一种准确启动气阀的方法

技术领域

本发明涉及塑料废品回收技术领域，特涉及一种准确启动气阀的方法。

背景技术

现有喷气式分选机，普遍采用相机识别触发后，根据输送带速度或物体自由落体速度叠加时间延时的方式触发高速气阀工作，且高速气阀的工作时间往往是设置的固定值，这样所带来的问题有：1、输送带速度变化时需要人工反复测试最佳的开阀延时时间，以便获得较好的击打效果，不能自适应实时调整；2、被分选物体间隔较近时，以时间延时叠加固定的阀组开合时间，往往会导致两个不同类别相近物料会同时别气阀击打剔除，导致误选或者漏选。

如中国发明专利《启动气阀的控制电路和方法》(申请号：200510005640.2)，该文件公开的控制电路包括控制器,第一控制电路,第二控制电路,第一继电器和第二继电器。第一继电器操作用于在当第一控制电路中的开关启动时闭合。第二继电器操作用于当第二控制电路中的开关启动时闭合。第三继电器可以响应于第二控制电路的启动而闭合。当第一和第二继电器闭合时气阀操作。该方法包括以下行为:基于多个控制电路的启动来闭合多个继电器。但是最为重要的旋转最优时间开合与关断还没有相应的公开。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种准确启动气阀的方法。本发明基于图像算法提取坐标位置信息，叠加速度算法，采用多通道缓存方式，精准计算阀组开阀位置和起止开阀时间，并且可以根据输送线速度变化实现自适应调节，实现精准气吹分离。

本发明的技术方案是：一种准确启动气阀的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1.待分选物体经输送带输送进入光学检测系统；

步骤2.光学检测系统拍照检测并触发时间戳；

步骤3.光学系统分析物体属性，确定是否为需要剔除物料，同时根据物体投影图像计算出物体的投影坐标即：X方向长度为X1-Xn，物体Y方向的宽度为Y1-Yn；

步骤4.光学检测系统从拍照触发到数据输出时间为T1，输出数据格式为An；物体剔除或者保留，物体X轴方向长度XC1-XCn，XC1为某一物体在X轴的起始位置；XCn为某一物体在X轴的终点位置；物体Y轴方向长度YC1-YCn，YC1为某一物体在Y轴的起始位置；YCn为某一物体在Y轴的终点位置；

步骤5.光学系统拍照的同时同步触发运动控制的多通道缓存时间戳，当前行缓存物体数量从A01-An不等；

步骤6.运动控制器接收到不同物体编码的数据信息，根据编码器反馈的输送带实时线速度，叠加计算机视觉部分处理时间的运动位置长度，计算出运动中物体到阀组的位置长度，物体Y轴方向长度YC1-YCn对应的阀组编号，物体X轴方向长度XC1-XCn对应阀组开合的起止时间；

阀组开合坐标Y1-Yn及阀组开合时间Tx的具体计算过程为：

设定输送带线速度为S；设定相机拍照触发点到喷阀的间距D；设定相机触发点拍照到输出数据的时间为T1；则相机从触发点到数据输出点物体的运动距离D1为D1＝S*T1；

物体从相机数据输出时间的位置到阀组触发开启的位置为：D-D1；

则基于位置叠加实时计算方式得出物体从在X运动方向从触发到阀组打开时间为：T＝T1+(D-D1)/S；

X方向计算阀组从打开到关闭的时间为：Tx＝T+(XCn-XC1)/S；

Y方向阀组的开合编号即对应该物体的Y1-Yn的阀组编号，启始阀组的公式为Yq＝round down(YC1/L)，L为输送带的宽度；

计算终点阀组的公式为Yz＝round up(YCn/L)，L为输送带的宽度。

根据如上所述的一种准确启动气阀的方法，其特征在于：输送带的速度4mm/ms。

根据如上所述的一种准确启动气阀的方法，其特征在于：单行同时缓存不超过300个物体位置触发信息。

根据如上所述的一种准确启动气阀的方法，其特征在于：光学系统分析的物体为塑料袋、瓶子、杯子或餐具塑料废品。

根据如上所述的一种准确启动气阀的方法，其特征在于：输送带线速度为S为4mm/ms。

根据如上所述的一种准确启动气阀的方法，其特征在于：学检测系统的相机与输送带带面呈90度垂直安装。

根据如上所述的一种准确启动气阀的方法，其特征在于：输送带的宽度为1800mm。

根据如上所述的一种准确启动气阀的方法，其特征在于：阀组为位于输送带末端20mm处，阀与输送带运动方向平面垂直安装，阀孔3mm，阀孔间距3mm，本实施例中共计300组气阀。

根据如上所述的一种准确启动气阀的方法，其特征在于：气阀开启关断时间小于0.01秒。

本发明的有益效果是：实现阀组冲X方向和Y方向的精准开合剔除，从而大大降低误吹和错吹。实现在打开时间和打开阀组的自适应算法。以物体X方向的长度叠加位置运动计算出阀组的打开和关闭时间，实现了准确实时计算，大大降低误吹率和漏吹率。

附图说明

图1为本发明的硬件原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1所示，本发明准确启动气阀的装置包括输送带、光学检测系统(即为视觉系统，本发明统称为光学检测系统)、阀组，光学检测系统位于输送带正上方，光学检测系统的相机与输送带带面呈90度垂直安装；输送机可以为高速输送机，高速输送带的速度4mm/ms、宽度1800mm；阀组为位于输送带末端20mm处，与输送带运动方向平面垂直安装，阀孔3mm，阀孔间距3mm，本实施例中共计300组气阀，气阀最好为高速气阀参数说明：开启关断时间小于0.01秒。

本发明的一种准确启动气阀的方法，包括以下步骤：

步骤1.待分选物体经高速输送带输送进入光学检测系统；

步骤2.光学检测系统拍照检测并触发时间戳，即同步时钟起点，也作为物体X方向位置原点；

步骤3.光学系统分析物体属性，确定是否为需要剔除物料，同时根据物体投影图像计算出物体的投影坐标即：X方向长度为X1-Xn，物体Y方向的宽度为Y1-Yn(Y坐标宽度对应阀组编号的Y1-Y300)；

步骤4.光学检测系统从拍照触发到数据输出时间为T1，输出数据格式为An(物体编号)；物体剔除或者保留，如剔除用0、保留用1；物体X轴方向长度XC1-XCn，XC1为某一物体在X轴的起始位置；XCn为某一物体在X轴的终点位置；物体Y轴方向长度YC1-YCn，YC1为某一物体在Y轴的起始位置；YCn为某一物体在Y轴的终点位置；物体数据输出时间T1；

步骤5.光学系统拍照的同时同步触发运动控制的多通道缓存时间戳，当前行缓存物体数量从A01-An不等，单行可同时缓存不超过300个物体位置触发信息，缓存行数可累积；

步骤6.运动控制器接收到不同物体编码的数据信息，根据编码器反馈的输送带实时线速度，叠加计算机视觉部分处理时间的运动位置长度，计算出运动中物体到阀组的位置长度，物体Y轴方向长度YC1-YCn对应的阀组编号(如本发明共300个阀组，阀组编号为Y1-Y300，某一段长度可能对应Y100-Y103的阀组)，物体X轴方向长度XC1-XCn对应阀组开合的起止时间(如Y100-Y103的阀组对应时间长度为0.015秒)，这样可以实现在同一时间段根据物体的长度确定不同的开启时间、开启数量等，从而实现自适应实时调整。如在Y10-Y13组开始时间为0.010秒，而在Y20-Y23组开始时间为0.020秒，实现阀组冲X方向和Y方向的精准开合剔除，从而大大降低误吹和错吹。本发明的物料可以为塑料袋、瓶子、杯子、餐具等塑料废品。

阀组开合坐标Y1-Yn及阀组开合时间Tx的具体计算过程为：

设定输送带线速度为S；设定相机拍照触发点到喷阀的间距D；设定相机触发点拍照到输出数据的时间为T1；则相机从触发点到数据输出点物体的运动距离D1为D1＝S*T1；

物体从相机数据输出时间的位置到阀组触发开启的位置为：D-D1；

则基于位置叠加实时计算方式得出物体从在X运动方向从触发到阀组打开时间为：T＝T1+(D-D1)/S；

X方向计算阀组从打开到关闭的时间为：Tx＝T+(XCn-XC1)/S；

Y方向阀组的开合编号即对应该物体的Y1-Yn的阀组编号，如本发明共300个阀均匀分布在宽度为L，如L为输送带的宽度，其值为1.8m；计算启始阀组的公式为Yq＝rounddown(YC1/L)，即启始阀组向下取整，如YC1/1.8结果为4.8，则取整为4；计算终点阀组的公式为Yz＝YCn/L，计算终点阀组的公式为Yz＝round up(YCn/1.8)，即终点阀组向上取整，如YCn/1.8结果为5.2，则取整为6；这样阀组编号为Y4、Y5、Y6。本实施例的物料为料废品时，启始阀组的公式为Yq最好向下取整，终点阀组Yz最好向上取整，不同物料可以选择不同的取整方式。上述数据均为动态数据，即阀组的开合击打时间可随输送线速度和相机位置的变化经过时间位置坐标信息实时叠加计算得出。

本发明方法的物体长度计算以毫米为单位，时间以毫米为单位，阀组开合击打物体的位置误差≤±1mm。如通过本发明的方法获得某触发到阀组打开时间时间T为0.5秒，打开到关闭时间Tx为0.015秒，阀组编号为Yn为Y100-Y103，则在图片采集后0.5秒至0.515秒打开标号为Y100-Y103的阀组，0.515秒再关闭Y100-Y103的阀组，实现在打开时间和打开阀组的自适应算法。

该控制方法与现存方式相比，Y方向的阀组开启数量一致，原方案的X方向主要取物体的坐标中心点，根据运动距离计算时间延时，阀组开合时间根据现场物体尺寸按经验值设置(以中心点时间坐标前后各延时一定时间作为开闭阀时间)。

该控制算法是基于编码器的实时反馈速度和光学处理输出数据的速度作为实时计算依据，以物体X方向的长度叠加位置运动计算出阀组的打开和关闭时间，实现了准确实时计算，大大降低误吹率和漏吹率。