[发明专利]一种智能色选装备高精细气流自适应控制方法

说明书

本发明公开了一种智能色选装备高精细气流自适应控制方法。次品物料下落到色选装备的滑槽出口处时，由CCD相机进行拍摄，根据成像确定气嘴作用范围和次品物料的质量。当次品物料落至气嘴位置时，根据色选装备中次品收集箱的位置，确定剔除某一次品物料需要的气嘴气流流量。次品物料受到气嘴气流作用后，偏离原始轨迹，落入次品收集箱，分选过程完成。本发明通过控制作用气嘴范围、数量和气嘴气流流量来将次品物料喷出，使其进入次品收集箱，实现了物料分选时气嘴高精细气流自适应控制。

技术领域

本发明涉及分拣装备的设计技术领域，涉及色选装备气流控制领域。针对物料选择时分选精度低、分选气流消耗大的问题，提出新的气嘴气流自适应控制方法。

背景技术

智能色选设备是一种光机电一体化的高科技设备。该设备能识别和剔除运动颗粒中的杂质，能对各种不同颗粒的色差进行快速的识别和分类，在散体物料包装工业和食品加工业等领域有着非常广泛的应用。随着技术创新的不断推进，色选机的设计已经发展到了精细化、智能化的阶段。

针对不同物料提供更高的色选精度和降低能耗，是研发人员面前的两大主要任务目标。智能色选给装备需要基于不同输送物料，实现智能色选。智能色选装备工作时，通常利用气阀组件控制气嘴气流的工作状态将次品去除，因此色选过程中，气嘴的开关状态和气嘴气流流量的控制对于色选装备的性能提高非常重要。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，针对色选装备在使用气流喷射进行物料选择时分选精度低、分选气流消耗大的问题，本发明提供了一种智能色选装备高精细气流自适应控制方法，能动态检测物料的体积、位置，自适应调节气嘴工作范围和气嘴气流气量，实现了物料分选时气嘴高精细气流自适应控制。

如图3所示，本发明的技术方案具体包括以下步骤：

步骤1：物料沿滑槽下落，在滑槽出口处由CCD相机图像实时采集，图像输入到上位机进行处理识别为次品物料和正常品物料，并且根据图像处理获得次品物料所在图像截面区域，进而获得次品物料所在图像截面区域的面积S；取截面面积和面积S相同的球体体积作为物料体积V，再计算次品物料的质量m＝物料密度ρ×物料体积V；

步骤2：在滑槽出口处，根据CCD相机连续拍摄，根据图像处理获得次品物料所在图像截面区域的质心位置(x_c，y_c)和质心水平方向宽度L，x_c、y_c分别表示质心位置的水平坐标和纵向坐标，水平方向为垂直于滑槽下落的水平方向，并处理获得次品物料在滑槽出口处的初速度v₀；

步骤3：根据质心位置的水平坐标x_c和质心水平方向宽度L，获得用于吹除次品物料的中心气嘴和辅助气嘴的位置和数量N以及气流流量，进而控制气嘴工作，使得次品物料滑出滑槽后在气嘴气流作用下偏离原始轨迹落入次品收集箱进而实现分选；

步骤4：上述步骤是针对某个位置的单个次品物料的开启的气嘴和及其流量确定，由控制系统控制相应气嘴位置的气阀启闭和流量。实际进行分选工作时，控制系统同步连续运行上述步骤对经过滑槽的各个物料进行实时识别和处理，实现用于物料流分选的高精细气流自适应控制。

所述步骤1中，物料密度已知，在色选装备工作前输入，是实验测得的物料平均密度，所述的物料体积V计算为则质量m计算为

所述步骤2中，次品物料在滑槽出口处的初速度v₀由CCD相机拍摄间隔为Δt连续两次图像处理得到：

其中，表示前时刻拍摄图像处理得到的次品物料所在图像截面区域的质心纵向坐标，表示后时刻拍摄图像处理得到的次品物料所在图像截面区域的质心纵向坐标，Δt表示前后时刻之间的时间差。

物料沿物料滑槽下落，在滑槽出口处的初速度(v₀)，与水平方向夹角即为滑槽倾角(α)。