智能調偏型人造板縱橫鋸邊生產線及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種人造板縱橫鋸邊生產線設備和人造板調偏方法，尤其是涉及基于機器視覺調偏的人造板縱橫鋸邊生產線和方法。
【背景技術】
[0002]由于我國經濟的迅速發(fā)展，居民生活水平日益提高，人們對制件的材質、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，我國的木制品產量在世界上占有較大的比重，家具和人造板總產量也名列前茅，但目前我國的木制品加工設備特別是多層板加工設備自動化程度比較低，人造板加工設備難以順應我國人造板行業(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備的自動化，許多人造板加工企業(yè)根據人造板的加工工藝研發(fā)了多種板材縱橫鋸邊設備，如專利號:ZL201110227965.0 “一種人造板數控自動縱橫鋸邊機”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，傳統的對中裝置僅按照板坯的外形進行對中切割，當板坯不規(guī)則或板坯表面有缺陷時，極易產生廢品，為克服傳統對中裝置的上述問題，本發(fā)明將機器視覺技術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，并驅動進給系統實現板坯的自動調偏，提高板材切割質量，降低廢品率。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是克服上述人造板縱橫鋸邊加工過程中存在的質量問題，提供一種基于機器視覺的智能調偏型人造板縱橫鋸邊生產線和方法。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種智能調偏型人造板縱橫鋸邊生產線，包括板材邊緣視覺識別系統2、板材橫向調偏系統3、輸送機構4、板材縱向鋸邊系統5、輸送機構
6、板材縱向對中機構7、板材橫向鋸邊系統8、碼垛機構9組成;所述的板材邊緣視覺識別系統2對稱安裝于輸送機構4前端上方;所述的板材橫向調偏系統3安裝于輸送機構4中部;所述的板材縱向鋸邊系統5前端連接輸送機構4，后端連接輸送機構6;所述的板材縱向對中機構7安裝于輸送機構6后端;所述的板材橫向鋸邊系統8安裝于板材縱向對中機構7左側;所述的碼垛機構9安裝于板材橫向鋸邊系統8后端。
[0005]所述的輸送機構4、板材縱向鋸邊系統5、輸送機構6、板材縱向對中機構7的中心線共線;板材橫向調偏系統3中心線與輸送機構4、板材縱向鋸邊系統5、輸送機構6、板材縱向對中機構7的中心線平行，平行間距為板材邊緣視覺識別系統2計算的人造板材偏移量;所述的板材橫向鋸邊系統8、碼垛機構9的中心線與板材縱向對中機構7的中心線垂直。
[0006]所述的板材邊緣視覺識別系統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。
[0007]所述的板材橫向調偏系統3包括導向輥26、導軌27、調偏滑臺28、支撐板30、伺服電機31、調整板32、夾刀滑臺33、夾刀34、調偏滑臺35、支撐板36、齒條機構37、擺動氣缸38、齒輪39組成;所述的調偏滑臺28對稱安裝在調偏滑臺35兩側，并通過調整板32連接到調偏滑臺35;所述的刀架滑臺33對稱安裝于調偏滑臺28上，并通過齒條機構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偏系統3，由伺服電機31驅動調偏滑臺35運動實現板材的自動調偏；
將成品板材尺寸與標準板材規(guī)格相對照，計算縱鋸與縱鋸、橫鋸與橫鋸的間距，自動調整板材縱向鋸邊系統5、板材橫向鋸邊系統8的鋸片間距，實現不同幅面板材切割。
[0009]所述的智能調偏型人造板縱橫鋸邊方法還包括:根據工業(yè)攝像機22獲取的實時畫面中首次出現的人造板材橫邊進行定時和計長，當實時畫面中再次出現人造板材橫邊時，計算人造板材的縱向長度。
[0010]所述的智能調偏型人造板縱橫鋸邊方法還包括:根據工業(yè)攝像機22獲取的實時畫面探測人造板的表面缺陷，以表面缺陷內側像素點計算人造板材的偏移量、偏移方向，由板材兩側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2的安裝間距可根據加工板材的幅面大小調整。
[0012]有益效果:本發(fā)明能夠通過板材邊緣視覺識別系統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、兩側邊緣及板材表面缺陷探測，根據板坯邊緣的探測結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，驅動伺服電機運動實現板材的自動調偏，從而有效提高板材切割質量，降低廢品率，同時，還可根據木板材邊緣識別結果與在此基礎上形成的最優(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)明的整體結構示意圖；
圖2為本發(fā)明的板材縱切設備示意圖；
圖3為本發(fā)明的人造板材邊緣識別系統與調偏機構結構示意圖；
圖4為本發(fā)明的調偏機構結構縱向剖視圖；
圖5為本發(fā)明的調偏機構結構橫向剖視圖；
圖中:I主控計算機、2板材邊緣視覺識別系統、3板材橫向調偏系統、4輸送機構、5板材縱向鋸邊系統、6輸送機構、7板材縱向對中機構、8板材橫向鋸邊系統、9碼垛機構、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導向輥、27導軌、28調偏滑臺、29導軌、30支撐板、31伺服電機、32調整板、33夾刀滑臺、34夾刀、35調偏滑臺、36支撐板、37齒條機構、38擺動氣缸、39齒輪、40傳動機構、41導軌、42傳動輥、43輸送臺、44氣缸、51縱鋸調整機構、52床身、53送料輥、54縱鋸。
【具體實施方式】
[0014]下面結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線與方法。
[0016]圖1所示為本發(fā)明的結構示意主視圖。
[0017]本發(fā)明包括板材邊緣視覺識別系統2、板材橫向調偏系統3、輸送機構4、板材縱向鋸邊系統5、輸送機構6、板材縱向對中機構7、板材橫向鋸邊系統8、碼垛機構9組成;板材邊緣視覺識別系統2共有兩套，對稱安裝于輸送機構4前端上方;所述的板材橫向調偏系統3安裝于輸送機構4中部;所述的板材縱向鋸邊系統5前端連接輸送機構4，后端連接輸送機構6;所述板材縱向對中機構7安裝于輸送機構6后端;所述的板材橫向鋸邊系統8安裝于板材縱向對中機構7左側;所述碼垛機構9安裝于板材橫向鋸邊系統8后端。
[0018]圖2為本發(fā)明的板材縱切設備示意圖。
[0019]所述的輸送機構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5包括縱鋸調整機構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與調偏機構結構示意圖。
[0021]所述的板材邊緣視覺識別系統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；所述的板材橫向調偏系統3位于板材邊緣視覺識別系統2右側，人造板材在夾送輥的拖動下先經過板材邊緣視覺識別系統2進行前后端、兩側輪廓的邊緣檢測，再進入板材橫向調偏系統3進行板材中心調偏，具體調偏步驟如下:
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偏系統3，由伺服電機31驅動調偏滑臺35運動實現板材的自動調偏；
將成品板材尺寸與標準板材規(guī)格相對照，計算縱鋸與縱鋸、橫鋸與橫鋸的間距，自動調整板材縱向鋸邊系統5、板材橫向鋸邊系統8的鋸片間距，實現不同幅面板材切割。
[0022]所述的智能調偏型人造板縱橫鋸邊方法還包括:根據工業(yè)攝像機22獲取的實時畫面中首次出現的人造板材橫邊進行定時和計長，當實時畫面中再次出現人造板材橫邊時，計算人造板材的縱向長度。
[0023]所述的智能調偏型人造板縱橫鋸邊方法還包括:根據工業(yè)攝像機22獲取的實時畫面探測人造板的表面缺陷，以表面缺陷內側像素點計算人造板材的偏移量、偏移方向，由板材兩側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)明的調偏機構結構縱向、橫向剖視圖。
[0025]所述的板材橫向調偏系統3包括伺服電機31、調整板32、夾刀滑臺33、夾刀34、調偏滑臺35、支撐板36組成，所述的伺服電機31通過傳動機構40連接到調偏滑臺35，所述的調整板32中間固定在調偏滑臺35上，兩側分別與調偏滑臺28連接;所述的調偏滑臺28通過導軌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通過導軌41對稱安裝于調偏滑臺28上，并通過齒條機構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，安裝在調偏滑臺35同側的兩個夾刀34在擺動氣缸38作用下實現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偏，本發(fā)明可以根據需要設置基于機器視覺的人造板橫向、縱向調偏。
[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)明范圍內或等同本發(fā)明的范圍內的改變均被本發(fā)明包圍。
【主權項】
1.一種智能調偏型人造板縱橫鋸邊生產線，其特征在于:包括板材邊緣視覺識別系統2、板材橫向調偏系統3、輸送機構4、板材縱向鋸邊系統5、輸送機構6、板材縱向對中機構7、板材橫向鋸邊系統8、碼垛機構9組成;所述的板材邊緣視覺識別系統2對稱安裝于輸送機構4前端上方;所述的板材橫向調偏系統3安裝于輸送機構4中部;所述的板材縱向鋸邊系統5前端連接輸送機構4，后端連接輸送機構6;所述的板材縱向對中機構7安裝于輸送機構6后端;所述的板材橫向鋸邊系統8安裝于板材縱向對中機構7左側;所述的碼垛機構9安裝于板材橫向鋸邊系統8后端。2.根據權利要求1所述的智能調偏型人造板縱橫鋸邊生產線，其特征在于:所述的輸送機構4、板材縱向鋸邊系統5、輸送機構6、板材縱向對中機構7的中心線共線;板材橫向調偏系統3中心線與輸送機構4、板材縱向鋸邊系統5、輸送機構6、板材縱向對中機構7的中心線平行，平行間距為板材邊緣視覺識別系統2計算的人造板材偏移量;所述的板材橫向鋸邊系統8、碼垛機構9的中心線與板材縱向對中機構7的中心線垂直。3.根據權利要求1所述的智能調偏型人造板縱橫鋸邊生產線，其特征在于:所述的板材邊緣視覺識別系統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。4.根據權利要求1所述的智能調偏型人造板縱橫鋸邊生產線，其特征在于:所述的板材橫向調偏系統3包括導向輥26、導軌27、調偏滑臺28、支撐板30、伺服電機31、調整板32、夾刀滑臺33、夾刀34、調偏滑臺35、支撐板36、齒條機構37、擺動氣缸38、齒輪39組成;所述的調偏滑臺28對稱安裝在調偏滑臺35兩側，并通過調整板32連接到調偏滑臺35;所述的刀架滑臺33對稱安裝于調偏滑臺28上，并通過齒條機構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偏系統3，由伺服電機31驅動調偏滑臺35運動實現板材的自動調偏； 將成品板材尺寸與標準板材規(guī)格相對照，計算縱鋸與縱鋸、橫鋸與橫鋸的間距，自動調整板材縱向鋸邊系統5、板材橫向鋸邊系統8的鋸片間距，實現不同幅面板材切割。6.根據權利要求5所述的智能調偏型人造板縱橫鋸邊方法，其特征在于:該智能調偏型人造板縱橫鋸邊方法還包括:根據工業(yè)攝像機22獲取的實時畫面中首次出現的人造板材橫邊進行定時和計長，當實時畫面中再次出現人造板材橫邊時，計算人造板材的縱向長度。7.根據權利要求5所述的智能調偏型人造板縱橫鋸邊方法，其特征在于:該智能調偏型人造板縱橫鋸邊方法還包括:根據工業(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，由板材兩側表面缺陷分布計算人造板材的橫向長度。8.根據權利要求1或3所述的智能調偏型人造板縱橫鋸邊生產線，其特征還在于:所述的板材邊緣視覺識別系統2的安裝間距可根據加工板材的幅面大小調整。
【專利摘要】一種智能調偏型人造板縱橫鋸邊生產線及方法，包括板材邊緣視覺識別系統2、板材橫向調偏系統3、輸送機構4、板材縱向鋸邊系統5、輸送機構6、板材縱向對中機構7、板材橫向鋸邊系統8、碼垛機構9組成；其調偏方法為：板材邊緣視覺識別系統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偏系統3，由伺服電機31驅動調偏滑臺35運動實現板材的自動調偏；將成品板材尺寸與標準板材規(guī)格相對照，計算縱鋸與縱鋸、橫鋸與橫鋸的間距，自動調整板材縱向鋸邊系統5、板材橫向鋸邊系統8的鋸片間距，實現寬幅面板材切割的自適應。
【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