CN111468427A - 锯材分等设备及分等方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种锯材分等设备及分等方法，分等设备包括：输送装置，其用于输送锯材；视觉检测装置，其用于获取输送装置上的锯材外表面的图像信息；X射线检测装置，其用于获取输送装置上的锯材内部的结构信息；应力检测装置，其用于检测输送装置上的锯材的弹性模量及力学性质；喷码设备，其用于对输送装置上的锯材进行喷码标记；计算机控制***，视觉检测装置、X射线检测装置、应力检测装置以及喷码设备与计算机控制***可通信地相连接。如此设置，一方面既能够检测锯材的表面缺陷，又能够检测锯材的内部缺陷以及锯材的力学性能，另一方面通过输送装置将各个检测工序有序地串联，进行各工序间的无间断检测，从而能够提高锯材检测分等的效率。

Description

锯材分等设备及分等方法

技术领域

本发明涉及领域木结构加工技术领域，特别是涉及一种锯材分等设备及分等方法。

背景技术

锯材是按照木结构建筑设计需求，对锯材截面宽度和高度以设定尺寸加工的规格材，其力学性能直接影响装配式木结构建筑的安全和质量。经过分等后的锯材，可直接应用轻型桁架、墙体等构件，也可通过同等级或异等级组合加工成较大规格尺寸的胶合木(集成材)、正交胶合木等构件，应用于重型梁柱等不同受力形式的建筑结构。

现有技术中锯材的分级主要有两种方法，包括目测分级和机械分级，目测分级是用肉眼观测锯材外观的方式，根据锯材表面缺陷对锯材进行等级划分。机械分级是采用机械设备对锯材进行非破坏性试验，按测定的锯材弯曲强度和弹性模量来确定锯材等级。但是这两种方式对于锯材内部的腐朽、空洞等缺陷均无法检测，并且采用上述方法对锯材进行分等时，两个工序通常并不连续，导致锯材的分等效率低。因此，如何解决现有技术中锯材分等方式无法对锯材的内部缺陷进行检测并且检测分等效率低下的问题是本领域技术人员所亟需解决的。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种能够对锯材的表面缺陷和内部缺陷均进行检测并且能够连续检测锯材分等设备及分等方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种锯材分等设备，包括：输送装置，其用于输送锯材；视觉检测装置，其用于获取所述输送装置上的所述锯材外表面的图像信息；X射线检测装置，其用于获取所述输送装置上的所述锯材内部的结构信息；应力检测装置，其用于检测所述输送装置上的所述锯材的弹性模量及力学性质；喷码设备，其用于对所述输送装置上的所述锯材进行喷码标记；计算机控制***，所述视觉检测装置、所述X射线检测装置、所述应力检测装置以及所述喷码设备分别通过导线与所述计算机控制***可通信地相连接，以将所述视觉检测装置、所述X射线检测装置和所述应力检测装置获取的信息输送至所述计算机控制***。

进一步地，所述输送装置包括传送方向一致的第一输送机构、第二输送机构、第三输送机构和第四输送机构，所述第一输送机构、所述第二输送机构、所述第三输送机构和所述第四输送机构首尾顺次排列且相邻二者之间具有间隙，所述视觉检测装置设置于所述第一输送机构和所述第二输送机构之间，所述X射线检测装置设置于所述第二输送和所述第三输送之间，所述应力检测装置位于所述第三输送机构和所述第四输送机构之间，所述喷码设备设置于所述第四输送机构上。

进一步地，所述视觉检测装置包括第一相机、第一光源、第二相机和第二光源，所述第一相机设置于所述输送装置的输送面的上方，以对所述锯材的上方进行拍摄，所述第一光源用于照射所述锯材的上方，以对所述第一相机正对锯材部分进行照明，所述第二相机设置于所述输送装置的输送面的下方，以对所述锯材的下方进行拍摄，所述第二光源用于照射所述锯材的下方，以对所述第二相机正对锯材部分进行照明。

进一步地，所述X射线检测装置包括X射线发射器和X射线接收器，所述X射线发射器设置于所述输送装置的输送面的上方，所述X射线接收器设置于所述输送装置的输送面的下方，以检测经过所述X射线发射器和所述X射线接收器之间的所述锯材的内部缺陷。

进一步地，所述第一输送机构、所述第二输送机构、所述第三输送机构和所述第四输送机构的输送方向一致，使得所述锯材依次经过第一输送机构、所述第二输送机构、所述第三输送机构和所述第四输送机构，所述锯材分等设备还包括用于检测所述锯材含水率的含水率检测装置，所述含水率检测装置设置于所述第一输送机构上，且其通过导线与所述计算机控制***可通信地相连接。

进一步地，还包括用于检测所述锯材重量的称重传感器，所述称重传感器设置于所述第一输送机构上，以检测在所述第一输送机构上的所述锯材的重量，所述称重传感器通过导线与所述计算机控制***可通信地相连接。

本发明还提供了一种利用锯材分等设备进行锯材分等的分等方法，所述锯材分等设备为如上所述的锯材分等设备，步骤包括：检测含水率，通过所述含水率检测装置对位于所述第一输送机构上的所述锯材进行含水率检测，并将检测到的含水率数据传送至所述计算机控制***；称重，在检测含水率后，通过称重传感器获取位于所述第一输送机构上的所述锯材的重量，并将检测到的重量数据传送至所述计算机控制***；表面缺陷分析，在称重后，通过第一相机和第二相机分别对所述锯材的表面进行图像采集，并将采集的图像传送至所述计算机控制***，所述计算机控制***将采集到的图像进行分析，若所述锯材符合标准则进行下一步检测工序，若所述锯材不符合标准则直接输送至所述喷码设备，喷涂不合格字样；内部缺陷分析，在表面缺陷分析后，通过所述X射线检测装置对所述锯材的内部进行检测，所述X射线发射器发射X射线，X射线穿过所述锯材由所述X射线接收器接收，所述X射线接收器将接收到影像传送至所述计算机控制***，所述计算机控制***分析所述锯材是否符合结构要求，若所述锯材符合结构要求，则进行下一步检测工序，若所述锯材内部不符合结构要求则直接输送至所述喷码设备，喷涂不合格字样；力学性能检测，在内部缺陷分析后，通过应力检测装置对所述锯材进行力学性能检测，并将检测结果传送至所述计算机控制***，以判断是否符合力学性能要求，若所述锯材不符合力学性能要求，则输送至所述喷码装置喷涂不合格字样，若目标锯材符合力学性能要求，则结合所述视觉检测装置的检测结果、所述X射线检测装置的检测结果和所述应力检测装置的检测结果确定所述锯材等级，再由所述喷码设备喷涂上相应的等级标记。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明的锯材分等设备，包括：输送装置，其用于输送锯材；视觉检测装置，其用于获取输送装置上的锯材外表面的图像信息；X射线检测装置，其用于获取输送装置上的锯材内部的结构信息；应力检测装置，其用于检测输送装置上的锯材的弹性模量及力学性质；喷码设备，其用于对输送装置上的锯材进行喷码标记；计算机控制***，视觉检测装置、X射线检测装置、应力检测装置以及喷码设备分别通过导线与计算机控制***可通信地相连接，以将视觉检测装置、X射线检测装置和应力检测装置获取的信息输送至计算机控制***。

通过输送装置运输锯材的过程中，可以利用视觉检测装置检测锯材表面上的缺陷，利用X射线检测装置检测锯材的内部缺陷，利用应力检测装置检测锯材的弹性模量和力学性质，并利用计算机控制***分析锯材是否符合标准以及能够达到何种的等级，并通过喷码设备对锯材进行标记分等。如此设置，一方面既能够检测锯材的表面缺陷，又能够检测锯材的内部缺陷以及锯材的力学性能，另一方面通过输送装置将各个检测工序有序地串联，进行各工序间的无间断检测，从而能够提高锯材检测分等的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明实施例中锯材分等设备的结构示意图。

附图标记说明：1、计算机控制***；2、含水率检测装置；3、第一相机；4、第一光源；5、锯材；6、应力检测装置；7、喷码设备；8、电机；9、称重传感器；10、X射线发射器；11、X射线接收器；12、第二相机；13、第二光源；14、第一输送机构；15、第二输送机构；16、第三输送机构；17、第四输送机构。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种能够对锯材的表面缺陷和内部缺陷均进行检测并且能够连续检测锯材分等设备及分等方法。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参考图1所示，本发明实施例提供的一种锯材分等设备，包括输送装置、视觉检测装置、X射线检测装置、应力检测装置6、喷码设备7及计算机控制***1。其中，输送装置用于输送锯材5，可以采用现有的锯材5输送单元。其中，视觉检测装置用于获取输送装置上的锯材5表面的图像信息，视觉检测装置通过导线与计算机控制***1可通信地相连接，以将采集到的锯材5表面的图像信息输送至计算机控制***1进行分析。其中，X射线检测装置用于检测输送装置上的锯材5内部的缺陷，X射线检测装置通过导线与计算机控制***1可通信地相连接，以将采集到的锯材5内部结构的影像输送至计算机控制***1进行分析。其中，应力检测装置6用于检测输送装置上的锯材5的弹性模量及力学性质，且应力检测装置6通过导线与计算机控制***1可通信地相连接，以将锯材5的弹性模量及力学性质数据输送至计算机控制***1进行分析。其中，喷码设备7用于对输送装置上的锯材5进行喷码标记，喷码设备7通过导线与计算机控制***1可通信地相连接，计算机控制***1可以根据上述的分析结果控制喷码设备7对锯材5表面喷涂相应的标识字样。

通过输送装置运输锯材5的过程中，可以利用视觉检测装置获取锯材5表面上的缺陷，利用X射线检测装置获取锯材5的内部缺陷，利用应力检测装置6检测锯材5的弹性模量和力学性质，并利用计算机控制***1分析锯材5是否符合标准以及能够达到何种的等级，并通过喷码设备7对锯材5进行标记分等。如此设置，采用多种检测手段联合对锯材进行检测从而进行分级能够提高检测效率，控制生产质量，节约生产成本。传统木材检测装置只采用单一手段对木材进行检测，根据锯材表面缺陷或力学性能进行检测，本发明采用多种检测手段联合对锯材的表面、内部以及力学性能全面检测，使得检测结果更为精准。除此之外，本发明中的锯材分等设备中的不同检测装置独立控制，可独立工作，针对不同的工作环境及生产要求可以对锯材进行单一检测或联合检测，操作简单并能提高生产效率，控制生产质量。

参考图1所示，一些实施例中，输送装置包括传送方向一致的第一输送机构14、第二输送机构15、第三输送机构16和第四输送机构17。第一输送机构14、第二输送机构15、第三输送机构16和第四输送机构17可均为输送带机构，各个输送带机构均可以由电机8驱动，各个电机8也可分别通过导线与计算机控制***1可通信地相连接，以使计算机控制***1能够控制输送装置的运行状态。第一输送机构14、第二输送机构15、第三输送机构16和第四输送机构17首尾顺次排列且相邻二者之间具有间隙。视觉检测装置设置于第一输送机构14和第二输送机构15之间，X射线检测装置设置于第二输送机构15和第三输送机构16之间，应力检测装置6设置于第三输送机构16和第四输送机构17之间。如此设置，在锯材5处于第一输送机构14和第二输送机构15之间的间隔区域时，可以利用视觉检测装置对锯材5的上方和下方同时进行检测，而在锯材5处于第二输送机构15和第三输送机构16之间的间隔区域时，可以利用X射线检测装置对锯材5的内部缺陷进行检测，而在锯材5处于第二输送机构16和第三输送机构17之间的间隔区域时，可以利用应力检测装置6对锯材5进行检测力学检测。

一些实施例中，视觉检测装置包括第一相机3、第一光源4、第二相机12和第二光源13。视觉检测装置还可以包括支架，第一相机3、第一光源4、第二相机12和第二光源13均固定在该支架上，支架设置在第一输送机构14和第二输送机构15之间。参考图1所示，第一相机3位于输送装置的输送面的上方，以对锯材5的上方进行拍摄，第一光源4用于照射锯材5的上方，以为第一相机3提供光线。第二相机12设置于输送装置的输送面的下方，以对锯材5的下方进行拍摄，第二光源13用于照射锯材5的下方，以为第二相机12提供光线。第一相机3和第二相机12分别与计算机控制***1可通信地相连接以将拍摄的图像输送至计算机控制***1进行分析。计算机控制***1对输入的图像进行表面缺陷分析，确定锯材5表面缺陷的种类、数量、大小、位置等因素，根据相应的目测分级标准对锯材5进行等级评价。例如，可以将目测分级标准建立标准数据库，然后将采集到的图像与标准数据库进行对比分析。

参考图1所示，一些实施例中，X射线检测装置包括X射线发射器10和X射线接收器11，X射线发射器10设置于输送装置的输送面的上方，X射线接收器11设置于输送装置的输送面的下方，以检测经过X射线发射器10和X射线接收器11之间的锯材5的内部缺陷。X射线发射器10释放X射线，X射线穿过位于X射线发射器10和X射线接收器11之间的锯材5，并由X射线接收器11接收且在X射线接收器11内形成影像，X射线接收器11将该影像输送至计算机控制***1进行分析，计算机控制***1分析锯材5内部是否有腐朽或空洞等缺陷，从而判断锯材5是否能够满足结构要求。

一些实施例中，第一输送机构14、第二输送机构15、第三输送机构16和第四输送机构17的输送方向，使得锯材5依次经过第一输送机构14、第二输送机构15、第三输送机构16和第四输送机构17。锯材分等设备还包括用于检测锯材5含水率的含水率检测装置2。含水率检测装置2设置于第一输送机构14上，且其通过导线与计算机控制***1可通信地相连接。应力检测装置6设置于第三运输16和第四运输17之间，喷码设备7设置于第四输送机构16上。需要说明的是，含水率检测装置2、应力检测装置6以及喷码设备7均属于现有技术，其均属于可从市场购买的产品，关于其结构原理不属于本文论述重点，此处不再赘述。

一些实施例中，锯材分等设备还包括用于检测锯材5重量的称重传感器9，称重传感器9设置于第一输送机构14上，以检测在第一输送机构14上的锯材5的重量，称重传感器9通过导线与计算机控制***1可通信地相连接。需要说明的是，称重传感器9属于现有技术中，其产品可以从市场购买，关于其结构原理无非通过称重传感器9的形变产生的电信号经过计算获得重量数据，其不属于本文论述重点，此处不再赘述。当锯材5在第一输送机构14上时，锯材5对第一输送机构14的压力，使得称重传感器9产生形变获得电信号经过计算即可获得锯材5的重量数据。

本发明实施例还提供了一种利用上述的锯材分等设备进行锯材分等的分等方法，其步骤包括：

检测含水率，通过含水率检测装置2对位于第一输送机构14上的锯材5进行含水率检测，并将检测到的含水率数据传送至计算机控制***1。

称重，在检测含水率后，通过称重传感器9获取位于第一输送机构14上的锯材5的重量，并将检测到的重量数据传送至计算机控制***1。

表面缺陷分析，在称重后，通过第一相机3和第二相机12分别对锯材5的表面进行图像采集，并将采集的图像传送至计算机控制***1，计算机控制***1将采集到的图像进行分析，若锯材5符合标准则进行下一步检测工序，若锯材5不符合标准则直接由输送装置输送至喷码设备7，喷涂不合格字样。

内部缺陷分析，在表面缺陷分析后，通过X射线检测装置对锯材5的内部进行检测，X射线发射器10发射X射线，X射线穿过锯材5由X射线接收器11接收，X射线接收器11将接收并形成的影像传送至计算机控制***1，计算机控制***1分析锯材5是否符合结构要求，若锯材5符合结构要求，则进行下一步检测工序，若锯材5内部不符合结构要求则直接输送至喷码设备7，喷涂不合格字样。

力学性能检测，在内部缺陷分析后，通过应力检测装置6对锯材5进行力学性能检测，并将检测结果传送至计算机控制***1，以判断是否符合力学性能要求，若锯材5不符合力学性能要求，则输送至喷码装置喷涂不合格字样，若目标锯材5符合力学性能要求，则结合视觉检测装置的检测结果、X射线检测装置的检测结果和应力检测装置6的检测结果确定锯材5等级，再由喷码设备7喷涂上相应的等级标记。

如此设置，采用多种检测手段联合对锯材5进行检测从而进行分级能够提高检测效率，控制生产质量，节约生产成本。传统木材检测装置只采用单一手段对木材进行检测，根据锯材5表面缺陷或力学性能进行检测，本发明采用多种检测手段联合对锯材5的表面缺陷、内部结构以及力学性能全面检测，使得检测结果更为精准。除此之外，本发明中的锯材5分等设个中的不同检测装置独立控制，可独立工作，针对不同的工作环境及生产要求可以对锯材5进行单一检测或联合检测，操作简单并能提高生产效率，控制生产质量。

一些实施例中，锯材分等设备还包括用于检测锯材5运动位置的光电传感器。例如，光电传感器可以包括第一光电传感器，第一光电传感器设置在第一输送机构14上，位于含水率检测装置2的上游，且靠近该含水率检测装置2，第一光电传感器还通过导线与计算机控制***1可通信地相连接。当锯材5遮挡第一光电传感器时，第一光电传感器将信号传送至计算机控制***1，计算机控制***1接收到该位置信号时，控制含水率检测装置2工作，当计算机控制***1接收到含水率检测结果后，含水率检测装置2复位，称重传感器9对被测锯材5进行称重。同理，还可以在视觉检测装置、X射线检测装置及应力检测装置6的上游设置光电传感器，从而在检测到锯材5到达相应位置时开启相应的检测装置。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种锯材分等设备，其特征在于，包括：

输送装置，其用于输送锯材；

视觉检测装置，其用于获取所述输送装置上的所述锯材外表面的图像信息；

X射线检测装置，其用于获取所述输送装置上的所述锯材内部的结构信息；

应力检测装置，其用于检测所述输送装置上的所述锯材的弹性模量及力学性质；

喷码设备，其用于对所述输送装置上的所述锯材进行喷码标记；

计算机控制***，所述视觉检测装置、所述X射线检测装置、所述应力检测装置以及所述喷码设备分别通过导线与所述计算机控制***可通信地相连接，以将所述视觉检测装置、所述X射线检测装置和所述应力检测装置获取的信息输送至所述计算机控制***。

2.根据权利要求1所述的锯材分等设备，其特征在于，所述输送装置包括传送方向一致的第一输送机构、第二输送机构、第三输送机构和第四输送机构，所述第一输送机构、所述第二输送机构、所述第三输送机构和所述第四输送机构首尾顺次排列且相邻二者之间具有间隙，所述视觉检测装置设置于所述第一输送机构和所述第二输送机构之间，所述X射线检测装置设置于所述第二输送和所述第三输送之间，所述应力检测装置位于所述第三输送机构和所述第四输送机构之间，所述喷码设备设置于所述第四输送机构上。

3.根据权利要求2所述的锯材分等设备，其特征在于，所述视觉检测装置包括第一相机、第一光源、第二相机和第二光源，所述第一相机设置于所述输送装置的输送面的上方，以对所述锯材的上方进行拍摄，所述第一光源用于照射所述锯材的上方，以对所述第一相机正对锯材部分进行照明，所述第二相机设置于所述输送装置的输送面的下方，以对所述锯材的下方进行拍摄，所述第二光源用于照射所述锯材的下方，以对所述第二相机正对锯材部分进行照明。

4.根据权利要求2所述的锯材分等设备，其特征在于，所述X射线检测装置包括X射线发射器和X射线接收器，所述X射线发射器设置于所述输送装置的输送面的上方，所述X射线接收器设置于所述输送装置的输送面的下方，以检测经过所述X射线发射器和所述X射线接收器之间的所述锯材的内部构造。

5.根据权利要求2所述的锯材分等设备，其特征在于，所述第一输送机构、所述第二输送机构、所述第三输送机构和所述第四输送机构的输送方向一致，使得所述锯材依次经过第一输送机构、所述第二输送机构、所述第三输送机构和第四输送机构，所述锯材分等设备还包括用于检测所述锯材含水率的含水率检测装置，所述含水率检测装置设置于所述第一输送机构上，且其通过导线与所述计算机控制***可通信地相连接。

6.根据权利要求2所述的锯材分等设备，其特征在于，还包括用于检测所述锯材重量的称重传感器，所述称重传感器设置于所述第一输送机构上，以检测在所述第一输送机构上的所述锯材的重量，所述称重传感器通过导线与所述计算机控制***可通信地相连接。

7.一种利用锯材分等设备进行锯材分等的分等方法，其特征在于，所述锯材分等设备为如权利要求6所述的锯材分等设备，步骤包括：

检测含水率，通过所述含水率检测装置对位于所述第一输送机构上的所述锯材进行含水率检测，并将检测到的含水率数据传送至所述计算机控制***；

称重，在检测含水率后，通过称重传感器获取位于所述第一输送机构上的所述锯材的重量，并将检测到的重量数据传送至所述计算机控制***；

表面缺陷分析，在称重后，通过第一相机和第二相机分别对所述锯材的表面进行图像采集，并将采集的图像传送至所述计算机控制***，所述计算机控制***将采集到的图像进行分析，若所述锯材符合标准则进行下一步检测工序，若所述锯材不符合标准则直接输送至所述喷码设备，喷涂不合格字样；

内部缺陷分析，在表面缺陷分析后，通过所述X射线检测装置对所述锯材的内部进行检测，所述X射线发射器发射X射线，X射线穿过所述锯材由所述X射线接收器接收，所述X射线接收器将接收到影像传送至所述计算机控制***，所述计算机控制***分析所述锯材是否符合结构要求，若所述锯材符合结构要求，则进行下一步检测工序，若所述锯材内部不符合结构要求则直接输送至所述喷码设备，喷涂不合格字样；

力学性能检测，在内部缺陷分析后，通过应力检测装置对所述锯材进行力学性能检测，并将检测结果传送至所述计算机控制***，以判断是否符合力学性能要求，若所述锯材不符合力学性能要求，则输送至所述喷码装置喷涂不合格字样，若目标锯材符合力学性能要求，则结合所述视觉检测装置的检测结果、所述X射线检测装置的检测结果和所述应力检测装置的检测结果确定所述锯材等级，再由所述喷码设备喷涂上相应的等级标记。

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