بهینه شدن فرآوری چوب با بینایی ماشینی

0
140
بهینه شدن فرآوری چوب با بینایی ماشینی
بهینه شدن فرآوری چوب با بینایی ماشینی

کمپانی COMACT، سازنده و ارائه دهنده تجهیزات بازرسی و بهینه سازی چوب، به تازگی فناوری بینایی ماشینی (Machine vision) را در دستگاه­ های درجه بندی چوب خود به روز رسانی کرده است. دوربین های اسکن خطی Linea از شرکت Teledyne DALSA در این دستگاه ها تعبیه شده اند.

این سیستم ها برای بازرسی360 درجه ای الوار استفاده می شوند و با کنترل کننده بینایی داده های تصویر را پردازش می کنند. در این سیستم ها، از حداکثر هشت دوربین برای تصمیم گیری در مورد درجه بندی استفاده می شود و به این ترتیب دستورالعملی برای سیستم های برش خودکار و اندازه بری ارائه می شود.

شکل 1: سیستم بازرسی چوب، ساخته شده توسط شرکت COMACT.

تصویربرداری سه بعدی، دوربین های اسکن خطی و سنسورها برای بهینه سازی کیفیت چوب ترکیب می شوند.

تولیدکنندگان فرآورده های جنگلی مانند الوار، به سیستم های بینایی ماشین متکی هستند تا ضمن به حداکثر رساندن سود، به بهینه سازی فرآیند برش کمک کنند. ویژگی ­هایی مانند گره، پوست، وجود حفره، شکاف، ترک، پوسیدگی، رزین، تغییر رنگ و آرایش بافت بر روی استحکام، دوام، قابلیت کنترل و ظاهر چوب اثر می گذارند. در نتیجه، قابلیت کاربرد و ارزش نهایی الوار نهایتا به این ویژگی ها وابسته هستند.

 این سیستم، درجه مربوط به بینایی ماشینی دستگاه و بهینه سازی عملکرد را به گونه ای ترکیب می کند که کارخانه های الوار می توانند ارزش فرآورده خود را بر اساس قیمت فعلی بازار بهینه کنند. سیستم های بینایی ماشینی به شناسایی دقیق ویژگی های سطحی، هندسه و نقص های داخلی می پردازند.

این کار بیشترین تاثیر را بر روی ارزش الوار ایجاد می کند. سپس این سیستم ها با هدایت فرآیند تولید بر اساس قیمت گذاری فعلی بازار، به تولیدکنندگان کمک می کنند تا ارزش الوار تولیدی خود را به حداکثر برسانند. برای انجام این کار، سیستم های بینایی ماشینی و پردازش تصویر استفاده می شوند تا:

  • شکل سه بعدی، پیچ و تاب، کاهش تراکم چوب و تغییرات ضخامت را اندازه گیری کنند.
  • گره های سطحی، سوراخ ها، شکاف ها، پوسیدگی، تغییر رنگ و کجی الیاف را مشخص کنند.
  • حفره های داخلی، گره ها و پوسیدگی را شناسایی کنند.

سیستم های بینایی ماشینی و پردازش تصویر که در بسیاری از مراحل فرآیندی وجود دارند، کاربردهای مختلفی دارند. برای مثال، الوارهای معیوب را برای حداکثر رساندن بازدهی الوار ارزیابی می­ کنند. همچنین می توان از آن­ها برای بازرسی تخته های برش خورده و رنده نشده استفاده کرد.

کارخانه سازنده تجهیزات بازرسی و بهینه سازی COMACT به تازگی با درک نحوه اثرگذاری بازررسی تخته ها بر روی سود کارخانه، این فناوری را در دستگاه های درجه بندی چوب خود به روز رسانی کرده است (سن ژرژ، QC، کانادا؛ www.connect.com). این فناوری ها، دوربین های اسکن خطی Linea از کمپانی Teledyne DALSA هستند (واترلو، آناریو، کانادا؛ www.teledyne dalsa.com).

1712vsd Ia P02
شکل 2: رابط نرم افزار سفارشی COMACT به کارخانه های الوار این امکان را می دهد که تخته ها را با یک استاندارد بین المللی درجه بندی کنند.

دوربین های اسکن خطی GigE Vision 26 kHz (4k) Linea دارای سنسورهای CMOS با اندازه پیکسل 7.04 میکرومتر هستند. به گفته پاتریک فارلی رهبر توسعه سخت افزار در COMACT، این دوربین ها، وضوح تصویر را برای شناسایی شکاف های بسیار کوچک که با دوربین های قبلی قابل تشخیص نیستند، افزایش می دهد.

فارلی توضیح می دهد: “وقتی تصاویر تمیز و زیبایی داریم، پردازش عالی بسیار ساده تر است. این دقیقا همان چیزی است که دوربین های Teledyne DALSA به ما ارائه می دهند.” به اعتقاد فارلی، تجهیزات جدید به نام GradExpert 2.0 به کارخانه های چوب بری کمک می کنند که به طور خودکار بازرسی و درجه بندی تخته های بالای 24, 300 فوت را در هر دقیقه انجام دهد. این کار بسیار سریع تر از بازرسی دستی انجام می شود و افزایش قابل توجهی در توان عملیاتی ایجاد می کند.

فارلی می گوید: “این ماشین ها می توانند تقریبا بدون دخالت انسان کار کنند. به این دلیل اکثریت قریب به اتفاق مشتریان ما از آن ها استفاده می کنند.” دستگاه، بر خلاف اپراتورهای انسانی هرگز خسته نمی شود و تخته ها را به طور پیوسته بازبینی می کند. به این ترتیب، کارخانه های چوب بری، ضمن افزایش دقت و سودآوری درجه بندی، منابع انسانی خود را صرف وظایف با ارزش تر و مهم تری می کنند.

افزون بر این، این دستگاه ها عیوب را در 10/1000000 اینچ یا 10 میلی متر شناسایی می کنند و این کار را با دقت %90 با استفاده از الگوریتم های نرم افزاری اختصاصی COMACT انجام می دهند. “

تصویربرداری و بازرسی

تصویربرداری و بازرسی، مقرون به صرفه است؛ زیرا تعداد زیاد دوربین های مورد نیاز و اتصال اینترانت به کامپیوترهای میزبان از راه دور برای پردازش تصویر نیز جزئی از ویژگی های دوربین مورد نظر هستند.

فارلی می گوید: “با توجه به اینکه سیستم انتقال مواد، تخته ها را به صورت عرضی از طریق درجه بند منتقل می کند، برای تصویربرداری از طول هر تخته دو فوتی باید تقریبا به چهار دوربین نیاز داریم (یعنی یک دوربین برای هر وجه از تخته). برای سیستمی که از تخته های با طول 20 فوت استفاده می کند، 40 دوربین لازم است.”

شکل 3: دوربین های اسکن خطی از کمپانی Teledyne DALSA برای بازرسی360 درجه از الوار استفاده می­شوند. هر کنترلر بینایی داده های تصویری را از حداکثر هشت دوربین پردازش می کند تا تصمیم­ هایی در مورد درجه بندی گرفته شوند. این تصمیم ها نهایتا در هدایت سیستم های لبه گذاری و اندازه بری خودکار موثر هستند.

داده های تصویری حاصل از دوربین ها با استفاده از کابل های اینترانت و از طریق سوئیچ ها به حافظه کامپیوتر های شخصی از راه دور صنعتی (iPCها) برای پردازش منتقل می شوند.

هر iPC داده های تصویری حاصل از حداکثر هشت دوربین را پردازش می کند. پس از عملیات پیش پردازش تصویر، iPC داده های تصویر را برای استخراج اطلاعات لازم پردازش می کند تا در مورد درجه الواری که در حال اسکن شدن است و برای هدایت سیستم های برش و اندازه بری خودکار (که داده های تصویر را به عنوان ورودی قبول می کنند)، تصمیم گیری شود.

در ابتدا، الگوریتم های نرم افزار اختصاصی تمام نقص های مهم درجه بندی، اندازه و مکان آن ها را مشخص می کنند. سپس می توان با توجه به این اطلاعات مربوط به نقص و آگاهی از قوانین طبقه بندی چوب و داده های قیمت گذاری فعلی، از راه حل های برش و اندازه بری خودکار برای هدایت عملیات برش و به حداکثر رساندن سود استفاده کرد.

با این وجود، شناسایی نقص در مواد ناهمگنی مانند چوب و سایر فرآورده های ارگانیک در بسیاری از موارد نسبت به شناسایی نقص در قطعات ساخته شده از مواد یکنواخت تری مانند فلزات و پلاستیک در کاربردهای الکترونیکی خودرو (که در آن ها نقص های مشاهده شده، مشخص تر هستند)، چالش برانگیزتر است.

ممکن است بسیاری از نقص های مواد چوبی از نظر ظاهری با چوب های ماسیو تفاوت کمی داشته باشند و چنین نقص هایی به راحتی تعریف و شناسایی نمی شوند. در نتیجه، فارلی یادآور می شود که دوربین های رنگی تنها یکی از فناوری های حسی بی شماری هستند که در تجهیزات درجه بندی چوب استفاده می شوند.

فارلی توضیح می دهد: “ما فن آوری های حسگر را با هم ترکیب کرده و مطابقت می دهیم تا مواردی مانند زبری سطح، گره های روشن و تغییر ضخامت در چوب (که ممکن است به آسانی در تصاویر به دست آمده توسط دوربین های رنگی مشخص نشوند)، را تشخیص دهیم.”

برای مثال، هر قطعه چوب که از درجه بند عبور می کند، توسط اسکنر پروفایل چند نقطه ای Gocator 250
(از کمپانی LMI Technologies) اسکن می شود
(برنابی، کانادا؛ www.lmi3d.com) و یک پرده نوری مبتنی بر فتوسل بسیار سریع و دقیق، اندازه و طول هر تخته را اندازه گیری می کند و همزمان نقص های لبه را نیز تشخیص می دهد.

ادامه در مطلب بعد

اگر در جستجوی انواع ماشین آلات و ابزارآلات هستید به منظور آشنایی با آنها، به سایت خوگرپلاس وارد شده و کالای مورد نظر خود را آنلاین و بصورت نقد یا اقساطی خریداری نمایید.

تحریریه خوگرپلاس

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here