DE3211344C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Längensortierung von Holzabschnitten, insbesondere Baumstammabschnitten, bei wel­ chem Holzabschnitte mit Fehllängen, insbesondere Überlängen, aussortiert werden, unter Einsatz wenigstens einer Lichtquelle und eines Lichtempfängers, wobei die Holzabschnitte quer zu ihrer Längsrichtung durch einen Lichtvorhang zwischen Licht­ quelle und Lichtempfänger geführt werden, sowie eine Vorrich­ tung zur Ausführung dieses Verfahrens.

Verschieden lange Holzabschnitte der Länge nach zu sortieren, stellt ein Problem dar. Insbesondere übermäßig lange Abschnit­ te können den fließenden Lauf des Holzstroms beispielsweise vom Zuführförderer zur Schleifanlage hemmen. Bei der Weiterver­ arbeitung ist es vielfach erwünscht, daß die Hölzer gleichlang sind.

Üblicherweise sind Stämme mit Überlänge bisher manuell aussor­ tiert worden. Herangezogen wurde auch eine Fördererapparatur, bei welcher die Hölzer quer zur Förderrichtung transportiert werden, und welche mehrere Öffnungen mit vorgegebenen unter­ schiedlichen Abmessungen aufweist, durch welche hindurch die Hölzer auf einen zweiten Förderer oder dgl. zur Weiterverarbei­ tung herabfallen. Hierbei fallen die kürzesten Hölzer zuerst und die längsten zuletzt vom Zuführförderer. Ein Nachteil ei­ ner in dieser Weise erfolgenden Sortierung ist die schlechte Kapazität. Problematisch sind auch die Ungenauigkeit und die Gefahr von Verstopfungen der Förderapparatur. Damit wird die Sortierung zum Engpaß im gesamten Prozeß. Versucht man die Ka­ pazität der Sortierung zu erhöhen, nehmen entsprechend die Größe und Kosten der erforderlichen Apparatur zu.

In der US-PS 33 18 521 wird ein Verfahren zur Längensortierung von Brettern vorgeschlagen, bei welchem Brettstücke von zufäl­ ligen Abmessungen mit Hilfe eines Lichtvorhangs und mit fotosensitiven Elementen in ihrer Länge bestimmt werden. Dabei werden die Holzabschnitte zunächst auf der einen Seite gegen eine Führung in Anschlag gebracht, die entweder leicht gleitend ist oder aus einem Fördergurt be­ steht, das sich mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt wie der Förderer selbst. Die fotosensitiven Elemente können dann den Abstand des anderen Endes des Brettes von dieser Führungs­ oder Referenzkante an ungefähr bestimmen.

In der US-PS 36 80 692 wird vorgeschlagen, die Bretter der Länge nach auf den Förderbändern zu untersuchen. Sie werden also in ihrer Längsrichtung transportiert. Mittels von fotoelektrischen Sensoren und Lichtquellen wird geprüft, wie lange der Lichtweg zwischen der Lichtquelle und dem Fotosensor unterbrochen ist. Daraus wird auf die Bretterlänge geschlossen. Bretter von ge­ wünschter Länge werden anschließend nach einem komplizierten Verfahren vom Förderweg seitlich entfernt und auf einem Sta­ pel aufgestapelt. Ein derartiges Verfahren hat den Nachteil, daß die Kapazität durch den Längstransport der Bretter stark eingeschränkt ist. Darüber hinaus muß dafür gesorgt werden, daß zu jedem Zeitpunkt immer nur genau ein Brett sich auf dem Förderband befindet und darüber hinaus einen gewissen Abstand zum nächsten Brett aufweist. Schließlich muß auch vorgesehen werden, daß mehrere aneinander anschließende Förderbänder ein­ gesetzt werden, da die Fotosensoren und Lichtquellen nur zwi­ schen jeweils zwei Bändern eingesetzt werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein gattungsgemäßes Verfahren und eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens vorzuschlagen, mit der die Sortierkapazität verbessert wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren dadurch gelöst, daß als Lichtempfänger eine Kamera eingesetzt wird, welcher aus dem Lichtvorhang Informationen über die relative Lage der Längs­ enden der Holzabschnitte in bezug auf den Lichtvorhang zugeführt werden, anhand welcher In­ formationen die Aussortierung der nicht gewünschten Holzabschnit­ te erfolgt.

Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß als Lichtempfänger eine Kamera vorgesehen ist, die Teil einer optisch-elektronischen Meßeinrichtung ist, welche die Länge der Holzabschnitte aus den von der Kamera über­ mittelten relativen Lagen der Längsenden der Holzabschnitte in bezug auf den Lichtvorhang ermittelt, und daß eine Leiteinrichtung die Holzabschnitte ab­ hängig von der Messung auf mindestens zwei Abführförderer über­ führt, von denen einer den Holzabschnitten mit vorgegebenen Längsabmessungen und der andere den übrigen Holzabschnitten zugeordnet ist.

Mit der Erfindung läßt sich die Sortierkapazität derartiger Holzbearbeitungsanlagen deutlich verbessern. Durch den Einsatz von Kameras anstelle von Fotosensoren kann nämlich darauf ver­ zichtet werden, die Hölzer bzw. Holzabschnitte zunächst ein­ seitig an eine Führung in Anschlag zu bringen. Dieses ausge­ sprochen zeitraubende und darüber hinaus kostspielige Vorge­ hen war im Stand der Technik erforderlich, da Fotoelemente nur eine schrittweise Abtastung gestatten. Mit Kameras ist dagegen ein analoges Meßverfahren möglich. Das von der Kamera aufge­ nommene Bild kann elektronisch verarbeitet werden; die beiden aufgenommenen Enden der Holzabschnitte können in ihrer relati­ ven Lage unabhängig voneinander erfaßt und die Länge des Holz­ abschnitts damit exakt bestimmt werden. Im Stand der Technik war es lediglich möglich, eine ungefähre Längenangabe anzuge­ ben, nämlich mindestens der Abstand von der Führung bis zu einem Lichtsensor, der gerade noch bedeckt wurde und maximal der Ab­ stand bis zum nächsten, nicht mehr bedeckten Lichtsensor. Würde man versuchen, im Stand der Technik zu einer höheren Genauig­ keit zu kommen, würden die Kosten enorm ansteigen, da sämtli­ che Fotosensoren natürlich auch steuerungstechnisch geregelt werden müßten.

Die Kapazitätsverbesserung gegenüber einer Längsförderung der Holzabschnitte ist unmittelbar einsichtig.

Gemäß der Erfindung wird das System auch bedeutend weniger emp­ findlich gegenüber Störungen. Dabei ist zu berücksichtigen, daß gerade in holzverarbeitenden Betrieben, möglicherweise un­ mittelbar bei der Rohholzverarbeitung, harte Beanspruchungen auch für alle Leitungen und Steuereinheiten bestehen. Zu berück­ sichtigen ist dabei auch, daß herumfliegende Kleinholzteile, Rindenstücke und Holzspäne durchaus zu Fehlmessungen bei den Fotosensoren führen können; insbesondere dann, wenn sich ein solches Stück permanent in den Lichtweg zwischen Sender und Empfänger schiebt. Ein solcher Fehler wäre im Stand der Technik kaum aufzuspüren; gemäß der Erfindung jedoch kann das Kamera­ bild derartige Störelemente entweder elektronisch unterdrücken oder zumindest eine eindeutige Fehlermeldung abgeben.

Mit dem Verfahren wird eine hohe Sortierkapazität erzielt, so daß die Sortierung zu keinem Engpaß im Prozeß mehr wird. Mit­ tels des Meßverfahrens wird etwa ein Abbild von den Enden der Hölzer in jeweils einer vorbestimmten Förderzone und damit von den Enden des gesamten Holzstroms hergestellt. Hierbei gewinnt man den zusätzlichen Vorteil, daß man mehrere Hölzer in einer Förderzone z.B. zwischen zwei Mitnehmern oder Schaufeln zulas­ sen kann und von jedem Holz gesondert die Dimensionen erhält. Auch die durch den Schrägschnitt der Holzenden bewirkten Meß­ fehler können auf diese Weise verhindert werden. Ferner läßt sich auch die Sortierung der Hölzer nach Durchmesser und die Wurzelholzausscheidungen mittels des vorgenannten Verfahrens durchführen.

Der Holzstrom läuft dabei so durch den Lichtvorhang, daß die Kamera und die den Lichtvorhang erzeugende Lichtquelle auf ent­ gegengesetzten Seiten des Holzstroms liegen.

Eine besonders günstige Ausführungsform des Verfahrens ergibt sich dann, wenn die Meßinformation von der Kamera zu einem Mi­ krorechner geleitet werden, der ein Steuersignal an eine Leit­ einrichtung abgibt, die aus dem Prozeß alle Holzabschnitte in einem Förderbereich ausscheidet, in dem auch nur ein Holzab­ schnitt mit Fehllängen enthalten ist.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich zweckmäßig da­ durch aus, daß in der Transportebene des Transversalförderers Lichtöffnungen angeordnet sind, die das Licht der Lichtquelle auf die Kamera fallen lassen.

Eine weitere günstige Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Meßeinrichtung zwei schräg aufwärtsgerichtete Kameras umfaßt, die unterhalb der Transportebene des Transver­ salförderers an den Rändern von länglichen Lichtöffnungen an­ geordnet sind, die quer zur Förderrichtung verlaufen, und daß die Lichtquellen oberhalb der Lichtöffnung angeordnet sind.

Außerdem kann noch vorgesehen werden, daß der von den Licht­ quellen und den Kameras aufgespannte Lichtvorhang die Breite des Transversalförderers aufweist.

Zu den Vorzügen der erfindungsgemäßen Vorrichtung gehört außer­ dem, daß sie leicht an verschiedene Nennmaße des Holzes ange­ paßt werden kann. Die Hölzer können außerdem frei auf der ge­ samten Breite des Transversalförderers aufliegen. Die Vorrich­ tung ist selbstkalibrierend und kann auch als Informationsein­ richtung dienen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beschrie­ ben:

Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in der Draufsicht,

Fig. 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Seitenansicht,

Fig. 3 den Transversalförderer von oben mit Lichtöffnungen einer Meßeinrichtung,

Fig. 4 die Stelle gemäß Fig. 3, von der Seite betrachtet, und

Fig. 5 den Transversalförderer im Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 4.

Das auf dem Zuführförderer 1 zufallsmäßig laufende Holzgut wird an den Transversalförderer 2 herangeführt, welcher die Hölzer quer zum Zuführförderer 1 weitertransportiert. Der Transversal­ förderer 2 ist verhältnismäßig breit, damit auch übermäßig lange Hölzer befördert werden können und keinen Abbruch im Pro­ zeß bewirken. Im Transversalförderer laufen die Hölzer so, daß ein oder mehrere Hölzer in jeweils einem von den Schaufeln 6 ge­ bildeten Schaufelzwischenraum quer zu ihrer Förderrichtung liegen. In beiden Randgebieten des Transversalförderers unter der Transportebene ungefähr in einem Abstand voneinander, welcher der Länge der Holzabschnitte entspricht, sind zwei Lichtöffnungen 3 plaziert, deren längere Seiten quer zur Lauf­ richtung der Hölzer verlaufen. Auf diese Weise erzielt man ei­ nen ausgedehnten Funktionsbereich der Meßvorrichtung. Über den Lichtöffnungen, schräg vorn, befinden sich die Gegenlichtquel­ len 4 und entsprechendermaßen unter den Lichtöffnungen 3, schräg hinten, liegen die Lichtempfänger 5, die so gerichtet sind, daß das Licht von den Gegenlichtquellen durch die Lichtöffnungen hindurch in die Lichtempfänger hineintrifft. Wenn ein Holz über die Lichtöffnungen hinweggeht, versperrt es den Lichteinfall in die Lichtempfänger. Hierbei beobachten die Lichtempfänger 5 die Profile der Holzenden, und die betreffende Information wird an einen Mikrorechner weitergegeben, der die Länge des über die Lichtöffnungen hinweggegangenen Holzes ausrechnet und das er­ forderliche Steuersignal an eine Leiteinrichtung 7 abgibt, die dem Transversalförderer nachgeordnet ist. Falls das gemessene Holz in irgendeinem Schaufelzwischenraum übermäßig lang ist, befördert die Leiteinrichtung 7 das Holz aus dem betreffenden Schaufelzwischenraum auf den Ausschußförderer 8. War wiederum das Holz richtig in der Länge, dann geht das Holz auf den Ab­ führförderer 9 und zur weiteren Verarbeitung. Die Leiteinrich­ tung 7 kann z.B. aus einem hydraulisch betriebenen Leitglied bestehen. Oft tritt der Fall ein, daß in einem Schaufelzwi­ schenraum mehr als ein Holzstück läuft, und daher ist es vor­ teilhaft, die Meß- und Sortiervorrichtung so auszuführen, daß alle Hölzer in demjenigen Schaufelzwischenraum abgewiesen werden, in dem ein übermäßig langes Holz enthalten ist, selbst wenn dies das einzige ist. Man kann jedoch in solchem Fall die abge­ wiesenen Hölzer erneut in Umlauf bringen und ggf. die übermäßig langen Hölzer kürzen.

Es ist auch eine Ausführungsform der Erfindung möglich mit einem einzigen Lichtempfänger und einer Gegenlichtquelle, vorausgesetzt, daß man als Hilfsmittel Paraboloidspiegel derart einsetzt, daß man bei der Messung die Holzenden durch beide obengenannten Lichtöffnungen erfassen kann. Hierbei können der Lichtempfänger und die Gegenlichtquelle auf der glei­ chen Seite des Holzstroms liegen, vorzugsweise darüber.

Claims (6)

1. Verfahren zur Längensortierung von Holzabschnitten, insbe­ sondere Baumstammabschnitten, bei welchem Holzabschnitte mit Fehllängen, insbesondere Überlängen, aussortiert werden, unter Einsatz wenigstens einer Lichtquelle und eines Licht­ empfängers, wobei die Holzabschnitte quer zu ihrer Längs­ richtung durch einen Lichtvorhang zwischen Lichtquelle und Lichtempfänger geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtempfänger (5) eine Kamera eingesetzt wird, welcher aus dem Lichtvorhang Informationen über die relative Lage der Längsenden der Holzabschnitte in bezug auf den Lichtvorhang zugeführt werden, anhand welcher Informationen die Aussortierung der nicht gewünsch­ ten Holzabschnitte erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßinformationen von der Kamera zu einem Mikrorechner ge­ leitet werden, der ein Steuersignal an eine Leiteinrichtung abgibt, die aus dem Prozeß alle Holzabschnitte in einem För­ derbereich ausscheidet, in dem auch nur ein Holzabschnitt mit Fehllängen enthalten ist.

3. Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit mindestens einem Zuführförderer und einem Trans­ versalförderer, dessen Förderorgan mit Schaufeln zur Auf­ nahme der Holzabschnitte in den Schaufelzwischenräumen quer zur Förderrichtung ausgerüstet ist, mit wenigstens einer Lichtquelle und einem Lichtempfänger, die zwischen sich einen Lichtvorhang erzeugen, durch welchen die Holzabschnitte lau­ fen, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtempfänger (5) eine Kamera vorgesehen ist, die Teil einer optisch-elektronischen Meßeinrichtung ist, welche die Länge der Holzabschnitte aus den von der Kamera übermittelten relativen Lagen der Längs­ enden der Holzabschnitte in bezug auf den Lichtvorhang ermittelt, und daß eine Leitein­ richtung (7) die Holzabschnitte abhängig von der Messung auf mindestens zwei Abführförderer (8, 9) überführt, von de­ nen einer den Holzabschnitten mit vorgegebenen Längsabmes­ sungen und der andere den übrigen Holzabschnitten zugeord­ net ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Transportebene (10) des Transversalförderers (2) Lichtöffnungen (3) angeordnet sind, die das Licht der Licht­ quelle (4) auf die Kamera (Lichtempfänger 5) fallen lassen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung zwei schräg aufwärtsgerichtete Kame­ ras (Lichtempfänger 5) umfaßt, die unterhalb der Transport­ ebene (10) des Transversalförderers (2) an den Rändern von länglichen Lichtöffnungen (3) angeordnet sind die quer zur Förderrichtung verlaufen, und daß die Lichtquellen (4) ober­ halb der Lichtöffnung (3) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der von den Lichtquellen und den Kameras aufgespannte Lichtvorhang die Breite des Transversalförde­ rers (2) aufweist.