一种木材检测分类设备的制作方法

1.本发明涉及一种木材检测分类设备，属于木材等级分类技术领域。


背景技术：

2.木质产品的生产离不开柸板原材料，而不同的产品所需的柸板类别不同，有的产品对柸板的含水率有要求，要的产品对柸板的美观度有要求等，因此对木材的质量进行评级分类是一个必不可少的过程。传统的木材质量分类由人共完成，通过人工视觉观测来辨识木材的虫眼、开裂和结节等质量问题，以及用一些仪器来辅助检测木材的部分指标，该方法不仅工作效率低，且工人在长时间进行肉眼观测之后会产生视觉疲劳，提高漏检错检的发生可能，对分类准确度有一定影响。部分生产中采用了质量检测设备来代替人工检测，提高了检测质量，但木材检测和分类的各单元之间仍需要人工进行转运操作，工序繁琐，且检测时往往只能对木材暴露在外的上表面进行扫描，难以对木材进行全方面的检测。
3.申请号为cn201810751050.1的专利文件公开了一种板材检测、分类和堆垛设备，该设备设有用于接收来自板材生产线的板材的过渡辊台、用于接收来自过渡辊台的板材并对板材进行检测的检测辊台以及用于接收来自检测辊台的板材并对板材进行分类或堆垛的分类堆垛辊台组，通过上述多个辊台之间的配合实现板材的检测、分类和堆垛的流水线作业。该发明虽然一定程度上减少了板材分类过程中的人工操作，提高了效率，但是该设备的分类是通过分类堆垛辊台组来实现，每一个分类堆垛辊台组仅能进行一次分类，当板材需要多个等级分类时需要串联设置更多的分类堆垛辊台组，使得设备占用体积增大，结构复杂，一定程度上提高成本，且当单个分类堆垛辊台组出现故障时整个流水线都将受到极大影响，且在该设备上板材为直线式运输，对厂区空间长度有一定要求，泛用性低。另一方面，板材在该设备上运输时由于仅能对其暴露在上的一面进行质量检测，容易导致检测合格的木材中出现残次品。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种木材检测分类设备，通过含水量检测和质量检测将其分类，随后根据其分类将木板分类存储至不同的存储盘中，实现木材的检测和分类。本发明分类处理所需的机构结构简单，空间占用较小，能在有限的空间内进行多种评级分类操作，泛用性强，且能够对木材进行双面检测，检测精度更高。
5.为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种木材检测分类设备，从入料端到出料端依次包括进料单元、含水量检测单元、缺陷检测单元、分类存储单元、出料单元和用于操控上述各单元的控制系统；所述的含水量检测单元设有木材水分测定仪；所述的缺陷检测单元设有两个缺陷检测器和分别穿过所述的两个缺陷检测器的第一传动组件与第二传动组件；所述的分类存储单元包括一个分类存储装置，所述的分类存储装置具有多个层状分布的用于存储不同种类木材的存储盘，每一个所述的存储盘均具有存料传动组件。
6.本设备的检测单元包含两处，一处用于检测木材含水量，并根据含水量的高低将木材分为不同档次，另一处用于检测指标为木材是否存在表面缺陷等，并评判木材是否质量合格，其中第一传动组件和第二传动组件使木材两次穿过缺陷检测器，从而木材的正反面均进行检测。经过上述检测单元检测后的木材进入到存储单元，存储单元的分类存储装置由多个存储盘堆叠而成，每两个相邻的存储盘之间留有空间以便存放木材，存储盘上设有进出料传动组件，更具体地，存储盘可由传送皮带机构成，当木材到达存储盘时，传送皮带机将木材转运收纳至存储盘上，当木材存满时，传送皮带机将木材转运出。进一步地，存储盘的出料端设有限位件，当存储盘未存满时限位件限制木材的传出，当存满时，限位件退回，使木材顺利移出。更进一步地，存储盘处还可增设声光警示装置，当某一存储盘装满后，声光警示装置可发出声光信号警示。
7.进一步地，所述的各单元均设有传送机构，相邻单元的传送机构之间相互衔接。
8.进一步地，所述的进料单元、缺陷检测单元、分类存储单元和出料单元的传送机构均为皮带传送机，所述的含水量检测单元的传送机构为沿一个传动导轨移动的推动件。整个装置大体上通过传送皮带机对木材从入口到出口进行转运，由于含水量检测装置的结构因素，设置传送皮带机会影响检测，因此通过一个推动件进行木材转运，推动件可以沿一个传动导轨滑动，从而将检测完成的木材推运至第二传动组件。
9.进一步地，所述的分类存储装置上下相邻的两个存储盘之间留有用于存放木材的存储腔。
10.进一步地，所述的分类储存装置包括一个用于调整不同存储盘位置的高度调节机构。
11.本发明通过高度调节机构来调节分类存储装置的存储盘的空间位置，从而实现将存储盘与木材进行一一对应，以其中一种实施方式为例，木材分为合格和不合格两种，存储盘分为合格品存储盘和不合格品存储盘，当合格木材通过皮带转运到分类存储装置处时，高度调节机构调节合格品存储盘位置，使其对齐皮带上的木材，完成对木材收纳存储，同样地，当木材为不合格品时，调节不合格品存储盘位置对木材进行收纳存储。
12.进一步地，所述的第一传动组件与第二传动组件并排设置，第一传动组件与第二传动组件的传动方向相反。
13.第一传动组件和第二传动组件使木材两次通过缺陷检测器，第一次进入缺陷检测器时，缺陷检测器对其暴露的上表面（记为正面）进行缺陷检测，随后木材离开缺陷检测器，从第一传动组件转移到第二传动组件并进行翻面，使其原本的下表面（记为反面）暴露出来，随后木材跟随第二传动组件再次进入缺陷检测器对反面进行检测。
14.进一步地，所述的第一传动组件沿运动方向的起始端与含水量检测单元衔接，所述的第二传动组件沿运动方向的末端与分类存储单元衔接。
15.进一步地，第一传动组件沿运动方向的末端与第二传动组件沿运动方向的起始端之间设有翻转夹爪，所述的翻转夹爪包括位于一端的用于夹持木板的夹持部和位于另一端的旋转轴。
16.木材从第一传动组件转移到第二传动组件需要两个步骤，一个步骤为空间位置转移，另一个为木材正反面反转，该步骤可以通过人工进行，但为了实现全自动化，可以通过一个翻转夹爪实现，所述的翻转夹爪包括位于一端的用于夹持木板的夹持部和位于另一端
的旋转轴，夹爪的非夹持端通过旋转轴固定在第一转运组件和第二转运组件之间，当旋转轴通过旋转使翻转夹爪指向第一转运组件时，可以夹持来自第一转运组件的已经完成了正面缺陷检测的木材，随后旋转轴通过旋转使翻转夹爪指向第二转运组件，并将木材放置在第二转运组件上，此时由于旋转作用，木材被翻面，使得反面朝上。
17.进一步地，所述的分类存储单元还包括一个分类翻面装置。
18.该装置可以在木材收纳存储至存储盘之前对木材进行翻面操作，使所有木材质量好的一面方向一致，便于后续的验收等流程，具体的，当木材高质量面朝上时，进行翻面，当木材低质量面朝上时，进行翻面，使高质量面均朝上，或与上述相反，使低质量面均朝上。
19.根据本发明提供的装置，下面提供一种木材检测分类方法，包括以下步骤：s1：木材通过进料单元传送至含水量检测单元，通过含水量检测单元的木材水分测定仪测定木材的含水量，控制系统根据含水量的数值将其标记为a类、b类或c类等类别；s2：经过含水率测定的木材首先通过第一传动组件进入缺陷检测器，由缺陷检测器对其朝上的正面进行质量评定，评定分数记为a；s3：检测完正面的木材到达第一传动组件末端后，由转运和翻转装置将其翻面并放置到第二传动机构上，并通过第二传动组件进入缺陷检测器，由缺陷检测器对其朝上的反面进行质量评定，评定分数记为b；s4：正反面检测完的木材进入分类存储单元的分类翻面装置，此时控制系统对a和b进行评判，若b＞a，则分类翻面装置不进行翻面操作，若a＞b，则分类翻面装置进行翻面操作；s5：经过分类翻面装置处理后的木材进入分类存储装置，分类存储装置包括多个存储盘，其中一个存储盘为不合格品存储盘，其他存储盘分别对应a类、b类或c类等类别，控制系统根据s1中对木材的分类，将不同类别的木材存储至对应的存储盘，同时，若木材的质量评定分数a和b中至少有一个低于合格分数，则控制系统将该木材存储至不合格品存储盘；s6：当某一存储盘存满后，存储盘利用传动组件将木材转运至出料单元，等待转移至对应的堆放区。
20.上述的s1步骤中的分类可通过人工设定，以其中一种实施方式为例，设定含水量10%和15%为两个阈值，当含水量低于10%时，将木材标记为a类，当含水量介于10%~15%时，将木材标记为b类，当含水量大于15%时，将木材标记为c类。同样的，设置更多阈值和区间，可以将木材划分为更多种类。在另一种实施方式中，s2和s3步骤中的质量评定可通过视频检测仪实现，视频检测仪的视觉传感器读取木材的表面信息，并分析其虫眼、开裂和结节等表面质量问题，以及测定其长宽尺寸是否合规，根据各项检测指标进行加权计分，最终得到检测面的质量分数，具体的计分方式可根据生产需要进行调整。由于在木材检测过程中采用的为非接触式检测，当木材进过视频检测仪时只能对上方暴露与视觉传感器的上表面进行单面检测，因此设置了s2和s3两个检测步骤，对木材进行双面检测。
21.综上所述，应用本发明可以得到以下有益效果：1、本发明采用全自动化设备进行流水线作业，木材的进料、含水量检测、缺陷检测、分类和出料均通过电子设备完成，降低了人工成本，同时提高了产品的处理效率，具有经济性。
22.2、本发明采用缺陷检测器来代替人工视检，人工视检除了需要人工成本外，还会存在视觉疲劳等问题，影响质检的质量和效率。而本发明通过缺陷检测器上的视觉传感器捕捉木材表面的信息，并自动分析其是否达到合格质量，此外在进行缺陷检测时，设置了第一传动组件和第二传动组件，木材在第一和第二传动组件上正反面相反摆放，使视觉传感器能对木材的双面进行捕捉，提高了质检效果，保证了质检结果的准确性。
23.3、本发明在木材进行分类存储前，先让其经过一个分类翻面装置，使所有木材质量高的一面均朝上或者朝下，便于对木材的验收和评定。
24.4、本发明通过多个存储盘堆叠而成的分类存储装置来对木材进行分类，具体地，每一个存储盘均代表一个木材类别，当某一类别的木材到达分类存储装置时，装置便会驱动相应的存储盘，使其对齐木材并将其收纳存储。本发明通过堆叠式分类存储，大大地提高了空间利用效率，实现了在有限空间内尽可能多的分类，且结构简单，具有实用价值。
附图说明
25.以下为本发明实施例的相关附图：图1为本发明实施例的俯视示意图；图2为本发明实施例的转运翻面装置示意图；图3为本发明实施例的分类存储装置结构示意图；图中，1
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进料单元，2
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含水量检测单元，3
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缺陷检测单元，4
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分类存储单元，5
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出料单元，6
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分类翻面装置，21
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推动件，22
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传动导轨，31
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第一转运组件，32
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第二转运组件，33
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缺陷检测器，34
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翻转夹爪，41
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存储盘，341
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夹持部，342
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旋转轴，343
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翻转夹爪传感器。
具体实施方式
26.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。
27.如图1~ 3所示，一种木材检测分类设备，从入料端到出料端依次包括进料单元1、含水量检测单元2、缺陷检测单元3、分类存储单元4、出料单元5和用于操控上述各单元的控制系统。进料单元主体由皮带传送机构成，皮带传送机的传送方向朝向含水量检测单元，当木材放置在进料单元上时，木材会传送至含水量检测单元，具体地，进料方式可以通过手动进料，也可通过机械臂自动进料。当木材到达含水量检测单元时，木材的左端会抵住设置在含水量检测单元处的推动件21，当木材完成含水量检测时，推动件21在传动导轨22上向右滑动，将木材推动至第一传动组件31上，从而使木材进入到缺陷检测单元3。缺陷检测单元由四部分组成，包括第一传动组件31、第二传动组件32、缺陷检测器33和翻转夹爪34，第一传动组件和第二传动组件均由皮带传送机构成，木材进入缺陷检测单元3后，首先随着第一传动组件31进入到缺陷检测器33中，对其正面进行扫描，从而判断其正面的产品质量，随后到达第一传动组件31的尾端。为了便于翻转夹爪的设置，第一传动组件31的尾端和第二传动组件32的起始端设置有与第一、第二传动组件分离的带有滚筒的轨道结构，并且该轨道结构中部形成与轨道方向垂直的开口，以容纳翻转夹爪的两个夹持部，第一传动组件对应的轨道结构的尾端具有一个翻转夹爪传感器343，当木材被第一传动组件输送到第一传动组件的尾端时，木材的右端会抵住翻转夹爪传感器343，翻转夹爪传感器接收到信号后便操
控翻转夹爪，使翻转夹爪的夹持部341将木材夹紧，随后通过旋转轴342将木材翻转并转移到第二传动组件32上，此时木材反面朝上。木材到达第二传动组件32后，翻转夹爪松开并回复到朝向第一传动组件31的状态，木材随着第二传动组件32再次进入到缺陷检测器33中，对反面进行质量判断。完成木材正反面的质量判断后，木材输送至第二传动组件32的末端，并进入分类翻面装置6处，进行翻面或不翻面的判断后，将木材的优质面统一朝上，随后将木材转移至分类存储单元4中，并装入分类存储装置4的不同存储盘41中，当某一存储盘41装满，该存储盘便通过存储盘上的传送皮带将一组木材输送至出料单元5上，等待人工或机械臂将其转运至其他位置。
28.具体地，分类评判方法如下：s1：木材通过进料单元传送至含水量检测单元，通过含水量检测单元的木材水分测定仪测定木材的含水量，控制系统根据含水量的数值将其标记为a类、b类或c类，其中，含水量低于10%时标记为a类，含水量为10%~15%标记为b类，含水量高于15%时标记为c类；s2：经过含水率测定的木材首先通过第一传动组件进入缺陷检测器，由缺陷检测器对其朝上的正面进行质量评定，评定分数记为a；s3：检测完正面的木材到达第一传动组件末端后，由转运翻转装置将其翻面并放置到第二传动组件上，并通过第二传动组件进入缺陷检测器，由缺陷检测器对其朝上的反面进行质量评定，评定分数记为b；s4：正反面均检测完的木材进入第二传动组件与分类存储单元之间的分类翻面装置，此时控制系统对a和b进行评判，若b＞a，则分类翻面装置不进行翻面操作，若a＞b，则分类翻面装置进行翻面操作，或者与上述相反；s5：经过分类翻面装置处理后的木材进入分类存储装置，分类存储装置包括四个存储盘，其中一个存储盘为残次品存储盘，其他存储盘分别对应a类、b类或c类，控制系统根据s1中对木材的分类，将不同类别的木材存储至对应的存储盘，同时，若木材的质量评定分数a和b中至少有一个低于合格分数，则控制系统将该木材存储至残次品存储盘；s6：当某一存储盘存满后，存储盘利用传动组件将木材转运至出料单元，等待转移至对应的堆放区。
29.以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。