出到連接的鏈板線(xiàn)上，等待后續(xù)工位進(jìn)行有序處理，節(jié)省了廠內(nèi)場(chǎng)地、大大減少了后續(xù)人工操作強(qiáng)度，并提高了效率。

34、2、本發(fā)明基于2d視覺(jué)識(shí)別技術(shù)，實(shí)時(shí)將出料原料的數(shù)量進(jìn)行識(shí)別，將識(shí)別出的數(shù)量反饋給主控柜的plc控制系統(tǒng)，plc控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)運(yùn)算及處理，控制料斗框升降、料斗門(mén)開(kāi)度、出料輥筒的啟停等控制，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，達(dá)到出料有序及均勻目的。

技術(shù)特征：

1.一種基于2d視覺(jué)的料斗框自動(dòng)出料系統(tǒng)，其特征在于，包括液壓泵站、料斗框、升降油缸、開(kāi)關(guān)門(mén)油缸、出料輥筒、2d視覺(jué)系統(tǒng)和電氣控制柜；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于2d視覺(jué)的料斗框自動(dòng)出料系統(tǒng)，其特征在于，所述升降油缸和開(kāi)關(guān)門(mén)油缸均外置有磁致伸縮傳感器，且磁致伸縮傳感器通過(guò)測(cè)量磁場(chǎng)的變化來(lái)確定活塞桿的行程，所述磁致伸縮傳感器安裝在活塞桿或缸體的外部，并與plc相連，當(dāng)活塞桿移動(dòng)時(shí)，它會(huì)改變傳感器周?chē)拇艌?chǎng)，以觸發(fā)傳感器內(nèi)部的測(cè)量機(jī)制，并將測(cè)量到的位移數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，發(fā)送給plc進(jìn)行處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于2d視覺(jué)的料斗框自動(dòng)出料系統(tǒng)，其特征在于，所述升降油缸對(duì)料斗框尾部向上舉升，并通過(guò)外置的磁致伸縮傳感器，將升降油缸行程傳送給plc。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于2d視覺(jué)的料斗框自動(dòng)出料系統(tǒng)，其特征在于，所述升降油缸與plc的交互邏輯如下：

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于2d視覺(jué)的料斗框自動(dòng)出料系統(tǒng)，其特征在于，所述門(mén)開(kāi)閉油缸對(duì)料斗框出口門(mén)開(kāi)度控制，并通過(guò)外置的磁致伸縮傳感器，將門(mén)開(kāi)度行程傳送給plc。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于2d視覺(jué)的料斗框自動(dòng)出料系統(tǒng)，其特征在于，所述門(mén)開(kāi)閉油缸與plc的交互邏輯如下：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于2d視覺(jué)的料斗框自動(dòng)出料系統(tǒng)，其特征在于，所述2d視覺(jué)系統(tǒng)通過(guò)工業(yè)相機(jī)捕捉料斗出料區(qū)域的圖像，經(jīng)濾波去噪和圖像增強(qiáng)后，使用邊緣檢測(cè)算法提取圖像中物料的輪廓信息，再對(duì)識(shí)別出的物料進(jìn)行連通域分析，即找出圖像中相互連接的像素區(qū)域，每個(gè)連通域代表一個(gè)物料，通過(guò)計(jì)算連通域的數(shù)量即可得到物料的數(shù)量。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于2d視覺(jué)的料斗框自動(dòng)出料系統(tǒng)，其特征在于，所述電氣控制柜通過(guò)接收來(lái)自傳感器的信號(hào)，plc控制系統(tǒng)執(zhí)行控制邏輯，并向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令。

9.一種基于2d視覺(jué)的料斗框自動(dòng)出料系統(tǒng)，應(yīng)用于如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的基于2d視覺(jué)的料斗框自動(dòng)出料系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于2D視覺(jué)的料斗框自動(dòng)出料系統(tǒng)及其控制方法，涉及冶金材料轉(zhuǎn)運(yùn)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，包括液壓泵站、料斗框、升降油缸、開(kāi)關(guān)門(mén)油缸、出料輥筒、2D視覺(jué)系統(tǒng)和電氣控制柜；所述液壓泵站負(fù)責(zé)提供動(dòng)力源，為整個(gè)系統(tǒng)提供動(dòng)力輸出；所述料斗框負(fù)責(zé)接收和存儲(chǔ)貨車(chē)卸載的物料；所述升降油缸負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)料斗框升降功能及反饋升降行程。該基于2D視覺(jué)的料斗框自動(dòng)出料系統(tǒng)及其控制方法，將銻錠原料從大貨車(chē)內(nèi)無(wú)序狀態(tài)，通過(guò)傾倒的方式倒入料斗框后，通過(guò)2D視覺(jué)、液壓系統(tǒng)將銻塊均勻、有序的輸出到連接的鏈板線(xiàn)上，等待后續(xù)工位進(jìn)行有序處理，節(jié)省了廠內(nèi)場(chǎng)地、大大減少了后續(xù)人工操作強(qiáng)度，并提高了效率。

技術(shù)研發(fā)人員：伍華兵,張映球,張攀,黃駿
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖南嚴(yán)格智能裝備有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15