木质板材表面凹坑缺陷检测装置的制作方法

本发明涉及木材检测领域，特别是指一种木质板材表面凹坑缺陷检测装置。

背景技术：

木质板材以其坚固、美观等优点，在我国工业生产及人们的办公、家居环境中得到了广泛应用。随着我国经济的发展及人们生活水平的提高，木质板材的使用量也越来越多，木质板材生产厂家也不断的扩大产量与产品种类。木质板材种类比较繁多，基本上可以分为实木板材、多层实木复合板材、刨花板、强化板材等。

木质板材的生产工艺逐渐趋于完善，生产设备的各个环节的技术也是越来越成熟。但是在木质板材生产过程中，由于原材料、粘合剂及生产过程中的某些环节存在的不可控因素，不可避免的会在板材的表面产生大刨花、胶斑、杂物、油污、小凹坑等缺陷。板材表面缺陷的产生，会造成板材品质的降低、等级的下降，严重影响木质板材下级产品的美观程度，同时给生产厂家造成较大的经济损失。

目前，生产厂家对于木质板材表面缺陷的判别，通常是通过人工肉眼识别的方式对板材进行检测，并进行板材等级分类，现在没有成熟的检测设备能够将板材的表面缺陷全部识别。

在对于木质板材表面缺陷检测的研究中，对于与板材表面颜色差别比较大的缺陷(如刨花、杂物、胶斑、油污等)研究较多，其检测原理是利用相机对木质板材表面进行拍照，然后对所拍图片进行处理，由于刨花、杂物、胶斑、油污等缺陷与板材表面的颜色差别较大，因此可以利用灰度值对比的方式进行检测，对木质板材的表面缺陷进行识别，用于划分板材的等级。

然而，对于板材生产过程中，由于原材虫蛀、混胶不均、磕碰等产生的小凹坑缺陷(一般长、宽、高大于3mm*3mm*2mm认为是小凹坑缺陷)，其颜色和板材表面相差不大，利用原有的板材表面拍照，进而灰度识别的方式是无法识别的。这也是木质板材表面缺陷检测设备尚未用于实际检测现场的最大原因所在。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种木质板材表面凹坑缺陷检测装置，本发明能够自动识别出木质板材表面的小坑缺陷，结合板材其他缺陷的识别装置，可以实现板材表面缺陷的自动识别。

本发明提供技术方案如下：

一种木质板材表面凹坑缺陷检测装置，包括水平的传送台，所述传送台上方竖直设置有高度可调的遮光挡板，所述遮光挡板的一侧设置有线光源，另一侧设置有相机，所述线光源的发光方向朝向所述遮光挡板的底部，所述线光源与相机的镜头设置在暗箱内，所述相机与计算机连接。

进一步的，所述传送台包括基座，所述基座上安装有传送带，所述传送带的前后两端分别设置有驱动轴和从动轴，所述驱动轴与驱动电机连接；所述基座在左右两侧上设置有板材导向装置。

进一步的，所述传送带的数量为多个，多个传送带并排平行布置，基座上设置有传送带衬板，所述基座底部设置有控制柜，所述驱动电机设置在所述基座的支腿上。

进一步的，所述基座上设置有竖直的支撑框架，所述遮光挡板设置在所述支撑框架内，所述支撑框架上设置有控制所述遮光挡板上下移动的伺服电机，所述伺服电机通过丝杠与所述遮光挡板连接。

进一步的，所述基座上位于所述支撑框架处或者所述支撑框架上设置有检测木质板材位置的位置传感器，所述遮光挡板底部设置有测量遮光挡板下边缘与木质板材上表面距离的激光测距传感器，所述位置传感器、激光测距传感器和伺服电机与控制器连接。

进一步的，所述支撑框架为龙门结构，所述伺服电机数量为两个，两个伺服电机分别位于龙门结构左右两侧的立柱上，两个伺服电机分别通过丝杠与所述遮光挡板的左右两侧连接，所述激光测距传感器的数量为两个，两个激光测距传感器位于遮光挡板底部的左右两侧。

进一步的，所述暗箱包括设置在遮光挡板两侧的光源箱和检测箱，所述线光源设置在光源箱内，所述检测箱内壁贴有非反光材料，所述相机的镜头设置在检测箱内，所述相机的数量为两个。

进一步的，所述遮光挡板下边缘的厚度为0.5mm，所述遮光挡板下边缘与木质板材上表面的距离控制在0.5±0.1mm。

进一步的，所述位置传感器为光电开关，所述位置传感器设置在所述基座上并位于所述遮光挡板下方。

本发明具有以下有益效果：

本发明提出了一种可以用于木质板材表面凹坑缺陷检测的装置，其可以解决现有技术中木质板材表面小坑缺陷无法自动识别的问题，进一步结合现有技术识别板材的其他缺陷后，运用实施该检测装置，可以实现工业生产线板材表面缺陷自动识别的目的。

附图说明

图1为本发明的木质板材表面凹坑缺陷检测装置一个方向的示意图；

图2为图1去掉检测箱后的示意图；

图3为本发明的木质板材表面凹坑缺陷检测装置另一个方向的示意图；

图4为图3去掉光源箱(保留线光源)后的示意图；

图5为图3去掉光源箱和线光源后的示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明实施例提供一种木质板材表面凹坑缺陷检测装置，如图1-5所示，包括水平的传送台1，传送台1上方竖直设置有高度可调的的遮光挡板2，遮光挡板2的一侧设置有线光源3，另一侧设置有相机4，线光源3的发光方向朝向遮光挡板2的底部，线光源3与相机4的镜头设置在暗箱5内，相机4与计算机连接。

本发明在使用时，将木质板材置于水平的传送台上传送，使得待测木质板材平稳的在传送台上运行，在水平的传送台上方设置了垂直的高度可调节的不透明遮光挡板，当木质板材到达遮光挡板处时，调节遮光挡板的高度，使得遮光挡板下边缘与木质板材上表面控制在合适的间隙距离。在遮光挡板的一侧设置有连续的线光源，线光源的类型为非延时启动型，线光源的发光方向朝向遮光挡板下边缘与木质板材上表面的间隙，使得在遮光挡板的另一侧能够在间隙处观测到一条宽度均匀的光带；在该侧使用相机拍摄光带的照片，并发送到计算机进行处理。暗箱为线光源与相机提供封闭的黑暗环境，排除环境光的干扰。

当待测板材以正常表面通过遮光挡板时，光带是规则的长条形，其形状不会发生变化，当待测板材表面出现小坑缺陷时，光带宽度发生变化，光带的形状的从规则的长条形变成不规则的形状，通过相机采集光带宽度的变化情况，并通过计算机对实时图像进行处理，即可判别出木质板材表面是否具有小坑缺陷：当光带出现不规则形状时，判别被测板材表面存在小坑缺陷，否则该板材被测表面不存在小坑缺陷。

本发明不限定计算机检测光带形状的方法，例如可以通过灰度检测的方法，光带的灰度与照片中其他部分的灰度差异较大，可以通过灰度检测的方法检测出光带的形状。例如可以通过边缘检测的方法，光带与照片背景的交界处像素值变化较大，可以通过边缘检测的方法检测出光带的边缘，从而得到光带的形状。

本发明提出了一种可以用于木质板材表面凹坑缺陷检测的装置，其可以解决现有技术中木质板材表面小坑缺陷无法自动识别的问题，进一步结合现有技术识别板材的其他缺陷后，运用实施该检测装置，可以实现工业生产线板材表面缺陷自动识别的目的。

本发明并不限制传送台的具体结构，只要能够使得木质板材水平的平稳运行即可，传送台结构的一个具体示例为：

传送台1包括基座6，基座6上安装有传送带7，传送带7的前后两端分别设置有驱动轴8和从动轴9，驱动轴8与驱动电机10连接；基座6在左右两侧上设置有板材导向装置11。

其中，传送带7的数量为多个，多个传送带7并排平行布置，基座6上设置有传送带衬板12，基座6底部设置有控制柜13，驱动电机10设置在基座6的支腿14上。

使用时，通过控制柜启动驱动电机，驱动电机带动驱动轴旋转，从而使得多个并排设置的传送带对其上的木质板材进行传送，从动轴起到辅助传送带传送的作用。板材导向装置能够在木质板材传送的过程中将板材按照一定角度扶正，防止木质板材倾斜，然后木质板材被送入遮光挡板下方进行检测。本发明的这种结构形式的传送台可以为木质板材的运动提供稳定、持续的动力。

并且，传送带的速度一般设定在<600mm/s，检测完一块板材后再检测下一块板材，优选使得前后两个被测板材的时间间隔为10s，在该时间间隔内，计算机处理完前一块被测板材拍摄的所有照片，给出判断结果，接着检测后一块板材。

为方便安装遮光挡板，基座6上设置有竖直的支撑框架15，遮光挡板2设置在支撑框架15内，并且可以在支撑框架15内上下移动。

本发明中，遮光挡板的高度可以手动调节，也可以自动调节，自动调节时，支撑框架15上设置有控制遮光挡板2上下移动的伺服电机16，伺服电机16通过丝杠与遮光挡板2连接。并且，基座6上位于支撑框架15处或者支撑框架15上设置有检测木质板材17位置的位置传感器18，遮光挡板2底部设置有测量遮光挡板2下边缘与木质板材17上表面距离的激光测距传感器19，位置传感器18、激光测距传感器19和伺服电机16与控制器连接。

当木质板材的前边缘到达遮光挡板处时，触发位置传感器，激光测距传感器和相机开始工作；激光测距传感器持续测量遮光挡板下边缘与木质板材上表面的距离，伺服电机根据测得的距离控制遮光挡板上下移动，使得遮光挡板下边缘与木质板材上表面的距离控制在合适的距离，该距离优选为0.5±0.1mm；相机同时持续拍摄遮光挡板下边缘与木质板材上表面之间的缝隙光带照片，并将照片传输到计算机进行识别处理；当木质板材的后边缘离开遮光挡板处时，再次触发位置传感器，激光测距传感器和相机停止工作。

本发明能够在被测板材到达遮光挡板后，根据激光测距传感器测得的数据，实时调节遮光挡板与被测板材之间的距离，通常是使得距离一直保持在设定值0.5±0.1mm，使得相机能够拍摄到宽度合适的光带，便于计算机识别处理。

支撑框架15的结构具体可以为龙门结构，此时，伺服电机16的数量为两个，两个伺服电机分别位于龙门结构左右两侧的立柱上，两个伺服电机分别通过丝杠与遮光挡板2的左右两侧连接，激光测距传感器19的数量为两个，两个激光测距传感器位于遮光挡板2底部的左右两侧。

通过分别设置在左右两侧的激光测距传感器、伺服电机以及丝杠，可以使得遮光挡板下边缘左右两侧的高度一致，保证光带的宽度一致。

本发明的暗箱5包括设置在遮光挡板2两侧的光源箱20和检测箱21，线光源3设置在光源箱20内，检测箱21内壁贴有非反光材料，防止反光造成干扰，相机4的镜头设置在检测箱21内，相机4的数量为两个，两个相机的视场覆盖整个缝隙区域，并且，相机优选为高速工业相机，其帧率>200fps。

遮光挡板2下边缘的厚度优选为0.5mm，遮光挡板2下边缘与木质板材17上表面的距离控制在0.5±0.1mm，可以得到合适宽度的光带。

前述的位置传感器18优选为光电开关，该位置传感器18优选设置在基座6上并位于遮光挡板2下方，能够准确的检测到木质板材的到位和离开。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。