智能調(diào)偏型人造板縱橫鋸邊生產(chǎn)線及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種人造板縱橫鋸邊生產(chǎn)線設(shè)備和人造板調(diào)偏方法，尤其是涉及基于機器視覺調(diào)偏的人造板縱橫鋸邊生產(chǎn)線和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，居民生活水平日益提高，人們對制件的材質(zhì)、尺寸和形位精度都有了更高要求，為提高木材利用率，常采用三合板、五合板等多層板，而多層板通常可供飛機、船舶、火車、汽車、建筑和包裝板箱等作用材，我國的木制品產(chǎn)量在世界上占有較大的比重，家具和人造板總產(chǎn)量也名列前茅，但目前我國的木制品加工設(shè)備特別是多層板加工設(shè)備自動化程度比較低，人造板加工設(shè)備難以順應(yīng)我國人造板行業(yè)高速的增長步伐。鋸邊是人造板加工的重要工序，而我國板材縱橫鋸邊多是由人工操作或者簡單裝置完成，數(shù)字化控制程度低，加工速度低，操作者勞動強度大，工作環(huán)境差，操作危險性高，同時，人力成本越來越高，也不利于企業(yè)的進一步發(fā)展。為了提高人造板材加工設(shè)備的自動化，許多人造板加工企業(yè)根據(jù)人造板的加工工藝研發(fā)了多種板材縱橫鋸邊設(shè)備，如專利號:ZL201110227965.0 “一種人造板數(shù)控自動縱橫鋸邊機”等，但在鋸邊加工過程中多采用人造板材的外部輪廓進行對中，而板材通常由鋪裝板坯通過熱壓工藝生成，在鋪裝板坯中，多張單板(或薄木)相互疊加致使板坯邊緣參差不齊，傳統(tǒng)的對中裝置僅按照板坯的外形進行對中切割，當(dāng)板坯不規(guī)則或板坯表面有缺陷時，極易產(chǎn)生廢品，為克服傳統(tǒng)對中裝置的上述問題，本發(fā)明將機器視覺技術(shù)引入到板材邊緣識別中，以機器視覺探測板材邊緣形成最優(yōu)切割方案，并驅(qū)動進給系統(tǒng)實現(xiàn)板坯的自動調(diào)偏，提高板材切割質(zhì)量，降低廢品率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述人造板縱橫鋸邊加工過程中存在的質(zhì)量問題，提供一種基于機器視覺的智能調(diào)偏型人造板縱橫鋸邊生產(chǎn)線和方法。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種智能調(diào)偏型人造板縱橫鋸邊生產(chǎn)線，包括板材邊緣視覺識別系統(tǒng)2、板材橫向調(diào)偏系統(tǒng)3、輸送機構(gòu)4、板材縱向鋸邊系統(tǒng)5、輸送機構(gòu)
6、板材縱向?qū)χ袡C構(gòu)7、板材橫向鋸邊系統(tǒng)8、碼垛機構(gòu)9組成;所述的板材邊緣視覺識別系統(tǒng)2對稱安裝于輸送機構(gòu)4前端上方;所述的板材橫向調(diào)偏系統(tǒng)3安裝于輸送機構(gòu)4中部;所述的板材縱向鋸邊系統(tǒng)5前端連接輸送機構(gòu)4，后端連接輸送機構(gòu)6;所述的板材縱向?qū)χ袡C構(gòu)7安裝于輸送機構(gòu)6后端;所述的板材橫向鋸邊系統(tǒng)8安裝于板材縱向?qū)χ袡C構(gòu)7左側(cè);所述的碼垛機構(gòu)9安裝于板材橫向鋸邊系統(tǒng)8后端。
[0005]所述的輸送機構(gòu)4、板材縱向鋸邊系統(tǒng)5、輸送機構(gòu)6、板材縱向?qū)χ袡C構(gòu)7的中心線共線;板材橫向調(diào)偏系統(tǒng)3中心線與輸送機構(gòu)4、板材縱向鋸邊系統(tǒng)5、輸送機構(gòu)6、板材縱向?qū)χ袡C構(gòu)7的中心線平行，平行間距為板材邊緣視覺識別系統(tǒng)2計算的人造板材偏移量;所述的板材橫向鋸邊系統(tǒng)8、碼垛機構(gòu)9的中心線與板材縱向?qū)χ袡C構(gòu)7的中心線垂直。
[0006]所述的板材邊緣視覺識別系統(tǒng)2包括主控計算機1、工業(yè)攝像機22、機器視覺光源23組成，所述的工業(yè)攝像機22、機器視覺光源23安裝于暗箱體24和暗箱罩21組成的暗箱內(nèi)。
[0007]所述的板材橫向調(diào)偏系統(tǒng)3包括導(dǎo)向輥26、導(dǎo)軌27、調(diào)偏滑臺28、支撐板30、伺服電機31、調(diào)整板32、夾刀滑臺33、夾刀34、調(diào)偏滑臺35、支撐板36、齒條機構(gòu)37、擺動氣缸38、齒輪39組成;所述的調(diào)偏滑臺28對稱安裝在調(diào)偏滑臺35兩側(cè)，并通過調(diào)整板32連接到調(diào)偏滑臺35;所述的刀架滑臺33對稱安裝于調(diào)偏滑臺28上，并通過齒條機構(gòu)37連接到齒輪39;所述的齒輪39安裝于擺動氣缸38輸出軸上;所述的夾刀34安裝在刀架滑臺33上。
[0008]所述的智能調(diào)偏型人造板縱橫鋸邊方法，包括如下步驟:
通過工業(yè)攝像機22獲取人造板材的實時畫面；
對工業(yè)攝像機22獲取的實時畫面進行板材前后端及兩側(cè)的邊緣檢測；
提取人造板材的橫邊、縱邊輪廓及幅面缺陷特征；
計算人造板材的成品板材尺寸和偏移量、偏移方向；
將上述偏移量及偏移方向編碼后由主控計算機I通信口傳遞給板材橫向調(diào)偏系統(tǒng)3，由伺服電機31驅(qū)動調(diào)偏滑臺35運動實現(xiàn)板材的自動調(diào)偏；
將成品板材尺寸與標(biāo)準(zhǔn)板材規(guī)格相對照，計算縱鋸與縱鋸、橫鋸與橫鋸的間距，自動調(diào)整板材縱向鋸邊系統(tǒng)5、板材橫向鋸邊系統(tǒng)8的鋸片間距，實現(xiàn)不同幅面板材切割。
[0009]所述的智能調(diào)偏型人造板縱橫鋸邊方法還包括:根據(jù)工業(yè)攝像機22獲取的實時畫面中首次出現(xiàn)的人造板材橫邊進行定時和計長，當(dāng)實時畫面中再次出現(xiàn)人造板材橫邊時，計算人造板材的縱向長度。
[0010]所述的智能調(diào)偏型人造板縱橫鋸邊方法還包括:根據(jù)工業(yè)攝像機22獲取的實時畫面探測人造板的表面缺陷，以表面缺陷內(nèi)側(cè)像素點計算人造板材的偏移量、偏移方向，由板材兩側(cè)表面缺陷分布計算人造板材的橫向長度。
[0011 ]所述的板材邊緣視覺識別系統(tǒng)2的安裝間距可根據(jù)加工板材的幅面大小調(diào)整。
[0012]有益效果:本發(fā)明能夠通過板材邊緣視覺識別系統(tǒng)能夠采集人造板材的圖像信息，由圖像處理獲得板材的前后兩端、兩側(cè)邊緣及板材表面缺陷探測，根據(jù)板坯邊緣的探測結(jié)果計算板坯的偏移量及偏移方向，并將此偏移量及偏移方向傳遞給控制器，驅(qū)動伺服電機運動實現(xiàn)板材的自動調(diào)偏，從而有效提高板材切割質(zhì)量，降低廢品率，同時，還可根據(jù)木板材邊緣識別結(jié)果與在此基礎(chǔ)上形成的最優(yōu)切割方案，自主規(guī)劃板材切割幅面，提高板材的利用率。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的板材縱切設(shè)備示意圖；
圖3為本發(fā)明的人造板材邊緣識別系統(tǒng)與調(diào)偏機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明的調(diào)偏機構(gòu)結(jié)構(gòu)縱向剖視圖；
圖5為本發(fā)明的調(diào)偏機構(gòu)結(jié)構(gòu)橫向剖視圖；
圖中:I主控計算機、2板材邊緣視覺識別系統(tǒng)、3板材橫向調(diào)偏系統(tǒng)、4輸送機構(gòu)、5板材縱向鋸邊系統(tǒng)、6輸送機構(gòu)、7板材縱向?qū)χ袡C構(gòu)、8板材橫向鋸邊系統(tǒng)、9碼垛機構(gòu)、20壓輥組件、21暗箱罩、22工業(yè)攝像機、23機器視覺光源、24暗箱體、25支架、26導(dǎo)向輥、27導(dǎo)軌、28調(diào)偏滑臺、29導(dǎo)軌、30支撐板、31伺服電機、32調(diào)整板、33夾刀滑臺、34夾刀、35調(diào)偏滑臺、36支撐板、37齒條機構(gòu)、38擺動氣缸、39齒輪、40傳動機構(gòu)、41導(dǎo)軌、42傳動輥、43輸送臺、44氣缸、51縱鋸調(diào)整機構(gòu)、52床身、53送料輥、54縱鋸。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做具體描述。
[0015]本發(fā)明是一種基于機器視覺的人造板縱橫鋸邊生產(chǎn)線與方法。
[0016]圖1所示為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意主視圖。
[0017]本發(fā)明包括板材邊緣視覺識別系統(tǒng)2、板材橫向調(diào)偏系統(tǒng)3、輸送機構(gòu)4、板材縱向鋸邊系統(tǒng)5、輸送機構(gòu)6、板材縱向?qū)χ袡C構(gòu)7、板材橫向鋸邊系統(tǒng)8、碼垛機構(gòu)9組成;板材邊緣視覺識別系統(tǒng)2共有兩套，對稱安裝于輸送機構(gòu)4前端上方;所述的板材橫向調(diào)偏系統(tǒng)3安裝于輸送機構(gòu)4中部;所述的板材縱向鋸邊系統(tǒng)5前端連接輸送機構(gòu)4，后端連接輸送機構(gòu)6;所述板材縱向?qū)χ袡C構(gòu)7安裝于輸送機構(gòu)6后端;所述的板材橫向鋸邊系統(tǒng)8安裝于板材縱向?qū)χ袡C構(gòu)7左側(cè);所述碼垛機構(gòu)9安裝于板材橫向鋸邊系統(tǒng)8后端。
[0018]圖2為本發(fā)明的板材縱切設(shè)備示意圖。
[0019]所述的輸送機構(gòu)4包括壓輥組件20、傳動輥42、輸送臺43、氣缸44組成;所述的板材縱向鋸邊系統(tǒng)5包括縱鋸調(diào)整機構(gòu)51、床身52、送料輥53、縱鋸54組成。
[0020]圖3所示為本發(fā)明的人造板材邊緣識別系統(tǒng)與調(diào)偏機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]所述的板材邊緣視覺識別系統(tǒng)2包括主控計算機1、工業(yè)攝像機22、機器視覺光源23組成，所述的工業(yè)攝像機22、機器視覺光源23安裝于暗箱體24和暗箱罩21組成的暗箱內(nèi)；所述的板材橫向調(diào)偏系統(tǒng)3位于板材邊緣視覺識別系統(tǒng)2右側(cè)，人造板材在夾送輥的拖動下先經(jīng)過板材邊緣視覺識別系統(tǒng)2進行前后端、兩側(cè)輪廓的邊緣檢測，再進入板材橫向調(diào)偏系統(tǒng)3進行板材中心調(diào)偏，具體調(diào)偏步驟如下:
通過工業(yè)攝像機22獲取人造板材的實時畫面；
對工業(yè)攝像機22獲取的實時畫面進行板材前后端及兩側(cè)的邊緣檢測；
提取人造板材的橫邊、縱邊輪廓及幅面缺陷特征；
計算人造板材的成品板材尺寸和偏移量、偏移方向；
將上述偏移量及偏移方向編碼后由主控計算機I通信口傳遞給板材橫向調(diào)偏系統(tǒng)3，由伺服電機31驅(qū)動調(diào)偏滑臺35運動實現(xiàn)板材的自動調(diào)偏；
將成品板材尺寸與標(biāo)準(zhǔn)板材規(guī)格相對照，計算縱鋸與縱鋸、橫鋸與橫鋸的間距，自動調(diào)整板材縱向鋸邊系統(tǒng)5、板材橫向鋸邊系統(tǒng)8的鋸片間距，實現(xiàn)不同幅面板材切割。
[0022]所述的智能調(diào)偏型人造板縱橫鋸邊方法還包括:根據(jù)工業(yè)攝像機22獲取的實時畫面中首次出現(xiàn)的人造板材橫邊進行定時和計長，當(dāng)實時畫面中再次出現(xiàn)人造板材橫邊時，計算人造板材的縱向長度。
[0023]所述的智能調(diào)偏型人造板縱橫鋸邊方法還包括:根據(jù)工業(yè)攝像機22獲取的實時畫面探測人造板的表面缺陷，以表面缺陷內(nèi)側(cè)像素點計算人造板材的偏移量、偏移方向，由板材兩側(cè)表面缺陷分布計算人造板材的橫向長度。
[0024]圖4和5所示為本發(fā)明的調(diào)偏機構(gòu)結(jié)構(gòu)縱向、橫向剖視圖。
[0025]所述的板材橫向調(diào)偏系統(tǒng)3包括伺服電機31、調(diào)整板32、夾刀滑臺33、夾刀34、調(diào)偏滑臺35、支撐板36組成，所述的伺服電機31通過傳動機構(gòu)40連接到調(diào)偏滑臺35，所述的調(diào)整板32中間固定在調(diào)偏滑臺35上，兩側(cè)分別與調(diào)偏滑臺28連接;所述的調(diào)偏滑臺28通過導(dǎo)軌7組件連接到支撐板36，并通過支撐板36安裝在輸送臺43上，所述的夾刀滑臺33通過導(dǎo)軌41對稱安裝于調(diào)偏滑臺28上，并通過齒條機構(gòu)37、齒輪39連接到擺動氣缸38;所述的夾刀34安裝在夾刀滑臺33上，安裝在調(diào)偏滑臺35同側(cè)的兩個夾刀34在擺動氣缸38作用下實現(xiàn)人造板材的外部輪廓對中。
[0026]本發(fā)明的實施例為基于機器視覺的人造板材橫向調(diào)偏，本發(fā)明可以根據(jù)需要設(shè)置基于機器視覺的人造板橫向、縱向調(diào)偏。
[0027]本發(fā)明上述實施方案，只是舉例說明，不是僅有的，所有在本發(fā)明范圍內(nèi)或等同本發(fā)明的范圍內(nèi)的改變均被本發(fā)明包圍。
【主權(quán)項】
1.一種智能調(diào)偏型人造板縱橫鋸邊生產(chǎn)線，其特征在于:包括板材邊緣視覺識別系統(tǒng)2、板材橫向調(diào)偏系統(tǒng)3、輸送機構(gòu)4、板材縱向鋸邊系統(tǒng)5、輸送機構(gòu)6、板材縱向?qū)χ袡C構(gòu)7、板材橫向鋸邊系統(tǒng)8、碼垛機構(gòu)9組成;所述的板材邊緣視覺識別系統(tǒng)2對稱安裝于輸送機構(gòu)4前端上方;所述的板材橫向調(diào)偏系統(tǒng)3安裝于輸送機構(gòu)4中部;所述的板材縱向鋸邊系統(tǒng)5前端連接輸送機構(gòu)4，后端連接輸送機構(gòu)6;所述的板材縱向?qū)χ袡C構(gòu)7安裝于輸送機構(gòu)6后端;所述的板材橫向鋸邊系統(tǒng)8安裝于板材縱向?qū)χ袡C構(gòu)7左側(cè);所述的碼垛機構(gòu)9安裝于板材橫向鋸邊系統(tǒng)8后端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能調(diào)偏型人造板縱橫鋸邊生產(chǎn)線，其特征在于:所述的輸送機構(gòu)4、板材縱向鋸邊系統(tǒng)5、輸送機構(gòu)6、板材縱向?qū)χ袡C構(gòu)7的中心線共線;板材橫向調(diào)偏系統(tǒng)3中心線與輸送機構(gòu)4、板材縱向鋸邊系統(tǒng)5、輸送機構(gòu)6、板材縱向?qū)χ袡C構(gòu)7的中心線平行，平行間距為板材邊緣視覺識別系統(tǒng)2計算的人造板材偏移量;所述的板材橫向鋸邊系統(tǒng)8、碼垛機構(gòu)9的中心線與板材縱向?qū)χ袡C構(gòu)7的中心線垂直。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能調(diào)偏型人造板縱橫鋸邊生產(chǎn)線，其特征在于:所述的板材邊緣視覺識別系統(tǒng)2包括主控計算機1、工業(yè)攝像機22、機器視覺光源23組成，所述的工業(yè)攝像機22、機器視覺光源23安裝于暗箱體24和暗箱罩21組成的暗箱內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能調(diào)偏型人造板縱橫鋸邊生產(chǎn)線，其特征在于:所述的板材橫向調(diào)偏系統(tǒng)3包括導(dǎo)向輥26、導(dǎo)軌27、調(diào)偏滑臺28、支撐板30、伺服電機31、調(diào)整板32、夾刀滑臺33、夾刀34、調(diào)偏滑臺35、支撐板36、齒條機構(gòu)37、擺動氣缸38、齒輪39組成;所述的調(diào)偏滑臺28對稱安裝在調(diào)偏滑臺35兩側(cè)，并通過調(diào)整板32連接到調(diào)偏滑臺35;所述的刀架滑臺33對稱安裝于調(diào)偏滑臺28上，并通過齒條機構(gòu)37連接到齒輪39;所述的齒輪39安裝于擺動氣缸38輸出軸上;所述的夾刀34安裝在刀架滑臺33上。5.—種智能調(diào)偏型人造板縱橫鋸邊方法，包括如下步驟: 通過工業(yè)攝像機22獲取人造板材的實時畫面； 對工業(yè)攝像機22獲取的實時畫面進行板材前后端及兩側(cè)的邊緣檢測； 提取人造板材的橫邊、縱邊輪廓及幅面缺陷特征； 計算人造板材的成品板材尺寸和偏移量、偏移方向； 將上述偏移量及偏移方向編碼后由主控計算機I通信口傳遞給板材橫向調(diào)偏系統(tǒng)3，由伺服電機31驅(qū)動調(diào)偏滑臺35運動實現(xiàn)板材的自動調(diào)偏； 將成品板材尺寸與標(biāo)準(zhǔn)板材規(guī)格相對照，計算縱鋸與縱鋸、橫鋸與橫鋸的間距，自動調(diào)整板材縱向鋸邊系統(tǒng)5、板材橫向鋸邊系統(tǒng)8的鋸片間距，實現(xiàn)不同幅面板材切割。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能調(diào)偏型人造板縱橫鋸邊方法，其特征在于:該智能調(diào)偏型人造板縱橫鋸邊方法還包括:根據(jù)工業(yè)攝像機22獲取的實時畫面中首次出現(xiàn)的人造板材橫邊進行定時和計長，當(dāng)實時畫面中再次出現(xiàn)人造板材橫邊時，計算人造板材的縱向長度。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能調(diào)偏型人造板縱橫鋸邊方法，其特征在于:該智能調(diào)偏型人造板縱橫鋸邊方法還包括:根據(jù)工業(yè)攝像機22獲取的實時畫面探測人造板的表面缺陷，以表面缺陷像素點計算人造板材的偏移量、偏移方向，由板材兩側(cè)表面缺陷分布計算人造板材的橫向長度。8.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的智能調(diào)偏型人造板縱橫鋸邊生產(chǎn)線，其特征還在于:所述的板材邊緣視覺識別系統(tǒng)2的安裝間距可根據(jù)加工板材的幅面大小調(diào)整。
【專利摘要】一種智能調(diào)偏型人造板縱橫鋸邊生產(chǎn)線及方法，包括板材邊緣視覺識別系統(tǒng)2、板材橫向調(diào)偏系統(tǒng)3、輸送機構(gòu)4、板材縱向鋸邊系統(tǒng)5、輸送機構(gòu)6、板材縱向?qū)χ袡C構(gòu)7、板材橫向鋸邊系統(tǒng)8、碼垛機構(gòu)9組成；其調(diào)偏方法為：板材邊緣視覺識別系統(tǒng)2采集和提取人造板材的橫邊、縱邊輪廓及幅面缺陷特征圖像信息；計算人造板材的成品板材尺寸和偏移量、偏移方向；將上述偏移量及偏移方向傳遞給板材橫向調(diào)偏系統(tǒng)3，由伺服電機31驅(qū)動調(diào)偏滑臺35運動實現(xiàn)板材的自動調(diào)偏；將成品板材尺寸與標(biāo)準(zhǔn)板材規(guī)格相對照，計算縱鋸與縱鋸、橫鋸與橫鋸的間距，自動調(diào)整板材縱向鋸邊系統(tǒng)5、板材橫向鋸邊系統(tǒng)8的鋸片間距，實現(xiàn)寬幅面板材切割的自適應(yīng)。
【IPC分類】G01N21/88, B27B31/06, B27B5/04
【公開號】CN105710930
【申請?zhí)枴緾N201610234394
【發(fā)明人】陳乃建, 李玉山
【申請人】臨沂金輪熱壓機械有限公司, 陳乃建