專利名稱:木材寬度、厚度檢測(cè)及分選系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種木材寬度、厚度檢測(cè)及分選系統(tǒng)，包括成像機(jī)構(gòu)，成像機(jī)構(gòu)完成成像后由數(shù)據(jù)采集卡采集并存儲(chǔ)在工業(yè)計(jì)算機(jī)的硬盤上；工業(yè)計(jì)算機(jī)利用軟件技術(shù)對(duì)采集的圖像進(jìn)行轉(zhuǎn)換分析形成木料三維結(jié)構(gòu)圖，并將其寬度和厚度與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比且得出分類結(jié)果；分類結(jié)果傳遞至PLC，PLC依此分類結(jié)果向檢測(cè)分選執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出相應(yīng)指令。本實(shí)用新型提供的木材寬度、厚度檢測(cè)及分選系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了利用機(jī)器自動(dòng)測(cè)量板材的寬度和厚度，并最終實(shí)現(xiàn)按照不同寬度和厚度對(duì)木材進(jìn)行分選，能夠最大化地減少人工的使用數(shù)量，并且對(duì)木材的寬度和厚度分類精度高，提升木制品加工客戶的生產(chǎn)價(jià)值。
【專利說明】木材寬度、厚度檢測(cè)及分選系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種木材檢測(cè)系統(tǒng)，尤其涉及一種木材寬度、厚度檢測(cè)及分選系 統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 木材雖然是一種再生資源，但木材不是隨時(shí)能制造出來的產(chǎn)品，它需要一定的生 長(zhǎng)周期，因而在特定時(shí)間內(nèi)世界范圍內(nèi)的木材供應(yīng)量是受限制的。目前世界各國(guó)對(duì)木制品 需求量越來越大，近十年來木材價(jià)格也一直呈上漲趨勢(shì)。中國(guó)作為木材進(jìn)口大國(guó)，近幾年來 木制品生產(chǎn)企業(yè)一直承受著木材價(jià)格上漲所帶來的成本挑戰(zhàn)。W從智利和新西蘭進(jìn)口的福 射松為例，2007年每立方福射松板材價(jià)格到中國(guó)港口為100美金，到2013年上漲至220美 金，6年時(shí)間成本上漲一倍W上，但所生產(chǎn)的福射松集成材的成品價(jià)格僅僅微微上調(diào)；泰國(guó) 進(jìn)口橡膠木價(jià)格在2010年為3000元/立方，而截至目前2014年同類型板材的價(jià)格在中國(guó) 市場(chǎng)已上漲至4300元/立方，四年時(shí)間上漲了將近50%。
[0003] 木材成本的上漲導(dǎo)致工廠不得不考慮W何種生產(chǎn)工藝能夠最大化地提升木材出 材率，比如W前每購(gòu)買1立方原材料能夠生產(chǎn)出0. 6立方成品，那么現(xiàn)在就考慮如何能夠生 產(chǎn)出0. 65立方、0. 68立方。W集成材價(jià)格為4500元/立方計(jì)算，每多出0. 01立方成品， 則每立方能直接給客戶帶來45元利潤(rùn)。W客戶月產(chǎn)量1000立方計(jì)算，那么每個(gè)月就可直 接帶來利潤(rùn)45, 000元，每年就是540, 000元直接利潤(rùn)。而利用傳統(tǒng)工藝，想要提升木材在 生產(chǎn)加工中的出材率就又不得不增加人工的數(shù)量。例如在進(jìn)口泰國(guó)橡膠木的生產(chǎn)過程中， 為了將不同厚度和寬度的材料分出，就需要在生產(chǎn)中使用單面創(chuàng)在寬度和厚度方面進(jìn)行四 次加工，該就需要大量的人工。因而該種傳統(tǒng)的方式是依靠人工成本的上漲來降低材料成 本，但近幾年中國(guó)國(guó)內(nèi)的人工成本也不斷上漲，因而就迫切需要一種設(shè)備來提升木材的出 材率，同時(shí)使用盡可能少的人工W便降低成本。
[0004] 為了提高木材出材率，就必須對(duì)木材進(jìn)行量體裁衣，工廠按照購(gòu)進(jìn)木材的不同寬 度和厚度分類加工，從而獲得最高的價(jià)值。本實(shí)用新型提供的木材寬度、厚度檢測(cè)及分選系 統(tǒng)是為了解決人工對(duì)木材不同寬度和厚度分類的難題。目前，原木加工到板材階段，由于設(shè) 備原因的限制，導(dǎo)致市場(chǎng)上所銷售的板材，例如橡膠木，寬度和厚度均不一；即使到市場(chǎng)上 購(gòu)買泰國(guó)橡膠木，要求22mm厚度、50mm寬度的，買進(jìn)材料里的木材厚度從18mm到26m的均 存在，而寬度從48mm到54mm的也大量存在。該種情況是由于前一道工序，即制材廠在生產(chǎn) 時(shí)由于設(shè)備原因的限制、同時(shí)橡膠木材也存在彎曲等原因?qū)е聼o法使一批材料均將厚度和 寬度限定的非常精確。因而，工廠買回該些材料后，需要將該些不同厚度、寬度的材料分類 加工，W獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。一般市場(chǎng)上成品集成材銷售的厚度是W 2mm為晉級(jí)，厚度差 為2mm的成品板銷售價(jià)格有很大的不同，因而就要求工廠在加工時(shí)也將原材料的寬度和厚 度W 2mm為單位差進(jìn)行區(qū)分，而人工W 2mm為一晉級(jí)測(cè)量需要使用游標(biāo)卡尺等測(cè)量工具，效 率明顯低下。本實(shí)用新型提供的木材寬度、厚度檢測(cè)及分選系統(tǒng)利用機(jī)器自動(dòng)測(cè)量板材的 寬度和厚度，按照不同寬度和厚度對(duì)木材進(jìn)行分選，不但能夠最大化地減少人工的使用數(shù) 量，而且對(duì)木材的寬度和厚度分類精度高，提升了木制品加工客戶的生產(chǎn)價(jià)值。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種木材寬度、厚度檢測(cè)及分選系統(tǒng)，不 同于傳統(tǒng)的人工對(duì)木材分選、識(shí)別，能通過機(jī)器自動(dòng)測(cè)量板材的寬度和厚度，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分 選。
[0006] 本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種木材寬度、厚度檢 測(cè)及分選系統(tǒng)，其中，包括成像機(jī)構(gòu)，成像機(jī)構(gòu)完成成像后由數(shù)據(jù)采集卡采集并存儲(chǔ)在工業(yè) 計(jì)算機(jī)的硬盤上；工業(yè)計(jì)算機(jī)利用軟件技術(shù)對(duì)采集的圖像進(jìn)行轉(zhuǎn)換分析形成木料H維結(jié)構(gòu) 圖，并將其寬度和厚度與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比且得出分類結(jié)果；分類結(jié)果傳遞至PLC，PLC 依此分類結(jié)果向檢測(cè)分選執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出相應(yīng)指令。
[0007] 上述的木材寬度、厚度檢測(cè)及分選系統(tǒng)，其中，成像機(jī)構(gòu)包括工業(yè)CCD相機(jī)和投影 儀。
[000引上述的木材寬度、厚度檢測(cè)及分選系統(tǒng)，其中，工業(yè)CCD相機(jī)和投影儀通過控制器 實(shí)現(xiàn)捕捉圖像。
[0009] 上述的木材寬度、厚度檢測(cè)及分選系統(tǒng)，其中，檢測(cè)分選執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括由PLC控制 的電磁閥，W及由電磁閥驅(qū)動(dòng)的氣缸。
[0010] 上述的木材寬度、厚度檢測(cè)及分選系統(tǒng)，其中，整個(gè)系統(tǒng)利用的軟件系統(tǒng)包括攝像 機(jī)標(biāo)定及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換技術(shù)系統(tǒng)、光譜分析技術(shù)系統(tǒng)、數(shù)字圖像分析處理技術(shù)系統(tǒng)、H維坐標(biāo)立 體重構(gòu)技術(shù)系統(tǒng)、化en化H維顯示技術(shù)系統(tǒng)。
[0011] 本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果：通過工業(yè)計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、控 制器、工業(yè)CCD相機(jī)、投影儀、化C、電磁閥和氣缸的基本操作，完成整個(gè)進(jìn)料、識(shí)別、分類、分 選的過程，利用機(jī)器自動(dòng)測(cè)量板材的寬度和厚度，按照不同寬度和厚度對(duì)木材進(jìn)行分選，不 但能夠最大化地減少人工的使用數(shù)量，而且對(duì)木材的寬度和厚度分類精度高，提升了木制 品加工客戶的生產(chǎn)價(jià)值。

【附圖說明】

[0012] 圖1為本實(shí)用新型木材寬度、厚度檢測(cè)及分選系統(tǒng)的架構(gòu)圖。
[0013] 圖2為本實(shí)用新型木材寬度、厚度檢測(cè)及分選系統(tǒng)的基本原理圖。
[0014] 圖中：
[0015] 1工業(yè)CCD相機(jī) 2投影儀 3控制器
[0016] 4數(shù)據(jù)采集卡 5工業(yè)計(jì)算機(jī) 6PLC
[0017] 7電磁閥 8氣缸 9木材

【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0019] 圖1為本實(shí)用新型木材寬度、厚度檢測(cè)及分選系統(tǒng)的架構(gòu)圖。圖2為本實(shí)用新型 木材寬度、厚度檢測(cè)及分選系統(tǒng)的基本原理圖。
[0020] 本系統(tǒng)由工業(yè)計(jì)算機(jī)5、數(shù)據(jù)采集卡4、控制器3、工業(yè)CCD相機(jī)1、投影儀2、化C6、 電磁閥7等組成?；竟ぷ鬟^程如下：木材9在傳送皮帶上高速行進(jìn)，位于傳送皮帶的兩側(cè) 和正上方安裝有投影儀2和工業(yè)CCD相機(jī)1，投影儀2和工業(yè)CCD相機(jī)1組成成像機(jī)構(gòu)，當(dāng) 木材9行進(jìn)經(jīng)過成像機(jī)構(gòu)時(shí)，投影儀2在木材9兩側(cè)的端面上投影出激光線，工業(yè)CCD相機(jī) 1則對(duì)激光線進(jìn)行成像，成像由數(shù)據(jù)采集卡4采集、存儲(chǔ)在工業(yè)計(jì)算機(jī)5的硬盤上，然后利用 軟件技術(shù)對(duì)采集的圖像進(jìn)行轉(zhuǎn)換、分析，最終形成該根木材9的H維結(jié)構(gòu)圖，從而獲知木材 9的寬度和厚度，并將寬度、厚度按照設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)分類，例如將寬度在50mm?52mm、厚度在 18mm?20mm的歸為一類，并將分類結(jié)果傳送至化C，6,化C6依據(jù)分類結(jié)果控制電磁閥7驅(qū) 動(dòng)分選的氣缸8動(dòng)作，將不同分類結(jié)果的木材9頂出，W完成整個(gè)進(jìn)料、識(shí)別、分類、分選的 過程。整個(gè)過程用到攝像機(jī)標(biāo)定及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換技術(shù)系統(tǒng)、光譜分析技術(shù)系統(tǒng)、數(shù)字圖像分析處 理技術(shù)系統(tǒng)、H維坐標(biāo)立體重構(gòu)技術(shù)系統(tǒng)、化en化H維顯示技術(shù)系統(tǒng)。附圖1是系統(tǒng)架構(gòu) 圖；系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程的基本原理見附圖2所示。
[0021] 附圖1中各組成單元在系統(tǒng)中的功能如下表所示： 「002引

【權(quán)利要求】
1. 一種木材寬度、厚度檢測(cè)及分選系統(tǒng)，其特征在于： 包括成像機(jī)構(gòu)，W及成像機(jī)構(gòu)完成成像后負(fù)責(zé)采集的數(shù)據(jù)采集卡，W及用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 的工業(yè)計(jì)算機(jī)； 還包括利用軟件技術(shù)對(duì)采集的圖像進(jìn)行轉(zhuǎn)換分析形成木料H維結(jié)構(gòu)圖，并將其寬度和 厚度與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比且得出分類結(jié)果的工業(yè)計(jì)算機(jī)； 還包括接收分類結(jié)果、依此分類結(jié)果向檢測(cè)分選執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出相應(yīng)指令的化C。2. 如權(quán)利要求1所述的木材寬度、厚度檢測(cè)及分選系統(tǒng)，其特征在于：成像機(jī)構(gòu)包括工 業(yè)CCD相機(jī)和投影儀。3. 如權(quán)利要求2所述的木材寬度、厚度檢測(cè)及分選系統(tǒng)，其特征在于：工業(yè)CCD相機(jī)和 投影儀通過控制器實(shí)現(xiàn)捕捉圖像。4. 如權(quán)利要求3所述的木材寬度、厚度檢測(cè)及分選系統(tǒng)，其特征在于：檢測(cè)分選執(zhí)行機(jī) 構(gòu)包括由PLC控制的電磁閥，W及由電磁閥驅(qū)動(dòng)的氣缸。
【文檔編號(hào)】G01B11-06GK204286362SQ201420599333
【發(fā)明者】曹坤 [申請(qǐng)人]鑄銳(上海)工業(yè)自動(dòng)化有限公司