智能调偏型人造板纵横锯边生产线及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种人造板纵横锯边生产线设备和人造板调偏方法，尤其是涉及基于机器视觉调偏的人造板纵横锯边生产线和方法。
【背景技术】
[0002]由于我国经济的迅速发展，居民生活水平日益提高，人们对制件的材质、尺寸和形位精度都有了更高要求，为提高木材利用率，常采用三合板、五合板等多层板，而多层板通常可供飞机、船舶、火车、汽车、建筑和包装板箱等作用材，我国的木制品产量在世界上占有较大的比重，家具和人造板总产量也名列前茅，但目前我国的木制品加工设备特别是多层板加工设备自动化程度比较低，人造板加工设备难以顺应我国人造板行业高速的增长步伐。锯边是人造板加工的重要工序，而我国板材纵横锯边多是由人工操作或者简单装置完成，数字化控制程度低，加工速度低，操作者劳动强度大，工作环境差，操作危险性高，同时，人力成本越来越高，也不利于企业的进一步发展。为了提高人造板材加工设备的自动化，许多人造板加工企业根据人造板的加工工艺研发了多种板材纵横锯边设备，如专利号:ZL201110227965.0 “一种人造板数控自动纵横锯边机”等，但在锯边加工过程中多采用人造板材的外部轮廓进行对中，而板材通常由铺装板坯通过热压工艺生成，在铺装板坯中，多张单板(或薄木)相互叠加致使板坯边缘参差不齐，传统的对中装置仅按照板坯的外形进行对中切割，当板坯不规则或板坯表面有缺陷时，极易产生废品，为克服传统对中装置的上述问题，本发明将机器视觉技术引入到板材边缘识别中，以机器视觉探测板材边缘形成最优切割方案，并驱动进给系统实现板坯的自动调偏，提高板材切割质量，降低废品率。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是克服上述人造板纵横锯边加工过程中存在的质量问题，提供一种基于机器视觉的智能调偏型人造板纵横锯边生产线和方法。
[0004]为解决上述技术问题，本发明提供一种智能调偏型人造板纵横锯边生产线，包括板材边缘视觉识别系统2、板材横向调偏系统3、输送机构4、板材纵向锯边系统5、输送机构
6、板材纵向对中机构7、板材横向锯边系统8、码垛机构9组成;所述的板材边缘视觉识别系统2对称安装于输送机构4前端上方;所述的板材横向调偏系统3安装于输送机构4中部;所述的板材纵向锯边系统5前端连接输送机构4，后端连接输送机构6;所述的板材纵向对中机构7安装于输送机构6后端;所述的板材横向锯边系统8安装于板材纵向对中机构7左侧;所述的码垛机构9安装于板材横向锯边系统8后端。
[0005]所述的输送机构4、板材纵向锯边系统5、输送机构6、板材纵向对中机构7的中心线共线;板材横向调偏系统3中心线与输送机构4、板材纵向锯边系统5、输送机构6、板材纵向对中机构7的中心线平行，平行间距为板材边缘视觉识别系统2计算的人造板材偏移量;所述的板材横向锯边系统8、码垛机构9的中心线与板材纵向对中机构7的中心线垂直。
[0006]所述的板材边缘视觉识别系统2包括主控计算机1、工业摄像机22、机器视觉光源23组成，所述的工业摄像机22、机器视觉光源23安装于暗箱体24和暗箱罩21组成的暗箱内。
[0007]所述的板材横向调偏系统3包括导向辊26、导轨27、调偏滑台28、支撑板30、伺服电机31、调整板32、夹刀滑台33、夹刀34、调偏滑台35、支撑板36、齿条机构37、摆动气缸38、齿轮39组成;所述的调偏滑台28对称安装在调偏滑台35两侧，并通过调整板32连接到调偏滑台35;所述的刀架滑台33对称安装于调偏滑台28上，并通过齿条机构37连接到齿轮39;所述的齿轮39安装于摆动气缸38输出轴上;所述的夹刀34安装在刀架滑台33上。
[0008]所述的智能调偏型人造板纵横锯边方法，包括如下步骤:
通过工业摄像机22获取人造板材的实时画面；
对工业摄像机22获取的实时画面进行板材前后端及两侧的边缘检测；
提取人造板材的横边、纵边轮廓及幅面缺陷特征；
计算人造板材的成品板材尺寸和偏移量、偏移方向；
将上述偏移量及偏移方向编码后由主控计算机I通信口传递给板材横向调偏系统3，由伺服电机31驱动调偏滑台35运动实现板材的自动调偏；
将成品板材尺寸与标准板材规格相对照，计算纵锯与纵锯、横锯与横锯的间距，自动调整板材纵向锯边系统5、板材横向锯边系统8的锯片间距，实现不同幅面板材切割。
[0009]所述的智能调偏型人造板纵横锯边方法还包括:根据工业摄像机22获取的实时画面中首次出现的人造板材横边进行定时和计长，当实时画面中再次出现人造板材横边时，计算人造板材的纵向长度。
[0010]所述的智能调偏型人造板纵横锯边方法还包括:根据工业摄像机22获取的实时画面探测人造板的表面缺陷，以表面缺陷内侧像素点计算人造板材的偏移量、偏移方向，由板材两侧表面缺陷分布计算人造板材的横向长度。
[0011 ]所述的板材边缘视觉识别系统2的安装间距可根据加工板材的幅面大小调整。
[0012]有益效果:本发明能够通过板材边缘视觉识别系统能够采集人造板材的图像信息，由图像处理获得板材的前后两端、两侧边缘及板材表面缺陷探测，根据板坯边缘的探测结果计算板坯的偏移量及偏移方向，并将此偏移量及偏移方向传递给控制器，驱动伺服电机运动实现板材的自动调偏，从而有效提高板材切割质量，降低废品率，同时，还可根据木板材边缘识别结果与在此基础上形成的最优切割方案，自主规划板材切割幅面，提高板材的利用率。
【附图说明】
[0013]图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的板材纵切设备示意图；
图3为本发明的人造板材边缘识别系统与调偏机构结构示意图；
图4为本发明的调偏机构结构纵向剖视图；
图5为本发明的调偏机构结构横向剖视图；
图中:I主控计算机、2板材边缘视觉识别系统、3板材横向调偏系统、4输送机构、5板材纵向锯边系统、6输送机构、7板材纵向对中机构、8板材横向锯边系统、9码垛机构、20压辊组件、21暗箱罩、22工业摄像机、23机器视觉光源、24暗箱体、25支架、26导向辊、27导轨、28调偏滑台、29导轨、30支撑板、31伺服电机、32调整板、33夹刀滑台、34夹刀、35调偏滑台、36支撑板、37齿条机构、38摆动气缸、39齿轮、40传动机构、41导轨、42传动辊、43输送台、44气缸、51纵锯调整机构、52床身、53送料辊、54纵锯。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图及实施例对本发明做具体描述。
[0015]本发明是一种基于机器视觉的人造板纵横锯边生产线与方法。
[0016]图1所示为本发明的结构示意主视图。
[0017]本发明包括板材边缘视觉识别系统2、板材横向调偏系统3、输送机构4、板材纵向锯边系统5、输送机构6、板材纵向对中机构7、板材横向锯边系统8、码垛机构9组成;板材边缘视觉识别系统2共有两套，对称安装于输送机构4前端上方;所述的板材横向调偏系统3安装于输送机构4中部;所述的板材纵向锯边系统5前端连接输送机构4，后端连接输送机构6;所述板材纵向对中机构7安装于输送机构6后端;所述的板材横向锯边系统8安装于板材纵向对中机构7左侧;所述码垛机构9安装于板材横向锯边系统8后端。
[0018]图2为本发明的板材纵切设备示意图。
[0019]所述的输送机构4包括压辊组件20、传动辊42、输送台43、气缸44组成;所述的板材纵向锯边系统5包括纵锯调整机构51、床身52、送料辊53、纵锯54组成。
[0020]图3所示为本发明的人造板材边缘识别系统与调偏机构结构示意图。
[0021]所述的板材边缘视觉识别系统2包括主控计算机1、工业摄像机22、机器视觉光源23组成，所述的工业摄像机22、机器视觉光源23安装于暗箱体24和暗箱罩21组成的暗箱内；所述的板材横向调偏系统3位于板材边缘视觉识别系统2右侧，人造板材在夹送辊的拖动下先经过板材边缘视觉识别系统2进行前后端、两侧轮廓的边缘检测，再进入板材横向调偏系统3进行板材中心调偏，具体调偏步骤如下:
通过工业摄像机22获取人造板材的实时画面；
对工业摄像机22获取的实时画面进行板材前后端及两侧的边缘检测；
提取人造板材的横边、纵边轮廓及幅面缺陷特征；
计算人造板材的成品板材尺寸和偏移量、偏移方向；
将上述偏移量及偏移方向编码后由主控计算机I通信口传递给板材横向调偏系统3，由伺服电机31驱动调偏滑台35运动实现板材的自动调偏；
将成品板材尺寸与标准板材规格相对照，计算纵锯与纵锯、横锯与横锯的间距，自动调整板材纵向锯边系统5、板材横向锯边系统8的锯片间距，实现不同幅面板材切割。
[0022]所述的智能调偏型人造板纵横锯边方法还包括:根据工业摄像机22获取的实时画面中首次出现的人造板材横边进行定时和计长，当实时画面中再次出现人造板材横边时，计算人造板材的纵向长度。
[0023]所述的智能调偏型人造板纵横锯边方法还包括:根据工业摄像机22获取的实时画面探测人造板的表面缺陷，以表面缺陷内侧像素点计算人造板材的偏移量、偏移方向，由板材两侧表面缺陷分布计算人造板材的横向长度。
[0024]图4和5所示为本发明的调偏机构结构纵向、横向剖视图。
[0025]所述的板材横向调偏系统3包括伺服电机31、调整板32、夹刀滑台33、夹刀34、调偏滑台35、支撑板36组成，所述的伺服电机31通过传动机构40连接到调偏滑台35，所述的调整板32中间固定在调偏滑台35上，两侧分别与调偏滑台28连接;所述的调偏滑台28通过导轨7组件连接到支撑板36，并通过支撑板36安装在输送台43上，所述的夹刀滑台33通过导轨41对称安装于调偏滑台28上，并通过齿条机构37、齿轮39连接到摆动气缸38;所述的夹刀34安装在夹刀滑台33上，安装在调偏滑台35同侧的两个夹刀34在摆动气缸38作用下实现人造板材的外部轮廓对中。
[0026]本发明的实施例为基于机器视觉的人造板材横向调偏，本发明可以根据需要设置基于机器视觉的人造板横向、纵向调偏。
[0027]本发明上述实施方案，只是举例说明，不是仅有的，所有在本发明范围内或等同本发明的范围内的改变均被本发明包围。
【主权项】
1.一种智能调偏型人造板纵横锯边生产线，其特征在于:包括板材边缘视觉识别系统2、板材横向调偏系统3、输送机构4、板材纵向锯边系统5、输送机构6、板材纵向对中机构7、板材横向锯边系统8、码垛机构9组成;所述的板材边缘视觉识别系统2对称安装于输送机构4前端上方;所述的板材横向调偏系统3安装于输送机构4中部;所述的板材纵向锯边系统5前端连接输送机构4，后端连接输送机构6;所述的板材纵向对中机构7安装于输送机构6后端;所述的板材横向锯边系统8安装于板材纵向对中机构7左侧;所述的码垛机构9安装于板材横向锯边系统8后端。2.根据权利要求1所述的智能调偏型人造板纵横锯边生产线，其特征在于:所述的输送机构4、板材纵向锯边系统5、输送机构6、板材纵向对中机构7的中心线共线;板材横向调偏系统3中心线与输送机构4、板材纵向锯边系统5、输送机构6、板材纵向对中机构7的中心线平行，平行间距为板材边缘视觉识别系统2计算的人造板材偏移量;所述的板材横向锯边系统8、码垛机构9的中心线与板材纵向对中机构7的中心线垂直。3.根据权利要求1所述的智能调偏型人造板纵横锯边生产线，其特征在于:所述的板材边缘视觉识别系统2包括主控计算机1、工业摄像机22、机器视觉光源23组成，所述的工业摄像机22、机器视觉光源23安装于暗箱体24和暗箱罩21组成的暗箱内。4.根据权利要求1所述的智能调偏型人造板纵横锯边生产线，其特征在于:所述的板材横向调偏系统3包括导向辊26、导轨27、调偏滑台28、支撑板30、伺服电机31、调整板32、夹刀滑台33、夹刀34、调偏滑台35、支撑板36、齿条机构37、摆动气缸38、齿轮39组成;所述的调偏滑台28对称安装在调偏滑台35两侧，并通过调整板32连接到调偏滑台35;所述的刀架滑台33对称安装于调偏滑台28上，并通过齿条机构37连接到齿轮39;所述的齿轮39安装于摆动气缸38输出轴上;所述的夹刀34安装在刀架滑台33上。5.—种智能调偏型人造板纵横锯边方法，包括如下步骤: 通过工业摄像机22获取人造板材的实时画面； 对工业摄像机22获取的实时画面进行板材前后端及两侧的边缘检测； 提取人造板材的横边、纵边轮廓及幅面缺陷特征； 计算人造板材的成品板材尺寸和偏移量、偏移方向； 将上述偏移量及偏移方向编码后由主控计算机I通信口传递给板材横向调偏系统3，由伺服电机31驱动调偏滑台35运动实现板材的自动调偏； 将成品板材尺寸与标准板材规格相对照，计算纵锯与纵锯、横锯与横锯的间距，自动调整板材纵向锯边系统5、板材横向锯边系统8的锯片间距，实现不同幅面板材切割。6.根据权利要求5所述的智能调偏型人造板纵横锯边方法，其特征在于:该智能调偏型人造板纵横锯边方法还包括:根据工业摄像机22获取的实时画面中首次出现的人造板材横边进行定时和计长，当实时画面中再次出现人造板材横边时，计算人造板材的纵向长度。7.根据权利要求5所述的智能调偏型人造板纵横锯边方法，其特征在于:该智能调偏型人造板纵横锯边方法还包括:根据工业摄像机22获取的实时画面探测人造板的表面缺陷，以表面缺陷像素点计算人造板材的偏移量、偏移方向，由板材两侧表面缺陷分布计算人造板材的横向长度。8.根据权利要求1或3所述的智能调偏型人造板纵横锯边生产线，其特征还在于:所述的板材边缘视觉识别系统2的安装间距可根据加工板材的幅面大小调整。
【专利摘要】一种智能调偏型人造板纵横锯边生产线及方法，包括板材边缘视觉识别系统2、板材横向调偏系统3、输送机构4、板材纵向锯边系统5、输送机构6、板材纵向对中机构7、板材横向锯边系统8、码垛机构9组成；其调偏方法为：板材边缘视觉识别系统2采集和提取人造板材的横边、纵边轮廓及幅面缺陷特征图像信息；计算人造板材的成品板材尺寸和偏移量、偏移方向；将上述偏移量及偏移方向传递给板材横向调偏系统3，由伺服电机31驱动调偏滑台35运动实现板材的自动调偏；将成品板材尺寸与标准板材规格相对照，计算纵锯与纵锯、横锯与横锯的间距，自动调整板材纵向锯边系统5、板材横向锯边系统8的锯片间距，实现宽幅面板材切割的自适应。
【IPC分类】G01N21/88, B27B31/06, B27B5/04
【公开号】CN105710930
【申请号】CN201610234394
【发明人】陈乃建, 李玉山
【申请人】临沂金轮热压机械有限公司, 陈乃建