通過準確識別對木材產(chǎn)值影響的表面特征、幾何形狀和內(nèi)部缺陷,以及根據(jù)當(dāng)前市場定價指導(dǎo)生產(chǎn)過程,機器視覺系統(tǒng)可以幫助生產(chǎn)者較大限度地提高生產(chǎn)的木材價值。為此,機器視覺和圖像處理系統(tǒng)通常用于:
    1.測量三維形狀、翹曲、衰減和厚度變化
    2.識別表面節(jié)點、孔、縫隙、腐爛、變色和坡度
    3.檢測內(nèi)部空洞,節(jié)點和衰減。

    機器視覺和圖像處理系統(tǒng)可以用于在生產(chǎn)過程的各個階段,執(zhí)行各種任務(wù),如記錄評估日志以材產(chǎn)量。它們也可以用于檢測粗剪板,這樣一來,只有好的產(chǎn)品才能占用寶貴的干燥空間。優(yōu)化立輥、微調(diào)和刨木材的處理節(jié)點,以及分級修整木材,然后按照行業(yè)標準,投放到市場。

機器視覺優(yōu)化木材加工-機器視覺_視覺檢測設(shè)備_3D視覺_缺陷檢測

COMACT定制木材檢測系統(tǒng)

    木材檢測和優(yōu)化設(shè)備制造商COMACT近期將其木材分級機器的技術(shù)升級為包括Teledyne DALSA的Linea線陣相機。
    根據(jù)COMACT的硬件開發(fā)主管Patrick Farley的說法,GigE Vision 26 kHz(4k)Linea線掃描攝像機采用CMOS傳感器,像素尺寸為7.04μm,分辨率足以檢測到無法用以前的相機檢測到的非常小的縫隙。 Farley解釋說:“當(dāng)你有清晰的圖像時,進行優(yōu)質(zhì)的圖像處理會更容易,而這就是Teledyne DALSA攝像機能夠做到的?!?

    根據(jù)Farley的說法,這種被稱為GradExpert 2.0的新設(shè)備使鋸木廠能夠每分鐘自動檢測和分級300,24英尺的木板,這比人工檢查快得多,并且能夠顯著提高產(chǎn)量。

    Farley說:“這些機器幾乎可以無人操作,這就是我們絕大多數(shù)客戶使用它們的方式?!迸c人類操作員不同,機器永遠不會感到疲倦,并且一直準確鋪設(shè)木板,讓鋸木廠將人力資源重新部署到更高價值的任務(wù)中,同時提高他們的分級準確性和收益率。

成像和處理

機器視覺優(yōu)化木材加工-機器視覺_視覺檢測設(shè)備_3D視覺_缺陷檢測

Teledyne DALSA的線掃描攝像機用于提供360°木材檢測

       成本效益以及與遠程主機進行圖像處理的以太網(wǎng)連接都需要有大量的攝像頭。Farley指出:“由于材料處理系統(tǒng)通過平地機橫向傳送電路板,因此對每塊2英尺長的電路板進行成像需要大約四臺攝像機,每個面板一個,或者40臺攝像機用于為20英尺長的木板等級設(shè)計的系統(tǒng)。

      由攝像頭生成的采集圖像數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)電纜通過交換機傳輸?shù)竭h程工業(yè)PC(iPC)的內(nèi)存進行處理。 每個iPC可以處理來自多達8臺攝像機的圖像數(shù)據(jù)。 在圖像預(yù)處理功能之后,iPC處理圖像數(shù)據(jù)以提取必要的信息,以便不僅對被掃描木材的等級作出決定,而且還作出用于指導(dǎo)接受木板的自動磨邊和修邊系統(tǒng)的決策圖像數(shù)據(jù)作為輸入。

    首先,專有軟件算法識別所有主要分級缺陷,其大小和位置。然后,根據(jù)這些缺陷信息以及木材分級規(guī)則和當(dāng)前定價數(shù)據(jù)的知識,可以自動生成邊角和修邊解決方案,以指導(dǎo)切割操作并實現(xiàn)利潤。

    然而,在許多情況下,識別異質(zhì)材料(如木材和其他有機產(chǎn)品)中的缺陷往往比識別由更多的均質(zhì)的材料(例如金屬和塑料)制造的部件的缺陷更為困難,這些缺陷在汽車或消費電子應(yīng)用中更加突出。

    話雖如此,木材的許多缺陷在外觀上僅僅可能與優(yōu)質(zhì)的木材略有不同,而且這些缺陷不易被定義或識別。因此,F(xiàn)arley指出,彩色相機只是眾多用于木材分級設(shè)備的傳感技術(shù)之一。

    Farley解釋說:“我們混合和匹配傳感器技術(shù),以檢測諸如表面粗糙度,金色節(jié)點和木材厚度變化等事物,這些變化可能不容易出現(xiàn)在彩色攝像機采集的圖像中?!?

    例如,通過分級機的木材也可以通過LMI Technologies的Gocator 250多點輪廓掃描儀以及定制的基于光電池的光幕進行掃描,快速準確地測量每塊電路板的長度和寬度,同時檢測邊緣缺陷。

定制外殼

機器視覺優(yōu)化木材加工-機器視覺_視覺檢測設(shè)備_3D視覺_缺陷檢測

 

                           COMACT制造自己的定制攝像機外殼 

    由于鋸木廠的環(huán)境條件(如灰塵)以及受木材加工的高速撞擊風(fēng)險,COMACT工程師設(shè)計并制造了自己的定制相機罩和LED照明。

    “商用攝像機外殼不能提供我們需要的保護或我們所需的安裝靈活性,” Farley解釋說:“所以我們開發(fā)了我們自己的相機外殼,它由一塊鋁板加工成至少四分之一英寸的厚度?!?

    該相機外殼包括RJ-45連接器,攝像機安裝座和用于安裝加熱器元件的空間,這些加熱器元件旨在將部署在未加熱鋸木廠的電子設(shè)備保持在正常工作溫度范圍內(nèi)。

定制LED照明解決方案
    同樣,F(xiàn)arley解釋說,商用燈在堅固性方面不能滿足他們的要求。因此,COMACT工程師設(shè)計了他們自己的模塊化LED照明解決方案,從而降低了成本并實現(xiàn)了更加堅固和靈活的設(shè)計。

    “我們出售的木材等級從2英尺長到24英尺,”Farley解釋道。 “所以我們的模塊化設(shè)計由兩英尺的LED部分組成,可以很容易地連接,以達到我們制造的任何特定設(shè)備所需的長度?!?/p>