用于木材检测的3D机器视觉技术

通过自动化木材检测减少材料损耗

“keep an eye on the wood”这句谚语强调的是全神贯注、仔细观察——这与Trilobit开发的木材扫描解决方案完美契合。 这家公司是来自斯洛文尼亚的图像处理专家，以“Lords of the Boards”为品牌，致力于为木材加工行业的质量管理树立新标杆。 其技术方案中采用了AI以及SICK公司的Ranger3流媒体工业相机。

· 挑战: 木材加工企业难以确保持续不断的高水准质量管理，因为人工检查往往不够精准。 这可能导致材料浪费、质量缺陷以及代价高昂的产品召回。

· 解决方案: Trilobit的AI辅助LoB扫描仪结合SICK的Ranger3 3D 机器视觉技术，能够以高达99%的测量准度，自动、实时地识别和分类木材缺陷。

· 优势: 该解决方案可减少浪费和物料损耗，提升可持续发展水平，并能为一家典型的中小企业每年节省约200,000欧元，同时在约18个月内实现投资回报（ROI）。

木材——几乎没有哪种材料能像它这样与人类的发展紧密相连。 从燃料和家具到建筑和工具——数千年来，木材一直陪伴着我们，其多功能性和魅力丝毫未减。 看到或触摸木质表面，会让我们与大自然产生联结，并带来一种安全感。 这种备受追捧的原材料比以往任何时候都更代表着真实感、优雅、舒适的触感、持久耐用和可持续性。 因为木材可以再生。

 然而，其天然来源和多样的特性也对质量管理提出了很高要求，因为材料的质量对许多应用至关重要——例如在建筑行业。 这是木材加工行业的一个核心议题。

当质量成为成本陷阱

在木材加工过程中，严格的质量要求与原材料实际质量之间的极大差异往往会迅速演变成问题。 因为次品或投诉都会造成经济损失——这确实是一个“两难困境”，对中小企业而言尤为如此。 自动化检测往往成本高昂——但另一方面，高昂的材料损耗会消耗资源，危及盈利能力，在最坏的情况下甚至会损害自身品牌的声誉。

但现实是，即使是有针对性的人工木材检查在实际场景中也存在缺陷，因此总体准确率仅约为60%。其结果是：木材分类错误、材料损耗以及资源浪费。 研究表明，由于生产链中存在这些缺陷，中型企业每年损失往往高达数万欧元。

自动化木材检测

由 Trilobit 开发的木材数据库涵盖了多种木材类型及其相关缺陷特征，并在 LoB 解决方案下运行。 该自动化360度质量管理系统可对木板进行详细分析，并能识别多种特点，如倾斜、年轮、节疤、虫蛀、腐朽及其他不规则现象。 此外，可以以极快的速度和高测量准度快速采集尺寸数据。

LoB 木材扫描仪是根据中小企业的需求开发的，可无缝集成到现有生产线以及现有的机器和锯床中。 凭借其自动化决策功能，它有助于优化切割流程，并将废料减少到最低。 即使木板快速经过，LoB 扫描仪也能可靠地检测缺陷和关键质量特征。

“木材质量管理系统不必复杂且成本高昂”，Trilobit（位于斯洛文尼亚的切尔克尼察）的视觉算法专家这样认为，并与SICK的专家团队共同开发出一款新型、低成本且高效的LoB木材扫描仪，并以“Lord of the Boards (LoB)”为品牌名称推向市场。 这套解决方案的关键在于SICK的Ranger3相机以及一个精心设计的“木板库”。

加速创新

开发像“木板库”这样的系统需要一个强大的开发环境——SICK AppStudio 提供了理想的软件平台。 得益于直观的用户界面和强大的工具集，Trilobit 团队得以专注于解决方案的进一步开发，而无需将大量时间耗费在 Ranger3 硬件和部件集成上。

Janez Trilobit： “SICK 正是我们精确寻找到的合作伙伴，能够提供一站式完整解决方案。 高品质的工业相机和 AppStudio 软件将标准化与个性化的灵活性结合在一起——这正是我们所需要的。 对我们而言，这是高效且有针对性地开发我们图像处理解决方案木材数据库的关键。”

得益于 Ranger3 的高精度、基于 AI 的机器学习及 AppStudio 软件在开发过程中的应用，LoB 扫描仪成为一款简单易用且性能卓越的解决方案。 它非常适合中型木材加工企业用于前沿的质量管理，正如 Trilobit 首席执行官 Janez Trilobit 所强调的： “中小企业正承受着巨大的压力。它们最明显地感受到人手短缺、因病缺勤、质量波动以及非预期召回带来的影响。 在这种情况下，自动化能够以合理的价格带来切实的改进。 凭借我们模块化的 LoB 扫描仪，我们让这一切变得切实可行。”

提升可持续性与盈利能力

投资回报率（ROI）可在大约 18 个月内实现——这归功于废品减少、因质量问题造成的退货/召回减少，以及通过提高良品率实现的材料节约。 因此，采用自动化质量管理能够迅速收回成本，也非常适合作为迈向自动化的第一步。 缺陷检测的测量准度是一个重要因素。

传统（人工）质量检测只能发现约 60% 的故障，而 LoB 扫描仪的缺陷检测测量准度高达 99%。 随之而来的是原先高成本的材料损耗被显著降低，损耗率可由高达 70% 降至 10% 以下。 这带来了可观的回报——对于木材加工行业一家典型的中型企业来说，这每年可节省大约 200,000 欧元。 企业在可持续发展方面也受益匪浅。

即使木材是一种可持续的原材料，通过采用提高效率的技术，其碳足迹仍可进一步改善。 可靠的质量检测和分级是实现这一目标的重要基础功能块。