本發(fā)明屬于建材機械領(lǐng)域，具體涉及一種基于機器視覺的混色石子自動分選生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線用于特定顏色石子的自動分揀收集。

背景技術(shù)：

機器視覺是一種通過工業(yè)相機等相關(guān)設(shè)備提取物體圖像，圖像數(shù)據(jù)經(jīng)采集卡收集并傳入計算機，由圖像處理系統(tǒng)的光檢對比算法，完成物體相關(guān)參數(shù)的識別，并做出判斷的有效檢測手段。目前，機器視覺已被廣泛應(yīng)用于各種自動化加工設(shè)備中，它可以實現(xiàn)零件尺寸、外觀、位置測量及缺陷檢查等。在顏色識別方面，機器視覺在中小型零件上的應(yīng)用較多，建材領(lǐng)域應(yīng)用較少。

石子是一種建筑材料，可制作成混凝土、路基的墊層、工業(yè)粉末等，其使用遍及建筑、交通、鐵路等眾多行業(yè)。隨著經(jīng)濟發(fā)展，不同顏色的石子在建材涂料、景觀道路、藝術(shù)建筑領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，例如白色石子可用于生石灰制作，彩色石子可用于城市景觀道路的鋪設(shè)，石子還可應(yīng)用于藝術(shù)品的制作。而目前對特定顏色石子的需求和產(chǎn)量之間矛盾日益凸顯。如何保證特定顏色石子的穩(wěn)定產(chǎn)量，以滿足市場的多樣化需求，是亟待解決的問題。目前，采石場針對碎石子的分類手段，基本依靠機器大小粗篩，再利用人工辨別顏色并分揀，基本處于半自動化狀態(tài)，產(chǎn)量低，分類石子質(zhì)量差，誤差率較高。

可見，目前混色石子分選過程存在著如下缺陷：

1）自動化程度低，基本都還依賴人工分揀，勞動強度大，效率較低，工作環(huán)境惡劣；

2）依賴人工分揀，石子質(zhì)量信息不能實時采集，不能實現(xiàn)在線監(jiān)控，分揀誤差率大；

3）生產(chǎn)線無法滿足不同目標(biāo)顏色石子需求，柔性化較低，不能輕易增加篩選目標(biāo)和模塊組合。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種基于機器視覺的混色石子自動分選生產(chǎn)線。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種基于機器視覺的混色石子自動分選生產(chǎn)線，包括分級篩選模塊、入料模塊、清灰模塊、攤平分離模塊、視覺檢測模塊、分揀模塊、出料模塊；所述入料模塊、分級篩選模塊、清灰模塊、攤平分離模塊、視覺檢測模塊、分揀模塊、出料模塊依次相連接；

所述的入料模塊由一條輸送軌道組成；

所述分級篩選模塊用于篩選特定尺寸大小的石子；

所述的清灰模塊，包括清灰軌道，清灰軌道上布滿通孔，清灰軌道側(cè)壁上安裝有支架，支架上安裝有支撐板，支撐板上安裝有電磁閥島和多個噴頭，電磁閥島上安裝有多個電磁閥，每個電磁閥控制一個噴頭；噴頭由電磁閥控制產(chǎn)生壓縮空氣；

所述的攤平分離模塊，包括攤平軌道，攤平軌道前端上分布梳齒，梳齒后端設(shè)置有縮口軌道，縮口軌道邊緣下設(shè)置有圓弧型擋板，擋板與齒槽輪邊緣口相切接觸；齒槽每個槽齒可攜帶一顆石子，旋轉(zhuǎn)進入分離軌道；

所述的分離軌道末端設(shè)置有視覺檢測模塊，所述的視覺檢測模塊，包括相機安裝板，相機安裝板上安裝有相機支架，相機支架和光軸連接，光軸上安裝有相機，相機頭部安裝有光源；相機在光軸上可滑動調(diào)節(jié)位置，通過鎖緊螺絲把相機固定在光軸上；軌道一、軌道二上均設(shè)置有相機，軌道一、軌道二之間通過下滑軌道相連接；

所述的軌道二末端設(shè)置有分揀模塊，所述的分揀模塊，包括傳輸軌道、多個分揀軌道，所述傳輸軌道上設(shè)置有多個缺口，每個缺口對面均設(shè)置有分揀氣缸，分揀氣缸端部設(shè)置有推動板；每個缺口均通過下滑軌道與分揀軌道相連接；所述傳輸軌道、分揀軌道的末端均設(shè)置有出料模塊；

作為優(yōu)選方案，所述的出料模塊，包括收料倉，收料倉上兩側(cè)壁安裝有支架，支架上安裝光電傳感器，支架和收料倉通過腰孔螺釘連接，支架可垂直上下調(diào)節(jié)。

作為優(yōu)選方案，所述電磁閥、噴頭的數(shù)量均設(shè)置為六個。

作為優(yōu)選方案，所述分揀軌道、缺口的數(shù)量均設(shè)置為兩個。

本發(fā)明的有益效果在于：

（1）本發(fā)明實現(xiàn)混色石子特定顏色自動化分選，有效降低人工分揀難度，降低勞動強度，提升生產(chǎn)效率。整個分選過程基本不需人工干預(yù)，工人只需依據(jù)報警提示，對盛滿石子的收料倉進行更換工作。整個檢測過程不受人為因素影響，有效保證了石子分揀質(zhì)量。

（2）本發(fā)明實現(xiàn)計算機智能控制，利用機器視覺技術(shù)，完成石子顏色等參數(shù)信息采集，實現(xiàn)生產(chǎn)過程在線遠(yuǎn)程監(jiān)控。采集的石子信息存儲在計算機內(nèi)，可用于采石場大數(shù)據(jù)分析，為研究采石場石頭成分，產(chǎn)量等情況，及制定采石策略做出參考。

（3）本發(fā)明實現(xiàn)生產(chǎn)線柔性化配置，針對石子大小，目標(biāo)顏色種類可柔性化設(shè)置，對分揀模塊做出適當(dāng)調(diào)整即可滿足使用要求，大大提高生產(chǎn)的靈活性，滿足市場多樣化需求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種基于機器視覺的混色石子自動分選生產(chǎn)線示意圖；

圖2是本發(fā)明的清灰模塊示意圖；

圖3是本發(fā)明的攤平分離模塊示意圖；

圖4是本發(fā)明的攤平軌道示意圖；

圖5是本發(fā)明的視覺檢測模塊示意圖；

圖6是本發(fā)明的分揀模塊示意圖；

圖7是本發(fā)明的出料模塊示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。

如圖1所示，本發(fā)明的一種基于機器視覺的混色石子自動分選生產(chǎn)線包括如下模塊：入料模塊100、分級篩選模塊200、清灰模塊300、攤平分離模塊400、視覺檢測模塊500、分揀模塊600、出料模塊700。

所述的入料模塊100，由一條輸送軌道組成。石子由入料模塊進入分級篩選模塊200，完成特定尺寸大小的石子篩選后，石子進入清灰模塊300。

如圖2所示，所述的清灰模塊300中，篩選過后的石子落入傾斜的清灰軌道301，清灰軌道301上布滿通孔，清灰軌道301側(cè)壁上安裝有支架302，支架302安裝有支撐板303，支撐板303上安裝有電磁閥島304和六個噴頭306，電磁閥島304上安裝有六個電磁閥305，每個電磁閥305控制一個噴頭306。噴頭306由電磁閥305控制產(chǎn)生壓縮空氣，對正在下滑的石子進行表面清灰，灰塵通過軌道上圓孔漏出。

如圖3、圖4所示，所述的攤平分離模塊400中，通過攤平軌道401上梳齒4011，完成石子鋪展處理。石子通過縮口軌道4012，進入齒槽輪402。齒槽輪402每個槽齒可攜帶一顆石子，旋轉(zhuǎn)進入分離軌道403?？s口軌道4012邊緣下設(shè)置有圓弧型擋板4013，該擋板4013與齒槽輪402邊緣口相切接觸，保證一顆石子被裹挾后，下一顆石子只能進入下個槽齒，保證不會落下縮口軌道。

如圖5所示，所述的視覺檢測模塊500中，相機安裝板508上安裝有相機支架502，相機支架502和光軸505連接，光軸505上安裝有相機504，相機504頭部安裝有光源503。相機504在光軸503上可滑動調(diào)節(jié)位置，通過鎖緊螺絲把相機504固定在光軸503上。當(dāng)軌道一501上通過石子時，軌道一501上方的相機504提取石子表面圖像，通過圖像數(shù)據(jù)對比，得到石子表面顏色，系統(tǒng)進行標(biāo)記。由于石子不規(guī)則形狀，為保證最全的表面數(shù)據(jù)以保證判斷可靠，需對石子另一位置進行圖像采集，檢測部分還設(shè)置另外一組相機。第一組相機拍攝完畢后，石子經(jīng)過下滑軌道506翻滾，調(diào)整另一個位姿，進入軌道二507，軌道二507上方相機504進行圖像采集，得到另外一組表面數(shù)據(jù)，將兩組數(shù)據(jù)合成和計算機內(nèi)目標(biāo)顏色對比，判斷石子表面顏色，數(shù)據(jù)實時存檔并傳輸給計算機。

如圖6所示，所述的分揀模塊600中，石子由傳輸軌道601進入，傳輸軌道601兩個缺口處對面分別安裝有分揀氣缸603，分別代表兩種目標(biāo)顏色，這里假定第一個分揀氣缸分揀第一顏色，第二個分揀氣缸分揀第二顏色。根據(jù)相機識別石子顏色比對結(jié)果，判斷是否為目標(biāo)顏色。如果石子是第一顏色，則第一個分揀氣缸通過推動板602把石子推入下滑軌道606，石子進入分揀軌道609后，進入軌道端部收料倉回收。如果石子是第二顏色，則第二個分揀氣缸通過推動板604把石子推入下滑軌道606，石子進入分揀軌道608后，進入軌道末端收料倉回收。如果石子既不是第一顏色也不是第二顏色，則分揀氣缸都不動作，石子在傳輸軌道601繼續(xù)運動，進入軌道末端收料倉回收。

如圖7所示，所述的出料模塊700中，收料倉701上兩側(cè)壁安裝有支架702，支架702上安裝光電傳感器703，支架702和收料倉701通過腰孔螺釘連接，支架702可垂直上下調(diào)節(jié)。

下面對本發(fā)明的工作過程進行簡要描述：

混色石子首先由入料模塊進入分級篩選模塊，完成特定大小石子的篩選后進入清灰模塊。石子在清灰軌道中，受到壓縮空氣反復(fù)吹洗，翻滾，以達到表面清潔，不影響后續(xù)的拍照比對。完成清灰工作后，石子進入攤平分離模塊。通過攤平軌道上梳齒和縮口軌道，石子進入齒槽輪中，旋轉(zhuǎn)進入分離軌道。石子進入視覺檢測模塊。

通過第一組相機對石子表面拍攝，并利用下滑軌道，使石子翻滾變換位姿，第二組相機繼續(xù)拍攝，以獲取最全的石子表面圖像。通過與系統(tǒng)目標(biāo)顏色比對，確認(rèn)石子是否為目標(biāo)石子。

石子進入分揀模塊后，系統(tǒng)反饋指令給分揀氣缸，若前面拍照石子為目標(biāo)石子，則對應(yīng)分揀氣缸動作，使石子進入對應(yīng)回收軌道，進入收料倉；若前面拍照石子不是目標(biāo)石子，則對應(yīng)分揀氣缸不動作，使石子進入對應(yīng)回收軌道，進入相應(yīng)收料倉。

本發(fā)明的有益效果在于：

（1）本發(fā)明實現(xiàn)混色石子特定顏色自動化分選，降低勞動強度，提高生產(chǎn)效率。分選過程基本不需人工干預(yù)，工人只需依據(jù)報警提示，對盛滿石子的收料倉進行更換工作。整個檢測過程不受人為因素影響，有效保證了石子分揀質(zhì)量。

（2）本發(fā)明實現(xiàn)計算機智能控制，利用機器視覺技術(shù)，完成石子顏色等參數(shù)信息采集，實現(xiàn)生產(chǎn)過程在線遠(yuǎn)程監(jiān)控。采集的石子信息存儲在計算機內(nèi)，可用于采石場大數(shù)據(jù)分析，為制定采石策略作出參考。

（3）本發(fā)明實現(xiàn)生產(chǎn)線柔性化配置，針對石子大小，目標(biāo)顏色種類可柔性化設(shè)置，對分揀模塊作出適當(dāng)調(diào)整即可滿足使用要求，提高生產(chǎn)的靈活性，滿足市場多樣化需求。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。