一種木材表面缺陷的智能挖補(bǔ)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于木材加工檢測技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種板材表面缺陷的自動(dòng)識別、挖取、填補(bǔ)、烘干、打磨的智能挖補(bǔ)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]我國現(xiàn)行的木材標(biāo)準(zhǔn)將木材缺陷分為節(jié)子、腐朽、蛀孔、裂紋等八大類，其中最常見的缺陷是節(jié)子、蛀孔，這些缺陷會(huì)影響木材表面質(zhì)量、改變木材正常性能、降低木材利用率和使用價(jià)值。
[0003]當(dāng)前國內(nèi)企業(yè)用于木材表面缺陷修補(bǔ)大多是一種人機(jī)結(jié)合的簡易挖補(bǔ)設(shè)備，由一臺手提挖掘機(jī)和一臺木塞成型機(jī)組成。通過挖掘機(jī)將木材本身的爛木、發(fā)黑、死節(jié)或開裂等不雅部分挖走，重新填補(bǔ)上預(yù)先車削成型的木塞，重新涂膠補(bǔ)上，待干后重新打磨平滑。這一工藝流程除機(jī)器為電動(dòng)外，其余均為人工操作，危險(xiǎn)性大，人工成本高，缺陷需要人眼識另IJ，結(jié)果易受人的主觀影響。
[0004]木材表面的小面積缺陷(節(jié)子、蛀孔)是木材最常見的缺陷，表面修補(bǔ)可通過數(shù)字圖像處理技術(shù)智能識別定位，并通過加工方法挖去，然后將直徑相同、高度相等、涂好膠的木塞自動(dòng)填補(bǔ)到待處理木材上，并烘干、打磨，實(shí)現(xiàn)木材表面缺陷的智能檢測及挖補(bǔ)。它對優(yōu)化木材挖補(bǔ)加工工序、提高自動(dòng)化程度和安全性能具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明設(shè)計(jì)的目的是提供一種用于木材表面缺陷的自動(dòng)識別、挖取、填補(bǔ)、烘干、打磨的智能挖補(bǔ)裝置。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種木材表面缺陷的智能挖補(bǔ)裝置，包括可移動(dòng)平臺、挖補(bǔ)機(jī)構(gòu)支架、木塞、圓柱導(dǎo)軌、絲杠、滑塊螺母、菱形導(dǎo)軌、旋轉(zhuǎn)刀盤組件、壓板、內(nèi)齒輪、吸附裝置、鉆孔刀具、外齒輪、烘干裝置、打磨裝置、內(nèi)齒輪套、上蓋、步進(jìn)電機(jī)、轉(zhuǎn)軸、調(diào)整墊片、檢測裝置支架、攝像頭、待處理木板、輸送鏈、支撐外鏈板、防松螺母、緊固螺母、帶兩圓柱銷的夾緊板、彈簧、機(jī)架、操作控制臺，其特征是:檢測裝置支架和挖補(bǔ)機(jī)構(gòu)支架依次布置在輸送鏈的垂直上方，檢測裝置支架上裝有攝像頭，挖補(bǔ)機(jī)構(gòu)支架上設(shè)有旋轉(zhuǎn)刀盤組件，旋轉(zhuǎn)刀盤組件用螺栓與滑塊螺母相連，可在絲杠的帶動(dòng)下與滑塊螺母一起沿圓柱導(dǎo)軌和菱形導(dǎo)軌左右移動(dòng)；安裝在旋轉(zhuǎn)刀盤組件中的內(nèi)齒輪齒圈上的鉆孔刀具、吸附裝置、烘干裝置和打磨裝置可在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)下繞內(nèi)齒輪的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；直徑相同、高度相等、涂好膠的木塞間隔地排放在可移動(dòng)平臺上，將待處理木板放置在輸送鏈上，從攝像頭下方通過，攝像頭識別到待處理木板上的表面缺陷后，系統(tǒng)將此信息傳遞給操作控制臺中的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)輸送鏈的運(yùn)行速度，將待處理木板上的缺陷位置輸送至挖補(bǔ)機(jī)構(gòu)支架下方，旋轉(zhuǎn)刀盤組件中的鉆孔刀具轉(zhuǎn)動(dòng)至待處理木板的表面缺陷位置將其挖除，在待處理木板上留下一個(gè)小圓孔；絲杠帶動(dòng)滑塊螺母和旋轉(zhuǎn)刀盤組件移向可移動(dòng)平臺上方，旋轉(zhuǎn)刀盤組件中的吸附裝置吸住木塞后，再移動(dòng)到待處理木板的小圓孔上方，將木塞填入小圓孔中；內(nèi)齒輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°，將烘干裝置旋轉(zhuǎn)至待處理木板表面缺陷部位的垂直上方，對涂膠處進(jìn)行烘干處理；烘干完畢后，內(nèi)齒輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，打磨裝置對填補(bǔ)表面進(jìn)行打磨處理，將干固的膠體及補(bǔ)合處毛刺磨平，此處木材表面缺陷的智能挖補(bǔ)工作完成；輸送鏈帶動(dòng)待處理木板繼續(xù)前行，進(jìn)行下一處木材表面缺陷的智能挖補(bǔ)。
[0007]所述輸送鏈由二條滾子鏈組成，在每條滾子鏈的外側(cè)對稱安裝有多對支撐外鏈板；將帶兩圓柱銷的夾緊板套上彈簧后安裝在支撐外鏈板上，并用防松螺母和緊固螺母固定；將待處理木板放置于多對帶兩圓柱銷的夾緊板形成的支撐平面上，多對帶兩圓柱銷的夾緊板之間的間距L可通過壓縮彈簧而改變，以適應(yīng)待處理木板的寬度變化。
[0008]所述旋轉(zhuǎn)刀盤組件中設(shè)有一對內(nèi)嚙合齒輪，外齒輪裝在轉(zhuǎn)軸上，由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，內(nèi)齒輪的齒圈上每相隔90°安裝有鉆孔刀具、吸附裝置、打磨裝置和烘干裝置；內(nèi)齒輪齒圈外沿嵌套在壓板和內(nèi)齒輪套之間，內(nèi)齒輪套與上蓋、壓板和內(nèi)齒輪套之間用螺釘相連，壓板和內(nèi)齒輪套之間設(shè)有調(diào)整墊片，安裝時(shí)，通過調(diào)整墊片調(diào)整內(nèi)齒輪與內(nèi)齒輪套和壓板之間的間隙，使內(nèi)齒輪既轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，又無軸向竄動(dòng)。
[0009]內(nèi)齒輪齒圈上安裝的鉆孔刀具、吸附裝置、打磨裝置和烘干裝置沿順時(shí)針方向布置，鉆孔刀具和打磨裝置布置在輸送鏈的前進(jìn)方向，吸附裝置和烘干裝置布置在滑塊螺母的移動(dòng)方向，并將此位置作為內(nèi)齒輪安裝的初始位置；當(dāng)待處理木板的缺陷位置停在挖補(bǔ)機(jī)構(gòu)支架下方后，伺服電機(jī)帶動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，滑塊螺母帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)刀盤組件沿著圓柱導(dǎo)軌和菱形導(dǎo)軌左右移動(dòng)；步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸上的外齒輪，驅(qū)動(dòng)內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過控制步進(jìn)電機(jī)的步距控制內(nèi)齒輪的旋轉(zhuǎn)角度，將鉆孔刀具旋轉(zhuǎn)至待處理木板的缺陷部位的垂直上方，鉆孔刀具伸出，將缺陷挖除，在待處理木板上留下一個(gè)小圓孔；缺陷挖除完畢后，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸上的外齒輪，驅(qū)動(dòng)內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使得內(nèi)齒輪回到初始位置，即吸附裝置與可移動(dòng)平臺上的第一個(gè)木塞處在同一直線上；絲杠旋轉(zhuǎn)，滑塊螺母帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)刀盤組件沿著圓柱導(dǎo)軌和菱形導(dǎo)軌向可移動(dòng)平臺方向移動(dòng)，使得吸附裝置位于木塞的垂直上方；吸附裝置向下伸出，吸盤吸住木塞；絲杠旋轉(zhuǎn)，滑塊螺母帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)刀盤組件沿著圓柱導(dǎo)軌和菱形導(dǎo)軌向待處理木板方向移動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸上的外齒輪，驅(qū)動(dòng)內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使得吸附裝置位于待處理木板的小圓孔的垂直上方，吸附裝置將木塞壓入小圓孔，完成缺陷的填補(bǔ)；步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸上的外齒輪，驅(qū)動(dòng)內(nèi)齒輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°，將烘干裝置旋轉(zhuǎn)至待處理木板的缺陷部位的垂直上方，對涂膠處進(jìn)行烘干處理；烘干完畢后，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸上的外齒輪，驅(qū)動(dòng)內(nèi)齒輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，將打磨裝置旋轉(zhuǎn)至缺陷部位的垂直上方，打磨裝置對填補(bǔ)表面進(jìn)行打磨處理，將干固的膠體及補(bǔ)合處毛刺磨平，此處挖補(bǔ)工作完成。吸附裝置在可移動(dòng)平臺上吸走一個(gè)木塞后，可移動(dòng)平臺向前移動(dòng)一個(gè)間隔，以確保吸附裝置下次的作業(yè)；輸送鏈帶動(dòng)待處理木板繼續(xù)前行，進(jìn)行下一處木材表面缺陷的智能挖補(bǔ)。
[0010]所述機(jī)架的上表面設(shè)置有一個(gè)U型槽托件，輸送鏈帶著待處理木板從U型槽托件底面拖過，起著支撐輸送鏈的作用；u型槽托件的兩內(nèi)側(cè)之間的寬度剛好等于輸送鏈兩支撐外鏈板之間的寬度，使輸送鏈帶著待處理木板直線行走，并防止輸送鏈在挖補(bǔ)木板表面缺陷過程中產(chǎn)生移動(dòng)；u型槽兩側(cè)的高度低于輸送鏈中的銷軸高度。
[0011]所述操縱控制臺的控制系統(tǒng)可檢測并控制整個(gè)工作流程，實(shí)現(xiàn)攝像頭與旋轉(zhuǎn)刀盤組件的信息同步，確保切割精度及挖補(bǔ)質(zhì)量；工作開始前，操作者根據(jù)所需挖補(bǔ)批次木板的材質(zhì)、厚度、尺寸等參數(shù)進(jìn)行編程，將編輯完畢的設(shè)備運(yùn)行程序?qū)氩僮骺刂葡到y(tǒng)的計(jì)算機(jī)內(nèi)，控制系統(tǒng)準(zhǔn)備工作完成；待處理木板放置到位后，操作者按動(dòng)開始鍵，控制系統(tǒng)開始工作，在伺服電機(jī)帶動(dòng)下，輸送鏈帶動(dòng)待處理木板勻速向前運(yùn)動(dòng)，到達(dá)缺陷檢測系統(tǒng)下方時(shí)，攝像頭捕捉缺陷，控制系統(tǒng)記錄缺陷位置，將后續(xù)操作指令發(fā)送至挖補(bǔ)機(jī)構(gòu)；此系統(tǒng)將木板常見缺陷的最大尺寸設(shè)置為鉆孔刀具的外徑大小，木塞的直徑與鉆孔刀具的直徑相同，木塞的高度與待處理木板的厚度相等；控制系統(tǒng)根據(jù)輸送鏈的傳輸速度，控制待處理木板的缺陷位置停在挖補(bǔ)機(jī)構(gòu)支架下方，控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制輸送鏈、絲杠、滑塊螺母和旋轉(zhuǎn)刀盤組件中的鉆孔刀具、吸附裝置、打磨裝置和烘干裝置的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)完整的挖補(bǔ)過程；挖補(bǔ)完畢后，在操作系統(tǒng)控制下，輸送鏈帶動(dòng)待處理木板繼續(xù)前行，進(jìn)行下一處木材表面缺陷的智能挖補(bǔ)。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提出的一種木材表面缺陷的智能挖補(bǔ)裝置主要由攝像頭與旋轉(zhuǎn)刀盤組件共同作用，實(shí)現(xiàn)各種規(guī)格木板的智能挖補(bǔ)。它可完成缺陷的自動(dòng)化檢測，智能地挖料、補(bǔ)料、烘干、打磨，功能集成度高，優(yōu)化了木材挖補(bǔ)的工藝流程，自動(dòng)化程度高，易操作，安全性能好，人工成本低。
【附圖說明】
[0013]圖1表示木材表面缺陷的智能挖補(bǔ)裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2表示裝置中帶兩圓柱銷的夾緊板夾緊待處理木板和輸送鏈在U型槽中被支承的情況。
[0015]圖3表示裝置中帶兩圓柱銷的夾緊板固定在支撐外鏈板上的情況。
[0016]圖4表示裝置中旋轉(zhuǎn)刀盤組件內(nèi)齒輪與外齒輪嚙合三維立體圖。
[0017]圖5表示裝置中旋轉(zhuǎn)刀盤組件下方各裝置的布置情況。
[0018]圖6表示圖5中B-B剖面的示意圖。
[0019]圖中:1、可移動(dòng)平臺2、挖補(bǔ)機(jī)構(gòu)支架3、木塞4、圓柱導(dǎo)軌5、絲杠6、滑塊螺母7、菱形導(dǎo)軌8、旋轉(zhuǎn)刀盤組件9、檢測裝置支架10、攝像頭11、待處理木板12、輸送鏈
13、機(jī)架14、操作控制臺；12-1、