一種木材等級、體積和顏色紋理檢測設備的製作方法
2023-06-29 03:25:31 1
一種木材等級、體積和顏色紋理檢測設備的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種木材等級、體積和顏色紋理檢測設備，包括：主機系統、傳送體、傳送皮帶，傳送皮帶相對主機系統的右側為主機進料區，左側為主機出料區，其特徵在於：主機進料區端設置有進料輸送機，主機出料區端設置有分選氣缸，待檢測木材通過進料輸送機輸送到傳送皮帶上的主機進料區端，傳送皮帶將待檢測木材輸送到主機系統內，並穿過主機系統輸送到主機出料區端，分選氣缸將主機分選的不同等級、不同體積、不同顏色紋理的木材推送到不同的出料輸送機上，然後由出料輸送機傳送到橫向傳輸皮帶上，由橫向傳輸皮帶傳送到下道工序，本設備降低了企業的人工成本，提升管理水平、並節省生產場地；提升企業最終生產的產品質量，加大企業在市場中的競爭力。
【專利說明】一種木材等級、體積和顏色紋理檢測設備
【技術領域】
[0001]本實用新型專利涉及一種木材檢測設備，尤其涉及一種針對木材的等級、體積、顏色紋理進行機械化智能檢測的設備。
【背景技術】
[0002]木材是一種廣泛應用的材料，其在結構工程、家具、集成材、地板、櫥櫃、裝飾工程等方面中的用量很大，木材在古建築和現代建築中都得到了廣泛應用而且歷來被廣泛用於建築室內裝修與裝飾，由於木材分為徑切材和旋切材，表現在木材的表面則可形象地成為「直紋」和「花紋」，同時不同的紋理下木材又存在不同的顏色，因而在木製品生產過程中，為了提高最終產品的品質，則需要人工對這些不同的紋理以及不同紋理下的顏色進行識別並區分，這樣的工作量很大而且人眼容易疲勞；雖然投入了大量的人力、物力，得到的效果卻不明顯。
[0003]另外，由於木材在後期具體加工過程中需要對每一塊板材進行「量體裁衣」，就需要在加工這塊板材之前知道這塊板材的材積，同時由於現在木材成本越來越高，其寬度和厚度之間在1.5?2mm的差別就需要對應不同加工要求；而這種精度一般僅靠工人用遊標卡尺去量，不確定因素太多，誤差非常大，而且產能也非常低。
[0004]現有技術完全是依靠人工的方式對木材表面的等級(缺陷、裂紋、腐朽、藍變等)、材積、紋理等進行識別歸類。由於人工在處理時容易疲勞，個人主觀因素大，而且不同工人主觀上認定的標準又不一樣，所以目前的加工方式存在浪費人工、分選效果差，最終導致企業成本上升而產品品質又無法有效提升的弊端。
[0005]隨著技術的發展，現在工業視覺處理已經成為工業自動化中不可或缺的一部分內容，木材加工企業是勞動密集型企業，勞動需求量很大，現社會中人工勞動成本越來越高，大部分企業都在尋求節省人工的機械設備；以求降低人工成本的同時減少由於人為的主觀因素導致的產品質量下降、質量控制不穩定的現象。同時，木材加工企業又面臨另外一個挑戰，那就是雖然木材是一種再生資源，但樹木的生長周期決定了木材也是一種不能在短時間大量供應的原材料。因而，木材原材料的成本也在逐年上漲，如果木製品加工企業在生產中沒有統計好出材率，沒有控制好板材的質量，就會影響企業的最終利潤。因此，無論從節省人工還是節省木材或便於統計的角度考量，都迫切需要一種機械設備來解決木製品加工企業所面臨的各種問題。
實用新型內容
[0006]在上述情況的基礎上，本實用新型的目的是要提供一種木材等級、體積和顏色紋理檢測設備，該設備可識別並區分木材表面的等級情況；如木材表面的節疤、裂紋、腐朽、藍變等等級問題，降低了木材加工企業由於工人疏忽等主觀因素導致的產品質量下降，從而降低產品的等級的弊端；同時該設備可識別並區分木材表面的紋理和顏色；識別並區分木材的材積，也即識別出每一根進料板材的長度、寬度和厚度。本產品創造性地將這木材的等級、顏色紋理、材積整合在一起處理，一方面大大降低了工廠的投資；另一方面減少了生產的工序、加工的環節，同時也節省了場地。本產品能夠大幅減少木製品加工企業的用工數量，降低勞動成本，提高生產效率，避免了人為因素的影響，產品等級分類明確，整體上提升了企業的產品質量。
[0007]為了達到上述目的，本實用新型的技術方案是:
[0008]一種木材等級、體積和顏色紋理檢測設備，包括:主機系統、傳送體、傳送皮帶,傳送體穿過主機系統的主機傳送孔，傳送皮帶設置在傳送體上，傳送皮帶相對主機系統的右側為主機進料區，左側為主機出料區，其特徵在於:所述的主機進料區端設置有進料輸送機，主機出料區端設置有若干分選氣缸，每個分選氣缸對應支出一個出料輸送機，每個出料輸送機對應連接一個橫向傳輸皮帶。所述的待檢測木材通過進料輸送機輸送到傳送皮帶上的主機進料區端，傳送皮帶將待檢測木材輸送到主機系統內，並穿過主機系統輸送到主機出料區端，分選氣缸將主機分選的不同等級已分選木材推送到不同的出料輸送機上，然後由出料輸送機傳送到橫向傳輸皮帶上，由橫向傳輸皮帶傳送到下道工序。
[0009]更進一步的，所述的主機系統包括電控櫃、液晶顯示器、開關按鈕、主機傳送孔和主機內部系統,其中，主機內部系統包括圖像採集卡、工業電腦、線掃描工業相機和超聲波傳感器，所述的線掃描工業相機通過圖像採集卡連接到工業電腦上，超聲波傳感器連接到工業電腦上，工業電腦連接到電控柜上。
[0010]更進一步的，所述的分選氣缸為兩個或兩個以上，且出料輸送機的數量與分選氣缸的數量一致。所述的分選氣缸上連接有頂塊，頂塊可在分選氣缸帶動下沿出料輸送機方向來回運動。
[0011]所述的傳送皮帶由變頻電機驅動，用戶可以根據自己的生產狀況調整傳送皮帶的傳送速度。
[0012]待檢測的物料由進料輸送機輸送至本設備的主機進料區，木材一根一根落入主機進料區；在傳動皮帶帶動下，向主機系統方向移動，木材由主機進料區進入主機系統後，被線掃描工業相機掃描，圖像採集卡採集，被超聲波傳感器識別，然後被工業電腦識別分類，並通過工業電腦將這些結果輸送至主機系統電控櫃內部的中央處理區。電控櫃的中央處理區提前設定好分選氣缸動作範圍值，當檢測後的主機出料區的木材等級、顏色紋理以及材積所得到的結果在某個範圍值，且傳送皮帶將該範圍值的木材傳輸到該範圍值分選氣缸處時，分選氣缸動作，分選氣缸將主機分選的不同等級、不同體積、不同顏色紋理的木材推送到不同的出料輸送機上，輸送機再將已分選木材分送到橫向傳輸皮帶上，然後再傳至下道工序，完成自動分類動作。
[0013]更詳盡的解釋為，檢測木材的顏色是通過線掃描工業相機的視覺成像系統來處理，所謂視覺成像系統是基於HSV顏色空間對木材顏色進行處理和分割，H代表色相、S代表飽和度、V代表亮度。線掃描工業相機具有仿生人類雙眼功能，對木材進行拍照成像，形成以像素為單位的圖像。其對木材表面的顏色獲取、處理完成後，處理結果直接傳輸至主機系統中電控櫃的中央控制器中，電控櫃得到處理該結果後將指令傳送至分選氣缸；木材的等級分析是通過超聲波傳感器將木材的等級信息進行收集，然後將結果傳輸至電控櫃的中央控制器上進行分析，分析結果也被傳輸至分選氣缸，根據結果控制氣缸的運行與否。通過線掃描工業相機的視覺成像系統來處理木材的長、寬、高；客戶可以自行設定寬度、長度與厚度範圍，根據客戶設定的範圍進行分選。
[0014]另外，本設備具有人性化的人機互動界面，在主機上裝有液晶顯示器，能夠統計每天加工的產量；自動存儲每一批板材的加工信息並進行綜合分析,如對每一批加工板材進行等級分析，使工廠得到採購原材料的決策報告，如某一批板材低等級率為10%，而另外一批為15%;也可以讓使用者自行定義不同木材的顏色、缺陷、等級；也可以通過程序控制，外接印表機，可以將統計報告列印出來，幫助企業決策。該液晶顯示器旁邊設置有開關按鈕，便於操作，整個輸送體、輸送皮帶直接與外罩相固定，更加牢靠，橫向輸送皮帶的長度可根據客戶的場地自由調整。本檢測設備分類效率高，檢測後分類的木材的分類範圍可靠，所使用的人工少。
[0015]本設備利用三維成像的方式，模擬出產品的立體結構，通過檢測每一根板材的立體結構來獲知該木材的材積，從而能夠對長度、寬度和厚度在1.5?2mm的偏差進行識別並區分。將本設備應用於木製品加工企業，能夠高速、準確識別木材表面的等級信息、顏色紋理信息、體積等信息，並能夠依據已經設定好的基準範圍完成分選。在生產作業中，本設備夠將這些信息進行分類統計，並支持列印輸出形成決策報告，幫助企業進行生產、採購等環節的決策。使用本設備能夠大幅降低備料階段所使用的人工數量，降低企業的人工成本；減少生產中的各項環節，提升管理水平、並節省生產場地；提升企業最終生產的產品質量，力口大企業在市場中的競爭力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的主視圖。
[0017]圖2為本實用新型的俯視圖。
[0018]圖3為本實用新型中主機系統內部結構原理圖。
[0019]圖4為主機系統的側面視圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和實施例對本實用新型進行進一步說明。
[0021]如圖1、2、3、4所示，一種木材等級、體積和顏色紋理檢測設備，包括:主機系統1、傳送體9、傳送皮帶8，傳送體9穿過主機系統I的主機傳送孔104，傳送皮帶8設置在傳送體9上，傳送皮帶8相對主機系統I的右側為主機進料區2，左側為主機出料區3，其特徵在於:所述的主機進料區2端設置有進料輸送機201，主機出料區3端設置有若干分選氣缸6，每個分選氣缸6對應支出一個出料輸送機301,每個出料輸送機301對應連接一個橫向傳輸皮帶7。所述的主機系統I包括電控櫃101、液晶顯示器102、開關按鈕103、主機傳送孔104和主機內部系統，其中，主機內部系統包括圖像採集卡110、工業電腦111、線掃描工業相機115和超聲波傳感器113，所述的線掃描工業相機115通過圖像採集卡110連接到工業電腦111上，超聲波傳感器113連接到工業電腦111上，工業電腦111連接到電控櫃101上。
[0022]所述的分選氣缸6為兩個或兩個以上，且出料輸送機301的數量與分選氣缸6的數量一致；分選氣缸6上連接有頂塊601，頂塊601可在分選氣缸6帶動下沿出料輸送機301方向來回運動；傳送皮帶8由變頻電機驅動,傳送速度可調。
[0023]例如，具體工作時，啟動電控櫃101，進料輸送機201將其上放置的待檢測木材4向傳送皮帶8方向傳送，木材一根一根落入主機進料區2 ;設置傳送皮帶8的速度為90米/分鐘?120米/分鐘，那麼前後兩根木材進入主機進料區2的時間相隔約I秒，則兩根木材的間距就拉開約為1.5米；這保證了線掃描工業相機115的工業視覺採集、處理以及超聲波傳感器113超聲波的掃描有足夠的周期及響應時間。
[0024]待檢測木材4在傳動皮帶8帶動下，向主機系統I方向移動，木材由主機進料區2進入主機系統I的主機傳送孔104後,在外部光源116的配合下,被線掃描工業相機115掃描，圖像採集卡110採集，被超聲波傳感器113識別，然後被工業電腦111識別分類，並通過工業電腦111將這些結果輸送至主機系統I電控櫃101內部的中央處理區。電控櫃101的中央處理區提前設定好分選氣缸6的動作範圍值，檢測後的木材接著輸送到主機出料區3上，當檢測後的主機出料區3的木材等級、顏色紋理以及材積所得到的結果在某個範圍值，且傳送皮帶將該範圍值的木材傳輸到該範圍值分選氣缸6處時，分選氣缸6動作，通過頂塊601將該木材推到對應的出料輸送機301上,輸送機再將已分選木材5分送到橫向傳輸皮帶7上，然後再傳至下道工序，完成自動分類動作。
[0025]其中，通過線掃描工業相機115的視覺成像系統來處理木材的長、寬、高；客戶可以自行設定寬度、長度與厚度範圍，根據客戶設定的範圍進行分選；如長度範圍X寬度範圍X厚度範圍，客戶設定5個範圍如下:
[0026](450mm ?460mmX42mm ?45mmX16mm ?18mm),
[0027](460mm ?470mmX46mm ?48mmX18mm ?20mm),
[0028](470mm ?490mmX50mm ?52mmX20mm ?22mm),
[0029](490mm ?510mmX52mm ?54mmX22mm ?24mm),
[0030](510mm ?530mmX54mm ?56mmX24mm ?26mm);
[0031]則測量木材的長、寬、厚結果屬於哪個範圍，則該木材就會被設定好的分選氣缸6的頂塊601頂出，進而分選出來。
[0032]木材表面的紋理、顏色、缺陷等信息由線掃描工業相機115掃描後將結果存儲在圖像採集卡110中，圖像採集卡110中的信息被傳輸至工業電腦111 ;而超聲波傳感器113主要識別木材表面的裂紋、材積等信息，將識別的結果傳輸至工業電腦111中。
[0033]本產品能夠同時識別並區分木材的等級、顏色紋理以及體積；本產品依據工業視覺處理的原理，應用HSV顏色處理的方法，選用線掃描工業相機115、數據採集卡110、超聲波傳感器113等對木材進行三個方面的識別，然後將識別的結果輸送至本產品電控櫃101中的中央處理器，中央處理器依照識別的結果控制分選氣缸6，將不同等級、不同顏色紋理、不同材積的木材分選出來。而且基於工業視覺控制以及超聲波的掃描周期，可以將進料速度設定在90米/分鐘?120米/分鐘。
【權利要求】
1.一種木材等級、體積和顏色紋理檢測設備，包括:主機系統(I)、傳送體(9)、傳送皮帶(8)，傳送體(9)穿過主機系統(I)的主機傳送孔(104)，傳送皮帶(8)設置在傳送體(9)上，傳送皮帶(8)相對主機系統(I)的右側為主機進料區(2)，左側為主機出料區(3)，其特徵在於:所述的主機進料區(2)端設置有進料輸送機(201)，主機出料區(3)端設置有若干分選氣缸(6),每個分選氣缸(6)對應支出一個出料輸送機(301),每個出料輸送機(301)對應連接一個橫向傳輸皮帶(7)。
2.根據權利要求1所述的一種木材等級、體積和顏色紋理檢測設備，其特徵在於:所述的主機系統(I)包括電控櫃(101)、液晶顯示器(102)、開關按鈕(103)、主機傳送孔(104)和主機內部系統，其中，主機內部系統包括圖像採集卡(110)、工業電腦(111)、線掃描工業相機(115)和超聲波傳感器(113)，所述的線掃描工業相機(115)通過圖像採集卡(110)連接到工業電腦(111)上，超聲波傳感器(113)連接到工業電腦(111)上，工業電腦(111)連接到電控櫃(101)上。
3.根據權利要求1所述的一種木材等級、體積和顏色紋理檢測設備，其特徵在於:所述的分選氣缸出)為兩個或兩個以上，且出料輸送機(301)的數量與分選氣缸￠)的數量一致。
4.根據權利要求1或3所述的一種木材等級、體積和顏色紋理檢測設備，其特徵在於:所述的分選氣缸(6)上連接有頂塊￠01)，頂塊(601)可在分選氣缸(6)帶動下沿出料輸送機(301)方向來回運動。
5.根據權利要求1所述的一種木材等級、體積和顏色紋理檢測設備，其特徵在於:所述的傳送皮帶(8)由變頻電機驅動，傳送速度可調。
【文檔編號】G06T7/40GK204177410SQ201420250882
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年5月16日 優先權日:2014年5月16日
【發明者】曹坤 申請人:曹坤