用于封边机的控制系统的制作方法

    专利2022-07-07  168


    本发明涉及一种用于封边机的控制系统,其允许检查由木材或类似材料制成的板材的竖直边缘。

    因此,本发明处于适合控制板材加条带的质量的机器的领域。



    背景技术:

    实现用于由封边机机加工的零件的质量控制系统目前是值得注意的问题。事实上,由于各种各样和不同的限制、例如物理和结构类型的限制,这些质量控制系统在该技术领域中难以实施。木质碎料板板材的加边工艺被设计为通过所施加的胶合将之前截好的具有精修边缘的板材的侧面覆盖。应用在板材的侧截面的视角上的边缘应相对于板材的主表面的本质尽可能真实,或者在美学上与之匹配。封边机是进行加边过程的机器。该过程包括若干步骤,包括在待加条带的板材的侧面上应用胶水,在所述侧面上应用条带,根据所述侧面的高度和长度来确定条带本身的尺寸,以及在条带和/或板材的边缘进行任何加工,例如半径加工。当被作业的板材沿着预定方向在封边机的入口站和出口站之间移动时,实施上述过程。

    容易猜测的是,在这种类型的加工期间,有若干要遵守的条件,目的是确保被处理的板材从结构的角度(例如关于边缘密封)和美学的角度来看具有最优的特性。确保最优加工的困难还由于以下事实,即上述边缘不仅可以根据各种且许多材料的种类,例如木材、金属等实现,而且它们可以包括若干颜色和形状的种类。

    由于可能的缺陷的组别很广,因此很容易理解,仅通过操作人员的目检不足以保证输出的产品的高水平的质量。

    在本发明的基础上出现的问题是在加边过程的下游对碎料板木质材料板材的头部和尾部的竖直边缘的检查进行优化,因为边缘的这种胶合点被证明是最脆弱的位置之一:在那个区域,事实上,存在具有不同的角度并且直接接触的板材的两个侧面。

    因此,需要高水平的精度,特别是在边缘胶合方面。

    已知的用于封边机的控制系统提供了由多个相机构成的视觉系统,该视觉系统不特别分析板材的竖直边缘,因为它们被布置为不具有适于待分析的节段的视野。很明显,该解决方案不能保证对板材的头部和尾部的竖直边缘的质量控制。

    其它已知的控制系统提供了一种视觉系统,该视觉系统基于至少两个摄像机的使用,该视觉系统被指向,以便在板材的通过期间交替地检查板材本身的头部和尾部的竖直边缘。这种提供了使用两个相机的质量控制系统,在成本和机器空间方面特别昂贵。此外,通过该系统,在通过相机获取图像期间,很难管理在板材的两侧之间相对于相同边缘的对比度的调节。

    另一种已知的控制系统提供了单个相机的使用,该相机能够旋转,被构造为在板材通过期间交替检查板材本身的头部和尾部的竖直边缘。

    然而,由于相机的旋转运动应该与板材的高的前进速度完美同步,并且由于在所述运动期间图像清晰度的可能损失,该控制系统不能保证足够的精度。

    相关的现有技术还包括文献ep3462164a1,其描述了一种控制系统,该控制系统提供了单个固定相机的使用,该相机在板材通过期间交替地观察板材本身的头部和尾部的边缘。对于两个边缘,所述相机沿着相对于板材的前进方向的对角线方向获取一系列图像。然后,由此获得的这些图像必须被组合以获得单个图像。执行该操作是因为相机垂直于工件的前进方向布置,并且具有有限的视野以检查板材的头部和尾部的边缘。该解决方案的技术问题是获得不同于现实的组合的图像的可能性。上述解决方案的另一缺点是,必须使用具有高计算能力的处理器,其允许执行图像的组合和处理。例如,在专利文献ep2687837b1、ep3462164a1中描述了一种用于封边机的控制系统,其具有在所附权利要求1的前序部分中呈现的技术特征。

    在任何情况下,放置在封边机下游的允许检查由木材或类似材料制成的板材的竖直边缘的具有类似于将在下面详细描述的那些特征的控制系统,目前不在市场上。



    技术实现要素:

    因此,在上述的要求的范围内,本发明的主要目的是提供一种用于封边机的控制系统,其允许检查板材的竖直边缘,提高质量控制过程的性能,从而识别更多的瑕疵。

    本发明的另一个目的是提供用于封边的系统控制机器,其允许在机器输出端具有过程控制。

    本发明的另一个目的是提供一种用于质量控制的视觉系统,其允许管理邻接于同一边缘的侧面之间的对比度的调节。

    此外,本发明的目的是扩展和改善控制系统的视野,以便通过对获取的图像进行更“精益”的处理来获得更精确的结果,这是由于需要获取的图像的数量减少并且足够快以与机器的加工速度相匹配。

    本发明的目的是提供一种用于封边机的控制系统,该控制系统甚至可以集成到已经使用的封边机中,并且还可以集成到用于封边机的任何其它控制系统中。

    本发明的另一个目的是获得一种用于封边机的控制系统,该控制系统与所实现的优点相比是紧凑的且对于生产是是经济的。

    因此,本发明的目的是提供一种用于封边机的控制系统,该封边机适合于将条带施加到板材上,该板材沿着与竖直边缘相对应的滑动方向前进,该控制系统包括摄像机和第一镜,该摄像机具有设置有等分线的观察锥,第一镜用于反射该板材的竖直边缘的图像。

    优选地,根据本发明,所述控制系统还包括第二镜,该第二镜位于摄像机的观察锥内部,并相对于所述等分线以第一角度倾斜。

    同样优选地,第一镜相对于所述等分线处于分散位置,并且相对于所述板材的所述滑动方向以第二角度倾斜。

    此外,根据本发明,第一和第二镜以这样的方式调整为,使得所述摄像机通过所述第一镜上的第一反射和所述第二镜上的第二反射来捕获所述板材的所述竖直边缘的图像。

    特别地,第二镜可以沿着等分线布置。

    仍然,根据本发明,第一角度和/或第二角度可以是0-90度。

    第一角度优选等于80度。

    第二角度优选等于50度。

    这些角度允许具有光束反射和图像获取的最优结果。

    详细地,考虑板材从左到右的前进方向,如果第一分散镜位于摄像机的左侧,则获取的图像与板材头部的竖直边缘相关,相反,如果它位于摄像机的右侧,则获取的图像与所讨论的板材尾部的竖直边缘有关。

    作为本发明的目的,控制系统可以包括第一照明器,该第一照明器相对于等分线在外部与第一镜相邻,以便照亮所述板材的所述竖直边缘。

    优选地,在这种情况下,第一照明器具有与所述第一镜相同的倾斜度,以照明板材的竖直边缘。

    该系统还可以布置为包括第二照明器,该第二照明器相对于上述等分线关于第一照明器对称地布置。

    这增加了沿待检查板材的竖直边缘的任何缺陷的可见性。

    优选地,该系统可以包括第三和第四镜,其允许相对于所讨论的板材的第二竖直边缘具有图像。

    优选地,第三和第四镜可以相对于等分线关于第二和第一镜对称地布置。

    具体而言,第二和第三镜可以对应于沿具有等分线的轴线的一点相邻,但是以第三角度彼此倾斜,优选为160度。

    四个镜的存在,以及它们的从第二和第三角度给出的可能的角度,允许有利地通过单个装置探测与板材的头部和尾部的两个竖直边缘相关的图像。

    镜和/或灯的位置和角度可以通过第一调节元件来调节。

    这有利地允许基于机器的特征来限定竖直边缘的最优的可见性。

    控制系统的摄像机还可以设置有第二调节装置,该第二调节装置适于调节同一摄像机相对于板材的竖直边缘的距离和角度。这可以保证更精确地获取与板材的竖直边缘相关的细节。

    为了更精确地将视锥沿镜的方向指向摄像机的第一镜和第二镜,在镜的前面存在一间隙或开口。

    附图说明

    这些和其它目的通过根据本发明的用于封边机的控制系统来实现,这将在下面对优选实施例的现有描述中变得更加清楚,但是不排除在附图中以指示而非限制的方式,其中:

    图1示意性地示出了封边机的透视图;

    图2示意性地示出了根据本发明的用于封边机的双镜控制系统的第一实施例的俯视图;

    图3示意性地示出了根据本发明的用于封边机的四镜控制系统的第二实施例的俯视图;

    图4涉及图3的用于封边机的控制系统的透视图;

    图5涉及图3的用于封边机的控制系统的侧视图;

    图6涉及图3的用于封边机的控制系统的水平截面;

    图7涉及图6的用于封边机的控制系统的截面透视图;

    图8示意性地示出了例如由木质材料制成的板材的头部边缘的例如关于图3的系统的控制步骤;

    图9示意性地示出了例如由木质材料制成的板材的尾部边缘的例如关于图3的系统的控制步骤。

    具体实施方式

    参照上述附图,本发明的用于封边机1的控制系统15包括具有摄像机4(具有其光学器件)和至少两个镜10的系统,所述至少两个镜用于将所需的图像(在这个情形下是板材11的头部和尾部边缘的图像)朝向属于上述系统15的相机4反射。

    用于封边机1的控制系统15优选地定位在(图1)封边机1下游的空隔室3内,由不同材料(例如碎料板木材)制成的待加条带的板材11(图2-6、8-9)沿着该封边机1通过支撑辊式输送机2沿图1-9中的纵向方向r滑动。

    示出的板材11具有彼此平行且相对的两个侧表面13(图2),其对应于板材11本身的较长侧;垂直于侧表面13并且彼此平行且相对地有两个侧表面14,其对应于板材的较短侧。

    侧表面13和侧表面14之间的邻接点分别形成所谓的竖直边缘12,当通过本文讨论的控制系统进行分析时,该竖直边缘是板材11的兴趣点。

    特别地,根据本发明的第一实施例,如图2所示,用于封边机1的控制系统15包括定位在相机支撑件5上的相机4,该相机支撑件具有横向且平行于相机4自身的侧面的位于槽17内的推动粒16,其允许沿着图中的纵向方向l相对于距离和待分析的板材11调节相机4。

    在相机4的镜头的前面有一通道或开口6,例如圆形形状的,其允许将相机4的视野限制在一定数量的镜子内。在通道或开口6的后面以及在镜组23的前面,有一硬件支撑件7。

    然后,邻接硬件支撑件7,在相对于通道或开口6的相反位置处,存在镜组23,在该第一实施例中,该镜组包括两个镜子10,第一镜子放置在相对于相机4的视锥的等分线20的偏离中心的位置,相对于板材11的前进方向r以角度19倾斜,例如50度。第二镜10沿着相机4的观察锥的等分线20的轨迹居中地放置,相对于该轨迹以角度18倾斜,例如80度。

    镜10的这些角度18和19使得相机4能够以精确和定时的方式探测两个头部或尾部竖直边缘12中的一个。这取决于镜10的分散位置,以及中心镜10相对于等分线的倾斜的角度。如果所述分散镜相对于相机4及其光学器件位于左侧sx,它将撞击头部11的板材12的边缘;如果它位于相对于相机4及其光学器件的右侧dx,它将撞击并探测板材的尾部11的边缘12。

    在具有与分散镜10相同倾斜度并且在外部接近该镜的情况下,还存在线性照明器8;例如发光二极管(led)条带,其相对于分散镜10平行地指向板材11的竖直边缘12照明。在图中未示出的另一实施例中,线性照明器8的倾斜度可以相对于偏心镜10的倾斜度是不同的。

    特别地,镜子10和照明器8可以具有可调节的角度,并且可以借助于销21和凹入的固定粒22来定位,该销和固定粒拧入并穿过在镜组23的覆盖物25中专门创建的孔。

    在图3和4中详细示出的另一种实施例中,该系统具有四个镜10,两个邻近的镜10对应于一点,并且两个镜之间彼此以角度26倾斜,例如160度;当垂直于板材的前进方向r时,这些镜10优选地相对于相机4的观察锥居中地放置,特别地在该观察锥的等分线20处在两个镜10自身之间具有接触点。

    对于相对侧(参考图中的dx和sx),这些镜10相对于相机4的观察锥的等分线20以角度18倾斜,例如80度,第三镜10相对于相机4的观察锥的等分线20处于偏心位置,相对于板材11的前进方向r以角度19倾斜,例如50度。

    以镜面方式,第四镜10也相对于相机4的观察锥的等分线20处于偏心位置,相对于板材11的前进方向r以角度19倾斜,例如50度。

    镜10的这些角度18和19允许相机4以精确和定时的方式探测两个竖直边缘12,头部竖直边缘和尾部竖直边缘。

    优选地,在具有与偏心镜10相同倾斜度并且在外部分别接近该镜的情况下,存在两个线性照明器8,每侧一个:例如,两个led条带,其相对于镜10平行地指向和照明到板材11的竖直边缘12上。

    类似于图2所示的变型,镜10和照明器8可以通过销21和凹入的固定粒22具有可调节的角度和位置,该销和固定粒拧入并穿过在镜组23的覆盖物25中专门创建的孔。

    图5示出了用于封边机的控制系统的侧视图,其中剖面线a清晰可见,由此可以在没有与镜组23的覆盖物25和销21相关的部分的情形下在图6和7中详细地观察上述系统。

    图8和图9分别示出了头部的边缘12以及随后尾部的边缘12的沿着图中的板材11的前进方向r的获取步骤的两个不同但连续的时刻。

    具体而言,在图8中,来自照明器的光束f照射板材11的头部的竖直边缘12,射向毗邻左侧的偏心镜10,该光束因此被反射,并依次射向中心镜10,从图中的左手侧倾斜,并穿过通道或开口6,在光束宽度f和定时方面以精确的方式被相机获取。

    在图9中,来自照明器的光束f照射板材11的竖直尾部边缘12,射向毗邻右侧的偏心镜10,该光束因此被反射,并依次射向中心镜10,从图中的右侧倾斜,并穿过通道或开口6,在光束宽度f和定时方面以精确的方式被相机获取。

    如上所述的并根据在附图1、2、3、4、5、6、7、8和9中详细示出的例子,由此实现的用于封边机1的控制系统15因此具有以下优点:

    -扩大和改善控制系统的视野;

    -能够集成到存在的封边机和其它控制系统中;

    -由于镜的存在和它们的战略位置,节省了额外相机的使用;

    -提高封边机的输出加工的质量;

    -连续观察板材的头部和尾部的边缘的可能性;

    -提高照明的均匀性;

    -更准确地评估任何局部对比缺陷并因此评估边缘瑕疵;

    -扩大和改善控制系统的视野,以获得越来越精确的结果;

    -通过减少必须获取的图像的数量,对获取的图像进行更“精益”的处理;

    -具有足够快的系统,以与机器的加工速度相匹配;

    -具有一种系统,其允许最优地管理在毗邻同一边缘的侧面之间的对比度的调整;

    -与传统解决方案相比,相对于所实现的优点,影响有限的生产成本。

    由此构思并在本文示出的发明可以有若干修改和变化,其所有都在本发明的概念的范围内。

    此外,所有的细节都可以由其它技术上等效的元件来代替。


    技术特征:

    1.一种用于封边机(1)的控制系统(15),所述封边机适于将条带施加到板材(11)上,所述板材沿着与竖直边缘(12)相对应的滑动方向(r)前进,所述控制系统包括摄像机(4)以及第一镜(10),所述摄像机具有设置有等分线(20)的观察锥,所述第一镜用于反射所述板材(11)的竖直边缘(12)的图像,

    其特征在于,所述控制系统(15)包括第二镜(10),所述第二镜位于所述摄像机(4)的观察锥内部,并相对于所述等分线(20)以第一角度(18)倾斜;

    并且其中,所述第一镜(10)相对于所述等分线(20)处于分散位置,并且相对于所述板材(11)的所述滑动方向(r)以第二角度(19)倾斜,所述第一和第二镜(10)调整为使得所述摄像机(4)通过所述第一镜(10)上的第一反射和所述第二镜(10)上的第二反射来捕获所述板材(11)的所述竖直边缘(12)的图像。

    2.根据权利要求1所述的用于封边机(1)的控制系统(15),其特征在于,所述第二镜(10)沿着所述等分线(20)布置。

    3.根据权利要求1至2中任一项所述的用于封边机(1)的控制系统(15),其特征在于,所述第一角度(18)等于0至90度和/或所述第二角度(19)等于0至90度。

    4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于封边机(1)的控制系统(15),其特征在于,所述控制系统包括第一照明器(8),所述第一照明器相对于所述等分线(20)在外部邻近所述第一镜(10),以便照明所述板材(11)的所述竖直边缘(12)。

    5.根据权利要求4所述的用于封边机(1)的控制系统(15),其特征在于,所述第一照明器(8)具有与所述第一镜(10)相同的倾斜度。

    6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于封边机(1)的控制系统(15),其特征在于,所述控制系统(15)包括用于反射所述板材(11)的第二竖直边缘(12)的图像的第三镜(10)和第四镜(10)。

    7.根据权利要求1至6中任一项所述的用于封边机(1)的控制系统(15),其特征在于,所述第三和第四镜(10)相对于等分线(20)分别关于所述第二镜(10)和所述第一镜(10)对称地布置。

    8.根据权利要求6或7所述的用于封边机(1)的控制系统(15),其特征在于,所述控制系统包括相对于等分线(20)关于所述第一照明器(8)对称地布置的第二照明器(8)。

    9.根据权利要求6至7中任一项所述的用于封边机(1)的控制系统(15),其特征在于,所述第二和第三镜(10)沿着等分线(20)对应于点(p)彼此相邻,并且以第三角度(26)彼此倾斜。

    10.根据权利要求9所述的用于封边机(1)的控制系统(15),其特征在于,所述第三角度(26)等于160°。

    11.根据权利要求1至10中任一项所述的用于封边机(1)的控制系统(15),其特征在于,所述镜(10)和/或所述照明器(8)中的至少一个的位置和角度通过第一调节元件(21、22)是能够调节的。

    12.根据权利要求1至11中任一项所述的用于封边机的控制系统(15),其特征在于,所述摄像机(4)装备有第二调节装置(16),所述第二调节装置用于调节所述摄像机(4)相对于所述板材(11)的所述竖直边缘(12)的距离和角度。

    13.根据权利要求1至12中任一项所述的用于封边机(1)的控制系统(15),其特征在于,在摄像机(4)的前面布置有间隙或开口(6),以便朝向所述第一镜(10)和所述第二镜(10)限制所述摄像机(4)的观察锥。

    14.根据权利要求1至13中任一项所述的用于封边机(1)的控制系统(15),其特征在于,所述第一角度(18)等于80°。

    15.根据权利要求1至14中任一项所述的用于封边机(1)的控制系统(15),其特征在于,所述第二角度(19)等于50°。

    技术总结
    本发明涉及一种用于封边机(1)的控制系统(15),该控制系统包括具有相对观察锥的摄像机(4)、用于将来自所述摄像机(4)的光束(F)反射到属于板材(11)的竖直边缘(12)上的两个倾斜的镜(10)。

    技术研发人员:乔利·马蒂亚
    受保护的技术使用者:SCM集团公司
    技术研发日:2020.09.14
    技术公布日:2021.03.12

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