一种气动分选设备的气阀控制系统及方法与流程

1.本发明涉及物料气动分选领域，特别是涉及一种气动分选设备的气阀控制系统及方法。


背景技术：

2.随看社会经济快速发展和自动化进程的推进，很多分选行业都迎来了自动化改造，但仍有大量分选行业，如垃圾分选行业，仍使用传统手工分选方式，或使用效率较低、磨损较高的坐标机器人等模式，而对高效稳定的高速气动分选设备却有鲜有研究。
3.气动分选设备的结构相对较为固定，都由检测设备、气阀组、工控机、高速输送带组成，物料从高速输送带入料端进入，经过高速输送带上方的检测设备获取物料信息后，待物料途经气阀口上方(或其他气阀组出气口正对的位置)时，由工控机控制对应气阀的开闭，将需剔除物料吹走，实现分类。但对如何确定气阀何时开启、如何批量控制气阀开启、如何保证气阀精确吹到目标物体而不带出多余物体等，没有系统的逻辑方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种气动分选设备的气阀控制系统及方法。
5.本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
6.一种物料气动分选的气阀组控制系统，包括高速输送带、检测装置、工控机、气阀组，所述高速输送带上侧设置有检测装置，所述高速输送带上传输有物料，所述高速输送带出料端设置有气阀组，所述高速输送带、所述检测装置、所述气阀组均通过导线连接所述工控机。
7.优选的：所述气阀组底部通过支架连接所述高速输送带，所述气阀组由板卡控制，八个气阀为一组，由一个无符号整型值控制。
8.如此设置，高速输送带，用于将物料输送经过检测装置和气阀组；检测装置，位于高速输送带上方，将得到的位置、种类信息传送至工控机；
9.工控机，根据接收到的信息，判断出要喷吹的物体的水平方向起始、终止点及气阀开启时间，并输入至气阀控制逻辑中；
10.气阀组，将目标物料吹离其正常运动轨迹，与其他物料分离；
11.所述位置、种类信息，可以是彩色视觉、3d轮廓、光谱等信息；
12.所述气阀开启时间，为相对整个程序运行时间的一个时间点；
13.所述气阀组由板卡控制，八个气阀为一组，由一个无符号整型值控制。一种物料气动分选的气阀组控制方法，包括以下特征和步骤：
14.a、目标检测线程持续根据检测装置反馈的信息，计算得到某个物体m的气阀开启时间t
eject_m
和其水平方向起始点x
min_m
、终止点x
max_m
，并存入总队列q；
15.b、时间检查线程不断对比总队列q中的每个物体的气吹时间t
eject
(即t
eject_1
至
t
eject_m
)和程序运行的总时间t，当某个物体a的气吹参数时间t
eject_a
与总时间t差值的绝对值低于某一设定时间长度δt时，为a开启一个气吹线程a，并导入其水平方向起始点x
min_a
、终止点x
max_a
，同时从总队列q中移除物体a的信息t
eject_a
、x
min_a
、x
max_a
；
16.c、气吹线程a中，根据气阀硬件配置尺寸求得需要开启的气阀编号(1，2，3
…
v)，再根据气阀编号与八个
‑
组的气阀分组，计算得到每组对应的无符号整型数值i1～i
n
；
17.d、在气吹线程
a
中，根据设定好的气吹延时t
delay
将i1～i
n
循环输出至板卡，每次输出的间隔时间为t
eject
/r，循环r次，循环结束后将每组的无符号整型数值都至0，输出至板卡，关闭气阀；
18.e、目标检测线程和时间检查线程均只有一个，而气吹线程可以同时存在数个；
19.程序运行总时间t为程序从开启到当前时间的累计时间；
20.设定的时间长度δt与高速输送带速度相关，优选的，当高速输送带速度为3m/s时，tδ＝5ms；
21.每次输出i1～i
n
的循环次数r与高速输送带速度有关，优选的，当高速输送带速度为3m/s时，r＝10次。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
23.1、气动分选设备没有明显的运动结构，稳定性、寿命显著高于传统机器人分选；
24.2、时间检查线程单独对比每个气阀应开启的时间与系统总时间，保证准确、及时地开启气阀；
25.3、不同物体对应的气阀分别由不同线程控制，保证在物体密集、粘连、堆叠等情况下的及时开启，保证气吹的精确，不同物体间且不互相干扰。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1是本发明所述一种物料气动分选的气阀组控制系统的结构示意图；
28.图2是本发明所述一种气动分选设备的气阀控制系统及方法的目标检测线程、时间检查线程和气吹线程之间关系的逻辑图；
29.图3是本发明所述一种气动分选设备的气阀控制系统及方法的物体a对应的气吹线程a的具体逻辑原理图；
30.图4是本发明所述一种气动分选设备的气阀控制系统及方法的相关参数示意图。
31.附图标记说明如下：
32.1、高速输送带，2、检测装置，3、工控机，4、气阀组，5、物料。
具体实施方式
33.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗
示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
34.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
35.下面结合附图对本发明作进一步说明：
36.如图1～4，一种物料气动分选的气阀组控制系统，包括高速输送带1、检测装置2、工控机3、气阀组4，高速输送带1上侧设置有检测装置2，高速输送带1上传输有物料5，高速输送带1出料端设置有气阀组4，高速输送带1、检测装置2、气阀组4均通过导线连接工控机3。
37.优选的：气阀组4底部通过支架连接高速输送带1，气阀组4由板卡控制，八个气阀为一组，由一个无符号整型值控制。
38.一种物料气动分选的气阀组控制方法，包括以下特征和步骤：
39.a、目标检测线程持续根据检测装置反馈的信息，计算得到某个物体m的气阀开启时间t
eject_m
和其水平方向起始点x
min_m
、终止点x
max_m
，并存入总队列q；
40.b、时间检查线程不断对比总队列q中的每个物体的气吹时间t
eject
(即t
eject_1
至t
eject_m
)和程序运行的总时间t，当某个物体a的气吹参数时间t
eject_a
与总时间t差值的绝对值低于某一设定时间长度δt时，为a开启一个气吹线程a，并导入其水平方向起始点x
min_a
、终止点x
max_a
，同时从总队列q中移除物体a的信息t
eject_a
、x
min_a
、x
max_a
；
41.c、气吹线程a中，根据气阀硬件配置尺寸求得需要开启的气阀编号(1，2，3
…
v)，再根据气阀编号与八个一组的气阀分组，计算得到每组对应的无符号整型数值i1～i
n
；
42.d、在气吹线程a中，根据设定好的气吹延时t
delay
将i1～i
n
循环输出至板卡，每次输出的间隔时间为t
eject
/r，循环r次，循环结束后将每组的无符号整型数值都至0，输出至板卡，关闭气阀；
43.e、目标检测线程和时间检查线程均只有一个，而气吹线程可以同时存在数个；
44.程序运行总时间t为程序从开启到当前时间的累计时间；
45.设定的时间长度δt与高速输送带速度相关，优选的，当高速输送带速度为3m/s时，池＝5ms；
46.每次输出i1～i
n
的循环次数r与高速输送带速度有关，优选的，当高速输送带速度为3m/s时，r＝10次。
47.本实例中物料5主要为生活垃圾，以餐盒、饮料瓶等为主，本气吹分选设备气阀控制逻辑及整个系统，可精准高效地将目标物体吹出物料流，且在高速分选下堆叠、粘连物体不会影响气吹的准确性，以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。
48.在实施例中，物料5(物体a)沿速度为3m/s高速输送带1运动方向运动，经过检测装
置2的检测区域检测后将图像信息发送至工控机2，由工控机2所运行程序的目标检测线程计算出物料5的气吹时间t
eject_a
、水平方向起始点x
min_a
、水平方向终止点x
max_a
，并存入总队列q；
49.时间检查线程不断对比总队列q中的每个物体的气吹时间t
eject
(即t
eject_1
至t
eject_m
)和程序运行的总时间t，当物体a的气吹时间t
eject_a
与总时间t差值的绝对值低于δt＝5ms时，程序为a开启一个气吹线程a，并导入其水平方向起始点x
min_a
、终止点x
max_a
，同时从总队列q中移除物体a的信息t
eject_a
、x
min_a
、x
max_a
；
50.气吹线程a中，如图4，根据气阀硬件配置尺寸求得需要开启的气阀编号(11～18)，再根据气阀编号与八个一组的气阀分组，计算得到每组对应的无符号整型数值，i2＝31，i3＝192，i1＝i4＝i5＝i6＝i7＝0，并循环输出至板卡，每状输出的间隔时间为t
eject
/10，循环10次，循环结束后，将i1＝i2＝i3＝i4＝i5＝i6＝i7＝0输出至板卡，关闭气阀。
51.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。