-
Verfahren und Vorrichtung zur Vermessung von Brettern
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermessung von unterschiedlich
dicken Brettern, die von zwei Baumkanten, einer breiten Schnittfläche und einer
parallel dazu liegenden schmalen Schnittfläche begrenzt werden, mittels mehrerer
fotoelektrischcr Sensoren, deren Lichtstrahlen schräg zu den Schnittflächen der
Bretter verlaufen, die in Querrichtung vorbeigefördert werden, wobei die Sensoren
ein Signal an eine Auswerteschaltung geben, wenn eine Brettkante einen der Lichtstrahlen
schneidet0 Die Erfindung betrifft außerdem eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens.
-
D4e aus einem Rundholzstamm gesägten Bretter weisen mehr oder minder
unregelmäßig verlaufende Baumkanten auf. Deshalb werden die Bretter anschließend
besäumt, d.h. die Baumkanten werden durch geradlinige Sägeschnitte abgetrennt, so
daß man ein von parallelen gesägten Kanten begrenztes Brett erhält. Die Besäumbreite
muß sich dabei nach der Breite und dem Verlauf der beiden Baumkanten jedes Brettes
richten. Eine Automatisierung der Einstellung der Besäumbreite macht es erforderlich,
jedes Brett vor dem Besäunvorgang zu vermessen. Hierzu werden Breitenmessungen an
mehreren Stellen des Brettes vorgenommen.
-
Da die Baumkanten einen Ausschnitt aus der Wölbung des Bat'£nstammes
darstellen, weist jedes von Baumkan-t;en begrenzte Brett eine schmale Schnittfläche
und eine breite Schnittfläche auf.
-
Die Außenkanten der breiten Schnittfläche bilden zugleich die äußersten
Kanten des Brettes und sind deshalb sowohl mechanisch als auch fotoelektrisch verhältnismäßig
leicht zu erfassen.
-
Pur die Bestimmung der Besäumbreite sind aber nicht diese Außenkanten
des Brettes, sondern die weiter innen liegenden, die schmale Schnittfläche begrenzenden
Kanten maßgebend, weil die Besäumschnitte so gelegt werden sollen, daß beim besäumten
Brett möglichst an keiner Stelle mehr eine Baumkante vorhanden ist.
-
Da das Ausrichten der Bretter vor dem Besäumvorgang aber mittels mechanischer
Mitnehmer erfolgt, die an den Außenkanten des Brettes angreifen, müssen zugleich
auch diese Außenkanten, d.h. die die breite Schnittfläche begrenzenden Kanten erfaßt
werden.
-
Es ist bekannt, bei einer Querbewegung der Bretter mittels fotoelektrischer
Sensoren, beispielsweise in der Ausführungsform von Lichtschraliken, deren Lichtstrahlen
schräg zur Bewegungsrichtung der Bretter verlaufen, gleichzeitig die Begrenzungskanten
der breiten Schnittfläche und der schmalen Schnittfläche zu erfassen, indem diese
Kanten die schrägen Lichtstrahlen bei der Bewegung des Brettes unterbrechen. Um
hierbei die Lage der oberen Kante bestimmen zu können, d.h. um festzustellen, an
welcher Stelle seiner gesamten Länge der Lichtstrahl unterbrochen wurde, ist es
bei dem bekannten Verfahren erforderlich, in verhältnismäßig komplizierter Weise
die 3restdicke in den Rechenvorgang einzuführen. Schon die Bestimmung der Brettdicke
erfordert
einen aufwendigen Meßvorgang; hierzu muß das Brett zwei in unterschiedlichem Winkel
geneigte Lichtstrahlen nacheinander schneiden; aus dem zeitlichen Abstand dieser
beiden Schnitte bei der Bewegung des Brettes kann dann die Brettdicke ermittelt
werden.
-
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten
Art zu schaffen, das es ermöglicht, in einem wesentlich einfacheren Meßvorgang und
einem sehr einfachen Auswertevorgang die Lagen der Kanten der beiden Schnittflächen
unterschiedlich dicker Bretter zu bestimmen.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei Sensoren
mit in entgegengesetzter Richtung schräg verlaufenden Lichtstrahlen bei der Vorbeiförderung
der Bretter in gleichbleibender Höhenlage relativ zu der Ebene der jeweiligen schmalen
Schnittfläche gehal-ten werden, und daß ein weiterer Sensor die Außenkanten der
breiten Schnittfläche erfaßt.
-
Durch die unabhängig von der Brettdicke gleichbleibende Zuordnung
der schrägen Sensoren in ihrer Höhenlage zu der Ebene der schmalen Schnittflächen
der Bretter kann jedoch die Lage der beiden die schmale Schnittfläche begrenzenden
Kanten erfaßt werden, und zwar entweder an einem gemeinsamen Schnittpunkt der Lichtstrahlen
der beiden schrägen Sensoren, der in der Ebene der schmalen Schnittflächen liegt,
oder für beide Kanten an zwei Punk-ten, deren Abstand in der Auswerteschaltung unter
Hinzunahme
der Bewegungsgeschwindigkeit der Bretter berücksichtigt wird; der weitere, vorzugsweise
senkrecht angeordnete Sensor erfaßt dabei die äußeren Kanten der breiten Schnittfläche.
-
Bei einer vorteilhaften Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
mit einer die Bretter quer zu ihrer Längsrichtung kontinuierlich bewegenden Fördereinrichtung
und mehreren fotoelektrischen Sensoren, deren Lichtstrahlen in einer senkrechten
Ebene schräg zur Förderrichtung verlaufen, ist in Weiterbildung des Erfindungsgedankens
vorgesehen, daß zwei Sensoren mit ihren Lichtstrahlen in zueinander entgegengesetzter
Richtung schräg auf einen gemeinsamen, in der Ebene der schmalen Schnittfläche der
vorbeibewegten Bretter liegenden Punkt ausgerichtet sind. Zweckmäßigerweise geht
auch der Lichtstrahl des weiteren Sensors, der vorzugsweise senkrecht angeordnet
ist, durch diesen gemeinsamen Punkt.
-
Bei einer kontinuierlichen Bewegung des Brettes sind die zeitlichen
Abstände der von diesen Sensoren gelieferten Signale direkt proportional zu den
Breitenabmessungen des Brettes an dieser Stelle. Während der senkrechte Sensor die
äußeren Kanten des Brettes erfaßt, d.h. die die breite Schnittfläche begrenzenden
Kanten erfassen die beiden schrägen Sensoren die Kanten der schnallen Schnittfläche.
Da der Schnittpunkt der beiden Lichtstrahlen der schragen Sensoren in der Ebene
der schmalen Schnittfläche liegt und da auch der Lichtstrahl des senkrechten Sensors
durch diesen Punkt geht, erfolgen alle Messungen auf diesen Punkt bezogen, so daß
es genügt, in der Auswerteschaltung
die zeitlichen Abstände der
von den Sensoren gelieferten Signale in Abhängigkeit von der Bewegungsgeschwindigkeit
des Brettes unmittelbar in Maßangaben zu setzen.
-
Die Dicke des Brettes beeinflußt den Meßvorgang nicht, da der Meßputdit
immer in der Ebene der schmalen Schnittfläche liegt und die nicht in dieser Ebene
liegenden Kanten, d.h. die Begrenzungskanten der breiten Schnittfläche, durch einen
senkrecht zur Bewegungsrichtung verlaufenden Lichtstrahl erfolgt, dessen Messung
nicht durch unterschiedliche Brettdicken beeinflußt wird.
-
Die Unteransprüche betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
des Erfindungsgedankens.
-
Wenn die schmale Schnittfläche des Brettes an dessen Oberseite liegt,
können die drei Sensoren in einem gemeinsamen Träger angeordnet werden, der an einer
Parallelführung angebracht und beim Querdurchlauf der Bretter soweit anhebbar ist,
daß der Schnittpunkt der Lichtstrahlen der Sensoren in der Ebene der oberen Schnittfläche
der Bretter liegt. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß weniger Gefahr besteht,
daß die Sensoren verschmutzt oder beschädigt werden.
-
Es ist aber auch möglich, die Bretter mit untenliegender schmaler
Schnittfläche zu vermessen. Dann sind die Sensoren unterhalb der Brettunterseite
angeordnet. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Sensoren bei unterschiedlich
dicken Brettern nicht angehoben oder abgesenkt werden müssen, sondern in konstantem
Abstand zur Förderebene, d.h. der Ebene der Unterseite der Bretter, bleiben.
-
Die Erfindung wird nachfolgend n an Ausführungsbeispielen näher erläutert,
die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt: Fig. 1 in vereinfachter Darstellungsweise
in einer Seitenansicht eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1, Fig. 3-5 in Teildarstellungen
aus Fig. 1 aufeinanderfolgende Stellungen des zu vermessenden Brettes, Fig. 6 in
einer Darstellung ähnlich den Fig. 3-5 eine abgewandelt Ausführungsform der Vorrichtung,
bei der die beiden schrägen Sensoren durch einen Lichtsender und einen entgegengesetzt
geneigten Lichtempfänger ersetzt sind, und Fig. 7 in einer Darstellung ähnlich der
Fig. 6 eine weitere abgewandelte Ausführungsform, bei der die Sensoren unterhalb
des zu vermessenden Brettes angeordnet sind.
-
Ein Brett 1 mit Baumkanten 2, das an mehreren Stellen vermessen werden
soll, wird auf einer aus zwei Förderbändern oder Förderketten 3, 4 bestehenden Fördereinrichtung
in der in den einzelnen Figuren jeweils durch einen Pfeil gekennzeichneten Richtung
quer zu seiner Längsrichtung bewegt. Dabei läuSt das Brett unter vier Meßschlitten
5 hindurch, die jeweils an Parallellenkern 6 an einem gemeinsamen Träger 7 höhenbeweglich
angebracht sind.
-
Der Meßschlitten 5 weist einen Träger 8 auf, in dem drei fotoelektrische
Sensoren 9, 10 und 11 angeordnet sind. Die Sensoren
9, 10 und 11
bestehen jeweils aus einem Lichtsender und einem Lichtempfänger, der den vom Lichtsender
ausgesandten Lichtstrahl 9', 10' bzw. 11' nach einer Reflexion an einer Oberfläche
empfängt.
-
Die von den Lichtempfängern der Sensoren 9, 10 und 11 abgegebenen
SIgnale werden einer Auswerteschaltung 12 zugeführt, die die den Maßen a, b und
c (Fig. 1) entsprechenden Werte an einer Anzeige- und/oder Speichereinrichtung 13
liefert.
-
Der Sensor 9 ist am Träger 8 so angeordnet, daß sein Lichtstrahl 9'
senlrrecht verläuft. Die Sensoren 10 und 11 sind im Träger 8 so angeordnet; daß
ihre Lichtstrahlen 10' und 11' schräg zur oberen Schnittfläche 1' des Brettes 1
verlaufen. Diese obere Schnittfläche lt ist die schmale Schnittfläche des Brettes
1, während die untenliegende Schnittfläche 1" die breite Schnittfläche ist. Die
Lichtstrahlen 9', 10' und 11' schneiden sich in einem Punk-t 14, der an der Unterseite
15 des Trägers 8 liegt, die auf der oberen Schnittfläche 1' gleitet. Der Träger
8 ist an seinem vorderen und seinem hinteren Ende jeweils nach Art einer Gleitkufe
16 gestaltet, so daß er von dem darunter hindurchlaufenden Brett 1 angehoben wird.
-
Fig. 1 zeigt die Stellung des Brettes 1, in der die vordere Außenkante
der breiten Schnittfläche 1" den Lichtstrahl 9' schneidet und dadurch im Sensor
9 ein Signal auslöst. Wenn sich das Brett 1 um das Maß a weiterbewegt hat (Fig.
3), gelangt die vordere Kante der schmalen Schnittfläche lt in den Schnittpunkt
14 und schneidet den Lichtstrahl 10' des Sensors 10, der daraufhin ein Signal an
die Auswerteschaltung 12 liefert. Das
Brett 1 wird um das Maß b
weiterbewegt, bis in der in Fig. 4 gezeigten Stellung die hintere Kante der schmalen
Schnittfläche 1' in den Schnittpunlit 14 gelangt und den Lichtstrahl 11 t schneidet,
so daß der Sensor 11 ein Signal an die Auswerteschaltung 12 liefert. Bei weiterer
Bewegung um das Naß c schneidet die hintere Kante der breiten Schnittfläche 1" den
Lichtstrahl 9' des Sensors 9 (Fig. 5) und dieser gibt ein Signal an die Auswerteschaltung
12-. Bei konstanter Bewegungsgeschwindigkeit des Brettes 1 entsprechen die zeitlichen
Abstände dieser Signale den Wegstrecken a, b und c, aus deren Summe in einfacher
Weise die Gesamtbreite des Brettes an der Meßstelle bestimmt werden kann.
-
Fig. 6 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, bei der die beiden
schrägen Sensoren 10 und 11 durch einen Lichtsender 1Oa und einen Lichtempfänger
lOb ersetzt sind, wobei sich der Lichtstrahl 10a' des Lichtsenders lOa mit dem Lichtstrahl
9' des senkrechten Sensors 9 in dem Schnittpunkt 14 schneidet. Die Empfängerachse
ilat, d.h. die Richtung, aus der der Lichtempfänger 11a einen Lichtimpuls aufnehmen
könnte, ist ebenfalls auf den Schnittpunkt 44 gerichtet.
-
Auch bei dieser Ausführungsform liefert der Sensor 9 Signale beim
Passieren der äußeren Kanten der breiten Schnittfläche.
-
Der Lichtempfänger lla liefert Signale beim Passieren der Kanten der
schmalen Schnittfläche 1'.
-
Bei dem in Fig. 7 dargestellten Beispiel liegt die schmale Schnittfläche
1' des Brettes 1 unten, d.h. in der durch die Förderbänder 3, 4 bestimmten Ebene.
Die Sensoren 9, 10 und 11 sind mit ihrem Träger 8 unterhalb des Brettes 1 derart
feststehend
angeordnet, daß der Schnittpunkt 14 ihrer Lichtstrahlen
in der Ebene der schmalen Schnittfläche 1', d.h. in der Förderebene liegt.
-
Der Winkel, den die schrägen Sensoren 10, 11 mit der Morizontalen
bilden, wird zweckmäßigerweise so gewählt, daß ein eindeutiger Schnitt mit den Kanten
der oberen Schnittfläche 1' erfolgt. Zweckrnäßigerweise wird dieser lf el so flach
gewählt, daß die Kanten der oberen Schnittfläche 1' jeweils die erste bzw. letzte
Stelle der Baumkanten 2 sind, die die Lichtstrahlen 10' bzw. 11' schneiden.
-
Abweichend von den in der Zeichnung dargestellten Beispielen ist es
auch möglich, die schrägen Sensoren 10, 11 so anzuordnen, daß sich ihre Lichtstrahlen
10', 11' nicht in der Ebene der schmalen Schnittfläche lt schneiden. Wichtig ist
nur, daß die beiden schrägen Sensoren 10, 11 immer in einer fest vorgegebenen Lage
zu der Ebene der schmalen Schnittfläche bleiben. Wenn die Schnittpunkte der Lichtstrahlen
10' und Ilt mit dieser Ebene nicht zusammenfallen, sondern in einem gleichbleibenden
Abstand zueinander liegen, kann dieser Abstand unter Eingabe der Bewegungsgeschwindigkeit
der Bretter in der Auswerteschaltung 12 berücksichtigt werden.
-
Das gleiche gilt für den Fall, daß die Lage des Sensors 9 anders als
bei den dargestellten Beispielen gewählt wird. Beispielsweise können zwei im Abstand
zueinander angeordnete senkrechte Sensoren für die getrennte Antastung der Vorderkante
und der Hinterkante eingesetzt werden.
-
Leerseite