CN112551136A - 一种移动式木材分选码垛系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种移动式木材分选码垛系统，包括上料单元、输送单元、分选单元、料仓单元、AI视觉系统、PLC控制器，所述上料单元包括输送线Ⅰ、上料阻挡装置、侧档、减速步进电机Ⅰ、调节器Ⅰ，所述上料阻挡装置附近设有光电传感器，用于检测上料位置，以及木料到位情况，所述输送单元包括输送线Ⅱ、视觉拍摄A、视觉拍摄B、木料翻转机构、侧档板、减速步进电机Ⅱ、调节器Ⅱ，所述视觉拍摄A、视觉拍摄B均连接着AI视觉系统，且通过AI视觉系统连接着PLC控制器，所述分选单元设有推料装置，所述料仓单元包括料仓输送带、料仓装置。
Description
技术领域
本发明涉及木材分选领域，具体涉及一种移动式木材分选码垛系统。
背景技术
木材拼板企业属于传统制造业，自动化程度普遍落后，属于劳动密集型企业，存在着产品品质不统一、用工难、设备占地面大及在制品中转繁琐等问题。而家具产业对实木拼板有着巨大市场需求，市场前景广阔。通过对现有工艺技术的改善与整合，将传统拼板生产中的分选和码垛整合到了一起，减少了设备占地空间及在制品中转环节，实现木料从分选到码垛的自动化升级。为企业大大的降低了场地租赁费用与人工成本。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种实现木料从分选到码垛的自动化升级的一种移动式木材分选码垛系统。
一种移动式木材分选码垛系统，包括上料单元、输送单元、分选单元、料仓单元、AI视觉系统、PLC控制器，所述上料单元包括输送线Ⅰ、上料阻挡装置、侧档、减速步进电机Ⅰ、调节器Ⅰ，所述上料阻挡装置附近设有光电传感器，用于检测上料位置，以及木料到位情况，所述上料阻挡装置设有挡块，挡块设有固定器，所述固定器中间位置设有螺纹孔，且设有调节螺栓，通过调节螺栓调整挡块的位置，所述螺纹孔的两侧设有孔洞，所述孔洞设有支撑杆，所述输送单元包括输送线Ⅱ、视觉拍摄A、视觉拍摄B、木料翻转机构、侧档板、减速步进电机Ⅱ、调节器Ⅱ，所述木料翻转机构设有木料翻转机构A、木料翻转机构B，所述木料翻转机构A、木料翻转机构B对称设置，且安装在输送线Ⅱ左右两侧，所述视觉拍摄A、视觉拍摄B均连接着AI视觉系统，且通过AI视觉系统连接着PLC控制器，所述分选单元设有推料装置，所述料仓单元包括料仓输送带、料仓装置，所述AI视觉系统包括成像子系统、二值化子系统、去除噪点子系统、识别目标物子系统、色度识别子系统、纹理识别子系统、木材等级数据库、视觉分选子系统。
进一步地，所述视觉拍摄A附近设有光电开关A，所述视觉拍摄B附近设有光电开关B，所述木料翻转机构附近设有光电开关C，所述光电开关A、光电开关B、光电开关C用于获取确认输送线Ⅱ上木料的位置，所述光电开关A、光电开关B、光电开关C均是固定在输送线Ⅱ的一侧，且所述光电开关A、光电开关B、光电开关C采用可拆卸方式安装，所述光电开关A、光电开关B、光电开关C连接着PLC控制器，所述视觉拍摄A设有箱体A、工业相机A、光源A，所述视觉拍摄B设有箱体B、工业相机B、光源B，所述箱体A、箱体B内侧设有立体架Ⅰ，外侧设有不透光亚克力板，所述工业相机A、工业相机B设有左右两个机位，用于拍摄木材的两个面。
进一步地，所述木料翻转机构包括拨片、气缸、支架，所述支架采用螺纹方式安装在输送线Ⅱ上，所述气缸设于支架上，气缸连接拨片，且连接PLC控制器，接受来自PLC控制器的指令。
进一步地，所述推料装置设有十五个，且显现为对称交叉设置，所述推料装置设有推料气缸，推料气缸设有固定座，推料气缸设有推料板，推料装置连接PLC控制器，接受来自PLC控制器的指令，将木料推入料仓单元，所述料仓装置包括装料区、缓存区，所述缓存区下方设有放料机构，用于将木料从装料区下降到缓存区。
进一步地，所述装料区设有进料口、进料挡板、立体架Ⅱ、侧边板，所述缓存区设有伺服丝杆传动装置、导杆、升降抽离隔板、放料隔板、抽板气缸、放料气缸，木料从进料口推入，当装料区上部木料放满时，升降抽离隔板刚好与抽板气缸在同一水平高度上，抽板气缸收缩，将升降隔离板抽离，木料下落至放料隔板上，再由放料气缸缓慢将木料送至底部，从而实现整个装料换仓的过程。
S1：木料码通过上料单元的输送线Ⅰ，将木料运到上料阻挡装置，木料自由下落至输送单元的输送线Ⅱ上，同时，光电传感器捕捉到木料，将数据信息传回至PLC控制器；
S2：输送线Ⅱ上的光电开关A捕捉到木料，数据信息传回PLC控制器，PLC控制器下达拍摄指令到视觉拍摄A，视觉拍摄A中的工业相机A对木料的两个面进行拍摄，且拍摄的图像数据上传至AI视觉系统，由AI视觉系统对视觉拍摄A抓取的图像进行处理；
S3：输送线Ⅱ上的光电开关C捕捉到木料，数据信息传回PLC控制器，PLC控制器依据AI视觉系统的识别，下达木料翻转指令给木料翻转机构，木料翻转机构的木料翻转机构A、木料翻转机构B，根据来自PLC控制器的指令，对木料进行翻转；
S4：输送线Ⅱ上的光电开关B捕捉到木料，数据信息传回PLC控制器，PLC控制器下达拍摄指令到视觉拍摄B，视觉拍摄B中的工业相机B对木料的两个面进行拍摄，且拍摄的图像数据上传至AI视觉系统，由AI视觉系统对视觉拍摄B抓取的图像进行处理；
S5：AI视觉系统对经过视觉拍摄A、视觉拍摄B的木料图片，进行RGB/SHV二值化、图像去除噪点、目标物识别、目标物SHV的色度与饱和度提取、木料等级判别的处理后，完成木料等级判别；
S6：输送单元将木料输送至分选单元，PLC控制器根据来自AI视觉系统的木料等级判别数据，向分选单元下达分选指令，将不同等级的木料送入不同的料仓单元；
S7：重复S1、S2、S3、S4、S5、S6步骤。
相对现有的技术，本发明的有益效果为，传统拼板生产中的分选和码垛整合到了一起，减少了设备占地空间及在制品中转环节，生产过程的“工件不落地”，生产数据的动态传输，机器自动识别，自主调用加工技术实施加工，自动分拣、包装等。实现生产线乃至整个工厂运作的高度智能化。为企业大大的降低了场地租赁费用与人工成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施例的移动式木材分选码垛系统结构示意图。
图2是本发明实施例的上料单元正视结构示意图。
图3是本发明实施例的上料阻挡装置剖视结构示意图。
图4是本发明实施例的上料阻挡装置的固定器剖视结构示意图。
图5是本发明实施例的输送单元结构示意图。
图6是本发明实施例的输送单元正视结构示意图。
图7是本发明实施例的料仓单元结构示意图。
图8是本发明实施例的料仓装置结构示意图。
图9是本发明实施例的料仓装置正视结构示意图。
图10是本发明实施例的AI视觉系统结构示意图。
图标：11-上料单元；12-输送单元；13-分选单元；14-料仓单元；15-AI视觉系统；16-PLC控制器；17-输送线Ⅰ；18-上料阻挡装置；19-侧档；20-减速步进电机Ⅰ；21-调节器Ⅰ；22-光电传感器；23-挡块；24-固定器；25-螺纹孔；26-调节螺栓；27-孔洞；28-支撑杆；29-输送线Ⅱ；30-视觉拍摄A；31-视觉拍摄B；32-木料翻转机构；33-侧档板；34-减速步进电机Ⅱ；35-调节器Ⅱ；36-木料翻转机构A；37-木料翻转机构B；38-推料装置；39-料仓输送带；40-料仓装置；41-成像子系统；42-二值化子系统；43-去除噪点子系统；44-识别目标物子系统；45-色度识别子系统；46-纹理识别子系统；47-木材等级数据库；48-视觉分选子系统；49-光电开关A；50-光电开关B；51-光电开关C；52-箱体A；53-工业相机A；54-光源A；55-箱体B；56-工业相机B；57-光源B；58-立体架Ⅰ；59-不透光亚克力板；60-拨片；61-气缸；62-支架；63-推料气缸；64-固定座；65-推料板；66-装料区；67-缓存区；68-放料机构；69-进料口；70-进料挡板；71-立体架Ⅱ；72-侧边板；73-伺服丝杆传动装置；74-导杆；75-升降抽离隔板；76-放料隔板；77-抽板气缸；78-放料气缸。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下将结合具体实施例和附图对本发明进行详细说明。
请参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10，示出本发明的一种实施例，一种移动式木材分选码垛系统10，包括上料单元11、输送单元12、分选单元13、料仓单元14、AI视觉系统15、PLC控制器16，所述上料单元11包括输送线Ⅰ17、上料阻挡装置18、侧档19、减速步进电机Ⅰ20、调节器Ⅰ21，所述上料阻挡装置21附近设有光电传感器22，用于检测上料位置，以及木料到位情况，所述上料阻挡装置21设有挡块23，挡块23设有固定器24，所述固定器24中间位置设有螺纹孔25，且设有调节螺栓26，通过调节螺栓26调整挡块23的位置，所述螺纹孔25的两侧设有孔洞27，所述孔洞27设有支撑杆28，所述输送单元12包括输送线Ⅱ29、视觉拍摄A30、视觉拍摄B31、木料翻转机构32、侧档板33、减速步进电机Ⅱ34、调节器Ⅱ35，所述木料翻转机构32设有木料翻转机构A36、木料翻转机构B37，所述木料翻转机构A36、木料翻转机构B37对称设置，且安装在输送线Ⅱ29左右两侧，所述视觉拍摄A30、视觉拍摄B31均连接着AI视觉系统15，且通过AI视觉系统15连接着PLC控制器16，所述分选单元13设有推料装置38，所述料仓单元14包括料仓输送带39、料仓装置40，所述AI视觉系统15包括成像子系统41、二值化子系统42、去除噪点子系统43、识别目标物子系统44、色度识别子系统45、纹理识别子系统46、木材等级数据库47、视觉分选子系统48。
进一步地，作为本实施的优选，所述视觉拍摄A30附近设有光电开关A49，所述视觉拍摄B31附近设有光电开关B50，所述木料翻转机构37附近设有光电开关C51，所述光电开关A49、光电开关B50、光电开关C51用于获取确认输送线Ⅱ29上木料的位置，所述光电开关A49、光电开关B50、光电开关C51均是固定在输送线Ⅱ29的一侧，且所述光电开关A49、光电开关B50、光电开关C51采用可拆卸方式安装，所述光电开关A49、光电开关B50、光电开关C51连接着PLC控制器16，所述视觉拍摄A30设有箱体A52、工业相机A53、光源A54，所述视觉拍摄B31设有箱体B55、工业相机B56、光源B57，所述箱体A30、箱体B31内侧设有立体架Ⅰ58，外侧设有不透光亚克力板59，所述工业相机A53、工业相机B56设有左右两个机位，用于拍摄木材的两个面。
进一步地，作为本实施的优选，所述木料翻转机构37包括拨片60、气缸61、支架62，所述支架62采用螺纹方式安装在输送线Ⅱ29上，所述气缸61设于支架62上，气缸61连接拨片60，且连接PLC控制器16，接受来自PLC控制器16的指令。
进一步地，作为本实施的优选，所述推料装置38设有十五个，且显现为对称交叉设置，所述推料装置38设有推料气缸63，推料气缸63设有固定座64，推料气缸63设有推料板65，推料装置38连接PLC控制器16，接受来自PLC控制器16的指令，将木料推入料仓单元14，所述料仓装置40包括装料区66、缓存区67，所述缓存区67下方设有放料机构68，用于将木料从装料区66下降到缓存区67。
进一步地，作为本实施的优选，所述装料区66设有进料口69、进料挡板70、立体架Ⅱ71、侧边板72，所述缓存区67设有伺服丝杆传动装置73、导杆74、升降抽离隔板75、放料隔板76、抽板气缸77、放料气缸78，木料从进料口69推入，当装料区66上部木料放满时，升降抽离隔板75刚好与抽板气缸77在同一水平高度上，抽板气缸77收缩，将升降隔离75板抽离，木料下落至放料隔板76上，再由放料气缸78缓慢将木料送至底部，从而实现整个装料换仓的过程。
S1：木料码通过上料单元11的输送线Ⅰ17，将木料运到上料阻挡装置18，木料自由下落至输送单元12的输送线Ⅱ29上，同时，光电传感器22捕捉到木料，将数据信息传回至PLC控制器16；
S2：输送线Ⅱ29上的光电开关A49捕捉到木料，数据信息传回PLC控制器16，PLC控制器16下达拍摄指令到视觉拍摄A30，视觉拍摄A30中的工业相机A53对木料的两个面进行拍摄，且拍摄的图像数据上传至AI视觉系统15，由AI视觉系统15对视觉拍摄A30抓取的图像进行处理；
S3：输送线Ⅱ上的光电开关C51捕捉到木料，数据信息传回PLC控制器16，PLC控制器16依据AI视觉系统15的识别，下达木料翻转指令给木料翻转机构32，木料翻转机构32的木料翻转机构A36、木料翻转机构B37，根据来自PLC控制器16的指令，对木料进行翻转；
S4：输送线Ⅱ上的光电开关B50捕捉到木料，数据信息传回PLC控制器16，PLC控制器16下达拍摄指令到视觉拍摄B31，视觉拍摄B31中的工业相机B56对木料的两个面进行拍摄，且拍摄的图像数据上传至AI视觉系统15，由AI视觉系统15对视觉拍摄B31抓取的图像进行处理；
S5：AI视觉系统对经过视觉拍摄A30、视觉拍摄B31的木料图片，进行RGB/SHV二值化、图像去除噪点、目标物识别、目标物SHV的色度与饱和度提取、木料等级判别的处理后，完成木料等级判别；
S6：输送单元12将木料输送至分选单元13，PLC控制器16根据来自AI视觉系统15的木料等级判别数据，向分选单元13下达分选指令，将不同等级的木料送入不同的料仓单元14；
S7：重复S1、S2、S3、S4、S5、S6步骤。
需要说明的是，本发明并不局限于上述实施方式，根据本发明的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本发明的创造精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种移动式木材分选码垛系统，其特征在于：包括上料单元、输送单元、分选单元、料仓单元、AI视觉系统、PLC控制器，所述上料单元包括输送线Ⅰ、上料阻挡装置、侧档、减速步进电机Ⅰ、调节器Ⅰ，所述上料阻挡装置附近设有光电传感器，用于检测上料位置，以及木料到位情况，所述输送单元包括输送线Ⅱ、视觉拍摄A、视觉拍摄B、木料翻转机构、侧档板、减速步进电机Ⅱ、调节器Ⅱ，所述视觉拍摄A、视觉拍摄B均连接着AI视觉系统，且通过AI视觉系统连接着PLC控制器，所述分选单元设有推料装置，所述料仓单元包括料仓输送带、料仓装置；
S1：木料码通过上料单元的输送线Ⅰ，将木料运到上料阻挡装置，木料自由下落至输送单元的输送线Ⅱ上，同时，光电传感器捕捉到木料，将数据信息传回至PLC控制器；
S2：输送线Ⅱ上的光电开关A捕捉到木料，数据信息传回PLC控制器，PLC控制器下达拍摄指令到视觉拍摄A，视觉拍摄A中的工业相机A对木料的两个面进行拍摄，且拍摄的图像数据上传至AI视觉系统，由AI视觉系统对视觉拍摄A抓取的图像进行处理；
S3：输送线Ⅱ上的光电开关C捕捉到木料，数据信息传回PLC控制器，PLC控制器依据AI视觉系统的识别，下达木料翻转指令给木料翻转机构，木料翻转机构的木料翻转机构A、木料翻转机构B，根据来自PLC控制器的指令，对木料进行翻转；
S4：输送线Ⅱ上的光电开关B捕捉到木料，数据信息传回PLC控制器，PLC控制器下达拍摄指令到视觉拍摄B，视觉拍摄B中的工业相机B对木料的两个面进行拍摄，且拍摄的图像数据上传至AI视觉系统，由AI视觉系统对视觉拍摄B抓取的图像进行处理；
S5：AI视觉系统对经过视觉拍摄A、视觉拍摄B的木料图片，进行RGB/SHV二值化、图像去除噪点、目标物识别、目标物SHV的色度与饱和度提取、木料等级判别的处理后，完成木料等级判别；
S6：输送单元将木料输送至分选单元，PLC控制器根据来自AI视觉系统的木料等级判别数据，向分选单元下达分选指令，将不同等级的木料送入不同的料仓单元；
S7：重复S1、S2、S3、S4、S5、S6步骤。
2.如权利要求1所述移动式木材分选码垛系统，其特征在于：所述上料阻挡装置设有挡块，挡块设有固定器，所述固定器中间位置设有螺纹孔，且设有调节螺栓，通过调节螺栓调整挡块的位置，所述螺纹孔的两侧设有孔洞，所述孔洞设有支撑杆。
3.如权利要求1所述移动式木材分选码垛系统，其特征在于：所述视觉拍摄A附近设有光电开关A，所述视觉拍摄B附近设有光电开关B，所述木料翻转机构附近设有光电开关C，所述光电开关A、光电开关B、光电开关C用于获取确认输送线Ⅱ木料的位置，所述光电开关A、光电开关B、光电开关C均是固定在输送线Ⅱ的一侧，且所述光电开关A、光电开关B、光电开关C采用可拆卸方式安装，所述光电开关A、光电开关B、光电开关C连接着PLC控制器。
4.如权利要求1所述移动式木材分选码垛系统，其特征在于：所述视觉拍摄A设有箱体A、工业相机A、光源A，所述视觉拍摄B设有箱体B、工业相机B、光源B，所述箱体A、箱体B内侧设有立体架Ⅰ，外侧设有不透光亚克力板，所述工业相机A、工业相机B设有左右两个机位，用于拍摄木材的两个面。
5.如权利要求1所述移动式木材分选码垛系统，其特征在于：所述木料翻转机构设有木料翻转机构A、木料翻转机构B，所述木料翻转机构A、木料翻转机构B对称设置，且安装在输送线Ⅱ左右两侧。
6.如权利要求1所述移动式木材分选码垛系统，其特征在于：所述木料翻转机构包括拨片、气缸、支架，所述支架采用螺纹方式安装在输送线Ⅱ上，所述气缸设于支架上，气缸连接拨片，且连接PLC控制器，接受来自PLC控制器的指令。
7.如权利要求1所述移动式木材分选码垛系统，其特征在于：所述推料装置设有十五个，且显现为对称交叉设置，所述推料装置设有推料气缸，推料气缸设有固定座，推料气缸设有推料板，推料装置连接PLC控制器，接受来自PLC控制器的指令，将木料推入料仓单元。
8.如权利要求1所述移动式木材分选码垛系统，其特征在于：所述料仓装置包括装料区、缓存区，所述缓存区下方设有放料机构，用于将木料从装料区下降到缓存区。
9.如权利要求1所述移动式木材分选码垛系统，其特征在于：所述AI视觉系统包括成像子系统、二值化子系统、去除噪点子系统、识别目标物子系统、色度识别子系统、纹理识别子系统、木材等级数据库、视觉分选子系统。
10.如权利要求8所述移动式木材分选码垛系统，其特征在于：所述装料区设有进料口、进料挡板、立体架Ⅱ、侧边板，所述缓存区设有伺服丝杆传动装置、导杆、升降抽离隔板、放料隔板、抽板气缸、放料气缸。
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