專利名稱：改進型竹片自動分揀裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種改進型竹片自動分揀裝置，屬于一種基于機器視覺技術(shù)的竹片顏色自動分揀系統(tǒng)，能自動避開竹片節(jié)子區(qū)，提供一種準確的竹片顏色分揀方法與裝置， 適用于竹材加工企業(yè)需要進行竹片顏色分揀的竹制品生產(chǎn)線，實現(xiàn)竹片顏色自動分揀。
背景技術(shù)：
我國是竹材資源最為豐富的國家，竹子種類和竹林面積約占世界的1/4，產(chǎn)量約占世界的1/3，居世界之首。因竹材是短周期可再生資源，近年來我國竹材產(chǎn)業(yè)得到迅猛發(fā)展， 且開發(fā)了一系列的竹材產(chǎn)品，包括竹膠板、竹層積材、重組竹、竹刨花板、竹薄木等。但我國竹材加工設(shè)備相對落后，竹材生產(chǎn)過程仍沒能實現(xiàn)全線自動化生產(chǎn)，甚至許多工序仍是手工完成。竹材加工產(chǎn)品雖以同一種竹材(如毛竹)為主要原料，但其材色也因土壤、坡地等生長環(huán)境、竹齡、竹竿部位等因素而存在差異。多數(shù)竹材產(chǎn)品需均勻的材色，或由各種材色的竹片構(gòu)成具有良好裝飾性的花色，以提高產(chǎn)品質(zhì)量和檔次。因此生產(chǎn)過程中需對經(jīng)加工后竹片按其顏色不同進行分類分揀，將顏色不同的竹片分揀出來，分別用于竹制品的不同結(jié)構(gòu)位置或用作生產(chǎn)不同的制品，以提高竹制品顏色均勻度、產(chǎn)品的品質(zhì)與檔次。但目前竹片顏色分揀由工人手工分揀，雖然在一定程度上提高了竹制品的質(zhì)量， 但是由于分揀工人個人的視覺誤差、分揀車間內(nèi)光線光照度的差別等原因，分揀質(zhì)量受限， 且分揀效率低，分揀人員眾多。若能將計算機視覺應(yīng)用于竹片顏色分類分揀，將大大提高竹片分揀效率、竹制品質(zhì)量與檔次，減少產(chǎn)品次品率，提高竹材利用價值，同時將節(jié)約人工成本。該系統(tǒng)研制成功，有廣闊的推廣市場，將加快竹材產(chǎn)品生產(chǎn)過程自動化進程，也將對推動竹材加工業(yè)、乃至竹產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。實用新型專利ZL 200820068201. 5基于機器視覺的竹片色差自動識別分級裝置， 實現(xiàn)了自動按竹片色差進行分級的一種方法，但由于竹材是多節(jié)子材料，竹材節(jié)子區(qū)維管束向外或向內(nèi)稍現(xiàn)彎曲，也有進入節(jié)隔盤曲復出，而致竹片弦面節(jié)子區(qū)維管束密集，顏色較節(jié)間區(qū)深。進入ZL 200820068201. 5所述的攝像機拍攝的竹片圖像或為竹片節(jié)子區(qū)、或為節(jié)間區(qū)，因此造成色差分級計算不準確。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種改進型竹片自動分揀裝置，有利于提高竹片顏色分揀的準確度，為實現(xiàn)竹制品自動化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。本實用新型的特征在于一種改進型竹片自動分揀裝置，包括控制模塊和與控制模塊連接的竹片傳送帶，其特征在于所述竹片傳送帶上設(shè)有能通過竹片的光源箱，所述光源箱的出口側(cè)的傳送帶上設(shè)有與控制模塊連接的竹片分揀機構(gòu)，所述光源箱內(nèi)設(shè)有與控制模塊連接的竹片感應(yīng)探頭，所述光源箱上側(cè)內(nèi)壁設(shè)有照射用標準光源，所述光源箱上側(cè)內(nèi)壁還設(shè)有可由控制模塊驅(qū)動橫向移動的工業(yè)相機，所述工業(yè)相機和具有竹片節(jié)子區(qū)判斷與竹片色差計算功能的工業(yè)控制計算機的輸入端連接，所述工業(yè)控制計算機的輸出端與控制模塊連接。本實用新型的優(yōu)點本實用新型具有竹片色差計算精確、重復誤差小與分類準確度高的特點。

圖1為本實用新型實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
參考圖1，一種改進型竹片自動分揀裝置，包括控制模塊1和與控制模塊1連接的竹片傳送帶2，所述竹片傳送帶2上設(shè)有能通過竹片3的光源箱4，所述光源箱4的出口側(cè)的傳送帶2上設(shè)有與控制模塊1連接的竹片分揀機構(gòu)5，所述光源箱4內(nèi)設(shè)有與控制模塊1 連接的竹片感應(yīng)探頭6，所述光源箱4上側(cè)內(nèi)壁設(shè)有照射用標準光源7，所述光源箱4上側(cè)內(nèi)壁還設(shè)有可由控制模塊1驅(qū)動橫向移動的工業(yè)相機8，所述工業(yè)相機8和具有竹片節(jié)子區(qū)判斷與竹片色差計算功能的工業(yè)控制計算機9的輸入端連接，所述工業(yè)控制計算機9的輸出端與控制模塊1連接。上述工業(yè)相機8由設(shè)于光源箱4上的直線驅(qū)動單元10驅(qū)動橫向移動。上述直線驅(qū)動單元10可為電機。上述竹片感應(yīng)探頭6為光電開關(guān)。上述標準光源7為D65標準光源燈管。具體實施過程工業(yè)相機通過USB或IEEE1394與工業(yè)控制計算機電氣連接；控制模塊通過串行通訊或工業(yè)以太網(wǎng)與工業(yè)控制計算機電氣連接；控制模塊的輸入通道有用于檢測工業(yè)相機視覺區(qū)內(nèi)竹片的光電開關(guān)、總電源開關(guān)及各執(zhí)行運動部件的工作狀態(tài)的開關(guān)信號輸入；輸出通道有驅(qū)動工業(yè)相機移位的直線運動單元、竹片傳送帶的驅(qū)動電機、各竹片分揀機構(gòu)的控制量輸出；光源箱隔離環(huán)境光線對拍攝圖像的影響，箱內(nèi)光源采用D65標準光源，并采用穩(wěn)壓電源為其提供靜化電源，使光強穩(wěn)定。箱體內(nèi)壁采用黑色漫反射材料覆面，竹片出入口處采用厚絨布(或柔軟的皮革、橡膠等)的簾門，既可隔絕環(huán)境光線，又不影響輸送竹片進出。本實用新型的竹片傳送帶由兩條滾子鏈、鏈輪、驅(qū)動裝置、支承導軌和機架組成， 滾子鏈上間隔一定距離安裝竹片夾持工作構(gòu)件；竹片分揀機構(gòu)為氣壓缸或電磁鐵，安裝于輸送裝置的鏈條回空邊上方，竹片分揀機構(gòu)數(shù)量由分揀類別個數(shù)決定；除了上述機構(gòu)外，本實用新型還設(shè)有竹片收集的收集裝置，本收集裝置可以是簡單的收集箱，也可以是垂直于本裝置運輸中心線的窄帶式運輸機。工業(yè)控制計算機內(nèi)運行工業(yè)相機參數(shù)設(shè)置程序、竹片數(shù)字圖像采集程序、竹片色差計算與分級程序、與控制模塊間的通訊程序等。本實用新型，基于機器視覺技術(shù)的能自動避開節(jié)子區(qū)的竹片顏色自動分揀系統(tǒng)的工作原理如下1)開啟總電源，啟動工業(yè)控制計算機和控制模塊，打開光源箱內(nèi)D65標準光源燈管；[0023]2)參數(shù)設(shè)置運行工業(yè)控制計算機內(nèi)的相機設(shè)置程序，調(diào)整工業(yè)相機的焦距、光圈、曝光時間、亮度等參數(shù)，并鎖定參數(shù)；設(shè)定竹片色差分級參數(shù)；3)竹片由竹片傳送帶送入檢測區(qū)，光電開關(guān)被切斷，控制模塊的開關(guān)量輸入通道由1到0的下降沿時，竹片傳送帶停止，同時控制模塊向工業(yè)控制計算機發(fā)出圖像采集請求
信號；4)工業(yè)控制計算機接收到圖像采集請求信號后，啟動竹片數(shù)字圖像采集程序，驅(qū)動工業(yè)相機工作，捕獲竹片數(shù)字圖像，送入圖像緩沖區(qū)；5)自動運行竹片節(jié)子判別程序，判斷采集的竹片數(shù)字圖像是否包含節(jié)子區(qū)；6)若包含節(jié)子區(qū)，則向控制模塊發(fā)出工業(yè)相機移位請求；7)控制模塊接收到來自工業(yè)控制計算機的相機移位請求，直線驅(qū)動單元使工業(yè)相機橫向移動一定距離后，向工業(yè)控制計算機再發(fā)出圖像采集請求信號；再按步4)、5)運行；8)若不包含節(jié)子區(qū)，程序自動調(diào)用色差計算程序，計算出竹片色差，按預設(shè)的竹片色差分級參數(shù)分類，產(chǎn)生分類信號，向控制模塊發(fā)出；9)控制模塊接收到分類信號后，按分類信號的要求，控制竹片分揀機構(gòu)將竹片撥入收集箱或窄帶式運輸機。結(jié)合上述機構(gòu)，可按如下方式進行工作實施方式11)開啟總電源，啟動工業(yè)控制計算機和控制模塊，打開光源箱內(nèi)D65標準光源燈管；2)參數(shù)設(shè)置運行工業(yè)控制計算機內(nèi)的相機設(shè)置程序，調(diào)整工業(yè)相機的焦距、光圈、曝光時間、亮度等參數(shù)，并鎖定參數(shù)；設(shè)定竹片色差分級參數(shù)；3)竹片由竹片傳送帶送入檢測區(qū)，光電開關(guān)被切斷，控制模塊的開關(guān)量輸入通道由1到0的下降沿時，竹片傳送帶停止，同時控制模塊向工業(yè)控制計算機發(fā)出圖像采集請求
信號；4)工業(yè)控制計算機接收到圖像采集請求信號后，啟動竹片數(shù)字圖像采集程序，驅(qū)動工業(yè)相機工作，捕獲竹片數(shù)字圖像，送入圖像緩沖區(qū)；5)自動運行竹片節(jié)子判別程序，判斷采集的竹片數(shù)字圖像是否包含節(jié)子區(qū)；6)若包含節(jié)子區(qū)，則向控制模塊發(fā)出工業(yè)相機移位請求；7)控制模塊接收到來自工業(yè)控制計算機的相機移位請求，驅(qū)動直線驅(qū)動單元使工業(yè)相機橫向移動一定距離后，向工業(yè)控制計算機再發(fā)出圖像采集請求信號；再按步4)、5) 運行；8)若不包含節(jié)子區(qū)，程序自動調(diào)用色差計算程序，計算出竹片色差，按預設(shè)的竹片色差分級參數(shù)分類，產(chǎn)生分類信號，向控制模塊發(fā)出；9)控制模塊接收到分類信號后，按分類信號的要求，控制竹片分揀機構(gòu)將竹片撥入收集箱或窄帶式運輸機。實施方式2 1)開啟總電源，啟動工業(yè)控制計算機和控制模塊，打開光源箱內(nèi)D65標準光源燈管；2)參數(shù)設(shè)置運行工業(yè)控制計算機內(nèi)的相機設(shè)置程序，調(diào)整工業(yè)相機的焦距、光圈、曝光時間、亮度等參數(shù)，并鎖定參數(shù)；設(shè)置竹片色差采集次數(shù)；設(shè)定竹片色差分級參數(shù)；3)竹片由竹片傳送帶送入檢測區(qū)，光電開關(guān)被切斷，控制模塊的開關(guān)量輸入通道由1到0的下降沿時，竹片傳送帶停止，同時控制模塊向工業(yè)控制計算機發(fā)出圖像采集請求
信號；4)循環(huán)開始(循環(huán)結(jié)束條件為采集次數(shù)等于設(shè)置次數(shù))①工業(yè)控制計算機接收到圖像采集請求信號后，啟動竹片數(shù)字圖像采集程序，驅(qū)動工業(yè)相機工作，捕獲竹片數(shù)字圖像，送入圖像緩沖區(qū)；②運行竹片色差計算程序計算色差，儲存結(jié)果；③如果采集次數(shù)小于設(shè)置次數(shù)，向控制模塊發(fā)出工業(yè)相機移位信號；否則結(jié)束循環(huán)④控制模塊接收到來自工業(yè)控制計算機的相機移位請求，驅(qū)動直線驅(qū)動單元使工業(yè)相機橫向移動20mm后，向工業(yè)控制計算機再發(fā)出圖像采集請求信號；5)求竹片色差算術(shù)平均值，按預設(shè)的竹片色差分級參數(shù)分類，產(chǎn)生分類信號，向控制模塊發(fā)出；6)控制模塊接收到分類信號后，按分類信號的要求，控制竹片分揀機構(gòu)將竹片撥入收集箱或窄帶式運輸機。以上所述者，僅為本實用新型的較佳實施例而已，凡依本實用新型技術(shù)方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作用未超出本實用新型技術(shù)方案的范圍時，均屬于本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種改進型竹片自動分揀裝置，包括控制模塊和與控制模塊連接的竹片傳送帶，其特征在于所述竹片傳送帶上設(shè)有能通過竹片的光源箱，所述光源箱的出口側(cè)的傳送帶上設(shè)有與控制模塊連接的竹片分揀機構(gòu)，所述光源箱內(nèi)設(shè)有與控制模塊連接的竹片感應(yīng)探頭，所述光源箱上側(cè)內(nèi)壁設(shè)有照射用標準光源，所述光源箱上側(cè)內(nèi)壁還設(shè)有可由控制模塊驅(qū)動橫向移動的工業(yè)相機，所述工業(yè)相機和具有竹片節(jié)子區(qū)判斷與竹片色差計算功能的工業(yè)控制計算機的輸入端連接，所述工業(yè)控制計算機的輸出端與控制模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進型竹片自動分揀裝置，其特征在于所述工業(yè)相機由設(shè)于光源箱上的直線驅(qū)動單元驅(qū)動橫向移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改進型竹片自動分揀裝置，其特征在于所述直線驅(qū)動單元可為電機。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進型竹片自動分揀裝置，其特征在于所述竹片感應(yīng)探頭為光電開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進型竹片自動分揀裝置，其特征在于所述標準光源為D65 標準光源燈管。
專利摘要本實用新型涉及一種改進型竹片自動分揀裝置，包括控制模塊和與控制模塊連接的竹片傳送帶，其特征在于所述竹片傳送帶上設(shè)有能通過竹片的光源箱，所述光源箱的出口側(cè)的傳送帶上設(shè)有與控制模塊連接的竹片分揀機構(gòu)，所述光源箱內(nèi)設(shè)有與控制模塊連接的竹片感應(yīng)探頭，所述光源箱上側(cè)內(nèi)壁設(shè)有照射用標準光源，所述光源箱上側(cè)內(nèi)壁還設(shè)有可由控制模塊驅(qū)動橫向移動的工業(yè)相機，所述工業(yè)相機和具有竹片節(jié)子區(qū)判斷與竹片色差計算功能的工業(yè)控制計算機的輸入端連接，所述工業(yè)控制計算機的輸出端與控制模塊連接。本實用新型具有竹片色差計算精確、重復誤差小與分類準確度高的特點。
文檔編號B07C5/342GK202155319SQ201120242569
公開日2012年3月7日 申請日期2011年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月11日
發(fā)明者孫達新, 張素梅, 曾欽志 申請人:福建農(nóng)林大學