[发明专利]一种破碎机破碎粒径自动调节装置及方法

摘要

本发明公开了一种破碎机破碎粒径自动调节装置及方法，包括筛分板、回送带式输送机、图像采集装置、计算机和PLC控制器，筛分板的一端设置在破碎机出料口下方、另一端设置在回送带式输送机的上方，所述筛分板倾斜设置，回送带式输送机设置在破碎机的一侧，回送带式输送机的一端与破碎机进料口连接，图像采集装置通过固定支架设置在回送带式输送机的上方，所述图像采集装置由矿用摄像头和图像采集卡组成，矿用摄像头与图像采集卡连接，图像采集卡与计算机连接，计算机通过PLC控制器控制破碎机的推移液压缸动作。本发明能实时检测破碎后物料的粒度，然后控制破碎机自动进行辊缝间隙调节，不仅可实时调整，而且调节精度高。

主权项

1.一种破碎机破碎粒径自动调节方法，其特征在于，采用的破碎机破碎粒径自动调节装置包括筛分板、回送带式输送机、图像采集装置、计算机和PLC控制器，筛分板的一端设置在破碎机出料口下方、另一端设置在回送带式输送机的上方，所述筛分板倾斜设置，回送带式输送机设置在破碎机的一侧，回送带式输送机的一端与破碎机进料口连接，图像采集装置通过固定支架设置在回送带式输送机的上方，所述图像采集装置由矿用摄像头和图像采集卡组成，矿用摄像头与图像采集卡连接，图像采集卡与计算机连接，计算机通过PLC控制器控制破碎机的推移液压缸动作，具体工作步骤为：(1)需破碎物料从进料口进入光辊式破碎机进行破碎，破碎后的物料通过出料口排出破碎机并落在筛分板上，小于筛分板间隙的物料直接通过筛分板间隙落入下方进行收集，大于筛分板间隙的物料顺着筛分板向下滑动，最终滑落至回送带式输送机的输送带上；(2)落在输送带上的物料随着输送带运输到破碎机进料口，在运输过程中物料从图像采集装置下方经过时，矿用摄像头进行拍摄，并将拍摄的图像经信号转换后传递给图像采集卡，然后图像采集卡将信号转换后传递给计算机，计算机对图像进行处理，具体为：A、计算机对接收的拍摄图像进行中值滤波，具体公式为：g(x,y)＝median{f(x‑k,y‑l),(k,l∈W)}其中，f(x,y)和g(x,y)分别表示原始图像和处理后图像，W表示二维模板；B、对滤波后的图像进行二值化处理，根据图像的灰度特性，采用最大类间方差法得出最佳的阈值t^*，如下式所示上式含义为在L个灰度级范围内，使类间方差取最大值时的t的值，即为t^*；将整幅图像的每个像素点的灰度值与最佳的阈值t^*比对，将大于等于阈值t^*的像素点设为1，将小于阈值t^*的像素点设为0；C、采用分水岭算法对已经二值化的图像进行分割；用f(x,y)表示输入图像，g(x,y)表示梯度图像，则梯度图像可由下式计算得到：D、对整幅图像中的物料图像进行计算，具体为：Ⅰ、计算物料图像总像素面积与整幅图像总像素面积的比值；设物料图像总像素面积为S1，S1初始值为1，依次对整幅图像每个像素点进行扫描，若该像素点为1，则S1加1；若该像素点为0，则S1不变，整幅图像扫描完毕，得到的S1值即为物料图像总像素面积；整幅图像总像素面积为S_总，S_总的值为整幅图像的像素点个数，将物料图像总像素面积S1与整幅图像总像素面积S_总的比值记为W；Ⅱ、计算单个物料实际面积的平均值：首先通过矿用摄像头对一个物料进行拍摄且该物料垂直投影到输送带上的实际面积已测得，然后通过图像处理得出组成该单个物料图像的像素面积，两者的比值为H；对整幅图像的每个像素点从左向右，从上向下按行依次进行扫描，扫描过的每个像素点置0，扫描过程中第一个扫描到的像素值为1的点记为B1，并对该像素点进行坐标标记，然后扫描该像素点的八连通区域，将八连通区域中像素值为1的点仍记为B1，将这些点同样进行坐标标记，重复上述步骤，找到所有的B1点，直至标记为B1的像素点八连通区域内无像素值为1的像素点，则所有标记为B1的像素点个数即为B1像素点组成的单个物料图像在整幅图像中所占像素面积；然后继续对整幅图像进行扫描，将第二次得到的像素值为1的点记为B2，重复B1的获取步骤，得到B1像素点组成的单个物料图像在整幅图像中所占像素面积；然后重复进行扫描依次得到B3，B4……Bn像素点组成的单个物料图像在整幅图像中所占像素面积；直至整幅图像中像素点均为0时扫描结束；得出拍摄的物料个数为n，由于物料图像总像素面积为S1，则单个物料图像的像素面积平均值为S1/n，记为Y，由于实际面积与像素面积的比值为H，即单个物料实际面积的平均值＝YH，并将得到的单个物料实际面积的平均值记为Z；(3)计算机将得出的物料图像总像素面积S1与整幅图像总像素面积S_总的比值W和单个物料实际面积的平均值Z传递给PLC控制器进行分析处理，具体内容为：a、设定两个临界像素面积比值分别为W1和W2，其中W1<W2，PLC控制器将W与W1进行比较，如W<W1，则回送带式输送机的进料输送带运行速度处于高速运行不变；如W1≦W<W2，则PLC控制器控制回送带式输送机的进料输送带中速运行；如果W≧W2，则PLC控制器控制回送带式输送机的进料输送带低速运行；b、设定两个物料实际面积的临界平均值Z1和Z2，其中Z1<Z2，PLC控制器将Z与Z1进行比较，如Z<Z1，则PLC控制器控制推移液压缸做增大辊缝间隙运动；如Z1≦Z≦Z2，则推移液压缸不动作；如Z>Z2，则PLC控制器控制推移液压缸做减小辊缝间隙运动，完成一次破碎机辊缝间隙调整；(4)在每一次辊缝间隙调整后，重复上述步骤，直到满足W1≦W≦W2，Z1≦Z≦Z2两个条件后，PLC控制器停止作用，完成破碎机辊缝间隙调整。