基于光電自動化技術(shù)的飲片色選系統(tǒng)

張一飛 王千城 楊士軍 田毓銀

摘要：本設(shè)計是一種集光、機、電、氣、軟件和算法于一體的高新技術(shù)設(shè)備，飲片色選系統(tǒng)的基本工作原理為振動器喂料，使物料均勻通過觀察區(qū)，CCD相機采集物料的顏色和形狀信息，并把數(shù)據(jù)傳給數(shù)據(jù)處理單元進行圖像處理、閾值判斷，最后通過高頻電磁閥剔除不良物料，本色選系統(tǒng)具有完成物料下料、輸送、剔除、二次輸送以及二次剔除的功能，同時為其它系統(tǒng)的工作提供了良好支撐。本飲片色選系統(tǒng)采用高速、高靈敏度的線陣CCD作為物料顏色和形狀的傳感器，其分辨率為2048Pixel，配合先進的FPGA+DSP的數(shù)據(jù)處理架構(gòu)和高效的圖像處理算法等軟硬件系統(tǒng)，使得本設(shè)備能夠在最小分辨率、色選精度、色選效率等各方面性能優(yōu)于同類型的色選系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：飲片色選? ? 光電技術(shù)? ? 自動化技術(shù)

1 機架組件

機架組件包括主機機架、地腳、地腳增高柱、集塵斗和過濾器組件等。機架為色選機整機的框架結(jié)構(gòu)，是整機其它部件安裝的基礎(chǔ)。

（1）主機機架是機架的主要部分，主要由不銹鋼方管框架焊接而成，在保障了承載各箱體的基礎(chǔ)上實現(xiàn)保護線束的功能;

（2）地腳是支撐整機的結(jié)構(gòu)，同時能夠進行高低的調(diào)整，以完成整機的調(diào)平;

（3）地腳增高柱可以彌補主機高度，較好滿足機器的運輸條件，用戶安裝空間更靈活;

（4）各個集塵斗為了集中物料選別時產(chǎn)生的灰塵，利于環(huán)保，便于清理衛(wèi)生;

（5）過濾器組件。裝有過濾閥、分配閥、調(diào)壓閥、壓力傳感器和清灰電磁閥等，外部氣源通過過濾器濾除壓縮空氣中的部分灰塵、水霧以及油污后，向機器提供高潔凈度的壓縮空氣。

2 分選箱組件

分選箱組件包括上分選箱組件、下分選箱組件、二層上分選箱組件和二層下分選箱組件，主要由相機、主控板等電子元器件、電源、光源、背景板、傳感裝置、觀察窗口、除塵裝置以及箱體組成。工作時，通過傳感裝置，將采集到的圖像數(shù)據(jù)，傳送到數(shù)據(jù)處理中心進行圖像處理，按照設(shè)置運行。每個箱體的觀察窗口玻璃均裝有除塵裝置，實現(xiàn)定時自動除塵，使相機工作時不受粉塵干擾。

3 閥箱組件

閥箱組件主要由箱體、鋁型腔、高頻電磁閥、閥驅(qū)動板、吹嘴以及分配氣管等組成。其主要功能是當(dāng)接收到執(zhí)行指令時，高頻電磁閥適時噴出壓縮氣體至吹嘴，剔除不良品。

（1）箱體是閥箱的密封框架結(jié)構(gòu);

（2）鋁型腔是在過濾器和每個電磁閥之間，儲存和分配氣體的密封腔體，該腔體通過多路氣管連接實現(xiàn)同時進氣，保證腔體內(nèi)氣壓的充分而且均勻。同時，該腔體提供多路輸出，連接每個電磁閥，實現(xiàn)壓縮空氣的分配功能;

（3）電磁閥和吹嘴是氣動系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件，電磁閥打開后，氣體流向吹嘴，完成吹氣動作，用于剔除瑕疵物料;

（4）分配氣管用來將過濾器輸出到電磁閥的氣體引進鋁型腔，然后再分配到每一個電磁閥。

4 出料斗組件

出料斗組件主要由出料斗箱體、出料斗蓋板、抽風(fēng)組件、調(diào)節(jié)板、耐磨襯板以及硅膠皮簾等組成。其主要功能是配合氣動系統(tǒng)，將合格物料和瑕疵物料分開輸出到各自的出口，是物料分選后的終端出口，物料通過分選后分別落入出料斗的成品、次品料斗內(nèi)，通過調(diào)整調(diào)節(jié)板位置可以調(diào)整分選的精度及帶出比。

注意：抽風(fēng)組件吸塵口用戶必須安裝吸塵風(fēng)機，以排除斗內(nèi)物料灰塵并且減少封閉腔體內(nèi)的氣流;否則將直接影響色選效果。

5 大振動器組件

大振動器組件主要由入料斗、振動斗、振動電機、入料斗支架、大振動器機架以及腳輪托架組成。待選物料進入入料斗內(nèi)，調(diào)節(jié)入料斗出口調(diào)節(jié)板可控制物料進給量，經(jīng)過振動斗振動，將物料均勻的分配到輸送帶上。振動斗安裝在大振動器機架橫梁上，經(jīng)減震彈簧與機架結(jié)合，從而有效減少共振。

（1）入料斗調(diào)節(jié)板盡量下調(diào)，控制進給，從而使輸送帶上的物料均勻分布而不重疊，這樣可以大大提高物料色選精度;

（2）針對不同物料，振動電機激振力大小可通過調(diào)整偏心塊位置來實現(xiàn)。

（3）腳輪托架用于挪動大振動器組件，便于維護二層下分選箱內(nèi)的相機、LED燈以及電子元器件等。

6 中部轉(zhuǎn)接斗組件

中部轉(zhuǎn)接斗組件包含中部好料轉(zhuǎn)接斗組件和中部壞料轉(zhuǎn)接斗組件。主要由轉(zhuǎn)接斗體、內(nèi)部耐磨襯板、緩沖硅膠擋簾等組成。該組件主要用于物料在二層分選后，需要做二次復(fù)選的成品或次品物料通過該組件轉(zhuǎn)接到一層輸送帶上進行二次復(fù)選。

結(jié)束語：

綜上所述，本文根據(jù)各種組件，闡述了基于光電自動化技術(shù)的飲片色選系統(tǒng)。

參考文獻：

1.丁宇，李宇海.智能化光電對抗技術(shù)框架發(fā)展構(gòu)想[J].光電技術(shù)應(yīng)用，2018，（6）.9-13，67.doi：10.3969/j.issn.1673-1255.2018.06.002.