CN1259180C - 探测木块相对的端面上标记的装置 - Google Patents

Abstract

探测木块相对的端面上标记的装置，包括支承木块的支承元件，移动支承元件的驱动装置，第一和第二对图像传感器装置，图像处理装置和探测器装置。第一对和第二对图像传感器装置的镜头分别对着处于第一或第二探测站木块的相对的端面，在图像接收装置产生标记的图像。第一对图像传感器装置的镜头小于第二对图像传感器装置的镜头的焦距。图像处理装置测定图像接收装置上的标记图像相对于该装置预定参考点的位移。控制器装置接收图像位移的信息及进行计算。

Description

探测木块相对的端面上标记的装置

技术领域

本发明一般涉及探测木块上标记的装置。该木块是预先在其相对的端面上设有标记，标记的中心限定了木块绕其转动的轴线以达到在单板旋切机上旋切单板最大的回收率。因此，更具体地说，本发明涉及探测此种标记以及在此种标记探测数据基础上定位木块，从而使木块的轴线调节至平行于单板旋切机的轴线的装置。

背景技术

由转动的原木或木块剥制旋切单板时，希望木块绕能获得最大砌切单板回收率的轴线转动。为此目的，在许多单板制造厂内曾实践使用机械的、光学的或其它适宜的定中心装置以确定其最佳的轴线和随后在木块相对的端面上标出中心，即最佳的轴线与相应的木块端面相交的点。标记可用任何适宜的方式制成，例如表示出这种中心的涂漆或钻孔，如日本实用专利申请公报H4-31847建议的那样。在木块转移至单板旋切机时，标记被探测和木块移动至单板旋切机上的预定位置，这时木块的最佳的轴线与单板旋切机相应心轴的转动轴线重合。

本发明人试图使用图27侧视图和图28顶视图提供的装置探测标记。该装置具有一对图像传感器，例如电荷耦合器件(CCD)摄像机205，205，每个摄像机具有镜头和图像接收器，或电荷耦合器件，在其上产生通过镜头的盖住木块的部分端面图像。电荷耦合器件摄像机205，205彼此相对设置，使其对着木块201的相对的端面201a，201a，木块201位于摄像机之间的一对V形支承203，203上。木块支承203，203可以在垂直和水平方向上相互独立运动，如双向箭头所示。木块201预先在其相对的端面201a，201a的中心形成作为标记的钻孔201b，201b。虽然图中未示出，该装置还具有图像处理单元和计算机控制单元。

在工作时，光线以斜角对着木块201的每个端面201a发射，这样使钻孔201b以阴影区呈现，而剩余表面作为照明区。由端面201a反射和通过镜头的光线在电荷耦合器件上产生端面201a中心部分的图像，其钻孔201b的图像呈黑圆点形。物体图像的信息或二进制数据被传送至图像处理设备，它随后确定每个圆点的位置或相对于电荷耦合器件上预定参考点或零点的位移以及产生代表此位移的电信号。接收到来自处理设备的信号，控制器产生电信号，它引起相应的木块支承203，203独立地移动，这样可使圆点再定位在电荷耦合器件的零点，即相对的木块端面201a，201a上相应的标记201b，201b的中心可以定位在通过电荷耦合器件零点的想像的直线上。

随后，木块201被一对夹头(图中未示出)夹持在其相对的端面和之后被转移至单板旋切机(图中未示出)，从而使木块201装在单板旋切机上时其中心标记201b，201b与旋切机心轴的轴线对准。

本发明人通过该装置的实验工作注意到，如果电荷耦合器件摄像机带有较大焦距的镜头，其高分辨率能够精确探测标记201b，而在电荷耦合器件上产生的图像区可能变狭窄，结果是标记201b的图像可能未落在电荷耦合器件图像接收区之内，因此使标记探测失败。另一方面如果使用较短的焦距，则情况变化，图像区变大，但是，不可能实现精确的探测，因为镜头的分辨率差，其结果是当木块201放置在单板旋切机上时可能相对于旋切机心轴的轴线偏离中心的范围由数毫米至数十毫米。鉴于这样的事实，在许多单板制造厂内木块被剥切成薄片，例如约0.6毫米，上述的误差会严重影响最终的薄片回收率。

发明内容

因此，本发明的目的是通过改进本发明人提供的在要旋切的木块上探测中心标记的装置来解决上述问题。

更具体地说，本发明的目的是提供一种装置，它至少在第一粗探测位置和第二精探测位置探测木块上的标记，从而使木块最终定位时其最佳的轴线调节至平行于单板旋切机心轴的轴线，这样使有可能随后转移木块和将木块装载在单板旋切机上的过程中，使其最佳的轴线与单板旋切机心轴的转动轴线重合。

为实现本发明的目的，本发明提供了一种用以探测预先成形在木块的端面上标记的装置，包括：一对活动的支承元件，用以支承木块；用于独立地移动所述一对活动的支承元件的两组驱动装置，所述的两组驱动装置使所述一对活动的支承元件从第一探测站通过第二探测站移动至第三探测站，所述的移动是沿与所述木块的纤维方向垂直的方向延伸的一个假想垂直面进行的，并在所述的垂直面中的一个预定方向和在所述的垂直面中与该预定的方向垂直的一个方向受到控制；第一摄像机组件和第二摄像机组件，所述的第一和第二摄像机组件设置成使得面对放置在相应的第一和第二探测站的所述的木块的相对端部，所述的第一和第二摄像机组机具有镜头和图象接收装置；图象处理装置，所述的图象处理装置与所述的图象接收装置连接，用以在所述的图象接收装置上产生在所述的木块两端部的标记的图象，并计算所述的标记的位置；以及控制器装置，所述的控制器装置适于产生信号以移动所述的两个支承元件一个预定的量，其特征在于所述的第一摄像机组件的镜头具有的焦距小于第二对摄像机组件的镜头的焦距，所述的控制器装置适于基于来自图象处理装置的关于标记的位置信息、计算沿所述的预定方向和所述的垂直方向从在第一探测站所述的木块的标记位置到在第二探测站所述的木块的标记位置的一个第一要求的移动量，使得所述的两组驱动装置被提供所述的信号以移动所述的支承元件，所述的控制器装置适于计算沿所述的预定方向和所述的垂直方向，从当所述的一对支承元件在第二探测站时所述的木块的标记位置移动到当所述的一对支承元件在第三探测站时所述的木块的标记的预定位置的要求的移动量以产生一个操作信号发到所述的两套驱动装置。

优选地，上述标记包括在木块相对的端面上相应中心形成的孔。

优选地，上述各摄像机组件包括一对电荷耦合器件摄像机，所述的电荷耦合器件摄像机具有电荷耦合器件作为图像接收装置。

优选地，还包括驱动机构，所述的驱动机构可根据位于第一探测站或第二探测站木块相对的端面的位置移动所述的电荷耦合器件摄像机彼此接近和分离。

优选地，还包括一对平行的支臂元件，所述的支臂元件将所述的支承元件支承在其上，并且可绕邻接第一探测站的轴独立地枢转作角移动，以及上述的支承元件可以沿上述平行的支臂元件直线移动，其中由来自上述控制装置的信号作用的所述的支承元件的移动通过所述的木块支承元件的直线移动和所述的平行的支臂元件角移动相结合实现。

优选地，还包括一对平行的水平元件，所述的水平元件将上述支承元件支承在其上，上述支承元件可以沿平行的水平元件直线移动，以及上述平行的水平元件可以独立地垂直移动，使得所述的支承元件随着所述的平行的水平元件的垂直移动而升高，其中由来自上述控制器装置的信号作用的所述的支承元件的移动通过所述的支承元件的水平直线移动和上述平行的水平元件的垂直直线移动相结合实现。

附图说明

通过下述的本发明的最佳实施例的陈述和附图，本专业的技术人员可对本发明的特征和优点更清楚，附图中：

图1是按照本发明设计的装置的一个实施例的顶视图，示出了一对枢转的支臂组件，一对在其上安装的活动木块支承座以及两对电荷耦合器件摄像机组件；

图2是沿图1的箭头方向A-A看的局部侧视图，示出装置的一个枢转支臂组件；

图3是沿图1箭头方向B-B看的前视图，示出图2的支臂组件和每对电荷耦合摄像机中相应的一个；

图4是沿图1箭头方向C-C看的剖面图，示出图3支臂组件的局部；

图5是沿图1箭头方向D-D看的前视图，示出位于图3支臂组件相邻处每对电荷耦合器件摄像机中相应的一个的安排；

图6是沿图5的箭头方向E-E所见的顶视图，示出图5电荷耦合器件摄像机的安排；

图7是说明示意图，示出图5和6的电荷耦合摄像机镜头的位置关系，以及旋切的木块上标记中心将达到的靶点；

图8是沿图3的箭头方向F-F看的视图，示出木块轴向定中心用的装置；

图9是图8定中心装置的顶视图；

图10是沿图9的箭头方向G-G所见的视图；

图11是示意图，示出装置控制组件的各种零件的电连接；

图12是说明的顶视图，说明当木块位于第一探测站时装置的工作；

图13是沿图12的箭头方向H-H所见的前视图；

图14和15是对着处于图12的第一探测站的木块相对端面的电荷耦合器件摄像机的电荷耦合器件上产生的物体图像的实例，其黑点代表木块相对的端面上的相应的标记；

图16是与图13类似的说明前视图，但示出旋切木块已移动至第二探测站时装置的状态；

图17和18是对着处于图16第二探测站的木块相对端面的电荷耦合器件摄像机的电荷耦合器件上产生的物体图像的实例，其黑点代表木块相对的端面上的相应的标记；

图19是与图13类似的说明的前视图，但示出旋切木块已移动至第三站时装置的状态；

图20是侧视图，示出将木块转移至单板旋切机的送料器；

图21是沿图20箭头方向S-S所见的单板旋切机的送料器的前视图；

图22是类似于图20的侧视图，但示出当旋切木块被送料器夹持住相对的端面时装置的状态；

图23是按照本发明改进的实施例的前视图；

图24是按照本发明另一改进的实施例的侧视图；

图25是沿图12的箭头方向J-J看的局剖前视图；

图26是由沿图12的箭头方向N-N所见的顶视图；

图27是本发明人用于探测旋切木块上标记的装置的侧视图；

图28是图27装置的顶视图。

具体实施方式

以下参见图1至22说明本发明的一个最佳实施例。

所说明的实施例的装置具有一对枢转的支臂组件7，9和一对可控活动的支承元件23，25，支承元件23，25安装在相应的支臂组件7，9上和具有V形座19，21，用以在其上接收原木或旋切木块P的相对的端部，旋切木块在其相对的端面的中心具有标记T。在所说明的实施例中，标记T是直径约30毫米的钻孔。此装置还具有两对电荷耦合器件摄像机45，49和47，51，它们设置在支臂组件7，9相对的外侧面以及包括第一和第二对电荷耦合器件摄像机63a，63c和63c，63d以及固态图像接收装置，例如电荷耦合器件，摄像机分别带有镜头62a，62c和62b，62d。支承元件23，25可以从第一探测站(图12和13)移动通过第二探测站(图16)到第三转移位置(图19)，更详细的说明见下述。

由于成对的枢转支臂组件7，9与成对的木块支承元件23，25在排列和结构上基本相同，以下主要介绍装置图1所见设置在上侧面的支臂组件7和支承元件23。

参见图1至3，枢转支臂组件7具有轴1a，它延伸对准另一支臂组件9的轴1b以及可转动地支承在一对立柱3，3上。轴1a借助轴承(图中未示出)可转动地支承在安装座7a内，以及在轴1a轴线方向上有间距的一对长侧板7b固定安装在安装座7a的底部。板7c固定在侧板7b的底部以及端板7d固定在侧板7b和底板7c的末端。这样设计的枢转支臂组件7可以绕轴1a枢转或可控地摆动，其较详细的说明见下述。如图3所示，底板7c制成比侧板7b长，在侧板7b的末端外延伸出凸台，以便为可反转伺服电动机35提供支承底板，其说明也见后述。侧板7b制成在其顶部带有两排直线导轨11，拖板心可滑动地安装在其上以便沿导轨11移动。支承元件23具有V形木块支座19，它固定安装在滑动拖板15上。

如图3和4所示，拖板15设有沿直线导轨11延伸的螺纹孔以便接收推动螺杆31。推动螺杆31与后述的可反转伺服电动机35连接，伺服电动机35安装在底板7c的延长部分，这样推动螺杆31的转动引起拖板15及木块支承元件23沿直线导轨往复运动。伺服电动机35具有绝对型转动偏码器(图中未示出)用以监测推动螺杆31的转动及拖板15的移动。

如图3所示，设有固定在安装座38上的扇齿轮38，而安装座38又固定在底板7c的底部。扇齿轮38制成带有多个齿，其齿尖形成一圆弧，圆弧中心相当于轴1a的轴线。扇齿轮38与蜗杆41啮合，它借助轴承42，42转动支承在装置的框架上以及与可反转伺服电动机43工作连接。因此，被电动机43驱动的蜗杆41的转动引起扇齿轮39绕轴1a转动，结果使支臂组件7作如图3双向箭头所示的往复摆动。伺服电动机43也配备绝对型编码器(图中未示出)以便监测蜗杆41的转动以及支臂组件7的角移动。

显然，上述有关支臂组件7及其相关的零件、元件和机构的说明也适用于另一支臂组件9及其相关的相应的对应件，即具有安装座9a，侧板9b，底板9c，端板9d和直线导轨13的支臂组件9以平行于支臂组件7的关系设置。具有V形支座21的木块支承元件25固定安装在滑动拖板17上，以及带有转动编码器的伺服电动机37与拖板17的螺纹孔内的推动螺杆形成的机构使滑动拖板17沿导轨13往复运动。虽然图中未示出，用于往复摆动支臂组件9的驱动机构与图3所示用于驱动支臂组件7的驱动机构布局类似，它设置在装置相对的侧面。为了便于后述，支臂组件9用的驱动机构的标号为44。应该注意，移动滑动拖板15，17用的每个驱动机构可以独立地工作，以及摆动支臂组件7，9用的相应的驱动机构也同样独立地工作。

现在参见图1，第一和第二对电荷耦合器件摄像机组件45，49和47，51设置在相应的支臂组件7，9的相对的外侧面。每对电荷耦合器件摄像机组件，即第一对45，49和第二对47，51排列为彼此相对，以便当旋切木块P处于第一探测站(图12和13)以及移动至第二探测站(图16)时摄取其相对的端面上覆盖部分的图像，详细情况见后述。更具体地说，第一对电荷耦合器件摄像机63a，63c这样设置，使其镜头62a，62c的光学轴彼此对准，以及第二对电荷耦合器件摄像机63b，63d也是类似设置，使其镜头62b，62d的光学轴也彼此对准。由于电荷耦合器件摄像机45，49，47，51除了焦距不同之外，具有基本相同的结构和工作原理，以下将说明装置图1上部所见的第一对电荷耦合器件摄像机组件45，47，同时参见图5，6和7。

如图5和6所示，第一对电荷耦合器件摄像机组件45，47具有共用的基板52，其上形成垂直的螺纹孔(图中未示出)，由支臂组件7观察，3个螺栓53，两个在前部和一个在后部向上拧入孔内和用螺帽54a固定。电荷耦合器件摄像机45，47还具有共用的支承板55，其上形成2个通孔55a用以接收上述2个螺栓53以及第三个孔(图中未示出)用以接收第三个螺栓53，如图6所示。支承板55通过调节定位，用螺帽54c和圆垫片54b使其顶面成水平和固定到位。一对立柱56固定安装在基板52上，每个立柱具有水平的螺纹孔(图中未示出)，其中拧入螺栓56a，而其末端顶住支承板55的调节侧面。这些螺栓56a可以用于调节支承板55的位置，从而使一对平行导轨57a相对于支臂组件7调至垂直取向。

该对平行导轨57a固定在支承板55的顶面以及摄像机拖板57b滑动安装在此导轨57a上。在拖板57b上固定有槽形支座58它具有不同高度的2个垂直部分。为了沿导轨57a滑动拖板57b，一个带有螺纹通孔(图中未示出)沿导轨57a延伸的支架元件59a固定在槽形支承座58的底面以及一端与可反转伺服电动机60a连接的推动螺杆59b穿过支架元件59a的螺纹孔拧入。如图5所示，2个空心方管形的支架61a，61b固定安装在槽形支座58的上部以保持电荷耦合器件摄像机63a，63b。支架61a，61b是用其4个壁形成的，即2个侧壁和顶壁及底壁，并带有2个螺纹孔(图中未示出)，通过此孔拧入螺栓64a，用其末端可调地顶压电荷耦合器件摄像机63a，63b，如图5所示，以便保持摄像机固定。虽然可以调节这些螺栓64a，但是电荷耦合摄像机63a，63b这样定位，使两个镜头61a，61b调至垂直于导轨57a延伸的想像垂直平面上，以及镜头62a，62b的光学轴平行于导轨57a取向。

如前所述，另两个电荷耦合器件摄像机组件49，51设置在支臂组件19的外侧面，具有与摄像机组件45，47相同的结构和排列方式，然而应注意，第一对电荷耦合器件摄像机63a，63c的镜头62a，62c具有焦距16毫米，用于广角观察，而第二对电荷耦合摄像机63b，63d的镜头62b，62d具有焦距50毫米，用于高分辨率。还应注意，图1所示电荷耦合器件摄像机的伺服电动机的标号为60b。

参见图7，示出图5的电荷耦合摄像机63a，63b的镜头62a，62b的位置关系，其符号K1是在第一探测站时水平和垂直线的交点，表示第一对电荷耦合器件摄像机63a，63c的镜头62a，62c的共用光学轴上的任何点，而K2是在第二探测站时两条线的交点，表示第二对电荷耦合器件摄像机63b，63d的镜头62b，62d的共用光学轴上的任何点。K3表示在第三站平行于镜头的上述光学轴延伸的想像直线上的任何点，它是在第一和第二探测站完成标记探测后旋切木块P上相应的标记T的中心要达到的。在图7所示的给定的垂直平面上，K2点与K1点水平相距Lx和垂直向下相距Ly，K3点与K2点水平相距Mx和垂直向上相距My。应该注意，My稍大于Ly，这就是说K3的位置稍高于K1。虽然图中未示出，当然电荷耦合器件摄像机63c，63d的镜头62c，62d也具有相同的排列。这就是说，镜头62c，62d和K点的排列可以采用图7的镜面对称图像。表示距离Lx，Ly，Mx，My相应数据值的信息预先存储在装置的计算机控制器91中(图11)。

再次参见图1，Xa-Xa表示想像的直线，它距电荷耦合器件摄像机63a，63b的镜头62a，62b的距离为L1以及在此直线上的物体可以进入电荷耦合器件摄像机63a，63b镜头的焦点，这就是说，电荷耦合器件摄像机63a，63b是这样设计的，距离镜头62a，62b为L1的物体都可以聚焦在其电荷耦合器件上。同样，电荷耦合器件摄像机63c，63d也是这样设计的，在直线Ya-Ya上的物体，距镜头62c，62d也为L1，也可以聚焦在摄像机63c，63d的电荷耦合器件上。显然，两条直线Xa-Xa和Ya-Ya是可变的，或根据电荷耦合器件摄像机63a，63b和63c，63d的移动彼此接近和离开。

图1所示的虚线X-X和Y-Y表示固定的参考线，根据它确定镜头62a，62b和62c，62d的现在位置。为了此目的，移动电荷耦合器件摄像机组件45，47和49，51用的每个伺服电动机60a，60b配备了绝对型转动编码器(图中未示出)用以监测电动机60a，60b的工作和产生传送给控制器91的电信号，它表示摄像机镜头62a，62b和62c，62d分别相对于参考直线X-X和Y-Y的现在位置。

虽然图中未示出，但是在每个电荷耦合器件摄像机组件45，47，49，51的邻近处配置了光源，如荧光灯。光源最好这样设置，使光线倾斜射到木块P的端面上，使作为标记T的钻孔显现为阴影区以及木块端面上的剩余部分为照亮区。由端面反射的光线通过每个镜头在摄像机的电荷耦合器件上产生单色的图像。如果环境条件允许，可使用自然光。在电荷耦合器件上产生的单色图像根据门坎值转化为专业中已知方式的视频用的二进制数据“1”或“0”。其结果是在电荷耦合器件上出现圆点图像，它相当于木块端面上的阴影区和标记T。这种图像数据由每个电荷耦合器件摄像机传送至图像处理装置90(图11)，它按绝对定位法进行图样搜索，以确定圆点相对于预定参考点或零点的位置。该零点相当于镜头的光学轴与电荷耦合器件平面的交点。圆点相对于零点位置的数据由图像处理装置90传送至控制器91。

作为说明实施例的参考指示，图像处理装置90可以使用日本Keyence公司的CV-500型图像处理器；电荷耦合器件摄像机62a，62b，62c，62d可以使用Keyence公司的CV-050型号CCD摄像机。

参见图1和3，设置限制开关67用于探测位于第一探测站的支承元件23，25上旋切木块P的存在，这时木块P正好已被支座19，21接收。如图3所见，在支臂组件7，9用的轴1a，1b的上面设置一对有间距的平行导杆65，66(图中仅示出一个)，导杆向下倾斜以便使木块P向下滚动到支座19，21上。详细说明见后面部分和参见图9，导杆65，66这样设置，使其外横侧面65a和66a与想像的直线X-X和Y-Y分别对准。如图3所示，一对止动杆69位于导杆65，66之间和与其邻近。这些止动杆69可以在其止动位置与收缩位置之间移动；止动位置在导杆65，66的中部，如图中虚线所示，这时防止木块P沿导杆65，66向下滚动，而收缩位置如图中实线所示，这时可使木块P向下滚动至支座19，21。

现在参见图8，9和10，这里所示的装置用于木块P相对于固定的导杆65，66轴向定中心。在图8中，用虚线示出的木块P位于导杆65，66上以及其相对的端面的标号为Pa，Pb。定中心装置具有一对推板71，73，设置在导杆65，66的外面，彼此相对和距相应的邻接导杆65，66的距离相同。定中心推板71，73具有底部71a，73a(图10中仅示出一个)它用相对的侧面与平行的直线导轨74接合(图9和10中虚线所示)，从而使推板71，73沿直线导轨74往复移动，如双向箭头所示。定中心装置还具有气缸75，其底端连接在推板73的底部73a。气缸75的活塞杆75a具有延伸部75b，用销钉连接至另一个推板71的底部71a。在气缸75的下面设置具有转子81位于推板71，73之间中心的连杆，它借助轴承(图中未示出)转动安装在轴79上，而轴79固定在基板元件77上，还有连杆支臂83，85，一个支臂端连接至转子81和另一个支臂端借助于销钉87连接至相应的推板71，73。

在工作中，当气缸75启动以收缩其活塞杆75a时，转子81按图9中所示箭头方向转动，以及与此同时推板71，73沿导轨74朝对方移动相同的距离。当气缸75启动以伸出活塞杆75a时，转子81按相反方向转动，与此同时，推板71，73彼此离开相同的距离。这就是说，在推板71，73的内边缘与相关的导杆65，66的外边缘之间的距离在定中心推板71，73达到的任何位置经常是相同的。这个距离在图9中标注为L2，它根据推板71，73的位置而变化，而此位置是由木块P相对的端面Pa，Pb之间测量的木块的轴长度决定的。为了测量木块P轴向定中心后的距离L2，定中心推板73连接带有刻度盘为89a的直线编码器89。

由于导杆65，66设置为其外横侧面65a，66a定位对准后述的想像的直线X-X和Y-Y，如前所述，距离L2相当于木块P的相应的端面Pa，Pb分别与直线X-X，Y，Y之间的长度。

参见图11示出的电连接方框图，各种电信号来自限制开关67，图像处理装置90，伺服电动机35，37，43，44，60a，60b和直线编码器89被传送至控制器91。如双向箭头所示，伺服电动机可以由控制器91反馈控制。

以下参见图12至22说明上述实施例装置的工作。

在装置每个工作循环的开始，其各种组件和零件处于它们的开始位置。这就是说，两个支臂元件7，9位于图3所示的水平位置，滑动拖板15，17位于图1和3所示的第一探测站。另外，止动杆69调至图3虚线所示的工作停止位置，以及气缸75处于这样状态，使其活塞杆75a完全伸出以放置定中心推板71，73，如图8和9所示。

当装置调至这种状态时，预先已在相对的端面Pa，Pb上设有标记或钻孔T的旋切木块P被放置到导杆65，66上，放置可使用人工或任何适当的设备。木块P向下滚动至导杆65，66上，直至它与止动杆69接触和止动。随后气缸75按人工或自动信号起动，以收缩其活塞杆进入气缸75，这样，当转子81按图9内箭头所示方向转动时，推板71，73互相向对方移动。例如，如果木块P随后放置在导杆65a，66a上时，一个端面Pb距推板73比另一个端面Pb距推板71更近，如图8所示，首先，推板73接触木块的端面Pb以推动木块向图的右边移动，直到木块的端面Pa与接近的推板71接触。这样，木块P相对于固定的导杆65，66轴向定中心。在此定中心工序中，刻度盘89b与推板73一起移动，以及与刻度盘89b连接的直线编码器89确定当推板71，73已停止与木块P的相对的端面Pa，Pb接触时的距离L2，和产生传送给控制器91的代表测量距离L2的信号。在木块P实现轴向定位后，气缸57起动以移动其活塞杆75a至开始的伸出位置。

之后，止动杆69按人工或自动信号起动向下移动至图3实线所示不工作位置，从而使木块P再次向下滚动至导杆65，66上，随后放置到图12和13所示的支承元件23，25的V形支座19，21上。当木块P滚动离开导杆65，66和转移至支座19，21上时，限制开关67起动产生至控制器91的信号，表示木块P已经放置到支座19，21上。响应此信号，控制器91工作以比较距离L2和L1的总值与镜头62a，62b和62c，62d相对于直线X-X，Y-Y现在位置的距离。如果前者大于后者，即镜头62a，62b的位置太接近用于正确定焦距的木块端面，控制器91传送信号使伺服电动机60a，60b工作，引起电荷耦合器件摄像机组件45，47和49，51沿导轨57a移动离开支臂组件7，9，直到当电荷耦合器件摄像机的镜头62a，62b和62c，62d的现在位置距离实质上与相当于L2和L1的总值的距离相等时由控制器91产生停止信号。另一方面，在前者距离小于后者距离时，即镜头距被探测物体太远，控制器91传送信号使伺服电动机60a，60b工作，引起电荷耦合器件摄像机组件45，47和49，51移动接近支臂组件7，9直到当镜头62a，62b和62c，62d的现在位置实质上与L2和L1的总值的距离相等时由控制器91产生停止信号。作为电动机60a，60b这样工作的结果，电荷耦合器件摄像机63a，63b和63c，63d移动至直线Xa-Xa和Ya-Ya偏移至相当于木块P相关的端面Pa，Pb位置的位置。

当木块P处于第一探测站时，对着端面Pa、Pb发出及由木块端面Pa、Pb反射和通过镜头62a，62c的光线在摄像机63a和63c的电荷耦合器件上产生木块端面中心部分包括标记T的图像，其实例见图14的端面Pa和图15的相对的端面Pb。在图中，黑圆点表示标记T的位置。

这种图像数据的信息被传送至图像处理装置90，它依次计算圆点93，95的位置或相对于电荷耦合器件上零点的位移。应该注意，图14内的符号x1，y1和图15内的符号x2，y2仅仅是为了便于后述说明表示圆点93，95位移的例子。图像处理装置90计算出的位移信息提供给控制器91。根据来自图像处理装置90的信息，控制器91计算当木块P移动至第二探测站时相应标记T中心需要移动的距离和方向，以便达到相当于摄像机63b，63d的电荷耦合器件上K2点或零点的位置。根据该计算的结果，控制器91进一步计算拖板15，17沿支臂组件7，9上的导轨11，13移动的距离，以及支臂组件7，所需的角移动量，以便使标记T的中心达到K2点。在图14和15实例的情况下，滑动拖板15应直线向右移动，如图13所见，距离相当于Lx+x1和向下移动，如同图所见，距离相当于Ly-y1，而另一拖板17应移动距离相当于Lx-x2和距离相当于Ly+y2。

为了进行滑动拖板15，17及支臂组件5，7的上述移动，控制器91产生电信号以起动伺服电动机35，37以驱动其推动螺杆31，33，从而独立地移动拖板15，17沿直线导轨11，13经相应的计算的距离。与此同时，控制器91传送电信号起动伺服电动机43，44以转动相应的蜗杆41，使扇齿轮顺时针方向绕轴1a，1b转动(如图3所示)，从而使支臂组件7，9独立地枢转经过相应的计算的角距离。当每个转动编码器计数到计算的直线或角距离后伺服电动机35，37和43，44停止。这样，拖板19，21上的木块P被移动至图16所示的第二探测站，其端面Pa，Pb分别对着电荷耦合器件摄像机63b，63d。

木块P移动至图16所示的第二探测站后，标记T的探测由电荷耦合器件摄像机63b，63d进行，方式与第一探测站时相同。探测结果的实例见图17和18。应该注意，图17和18内黑圆点93，95不是严格地处于摄像机63b，63d电荷耦合器件上的零点。如本发明前面部分说明所述，这是由于镜头62a，62c具有较短的16毫米焦距，因此其分辨率差。

电荷耦合器件摄像机63b，63d获得的图像数据被传送至图像处理装置90，它依次计算圆点93，95相对于电荷耦合器件上零点的位移，其结果的实例以符号x3，y3在图17内表示木块端面Pa标记T的位移以及以符号x4，y4在图18内表示相对端面Pb标记T的位移。图像处理装置90计算出的位移信息被传送至控制器91，它随后计算相应标记T的中心所需移动的距离和方向，以达到当木块P移动至第三站时相当于K3点的位置。控制器91进一步计算滑动拖板15，17的直线移动距离以及支臂组件7，9的角移动量，以便相应的标记T的中心达到目标点。在图17和18实例的情况下，滑动拖板15应直线移动距离相当于Mx+x3和向上移动距离相当于My+y3，而另一拖板17应相同移动距离相当于Mx-x4和距离相当于My-y4。

为了进行这样的移动，控制器91产生信号以起动伺服电动机35，37以便独立地移动拖板15，17沿其直线导轨11，13经过相应的计算的距离。与此同时，控制器91传送电信号以起动伺服电动机43，44，以转动相应的蜗杆41，以便使支臂组件7，9独立地枢转经过相应的计算的角距离。当每个转动编码器计数到计算的直线或角距离后，电动机35，37和43，44停止。这样，木块P移动至图19所示的第三站，在这里相应的标计T的中心定位于K3点。

由前述可知，带有镜头62a，62c的第一对电荷耦合器件摄像机63a，63c具有较短的焦距和有广角观察的能力，可以保证标记T落入位于第一探测站电荷耦合器件的图像接收区内。由于在标记T被探测后木块P随后被传送至第二站，以及使用同样的方法可使被探测的标记T按照来自控制器91的计算数据达到相当于第二对摄像机63b，63d镜头62b，62d中心的位置，位于第二站木块P的标记T可以被摄像机63b，63d以高的精确性成功地探测，因为其镜头62b，62d具有高的分辨率。因此，木块是根据高精确性的图像数据转移至第三站，在这里它的定位可使相应标记T的中心位于K3点，这就是说木块P的最佳轴线实质上平行于机床心轴的轴线延伸。

现在参见图20和21，示出装置把木块P从支臂组件7，9上的第三站转移至单板旋切机(图21中仅示出心轴113和刀具115)。此转移装置具有一对轴97，99，可以按图20所示双向箭头和图21所示双向箭头所示彼此接近和离开。此装置还具有一对摆动臂101，103，固定安装在相应的轴97，99上和可以在图21内实线所示垂直位置和虚线所示水平位置之间摆动。虽然图内未示出，设置伺服电动机以转动轴97，99以及连接在轴97，99任何一个轴上的绝对型转动编码器，以监测其转动。每个摆动臂101，103在其末端具有木块夹头109，111，它具有弓形凹槽109a，111a，以及在凹槽109a，111a附近一组针形凸块105，107，如图21所示。每个摆动臂101，103的尺寸和布局是这样的，当它处于垂直位置时，包括弓形凹槽109a，111a的弧形部分内接圆的圆心Q与K3点重合，另一方面，单板旋切机这样设置，当轴97，99转动，或者当摆动臂101，103摆动90°至虚线位置时，Q相当于机床心轴113的轴线。为了探测支臂组件7，9上在第三位置木块P的存在，设置一个限制开关117，当它被木块P撞上时，产生电信号触发木块转移装置如下工作。开始时摆臂101，103处于垂直位置，当限制开关117产生信号，表示支臂组件7，9上在第三位置木块P存在，轴97，99移动彼此接近，直至木块夹头109，111与木块夹紧，如图22所示。木块P被夹头109，111牢固地夹持后，伺服电动机43，44(图3)工作，稍稍摆动支臂组件7，9绕轴1a，1b顺时针方向转动，如图19所见，以便降低木块支承元件23，25。这样做之后，支承元件23，25上的木块支座19，21移动离开木块P，这样木块P随后仅由夹头109，111支承。之后，轴97，99按图21所示的顺时针方向转动90°以摆动摆动臂101，103至虚线位置。当单板旋切机心轴113随后移动彼此接近，木块P因此被夹持，Q点位于旋切机的心轴113的轴线上。轴97，99随后移动彼此分离，从而使摆动臂101，103返回至开始的垂直位置。

木块P被转移至单板旋切机后，控制器91产生电信号，引起伺服电动机35，37和43，44分别移动滑动拖板15，17至其开始位置以及摆动支臂组件至其开始的水平位置。

本专业技术人员很容易理解，本发明可以用各种不同于上述最佳实施例的方式实现。以下将说明按照本发明装置的变化和改进。

参见图23，本实施例与第一最佳实施例的差别是第二对电荷耦合器件摄像机63b，63d这样排列，使其镜头62b，62d相当于K3点，因此第一实施例的第三站被第二探测站代替。换句话说，图1至22所示第一实施例的第二和第三站在该改进的实施例中结合为第二探测站。结构和排列虽然不同于电荷耦合器件摄像机63b，63d的位置，但实质上与第一实施例相同，因此图23使用相同的标号和符号来表示装置不同的元件和零件。

在该改进的实施例中，木块P相对的端面Pa，Pb上标记T用摄像机62a，62c的探测以及随后图像处理装置90的工作，与第一最佳实施例的实现方式相同。假设标记探测的结果列于图14和15，木块端面Pa上的标记T的中心可以借助移动滑动拖板15向右至距离相当于Lx+Mx+x1和向上至距离相当于My-Ly+y1(图23)达到K3点。与此相同，移动另一拖板17向右至距离相当于Lx+M_x-x2和向下至距离相当于My-L_y-y2可以使另一端面Pb上的标记T的中心移动至K3点。控制器91计算滑动拖板15，17直线移动的真实距离以及支臂组件7，9的角移动，以便进行上述移动。控制器91产生信号至伺服电动机35，37和43，44引起拖板15，17独立地沿其直线导轨11，13移动相应的计算的距离以及同时支臂组件7，9独立地摆动相应的计算的角距离。这样，木块P被转移至第二探测站，在这里木块的端面Pa，Pb分别对着第二对电荷耦合器件摄像机63b，63d，如图23所示。

在第二站，标记T被第二对电荷耦合器件摄像机63b，63d探测。由于第一对电荷耦合器件摄像机63a，63c的镜头62a、62c分辨率差，标记T不需要达到相当于K3点的精确位置。假设被图像处理器90处理的图像结果如图17和18内圆点所示，木块端面Pa上的标记T可借助向右移动滑动拖板15来达到K3点，如图23所示向右移动距离相当于x3和向上移动距离相当于y3。同样，向左移动拖板17距离x4和向下距离y4，可使端面Pb上的标记T移至K3点。因此，控制器91工作以计算和产生信号至各个电动机，从而引起标记T的再定位至K3点，这样使木块P的最佳轴线实质上平行于单板旋切机心轴的轴线。这样一来，位于第二探测站的木块P借助图20，21和22所示上述装置转移至单板旋切机。

在本实施例中木块P转移至单板旋切机时，摆动臂101，103开始处于图23所示的水平位置，在木块移动至第二站以及电荷耦合器件摄像机63a，63c和63b，63d移动彼此分离一定距离，足以保证摆动臂101，103摆动至垂直夹持位置的空间。

在上述第一和第二最佳实施例中，木块的端面由一个探测站移动至另一个探测站是借助沿支臂组件7，9独立地直线移动滑动拖板15，17，以及绕轴1a，1b独立地摆动支臂组件7，8，这就是说，木块端面的移动是由直线移动和角移动结合而成。对于本专业技术人员不难理解，同样作用也可借助垂直和水平移动结合实现，其实例见图24，25和26所示改进的实施例。

参见这些图，相同零件或元件的标号或符号相同。设置一对水平的平行元件119，124，它们可以垂直移动，在其上是一对直线滑动支承的滑动拖板15，17。在拖板15，17上设置带有V形支承座19，21的支承元件23，25。水平的平行元件119具有侧板76，底板7c，端板7d和直线导轨11。推动螺杆31，33通过拖板15，17上形成的螺纹孔拧入以及其一端连接至单独的可反转伺服电动机35，37，从而使拖板15，17可以借助伺服电动机35驱动推动螺杆31转动而沿导轨11独立地往复移动。

水平的平行元件119，124的一端(图25，26所见的左端)外面相邻设置一对垂直支承组件124，123，用于垂直移动地支承水平元件119，124。由于该两个支承组件124，123实质上是图24和26所见镜像排列的相同结构，以下说明仅涉及支承组件124。支承组件124具有一对刚性的立柱124a，124b和一对可垂直移动的滑动元件131，它们彼此重叠设置(如图24所示)和保持在立柱124a，124b之间。如图26所示，刚性的立柱124a，124b具有方形引导凸块，可与滑动元件131的方槽啮合。水平元件119固定连接在滑动元件131上以便使其沿立柱124a，124b垂直移动。一个具有螺纹孔的块件129固定在滑动元件131的侧面，它远离水平元件119，以及一端连接至可反转伺服电动机125的推动螺杆127通过此螺纹孔拧入，因此电动机125使推动螺杆转动引起滑动元件131以及因此水平元件119沿引导立柱124a，124b垂直移动。在图24和25内，标号120表示端板，其顶部与刚性的立柱连接，以及标号130表示带有通孔的块件，推动螺杆127的平滑或无螺纹部分插入其中。

如图24和25所见，该装置具有一对垂直排列的电荷耦合器件摄像机。第一对带有镜头132a，132c的摄像机133a，133c位于第一探测站以及第二对带有镜头132b，132d的摄像机133b，133d位于第二探测站。每一对摄像机的镜头这样设置，使镜头的光学轴分别在K4点和K5点彼此对准，而K5点与K4点垂直相距的距离为L3。K6点相当于第一最佳实施例中的K3点，它相距K5点的距离为L4。有关K4，K5，K6点位置的信息预先储存在控制器91内(图中未示出)。虽然图中未示出，设置类似于图5和6所示的驱动机构，用于重叠设置的摄像机133a，133b和133c，133d，它们可根据被探测的每个木块的长度控制移动摄像机彼此接近和离开。导杆65，66，限制开关67相当于第一最佳实施例中所述的对应件，其功能也相同。

工作中，在装置每个工作循环的开始，水平的平行元件119，124和滑动拖板15，17位于其开始位置，如图25所示，以及电荷耦合器件摄像机133a，133c和133b，133d已移动至其聚焦位置。当限制开关被沿导杆65，66向下滚动至V形支座19，21上的木块P起动，木块P的端面已位于电荷耦合器件摄像机133a，133c的前面。

木块P的相对的端面Pa，Pb上的标记T的探测由第一对电荷耦合器件摄像机133a，133c进行以及随后的图像处理装置90的工作(图中未示出)与前述实施例的方式相同。假设标记T的位移如图14和15所示，控制器91计算当木块P移动至第二探测站时相应的标志T的中心要达到相当于K5点位置所需的移动距离。根据该计算结果，控制器91进一步计算相应的滑动拖板15，17沿导轨11，13水平移动的距离以及平行的水平元件119，124垂直移动的距离，以便使标记T达到K5点。在图14和15的实例情况下，滑动拖板15应如图25所见，向右移动距离x1和向上移动距离L3+y1，而一个滑动拖板17应向左移动距离x2和向上移动距离L3-y2，这样使处于第二探测站时标记T能达到K5点。为此，控制器91产生信号以起动伺服电动机35，37和125，135以独立地沿直线导轨11水平移动拖板15，17以及升起水平元件119，121至控制器21计算的相应距离。这样，拖板19，21上的木块P向上移动至第二探测站，其端面Pa，Pb分别对着第二对电荷耦合器件摄像机133b，133d。

如果在第二站的标记探测如图17和18所示，控制器91工作以进行计算的方式如上以及提供电信号使拖板15向右移动距率x3和向上移动距离L4+y3以及拖板17向右移动x4和向上移动L4-y4，其结果是木块P移动至第三站，K6点，这里其最佳轴线实质上平行于机床心轴的轴线。木块P随后被图20至22所示装置夹持和转移至单板旋切机。

本发明可以实现其它改进。例如，由下面支承木块P的支承元件15，17可以用任何以悬垂方式夹持木块P的支承元件代替。

关于移动成对摄像机接近和分离以达到聚焦位置的驱动机构，摄像机的这种调节移动不需要在木块放置到相应的探测站之前进行，但它在木块正好放置在每个探测站时使用如图8和10所示那种直线编码器在内的任何机构进行。此外，虽然木块P使用图8和10所示装置轴向定中心以发现距离L2以及根据此距离的信息调节移动摄像机，木块P的轴向定中心工作也可根据木块在探测站的现在位置信息进行以代替摄像机的聚焦移动。另外，电荷耦合器件摄像机也可具有自动聚焦设备以测量镜头和位于镜头前木块端面之间的距离以及相继移动摄像机以正确聚焦。

此外，作为标记T的钻孔也可以用能被摄像机探测的任何标记代替，例如黑色油漆标记。

至于图像传感器，任何装置，只要能将光学信息转变为电信号就可使用。

虽然本发明结合专门的实施例说明，应该理解，在不脱离其精神和范围的情况下，本发明可进行其它各种变化和改进。

Claims (6)

1.一种用以探测预先成形在木块的端面上标记的装置，包括：

一对活动的支承元件(23，25)，用以支承木块(P)；用于独立地移动所述一对活动的支承元件的两组驱动装置(35，43；37，44)，所述的两组驱动装置使所述一对活动的支承元件从第一探测站通过第二探测站移动至第三探测站，所述的移动是沿与所述木块(P)的纤维方向垂直的方向延伸的一个假想垂直面进行的，并在所述的垂直面中的一个预定方向和在所述的垂直面中与该预定的方向垂直的一个方向受到控制；第一摄像机组件(45，49)和第二摄像机组件(47，51)，所述的第一和第二摄像机组件设置成使得面对放置在相应的第一和第二探测站的所述的木块的相对端部，所述的第一和第二摄像机组机具有镜头(62a，62c和62b，62d)和图象接收装置；图象处理装置，所述的图象处理装置与所述的图象接收装置连接，用以在所述的图象接收装置上产生在所述的木块两端部的标记的图象，并计算所述的标记的位置；以及控制器装置，所述的控制器装置适于产生信号以移动所述的两个支承元件一个预定的量，

其特征在于所述的第一摄像机组件(45，49)的镜头(62a，62c)具有的焦距小于第二对摄像机组件(47，51)的镜头(62b，62d)的焦距，所述的控制器装置(91)适于基于来自图象处理装置(90)的关于标记的位置信息、计算沿所述的预定方向和所述的垂直方向从在第一探测站所述的木块的标记位置到在第二探测站所述的木块的标记位置的一个第一要求的移动量，使得所述的两组驱动装置(35、37；43；44)被提供所述的信号以移动所述的支承元件(23，25)，所述的控制器装置适于计算沿所述的预定方向和所述的垂直方向，从当所述的一对支承元件(23，25)在第二探测站时所述的木块的标记位置移动到当所述的一对支承元件(23，25)在第三探测站时所述的木块的标记的预定位置的要求的移动量以产生一个操作信号发到所述的两套驱动装置(35或37，43或44)。

2.按照权利要求1的装置，其特征在于上述标记包括在木块相对的端面上相应中心形成的孔。

3.按照权利要求1的装置，其特征在于上述各摄像机组件包括一对电荷耦合器件摄像机，所述的电荷耦合器件摄像机具有电荷耦合器件作为图像接收装置。

4.按照权利要求3的装置，其特征在于还包括驱动机构，所述的驱动机构可根据位于第一探测站或第二探测站木块相对的端面的位置移动所述的电荷耦合器件摄像机彼此接近和分离。

5.按照权利要求1的装置，其特征在于还包括一对平行的支臂元件，所述的支臂元件将所述的支承元件支承在其上，并且可绕邻接第一探测站的轴独立地枢转作角移动，以及上述的支承元件可以沿上述平行的支臂元件直线移动，其中由来自上述控制装置的信号作用的所述的支承元件的移动通过所述的木块支承元件的直线移动和所述的平行的支臂元件角移动相结合实现。

6.按照权利要求1的装置，其特征在于还包括一对平行的水平元件，所述的水平元件将上述支承元件支承在其上，上述支承元件可以沿平行的水平元件直线移动，以及上述平行的水平元件可以独立地垂直移动，使得所述的支承元件随着所述的平行的水平元件的垂直移动而升高，其中由来自上述控制器装置的信号作用的所述的支承元件的移动通过所述的支承元件的水平直线移动和上述平行的水平元件的垂直直线移动相结合实现。

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