AT398174B - Verfahren und vorrichtung zum trennen von entrindeten holzknüppeln - Google Patents

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AT398174B AT0027591A AT27591A AT398174B AT 398174 B AT398174 B AT 398174B AT 0027591 A AT0027591 A AT 0027591A AT 27591 A AT27591 A AT 27591A AT 398174 B AT398174 B AT 398174B
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Description

AT 398 174 B
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Trennen von entrindeten Holzknüppeln im Holzsortierprozeß in verschiedene Qualitäten. Für die Weiterverarbeitung der Holzknüppel nach der Holzentrindungsvorrichtung müssen sie eine bestimmte Qualität aufweisen. Dazu werden sie auf den Entrindungsgrad, die Abmessungen, die Form, eventuell mangelhafte Entastung und Holzqualität (beeinträchtigt z.B. durch Fäulnis, Schädlingsbefall, Wildverbiß) überprüft. Je nach Anlagenkonzept werden die inspizierten Holzknüppel derzeit in zwei Materialströme (Holz - Rinde) oder 3 Materialströme (Holz - Rinde - Secunda) getrennt. Ein maschinelles Sortieren ist umständlich, da das Bestimmen und Messen des Rindengehaltes in einem Holzmassenstrom äußerst schwierig ist. Das maschinelle Erkennen von unterschiedlichen Holzqualitäten wird noch durch ähnliches Aussehen von dunklem Holz, schlecht entrindetem Holz und schlechtem Holz (Fäulnis, Schädlingsbefall etc.) erschwert. Weitere Gründe sind z.B., daß die Holzknüppel in der Regel angeordnet auf einem Förderer liegen und auch innerhalb einer Beobachtungszone ev. mehrere Holzknüppel teilweise auch übereinander liegen und sich immer in Bewegung befinden.
All diese aufgezählten Umstände erschweren das maschinelle Trennen der Holzknüppel in verschiedene Qualitäten, und daher hat man in der Regel das Aussortieren als manuelle Arbeit beibehalten. Eine Steigerung der Kapazität wird durch visuelle Betrachtung der Holzknüppel durch eine Bedienperson und entsprechende Ansteuerung von z.B. elektromagnetisch betätigten Klappen erreicht. Durch menschliche Unzulänglichkeiten bzw. durch subjektive Entscheidungen des Bedienungspersonals kann es daher passieren, daß schlecht entrindete Holzknüppel oder unbrauchbare Holzknüppei in den weiteren Prozeß kommen, was dort nachteilig ist.
Aus der DE-OS-3 910 378 ist eine Sortieranlage für Parkettstäbe bekannt, wobei vor der Prüfeinrichtung ein Stäbe-Umsetzer vorgesehen ist, in den eine große Anzahl von Stäben lageweise eingebbar ist und der die Stäbe spaltenweise an einen Ausgabeschacht wieder ausgibt. Die Prüfeinrichtungen dieser bekannten Anlage können eine optische Prüfstation umfassen, die die Länge der Stäbe sowie Helligkeitssprünge an der Oberfläche einzelner Stäbe erfaßt. Diese bekannte Anlage ist somit zur Trennung entrindeter Holzknüppel im Holzsortierprozeß nicht geeignet.
Aus der DE-OS-3 039 979 ist eine Anordnung zum optoelektronischen Klassieren von Festkörpern nach Farbe und/oder Strukturbeschaffenheit bekannt, die aus einer Gruppe von Fotohalbleiterelementen und einem entsprechenden Diskriminator zur Betätigung zumindest eines Stellgliedes besteht. Bei dieser bekannten Anordnung ist eine entsprechende Anzahl von notwendigen Eichkorrekturfaktoren vorgesehen, die jeweils bei jeder erneuten Inbetriebnahme oder auch in noch kürzeren Zeitintervallen eine automatische Eichung und Justierung ermöglichen sollen. Eine derartige Anordnung findet Anwendung zum Klassieren von Holzbrettern, insbesondere Parkettstäben, wobei die Meßachse parallel zur Längsachse der Bretter verlaufend eingestellt ist. Eine derartige Anordnung kann keinesfalls ungeordnet vorbeigeführte, entrindete Holzknüppel, die noch an der Meßeinrichtung vorbeirollen, entsprechend messen und in unterschiedliche Qualitäten aufteilen.
Weiters sind Verfahren bekannt, die versuchen, Holzknüppel nach ihrem Rindengehalt zu trennen. Dies geschieht durch Erwärmen der Holzknüppel und Messung der Infrarotstrahlung des Gutes. Nachteilig wirkt sich hier aus, daß die Wärmeaufnahme der Holzknüppel, neben einem relativ hohen Energieverbrauch, auch von vielen anderen Faktoren wie z.B. Feuchtigkeit, Holzart etc. beeinflußt wird und daher daraus keine exakten Rückschlüsse auf den Entrindungsgrad gezogen werden können. Weiters können hiermit allenfalls nur zwei unterschiedliche Kategorien (Holz - Rinde) unterschieden werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die vorbeschriebenen Nachteile zu vermeiden und ein automatisches Verfahren zur Trennung der Holzknüppel in verschiedene Qualitäten zu schaffen.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs näher bezeichneten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mehrfach ein mittleres Meßfeld auf einem vorbeirollenden Holzknüppel bestimmt wird, die Helligkeit sowie die Struktur dieser Holzoberfläche mit einer Kamera gemessen und aufgrund des erhaltenen Meßresultates die Holzknüppel in verschiedene Qualitätsgruppen aufgeteilt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt den Vorteil, daß es sich an das bisher in einer Anlage realisierte Verfahren anpaßt. Es besitzt den weiteren Vorteil einer hohen Kapazität und guter Verläßlichkeit. Dabei ergibt sich eine wesentliche Steigerung der Genauigkeit dadurch, daß für die Entscheidung mehrfach ein mittleres Meßfeld auf einem vorbeirollenden Holzknüppel bestimmt und das dabei erhaltene Meßresultat herangezogen wird. Durch die Bestimmung eines Meßfeldes können nämlich unerwünschte Randeinflüsse vermieden werden. Durch eine mehrfache Bestimmung und Messung am rollenden Holzstamm wird dabei zumindest ein Großteil der Holzoberfläche berücksichtigt.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden auf besonders wirtschaftliche Weise schlecht entrindete Holzknüppel aus dem Sortierprozeß ausgeschieden. Durch Messung der Helligkeit und der Struktur der Holzoberfläche läßt sich auf einfache Weise auch dunkles, gutes 2
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Holz von schlecht entrindetem Holz unterscheiden und trennen. Durch dieses Ausscheiden wird ermöglicht, daß das schlecht entrindete Holz in die Entrindungstrommel rückgeführt werden kann und somit die Ausbeute des Prozesses und dadurch die Wirtschaftlichkeit erheblich gesteigert.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß für den weiteren Prozeß unbrauchbare Holzknüppel (Secunda) aus dem Sortierprozeß ausgeschieden werden.
Besonders günstig ist es, wenn als Meßverfahren ein an sich bekanntes Auflichtverfahren verwendet wird. Dies hat den Vorteil, daß das Meßverfahren gegen Verschmutzung unempfindlich ist und auch keine wesentlichen konstruktiven Änderungen gegenüber bestehenden halbautomatischen Sortierplätzen erfordert.
Eine zweckmäßige Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Umrißinformationen eines kompletten Holzknüppels während der gesamten Beobachtungszeit aufgenommen, gespeichert und mit den früheren Informationen verglichen werden, wobei die Meßergebnisse für die Holzoberfläche auch bei aneinanderliegenden Holzknüppeln den richtigen einzelnen Holzknüppeln zugeordnet werden. Durch diese Ausgestaltung der Erfindung lassen sich auch bei Mehrfachbelegung der Förderbandmitnehmer die einzlenen Holzknüppel gesondert bewerten.
Vorteilhaft ist es auch, wenn Länge, Volumen und Form der Holzknüppel bestimmt und gegebenenfalls Holzknüppel außerhalb einer vorgegebenen Grenze als unbrauchbar ausgeschieden werden. Durch Ausscheidung von z.B. stark verasteten Holzknüppeln, stark gebogenen Holzknüppeln oder ganz dünnen Stämmen lassen sich die nachfolgenden Prozeßschritte wesentlich günstiger betreiben, was unter Umständen zu erheblichen Einsparungen an z.B. Chemikalien oder Energie führt.
Eine zweckmäßige Weiterbildung des Verfahrens ergibt sich, wenn die Meßergebnisse für statistische Zwecke bzw. für die Regelung von Anlagenteilen weiterverwendet werden. So kann z. B. der Entrindungsgrad der Holzknüppel dazu verwendet werden, die vorgeschaltete Entrindungstrommel zu regeln. Eine weitere Aussage bieten die Ergebnisse von Stückzahl, Länge bzw. Volumen, die Angaben über den Durchsatz sowie eventuell auch die Qualität des angelieferten Holzes ermöglichen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens wird weiters dadurch erreicht, daß die Messinformation einer Datenverarbeitungsanlage, wie z.B. einem Mikrorechner, zum Zweck der Abgabe eines Steuersignals an eine Sortiervorrichtung zugeleitet wird, wobei aufgrund des Steuersignals aus dem Prozeß Holzknüppel einer bestimmten Förderzone entsprechend der Qualität der Holzknüppel ausgeschieden und entsprechend weiterbehandelt werden.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des obengenannten Verfahrens mit einem Zuführförderer und einem Förderer, auf dem die Holzknüppel quer zu ihrer Förderrichtung liegend einzeln oder zu mehreren in einem Mitnehmer- oder Schaufelzwischenraum aufgenommen sind. Eine solche Vorrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß eine Kamera, die die Helligkeit des Meßfeldes sowie die Rauhigkeit der Holzknüppel bestimmt, vorgesehen ist, sowie eine Datenverarbeitungseinheit, wie z.B. ein Mikrorechner, die die Informationen verarbeitet und ein Steuersignal an eine Sortiervorrichtung liefert, die die Holzknüppel auf mindestens zwei Abführförderer leitet.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich, wenn eine weitere Kamera mit einem anderen Beobachtungs- bzw. Meßfeld vorgesehen ist. Durch eine derartige Anordnung lassen sich besonders gut die durch den Lichteinfall entstehenden Schatten kompensieren. Bei Verwendung einer Kamera mit kleinerem Meßfeld, dafür aber größerer Bildauflösung läßt sich speziell die Rauhigkeit der Holzknüppel besonders gut erkennen.
Eine günstige Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Kamera ein Abstandsensor für den Abstand Kamera - Holzknüppel vorgesehen ist. Durch einen derartigen Abstandsensor lassen sich die Durchmesser der Holzknüppel sowie ein eventuelles Übereinanderliegen von mehreren Holzknüppeln gut feststellen. Günstig ist es, wenn mindestens eine, vorzugsweise zwei Beleuchtungseinrichtungen zum Ausleuchten des Meßfeldes vorgesehen sind. Durch die Beleuchtung mit speziellen Beleuchtungseinrichtungen, lassen sich ungünstige Einflüsse des bestehenden Umgebungslichtes weitestgehend ausschalten. Durch die Konzentration auf das Meßfeld werden die Helligkeitsunterschiede verstärkt, was zu einer besseren Erkennung und Unterscheidung führt. Speziell bei zwei Beleuchtungseinrichtungen können auftretende Schatten, sowie sonstige Ungleichmäßigkeiten besonders gut ausgeglichen werden.
Eine weitere Verbesserung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Abrollfläche im Bereich des Sortierplatzes mit schwarzem, verschleißfestem Kunststoff belegt ist. Durch diese Maßnahme wird bei langen Standzeiten des Belages ein gleichmäßiger und definierter Hintergrund geschaffen, der Helligkeitsunterschiede noch besser hervortreten läßt und Einflüsse der Abrollfläche durch z.B. ungleichmäßigen Verschleiß, Schmutz etc. weitestgehend ausschließt.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben, wobei Fig. 1 eine Draufsicht einer Gesamtanlage darstellt; Fig. 2 zeigt die Gesamtanlage nach Fig. 1 von der Abwurfseite der 3
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Anlage her gesehen; Fig. 3 stellt eine Seitenansicht der Anlage nach Fig. 1 bzw. Fig. 2 dar; Fig. 4 a und 4 b stellen die Bestimmung eines Meßfeldes dar, wobei Fig. 4 a die Aufteilung der Flächen über die Stammlänge und die Fig. 4 b die Aufteilung der Betrachtungsflächen am Holzknüppelumfang darstellen.
Die entrindeten Holzknüppel werden gemäß Fig. 1 von einem Zuführförderer zufallsmäßig auf den Förderer 1 aufgebracht, der die Holzknüppel quer zur Förderrichtung 2 liegend weitertransportiert. Dabei kommen ein oder auch mehrere Holzknüppel in einen von den Mitnehmern oder Schaufeln 3 gebildeten Zwischenraum zu liegen. Die Holzknüppel durchlaufen dabei einen Beobachtungsbereich 6, der bei herkömmlichen Anlagen von einer Bedienperson beobachtet wird. Anschließend gelangen die Holzknüppel an das Bandende, wo sie auf zwei Abführförderer 4 und 5 aufgeteilt werden. Bei entsprechender Anordnung lassen sich auch mehrere Abführvorrichtungen beschicken.
Fig. 2 stellt nun die Ansicht auf das Abwurfende des Bandes dar. Es ist hier besonders gut die herkömmliche Vorgangsweise erkennbar, bei der durch einen Bedienungsmann entsprechend der optischen Beobachtung des Beobachtungsfeldes 6' durch einen Impuls am Steuergerät 9 ein Signal zur Trennung der Holzknüppel in die Abfuhrstränge gegeben wird. Es ist hier schematisch auch die Anordnung einer Kamera 10 dargestellt. Diese Kamera dient zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und soll das Bedienpersonal ersetzen. Aus dieser Figur ist auch ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens erkenntlich, nämlich die Einsatzmöglichkeit bei bestehenden Anlagen ohne großen konstruktiven Aufwand. Es sind hier lediglich Gerüste für die Halterung der Kamera und allenfalls der Beleuchtungseinrichtungen erforderlich. Die Seitenansicht der Anlage in Fig. 3 läßt nun den Förderer 1 mit den Mitnehmern oder Schaufeln 3 erkennen. Weiters ist hier die Aufteilung der Holzknüppel 8 auf die Förderer 4 und 5 zu erkennen. Durch einen Steuerimpuls, der bei herkömmlichen Anlagen durch das Bedienpersonal und bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch eine Datenverarbeitungseinheit unter Zugrundelegung der Meßinformationen der Kamera(s) 10 erzeugt wird, wird eine hydraulische Klappe 7 so positioniert, daß die Holzknüppel auf den entsprechenden Abführförderer 4 bzw. 5 fallen. In ähnlicher Weise läßt sich auch die Aufteilung auf mehrere Abführförderer durchführen. In dieser Figur ist besonders die Anordnung der Kamera 10 sowie der Beleuchtungseinrichtungen 11 und das entsprechende Meßfeld 6 zu erkennen, welches einerseits betrachtet und andererseits entsprechend ausgeleuchtet wird. Innerhalb des Meßfeldes 6 befinden sich üblicherweise mehrere Transportfelder, die durch die Mitnehmer gebildet werden. Während des Weitertransportes rollen nun die einzelnen Holzknüppel um ihre Längsachse, was auch durch bekannte Maßnahmen wie z.B. Zahnstangen oder Zahnfelder im Meßfeld 6 unterstützt werden kann. In Fig. 4a und 4b ist nun die Anordnung der Beobachtungsfläche 12 auf den Holzknüppel 8 dargestellt. Fig. 4b zeigt die Anordnung der Beobachtungsfläche 12 um den Umfang des Holzknüppels 8, während Fig. 4a die entsprechende Anordnung in Längsrichtung des Holzknüppels 8 zeigt. Um bei schrägliegenden Holzknüppeln das Ausschwenken des starren rechteckigen Betrachtungsfensters aus der Knüppelmitte zu verhindern, wird das komplette Betrachtungsfenster aus mehreren kleinen Feldern aufgebaut, die in Längsrichtung des Holzknüppels aneinandergereiht sind, und seitlich versetzt angeordnet sein können. Da die beiden Enden des Holzknüppeis nach dem Durchlauf durch die Entrindungstrommel meist stark aufgerissen sind und somit die Holzeigenschaften an diesen Stellen nicht mehr erkennbar sind, werden die äußersten Teile der Knüppeloberfläche nicht zur Auswertung herangezogen.
Falls mehrere Holzknüppel gleichzeitig in einem Mitnehmerfeld transportiert werden, was eher den Normalfall darstellt, müssen diese Holzknüppel bei der Bewertung durch die Auswertelogik der Datenverarbeitungseinheit logisch voneinander getrennt werden. Durch Zusammenfassen der Umrißinformationen eines kompletten Holzknüppels ist es möglich, fehlerbehaftete Vereinzelungen aufzufinden und zu beseitigen. Diese Informationen werden während der gesamten Beobachtungszeit aufgenommen, gespeichert und verglichen, sodaß gewährleistet ist, daß die Informationen der einzelnen Bilder immer den richtigen Objekten zugeordnet werden können.
Zur Bestimmung des Rindenanteils wird nun jeder einzelne Bildpunkt mit einer (einstellbaren) Rindenschwelle verglichen und dementsprechend der Rinde zugeordnet. Dieser Vorgang wird während der ganzen Beobachtungszeit wiederholt. Erst nach der kompletten Betrachtung des Knüppelumfanges wird durch einen Vergleich mit dem (einstellbaren) Grenzwert für den Gesamtentrindungsgrad die Rinden/Holz-Entscheidung getroffen.
Zur Kompensierung der unterschiedlichen Beleuchtungsstärke über das Meßfeld kann eine Messung einer geeichten Ebene bei Stillstand der Anlage durchgeführt werden, wobei die so erhaltenen Werte bei der Meßauswertung entsprechende Berücksichtigung finden. 4

Claims (13)

  1. AT 398 174 B Patentansprüche 1. Verfahren zum Trennen von entrindeten Holzknüppeln im Holzsortierprozeß in verschiedene Qualitäten, dadurch gekennzeichnet, daß mehrfach ein mittleres Meßfeld auf einem vorbeirollenden Holzknüppel bestimmt wird, die Helligkeit sowie die Struktur dieser Holzoberfläche mit einer Kamera gemessen und aufgrund des erhaltenen Meßresultates die Holzknüppel in verschiedene Qualitätsgruppen aufgeteilt werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß schlecht entrindete Holzknüppel aus dem Sortierprozeß ausgeschieden werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den Prozeß unbrauchbare Holzknüppel (Secunda) aus dem Sortierprozeß ausgeschieden werden.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßverfahren ein an sich bekanntes Auflichtverfahren verwendet wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umrißinformationen eines kompletten Holzknüppels während der gesamten Beobachtungszeit aufgenommen, gespeichert und mit den früheren Informationen verglichen werden, wobei die Meßergebnisse für die Holzoberfläche auch bei aneinanderliegenden Holzknüppeln den richtigen einzelnen Holzknüppeln zugeordnet werden.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Länge, Volumen und Form der Holzknüppel bestimmt wird und gegebenenfalls Holzknüppel außerhalb einer vorgegebenen Grenze als unbrauchbar ausgeschieden werden.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßergebnisse für statistische Zwecke bzw. für die Regelung von Anlagenteilen weiterverwendet werden.
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßinformation einer Datenverarbeitungseinheit, wie z.B. einem Mikrorechner, zum Zweck der Abgabe eines Steuersignals an eine Sortiervorrichtung zugeleitet wird, wobei aufgrund des Steuersignals aus dem Prozeß Holzknüppel einer bestimmten Förderzone entsprechend der Qualität der Holzknüppel ausgeschieden und entsprechend weiterbehandelt werden.
  9. 9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit einem Zuführförderer und einem Förderer, auf dem die Holzknüppel quer zu ihrer Förderrichtung liegend einzeln oder zu mehreren in einem Mitnehmer- oder Schaufelzwischenraum aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kamera (10), die die Helligkeit des Meßfeldes (6) sowie die Rauhigkeit der Holzknüppel (8) bestimmt, vorgesehen ist, sowie eine Datenverarbeitungseinheit, wie z.B. ein Mikrorechner, die die Informationen verarbeitet und ein Steuersignal an eine Sortiervorrichtung (7) liefert, die die Holzknüppel (8) auf mindestens zwei Abführförderer (4,5) leitet.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Kamera mit einem anderen Beobachtungs- bzw. Meßfeld vorgesehen ist.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Kamera (10) ein Abstandsensor für den Abstand Kamera - Holzknüppel vorgesehen ist.
  12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine, vorzugsweise zwei Beleuchtungseinrichtungen (11) zum Ausleuchten des Meßfeldes (6) vorgesehen sind.
  13. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abrollfläche im Bereich des Sortierplatzes mit schwarzem, verschleißfestem Kunststoff belegt ist. 5 AT 398 174 B Hiezu 4 Blatt Zeichnungen 6
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