[发明专利]一种基于结构光体积测量的物料加工进料伺服系统

说明书

本发明公开了一种基于结构光体积测量的物料加工进料伺服系统，包括物料输送下位机系统、物料加工装置和上位机控制系统；上位机控制系统包括控制器和物料体积估测装置，控制器与物料输送下位机系统信号连接；物料体积估测装置包括与控制器和物料图像提取装置；物料图像提取装置获得实时输送的物料图像并将信号传递至图像处理器，获得输送的实时物料体积，并将信号发送至控制器，控制器依据物料加工装置的处理能力实时调整伺服电机输出转速，使得物料输送速度与物料加工装置处理能力相匹配；本发明的基于结构光体积测量的物料加工进料伺服系统，能够实时监测当输送带上的物料体积分布(或质量分布)，可以实现对物料供给的精准控制。

技术领域

本发明属于物料加工进料伺服系统，更具体的说涉及一种基于结构光体积测量的物料加工进料伺服系统。

背景技术

物料加工装置如破碎机、包装机和分选机等，均具有额定工作量，输送机为物料加工装置供料，一般是通过控制进料输送带的速度来实现物料加工装置进料控制。现有技术中，一般的是在输送带尾部设置一称重装置，如皮带秤，来获得实时进料重量，但是，对于一些不规则形状或体积较大的物料，物料之间具有较大的空间，通过重量控制进料不能很好的适应物料加工装置加工量，这是因为皮带秤等，虽然知道输送带输送过程中，整条输送带上物料的重量，但对于物料的质量分布并不清楚，故而对于给料供应并不能做到十分精准，往往会造成物料加工装置满载、超载问题，或者出现物料加工装置空载问题，影响加工效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于结构光体积测量的物料加工进料伺服系统，能够实时监测当输送带上的物料体积分布(或质量分布)，可以实现对物料供给的精准控制。

本发明技术方案一种基于结构光体积测量的物料加工进料伺服系统，包括物料输送下位机系统、设置在所述物料输送下位机系统后部的物料加工装置和与所述物料输送下位机系统信号连接的上位机控制系统；所述物料输送下位机系统包括输送带和驱动所述输送带输送的伺服电机，所述上位机控制系统包括控制器和与所述控制器连接的物料体积估测装置，所述控制器与所述物料输送下位机系统信号连接；所述物料体积估测装置包括与所述控制器连接的图像处理器和与所述图像处理器连接且设置在所述输送带上方的物料图像提取装置；

所述物料图像提取装置获得实时输送的物料图像并将信号传递至图像处理器，经过图像处理器处理获得输送的实时物料体积，并将信号发送至控制器，所述控制器依据物料加工装置的处理能力实时调整伺服电机输出转速，实现对输送带输送物料速度进行调节，使得物料输送速度与物料加工装置处理能力相匹配。

优选地，所述物料图像提取装置包括等高安装在所述输送带上方的结构光光源和CCD相机，CCD相机与所述图像处理器连接。

优选地，所述物料体积估测装置获得单位时间内进入所述物料加工装置的物料流体积C步骤为：

首先，确定结构光光源和CCD相机安装位置的正下方的输送带上的区间段为测量位置，测量位置的宽度即为输送带的宽度，测量位置的长度选定为与结构光光源能够照射到的区域内；同时测量出本测量位置中心点N1位置距离物料加工装置的距离L，按照输送带实时输送速度，计算出本测量位置的物料进入物料加工装置时间为ΔT；

然后，所述结构光光源照射至测量位置的输送带表面，获得无畸变的初始测量位置图像，所述图像处理器在初始测量位置图像上标记出各初始点A1、A2、A3……An；同时，标注各点的坐标；同时，确定初始测量位置图像中心点N1，中心点N1与A1、A2、A3……An中一点重合；

再后，图像处理器接收测量位置上被输送的物料流表面图像，同时，在物料流图像表面标记出各测量点a1、a2、a3……an；测量点a1、a2、a3……an与初始点A1、A2、A3……An一一对应，同时，标注各点的坐标；