集成视觉系统有助于加快生产速度，最大限度地提高效率
应用更新:集成新的视觉系统可以在大约7秒内计算出每棵树长度的测量值，每分钟9根，比以前快了近10倍。
作为缅因州一家拥有四代林产品行业经验的家族企业，Pleasant River Lumber每年生产超过1亿板英尺的云杉木材和东部白松，其位于缅因州多佛-福克斯克罗夫特、汉考克和恩菲尔德的三家工厂。悦河木材公司生产的所有木材上都印有一面美国国旗和分级员的名字，作为质量的标志。
木材市场根据季节和当前客户需求等因素处于不断变化的状态，像Pleasant River lumber这样的工厂需要高效率来保持竞争力，而这种效率几乎需要在树木被砍伐后立即开始。
在普莱森特河木材公司最初的木材加工方法中，树木长度的原木(64英尺长)被运送到工厂的院子里，由五台手动“斜线锯”(大型圆锯)将它们切割成16英尺长，通常会留下一小块作为废料。
“由于整个过程是同时在多根原木上手动完成的，所以没有对材料进行优化，也没有对加工所需的时间和精力进行优化，”经营Pleasant River Lumber的六位合伙人之一克里斯托弗·布罗楚(Christopher Brochu)说。Brochu说:“在哪里切割每块原木是由人来决定的，而准确地确定如何切割原木才能从材料中获得最大价值是不可能的。”此外，操作“绞肉机”本身在燃料和劳动力上都很昂贵，而且公司在废料上也赔钱，这些废料经常必须用卡车运走。
获得最佳外观
2004年，当Pleasant River Lumber公司收购其位于缅因州的多佛-福克斯克罗夫特(Dover-Foxcroft)木材厂时，合作伙伴承诺投资1200万美元对设施进行现代化改造，包括加工树长原木的部分。认识到利用技术提高生产力和效率的好处，合作伙伴求助于缅因州的Progress Engineering，该公司专门设计和实施过程自动化解决方案，具有林产品行业经验。Progress Engineering公司采用了多家供应商提供的解决方案，设计了一种混合系统，使Pleasant River Lumber公司能够从每棵树长度的原木中获得尽可能多的纤维，从而提高效率。
Progress Engineering公司的达纳·霍奇金(Dana Hodgkin)解释说，新流程从磨场开始，在那里，每根原木都要使用捕获原木图像的视觉系统进行评估。六台安装在天花板上的彩色摄像机协同工作，为每根原木拍摄图像。霍奇金说，这些图像由视觉设备和视觉系统软件“拼接在一起”，该软件“计算出每根原木的长度和直径，精度在一英寸以内”。然后，这些数据通过以太网与Progress Engineering公司开发的PLC优化系统无缝传输。”
进步工程公司最初的设计使用了另一家制造商的摄像头，霍奇金从一开始就指出了这种设计存在的问题。“我们考虑的第一台相机没有提供一种方法来捕捉整个日志的清晰视图，这对于获得准确的测量至关重要，以确保系统的其余部分按要求运行。另一种相机在恶劣的研磨环境中操作的能力也存在挑战，”他说。“当我们的第一个设计失败时，我们研究了替代方案。”
由于具有竞争力的解决方案在条件(特别是照明)频繁变化的环境中存在有效运行的挑战，因此确保新的视觉系统能够在这些条件下工作是选择的关键因素。该设施的一面墙是开放的，这意味着照明、温度甚至风力都可以随时间变化。所使用的视觉系统提供自动环境光检测，并可以快速更改曝光时间，以提供每个图像的日志和背景之间的正确对比度水平。
LED照明应用于头顶，以获得更大的一致性。霍奇金说，视觉系统完美地适应了不断变化的环境，他还赞扬了相关的机器视觉专家。
一旦PLC系统接收到关于每根原木的长度和直径的数据，它就会与新的“压块系统”集成在一起，包括原木转换器和锯，这构成了新生产系统的大部分。该系统由Endurance Equipment制造，该部分系统分析来自视觉系统的数据，确定每次切割的最佳位置，然后在完全自动化的过程中切割每棵树长度的原木。
Christopher Brochu说:“投资这个新系统对于Pleasant River Lumber公司提高效率至关重要，为了提高效率，我们需要从每根原木中获得尽可能多的可用材料。”“原材料占我们总成本的70%，所以每块原木生产的木材越多，我们的竞争力就越强。”新的视觉系统从“精确测量每根原木”开始生产过程。
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右视图好处
自从新系统实施以来，变化非常显著，Pleasant River Lumber的合作伙伴发现新的生产过程与以前的方法之间几乎没有相似之处。他们特别指出，视觉系统已经帮助他们实现了几个关键目标，首先是确定每棵树的准确长度和直径。Pleasant River合伙人Jason Brochu表示:“关键的初始测量使系统的其余部分能够准确计算出原木应该如何切割。”“获得准确的长度和宽度测量是至关重要的，因为新系统上的锯子精确到四分之一英寸，但如果我们最初的测量不正确，这就无关紧要了。”
该公司的另一个关键目标是加快处理时间，新系统提高了生产能力。视觉系统可以在约7秒内计算出每棵树长度的测量值，或每分钟评估约9棵树。
“这比我们之前的过程快了近10倍，也准确得多，”Jason Brochu补充道。“虽然这是一个高度自动化的过程，但操作员仍然需要参与其中，以确保系统做出的决策是准确的。如果需要，如果日志有重大缺陷，则可以覆盖功能，但自实施以来，我们发现系统的准确率超过95%。”
这并不是该项目的明确目标，但Pleasant River Lumber致力于确保缅因州森林的健康和可持续性，而新系统通过几乎消除浪费来支持这一使命。Christopher Brochu指出:“现在所有的木材加工都在一个中心位置完成，所以我们可以捕获从不能用于生产木材的小块到木屑和树皮的所有东西。”“然后我们可以把它全部卖掉，从中获得系统的每一个副产品的价值。我们现在有了零废物运营，这符合我们的环境目标，并为我们提供了新的收入来源。”
尺寸与市场匹配
木材是一种“商品”，所以产品本身与竞争解决方案没有什么区别。Pleasant River Lumber的新自动化系统使该公司在市场上具有竞争力，但是，生产的木材尺寸可以迅速改变以满足市场条件。例如，如果某些长度和尺寸的需求更大，因此可以以更好的价格出售，pleasant River Lumber可以相应地削减木材，更快地满足需求。
“我们的新生产系统使我们更高效、更多产、更灵活，”杰森·布罗楚说。“因为我们可以快速准确地工作，我们有必要随时改变长度，以适应当前的市场。用我们的旧系统，改变我们砍伐的原木的长度几乎是不可能的，”Brochu说。
Christopher Brochu总结道:“新的集成视觉系统是新的木材生产系统的关键元素，它完全改变了Pleasant River lumber的经营方式。”
- Maureen Clancy是Teledyne Dalsa的营销项目经理。由CFE Media内容经理马克·t·霍斯克编辑，控制工程、mhoske@cfemedia.com。
在线
www.enduranceequipment.com
关键概念
- 集成视觉系统加快生产速度，最大限度地提高锯木厂的效率
- 树长度的日志测量计算时间约为7秒，每分钟9条日志，比以前快了近10倍。
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