[發(fā)明專利]一種斜射式木質(zhì)板材毛邊的識(shí)別裝置和識(shí)別方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710545226.3
• 申請(qǐng)日: 2017-07-06
• 公開（公告）號(hào): CN107388973A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐兆軍;倪申健;朱南峰;王繼剛;郝淼;周海燕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/02
• 分類號(hào): G01B11/02;G01B11/06
• 代理公司: 南京申云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)32274
• 代理人: 郭曉敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種識(shí)別裝置及識(shí)別方法，尤其是涉及一種木質(zhì)板材毛邊的識(shí)別裝置和識(shí)別方法，屬于木材加工制造領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，我國(guó)木材工業(yè)發(fā)展迅速，森林資源開采范圍卻在逐漸減少，森林資源面臨著嚴(yán)重的短缺問題，木材的供需矛盾日益尖銳，這就對(duì)木材資源實(shí)現(xiàn)價(jià)值最大化提出了越來越高的要求。在木材資源缺乏的情況下，提高木材的利用率是木材加工與自動(dòng)化領(lǐng)域中一個(gè)急需解決的問題。在很多木材產(chǎn)品加工生產(chǎn)時(shí)會(huì)將原木鋸切成一定厚度要求的板材。原木的截面可以近似看成圓形，原木可以近似成一個(gè)圓柱形，一般鋸切過程則是平行于圓柱軸線。經(jīng)過鋸切后的長(zhǎng)板截面不是規(guī)則的矩形，而是兩個(gè)側(cè)面有不規(guī)則的曲邊梯形。圖1為毛邊板材的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示：這種板材叫做毛邊板，毛邊鋸材外材面分為上下兩個(gè)寬材面和左右兩個(gè)窄材面，由于原木本身不是一個(gè)規(guī)則的圓柱體、且有枝丫、彎曲等缺陷，使得毛邊鋸材的窄面呈現(xiàn)不規(guī)則的形狀，加工時(shí)需要將不規(guī)則窄材面去除。圖2為鋸切狀態(tài)的毛邊板材的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示：一般在后續(xù)的工段中往往要除去毛邊板的毛邊，如果去除窄材面不徹底就形成鈍棱缺陷，影響鋸材的等級(jí)和使用，如果去除過多將造成浪費(fèi)。根據(jù)寬面到毛邊鋸材髓心的遠(yuǎn)近程度分為內(nèi)材面和外材面，距離髓心近的是內(nèi)材面，遠(yuǎn)的是外材面。在許多鋸材廠都需要有經(jīng)驗(yàn)的工人，目視每一塊鋸材的外材面，憑借自己的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行齊邊，工人的手工操作嚴(yán)重影響了加工精度和效率，并且造成毛邊鋸材資源的浪費(fèi)。。

目前對(duì)原木制材的毛邊板的毛邊識(shí)別主要是靠人工來識(shí)別的，做法是將毛邊板放在待鋸切的機(jī)床輸送帶上，在傳送帶正前方的上方有幾排可以移動(dòng)的激光器，激光器可以發(fā)射出一條激光，操作者用一個(gè)操作桿來操作激光器移動(dòng)，選擇合適的位置，激光器就可以在待鋸切的毛邊料上打出一條激光線，如果操作者認(rèn)為激光線正好落在所有毛邊內(nèi)側(cè)里，此時(shí)記下當(dāng)前激光線的位置。將兩側(cè)的激光線位置都標(biāo)記好后就可以進(jìn)入鋸機(jī)鋸切。一般在確定毛邊邊緣時(shí)毛邊板都處于靜止在傳送帶上的狀態(tài)，確認(rèn)好后板材再開始運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入鋸機(jī)鋸切。這種方法缺點(diǎn)之一是在找毛邊內(nèi)側(cè)邊緣是靠人的肉眼識(shí)別，工作時(shí)工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，容易視覺疲勞；其次，在判斷毛邊內(nèi)側(cè)邊緣時(shí)毛邊板是要求靜止的，降低了工作效率；再次該方法在使用時(shí)要有專用導(dǎo)軌、伺服電機(jī)等控制系統(tǒng)，成本造價(jià)比較高難以推廣。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種安全可靠、使用方便、測(cè)量精度高的斜射式木質(zhì)板材毛邊的識(shí)別裝置和識(shí)別方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種斜射式木質(zhì)板材毛邊的識(shí)別裝置，包括傳送臺(tái)、激光發(fā)射器、支架、面陣工業(yè)相機(jī)，支架橋式架設(shè)在傳送臺(tái)上，沿傳送臺(tái)的傳送方向，依次在傳送臺(tái)上方的支架上設(shè)置激光發(fā)射器和面陣工業(yè)相機(jī)，且所述的激光發(fā)射器發(fā)射到傳送臺(tái)上被測(cè)木質(zhì)板材表面的光源經(jīng)被測(cè)木質(zhì)板材反射后被面陣工業(yè)相機(jī)接收，而面陣工業(yè)相機(jī)同時(shí)與一計(jì)算機(jī)連通，所述的激光發(fā)射器發(fā)射的入射激光線和面陣工業(yè)相機(jī)的光軸成90°夾角，且所述的入射光為斜射，且，0＜入射角＜90°。

而本發(fā)明還公開了一種基于上述的斜射式木質(zhì)板材毛邊的識(shí)別裝置的木質(zhì)板材毛邊的識(shí)別方法，包括以下步驟：

S1：激光發(fā)射器向傳送臺(tái)上經(jīng)過的被測(cè)木質(zhì)板材發(fā)射激光光源，被測(cè)木質(zhì)板材表面的扇形激光光源經(jīng)反射后由面陣工業(yè)相機(jī)接收，所述的激光發(fā)射器發(fā)射的入射激光線和面陣工業(yè)相機(jī)的光軸成90°夾角，且所述的入射光為斜射，且，0＜入射角＜90°；

S2：面陣工業(yè)相機(jī)將得到的被測(cè)木質(zhì)板材反射的激光光源信息轉(zhuǎn)換為被測(cè)木質(zhì)板材的厚度和寬度的輪廓圖像信息；

S3：計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)采集卡收集面陣工業(yè)相機(jī)的被測(cè)木質(zhì)板材的厚度和寬度的輪廓圖像信息，并經(jīng)過計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理軟件計(jì)算后得到被測(cè)木質(zhì)板材的厚度和寬度信息；

S4：根據(jù)被測(cè)木質(zhì)板材的厚度和寬度信息確定木質(zhì)板材的正常板面與毛邊的邊界點(diǎn)，每隔一定長(zhǎng)度檢測(cè)出一個(gè)邊界點(diǎn)，以同一側(cè)測(cè)出的邊界點(diǎn)中最內(nèi)側(cè)的邊界點(diǎn)為鋸切點(diǎn)，沿平行于正常板面中心線的鋸路去除毛邊。

進(jìn)一步，在S1步驟中，激光發(fā)射器向被測(cè)木質(zhì)板材發(fā)射的激光光源為扇形激光光源，且被測(cè)木質(zhì)板材表面形成的光條為一字形光條。

在S2步驟中，激光光源信息轉(zhuǎn)換為被測(cè)木質(zhì)板材的厚度和寬度輪廓圖像信息的方法為：光信號(hào)被面陣工業(yè)相機(jī)接收并轉(zhuǎn)化成電荷信號(hào)，再經(jīng)過外部采樣放大及模數(shù)轉(zhuǎn)化電路轉(zhuǎn)化成數(shù)字圖像信號(hào)。

在S3步驟中，所述的數(shù)據(jù)處理軟件中被測(cè)木質(zhì)板材的厚度的計(jì)算公式為：

x＝k·y (I)