一种基于图像处理的圆盘造球机生球尺寸监控系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种基于图像处理的圆盘造球机生球尺寸监控系统，针对现有技术缺少对圆盘造球机内造球过程中出现球团尺寸超出规定范围情况的智能监控问题，采用高精度图像处理设备实现对造球过程的检测并通过机械装置取出不合格的超大球，提高了成球生产质量和产量，同时节约了劳动成本；监控设备还能够与圆盘造球机主体结构有机结合在一起，不妨碍圆盘造球机的正常运行。

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像处理的圆盘造球机生球尺寸监控系统
本技术涉及一种监控
，尤其涉及一种基于图像处理的圆盘造球机生球尺寸监控系统。
技术介绍
造球是细磨物料的成球过程，也是球团生产中的重要工序之一。造球物料由给料机给入圆盘造球机，物料加入后，随着洒水管不断加水和圆盘使物料产生滚动，造球物料即逐步变成各种粒度的生球。由于粒级本身的差异，在旋转圆盘的作用下，它们将按不同的轨迹进行运动。大颗粒位于表面和圆盘的边缘。因此当总给料量大于圆盘的填充量时，符合尺寸的合格生球即由盘内排出。由于圆盘造球机具有自行分级的特点，所以它的产品粒度比较均匀，但有时大颗粒生球未被排出导致颗粒越来越大超出规定尺寸，降低了造球效率。现有的监控方法是采用人工的形式定期进行巡检，劳动强度高，同时这种方法点检监控周期长，影响成球生产质量和产量。因此需要一种基于图像处理的圆盘造球机生球尺寸监控方法来提高成球生产质量和产量并节约劳动成本。
技术实现思路
针对上述缺陷，本技术所要解决的技术问题提出一种基于图像处理的圆盘造球机生球尺寸监控系统，监测出圆盘造球机内的超出规定尺寸的大球并将其取出，从而提高成球生产质量和产量并节约劳动成本。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：一种基于图像处理的圆盘造球机生球尺寸监控系统，其特征在于：包括摄像设备、嵌入式图像处理器、球团抓取控制系统、球团抓取设备，所述的嵌入式图像处理器中包括灰度处理单元、滤波单元、阈值处理单元和圆检测单元，所述的摄像设备与嵌入式图像处理器连接，嵌入式图像处理器与球团抓取控制系统连接，所述的球团抓取控制系统控制所述的球团抓取设备动作；所述的摄像设备采集圆盘造球机内造球过程中的RGB图像，并将图像传递给所述的嵌入式图像处理器；所述的嵌入式图像处理器将采集到的图像通过灰度处理单元、滤波单元、阈值处理单元和圆检测单元来进行图像处理和图像检测，识别出造球过程中是否有超大球出现，当出现超大球时，识别出超大球的尺寸和位置，分析出超大球的运动轨迹并预测超大球落入所述的球团抓取设备抓取位的时间，等待该时间后向所述的球团抓取控制系统发送抓取信号；所述的球团抓取设备包括支架，机械大臂、机械小臂和筛铲，所述的机械大臂与支架连接，机械大臂由电机驱动其在水平方向运动；机械大臂与机械小臂垂直连接，机械小臂由电机驱动其在垂直方向运动；机械小臂最下端设有筛铲，筛铲由电机驱动其收起与下放；当机械大臂运动到位后，机械小臂进行运动；在机械大臂和机械小臂上分别安置四个位置传感器：机械大臂设置左限位、右限位、抓取位A和卸料位A；机械小臂设置上限位、下限位、抓取位B和卸料位B；所述的摄像设备设置在球团抓取设备的支架上；所述的筛铲内部由多根铁条相间排列，是为了挖起超大球团时，将超大球团留在筛铲内，标准尺寸球团落回圆盘造球机而设计。一般标准球团尺寸范围为9～16mm，为减少筛铲的承载力，将各铁条间隔距离设为32mm或根据生产对超大球尺寸定义要求设计。采用本技术的基于图像处理的圆盘造球机生球尺寸监控系统，针对现有技术缺少对圆盘造球机内造球过程中出现球团尺寸超出规定范围情况的智能监控问题，采用高精度图像处理设备实现对造球过程的检测并通过机械装置取出不合格的超大球，提高了成球生产质量和产量，同时节约了劳动成本；监控设备还能够与圆盘造球机主体结构有机结合在一起，不妨碍圆盘造球机的正常运行。附图说明图1为基于图像处理的圆盘造球机生球尺寸监控系统示意图；图2为筛铲结构图；其中，1-摄像设备、2-嵌入式处理器、3-支架、4-机械大臂、5-机械小臂、6-筛铲。具体实施方式下面结合实施例对本技术作详细的说明。如图1所示，一种基于图像处理的圆盘造球机生球尺寸监控系统，包括：摄像设备1、嵌入式处理器2、球团抓取控制系统、球团抓取设备的支架3、机械大臂4、机械小臂5、筛铲6。圆盘造球机结构，其结构组成为转动心轴结构，造球机圆盘支承在主轴承上，主轴靠前端两支点铰接于设备底座的支承轴上，主轴箱的末端通过倾角调整器于底座相连。所述摄像设备1设置在平行于圆盘造球机主轴承方向且面向圆盘面的位置，用于采集圆盘造球机内实时造球图像，可以根据实际安装位置作适当调整。所述的嵌入式处理器2中包括灰度处理单元、滤波单元、阈值处理单元和圆检测单元，所述的摄像设备1与嵌入式处理器2连接，嵌入式处理器2与球团抓取控制系统连接，球团抓取控制系统控制球团抓取设备。所述的嵌入式处理器为FPGA，可选用XilinxFPGAXC7Z010芯片。所述的球团抓取设备包括包括支架3、与支架3连接的机械大臂4、与机械大臂4垂直连接的机械小臂5、机械小臂5下端的筛铲6。机械大臂4由直流调速电机驱动，球团抓取控制系统通过调制脉冲宽度控制机械大臂4在水平方向上的运动速度和方向；机械大臂4与机械小臂5垂直连接，当机械大臂4运动到位后，机械小臂5进行运动。机械小臂5由直流调速电机驱动，球团抓取控制系统通过调制脉冲宽度控制机械小臂5在垂直方向上的运动速度和方向；机械小臂5最下端设有筛铲6，筛铲6由直流调速电机驱动，球团抓取控制系统通过调制脉冲宽度控制筛铲6的收起与下放；在机械大臂4和机械小臂5上分别安置四个红外位置传感器，在筛铲6上安置两个红外位置传感器：为防止机械大臂4超出位移范围损坏设备，设置左限位和右限位两个安全极限位置，抓取位A是球团抓取时机械大臂4水平方向的抓取位置，卸料位A是球团卸放时机械大臂4水平方向的卸料位置；上限位和下限位是机械小臂5上下移动的安全极限位置，抓取位B是球团抓取时机械小臂5垂直方向的抓取位置，卸料位B是球团卸放时机械小臂5垂直方向的卸料位置；抓取位C是筛铲6在抓取时由下放状态向上旋转至收取状态的最终位置，卸料位C是筛铲6在卸料时由收取状态向下旋转至下放状态的最终位置。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于图像处理的圆盘造球机生球尺寸监控系统，其特征在于：包括摄像设备、嵌入式图像处理器、球团抓取控制系统、球团抓取设备，所述的嵌入式图像处理器中包括灰度处理单元、滤波单元、阈值处理单元和圆检测单元，所述的摄像设备与嵌入式图像处理器连接，嵌入式图像处理器与球团抓取控制系统连接，所述的球团抓取控制系统控制所述的球团抓取设备动作；所述的摄像设备采集圆盘造球机内造球过程中的RGB图像，并将图像传递给所述的嵌入式图像处理器；所述的嵌入式图像处理器将采集到的图像通过灰度处理单元、滤波单元、阈值处理单元和圆检测单元来进行图像处理和图像检测，识别出造球过程中是否有超大球出现，当出现超大球时，向所述的球团抓取控制系统发送抓取信号。

【技术特征摘要】
1.一种基于图像处理的圆盘造球机生球尺寸监控系统，其特征在于：包括摄像设备、嵌入式图像处理器、球团抓取控制系统、球团抓取设备，所述的嵌入式图像处理器中包括灰度处理单元、滤波单元、阈值处理单元和圆检测单元，所述的摄像设备与嵌入式图像处理器连接，嵌入式图像处理器与球团抓取控制系统连接，所述的球团抓取控制系统控制所述的球团抓取设备动作；所述的摄像设备采集圆盘造球机内造球过程中的RGB图像，并将图像传递给所述的嵌入式图像处理器；所述的嵌入式图像处理器将采集到的图像通过灰度处理单元、滤波单元、阈值处理单元和圆检测单元来进行图像处理和图像检测，识别出造球过程中是否有超大球出现，当出现超大球时，向所述的球团抓取控制系统发送抓取信号。2.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的圆盘造球机生...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐少川，阎相伊，李健卓，徐思鸿，刘宝伟，李志刚，黄晓桐，卢艳红，刘昕，
申请(专利权)人：辽宁科技大学，
类型：新型
国别省市：辽宁,21