一种木工自动翻板方法及系统与流程

1.本技术涉及自动化控制技术领域，更具体的说，特别涉及一种木工自动翻板方法及系统。


背景技术：

2.传统的木工加工，为了尽量避免夹手一侧对板材加工的干扰，在对每一个木板进行切割之前，均需要人工观察之后，手动将待加工板材调整到合适的位置，以方便后续加工。但这种手动翻板的模式，往往需要多次调整，才能达到加工需求，严重影响了木工加工的稳定性和效率，增加了操作人员的工作量。
3.在自动翻板处理中，采用特殊例子枚举的方法可以大幅度降低人工操作成本，但是当新增一种待加工的图元时，必须重新编写一套适合该图元的翻板规则，并列举所有可能导致翻板的结果。这种方法不但工作量浩大，而且很难将特殊例子穷举完整。为了进一步提升木工翻板的效率和可拓展性，需要开发新的优化方法来解决该问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种木工自动翻板方法及系统，利用木工自动翻板方法可以在保证夹手夹边的安全性条件下，进一步提升木工加工的稳定性，并且在添加新的翻板因素时，也能平稳高效地进行加工，加工效率也因此得到很大提升。
5.为了解决以上提出的问题，本发明实施例提供了如下所述的技术方案：
6.一种木工自动翻板方法，包括如下步骤：
7.读取板材数据和加工图元数据；
8.进行图元数据分析，获取板材各个面的图元参数；
9.进行板材数据分析，结合所述图元参数，获取目标翻转位置。
10.进一步地，所述进行图元数据分析，获取板材各个面的图元参数的步骤包括：
11.获取板材正面、反面及侧面的图元数量，和图元类型为曲线、槽及孔的数目，以及图元类型在距离板材边界范围小于夹手宽度的数目。
12.进一步地，当所述图元类型为槽时，统计板材各边的铣刀次数。
13.进一步地，所述进行板材数据分析的步骤包括：
14.进行板材缺陷检测和板材几何类型分析。
15.进一步地，所述进行板材缺陷检测的步骤包括：
16.板材异形检测，和翻板前后夹手侧异形判定，以及翻板前后定位销侧板材的异形判定。
17.进一步地，所述板材几何类型分析的步骤包括：
18.预设夹手所在侧为板材下侧，若板材下侧不位于夹手所在侧时，将板材旋转至板材下侧位于夹手所在侧，并记录板材的旋转顺序；
19.对板材长边的值、短边的值和调整误差进行比较；
20.当所述板材的长边减去短边的值大于调整误差时，比较板材上、下两侧的翻板优势；
21.若板材上侧翻板优势大于下侧翻板优势，则板材进行上下翻板，然后比较板材正、反两面的翻板优势；
22.若板材背面翻板优势大于正面翻板优势，则进行左右翻转，否则翻转结束；
23.当所述板材的短边减去长边的值大于调整误差时，比较板材左、右两侧的翻板优势；
24.若板材左侧翻板优势大于右侧翻板优势，则板材逆时针翻转90度，否则板材顺时针翻转90度，然后比较板材正、反两面的翻板优势；
25.若板材正面翻板优势大于背面翻板优势，则进行左右翻转，否则翻转结束；
26.当所述板材的长边减去短边的值在调整误差范围内时，比较板材上、下、左、右四侧的翻板优势，获取板材翻板结果；
27.根据记录的板材的旋转顺序，对板材进行反向旋转。
28.进一步地，所述当所述板材的长边减去短边的值在调整误差范围内时，比较板材上、下、左、右四侧的翻板优势，获取板材翻板结果的步骤包括：
29.若板材上侧翻板优势大，则板材进行上下翻转，然后比较板材正、反两面的翻板优势；
30.若板材正面翻板优势大于背面翻板优势，则进行左右翻转，否则翻转结束；
31.若板材左侧翻板优势大，则板材逆时针翻转90度，然后比较板材正、反两面的翻板优势；
32.若板材正面翻板优势大于背面翻板优势，则进行左右翻转，否则翻转结束；
33.若板材右侧翻板优势大，则板材顺时针翻转90度，然后比较板材正、反两面的翻板优势；
34.若板材正面翻板优势大于背面翻板优势，则进行左右翻转，否则翻转结束；
35.若板材下侧翻板优势大，然后比较板材正、反两面的翻板优势；
36.若板材正面翻板优势大于背面翻板优势，则进行左右翻转，否则翻转结束。
37.进一步地，所述板材正面、反面及侧面的权重为w
i
(i＝正,侧,背)，所述板材正面、反面及侧面的图元数量为f
i
；
38.所述板材的翻版优势的具体公式如下：
[0039][0040]
f
最优
＝max(f
left
，f
right
，f
up
，f
down
)。
[0041]
进一步地，所述板材异形检测的步骤包括：
[0042]
根据储存的板材边界的坐标点对板材进行检测；
[0043]
若存在不在板材边界上的坐标点，
[0044]
则检测该坐标点前一个相邻的坐标点所在的边界，以确定异形边的位置。
[0045]
为了解决以上提出的技术问题，本发明实施例还提供了一种木工自动翻板系统，采用了如下所述的技术方案：
[0046]
一种木工自动翻板系统，包括读取模块，用于读取板材数据和加工图元数据；
[0047]
图元数据分析模块，用于进行图元数据分析，获取板材各个面的图元参数；
[0048]
板材数据分析模块，进行板材数据分析，结合所述图元参数，获取目标翻转位置。
[0049]
与现有技术相比，本发明实施例主要有以下有益效果：
[0050]
一种木工自动翻板方法及系统，本发明实施例提供的木工自动翻板方法，在数控五面钻和六面钻家具生产中，通过扫描板材上的二维码实现自动翻板功能，以保证钻包在持续加工过程中，避免与机床上夹手的碰撞，从而提高木工加工的效率。对用于木工加工的数控系统，利用木工自动翻板方法可以在保证夹手夹边的安全性条件下，进一步提升木工加工的稳定性，并且在添加新的翻板因素时，也能平稳高效地进行加工，加工效率也因此得到很大提升。
附图说明
[0051]
为了更清楚地说明本发明的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
[0052]
图1为本发明实施例中木工自动翻板方法的流程框图；
[0053]
图2为本发明实施例中木工自动翻板方法的流程图。
具体实施方式
[0054]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排它的包含。本发明的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
[0055]
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
[0056]
为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，下面将参照相关附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0057]
实施例
[0058]
一种木工自动翻板方法，如图1和图2所示，包括如下步骤：
[0059]
s1：读取板材数据和加工图元数据；
[0060]
s2：进行图元数据分析，获取板材各个面的图元参数；
[0061]
s3：进行板材数据分析，结合所述图元参数，获取目标翻转位置。
[0062]
在读取板材数据和加工图元数据，主要是数据的整理和传输，对不同的拆单文件(如：mpr、xml、ini、dxf、ban)的图元数据进行提取。
[0063]
所述进行图元数据分析，获取板材各个面的图元参数的步骤包括：
[0064]
获取板材正面、反面及侧面的图元数量，和图元类型为曲线、槽及孔的数目，以及
图元类型在距离板材边界范围小于夹手宽度的数目。
[0065]
当所述图元类型为槽时，统计板材各边的铣刀次数。
[0066]
图元数据分析是翻板优势估计的重要条件。该数据分析分别统计了板材各个面(正，反，侧)的图元数量、每一个面的图元类型为曲线，槽，孔的图元数目，以及各个类型图元在距离板材边界范围少于夹手宽度的数目，特别是图元类型为槽时，需要统计各边铣刀次数。
[0067]
所述进行板材数据分析的步骤包括：
[0068]
进行板材缺陷检测和板材几何类型分析。
[0069]
所述进行板材缺陷检测的步骤包括：
[0070]
板材异形检测，和翻板前后夹手侧异形判定，以及翻板前后定位销侧板材的异形判定。
[0071]
所述板材异形检测的步骤包括：
[0072]
根据储存的板材边界的坐标点对板材进行检测；
[0073]
若存在不在板材边界上的坐标点，则检测该坐标点前一个相邻的坐标点所在的边界，以确定异形边的位置。
[0074]
由于板材外轮廓的坐标点是按照一定顺序(顺时针或者逆时针)存储的，故其缺陷检测方法可以通过遍历这些数据点，考察是否有不在板材边界上的点，若有，则继续考察该点的前一个相邻点所在的边界，即可确定异形边的位置。
[0075]
所述板材几何类型分析的步骤包括：
[0076]
预设夹手所在侧为板材下侧，若板材下侧不位于夹手所在侧时，将板材旋转至板材下侧位于夹手所在侧，并记录板材的旋转顺序；
[0077]
对板材长边的值、短边的值和调整误差进行比较；
[0078]
当所述板材的长边减去短边的值大于调整误差时，比较板材上、下两侧的翻板优势；
[0079]
若板材上侧翻板优势大于下侧翻板优势，则板材进行上下翻板，然后比较板材正、反两面的翻板优势；
[0080]
若板材背面翻板优势大于正面翻板优势，则进行左右翻转，否则翻转结束；
[0081]
当所述板材的短边减去长边的值大于调整误差时，比较板材左、右两侧的翻板优势；
[0082]
若板材左侧翻板优势大于右侧翻板优势，则板材逆时针翻转90度，否则板材顺时针翻转90度，然后比较板材正、反两面的翻板优势；
[0083]
若板材正面翻板优势大于背面翻板优势，则进行左右翻转，否则翻转结束；
[0084]
当所述板材的长边减去短边的值在调整误差范围内时，比较板材上、下、左、右四侧的翻板优势，获取板材翻板结果；
[0085]
根据记录的板材的旋转顺序，对板材进行反向旋转。
[0086]
需要说明的是，在实际加工场景中，夹手抓取传送带上传输进来的待加工板材的方位(上侧，下侧，左侧，右侧)是不确定的。在本发明实施例中，预设夹手所在侧为板材下侧。以夹手夹板材下侧为，如果夹手夹板材不是板材的下侧，在进行上述方法对板材进行翻板之前，需要先将板材旋转至板材下侧为夹手所在侧，并记录旋转顺序，然后采用上述方法
对板材进行翻板，最后根据之前记录的板材的旋转顺序，对翻板处理之后的板材进行反向旋转，获取最终的翻板效果。
[0087]
所述当所述板材的长边减去短边的值在调整误差范围内时，比较板材上、下、左、右四侧的翻板优势，获取板材翻板结果的步骤包括：
[0088]
若板材上侧翻板优势大，则板材进行上下翻转，然后比较板材正、反两面的翻板优势；
[0089]
若板材正面翻板优势大于背面翻板优势，则进行左右翻转，否则翻转结束；
[0090]
若板材左侧翻板优势大，则板材逆时针翻转90度，然后比较板材正、反两面的翻板优势；
[0091]
若板材正面翻板优势大于背面翻板优势，则进行左右翻转，否则翻转结束；
[0092]
若板材右侧翻板优势大，则板材顺时针翻转90度，然后比较板材正、反两面的翻板优势；
[0093]
若板材正面翻板优势大于背面翻板优势，则进行左右翻转，否则翻转结束；
[0094]
若板材下侧翻板优势大，然后比较板材正、反两面的翻板优势；
[0095]
若板材正面翻板优势大于背面翻板优势，则进行左右翻转，否则翻转结束。
[0096]
本发明实施例中，其中板材的边界在x，y平面坐标系下的表达式如下(其中，mleng和mwidth分别为板材的长和宽)：
[0097][0098]
板材几何类型分析可以通过调整误差devl，分析板材几何形状，避免夹手夹到细长板的短边，出现板材弯折的现象。本发明实施例中，主要考虑了3种板材几何形状：
[0099][0100]
假设夹手所在侧为板材下侧，则按照顺时针方向依次为板材左侧，板材上侧，板材下侧。在翻板时，对于方式(1)，只考虑板材上下两侧翻板优势。如果上侧翻板优势大于下侧，则板材选择上下翻板，接着再比较，正反两面的翻板优势，若背面优势大于正面，则进行左右翻转，否则翻转结束。对于方式(2)，在翻板时，只考虑左右翻板优势。如果左侧翻板优势大于右侧，则板材逆时针翻转90度，否则顺时针翻转90度，接着比较正反两面的翻板优势，若正面优势大于背面，则进行左右翻转，否则结束翻转。而对于方式(3)，在翻板时，则需要比较上、下、左、右，这四侧的翻板优势，以寻找最优翻转位置。
[0101]
本发明实施例中，按照对夹手干扰程度，从大到小依次为：板材是否异型，板材几何形状，曲线图元，槽图元，孔图元。对于同等级的多个图元，采用优先级别为正面＜侧面＜背面。而在设计时，给不同面赋予不同权重w
i
(i＝正,侧,背)，优先级越大，权值也越大。统计第i个面的图元数量f
i
，将w
i
和f
i
乘积的总和作为该等级下的翻板因素。
[0102]
所述板材正面、反面及侧面的权重为w
i
(i＝正,侧,背)，所述板材正面、反面及侧
面的图元数量为f
i
；
[0103]
所述板材的翻版优势的具体公式如下：
[0104][0105]
f
最优
＝max(f
left
，f
right
，f
up
，f
down
)。
[0106]
本发明实施例提供的木工自动翻板方法，在数控五面钻和六面钻家具生产中，通过扫描板材上的二维码实现自动翻板功能，以保证钻包在持续加工过程中，避免与机床上夹手的碰撞，从而提高木工加工的效率。
[0107]
对用于木工加工的数控系统，利用木工自动翻板方法可以在保证夹手夹边的安全性条件下，进一步提升木工加工的稳定性，并且在添加新的翻板因素时，也能平稳高效地进行加工，加工效率也因此得到很大提升。
[0108]
为了解决以上提出的技术问题，本发明实施例还提供了一种木工自动翻板系统，采用了如下所述的技术方案：
[0109]
一种木工自动翻板系统，包括读取模块，用于读取板材数据和加工图元数据；
[0110]
图元数据分析模块，用于进行图元数据分析，获取板材各个面的图元参数；
[0111]
板材数据分析模块，进行板材数据分析，结合所述图元参数，获取目标翻转位置。
[0112]
最后需要说明的是，在本发明的描述中，诸如“第一”、“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序，或者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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此通信；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相互作用关系，除非另有明确的限定。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。
[0113]
本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而能够理解的是，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明公开并帮助理解各个实施例方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释呈反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每
个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，实施例方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。需要说明的是，在不冲突或矛盾的情况下，本技术中的实施例及实施例中描述的具体特征、结构、材料或者特点可以相互组合。本发明并不局限于任何单一的方面，也不局限于任何单一的实施例，也不局限于这些方面和/或实施例的任意组合和/或置换。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以单独使用本发明的每个方面和/或实施例或者与一个或更多其他方面和/或其实施例结合使用。
[0114]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。