CN202155319U - 改进型竹片自动分拣装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种改进型竹片自动分拣装置，包括控制模块和与控制模块连接的竹片传送带，其特征在于：所述竹片传送带上设有能通过竹片的光源箱，所述光源箱的出口侧的传送带上设有与控制模块连接的竹片分拣机构，所述光源箱内设有与控制模块连接的竹片感应探头，所述光源箱上侧内壁设有照射用标准光源，所述光源箱上侧内壁还设有可由控制模块驱动横向移动的工业相机，所述工业相机和具有竹片节子区判断与竹片色差计算功能的工业控制计算机的输入端连接，所述工业控制计算机的输出端与控制模块连接。本实用新型具有竹片色差计算精确、重复误差小与分类准确度高的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种改进型竹片自动分拣装置，属于一种基于机器视觉技术的竹片颜色自动分拣***，能自动避开竹片节子区，提供一种准确的竹片颜色分拣方法与装置，适用于竹材加工企业需要进行竹片颜色分拣的竹制品生产线，实现竹片颜色自动分拣。
背景技术
我国是竹材资源最为丰富的国家，竹子种类和竹林面积约占世界的1/4，产量约占世界的1/3，居世界之首。因竹材是短周期可再生资源，近年来我国竹材产业得到迅猛发展，且开发了一系列的竹材产品，包括竹胶板、竹层积材、重组竹、竹刨花板、竹薄木等。但我国竹材加工设备相对落后，竹材生产过程仍没能实现全线自动化生产，甚至许多工序仍是手工完成。
竹材加工产品虽以同一种竹材(如毛竹)为主要原料，但其材色也因土壤、坡地等生长环境、竹龄、竹竿部位等因素而存在差异。多数竹材产品需均匀的材色，或由各种材色的竹片构成具有良好装饰性的花色，以提高产品质量和档次。因此生产过程中需对经加工后竹片按其颜色不同进行分类分拣，将颜色不同的竹片分拣出来，分别用于竹制品的不同结构位置或用作生产不同的制品，以提高竹制品颜色均匀度、产品的品质与档次。
但目前竹片颜色分拣由工人手工分拣，虽然在一定程度上提高了竹制品的质量，但是由于分拣工人个人的视觉误差、分拣车间内光线光照度的差别等原因，分拣质量受限，且分拣效率低，分拣人员众多。若能将计算机视觉应用于竹片颜色分类分拣，将大大提高竹片分拣效率、竹制品质量与档次，减少产品次品率，提高竹材利用价值，同时将节约人工成本。该***研制成功，有广阔的推广市场，将加快竹材产品生产过程自动化进程，也将对推动竹材加工业、乃至竹产业的快速发展。
实用新型专利ZL 200820068201.5基于机器视觉的竹片色差自动识别分级装置，实现了自动按竹片色差进行分级的一种方法，但由于竹材是多节子材料，竹材节子区维管束向外或向内稍现弯曲，也有进入节隔盘曲复出，而致竹片弦面节子区维管束密集，颜色较节间区深。进入ZL 200820068201.5所述的摄像机拍摄的竹片图像或为竹片节子区、或为节间区，因此造成色差分级计算不准确。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种改进型竹片自动分拣装置，有利于提高竹片颜色分拣的准确度，为实现竹制品自动化生产奠定基础。
本实用新型的特征在于：一种改进型竹片自动分拣装置，包括控制模块和与控制模块连接的竹片传送带，其特征在于：所述竹片传送带上设有能通过竹片的光源箱，所述光源箱的出口侧的传送带上设有与控制模块连接的竹片分拣机构，所述光源箱内设有与控制模块连接的竹片感应探头，所述光源箱上侧内壁设有照射用标准光源，所述光源箱上侧内壁还设有可由控制模块驱动横向移动的工业相机，所述工业相机和具有竹片节子区判断与竹片色差计算功能的工业控制计算机的输入端连接，所述工业控制计算机的输出端与控制模块连接。
本实用新型的优点：本实用新型具有竹片色差计算精确、重复误差小与分类准确度高的特点。
附图说明
图1为本实用新型实施例结构示意图。
具体实施方式
参考图1，一种改进型竹片自动分拣装置，包括控制模块1和与控制模块1连接的竹片传送带2，所述竹片传送带2上设有能通过竹片3的光源箱4，所述光源箱4的出口侧的传送带2上设有与控制模块1连接的竹片分拣机构5，所述光源箱4内设有与控制模块1连接的竹片感应探头6，所述光源箱4上侧内壁设有照射用标准光源7，所述光源箱4上侧内壁还设有可由控制模块1驱动横向移动的工业相机8，所述工业相机8和具有竹片节子区判断与竹片色差计算功能的工业控制计算机9的输入端连接，所述工业控制计算机9的输出端与控制模块1连接。
上述工业相机8由设于光源箱4上的直线驱动单元10驱动横向移动。
上述直线驱动单元10可为电机。
上述竹片感应探头6为光电开关。
上述标准光源7为D65标准光源灯管。
具体实施过程：工业相机通过USB或IEEE1394与工业控制计算机电气连接；
控制模块通过串行通讯或工业以太网与工业控制计算机电气连接；
控制模块的输入通道有用于检测工业相机视觉区内竹片的光电开关、总电源开关及各执行运动部件的工作状态的开关信号输入；输出通道有驱动工业相机移位的直线运动单元、竹片传送带的驱动电机、各竹片分拣机构的控制量输出；
光源箱隔离环境光线对拍摄图像的影响，箱内光源采用D65标准光源，并采用稳压电源为其提供静化电源，使光强稳定。箱体内壁采用黑色漫反射材料覆面，竹片出入口处采用厚绒布（或柔软的皮革、橡胶等）的帘门，既可隔绝环境光线，又不影响输送竹片进出。
本实用新型的竹片传送带由两条滚子链、链轮、驱动装置、支承导轨和机架组成，滚子链上间隔一定距离安装竹片夹持工作构件；竹片分拣机构为气压缸或电磁铁，安装于输送装置的链条回空边上方，竹片分拣机构数量由分拣类别个数决定；除了上述机构外，本实用新型还设有竹片收集的收集装置，本收集装置可以是简单的收集箱，也可以是垂直于本装置运输中心线的窄带式运输机。
工业控制计算机内运行工业相机参数设置程序、竹片数字图像采集程序、竹片色差计算与分级程序、与控制模块间的通讯程序等。
本实用新型，基于机器视觉技术的能自动避开节子区的竹片颜色自动分拣***的工作原理如下：
1）开启总电源，启动工业控制计算机和控制模块，打开光源箱内D65标准光源灯管；
2）参数设置：运行工业控制计算机内的相机设置程序，调整工业相机的焦距、光圈、曝光时间、亮度等参数，并锁定参数；设定竹片色差分级参数；
3）竹片由竹片传送带送入检测区，光电开关被切断，控制模块的开关量输入通道由1到0的下降沿时，竹片传送带停止，同时控制模块向工业控制计算机发出图像采集请求信号；
4）工业控制计算机接收到图像采集请求信号后，启动竹片数字图像采集程序，驱动工业相机工作，捕获竹片数字图像，送入图像缓冲区；
5）自动运行竹片节子判别程序，判断采集的竹片数字图像是否包含节子区；
6）若包含节子区，则向控制模块发出工业相机移位请求；
7）控制模块接收到来自工业控制计算机的相机移位请求，直线驱动单元使工业相机横向移动一定距离后，向工业控制计算机再发出图像采集请求信号；再按步4）、5）运行；
8）若不包含节子区，程序自动调用色差计算程序，计算出竹片色差，按预设的竹片色差分级参数分类，产生分类信号，向控制模块发出；
9）控制模块接收到分类信号后，按分类信号的要求，控制竹片分拣机构将竹片拨入收集箱或窄带式运输机。
结合上述机构，可按如下方式进行工作：
实施方式1
1）开启总电源，启动工业控制计算机和控制模块，打开光源箱内D65标准光源灯管；
2）参数设置：运行工业控制计算机内的相机设置程序，调整工业相机的焦距、光圈、曝光时间、亮度等参数，并锁定参数；设定竹片色差分级参数；
3）竹片由竹片传送带送入检测区，光电开关被切断，控制模块的开关量输入通道由1到0的下降沿时，竹片传送带停止，同时控制模块向工业控制计算机发出图像采集请求信号；
4）工业控制计算机接收到图像采集请求信号后，启动竹片数字图像采集程序，驱动工业相机工作，捕获竹片数字图像，送入图像缓冲区；
5）自动运行竹片节子判别程序，判断采集的竹片数字图像是否包含节子区；
6）若包含节子区，则向控制模块发出工业相机移位请求；
7）控制模块接收到来自工业控制计算机的相机移位请求，驱动直线驱动单元使工业相机横向移动一定距离后，向工业控制计算机再发出图像采集请求信号；再按步4）、5）运行；
8）若不包含节子区，程序自动调用色差计算程序，计算出竹片色差，按预设的竹片色差分级参数分类，产生分类信号，向控制模块发出；
9）控制模块接收到分类信号后，按分类信号的要求，控制竹片分拣机构将竹片拨入收集箱或窄带式运输机。
实施方式2：
1）开启总电源，启动工业控制计算机和控制模块，打开光源箱内D65标准光源灯管；
2）参数设置：运行工业控制计算机内的相机设置程序，调整工业相机的焦距、光圈、曝光时间、亮度等参数，并锁定参数；设置竹片色差采集次数；设定竹片色差分级参数；
3）竹片由竹片传送带送入检测区，光电开关被切断，控制模块的开关量输入通道由1到0的下降沿时，竹片传送带停止，同时控制模块向工业控制计算机发出图像采集请求信号；
4）循环开始（循环结束条件为：采集次数等于设置次数）
①工业控制计算机接收到图像采集请求信号后，启动竹片数字图像采集程序，驱动工业相机工作，捕获竹片数字图像，送入图像缓冲区；
②运行竹片色差计算程序计算色差，储存结果；
③如果采集次数小于设置次数，向控制模块发出工业相机移位信号；否则结束循环
④控制模块接收到来自工业控制计算机的相机移位请求，驱动直线驱动单元使工业相机横向移动20mm后，向工业控制计算机再发出图像采集请求信号；
5）求竹片色差算术平均值，按预设的竹片色差分级参数分类，产生分类信号，向控制模块发出；
6）控制模块接收到分类信号后，按分类信号的要求，控制竹片分拣机构将竹片拨入收集箱或窄带式运输机。
以上所述者，仅为本实用新型的较佳实施例而已，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种改进型竹片自动分拣装置，包括控制模块和与控制模块连接的竹片传送带，其特征在于：所述竹片传送带上设有能通过竹片的光源箱，所述光源箱的出口侧的传送带上设有与控制模块连接的竹片分拣机构，所述光源箱内设有与控制模块连接的竹片感应探头，所述光源箱上侧内壁设有照射用标准光源，所述光源箱上侧内壁还设有可由控制模块驱动横向移动的工业相机，所述工业相机和具有竹片节子区判断与竹片色差计算功能的工业控制计算机的输入端连接，所述工业控制计算机的输出端与控制模块连接。
2.根据权利要求1所述的改进型竹片自动分拣装置，其特征在于：所述工业相机由设于光源箱上的直线驱动单元驱动横向移动。
3.根据权利要求2所述的改进型竹片自动分拣装置，其特征在于：所述直线驱动单元可为电机。
4.根据权利要求1所述的改进型竹片自动分拣装置，其特征在于：所述竹片感应探头为光电开关。
5.根据权利要求1所述的改进型竹片自动分拣装置，其特征在于：所述标准光源为D65标准光源灯管。
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