一种链篦机料层厚度成像系统及方法技术方案

本发明专利技术提出一种链篦机料层厚度成像系统及方法，属于球团布料成像技术领域，该系统包括云台、激光料位计、电机编码器、数据处理模块和成像模块，该系统可以实现链篦机整个带料情况，让操作人员直观的观察链篦机整体料层状态，对造球系统、链篦机上料系统及热平衡系统给出正确调整的强有力依据，使链篦机产能最大化，促进整体工艺生产流程最优化；提高生产率与合格率，有效减少出现炸球和裂球的现象，达到节能减排的目的；该系统拥有广阔的市场前景，能给企业带来直接的经济效益和间接的社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于球团布料成像
，具体涉及一种链篦机料层厚度成像系统及方法。
技术介绍
在球团生产过程中，链篦机布料是至关重要的一个环节，链篦机料层厚度及其均匀度一直是一个重中之重的参数，料层厚度及其均匀度的变化间接影响链箅机运行的速度、热风系统等，而直接影响成品球的质量与产量。以往工程都是依据链篦机台车宽度而设几个固定式雷达料位计，也只能检测几点料层厚度，需要靠PLC系统来比较，大致求出料层是否存在偏差，根本不能准确检测出当前料层的平均厚度及偏差拐点在什么位置、有多少个拐点与链篦机瞬时上料量；以上这些问题一直是影响球团实际生产的重要问题中的一部分；基于球团厂对生产能力与自动化水平要求的不断提高及达到节能减排的目的，需要提高生产的效率，而链篦机料层厚度及生球量直接影响成品球的质量与产量；因此链篦机料层厚度及生球量的检测及成像对球团生产操作来说都是非常重要的。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出一种链篦机料层厚度成像系统及方法，以达到提高生产能力、自动化水平、生产的效率、成品球的质量与产量的目的。一种链篦机料层厚度成像系统，包括：云台、激光料位计、电机编码器、数据处理模块和成像模块，其中，云台：用于固定并旋转激光料位计，同时将每个采样点采样时激光料位计与链篦机台车垂线所成角度至数据处理模块；激光料位计：用于在线测量链篦机台车上球团矿料层的厚度，并发送至数据处理模块中；电机编码器：用于在线测量链篦机主传动电机的转速，对链篦机的速度进行在线检测，并发送至数据处理模块中；数据处理模块：用于根据采集的厚度值、速度值和角度值，获得并显示链篦机台车上任意采样点料厚、采样周期平均料厚、整体台车上的平均料厚、每个周期瞬时料量、每个周期累积料量、台车上当前总料量和运行速度；成像模块：用于通过3D软件将链篦机台车上球团矿料层厚度形成三维立体动态图像。所述的激光料位计，位于链篦机台车底板上表面宽度中点正上方。采用链篦机料层厚度成像系统进行的成像方法，包括以下步骤：步骤1、设置采样周期及每个周期内采样点的个数，以链篦机台车底板上表面宽度的中点为原点构建直角坐标系；步骤2、由0°开始旋转云台，带动激光料位计旋转到达第一检测点测量链篦机台车上球团矿厚度值，并发送至数据处理模块中获得该检测点的坐标；步骤3、云台继续转动至下一检测点，采用激光料位计测量该点厚度值，并发送至数据处理模块中获得该检测点的坐标；步骤4、反复执行步骤3，直至云台完成360°的旋转，即完成该周期内所有检测点的测量，将所有有效测量范围内检测点坐标用曲线连接，获得该周期内链篦机台车上球团矿厚度曲线；步骤5、采用电机编码器在线测量链篦机主传动电机的转速，并发送至数据处理模块中；步骤6、根据一个周期内所有有效测量范围内检测点的厚度值，获得该周期内链篦机的平均料层厚度，再根据该周期内料流速度实测的平均值，获得当前料厚检测周期瞬时料量；步骤7、根据每个周期链篦机的平均料层厚度获得整体台车上的平均料厚；步骤8、根据整体台车上的平均料厚、链篦机台车有效载料长度、台车上球团矿的堆比重和链篦机台车宽度，获得台车上当前总料量；或根据每个周期料量累积量获得台车上当前总料量；步骤9、采用3D软件将链篦机台车上球团矿料层厚度形成三维立体动态图像。本专利技术优点：本专利技术提出一种链篦机料层厚度成像系统及方法，该系统可以实现链篦机整个带料情况，让操作人员直观的观察链篦机整体料层状态，对造球系统、链篦机上料系统及热平衡系统给出正确调整的强有力依据，使链篦机产能最大化，促进整体工艺生产流程最优化；可以提高生产率与合格率，有效减少出现炸球和裂球的现象，达到节能减排的目的；目前国内外球团厂对链篦机带料状态都无法做到在中控室3D成像与链篦机上的料量等，因为链篦机有上罩，操作人员到现场也无法大范围观察，而本套系统可以解决这些问题，所以拥有广阔的市场前景，能给企业带来直接的经济效益和间接的社会效益。附图说明图1为本专利技术一种实施方式的链篦机料层厚度成像系统结构示意图，其中，1表示激光料位计，2表示云台，3表示球团矿料层下表面，4表示链篦机台车，5表示链篦机传动电机编码器，6表示链篦机料层厚度曲线；图2为本专利技术一种实施方式的链篦机料层厚度成像方法流程图；图3为本专利技术一种实施方式的链篦机台车料厚检测原理示意图；图4为本专利技术一种实施方式的激光料位计与云台旋转组合建立直角坐标系示意图；图5为本专利技术一种实施方式的链篦机料层厚度成像系统的空间直角坐标系示意图；图6为本专利技术一种实施方式的经过x周期检测后，链篦机台车布满料的空间直角坐标系示意图；图7为本专利技术一种实施方式的经过x+1周期检测后，链篦机台车布满料的空间直角坐标系示意图；图8为本专利技术一种实施方式的链篦机台车布物料3D成像示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术一种实施例做进一步说明。本专利技术实施例中，如图1所示，链篦机料层厚度成像系统包括：云台、激光料位计(欧普泰克SSR-CP)、电机编码器(ZKT-D100H45-51.2B-8-30E)、数据处理模块和成像模块(3D激光物位仪成像软件，西门子S7-300和西门子Win-CC)，其中，云台用于固定并旋转激光料位计，将每个采样点采样时激光料位计与链篦机台车垂线所成角度至数据处理模块；激光料位计位于链篦机台车底板上表面宽度中点正上方；激光料位计用于在线测量链篦机台车上球团矿各个采样点的厚度，并发送至数据处理模块中；电机编码器用于在线测量链篦机主传动电机的转速，对链篦机的速度进行在线检测，并发送至数据处理模块中；数据处理模块用于根据采集的厚度值、速度值和角度值，获得并显示链篦机台车上任意检测点料厚、采样周期平均料厚、整体台车上的平均料厚、每个周期瞬时料量、每个周期累积料量、台车上当前总料量和运行速度；成像模块用于通过3D软件将链篦机台车上球团矿料层厚度形成三维立体动态图像。本专利技术实施例中，如图2所示，链篦机料层厚度是通过激光料位仪与360°旋转云台坐标定位组成的；激光料位仪内置可见激光瞄准被测介质，内置高精度高分辨率计时装置测量红外激光在发射点和被测介质之间往返时间，设发射点和被测介质之间距离为L，则有： L = t * c 2 - - - ( 1 ) ]]>其中，t表示发射点和被测介质之间往返时间，c表示光速；本专利技术实施例中，如图2所示，激光料位仪与水平线间成α角时，对应链篦机台车相应坐标处球团矿的料厚，公式如下：H＝h-(L+l)*sinα (2)其中，α表示激光料位仪与水平线间的夹角；l表示激光料位仪发射点与云台转轴中心线间的距离，设备选型确定后是常数；h表示云台装置转轴中心线与链篦机台车底板上表面间的距离，设备安装后是常数(5.5m)；H表示激光料位仪与水平线间成α角时，对应链篦机台车相应坐标处球团矿的料厚；本专利技术实施例中，采用链篦机料层厚度成像系统进行的成像方法，方法流程图如图3所示，包括以下步骤：步骤1、设置采样周期及每个周期内采样点的个数，以链篦机台车底板上表面宽度的中点为原点构建直角坐标系；本专利技术实施例中，为实现对链篦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种链篦机料层厚度成像系统，其特征在于，包括：云台、激光料位计、电机编码器、数据处理模块和成像模块，其中，云台：用于固定并旋转激光料位计，同时将每个采样点采样时激光料位计与链篦机台车垂线所成角度至数据处理模块；激光料位计：用于在线测量链篦机台车上球团矿料层的厚度，并发送至数据处理模块中；电机编码器：用于在线测量链篦机主传动电机的转速，对链篦机的速度进行在线检测，并发送至数据处理模块中；数据处理模块：用于根据采集的厚度值、速度值和角度值，获得并显示链篦机台车上任意采样点料厚、采样周期平均料厚、整体台车上的平均料厚、每个周期瞬时料量、每个周期累积料量、台车上当前总料量和运行速度；成像模块：用于通过3D软件将链篦机台车上球团矿料层厚度形成三维立体动态图像。

【技术特征摘要】
1.一种链篦机料层厚度成像系统，其特征在于，包括：云台、激光料位计、电机编码器、数据处理模块和成像模块，其中，云台：用于固定并旋转激光料位计，同时将每个采样点采样时激光料位计与链篦机台车垂线所成角度至数据处理模块；激光料位计：用于在线测量链篦机台车上球团矿料层的厚度，并发送至数据处理模块中；电机编码器：用于在线测量链篦机主传动电机的转速，对链篦机的速度进行在线检测，并发送至数据处理模块中；数据处理模块：用于根据采集的厚度值、速度值和角度值，获得并显示链篦机台车上任意采样点料厚、采样周期平均料厚、整体台车上的平均料厚、每个周期瞬时料量、每个周期累积料量、台车上当前总料量和运行速度；成像模块：用于通过3D软件将链篦机台车上球团矿料层厚度形成三维立体动态图像。2.根据权利要求1所述的链篦机料层厚度成像系统，其特征在于，所述的激光料位计，位于链篦机台车底板上表面宽度中点正上方。3.采用权利要求1所述的链篦机料层厚度成像系统进行的成像方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、设置采样周期及每个周期内采样点的个数，以链篦机台车底板上表面宽度的中点为原...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志国，
申请(专利权)人：中冶北方大连工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21