一种斜射式木质板材毛边的识别装置和识别方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种斜射式木质板材毛边的识别装置，包括传送台、激光发射器、支架、面阵工业相机，支架桥式架设在传送台上，沿传送台的传送方向，依次在传送台上方的支架上设置激光发射器和面阵工业相机，且所述的激光发射器发射到传送台上被测木质板材表面的光源经被测木质板材反射后被面阵工业相机接收，而面阵工业相机同时与一计算机连通，其特征在于，所述的激光发射器发射的入射激光线和面阵工业相机的光轴成90°夹角，且所述的入射光为斜射，且，0＜入射角＜90°。本发明专利技术同时公开了其识别方法。本发明专利技术所述方法在检测木质板材毛边时，不需要人工操作，实现了自动化，且测量时被测木质板材处于连续输送的过程，提高了工作效率，同时所使用的识别装置结构简单、安装方便，成本低。

The identification device and an identification method of oblique wooden board.

The invention discloses a device for identifying oblique edges of the wooden board, including transfer station, laser transmitter, bracket, array industrial camera, support bridge erected in the transfer station, transfer station along the transport direction, followed by laser transmitter and the industrial camera array is arranged on the bracket above the transmission on the laser transmitter and the emission of light transmitted to Taiwan on the measured surface of wooden plank by measured wood plate after reflection area array and array receiving industrial cameras, industrial cameras also communicated with a computer, which is characterized in that the optical axis of the laser emitter emission line and incident laser array into industrial camera 90 degree angle, and the incident light is oblique, and 0 \incident angle less than 90 degrees. The invention also discloses the identification method. The method of the invention in the detection of wood burrs, do not require manual operation, automatic measurement, and when measured in the process of continuous transportation of wood plate, improve the work efficiency, at the same time the use of the identification device has simple structure and convenient installation, low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种斜射式木质板材毛边的识别装置和识别方法
本专利技术涉及一种识别装置及识别方法，尤其是涉及一种木质板材毛边的识别装置和识别方法，属于木材加工制造领域。
技术介绍
近年来，我国木材工业发展迅速，森林资源开采范围却在逐渐减少，森林资源面临着严重的短缺问题，木材的供需矛盾日益尖锐，这就对木材资源实现价值最大化提出了越来越高的要求。在木材资源缺乏的情况下，提高木材的利用率是木材加工与自动化领域中一个急需解决的问题。在很多木材产品加工生产时会将原木锯切成一定厚度要求的板材。原木的截面可以近似看成圆形，原木可以近似成一个圆柱形，一般锯切过程则是平行于圆柱轴线。经过锯切后的长板截面不是规则的矩形，而是两个侧面有不规则的曲边梯形。图1为毛边板材的结构示意图，如图1所示：这种板材叫做毛边板，毛边锯材外材面分为上下两个宽材面和左右两个窄材面，由于原木本身不是一个规则的圆柱体、且有枝丫、弯曲等缺陷，使得毛边锯材的窄面呈现不规则的形状，加工时需要将不规则窄材面去除。图2为锯切状态的毛边板材的结构示意图，如图2所示：一般在后续的工段中往往要除去毛边板的毛边，如果去除窄材面不彻底就形成钝棱缺陷，影响锯材的等级和使用，如果去除过多将造成浪费。根据宽面到毛边锯材髓心的远近程度分为内材面和外材面，距离髓心近的是内材面，远的是外材面。在许多锯材厂都需要有经验的工人，目视每一块锯材的外材面，凭借自己的经验进行齐边，工人的手工操作严重影响了加工精度和效率，并且造成毛边锯材资源的浪费。。目前对原木制材的毛边板的毛边识别主要是靠人工来识别的，做法是将毛边板放在待锯切的机床输送带上，在传送带正前方的上方有几排可以移动的激光器，激光器可以发射出一条激光，操作者用一个操作杆来操作激光器移动，选择合适的位置，激光器就可以在待锯切的毛边料上打出一条激光线，如果操作者认为激光线正好落在所有毛边内侧里，此时记下当前激光线的位置。将两侧的激光线位置都标记好后就可以进入锯机锯切。一般在确定毛边边缘时毛边板都处于静止在传送带上的状态，确认好后板材再开始运动，进入锯机锯切。这种方法缺点之一是在找毛边内侧边缘是靠人的肉眼识别，工作时工人劳动强度大，容易视觉疲劳；其次，在判断毛边内侧边缘时毛边板是要求静止的，降低了工作效率；再次该方法在使用时要有专用导轨、伺服电机等控制系统，成本造价比较高难以推广。
技术实现思路
为了克服现有技术问题，本专利技术的目的在于提供一种安全可靠、使用方便、测量精度高的斜射式木质板材毛边的识别装置和识别方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种斜射式木质板材毛边的识别装置，包括传送台、激光发射器、支架、面阵工业相机，支架桥式架设在传送台上，沿传送台的传送方向，依次在传送台上方的支架上设置激光发射器和面阵工业相机，且所述的激光发射器发射到传送台上被测木质板材表面的光源经被测木质板材反射后被面阵工业相机接收，而面阵工业相机同时与一计算机连通，所述的激光发射器发射的入射激光线和面阵工业相机的光轴成90°夹角，且所述的入射光为斜射，且，0＜入射角＜90°。而本专利技术还公开了一种基于上述的斜射式木质板材毛边的识别装置的木质板材毛边的识别方法，包括以下步骤：S1：激光发射器向传送台上经过的被测木质板材发射激光光源，被测木质板材表面的扇形激光光源经反射后由面阵工业相机接收，所述的激光发射器发射的入射激光线和面阵工业相机的光轴成90°夹角，且所述的入射光为斜射，且，0＜入射角＜90°；S2：面阵工业相机将得到的被测木质板材反射的激光光源信息转换为被测木质板材的厚度和宽度的轮廓图像信息；S3：计算机中的数据采集卡收集面阵工业相机的被测木质板材的厚度和宽度的轮廓图像信息，并经过计算机的数据处理软件计算后得到被测木质板材的厚度和宽度信息；S4：根据被测木质板材的厚度和宽度信息确定木质板材的正常板面与毛边的边界点，每隔一定长度检测出一个边界点，以同一侧测出的边界点中最内侧的边界点为锯切点，沿平行于正常板面中心线的锯路去除毛边。进一步，在S1步骤中，激光发射器向被测木质板材发射的激光光源为扇形激光光源，且被测木质板材表面形成的光条为一字形光条。在S2步骤中，激光光源信息转换为被测木质板材的厚度和宽度轮廓图像信息的方法为：光信号被面阵工业相机接收并转化成电荷信号，再经过外部采样放大及模数转化电路转化成数字图像信号。在S3步骤中，所述的数据处理软件中被测木质板材的厚度的计算公式为：x＝k·y(I)公式(I)中，x为被测木质板材的实际厚度值；y为面阵工业相机中被测木质板材表面与基准底面的偏移，y在厚度和宽度轮廓图像中表现为木质板材的厚度，k为厚度方向的空间分辨率，且所述的k为面阵工业相机中被测木质板材表面与基准底面的偏移y与木质板材检测厚度值x的线性关系系数。且上述的k的数值公式为：在k的数值公式中，θ为激光发射器的入射角，β为面阵工业相机的光轴与被测木质板材表面法线的夹角，f为相机焦距，L表示测量厚度为0时面阵工业相机成像的物距，θ+β＝90°，所以sin(θ+β)为固定值1，且当成像系统固定，面阵工业相机的镜头位置固定且倾角确定，激光发射器距传送台高度确定，L、f、θ均为固定值，则k也为固定值。此外，在S3步骤中，所述的数据处理软件中被测木质板材的宽度的计算公式为：W＝k2′W'(Ⅱ)公式(Ⅱ)中，所述的W为被测木质板材的实际宽度值，k2′为被测木质板材宽度方向的空间分辨率，W'为宽度轮廓图像中表现的被测木质板材的宽度值，所述的k2′为常数。而上述的k'2＝k2，式中：k2为厚度为0处宽度方向的空间分辨率，当成像系统固定，测量厚度为0时成像的物距和像距均为固定值，则k2为固定值。被测木质板材被测木质板材。本专利技术的有益效果为：1)本专利技术所述方法在检测木质板材毛边时，不需要人工操作，实现了自动化；2)本专利技术实现了连续化测量，测量时被测木质板材处于连续输送的过程，提高了工作效率；3)本专利技术所使用的识别装置结构简单、安装方便，成本低；4)宽度方向的分辨率为常数，与厚度并无关系，不随被测毛边锯材的厚度变化而变化，因而可以简化标定程序，可以适用于各种规格不同的板材毛边检测，极大地简化了工作流程，降低了工作强度。附图说明图1为毛边板材的结构示意图；图2为锯切状态的毛边板材的结构示意图；图3为本专利技术所述的识别装置的系统结构示意图；图4为本专利技术所述的识别装置的结构示意图；图5为木质板材毛边检测流程示意图；图6为木质板材毛边检测基本原理示意图；图7为宽度检测的原理图；图8为未放入毛边锯材时的图像；图9为放入毛边锯材时的图像；图10为图9二值化后图像；图11为中心线图像；图12为激光光源入射角示意图；图13为厚度标定曲线示意图；图14为宽度标定曲线示意图；图15为45°误差检测的正态检验Q-Q图；图16为45°误差检测的标准正态分布分位图。图中主要附图标记含义为：1、传送台2、激光发射器3、支架4、被测木质板材5、面阵工业相机6、数据采集卡7、计算机8、PLC控制箱。具体实施方式下面结合附图和具体实施例详细说明本专利技术。在本实施例中，激光光源出自：Prophotonix公司，型号是D-660-010-0250-L01-S-90-S-S-2，波长是660nm，出光扇角是90度，功率1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种斜射式木质板材毛边的识别装置，包括传送台、激光发射器、支架、面阵工业相机，支架桥式架设在传送台上，沿传送台的传送方向，依次在传送台上方的支架上设置激光发射器和面阵工业相机，且所述的激光发射器发射到传送台上被测木质板材表面的光源经被测木质板材反射后被面阵工业相机接收，而面阵工业相机同时与一计算机连通，其特征在于，所述的激光发射器发射的入射激光线和面阵工业相机的光轴成90°夹角，且所述的入射光为斜射，且，0＜入射角＜90°。

【技术特征摘要】
1.一种斜射式木质板材毛边的识别装置，包括传送台、激光发射器、支架、面阵工业相机，支架桥式架设在传送台上，沿传送台的传送方向，依次在传送台上方的支架上设置激光发射器和面阵工业相机，且所述的激光发射器发射到传送台上被测木质板材表面的光源经被测木质板材反射后被面阵工业相机接收，而面阵工业相机同时与一计算机连通，其特征在于，所述的激光发射器发射的入射激光线和面阵工业相机的光轴成90°夹角，且所述的入射光为斜射，且，0＜入射角＜90°。2.一种基于权利要求1所述的斜射式木质板材毛边的识别装置的木质板材毛边的识别方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：激光发射器向传送台上经过的被测木质板材发射激光光源，被测木质板材表面的扇形激光光源经反射后由面阵工业相机接收，所述的激光发射器发射的入射激光线和面阵工业相机的光轴成90°夹角，且所述的入射光为斜射，且，0＜入射角＜90°；S2：面阵工业相机将得到的被测木质板材反射的激光光源信息转换为被测木质板材的厚度和宽度的轮廓图像信息；S3：计算机中的数据采集卡收集面阵工业相机的被测木质板材的厚度和宽度的轮廓图像信息，并经过计算机的数据处理软件计算后得到被测木质板材的厚度和宽度信息；S4：根据被测木质板材的厚度和宽度信息确定木质板材的正常板面与毛边的边界点，每隔一定长度检测出一个边界点，以同一侧测出的边界点中最内侧的边界点为锯切点，沿平行于正常板面中心线的锯路去除毛边。3.根据权利要求2所述的一种斜射式木质板材毛边的识别方法，其特征在于，在S1步骤中，激光发射器向被测木质板材发射的激光光源为扇形激光光源，且被测木质板材表面形成的光条为一字形光条。4.根据权利要求2所述的一种斜射式木质板材毛边的识别方法，其特征在于，在S2步骤中，激光光源信息转换...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐兆军，倪申健，朱南峰，王继刚，郝淼，周海燕，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32