DE1453162C3 - Einrichtung zum Ermitteln der wirtschaftlichsten Schnittführung beim Besäumen von Holz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Ermitteln der wirtschaftlichsten Schnittführung beim Besäumen von Holz mit mindestens zwei ebenen Flächen und Baumkanten.

Beim Ausschneiden von Holz aus Baumstämmen werden diese gewöhnlich durch parallele Längsschnitte in Bretter, Bohlen oder Blöcke zerteilt, die an ihren beiden Seitenrändern Baumkanten aufweisen, die nachher durch Besäumen des Schnittholzes abgetrennt werden müssen, um Bau- und Tischlerholz mit parallelen Seitenrändern zu erhalten. Bei Brettern wird manchmal eine kleine Baumkante zugelassen, wodurch zwar die.Güte des Produktes beeinträchtigt, aber eine gewisse Holzersparnis erzielt wird.

Das Entfernen der Baumkanten an den Seitenrändern von Brettern wird mit Besäumsägen vorgenommen, wobei meistens das Einstellen der Sägeschneiden und das Ausrichten der Bretter von Hand aus erfolgt. Da die aus dem Sägewerk kommenden Bretter oder Bohlen mit Baumkanten sehr unterschiedliche und unregelmäßige Ümrißform haben, ist es auch bei großer beruflicher Geschicklichkeit und guter Beurteilungsfähigkeit schwer, auf Grund der bloßen Abschätzung bei einem Brett mit einer über seine Länge mit unregelmäßigem Verlauf kleiner werdenden Breite die Besäumschnitte so anzusetzen, daß möglichst wenig Holz abfällt.

Die Erfindung geht nun von der Erkenntnis aus, daß eine weit günstigere Schnittführung beim Besäumen von Brettern, Bohlen oder Blöcken mit Baumkanten ermöglicht wird, wenn an jedem Brett, das an seinen Seitehrändern durch unregelmäßige Baumkanten begrenzt ist, die vom einen Ende des Brettes zum anderen Ende hin konvergieren, die Flächengrößen einer Reihe von Rechtecken ermittelt werden, deren schmale Seiten eben noch zwischen den beiden Baumkanten liegen und deren lange Seiten durch den Abstand der Schmalseite des betreffenden Rechteckes von einer am breiten Ende des Brettes als Bezugslinie gewählten Querlinie bestimmt sind. Durch Multiplikation der Länge jeder kurzen Seite mit dem zugehörigen Abstand dieser Ouerlinie von der Bezugslinie werden die Flächeninhalte einer Reihe von Rechtecken erhalten, die in die von den beiden Baumkanten begrenzte Umrißlinie der Oberfläche des Brettes eben noch eingeschrieben werden können.

Bei Brettern, die aus normal gewachsenen Bäumen geschnitten sind und infolgedessen von ihrem Wurzelende zum Zopfende hin schmäler werden, ergeben sich hierbei verschiedene Rechtecke mit verhältnismäßig großer Breite und kleiner Höhe am breiten Ende des Brettes bis zu großer, sich über die ganze Länge des Brettes erstreckender Höhe und der kleinsten, der Breite des Brettes entsprechenden Breite. Durch Vergleiche der berechneten Flächeninhalte kann der günstigste Ausschnitt ermittelt werden, und die Besäumschnitte werden an jenen Linien angesetzt, die den in Längsrichtung des Brettes verlaufenden Seiten des betreffenden Rechteckes entsprechen.

Bei dieser Vorgangsweise kann aber auch noch die Tatsache berücksichtigt werden, daß nicht immer die größte Fläche die günstigste Verwertung ergibt, sondern daß manchmal auch ein in der Fläche kleineres Erzeugnis, z. B. ein schmaler, aber besonders langer Balken oder ein kurzes und dabei aber sehr breites Brett, eine begehrte und daher für den Erzeuger wesentlich preisgünstigere Ware als ein handelsübliches Format darstellt. Bei der oben angegebenen Berechnungsweise können solche Sonderfälle in einfacher Weise dadurch berücksichtigt werden, daß bei der Ausrechnung nur Wertepaare verwendet werden, bei. denen entweder die Längenabmessungen oder die Breitenabmessungen einen gewünschten Mindestwert erreichen.

Zur Durchführung der Ermittlung der günstigsten Besäumschnitte in der beschriebenen Weise müssen an jedem Brett die Höhen und Breiten einer relativ großen Zahl von Rechtecken gemessen, die Maße notiert, die notwendigen Multiplikationen ausgeführt, die Flächeninhalte verglichen und die Lage der Schmalseite des günstigsten Rechteckes auf dem Brett markiert werden, weil die Endpunkte dieser Schmalseite für die Einstellung des Sägeschnittes beim Besäumen maßgebend sind. Diese Arbeitsvorgänge erfordern einen verhältnismäßig großen Aufwand an Zeit, und außerdem besteht die Gefahr, daß durch Irrtümer beim Ablesen der Maße, bei deren Aufschreibung oder durch Rechenfehler das Ergebnis verfälscht wird.

Ziel der Erfindung ist eine Einrichtung der eingangs genannten Gattung, mit welcher die vorstehend angeführten Arbeiten mit wesentlich kleinerem Aufwand an Zeit und unter Vermeidung von Irrtümern und Fehlern durchgeführt werden kann. Eine solche Einrichtung zum Ermitteln der wirtschaftlichsten Schnittführung beim Besäumen von Holz mit mindestens zwei ebenen Flächen und Baumkanten ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine in Breitenrichtung des Holzes angeordnete und parallel zu sich selbst oberhalb der Fläche des Holzes relativ zu diesem verschiebbare Abtasteinrichtung, die zur Abgabe von Quermeßsignalen, die den Querabständen der Randlinien der Baumkanten von einer durch den Anfangspunkt einer Meßskala parallel zur Längsrichtung des Holzes verlaufenden festen Bezugsgeraden an in vorbestimmten Längsabständen von einer Anfangsquerlinie verlaufenden Querlinien entsprechen, und von Längenmeßsignalen, die den den einzelnen Querlinien zugeordneten Längsabständen von der Anfangsquerlinie entsprechen, eingerichtet ist, und durch ein an die Abtasteinrichtung angeschlossenes Rechengerät mit einem Subtraktions-Rechenwerk, das zur Ermittlung des Breitenabstandes zwischen den Randlinien der Baumkanten aus den einander zugeordneten Quermeßsignalen und des kleinsten der bis zu einer jeweils erreichten Länge ermittelten Breitenabstände der Randlinien

der Baumkanten und zur Abgabe von diesen kleinsten Breitenabständen und den der angeführten Länge entsprechenden Anzeige-, Aufzeichnungs-, Speicherungs- oder Steuersignalen eingerichtet ist, wobei das Rechengerät mit einem Multiplikations-Rechenwerk ausgestattet ist, das zur Ermittlung der den Flächeninhalten entsprechenden Produkte aus den eingespeisten Breiten- und Längenmeßwerten und zur Abgabe von den ermittelten Flächeninhalten entsprechenden Anzeige-, Aufzeichnungs-, Speicherungs- oder Steuersignalen eingerichtet ist, und außerdem mit einem Vergleichsmeßwerk versehen ist, das zur Ermittlung des größten der eingespeisten Flächeninhaltswerte und zur Abgabe von diesem Flächeninhaltswert und einem diesem zugeordneten Längen- oder Breitenmaß entsprechenden und für die Einstellung des Sägeschnittverlaufes am Holz auswertbaren Anzeige-, Aufzeichnungs-, Speicherungsoder Steuersignalen eingerichtet ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung wiedergegeben.

F i g. 1 ist eine Draufsicht eines Brettes und erläutert das Prinzip einer Untersuchung;

F i g. 2 zeigt eine Endansicht des Brettes;

F i g. 3 zeigt eine Draufsicht eines Brettes, ein Untersuchungslineal und eine Längenskala;

F i g. 4 zeigt eine abgeänderte Ausbildung des Untersuchungsgerätes;

F i g. 5 und 6 zeigen eine weitere Abänderung des Untersuchungsgerätes in Draufsicht bzw. Endansicht;

F i g. 7 zeigt in Endansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Untersuchungsgerätes, das mit einer Kontaktvorrichtung versehen ist;

F i g. 8 zeigt schematisch eine Einrichtung mit zum Teil elektronischen Komponenten und Servovorrichtungen zur Untersuchung eines Brettes und Einstellung einer Besäumsäge;

F i g. 9 veranschaulicht das Schaltschema von an das Untersuchungsgerät angeschlossenen Kontakten;

Fig. 10 zeigt eine Vorrichtung zum Messen der Länge einer Untersuchungslinie;

Fig. 11 veranschaulicht schematisch ein abgeändertes Untersuchungsverfahren;

Fig. 12 zeigt schematisch ein Gerät zur Bestimmung der Ausrichtung eines Brettes und

Fig. 13 ein dazugehöriges Diagramm.

In F i g. 1 und 2 ist ein Brett 1 mit Baumkanten 2 und 3 dargestellt. Das Brett hat zwei ebene parallele Seiten 4 und 5, die beispielsweise durch Aussägen aus einem Block gebildet wurden. Es sei angenommen, daß die Untersuchung des Brettes auf der Seite 4 vorgenommen werden soll, die infolge der schrägen Baumkanten kleiner ist als die Seite 5. Die Seite 4 ist seitlich durch Randlinien 6 und 7 begrenzt. Das Brett verjüngt sich vom Wurzelende zum Kopfende, und es sei angenommen, daß die lange Endkante 8 gerade und parallel zu der ebenfalls geraden kürzeren Endkante 9 ist In Wirklichkeit kommen jedoch Endkanten anderer Form vor, und die Erfindung beschränkt sich nicht auf gewisse Formen von Endkanten.

Zur Auswahl des günstigsten Brettes mit geraden Längskanten, das sich aus dem baumkantigen Brett erhalten läßt, kann man grundsätzlich so vorgehen, daß Rechtecke zlßCD,/I₁B₁C₁D₁, y4₂B₂C₂D., auf der Seite 4 zwischen der Endkante 8 und den Baumkantlinien 6 und 7 eingeschrieben werden, wobei die langen Seiten der Rechtecke parallel zu einer gegebenen Längsrichtung yy des Brettes sind. Die Längen L, L₁ und L₂ dieser Rechtecke werden mit den entsprechenden Breiten b, O₁ und b₂ multipliziert und die erhaltenen Flächen miteinander verglichen.

Falls die größte Fläche der wertvollsten Ausbeute entspricht, so wird diese Fläche gewählt und das entsprechende Brett mit geraden Längskanten aus dem baumkantigen Brett ausgesägt. Man erhält somit ein. fertiges Brett beispielsweise mit der Länge L₁ und

ίο der Breite b_v falls die FIaChCZi₁S₁C₁D₁ am größten ist. Das Verfahren setzt eine Messung der Längen L, L₁ und L₂ sowie der Breiten b, b_t und b₂ voraus. Die Maßskala kann beliebig sein, da es sich ja um einen Vergleich der erhaltenen Flächen handelt, doch muß die gleiche Maßskala für die entsprechenden Werte der verschiedenen Rechtecke verwendet werden.

Es ist denkbar, daß nicht die größte Fläche am wertvollsten ist, sondern daß aus dem Ausgangs-

ao material ein Brett geschnitten werden soll, das gewisse Vorschriften erfüllt, beispielsweise eine bestimmte vorgeschriebene Mindestbreite oder Mindestlänge. In diesem Fall, ist darauf entsprechend Rücksicht zu nehmen. Rücksicht kann auch auf übliche Normenmaße der Breite und gegebenenfalls auch der Länge der gesägten Bretter genommen werden. Um die Wahl des gewünschten fertigen Erzeugnisses mit hoher Genauigkeit vornehmen zu können, ist es zweckmäßig, auf der Fläche des baumkantigen

Brettes eine große Anzahl von Rechtecken einzuschreiben, deren lange oder kurze Seiten nur sehr wenig voneinander unterschieden sind. Einfache Hilfsmittel zum Messen können verwendet werden, wenn als Ausgangswerte eine Reihe von Breiten gewält wird, die sich nur wenig voneinander unterscheiden. Dies läßt sich auch so ausdrücken, daß eine Untersuchung der Breite unter Verwendung von Untersuchungslinien durchgeführt wird, die in gleichen, aber verhältnismäßig kurzen Abständen

♦o voneinander liegen, wie dies in Fi g. 3 erläutert ist. Zum Messen wird gemäß F i g. 3 ein Lineal 10 mit einer Skala 11 verwendet, in der jeder Skalengrad gleich dem Unterschied der Breiten aufeinanderfolgender Rechtecke an jeder Längskante des baumkantigen Brettes 1 ist. In Fig. 3 ist ein Rechteck eingezeichnet, dessen eine lange Seite 12 sich gegenüber dem Skalenstrich 7 des rechtwinklig zur Längsrichtung yy des Brettes liegenden Lineals 10 befindet. Würde die andere lange Seite 14 von dem Punkt 15 ausgehen, in dem die kurze Seite 16 die Baumkantlinie 7 schneidet, so würde diese lange Seite 14 keinem Skalenstrich gegenüber liegen. Im Ausführungsbeispiel befindet sich die lange Seite 14 ungefähr bei 23,3 der Skala 11. Besteht die Forderung, daß auch diese lange Seite mit einem Skalenstrich zusammenfallen soll, so kann man zwischen den Skalenstrichen 23 und 24 wählen. Im ersteren Fall ergibt sich ein fertiges Erzeugnis mit durchweg geraden Kanten, weil die lange Seite 14 a vollständig innerhalb der Baumkantlinie 7 liegt, während im letzteren Fall die entsprechende lange Seite 14 b die Baumkantlinie 7 schneidet, so daß das fertiggesägte Brett einen Teil 17 der Baumkante 3 enthält. Die Gradeeinteilung soll mit Rücksicht auf übliche Normenmaße des fertigen Brettes gewählt werden.

Beim Messen der miteinander zu vergleichenden Rechtecke kann das Lineal von dem einen Ende 8

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des baumkantigen Brettes parallel zu sich selbst in Multipliziervorrichtung 31 verbunden, in die der der Richtung zur anderen Endkante 9 geführt werden, Breite des Brettes entsprechende Unterschied Bab und auf der Skala 11 können die Breiten abgelesen eingeführt wird. Das Gerät 31 erhält ferner über oder aufgezeichnet werden, die sich ergeben, wenn eine Leitung 32 Signale, die der Größe des Vorein Skalenstrich durch die Baumkantlinie 6 passiert. 5 schubs des Brettes für jeden X-Wert entsprechen, Gleichzeitig wird die Länge abgelesen oder auf- also Angaben über die Längen L der betreffengezeichnet, die sich aus der Länge der Bewegung des den Flächen. In der Vorrichtung 31 werden die Lineals von der Endkante 8 oder einer anderen ge- Werte von L mit den entsprechenden Werten gebenen Ausgangslage aus bestimmen läßt. Zur Be- Bab multipliziert, und es ergibt sich die Fläche Stimmung der Länge der Bewegung läßt sich ein in io YabL = Bab X L.

Fig. 3 als Längenskala 18 dargestelltes Meßgerät Die verschiedenen Flächenwerte YabL sollen je-

verwenden. doch auch miteinander verglichen und von ihnen soll

Wie aus F i g. 4 ersichtlich, können die Skalen- der größte Wert Y_mai gewählt werden. Dies geschieht

striche des Lineals 10 durch Löcher oder Kontakt- in einem Apparat, der durch eine strichpunktierte

stifte 19 ersetzt werden. . 15 Linie 35 angedeutet ist und ein Vergleichsgerät -36

Die Untersuchung eines baumkantigen Brettes sowie ein Speicherwerk 37 enthält. Der Apparat 35 durch Messung von Breiten und Längen und Be- arbeitet in der Weise, daß die Fläche Y_maiv die der rechnung der entsprechenden Flächen ist oben mit größte der in das Gerät 36 eingeführten Flächeneinfachen Hilfsmitteln, wie Linealen, mit Skalen be- werte ist, im Speicherwerk 37 gelagert und dann mit schrieben. Im praktischen Betrieb wird jedoch ge- ao den in das Gerät 36 weiter eingeführten Flächenwohnlich ein bedeutend schnellerer Arbeitstakt er- werten YabL verglichen wird. Ist einer dieser Werte fordert, als sich mit diesen Hilfsmitteln erreichen größer als der bisherige Y_maxv der gelagert ist, hat läßt. Ein schnelleres Arbeiten wird ermöglicht, wenn also beispielsweise den Wert Y_maX2, so wird der die Skalenstriche des Lineals durch elektrische Taster letztere Wert an Stelle des vorherigen im Speicherersetzt werden, vorzugsweise Kontakte beispielsweise 25 werk gelagert. Das Gerät 36 wählt dann den größten in Form von Mikroschaltern 20, wie in Fi g. 5 und 6 aller Flächenwerte und gibt über Leitungen 38 und schematisch angedeutet, oder gemäß Fig. 7 durch 39 sowie Zweigleitungen40 und 41 Signale an die mit Kontakten 22 kombinierte Rollen 21, wobei diese Speicherwerke 28 und 29 für X_a und X_b, so daß von Kontakte in die Stromkreise von Geräten einge- diesen die Werte X entnommen werden können, die schaltet werden, die selbsttätig die Breiten und ent- 30 der größten Fläche Y_maT entsprechen. Diese Werte sprechenden Längen messen, die Flächen berechnen, werden über Leitungen 42 und 43 in ein Steuergerät diese miteinander vergleichen und die Fläche wählen, 44 geleitet. Dieses Steuergerät betätigt sowohl Servowelche die beste Ausbeute ergibt, und außerdem vorrichtungen 45 und 46 zum Einstellen der Besäum-Servogeräte betätigen, welche die Sägeblätter einer sägeblätter 47, 48 als auch Servogeräte 49 für das Besäumsäge zum Sägen des gewünschten Brettes ein- 35 Blatt 50 einer Kappsäge, die das Brett entsprechend stellen. Auch eine nicht berührende Messung kann der Länge ablängt, die einem Speicherwerk 34 entzum Abtasten der Lage der Baumkante verwendet nommen und über eine Leitung 51 ebenfalls in das werden. In F i g. 8 ist das Prinzip einer solchen Steuergerät 44 eingeführt wird,
selbsttätigen Einrichtung dargestellt. Aus dem Schaltschema in Fig. 9 ist ersichtlich,

In Fig. 8 bezeichnet 21a einen Geber, der die 40 wie die Tastkontakte20 des Lineals 11 an Stromauf dem Lineal 10 angeordneten Tastkontakte ent- kreis anzuschließen sind, um in der gewünschten hält. Die Tastkontakte befinden sich an Stellen mit Reihenfolge nacheinander geschlossen und geöffnet den Breiten-Koordinaten X₁, X₂, X₃ ... X_tt für die zu werden. Hier sind nur die drei äußersten Kontakte eine Baumkante des zu untersuchenden Brettes 1 20 a, 20 b, 20 c bzw. 20 d, 20 e, 20 / dargestellt. Alle und an Stellen mit den entsprechenden Koordina- 45 diese wie auch die dazwischenliegenden, nicht geten X_b ... X_n für die andere Baumkante. Die Kon- zeigten Kontakte mit Ausnahme der äußersten Kontakte sind derart in einen Stromkreis eingeschaltet, takte 20 a und 20/ sind an zwei Stromkreisen mit daß, wenn ein Kontakt die Baumkantlinie passiert Relais angeschlossen, von denen das eine die auf- und dabei den Stromkreis geschlossen oder unter- einanderfolgende Einschaltung oder Ausschaltung brachen hat, der am nächsten liegende Kontakt zum 50 von Widerständen A₁, A₃, A₅, R₇, R₉ in einer Leitung Einschalten vorbereitet wird, so daß er bei Er- 61 und das andere das Ein- und Ausschalten von reichung derselben Baumkantlinie wirksam wird. In Widerständen R₂, R_v R_e, R₈, R₁₀ in einer Leitung 62 F i g. 8 ist angenommen, daß das Brett in einer ge- steuert. Diese Leitungen 61 und 62 entsprechen den gebenen Längsrichtung 22 vorgeschoben wird, doch Leitungen 23 und 24 im Hauptprinzipschema nach ist es auch bei entsprechender Abänderung der Ein- 55 Fig. 8, und die an diese Leitungen angeschlossenen richtung möglich, den Geber mit dem Lineal oder Rechenwerke und Speicherwerke sind in F i g. 9 sowohl den Geber als auch das Brett zu verschieben. durch die Instrumente 63 und 64 dargestellt.
Die Stromkreise der Tastkontakte sind über Leitun- Hinsichtlich des Kontakts 20 enthalten die Stromgen 23, 24 an ein subtrahierendes Rechenwerk 25 kreise zwischen den Kontakten 20 und den Leitunangeschlossen, in das die Werte der Koordinaten X₁₁ 60 gen 61 und 62 eine Leitung 52 mit einem Veründ X_b eingeführt werden. Das Rechenwerk 25 führt zögerungsgerät 53, ein Relais mit einer Magnetisiedie Subtraktion X_a — X_b zur Erhaltung der Breite rungsspule 54 und einen zum Relais gehörigen Bab aus. Die Koordinatenwerte X_a, X_b werden je- Selbsthaltekreis mit einem Nebenschluß 55 sowie doch auch über Zweigleitungen 26, 27 in ein einen Kontakt 56. Dieser Kontakt wie auch Kontakte Speicherwerk 28 bzw. 29 für die Werte der Koordi- 65 58 und 59 gehören zum Relais. Ein Ende der Spule naten X_a bzw. X_b eingeführt, welche die größte 54 ist an die Leitung 52 und das andere Ende über Fläche Ymax ergeben können. Durch eine Leitung 30 eine Verbindung 65 an die negative Klemme der ist das subtrahierende Rechenwerk 25 mit einer Stromquelle angeschlossen. Der beschriebene Strom-

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kreis wirkt in der Weise, daß, wenn der Kontakt 20« Strom, wodurch die Kontakte 56 und 68 dieses geschlossen ist (wenn er also die Baumkante des Relais geschlossen werden, während der Kontakt 74 Brettes passiert, also die Linie 6 in Fig. 1) und in- geöffnet wird. Infolgedessen wird der Strom, der folgedessen die Leitung 52 mit der positiven Klemme vom positiven Pol des Kontakts 74 durch die Leitung der Stromquelle verbindet, ein Strom zur negativen 5 61 und durch den Widerstand/?, in dieser Leitung Klemme durch die Spule 54 des Relais fließt, das geflossen ist, unterbrochen und dadurch die Stromdabei die Kontakte 56 und 58 schließt und den stärke in der Leitung 61 geändert.
Kontakt 59 öffnet. Beim Schließen des Kontakts 56 Beim Schließen des Kontakts 20 b fließt kein wird ein Selbsthaltekreis 55 eingeschaltet, der das Strom durch die Spule 70, und der Kontakt 71 verRelais mit Strom speist, solange der Kontakt 57 ge- ίο bleibt daher weiter geschlossen. Die Stromstärke in schlossen ist. Wenn ein Brett fertig untersucht ist, der Leitung 62 wird also nicht geändert. Der mit der wird die Untersuchung des nächsten Brettes dadurch Spule 70 verbundene Kontakt 73 ist nämlich offen, vorbereitet, daß der Kontakt 57 geöffnet wird, wo- weil er durch einen Stromkreis betätigt wird, der den durch der Selbsthaltekreis unterbrochen wird, nächsten Kontakt 20 c enthält.

worauf der Kontakt 57 wieder geschlossen wird. Die 15 Die Stromkreise, die der Kontakt 20 c betätigen Unterbrechung kann beispielsweise von Hand, kann, sind ebenso ausgebildet wie die an den Konmechanisch oder gemäß Fig. 8 durch eine Leitung takt 20 b angeschlossenen Stromkreise, mit dem 32 elektrisch erfolgen. Beim Öffnen des Kontakts 59 einzigen Unterschied, daß das Relais mit der Spule ändert sich der Strom durch die Leitung 61, denn 75, das dem Relais mit der Spule 70 entspricht, mit Strom ist vorher von der Plusseite über den Kontakt 20 einem Selbsthaltekreis mit einem Nebenschluß 76 59 zur Minusseite der Leitung 61 geflossen. Beim und einem Kontakt 77 versehen ist. Beim Schließen Schließen des Kontakts 58 wird eine der Spule 54 des Kontakts 20 c fließt auch hier kein Strom durch entsprechende Spule 66 eines Relais in einer an den die Spule 75, weil diese nicht mit der Minusseite vernächsten Kontakt 20 b angeschlossenen Leitung 67 bunden ist.

in Verbindung mit der negativen Klemme der Strom- 25 Aus dem Schaltschema, ist also ersichtlich, daß

quelle gesetzt und dadurch die Einschaltung des beim Schließen eines Kontakts 20 a die Stromstärke

letztgenannten Relais vorbereitet. in der Leitung 61 geändert und die Einschaltung des

Das Verzögerungsgerät 53 hat die Aufgabe, beim nächsten Kontakts 20 b vorbereitet wird und daß Schließen des Kontakts 20 α die Stromzufuhr zur beim Schließen diesefs Kontakts die Stromstärke in Leitung 52 zu verzögern, so daß sich eine gewisse 30 der Leitung 61 weiter geändert und die Einschaltung Korrektion ergibt zwecks Einbeziehung eines Teils des nächsten Kontakts 20 c vorbereitet wird usw. einer Baumkante in das fertiggesägte Brett. Ohne Die Relais, welche die an die Leitung 62 angedas Gerät 53 wäre die Verzögerung Null und das schlossenen Kontakte steuern, werden dagegen bei Ergebnis durchgehend vierkantig zugeschnittene den beschriebenen Arbeitsgängen nicht betätigt. Für Bretter. Infolge der Verzögerung hat das fertig- 35 eine solche Betätigung muß ein weiterer Kontakt gegesägte Brett einen Teil der Baumkante, die um so schlossen werden, so daß eine der Spulen 70 oder 75 größer ist, je länger die Verzögerung ist. oder eine entsprechende Spule Strom erhält. Die

Der Kontakt 20 b ist außer mit der Leitung 67 mit oben beschriebenen Vorgänge finden statt, wenn nur einer Zweigleitung 68 verbunden, und beide diese die eine Baumkante des Brettes die Kontakte beLeitungen können je ein Verzögerungsgerät 53 ent- 40 tätigt. Wird auch die andere Baumkante wirksam, halten. Die Leitung 68 ist an das eine Ende einer wie es bei einer normalen Untersuchung eines Brettes Spule 70 eines Relais mit einem Kontakt 71 ange- der Fall ist, so sind zwei Kontakte oder Kontaktschlossen, der mit der Leitung 62 an einer Stelle reihen, beispielsweise 20 a, 20 b und 20 /, 20 e gleichzwischen den Widerständen R_s und R₁₀ verbunden zeitig geschlossen. Die an die Kontakte 20/, 2Oe ist. Das andere Ende der Spule 70 ist über eine 45 und 2Od angeschlossenen Kreise sind in der ge-Leitung 72 an einen Kontakt 73 angeschlossen, der nannten Reihenfolge ebenso ausgebildet wie die an im dargestellten Schaltschema offen ist, aber die die Kontakte 20 a, 20 b und 20 c angeschlossenen Leitung 70 mit der Minusseite verbinden kann. Das Kreise. Wird also angenommen, daß die Kontakte mit der Spule 66 versehene Relais ist ebenso wie das 20 / und 20 e an der anderen Baumkante vorbeivorhergehende Relais 54 mit einem Selbsthaltekreis 5° gegangen sind und der Kontakt 20 d geschlossen 55, 56 versehen. Das Relais mit der Spule 66 hat wird, so bedeutet dies, daß die Stromstärke in der einen Kontakt 68, der ebenso wie der Kontakt 58 Leitung 62 durch die Widerstände R₂ und R_t gedie Spule eines mit dem nächsten Kontakt 20 c ver- ändert wurde und noch mehr geändert wird, wenn bundenen Relais mit der Minusseite verbinden kann. ein Kontakt 80 geöffnet wird, der durch ein Relais Das Relais hat ferner einen Kontakt 74, der die Ver- 55 mit einer Spule 81 gesteuert wird. Zum Relais mit bindung zwischen der positiven Klemme und der an der Spule 81 gehören außer dem Kontakt 80 auch diesen Kontakt 74 angeschlossenen Leitung 61 regelt. ein Kontakt 82 in einem Nebenschluß 83 des Selbst-

Die an die Kontakte 20 α und 20 b angeschlossenen haltekreises des Relais und ein Kontakt 84. Beide

Stromkreise wirken wie folgt zusammen: diese Kontakte werden geschlossen, wenn die Spule

Solange der Kontakt 20 α geschlossen ist (wenn er 60 81 Strom erhält. Der Kontakt 84, dessen eine Polsich also noch innerhalb der Baumkantlinie be- klemme mit der Minusseite verbunden ist, steht aber findet), ist der Kontakt 58 geschlossen und die Spule mit seiner anderen Polklemme in Verbindung mit 66 mit der Minusseite verbunden. Ist die Kante des einer Leitung 85, die von der Spule eines Relais in Brettes so weit vorgeschoben, daß der Kontakt 20 b dem zum unmittelbar vorhergehenden Kontakt 20 zur Baumkante gelangt, so wird auch dieser Kontakt 65 gehörigen Stromkreis ausgeht. Unter der Annahme, geschlossen. Da die Spule 66 bereits an die Minus- daß diese Spule die Spule 75 ist, die mit dem Konseite und der Kontakt 20 ft an die Plusseite ange- takt 20 c verbunden ist, und dieser Kontakt ebenfalls schlossen ist, erhält das Relais mit der Spule 66 geschlossen ist, so fließt Strom vom positiven Kon-

takt 20 c durch die Spule 75 und die Leitung 85 zum Kontakt 84. Dabei werden die Kontakte 77 und 73 geschlossen, während ein Kontakt 86, der die positive Klemme der Stromquelle mit der Leitung 62 verbunden hält, geöffnet wird. Durch die Leitung 62 wird daher ein Signal erhalten, weil kein Strom mehr vom Kontakt 86 über die Widerstände R₆, /?₄ und R., zur negativen Klemme der Leitung 62 fließt. Beim Schließen des Kontakts 73, der an die negative Klemme der Stromquelle angeschlossen ist. fließt ein Strom durch die Spule 70 und die Leitung 72. aber nur unter der Voraussetzung, daß der Kontakt 20 b geschlossen ist, was der Fall ist, wenn er sich außerhalb der Baumkante des Brettes befindet.

Wenn nur die zwei Außenkontakte 20 α und 20 / von der Baumkante des Brettes passiert und daher geschlossen worden sind, so ergibt sich in bereits beschriebener Weise durch öffnen des Kontakts 59 eine Stromänderung in der Leitung 61. Beim Schließen des Kontakts 20 / fließt ein Strom durch eine Spule 88 eines dem Relais mit der Spule 70 bzw. 75 ähnlichen Relais, wobei auch ein Kontakt 89 geöffnet wird und daher die Verbindung zwischen dem positiven Pol dieses Kontakts und dem negativen Pol der Leitung 62 unterbrochen wird, so daß der Strom auch in der Leitung 62 geändert wird. Der Unterschied zwischen den Stromstärken in den beiden Leitungen 61 und 62 entspricht der zu indizierenden oder zu messenden Breite des Brettes.

Anstatt die Messung an der Endkante des Brettes zu beginnen, kann die Untersuchung begonnen werden, nachdem das Lineal sich in einem bestimmten Abstand von der Endkante über dem Brett befindet, was zweckmäßig ist, wenn das Wurzelende einen mehr oder weniger geschlossenen Umriß hat. Ein verzögerter Beginn läßt sich durch die Anordnung von Stromschaltern an den äußeren Anschlüssen des betreffenden Relaissystems an die Minusseite erhalten, also bei 65 bzw. 88 in F i g. 9. Diese Schalter werden in dem Augenblick eingeschaltet, in dem die Untersuchung beginnen soll.

In einer abgeänderten Ausbildung können die im Schaltschema nach F i g. 9 vorhandenen elektrischen Komponenten durch geeignete transistorisierte Kreise ersetzt werden.

Im Zusammenhang mit dem elektrischen Schaltschema wurde beschrieben, wie die Breiten der verschiedenen miteinander zu vergleichenden Flächen gemessen oder angezeigt werden. Die entsprechenden Längen lassen sich in verschiedener Weise feststellen. Sind die dem Brett anliegenden Kontakte gemäß Fig. 7 als Rollen ausgebildet, so können diese mit Zähnen mit konstanter Teilung versehen sein. Mit den Zähnen kann ein Kontakt zusammenwirken, der an einen Stromkreis angeschlossen ist, in dem Stromstoße erzeugt werden, die der den Kontakt berührenden Anzahl der Zähne entsprechen. Die während des Vorschubs des Brettes sich ergebende Anzahl der Impulse ist dabei ein Maß für die Länge. Eine solche Vorrichtung ist in Fig. 10 angedeutet, wo 90 ein zu untersuchendes Brett, 91 eine am ganzen Umfang mit Zähnen 92 versehene Rolle und 93 einen schwenkbar gelagerten Kontaktarm bezeichnet, dessen freies Ende mit dem Umfang der Rolle in Berührung steht. Läuft die Rolle das Brett entlang, so springt die Spitze des Kontaktarms von einem Zahn zum anderen, wobei aufeinanderfolgende Unterbrechungen des Stroms erfolgen, der von der positiven Klemme einer Stromquelle durch den Kontaktarm 93, die Zähne 92 und die Achse der Rolle durch eine Leitung zur negativen Klemme der Stromquelle fließt. Die Anzahl der Unterbrechungen wird in einem im Stromkreis eingeschalteten Rechenwerk 94 gezählt.

Die Rolle kann statt dessen einen mehr oder weniger glatten Umfang mit einer Einlage aus einem isolierenden Stoff an einer einzigen Stelle haben. Wenn der Kontaktarm an dieser Einlage vorbeigeht, wird der Strom vorübergehend unterbrochen, und zwar einmal je Umdrehung. Die Unterbrechungen werden gezählt, und ihre Anzahl ist ein Maß der zu messenden oder anzuzeigenden Länge.

Anstatt mit Hilfe von elektrischen Kontakten kann das Brett auch in anderer Weise abgetastet werden, beispielsweise durch Luftstrahlen oder Fotozellen.

Die Untersuchung mit Hilfe von Linealen mit Kontakten oder anderen diesem Zweck dienenden Tastern läßt sich in verschiedener Weise vornehmen. Nach der beschriebenen Vorrichtung sind nur die Taster für zwei Außenlinien gleichzeitig eingeschaltet. Nach Beendigung der Untersuchung längs einer Linie, wenn der Taster also die Baumkante verlassen hat, wird der Taster für die unmittelbar benachbarte Untersuchungslinie eingeschaltet. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die Länge jeder Untersuchungslinie registriert und in einem Speicherwerk gelagert wird, wobei die Registrierung sämtlicher Linien gleichzeitig beginnt. Die Taster werden dann bei Erreichung der Baumkante der Reihe nach ausgeschaltet. Dies ist grundsätzlich in Fig. 11 angedeutet, in der dieselben Bezugszeichen verwendet sind wie in F i g. 1 und 2. Die Abtastung oder Untersuchung beginnt hier für sämtliche Linien >■', y-, y³ . . . yⁿ gleichzeitig bei der Kante 8, und die Taster werden bei Erreichung der Baumkanten 6 und 7 der Reihe nach ausgeschaltet. Die Vorrichtung kann grundsätzlich gemäß Fig. 8 mit der Änderung ausgebildet sein, daß das mit 21 α bezeichnete Rechteck das betreffende Speicherwerk angibt, das grundsätzlich mit einer Einrichtung nach F i g. 9 abgetastet werden kann.

Die Untersuchungslinie braucht nicht durch kontinuierliche Messung über die ganze Länge festgestellt zu werden. Sie läßt sich auch durch Zusammenfassung einer Anzahl Meßpunkte erhalten, die durch Messungen in gewissen Abständen voneinander erhalten werden. Dabei werden die Koordinaten der Lage der Baumkante bestimmt und auf die am nächsten liegende Untersuchungslinie bezogen.

Bisher wurde vorausgesetzt, daß die Untersuchung am breiten Ende des Brettes beginnt, doch ist es auch möglich, beim schmalen Ende anzufangen. Die Taster an den Enden des Lineals bewegen sich dabei zunächst auf einer Unterlage des Brettes und sprechen erst an, wenn sie zur Baumkante gelangen oder sich um eine gewisse Strecke über diese weiterbewegt haben. Dabei sind die Längen der miteinander zu vergleichenden Rechtecke gleich dem Unterschied zwischen der gesamten Brettlänge und der Strecke, längs welcher sich der Taster von der schmalen Endkante des Brettes bis zur Baumkante oder bis zu der Stelle bewegt hat, die bei Überschreitung der Baumkante erreicht wurde.

Die beschriebene Untersuchung setzt eine bestimmte Längsrichtung des Brettes voraus. Es kann

jedoch erwünscht sein, das Brett vor der Untersuchung so auszurichten, daß die Untersuchung einer optimalen Längsrichtung entlang erfolgt. Um die beste Winkelausrichtung zu bestimmen, kann die beschriebene Untersuchung in zwei oder mehreren Koordinatensystemen durchgeführt werden, die etwas gegeneinander Verdreht sind, aber in der Nähe und zu beiden Seiten der günstigsten Richtung des Brettes liegen. Durch Verwendung eines oder mehrerer Untersuchungslineale, die mit verschiedenen Geschwindigkeiten im Verhältnis zueinander beweglich sind, und gegebenenfalls eines festen Lineals läßt sich die erwünschte Drehung der Untersuchungsrichtungen erhalten, wie dies in Fig. 12 und 13 dargestellt ist.

In Fig. 12 ist angenommen, daß ein Brettl sich in der Richtung des Pfeils 100 im Verhältnis zu einer Untersuchungsvorrichtung 11 α bewegt, deren seitliche Lage festgelegt ist. Die Untersuchungsvorrichtung kann beispielsweise als Lineal mit Tastern gemäß einem der oben beschriebenen Vorrichtungen ausgebildet sein. Außerdem sind zwei andere ähnliche Untersuchungsvorrichtungen 11 b und lic vorhanden, die in der Richtung der Pfeile 101 bzw. 102 seitlich in entgegengesetzten Richtungen verschoben werden, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die im Verhältnis zur Geschwindigkeit des Brettes gering ist.

Jede Untersuchungsvorrichtung ist in einer Einrichtung beispielsweise nach Fig. 8 enthalten und je für sich in Stromkreisen gemäß F i g. 9 mit oder ohne die angegebenen Abänderungen eingeschaltet.

Mittels der drei Untersuchungsvorrichtungen werden somit drei verschiedene Untersuchungen vorgenommen, und zwar eine erste Untersuchung entlang zur Längsrichtung y α parallelen Linien, die parallel zur Bewegungsrichtung 100 des Brettes sind, eine

ίο zweite Untersuchung entlang Linien, die parallel zur Längsrichtung y b sind und mit der Resultierenden der Bewegungen der Untersuchungsvorrichtung 11 b und des Brettes 1 zusammenfallen, und eine dritte entsprechende Untersuchung entlang der- Längsrichtung y c. Jede Untersuchung ergibt einen Höchstwert der Fläche, die dem günstigsten gesägten Brett beim Besäumen in der Längsrichtungya,yb bzw. y c entspricht. Diese Höchstwerte Y_amaz, Y_bmai, Ycmax können als Ordinaten in einem Koordinatensystem

ao aufgetragen werden, dessen Abszisse der Winkel ν der Längsrichtungen ist, wie dies in Fig. 13 dargestellt ist. Die Punkte des Diagramms werden durch eine Kurve miteinander verbunden, deren Scheitel y₀ der optimalen Fläche des besäumten Brettes entspricht. Diese Abszisse v₀ stellt die entsprechende Längsrichtung dar. Dieser Wert wird in eine Servovorrichtung eingeleitet, die das Brett im gewünschten Winkel im Verhältnis zur Sägerichtung ausrichtet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Ermitteln der wirtschaftlichsten Schnittführung beim Besäumen von Holz S mit mindestens zwei ebenen Flächen und Baumkanten, gekennzeichnet durch eine in Breitenrichtung des Holzes (1) angeordnete und parallel zu sich selbst oberhalb der Fläche (4) des Holzes relativ zu diesem verschiebbare Abtasteinrichtung (10), die zur Abgabe von Quermeßsignalen, die den Querabständen der Randlinien (6,7) der Baumkanten (2,3) von einer durch den Anfangspunkt einer Meßskala (1, 2, 3 usw. in Fig. 4) parallel zur Längsrichtung des Holzes verlaufenden festen Bezugsgeraden an in vorbestimmten Längsabständen von einer Anfangsquerlinie (8) verlaufenden Querlinien (z. B. 16 in Fi g. 3) entsprechen, und von Längenmeßsignalen, die den den einzelnen Quer- so linien (b, b_v b., in Fig. 1) zugeordneten Längsabständen (L, L₁, L₂ ih Fig. 1) von der Anfangsquerlinie (8) entsprechen, eingerichtet ist, und durch ein an die Abtasteinrichtung angeschlossenes Rechengerät mit einem Subtraktions-Rechenwerk (25), das zur Ermittlung des Breitenabstandes (b, b_v b.₂) zwischen den Randlinien (6,7) der Baumkanten (2, 3) aus den einander zugeordneten Quermeßsignalen und des kleinsten der bis zu einer jeweils erreichten Länge ermittelten Breitenabstände der Randlinien der Baumkanten und zur Abgabe von diesen kleinsten Breitenabständen und den der angeführten Länge entsprechenden Anzeige-, Aufzeichnungs-, Speicherungs- oder Steuersignalen eingerichtet ist, wobei das Rechengerät mit einem Multiplikations-Rechenwerk (31) ausgestattet ist, das zur Ermittlung der den Flächeninhalten entsprechenden Produkte (b X L usw.) aus den eingespeisten Breiten- und Längenmeßwerten und zur Abgabe von den ermittelten Flächeninhalten entsprechenden Anzeige-, Aufzeichnungs-, Speicherungsoder Steuersignalen eingerichtet ist, und außerdem mit einem Vergleichsmeßwerk (36) versehen ist, das zur Ermittlung des größten der eingespeisten Flächeninhaltswerte und zur Abgabe von diesem Flächeninhaltswert und einem diesem zugeordneten Längen- oder Breitenmaß entsprechenden und für die Einstellung des Sägeschnittverlaufes am Holz auswertbaren Anzeige-, Aufzeichnungs-, Speicherungs- oder Steuersignalen eingerichtet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung ein quer zum Holz (1) angeordnetes und in Längsrichtung des Holzes verschiebbares und mit einer Breitenmeßskala (z. B. 1, 2, 3 ... in F i g. 4) versehenes Lineal (10) aufweist, an dem an der Meßskala entsprechenden Stellen Taster (z. B. 19 in F i g. 4; 20 in den F i g. 5 und 6) angeordnet sind, die zur Erzeugung eines mechanischen, pneumatischen oder elektrischen Impulses zur Auslösung der Erzeugung eines entsprechenden Quermeßsignals beim Einfluchten des Tasters auf die Randlinie der Baumkante eingerichtet sind, wobei dem Lineal (10) eine Einrichtung (z. B. 90 in Fig. 10) zur Ermittlung des Längsabstandes des Tasters von der Anfangsquerlinie bei der Quermaßimpulsabgabe und zur Erzeugung eines Impulses zur Auslösung eines diesem Längsabstand entsprechenden Längenmeßsignals zugeordnet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lineal (10) mit bei Berührung mit den Randlinien (6, 7) der Baumkanten (2, 3) betätigbaren Drucktastenschaltern (20) ausgestattet ist, deren Kontakte (z. B. 20 a... 20 /) in Stromkreisen liegen, die an Speicher (28, 29) zum Speichern und Vergleichen der eingespeisten Breitenmaße und an das im Rechengerät angeordnete Additions-Rechenwerk (25) angeschlossen sind, dessen Ausgang gemeinsam mit dem Ausgang eines Gebers von den jeweiligen Breitenabmessungen zugeordneten Längenabmessungen entsprechenden Signalen an das Multiplikationsrechenwerk (31) zur Ermittlung der Flächeninhaltswerte angeschlossen ist, dessen Ausgang mit dem Vergleichsmeßwerk (36) verbunden ist, das seinerseits mit einem Speicher (37) für die Speicherung der Flächeninhaltswerte und über einen Speicher (34) für die Speicherung der den einzelnen Flächeninhaltswerten zugeordneten Längenmeßwerte mit einem auch an die Speicher (28, 29) für die Quermaße angeschlossenen Steuergerät (44) verbunden ist, an das Verstelleinrichtungen (45, 46, 49) für die Sägeblätter (47, 48, 50) einer Besäumsäge bzw. Ablängsäge auf die den ermittelten Werten entsprechenden Schneidlinien angeschlossen sind.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastkontakte (20 b, 20 c-20 d, 20 e) je für sich an einen Stromkreis mit einem Relais angeschlossen sind, das beim Schließen eines Kontakts die Stromstärke in einer mit mehreren Widerständen (R₁ bis R₉) versehenen Leitung (61) oder die Spannung in einem Stromkreis ändert, wobei diese Änderungen ein entsprechendes Signal zu den Rechenwerken und Speicherwerken auslösen.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais einen Selbsthaltekreis (54, 55, 56) enthält und somit eingeschaltet bleibt, solange dieser Kreis eingeschaltet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais mit einem Kontakt (58) versehen ist, welcher derart an die Spule (66) eines Relais in einem an den unmittelbar benachbarten Tastkontakt (20 b) angeschlossenen Stromkreis angeschlossen ist, daß die Einschaltung des zuletzt genannten Relais vorbereitet wird, wenn der Tastkontakt (20 a) des erstgenannten Relais geschlossen wird (F i g. 9).

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastkontakte (20 b, 20 c, 2Od, 2Oe), mit Ausnahme der äußersten (20 a, 20/), mit zwei parallelgeschalteten Leitungen (67, 68) verbunden sind, von denen die eine (67) an die Relaisspule (66) angeschlossen ist, die mit einem Kontakt (58) verbunden ist, der zu einem entsprechenden Relais (54) in einem Stromkreis eines von ^ zwei zu beiden Seiten des Tastkontaktes befindlichen Kontakten (20 a, 20 c) gehört, wogegen die andere Leitung (68) an einen Stromkreis für den anderen (20 c) dieser Tastkontakte angeschlossen ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1

bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastelemente als Rollen (91) ausgebildet sind, die auf der ebenen Seite des Holzes (90) in dessen Längsrichtung rollen und am Umfang mit einem oder mehreren Zähnen (92) oder einer oder mehreren Aussparungen versehen und in Stromkreisen eingeschaltet sind, die jedesmal Stromimpulse erhalten, wenn ein Zahn oder eine Aussparung an einem den Rollen anliegenden Kontakt (93) vorbeigeht, wobei die Anzahl der Impulse ein Maß der Strecke ist, um die sich die Rolle längs des Holzes bewegt hat (Fig. 10).