一种门窗用多尺寸木方材分选码垛方法

本发明涉及木门窗材分拣码垛，具体是一种门窗用多尺寸木方材分选码垛方法。

背景技术：

1、木门窗材通常是采用木料优化下锯后产生不同尺寸的木方，将木方进行开榫组框而得。由于一扇门/窗至少需要两种尺寸的木方，并且随着门窗种类的多样化发展，再加上门窗定制化趋势不断上涨，门窗制备所需木方的尺寸种类越来越多，通常一次锯切订单木方尺寸可达40多种，总数可达200多根，这一庞大的数据导致后续对木方的运输码垛造成困难，不再适合像传统集装箱码垛方法那样去规划分选。

2、因此，目前门窗制造企业普遍采用的方式是通过人工在每一次出料后拾捡码垛，但人工码垛在实际生产线中具有以下问题：

3、1.人工拾捡效率需要通过人员数量足够才能够满足大量多尺寸木方的生产和补给，但随着订单量的增多或多产线布置，所需人工成本也会大幅增加；

4、2.码垛过程会受到不同人工的影响产生不同的木方放置方案，码垛不够整齐，在一定情况下甚至需要进行协商或反复修正；

5、3.产品信息得不到有效全面掌握，在拾捡过程中需要对木方进行测量并对照手写订单排查数据是否出错，无法自动检测采集尺寸数据，在码垛结束后只知道这一批木方的总根数和大致的尺寸分布，无法得知每根木方的位置，无法修正，增添了后续组框工艺的工作量；

6、4.码垛平台多是采用托盘配合叉车进行运输，人工码垛无法考虑托盘的空间利用率，而且托盘对木方的堆叠平稳性需要依靠人工经验和往复修正；

7、鉴于传统人工码垛在实际生产线中存在的上述问题，亟需提供一种针对多尺寸木方材进行分选码垛的方法，对于门窗制造企业的生产加工具有重要意义。

技术实现思路

1、为解决背景技术存在的不足，本发明提供一种门窗用多尺寸木方材分选码垛方法，它能够将平台空间利用最大化，有效提升多尺寸木方的码垛效率和质量，降低劳动强度和人力成本，通过编码管理对木方信息实现全面掌握。

2、为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种门窗用多尺寸木方材分选码垛方法，采用的设备由木料上料机构、数控锯床、码垛平台、视觉设备、仓储运输机构以及分选拼接机构组成并通过码垛系统控制运行，所述数控锯床自带进料输送带和出料输送带，所述木料上料机构向所述进料输送带转运木料，所述出料输送带末端垂直布置仓储运输机构将木料截断得到的多种尺寸的木方输送向分选拼接机构，所述分选拼接机构在其纵向和横向分别配置推进组件将多种尺寸的木方按需拼接得到成组木方，所述视觉设备分为两套布置在数控锯床的出料输送带和分选拼接机构顶部分别采集各木方的尺寸信息以及成组木方的轮廓数据和拼接节点信息，所述码垛平台将分选拼接机构上的成组木方通过控制端执行机械手进行码垛作业，分选码垛方法包括以下步骤：

3、s01、根据订单信息利用木料上料机构将木料送向数控锯床，并通过数控锯床将木料截断成多种尺寸的木方，同时将订单信息储存至码垛系统的数据库，用于对后续s02以及s05中利用视觉设备采集的各木方的尺寸信息以及成组木方的轮廓数据和拼接节点信息进行核对，核对结果在系统的码垛三维可视化模型中体现；

4、s02、利用视觉设备在数控锯床的出料输送带顶部采集各木方的尺寸信息并储存至数据库，仓储运输机构将截断好的各木方输送向分选拼接机构；

5、s03、在系统中采用算法a对多种尺寸的木方逐行逐列进行虚拟拼接，直至拼接后的木方每行总长和各列总宽均满足设定要求；

6、s04、结合码垛平台的空间尺寸信息判断虚拟拼接后的木方总长宽是否满足堆放技术指标，如不满足则对算法a中的初始约束进行缩短边界条件并重复执行s03，如满足则依照虚拟拼接结果通过分选拼接机构进行拼接得到成组木方；

7、s05、利用视觉设备在分选拼接机构顶部对成组木方的轮廓数据和拼接节点信息进行采集，依照拼接节点信息对各木方进行编码生成guid绑定；

8、s06、采用算法b对成组木方的guid进行排样，之后根据guid和排样结果生成码垛三维可视化模型展示在系统的工控屏上并进行人工视察判别是否通过，若不通过，则对编码做出调整并重复执行s05，若通过，则在码垛系统中判别码垛三维可视化模型是否匹配集群规则和适应码垛平台的剩余空间，如不匹配适应则对算法b缩短边界条件重新计算，若匹配适应则码垛系统判别通过，当人工视察和码垛系统判别均通过则进行下一步骤；

9、s07、通过后的码垛三维可视化模型及其数据保留更新至系统的数据库中，并传输至控制端执行机械手进行码垛，码垛过程中成组木方的空间占用率不断迭代对数据库进行更新，同时随着数据库的更新对码垛平台的剩余空间进行评估，直至码垛完成或码垛平台的剩余空间不足以继续进行码垛，码垛进程停止。

10、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明利用视觉识别技术、数据通讯以及人际交互技术实现对大批量多尺寸木方的尺寸采集、多尺寸拼接、码垛平台动态适配重组、平台空间坐标系的转换构造以及木方的编码管理，能够将平台空间利用最大化，整体流程可做到智能化和三维可视化，木方信息可全面掌握，工人由执行单位转变为监控单位，降低劳动强度和人力成本，同时通过合理的系统反馈和人工介入措施能够有效保证木材拼接和码垛的质量。

技术特征：

1.一种门窗用多尺寸木方材分选码垛方法，其特征在于：采用的设备由木料上料机构、数控锯床(2)、码垛平台(4)、视觉设备(5)、仓储运输机构(6)以及分选拼接机构(7)组成并通过码垛系统控制运行，所述数控锯床(2)自带进料输送带和出料输送带，所述木料上料机构向所述进料输送带转运木料(1)，所述出料输送带末端垂直布置仓储运输机构(6)将木料(1)截断得到的多种尺寸的木方(3)输送向分选拼接机构(7)，所述分选拼接机构(7)在其纵向和横向分别配置推进组件将多种尺寸的木方(3)按需拼接得到成组木方，所述视觉设备(5)分为两套布置在数控锯床(2)的出料输送带和分选拼接机构(7)顶部分别采集各木方(3)的尺寸信息以及成组木方的轮廓数据和拼接节点信息，所述码垛平台(4)将分选拼接机构(7)上的成组木方通过控制端执行机械手进行码垛作业，分选码垛方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种门窗用多尺寸木方材分选码垛方法，其特征在于：所述s03中算法a具体如下：

3.根据权利要求1所述的一种门窗用多尺寸木方材分选码垛方法，其特征在于：所述s06中算法b具体如下：

技术总结一种门窗用多尺寸木方材分选码垛方法，涉及木门窗材分拣码垛技术领域。根据订单信息通过数控锯床将木料截断成木方；采集各木方的尺寸信息并储存至数据库，仓储运输机构将木方输送向分选拼接机构；对木方逐行逐列进行虚拟拼接；结合码垛平台的空间尺寸信息判断虚拟拼接是否满足堆放技术指标，满足后通过分选拼接机构得到成组木方；对成组木方的轮廓数据和拼接节点信息进行采集，各木方进行编码生成GUID绑定；对成组木方的GUID排样，进行人工视察和码垛系统判别；控制端执行机械手进行码垛直至进程停止。将平台空间利用最大化，有效提升多尺寸木方的码垛效率和质量，降低劳动强度和人力成本，通过编码管理对木方信息实现全面掌握。技术研发人员：杨春梅,丁星尘,武子棋,丁禹程,闫杰受保护的技术使用者：东北林业大学技术研发日：技术公布日：2024/7/18