一种木材下料加工设备及加工方法

专利名称：一种木材下料加工设备及加工方法
技术领域：
本发明涉及木材加工领域，特别是涉及一种木材下料加工设备及加工方法。
背景技术：
现有由于高质量木材原料的日益稀少，生长緩慢，无法快速补充所欲伐的 树木。加上全球环境保护意识的增强，各国对天然林木材的欲伐限制日益严格。 木材原料越来越珍贵，因此如何有效的利用天然木材成为本领域技术人员急需 解决的技术问题。
世界各先进国家近十年来竟相研究木材优选备料技术，利用当代电子计算 机技术，对木材的加工方法进行精细优化，从而达到降低原料消耗，提高利用 率的目的。经过多年的研究和应用实践，先进国家的设备供应商已经推出了多 种木材优选的技术和设备。
现有一种全套优选锯切生产线，虽然能够实现木材切割方式的优选，但由 于才殳资高，只有当大批量生产时才具有经济效果。
现有全套优选锯切生产线使用二维扫描头，但是由于跟后续的纵锯或横截 锯直接相联和直接进行控制，只能进行一维加工，因此二维扫描只能应用于一 维加工，大大降低优选效果。
对于现有全套优选锯切生产线要提高出材率，就必需加大批量而提高库存 量，无法解决精益化生产和木材出材率之间冲突问题。
现有全套优选锯切生产线使用二维扫描头，二维扫描头以木材紋理彩色摄 像分析为途径，技术复杂，可靠性低，维护保养难度大，投资高。二维扫描头 使用时，需要根据具体材种独立定义木材缺陷，不具备通用性。当改变加工木 材时，需要重新编程定义木材材种特性，使用很不方便。
因此，如何提供一种木材下料加工方法及系统，方便用户使用，提高木材 的出材率，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种木材下料加工方法，能够提高木材的
4出材率，并且方便用户使用。
本发明要解决的技术问题是提供一种木材下料加工系统，适合大批量.也适 合小批量甚至于单块木板的下料加工，能够大大提高木材的出材率，并且方便 用户使用。
具体说，本发明提供一种木材下料加工方法，包括以下步骤
A、 预先用封闭回路标注出木材的缺陷；
B、 输入所需规格料的参数值；
C、 扫描头扫描所述木材，录入所述木材上标注的封闭回路和所述木材的 外形轮廓；
D、 分析所述木材的外形轮廓和所述封闭回路的位置和形状，才艮据所述头见 格料的参数值确定切割加工锯的加工方式。
优选地，所述步骤D后进一步包括
E、 根据所述切割加工锯的加工方式，在所述木材上标注出加工线。 优选地，所述步骤E后进一步包括
F、 根据所确定的加工方式注出的加工线，使用切割机械进行切割加工。 优选地，所述步骤D具体为分析所述木材的外形轮廓和所述封闭回路
的位置和形状，根据所述规格料的参数值确定横向和/或纵向切割加工方式。 优选地，所述步骤D具体为分析所述木材的外形轮廓和所述封闭回3各
的位置和形状，根据所述规格料的参数值确定切割加工次序先纵向后横向或
者先横向后纵向，或者纵横混合的加工次序。
优选地，所述步骤C具体为扫描方式具体为激光扫描、图形照相扫描
和X光透视扫描的一种或多种的结合。
优选地，所述步骤A具体为预先用封闭回路标注出所述木材一面或上
下两面的缺陷。
优选地，所述步骤B中规格料的参数值包括以下参数的全部或部分所 述规格料的长度、宽度以》j。工后规格料的数量。
本发明还提供一种木材下料力口工系统，包括扫描头、实现扫描头与木材进 行相对运动的运输系统，与所述扫描头相连的计算机，以及后续的切割加工锯；
所述计算机输入所需规格料的参数值；所述扫描头扫描用封闭回路标注出缺陷的木材，确定所述木材上标注的封 闭回路和所述木材的外形轮廓；
所述计算机分析所述木材的外形轮廓和所述封闭回路的位置和形状，才艮据 所述规格料的参数值确定切割加工锯的加工方式，确定后续切割加工锯按照所 述加工方式进^f于切割。
优选地，所述系统进一步包括与所述计算机相连的打印机，所述打印机根 据所述计算机确定的切割加工锯的加工方式在所述木材上打印切割线。本发明 相对上述现有技术，具有较高出材率，并且方便用户使用的优点。
由于本发明实施例所述木材下料加工方法，包括预先用封闭回路标注出板 状木材的缺陷和输入所需胚料的参数值的步骤，并且通过扫描头扫描所述木 材，确定所述木材上标注的封闭回路和所述木材的外形l仑廓，通过分析所述木 材的外形轮廓和所述封闭回路的位置和形状，根据胚料的参数值确定切割加工 锯的加工方式。这样就可以有效地避开木材的缺陷，根据具体所需规格料的尺 寸，确定不同的加工方式，有效地提高了木材的出材率。
而且本发明所述方法，不需要以木材紋理彩色摄像分析，不需要根据具体 材种独立定义木材缺陷再确定加工方式，只是通过避开预先标注的缺陷的范围 即可保证最终切割木材的质量，适合所有树种和原料状况，使用方便，降低了 制造成本。
由于本发明所述木材下料加工系统，包括扫描头、与所述扫描头相连的计
算机，以及与所述计算机相连的切割加工锯；所述计算机输入所需规格料的参 数值；所述扫描头录入用封闭回路标注出的木材缺陷，也扫描出所述木材的外 形轮廓；所述计算机分析所述木材的外形轮廓和所述封闭回路的位置和形状， 根据所述规格料的参数值确定切割加工锯的加工方式，将所述加工方式显示在 扫描后的木料上。这样就可以有效地避开木材的缺陷，根据具体所需规格料的 尺寸和数量，确定不同的加工方式，有效地提高了木材的出材率。
而且本发明所述系统，不需要以木材紋理彩色摄像分析，不需要根据具体 材种独立定义木材缺陷再确定加工方式，只是通过避开预先标注的缺陷的范围 即可保证最终切割木材的质量，适合所有树种和原料状况，使用方便，降低了 制造成本。


.图1为本发明所述木材下料加工方法第一种实施例流程图； 图2为本发明所述木材下料加工方法第二种实施例流程图； 图3为本发明所述木材下料加工系统第一种实施例结构图； 图4为本发明所述木材下料加工系统第二种实施例结构图； 图5为本发明所述木材下料加工系统第三种实施例结构图； 图6为本发明所述木材下料加工系统第四种实施例结构图。
具体实施例方式
本发明提供一种木材下料加工方法，用于提高木材加工的出材率，并且方 便用户使用。
为了更清楚地说明本发明所述木材下料加工方法的过程，下面结合附图进 行具体说明。
参见图1，该图为本发明木材下料加工方法第一种实施例流程图。 本发明木材下料加工方法第一种实施例，具体包括以下步骤 SIO、预先用封闭回路标注出木材的缺陷。
用步骤S30中的扫描头可识别的标记笔将板状木材缺陷用封闭的环^各标 记出来。优选方式，预先用扫描头可识别的标记笔将所述木材正反面的缺陷用 封闭回3各标注出来。
S20、输入所需规格料的参数值。
输入所需规格料的长度、宽度和数量。根据情况还可以输入所需规格料对 木材缺陷的要求和等级，例如所需规格料是否可以允许一 面有 一定程度的缺 陷，或者是否允许在一面的某个特定范围内有缺陷等。
S30、扫描头扫描所述木材，录入所述木材上标注的封闭回^各和所述木材 的外形轮廓。
扫描头对木材上下两面进行扫描，录入木材外形轮廓尺寸和标注的缺陷的 准确位置和区域。
所述扫描头可以采用照相，摄像，激光或X光透视扫描技术，或者两三 者兼用的技术。所述扫描头可以采用现有的能够识别被扫描对象外形轮廓，能 够确定外形尺寸的扫描头即可，具体扫描头在此不再详述。S40、分析所述木材的外形轮廓和所述封闭回路的位置和形状，根据所述 头见格料的参数值确定切割加工锯的加工方式。
所述扫描头可以直接与计算机相连，将其确定的所述木材上标注的封闭回 路和所述木材的外形尺寸输入到计算机中。由计算机对输入的上述数据进行分 析，对照所输入的所需规格料的参数值进行分析比较，计算出切割加工锯的最 佳加工方式。
如果所述扫描头相连的计算系统联结一台优选锯机，所述优选锯机为横向 切割加工锯时，分析所述木材的外形尺寸和所述封闭回路的位置和形状，根据 所述规格料的参数值确定切割加工锯的横向加工方式。
如果所述扫描头联结一台优选锯机，所述优选锯为纵向切割加工锯时，分 析所述木材的外形尺寸和所述封闭回路的位置和形状，根据所述规格料的参数 值确定切割加工锯的纵向加工方式。
如果所述扫描头相连的计算系统没有与切割加工锯才;i4目联，作为独立的系 统，所述扫描头相连的计算系统分析所述木材的外形轮廓和所述封闭回i 各的位 置和形状，确定切割加工锯的混合加工方式。
所述混合力口工方式，是一黄向加工与纵向力口工次序不确定并交融的力口工方式。
先进行横向加工完成后再进行纵向加工的加工方式具体为先规格胚料所 需要的长度进行横截，并切除缺陷，再按规格料所需的宽度纵向分切加工，分 成所需规格料。
先进行纵向加工完成后再进行横向加工的加工方式具体为先按规格料所 需要的宽度进行纵向分切加工，分成细木条，然后再按规格料所需长度或任意 长度横截，切除缺陷并获得所需规格料。
横向加工与纵向加工组合的加工方式具体为不需要将木材完全纵向分
切或完全横截，而只是对木材进行一段直线锯切后纵横组合完成的优选加工方 式。
以上三种加工方式，可全部通过计算机分析计算后进行显示，也可根据具 体加工条件和材料状况，或者实际生产要求，选择显示其中一种加工方式。 所述三种加工方式可以按照最高价值原则确定，即才艮据锯割后所得各种规格料的价值之和为最大的原则进行加工。
所述三种加工方式还可以按照精益化加工原则确定，即根据锯割后所得各 种规格料能够保证订单的完成进行加工。
所述三种加工方式还可以按照最大出材率原则，即根据锯割后废料最少， 木材损耗率最低的方式进行加工。
以上三项原则可才艮据具体加工需要，三项原则进行优先排序，这样可以更 好地保证加工的实际需要。
由于本发明实施例所述木材下料加工方法，包括预先用封闭回路标注出板 状木材的缺陷和输入所需规格料的参数值的步骤，所述木材上标注的封闭回路 和所述木材的外形轮廓，通过分析所述木材的外形轮廓和所述封闭回路的位置
和形状，根据胚料的参it值确定切割加工锯的加工方式。这样就可以有效地避 开木材的缺陷，根据具体所需胚料的尺寸，确定不同的加工方式，有效地提高 了木材的出材率。
而且本发明所述方法，不需要以木材紋理彩色摄像分析，不需要根据具体 材种独立定义木材缺陷，在确定加工方式，只是通过避开预先标注的缺陷的范 围即可保证最终切割木材的质量，适合所有树种和原料状况，使用方便，降低
了制造成本。
参见图2,该图为本发明木材下料加工方法第二种实施例流程图。
本发明木材下料加工方法第二种实施例相对第 一 实施例，增加了步骤
S50。
本发明木材下料加工方法第二种实施例，具体包括以下步骤 SIO、预先用封闭回路标注出木材的缺陷。
用步骤S30中的扫描头可识别的标记笔将板状木材缺陷用封闭的环路标 记出来。优选方式，预先用扫描头可识别的标记笔将所述木材正反面的缺陷用 封闭回路标注出来。
S20、输入所需规格料的参数值。
输入所需规格料的长度、宽度和数量。根据情况还可以输入所需规格料对 木材缺陷的要求，例如所需规格料是否可以允许一面有缺陷，或者是否允许在 一面的某个特定范围内有缺陷等。
9S30、扫描头扫描所述木材，确定所述木材上标注的封闭回路和所述木材 的外形尺寸。 .
扫描头对木材上下两面进行扫描，确定木材外形轮廓尺寸和标注的缺陷的 准确位置和区域。
S40、分析所述木材的外形轮廓和所述封闭回路的位置和形状，根据所述 规格料的参数值确定切割加工锯的加工方式。
所述扫描头直接与计算机相连，将其确定的所述木材上标注的封闭回路和 所述木材的外形轮廓输入到计算机中。由计算机对输入的上述数据进行分析， 对照所输入的所需规格料的参数值进行分析比较，确定切割加工锯的加工方 式。
S50、才艮据所述切割加工锯的加工方式，在所述木材上标注出加工线。 所述加工线是可以通过打印机进行标注，也可以通过喷墨方式进行标记。 根据所确定的加工方式注出的加工线，使用切割机械进行切割加工。 所述扫描头联结控制一台优选锯，所述优选锯为4黄向切割加工锯时，分析 所述木材的外形轮廓和所述封闭回路的位置和形状，根据所述规格料的参数值 确定切割加工锯的一黄向加工方式。通过加工线标注出所述4黄向加工方式。
所述扫描头联结控制一台优选锯，所述优选锯为纵向切割加工锯时，分析 所述木材的外形尺寸和所述封闭回路的位置和形状，根据所述规格料的参数值 确定切割加工锯的》从向加工方式。通过加工线标注出所述》从向加工方式。
所述扫描头联结控制两台锯机，或者所述计算机联结两台优选锯， 一台所 述优选锯为横向切割加工锯，另一台所述优选锯为纵向切割加工锯时，分析所 述木材的外形轮廓和所述封闭回路的位置和形状，确定切割的加工方式次序是 先通过纵锯再通过横截锯或先通过横截锯再通过纵锯机。通过加工线标注出所 述加工方式和次序。
所述混合加工方式，可以是4黄向加工和纟从向加工不完全进行而交叉混合的 加工方式，需要以手工机械或细木工带锯来完成。
混合加工方式参见第 一 实施例中所述的具体方式。
以上三种加工方式，可全部通过计算机进行屏幕显示比较，然后按键选择 后打印出来，也可根据具体加工条件和材料状况，或者实际生产要求，预先选择其中一种，通过打印机或者喷墨方式标注出加工线。
所缘三种加工方式可以按照最高价值原则确定，即才艮据锯割后所得各种规 格料的价值之和为最大的原则进行加工。
所述三种加工方式还可以按照精益化加工原则确定，即根据锯割后所得各 种胚料能够保证订单的完成进行加工。
所述三种加工方式还可以按照最大出材率原则，即根据锯割后废料最少， 木材损耗率最低的方式进行加工。
以上三项原则可根据具体加工需要，选择其中一项、两项或全部的原则， 对其进行优先排序，这样可以更好地保证加工的实际需要。
本发明还提供一种木材下料加工系统，能够提高木材的出材率，并且方便 用户使用。
为了更清楚地说明本发明所述木材下料加工系统的具体结构，下面结合附 图进行具体说明。
参见图3,该图为本发明所述木材下料加工系统第一种实施例结构图。 本发明第一种实施例所述木材下料加工系统为双面扫描往复式木材加工 系统。所述木材加工系统，包括扫描头l、与所述扫描头l相连的计算机(图
3未示出)，以及与所述计算机相连的切割加工锯(图3未示出)。所述木材加
工系统还包括用于往复传送木材的传送带2。
所述计算机输入所需规格料(图3未示出)的参数值。
所述扫描头1扫描用封闭回路标注出缺陷的木材(图3未示出)，录入所
述木材上标注的封闭回3各和所述木材的外形轮廓。
所述计算机分析所述木材的外形轮廓和所述封闭回路的位置和形状，根据
所述规格料的参数值确定切割加工锯的加工方式，控制所述切割加工锯按照所
述加工方式切割。
由于本发明所述木材下料加工系统，包括扫描头l、与所述扫描头l相连 的计算机，以及与所述计算机相连的切割加工锯，所述计算机录入所需规格料
的参数值，所述扫描头扫描用封闭回路标注出缺陷的木材，确定所述木材上标 注的封闭回路和所述木材的外形轮廓；所述计算机分析所述木材的外形轮廓和 所述封闭回路的位置和形状，根据所述规格料的参数值确定切割加工锯的加工
ii方式，控制所述切割加工锯按照所述加工方式切割。这样就可以有效地避开木 材的缺陷，根据具体所需胚料的尺寸，确定不同的加工方式，有效地提高了木 材的出材率。
而且本发明所述系统，不需要以木材紋理彩色摄像分析，不需要根据具体 材种独立定义木材缺陷再确定加工方式，只是通过避开预先标注的缺陷的范围 即可保证最终切割木材的质量，适合所有树种和原料状况，使用方便，降低了 制造成本。
参见图4,该图为本发明所述木材下料加工系统第二种实施例结构图。 本发明所述木材下料加工系统第二种实施例相对第 一 实施例增加了打印机3。
所述打印机3根据所述计算机确定的切割加工锯的加工方式在所述木材 上打印切割线。
在实际生产过程中，用户可以选择与所述计算机相连的切割加工锯进行加
工，也可以通过单独的切割加工锯进行加工。
参见图5，该图为本发明所述木材加工系统第三种实施例结构图。 本发明第三种实施例所述木材加工系统为双面扫描贯通式木材加工系统。 所述木材加工系统，包括扫描头1、与所述扫描头1相连的计算机(图5
未示出)，以及与所述计算机相连的切割加工锯(图5未示出)。所述木材加工
系统还包括用于贯通传送木材的传送带4。
所述计算机录入所需规格料(图5未示出)的参数值。
所述扫描头1扫描用封闭回路标注出缺陷的木材(图3未示出)，确定所
述木材上标注的封闭回3各和所述木材的外形轮廓。
所述计算机分析所述木材的外形轮廓和所述封闭回路的位置和形状，根据
所述规格料的参数值确定切割加工锯的加工方式，控制所述切割加工锯按照所
述加工方式切割。
参见图6,该图为本发明所述木材加工系统第四种实施例结构图。 本发明所述木材加工系统第四种实施例相对第三实施例增加了打印机3。 所述打印机3根据所述计算机确定的切割加工锯的加工方式在所述木材
上打印切割线。在实际生产过程中，用户可以选择与所述计算机相连的切割加工锯进行加 工，也可以通过单独的切割加工锯进行加工。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通 技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1、一种木材下料加工方法，其特征在于，包括以下步骤A、预先用封闭回路标注出木材的缺陷；B、输入所需规格料的参数值；C、扫描头扫描所述木材，录入所述木材上标注的封闭回路和所述木材的外形轮廓；D、分析所述木材的外形轮廓和所述封闭回路的位置和形状，根据所述规格料的参数值确定切割加工锯的加工方式。
2、 根据权利要求1所述的木材下料加工方法，其特征在于，所述步骤D 后进一步包括E、 4艮据所述切割加工锯的加工方式，在所述木材上标注出加工线。
3、 根据权利要求2所述的木材加工方法，其特征在于，所述步骤E后进 一步包括F、 根据所确定的加工方式注出的加工线，使用切割机械进行切割加工。
4、 根据权利要求1所述的木材下料加工方法，其特征在于，所述步骤D 具体为分析所述木材的外形轮廓和所述封闭回路的位置和形状，根据所述规 格料的参数值确定横向和/或纵向切割加工方式。
5、 根据权利要求1所述的木材下料加工方法，其特征在于，所述步骤D 具体为分析所述木材的外形轮廓和所述封闭回路的位置和形状，根据所述规 格料的参数值确定切割加工次序先纵向后横向或者先横向后纵向，或者纵横 混合的加工次序。
6、 根据权利要求1所述的木材下料加工方法，其特征在于，所述步骤C 具体为扫描方式具体为激光扫描、图形照相扫描和X光透视扫描的一种或 多种的结合。
7、 根据权利要求1所述的木材下料加工方法，其特征在于，所述步骤A 具体为预先用封闭回5^f示注出所述木材一面或上下两面的缺陷。
8、 根据权利要求1所述的木材下料加工方法，其特征在于，所述步骤B 中规格料的参数值包括以下参数的全部或部分所述规格料的长度、宽度以及 加工后规格料的数量。
9、 一种木材下料加工系统，其特征在于，包括扫描头、实现扫描头与木材进行相对运动的运输系统，与所述扫描头相连的计算机，以及后续的切割加工锯；所述计算机输入所需规格料的参数值；所述扫描头扫描用封闭回路标注出缺陷的木材，确定所述木材上标注的封 闭回路和所述木材的外形轮廓；所述计算机分析所述木材的外形轮廓和所述封闭回路的位置和形状，根据 所述规格料的参数值确定切割加工锯的加工方式，确定后续切割加工锯按照所 述加工方式进4于切割。
10、 根据权利要求9所述的木材下料加工系统，其特征在于，所述系统进 一步包括与所述计算机相连的打印机，所述打印机根据所述计算机确定的切割 加工锯的加工方式在所述木材上打印切割线。
全文摘要
本发明公开一种木材下料加工方法，包括以下步骤A.预先用封闭回路标注出木材的缺陷；B.输入所需规格料的外形尺寸参数值和数量；C.扫描头扫描所述木材，录入所述木材上标注的封闭回路和所述木材的外形轮廓；D.分析所述木材的外形尺寸和所述封闭回路的位置和形状，根据所述规格料的参数值确定切割加工锯的加工方式。本发明还公开一种木材加工系统。本发明提供一种木材加工方法及系统，能够提高木材的出材率，并且方便用户使用。
文档编号B27B5/02GK101444923SQ20071019546
公开日2009年6月3日 申请日期2007年11月27日 优先权日2007年11月27日
发明者刘丽阁 申请人:刘丽阁