AT400908B - Vorrichtung zur erfassung und messung unregelmässiger werkstücke, wie bohlen, mittels strahlen - Google Patents

Description

AT 400 908 B

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung und Messung unregelmäßiger Werkstücke, wie Bohlen, mittels Strahlen, umfassend eine Meßzone, eine Fördereinrichtung, um das Werkstück durch die Meßzone im wesentlichen in einer ersten Ebene zu verschieben, eine erste und eine zweite Strahlenquelle, die abwechselnd Strahlen emittieren, und die auf der der Oberfläche des Werkstückes zugewandten Seite der ersten Ebene und auf beiden Seiten einer zweiten, zur ersten Ebene rechtwinkelig und zur Meßzone symmetrisch angeordneten Ebene angeordnet sind, eine Mehrzahl von Detektorelementen, um die vom Werkstück reflektierten Strahlen auf der ersten Seite der ersten Ebene zu empfangen, und die in Abhängigkeit der empfangenen Strahlung entsprechende Signale liefern, und einen Signalrechner, um auf der Grundlage dieser Signale die gewünschten Meßdaten für das Werkstück zu berechnen.

Derartige Vorrichtungen sind bekannt, beispielsweise aus der US-PS 3 890 509, der SE-PS 87 07 659-3 und der EP-B-79 102 311.2 kann eine genaue Erfassung und Messung, beispielsweise von gesägten Bohlen mit Rinde (Baumkante) unter bestimmten Bedingungen ausgeführt werden. Dabei ist es erforderlich, daß zusätzlich zu der gesägten Oberfläche ebenfalls die Rinden (Baumkanten) eine verhältnismäßig starke Strahlenreflexion zeigen und daß die Rinden (Baumkanten) nicht zu stark relativ zu der gesägten (horizontalen) Oberfläche geneigt sind, da in derartigen ungünstigen Fällen keine Messung der äußeren Konturen ausgeführt werden kann.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine zuverlässige Erfassung und Messung von Werkstücken ermöglicht, wenn diese ungünstige Reflexionscharakteristiken oder ungünstige geometrische Formen aufweisen.

In der US-A 4,186,310 ist eine Vorrichtung zur Erfassung und Messung von auf einer Fördereinrichtung geförderten Bohlen vorgeschlagen worden, die Baumkanten aufweisen. Die Vorrichtung umfaßt eine Vielzahl von entlang der Bohle verteilten Meßwertgebern, von denen jeder eine unterhalb der Bohle und zumindest zwei pulsierende, schräg oberhalb der Bohle angeordnete Infrarotstrahlungsquellen sowie einen zwischen den beiden oberen Strahlungsquellen angeordneten Infrarotdetektor aufweist.

Die schmalen Strahlengänge aller Strahlungsquellen müssen sich in einem an der Oberfläche der zu vermessenden Bohle liegenden Punkt schneiden. Da sich diese Oberfläche je nach Dicke der Bohle in verschiedenem Abstand oberhalb der Förderebene befindet, müssen alle Meßwertgeber dieser vorbekannten Vorrichtung für jede Bohlendicke neu eingestellt werden.

Es ist daher eine weitere Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen bei der sich ein Einstellen je nach Bohlendicke erübrigt.

Die Erfindung löst die gestellten Aufgaben durch eine dritte Strahlenquelle, die auf einer zweiten der Oberfläche des Werkstückes abgewandten Seite der ersten Ebene angeordnet ist und sich im Bereich der Meßzone über die gesamte Breite des Förderweges erstreckt.

Die von dieser dritten Strahlenquelle ausgesendeten Strahlen können von den Detektorelementen empfangen werden, wenn diese nicht vom Werkstück abgedeckt sind, so daß die Messung der äußeren Kontur des Werkstückes möglich ist.

Die dritte Strahlenquelle kann selbst auf verschiedenste Weise in bezug auf den Strahlenempfang der Detektorelemente angeordnet sein und wird meist über eine Kameralinse aufgenommen. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die dritte Strahlenquelle jedoch in einer gemeinsamen Ebene mit dem Strahlungsempfang der Detektorelemente und in einer auf die erste Ebene normal stehenden Ebene angeordnet.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1 schematisch in perspektivischer Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung, Fig. 2 ein Blockdiagramm zur Darstellung einer einfachen Signalberechnung für die Vorrichtung gemäß Fig. 1, die Fig. 3a - 3f die Funktion einer bekannten Vorrichtung zur Erfassung und Messung von Werkstücken und die Fig. 4a - 4h die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In Fig. 1 bezeichnet 1 eine Fördereinrichtung für die Querförderung einer einzelnen Bohle 2 in einer Richtung, die in Fig 3 und 4 mit Pfeil 13 bezeichnet ist, durch eine Meßzone 3, die in der Fig. zwischen zwei gestrichelten Linien 4, 5 angeorndet ist. Die Fördereinrichtung umfaßt eine Mehrzahl parallel zueinander angeordneter und angetriebener Ketten 6, auf denen die Bohlen 2 während der Förderung liegen. Um ein Gleiten zwischen den Bohlen 2 und den Ketten 6 zu verhindern, was während der Förderung durch die Meßzone nicht geschehen darf, sind die Ketten mit im wesentlichen gleich voneinander beabstandeten Trägern 7 versehen.

In der Meßzone 3 werden die Bohlen durch zwei Strahlenquellen 8 bestrahlt, die auf der oberen Seite der Ebene der Meßzone 3 und symmetrisch auf beiden Seiten einer rechtwinklig zur Ebene der Meßzone angeordneten Ebene angeordnet sind. Bei der dargestellten Vorrichtung wird die Strahlung von den Strahlenquellen 8 unter einem Winkel von ungefähr 45 * auf das Werkstück gerichtet, wenn es im Zentrum der Meßzone liegt. Die Strahlung liegt vorzugsweise im optischen Bereich und dort innerhalb des sichtbaren 2

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Bereiches, es ist aber auch andere Strahlung als im Rahmen der Erfindung liegend denkbar.

Die Strahlung, die vom Werkstück reflektiert wird, wird durch die Detektorelemente erfaßt, die in diesem Falle als Diodenmatrix in zwei Kameras 9 ausgebildet sind, die mit einer Weitwinkeloptik versehen sind. Die Diodenmatrizen, beispielsweise eine Reihe von Fotodioden, werden in der Fokussierebene der Kamera angeordnet und arbeiten elektronisch, so daß Signale entsprechend der Strahlungsintensität, die durch jedes der Detektorelemente erfaßt werden, abgegeben werden. Mittels der Kameraoptik wird die Meßzone 3 somit in der Fokussierebene der jeweiligen Kamera reproduziert. Die Diodenmatrizen sind derart angeordnet, daß lediglich ein langgestreckter enger Oberflächenbereich 10 in der Meßzone durch die Diodenmatrizen momentan erfaßt wird.

Unter der Ebene der Meßzone ist eine dritte Strahlenquelle angeordnet, die Strahlung im wesentlichen in der Ebene rechtwinklig zur Ebene der Meßzone emittiert, in der die Kamera 9 angeordnet ist, so daß die Strahlung von der dritten Strahlungsquelle durch die Detektorelemente der Kamera 9 erfaßt werden, wenn die Bohle 3 die Strahlung nicht abdeckt. Hiedurch kann die äußere Kontur der Bohle zuverlässig gemessen werden, was im folgenden genauer beschrieben wird.

Um die Bohle vermessen zu können, muß ihre Position in Förderrichtung 13 in gewissem Grade in bezug auf die Strahlungsintensitäten, die entlang der Längsrichtung der Oberfläche 10 gemessen werden, und in gewissem Grade in bezug auf die Strahlung eingestellt werden, die erfaßt wird, wenn die Strahlung der dritten Strahlungsquelle nicht durch die Bohle 2 abgedeckt wird. Ein Signal, das die Position der Bohle 2 zu jedem Zeitpunkt in Förderrichtung wiedergibt, ist deshalb erforderlich. Ein derartiges Signal kann auf unterschiedliche Weise, beispielsweise mittels einer zusätzlichen Kamera 11, die die gleiche wie Kamera 9 sein kann, erzeugt werden, sie ist jedoch so ausgerichtet, daß ihr Sichtfeld 12 die Meßzone 3 quer überstreicht, d. h. parallel mit der Förderrichtung. Mit Hilfe eines von der Kamera 11 erzeugten Ausgangssignals kann die Förderung der Bohle 2 durch die Meßzone 3 verfolgt werden.

Die Funktion der Vorrichtung ist aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich. Die Ausgestaltung der Vorrichtung wird in einer vereinfachten Ausführungsform in Fig. 2 vorgeschlagen. Eine eingehendere Beschreibung der Signalverarbeitung ist im einzelnen aus der EP-B-79 102 311.2 ersichtlich. Die Signalverarbeitung ist ebenfalls auf die erfindungsgemäße Vorrichtung anwendbar, jedoch mit dem Unterschied, der auf dem Umstand beruht, daß im vorliegenden Fall drei Strahlungsquellen anstatt zweier verwendet werden.

In den Fig. 3A - 3F ist die Funktion der Vorrichtung, wie sie in der EP-B-79 102 311.2 dargestellt ist, ersichtlich. Die Fig. entsprechen denen der Fig. 1, wobei in Fig. 3A 2 eine Bohle bezeichnet, die durch eine Meßzone 3 in Richtung 13 gefördert wird, wobei in diesem Fall diese lediglich durch zwei Strahlungsquellen 8 bestrahlt wird, d. h. teilweise von der rechten und teilweise von der linken Seite. Die Kamera 9 mit den Diodenmatrizen ist symmetrisch über der Meßzone 3 angeordnet.

In Fig. 3b wird die Bohle 2 von oben dargestellt, wobei die Nut 17 ein Oberflächenelement auf der oberen Seite der Bohle 2 zeigt, wie es momentan durch die Diodenmatrizen erfaßt wird. 18 bezeichnet Oberflächenelemente auf der oberen Seite der Bohle 2, die nacheinander durch ein Detektorelement während der Beförderung der Bohle 2 erfaßt werden. In den Fig. 3C und 3D ist dargesteilt, wie Strahlungsimpulse abwechselnd von der Strahlenquelle links bzw. rechts in Abhängigkeit von der reflektierten Strahlung erzeugt werden, und zwar mit einer schematisch dargestellten Amplitude gemäß der Verschiebung der Bohle durch die Meßzone.

Die in den Fig. 3E und 3F dargestellten Signale sind die, die aus denen gemäß 3C bzw. 3D nach der Signalaufbereitung reproduziert wurden, so daß lediglich auf Signale mit einer Amplitude, die über einen bestimmten Schwellenwert hinausgehen, zugegriffen wird, so daß die Signale lediglich einen niedrigen (low) oder einen hohen (high) Wert annehmen können. Mit Hilfe der Signale gemäß den Fig. 3e und 3f kann die vollständige Breite bt, die saubere Schnittbreite bp und die Rinde rechts bVh bzw. links bw der Bohle bestimmt werden, und zwar in bezug auf jede Oberflächenelementreihe 18 entlang der gesamten Länge der erfaßten Bohle 2.

In der Ausgestaltung der Vorrichtung, wie sie im Hinblick auf Fig. 2 erwähnt wurde, ist es offensichtlich, daß eine Steuereinheit 15 die abwechselnde Übertragung der Strahlungsimpulse der Strahlungsquellen vornimmt und ebenfalls den Erfassungsvorgang der Detektorelemente in den Kameras 9 und 11 steuert. Signale davon und von der Steuereinheit 15 werden zusammengeführt, so daß ein Signalrechner 16 die gewünschten Meßdaten in einer Form liefert, wie sie im einzelnen in der EP-B-79 102 311.2 beschrieben worden ist.

In Fig. 4 ist die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Dort ist eine dritte Strahlenquelle 14 vorhanden, die unter der Ebene der Meßzone in einer Ebene rechtwinklig zur vorerwähnten Ebene angeordnet ist und die eine gemeinsame Ebene mit der Ebene der Kamera 9 bildet. Die Strahlungsquellen emittieren der Reihe nach in sich wiederholender Weise Strahlenimpulse. 3

Claims (3)

1. AT 400 908 B In diesem Falle ist die Rinde der gemessenen Bohle derart schwarz (bedingt durch die Wasserlagerung), daß sie die einfallende Strahlung unvollständig reflektieren, auch wenn die Strahlen nahezu in rechten Winkeln einfallen, Das bedeutet, daß die reflektierte Strahlung nicht die Intensität erreicht, die über einen gewissen Schwellenwert hinausgeht, wobei es deshalb unmöglich sein wird, die äußeren Konturen der s Bohle lediglich mit zwei Strahlenquellen auf der oberen Seite der Meßzone zu bestimmen. In den Fig. 4C, 4D und 4E sind Signalamplituden ersichtlich, die den empfangenen Strahlen von den drei Strahlenquellen entsprechen, d. h. die obere linke, die obere rechte und die eine unter der Meßzone. Nach der Signalaufbereitung entsprechend dem, was im Zusammenhang mit den Fig. 3E und 3F beschrieben wurde, werden entsprechende Signale 4F, 4G und 4H erhalten, mit denen sowohl die inneren als auch die äußeren io Grenzen der Rinde mit Sicherheit bestimmt werden können. Patentansprüche 1. Vorrichtung zur Erfassung und Messung unregelmäßiger Werkstücke, wie Bohlen, mittels Strahlen, 75 umfassend eine Meßzone (3), eine Fördereinrichtung (1), um das Werkstück (2) durch die Meßzone (3) im wesentlichen in einer ersten Ebene zu verschieben, eine erste und eine zweite Strahlenquelle (8), die abwechselnd Strahlen emittieren, und die auf der der Oberfläche des Werkstückes (2) zugewandten Seite der ersten Ebene und auf beiden Seiten einer zweiten zur ersten Ebene rechtwinkelig und zur Meßzone (2) symmetrisch angeordneten Ebene angeordnet sind, eine Mehrzahl von Detektorelementen 20 (9), um die vom Werkstück (2) reflektierten Strahlen auf der ersten Seite der ersten Ebene zu empfangen, und die in Abhängigkeit der empfangenen Strahlen entsprechende Signale liefern, und einen Signalrechner (16), um auf der Grundlage dieser Signale die gewünschten Meßdaten für das Werkstück zu berechnen, gekennzeichnet durch eine dritte Strahlenquelle (14), die auf einer zweiten der Oberfläche des Werkstückes (2) abgewandten Seite der ersten Ebene angeordnet ist und sich im 25 Bereich der Meßzone (3) über die gesamte Breite des Förderweges erstreckt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Strahlenquelle (14) in einer gemeinsamen Ebene mit dem Strahlungsempfang der Detektorelemente (9) und in einer auf die erste Ebene normal stehenden Ebene angeordnet ist. 30 Hiezu
3. 3 Blatt Zeichnungen 35 40 45 50 4 55