CN108489386A - 一种基于光电幕墙的毛边锯材形状位姿识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于光电幕墙的毛边锯材形状位姿识别方法，采用控制模块和与控制模块相连的锯材扫描装置来采集锯材俯视向的形状位姿；锯材扫描装置包括传送带和光电幕墙设备，光电幕墙设备包括传感器固定架和固定于传感器固定架处的多个光幕传感器，所述光幕传感器直线排列且排列方向垂直于传送带输送方向；当扫描锯材时，光幕传感器发射红外线形成与锯材传输路径相交且宽度大于锯材最大宽度的锯材扫描光幕；传送带运载锯材通过锯材扫描光幕，控制模块按预设频率采集被遮挡的光幕传感器的标识码，并以锯材在采集间隔内通过距离为Y轴坐标，以被遮挡的光幕传感器分布位置为X轴坐标建立锯材形状位姿图；本发明能精确识别毛边锯材的形状位姿参数。

Description

一种基于光电幕墙的毛边锯材形状位姿识别方法

技术领域

本发明涉及林业机械技术领域，尤其是一种基于光电幕墙的毛边锯材形状位姿识别方法。

背景技术

我国木材市场需求量大，木材加工制造是制造业的重要组成成分，如今制造业朝着电气化，智能化，自动化的方向的趋势发展。相应的木材加工的自动化更是势在必行的发展趋势。然而在企业木板生产上，从原木到可用板材的加工过程上，木材需要在生产线上被进一步步加工，木材加工制造企业通常使用多片锯将将原木锯切成等厚度的毛边锯材。

在此基础上，由于原木呈现为圆柱状，通过锯切，形成的毛边锯材通常是等厚度却不等宽度，即从侧面上呈现梯形结构。为了满足市场对木板的要求，需要将毛边锯材的宽度进行合理的等距切割即边皮切割。达到等厚度，等宽度的毛边锯材。

加工制造企业当前的生产流程主要是将毛边锯材先由传送带送至边皮锯切机上，通过需要的木板宽度，从而控制锯片的移动，机床根据毛边据材的宽面的尺寸进行锯片的移动，达到要求后，将两边的边皮切割，达到等厚度等宽度的木材要求。在木材位置的确定方面，目前企业通常采用将毛边锯材一边靠边至输送带，以毛边锯材一边为基准，或者采用人工调整木板的位置。这种生产方式一方面无法精确判定板材的形状位姿信息，从而导致板材的质量率不够高，另一方面人工误差也是不可控制的因素，往往不能长时间的确保木板的位姿精度。

在自动化，精确化的方面发展道路上，显然这种方法的可靠性和精确性都不能满足更高的需求。对此就需要有一种新型的方法，能够确保精确识别毛边锯材的形状位姿参数。

发明内容

本发明提出一种基于光电幕墙的毛边锯材形状位姿识别方法，能精确识别毛边锯材的形状位姿参数。

本发明采用以下技术方案。

一种基于光电幕墙的毛边锯材形状位姿识别方法，所述识别方法采用控制模块和与控制模块相连的锯材扫描装置来采集锯材俯视向的形状位姿；所述锯材扫描装置包括传送带和光电幕墙设备，所述光电幕墙设备包括传感器固定架和固定于传感器固定架处的多个光幕传感器，所述光幕传感器直线排列且排列方向垂直于传送带输送方向；每个光幕传感器均带唯一标识码且均包括分设于传送带传输面上、下方的红外线发射端和红外线接收端；当扫描锯材时，各发射端发射红外线形成与锯材传输路径相交且宽度大于锯材最大宽度的锯材扫描光幕；传送带运载锯材通过锯材扫描光幕使锯材遮挡部分光幕传感器的红外线接收端，控制模块按预设频率采集被遮挡的光幕传感器的标识码，并以锯材在采集间隔内通过距离为Y轴坐标，以采集时刻被遮挡的光幕传感器在传感器固定架上的分布位置为X轴坐标建立锯材形状位姿图。

锯材在传送带驱动下，按锯材长边方向以匀速通过锯材扫描光幕。

所述控制模块存贮有各光幕传感器的间距数据。

当光电幕墙设备工作时，一半光幕传感器处于作业状态而另一半光幕传感器处于休眠状态，作业状态的光幕传感器与休眠状态的光幕传感器间隔设置。

所述传送带由两个以上的传送带机构直线排列而成；所述光电幕墙设备设于传送带机构的交界间隔处。

所述光电幕墙设备的传感器固定架包括上架和下架；上、下架处的光幕传感器安装面处均设有用于固定光幕传感器的固定孔；每个光幕传感器的发射端和接收端均分设于上、下架的安装孔处且发射端和接收端的连线垂直于传送带输送面。

所述上、下架的光幕传感器安装面相互平行，上、下架处设有遮光结构。

所述识别方法在工作时按以下步骤进行；

A1、启动传送带，传送带电机经带轮、皮带和滚筒驱动传送带输送锯材；

A2、当锯材送至传送带机构的交界间隔处时通过锯材扫描光幕；在通过过程锯材遮挡部分光幕传感器的红外线接收端使其无法接收发射端光束，形成开关量信号；

A3、控制模块按预设频率采集被遮挡的光幕传感器的标识码，通过开关量信号计算被遮挡的工作状态的红外线接收端数量；

A4、控制模块以标识码、开关量信号计算采集时该锯材与锯材扫描光幕相交位置的锯材宽度数据，以传送带速度计算各次采集时锯材与光幕相交位置的截面间距数据；

A5、控制模块以包括锯材宽度数据、截面间距数据和被遮挡光幕传感器所在位置在内的数据参数计算锯材俯视向的位姿数据。

本发明专利和现有的技术相比具有以下优点：1、该检测方法零件少，可适配性好，互换性好。可以安装在别的机器设备上；2、该检测方法使用光幕传感器，测量精度高，分辨率也较高。检测速度快，响应速度快；采用的测量媒介能抵抗外界的强光干扰，数据采集更快，更精准；3、整体结构紧凑，加工难度较低，整体装备成本较低。

本发明中，当光电幕墙设备工作时，一半光幕传感器处于作业状态而另一半光幕传感器处于休眠状态，作业状态的光幕传感器与休眠状态的光幕传感器间隔设置；该设计可以避免光线之间的干扰而导致的红外光接收误差；从而可以在传感器固定架以更高密度设置光幕传感器，并通过设置传感器在作业、休眠状态的高频次切换；来实现对锯材形状位姿的更高精度的数据采样，从而更精确地识别毛边锯材的形状位姿。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：

附图1是本发明的示意图；

附图2是本发明的分解示意图；

附图3是本发明的光幕传感器的安装示意图；

图中：1-传送带；2-传送带输送面；3-锯材；4-光幕传感器；5-光电幕墙设备；6-带轮；7-机架；8-上架；9-皮带；10-传送带电机；11-下架；12-用于固定光幕传感器的固定孔。

具体实施方式

如图1-3所示，一种基于光电幕墙的毛边锯材形状位姿识别方法，所述识别方法采用控制模块和与控制模块相连的锯材扫描装置来采集锯材俯视向的形状位姿；所述锯材扫描装置包括传送带1和光电幕墙设备5，所述光电幕墙设备5包括传感器固定架和固定于传感器固定架处的多个光幕传感器4，所述光幕传感器4直线排列且排列方向垂直于传送带1输送方向；每个光幕传感器4均带唯一标识码且均包括分设于传送带传输面上、下方的红外线发射端和红外线接收端；当扫描锯材时，各发射端发射红外线形成与锯材传输路径相交且宽度大于锯材最大宽度的锯材扫描光幕；传送带1运载锯材3通过锯材扫描光幕使锯材遮挡部分光幕传感器的红外线接收端，控制模块按预设频率采集被遮挡的光幕传感器的标识码，并以锯材在采集间隔内通过距离为Y轴坐标，以采集时刻被遮挡的光幕传感器在传感器固定架上的分布位置为X轴坐标建立锯材形状位姿图。

锯材3在传送带1驱动下，按锯材长边方向以匀速通过锯材扫描光幕。

所述控制模块存贮有各光幕传感器的间距数据。

当光电幕墙设备工作时，一半光幕传感器处于作业状态而另一半光幕传感器处于休眠状态，作业状态的光幕传感器与休眠状态的光幕传感器间隔设置。

所述传送带由两个以上的传送带机构直线排列而成；所述光电幕墙设备设于传送带机构的交界间隔处。

所述光电幕墙设备的传感器固定架包括上架8和下架11；上、下架处的光幕传感器安装面处均设有用于固定光幕传感器的固定孔12；每个光幕传感器的发射端和接收端均分设于上、下架的安装孔处且发射端和接收端的连线垂直于传送带输送面。

所述上、下架的光幕传感器安装面相互平行，上、下架处设有遮光结构。

所述识别方法在工作时按以下步骤进行；

A1、启动传送带，传送带电机10经带轮6、皮带9和滚筒驱动传送带输送锯材；

A2、当锯材送至传送带机构的交界间隔处时通过锯材扫描光幕；在通过过程锯材遮挡部分光幕传感器的红外线接收端使其无法接收发射端光束，形成开关量信号；

A3、控制模块按预设频率采集被遮挡的光幕传感器的标识码，通过开关量信号计算被遮挡的工作状态的红外线接收端数量；

A4、控制模块以标识码、开关量信号计算采集时该锯材与锯材扫描光幕相交位置的锯材宽度数据，以传送带速度计算各次采集时锯材与光幕相交位置的截面间距数据；

A5、控制模块以包括锯材宽度数据、截面间距数据和被遮挡光幕传感器所在位置在内的数据参数计算锯材俯视向的位姿数据。

本例中，光电幕墙设备和传送带的各个传送带机构均固定于机架7处，以防止设备震动影响扫描。

本例中，所述传送带由两个以上的传送带机构直线排列而成，位于光电幕墙设备两侧的传送带机构的输送速度相同。

Claims (8)

1.一种基于光电幕墙的毛边锯材形状位姿识别方法，其特征在于：所述识别方法采用控制模块和与控制模块相连的锯材扫描装置来采集锯材俯视向的形状位姿；所述锯材扫描装置包括传送带和光电幕墙设备，所述光电幕墙设备包括传感器固定架和固定于传感器固定架处的多个光幕传感器，所述光幕传感器直线排列且排列方向垂直于传送带输送方向；每个光幕传感器均带唯一标识码且均包括分设于传送带传输面上、下方的红外线发射端和红外线接收端；当扫描锯材时，各发射端发射红外线形成与锯材传输路径相交且宽度大于锯材最大宽度的锯材扫描光幕；传送带运载锯材通过锯材扫描光幕使锯材遮挡部分光幕传感器的红外线接收端，控制模块按预设频率采集被遮挡的光幕传感器的标识码，并以锯材在采集间隔内通过距离为Y轴坐标，以采集时刻被遮挡的光幕传感器在传感器固定架上的分布位置为X轴坐标建立锯材形状位姿图。

2.根据权利要求1所述的一种基于光电幕墙的毛边锯材形状位姿识别方法，其特征在于：锯材在传送带驱动下，按锯材长边方向以匀速通过锯材扫描光幕。

3.根据权利要求2所述的一种基于光电幕墙的毛边锯材形状位姿识别方法，其特征在于：所述控制模块存贮有各光幕传感器的间距数据。

4.根据权利要求3所述的一种基于光电幕墙的毛边锯材形状位姿识别方法，其特征在于：当光电幕墙设备工作时，一半光幕传感器处于作业状态而另一半光幕传感器处于休眠状态，作业状态的光幕传感器与休眠状态的光幕传感器间隔设置。

5.根据权利要求4所述的一种基于光电幕墙的毛边锯材形状位姿识别方法，其特征在于：所述传送带由两个以上的传送带机构直线排列而成；所述光电幕墙设备设于传送带机构的交界间隔处。

6.根据权利要求5所述的一种基于光电幕墙的毛边锯材形状位姿识别方法，其特征在于：所述光电幕墙设备的传感器固定架包括上架和下架；上、下架处的光幕传感器安装面处均设有用于固定光幕传感器的固定孔；每个光幕传感器的发射端和接收端均分设于上、下架的安装孔处且发射端和接收端的连线垂直于传送带输送面。

7.根据权利要求5所述的一种基于光电幕墙的毛边锯材形状位姿识别方法，其特征在于：所述上、下架的光幕传感器安装面相互平行，上、下架处设有遮光结构。

8.根据权利要求7所述的一种基于光电幕墙的毛边锯材形状位姿识别方法，其特征在于：所述识别方法在工作时按以下步骤进行；

A1、启动传送带，传送带电机经带轮、皮带和滚筒驱动传送带输送锯材；

A2、当锯材送至传送带机构的交界间隔处时通过锯材扫描光幕；在通过过程锯材遮挡部分光幕传感器的红外线接收端使其无法接收发射端光束，形成开关量信号；

A3、控制模块按预设频率采集被遮挡的光幕传感器的标识码，通过开关量信号计算被遮挡的工作状态的红外线接收端数量；

A4、控制模块以标识码、开关量信号计算采集时该锯材与锯材扫描光幕相交位置的锯材宽度数据，以传送带速度计算各次采集时锯材与光幕相交位置的截面间距数据；

A5、控制模块以包括锯材宽度数据、截面间距数据和被遮挡光幕传感器所在位置在内的数据参数计算锯材俯视向的位姿数据。