CN105043330B - 段木最大径测量装置及测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种段木最大径测量装置及测量方法，包括被测件旋转组件、传感器移动组件和测距传感器，通过被测件旋转组件将被测件夹紧固定，通过传感器移动组件带动测距传感器沿被测件轴线方向移动；被测件旋转组件控制被测件的旋转角度，传感器移动组件带动测距传感器沿被测件轴线方向每次移动单位距离，测距传感器测量被测件横截面的外形尺寸。所述测量装置和测量方法运行稳定且测量准确。
Description
技术领域
本发明涉及木材加工领域，特别涉及一种段木最大径测量装置及测量方法。
背景技术
目前木材经切片后被广泛应用于建筑材料和装饰材料，然而对于段木来说，边材和心材经切片后的处理方法不同，应用场合不同，心材的应用价值比边材高，为了提高段木的心材利用率，在对其进行切片前，最好先测量其最大径。
公开号为CN101319881A的中国发明专利公开了一种非圆柱体最大径测量装置及其测量方法，将被测量的非规则柱体置于定位转盘上，定位转盘上方的摄像仪将被测件的位置图送入计算机中，经计算机处理后，判别出被测件最大径所在方位，计算机向定位转盘的控制器发出指令，定位转盘旋转，使被测件的最大径方位与测量杆的移动方向完全一致，计算机向伺服电机的驱动器发脉冲指令，驱动伺服电机旋转，带动直线光栅移动件移动，从而产生移动脉冲，移动脉冲通过计算机接口输送到计算机中；当直线光栅移动件停止移动，计算机根据采集到的移动脉冲计算当前的移动距离，通过光栅脉冲当量换算为实际最大径大小，数据在屏幕上显示，主要应用于轴承的生产上，且适用于横截面积相同的非圆柱体，通过摄像仪投影并计算非圆柱体最大径所在方位，然后对被测件进行定位，通过直线光栅的移动距离来测量非圆柱体的最大径，虽然能较准确的测量非圆柱体的最大径，但是不能适用于横截面积不同的段木的最大径测量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种运行稳定且测量准确的段木最大径测量装置及测量方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种段木最大径测量装置，包括被测件旋转组件、传感器移动组件和测距传感器，其中
被测件旋转组件包括第一电机、减速器、主轴、夹紧块、螺钉和螺母，第一电机通过减速器带动主轴转动，夹紧块至少为三个，夹紧块呈L型，一端固定在主轴上，另一端延伸至被测件圆柱面外侧，螺钉穿过夹紧块将被测件顶紧，螺钉通过螺母进行固定；
传感器移动组件包括第二电机、丝杆、滑块、导杆，第二电机通过丝杆带动滑块沿着导杆移动；
被测件旋转组件将被测件一端夹紧，测距传感器固定在滑块上，传感器移动组件带动测距传感器沿被测件轴线方向移动。
本发明的有益效果在于：被测件由电机带动做旋转运动，测距传感器由电机带动沿被测件轴线方向移动，测距传感器可测量被测件的整体外形尺寸，所述测量装置运行稳定，测量方便直接，测出被测件的最大径，可将被测件的心材充分利用，达到节约能源的目的。
一种上述段木最大径测量装置的测量方法，所述方法为：
S1传感器移动组件将测距传感器定位在被测件一端；
S2测距传感器是否位于被测件另一端外侧，若否，执行步骤S3；若是，则执行步骤S6；
S3被测件是否旋转一周，若否，则执行步骤S4；若是，则执行步骤S5；
S4测距传感器测量其对应的被测件外形的当前点，被测件旋转组件带动被测件沿其轴线旋转单位角度，执行步骤S3；
S5传感器移动组件带动测距传感器沿被测件轴线向另一端移动单位距离，执行步骤S2；
S6测距传感器测量的数据经控制器计算后传输至显示屏进行显示。
本发明的有益效果在于：被测件旋转组件控制被测件的旋转角度，传感器移动组件控制测距传感器的移动位置，通过测距传感器沿被测件轴线方向的移动和被测件本身的转动，测量过程合理，能完成测量出被测件的完整外形尺寸，方便将被测件的心材充分利用，达到节约能源的效果。
附图说明
图1为本发明的段木最大径测量装置结构示意图；
图2为本发明的段木最大径测量装置的测量方法流程图。
标号说明：
1、被测件旋转组件；2、传感器移动组件；3、测距传感器；4、被测件；
6、第一电机；7、减速器；8、主轴；9、夹紧块；10、螺钉；11、螺母；12、尾部顶尖；
13、第二电机；14、丝杆；15、滑块；16、导杆。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于:用一个电机带动被测件旋转，用另一个电机带动测距传感器沿与被测件轴线方向平行的方向移动，通过测量各个横截面上被测件的外形尺寸，统计出被测件的总体外形尺寸及最大径尺寸，测量准确且运行稳定。
请参照图1，本发明的技术方案为：
一种段木最大径测量装置，包括被测件旋转组件1、传感器移动组件2和测距传感器3，其中
被测件旋转组件1包括第一电机6、减速器7、主轴8、夹紧块9、螺钉10和螺母11，第一电机6通过减速器7带动主轴8转动，夹紧块9至少为三个，夹紧块9呈L型，一端固定在主轴8上，另一端延伸至被测件4圆柱面外侧，螺钉10穿过夹紧块9将被测件4顶紧，螺钉10通过螺母11进行固定；
传感器移动组件2包括第二电机13、丝杆14、滑块15、导杆16，第二电机13通过丝杆14带动滑块15沿着导杆16移动；
被测件旋转组件1将被测件4一端夹紧，测距传感器3固定在滑块15上，传感器移动组件2带动测距传感器3沿被测件4轴线方向移动。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：第一电机6和第二电机13可以为步进电机或者伺服电机，第一电机6带动被测件4旋转，第二电机13带动测距传感器3移动，第一电机6和第二电机13配合，使得测距传感器3测量出被测件4的整体外形尺寸，则被测件4的最大径可通过计算得到，并可计算被测件4最大径的轴线与主轴8轴线的位置关系，为被测件4最大径的标记及后续切削提供完整数据，使被测件4的心材的最大径得到充分利用，达到节约能源的目的。
进一步的，所述被测件旋转组件1还包括尾部顶尖12，所述尾部顶尖12将被测件4沿其轴线方向顶紧。
由上述描述可知，被测件4在其轴线方向上用尾部顶尖12顶紧，可减小被测件4在旋转过程中的圆跳动度，减小螺钉10所受的离心力，可提高测量装置稳定性。
进一步的，所述螺钉10与夹紧块9螺接。
由上述描述可知，螺钉10与夹紧块9之间螺接可方便调整螺钉10的位置及将螺钉10定位。
进一步的，所述测距传感器3为超声波传感器。
由上述描述可知，超声波传感器具有安装方便、灵敏度高等优点，可方便准确测量被测件4的外形尺寸。
进一步的，还包括控制器。
由上述描述可知，通过控制器控制测量装置的自动运行，并对测距传感器3测量的数据进行统计并计算出被测件4的总体外形及最大径，可行性高，实现便易。
进一步的，还包括显示屏。
由上述描述可知，通过显示屏显示出被测件4的最大径尺寸，并可通过三维图形显示最大径在被测件4上的位置，以及被测件4轴心与主轴8轴心的位置关系，便于操作人员直接观察测量结果。
参见图2，一种上述段木最大径测量装置的测量方法，所述方法为：
S1传感器移动组件2将测距传感器3定位在被测件4一端；
S2测距传感器3是否位于被测件4另一端外侧，若否，执行步骤S3；若是，则执行步骤S6；
S3被测件4是否旋转一周，若否，则执行步骤S4；若是，则执行步骤S5；
S4测距传感器3测量其对应的被测件4外形的当前点，被测件旋转组件1带动被测件4沿其轴线旋转单位角度，执行步骤S3；
S5传感器移动组件2带动测距传感器3沿被测件4轴线向另一端移动单位距离，执行步骤S2；
S6测距传感器3测量的数据经控制器计算后传输至显示屏进行显示。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：测距传感器3一次测量被测件4外形上一个点的尺寸，通过被测件旋转组件1控制被测件4的旋转角度，通过传感器移动组件2控制测距传感器3的移动位置，测距传感器3每移动一个位置，测量该位置上对应的被测件4横截面上的外形尺寸，测量过程合理，且根据测量的数值可由控制器计算得到被测件4的总体外形尺寸、最大径尺寸以及被测件4最大径轴心与主轴8轴心之间的位置关系，方便被测件4最大径后续切削的得到，使被测件4心材利用率提高，达到节约能源的效果。
进一步的，判断测距传感器3是否位于被测件4另一端外侧，通过测距传感器3当前测得数值与前一数值进行比较，如果出现跳变，则测距传感器3位于被测件4另一端外侧。
由上述描述可知，当测距传感器3对应的被测件4上的点由被测件4移至另一端外侧时，测距传感器3测量的被测件4的尺寸数值会出现跳变，根据此方法可比较直接判断测距传感器3位于被测件4另一端外侧。
进一步的，判断测距传感器3是否位于被测件4另一端外侧，通过传感器移动组件2移动的距离与人工测量的被测件4的长度进行比较，如果传感器移动组件2移动的距离大于人工测量的被测件4的长度，则测距传感器3位于被测件4另一端外侧。
由上述描述可知，通过在测量之前由人工测得被测件4的长度，由控制器进行第二电机13带动测距传感器3移动距离的计算，并与人工测得被测件4的长度进行比较，根据此方法可比较直接的判断出测距传感器3是否位于被测件4另一侧外侧。
请参照图1至图2，本发明的实施例一为：
一种段木最大径测量装置，包括被测件旋转组件1、传感器移动组件2、测距传感器3、控制器、显示屏，其中
被测件旋转组件1包括第一电机6、减速器7、主轴8、夹紧块9、螺钉10、螺母11、尾部顶尖12，第一电机6通过减速器7带动主轴8转动，夹紧块9至少为三个，夹紧块9呈L型，一端固定在主轴8上，另一端延伸至被测件4圆柱面外侧，螺钉10穿过夹紧块9将被测件4顶紧，所述螺钉10与夹紧块9螺接，螺钉10通过螺母11进行固定，所述尾部顶尖12将被测件4沿其轴线方向顶紧；
传感器移动组件2包括第二电机13、丝杆14、滑块15、导杆16，第二电机13通过丝杆14带动滑块15沿着导杆16移动；
所述测距传感器3为超声波传感器；
被测件旋转组件1将被测件4一端夹紧，测距传感器3固定在滑块15上，传感器移动组件2带动测距传感器3沿被测件4轴线方向移动。
一种上述段木最大径测量装置的测量方法，所述方法为：
S1传感器移动组件2将测距传感器3定位在被测件4一端；
S2测距传感器3是否位于被测件4另一端外侧，若否，执行步骤S3；若是，则执行步骤S6；
S3被测件4是否旋转一周，若否，则执行步骤S4；若是，则执行步骤S5；
S4测距传感器3测量其对应的被测件4外形的当前点，被测件旋转组件1带动被测件4沿其轴线旋转单位角度，执行步骤S3；
S5传感器移动组件2带动测距传感器3沿被测件4轴线向另一端移动单位距离，执行步骤S2；
S6测距传感器3测量的数据经控制器计算后传输至显示屏进行显示。
综上所述，本发明提供的段木最大径测量装置及测量方法，第一电机6和第二电机13可以为步进电机或者伺服电机，第一电机6控制被测件4旋转，第二电机13控制测距传感器3移动，测距传感器3一次测量被测件4外形上一个点的尺寸，测距传感器3每移动一个位置，测量该位置上对应的被测件4横截面上的外形尺寸，最终测距传感器3测量出被测件4的整体外形尺寸，则控制器可计算得到被测件4的总体外形尺寸、最大径尺寸以及被测件4最大径轴心与主轴8轴心之间的位置关系，方便被测件4最大径后续切削的得到，使被测件4心材利用率提高，达到节约能源的目的。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种段木最大径测量装置，其特征在于，包括被测件旋转组件、传感器移动组件和测距传感器，其中
被测件旋转组件包括第一电机、减速器、主轴、夹紧块、螺钉和螺母，第一电机通过减速器带动主轴转动，夹紧块至少为三个，夹紧块呈L型，一端固定在主轴上，另一端延伸至被测件圆柱面外侧，螺钉穿过夹紧块将被测件顶紧，螺钉通过螺母进行固定；
传感器移动组件包括第二电机、丝杆、滑块、导杆，第二电机通过丝杆带动滑块沿着导杆移动；
被测件旋转组件将被测件一端夹紧，测距传感器固定在滑块上，传感器移动组件带动测距传感器沿被测件轴线方向移动。
2.根据权利要求1所述的段木最大径测量装置，其特征在于，所述被测件旋转组件还包括尾部顶尖，所述尾部顶尖将被测件沿其轴线方向顶紧。
3.根据权利要求1所述的段木最大径测量装置，其特征在于，所述螺钉与夹紧块螺接。
4.根据权利要求1所述的段木最大径测量装置，其特征在于，所述测距传感器为超声波传感器。
5.根据权利要求1所述的段木最大径测量装置，其特征在于，还包括控制器。
6.根据权利要求1所述的段木最大径测量装置，其特征在于，还包括显示屏。
7.一种根据权利要求1所述的段木最大径测量装置的测量方法，其特征在于，所述方法为：
S1传感器移动组件将测距传感器定位在被测件一端；
S2测距传感器是否位于被测件另一端外侧，若否，执行步骤S3；若是，则执行步骤S6；
S3被测件是否旋转一周，若否，则执行步骤S4；若是，则执行步骤S5；
S4测距传感器测量其对应的被测件外形的当前点，被测件旋转组件带动被测件沿其轴线旋转单位角度，执行步骤S3；
S5传感器移动组件带动测距传感器沿被测件轴线向另一端移动单位距离，执行步骤S2；
S6测距传感器测量的数据经控制器计算后传输至显示屏进行显示。
8.一种根据权利要求7所述的段木最大径测量方法，其特征在于，判断测距传感器是否位于被测件另一端外侧，通过测距传感器当前测得数值与前一数值进行比较，如果出现跳变，则测距传感器位于被测件另一端外侧。
9.一种根据权利要求7所述的段木最大径测量方法，其特征在于，判断测距传感器是否位于被测件另一端外侧，通过传感器移动组件移动的距离与人工测量的被测件的长度进行比较，如果传感器移动组件移动的距离大于人工测量的被测件的长度，则测距传感器位于被测件另一端外侧。
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