DE4027274C3 - Verfahren zur Messung der Breite von waldkantigen Brettern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Messung der Breite von waldkantigen Brettern beim Längsschneiden von Baumstämmen nach dem Patentanspruch 1.

Durch den natürlichen Wuchs von Bäumen haben die Stämme die Form eines Kegelstumpfes, dessen Durchmesser, Konizi­ tät und Krümmung vor der Verarbeitung im Sägewerk nicht bekannt sind. Die Kenntnis dieser Daten ist indessen für die Ausbeute an fertigem Schnittholz von entscheidender Bedeutung. Ein besonders schwieriges Problem ist die Mes­ sung der Breite von waldkantigen Brettern, und zwar die der kleineren Breite bei Brettern, die aus dem runden Stamm geschnitten werden. Die Kenntnis der Breite der Bretter entscheidet über die maximal mögliche Breite eines Brettes mit geraden Kanten, das aus dem waldkantigen, un­ regelmäßig geformten rohen Brett geschnitten werden kann.

Es sind verschiedene Meßverfahren zur Lösung dieses Pro­ blems bekannt geworden. Bei einem bekannten Verfahren nach der DE 29 28 085 A1 werden die Breitenmessungen im Quertrans­ port in verschiedenen Spuren durchgeführt. Nachteilig ist, daß zwischen den Spuren keine Unregelmäßigkeiten erfaßt werden. Die relativ hohen Transportgeschwindigkeiten füh­ ren außerdem zu großen Ungenauigkeiten.

Aus der DE 33 17 342 C2 ist ferner bekannt geworden, durch optische Erfassung der Dimensionen (Bildverarbeitung) die Breitenmessung durchzuführen. Nachteilig ist, daß eine hohe Rechnerkapazität notwendig ist, die das Verfahren aufwendig macht. Außerdem führt ein ungenügender Kontrast zu unzuverlässigen Meßergebnissen.

Aus der EP 01 08 260 A2 ist ein Verfahren zum Vermessen eines Holzstammes bekanntgeworden. Der Holzstamm wird in einem Wasserbad angeordnet. Parallel und senkrecht zur Wasser­ oberfläche sind Aufnahme- bzw. Meßeinrichtungen angeordnet in Form von Tastrollen, welche den Holzstamm gleichzeitig abtasten und in seiner Breite in beabstandeten parallelen Ebenen vermessen. Dies dient dazu, bei einem Baumstamm einen angepaßten Schneideplan auszuarbeiten, der zu einem Minimum an Verschnitt führt. Das bekannte Verfahren ist jedoch nicht dafür gedacht und auch dafür nicht geeignet, die Breite von waldkantigen Brettern beim Längsschneiden von Baumstämmen zu bestimmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, bei dem auf einfache, unaufwendige und insbe­ sondere relativ genaue Weise die Breite von waldkantigen Brettern gemessen werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Breite oder Dicke eines Baums in einer vorgegebenen Ebene paral­ lel zu einer Längsmittenebene dadurch gemessen werden kann, daß man den Abstand eines Meßpunktes am Stamm von einem Meßgerät ermittelt. Erfolgt die Abstandsmessung in einer gemeinsamen Meßebene auf gegenüberliegenden Seiten des Baumstamms, läßt sich die Breite des Stamms in dieser Ebene dadurch ermitteln, daß von dem Abstand der Meßgeräte die Summe der gemessenen Abstandswerte abgezogen wird.

Da die Breite nicht nur an einer Stelle, sondern über die Länge des Brettes von Interesse ist, ist außerdem eine Längenmeßvorrichtung vorgesehen, die während der Breiten­ messung gleichzeitig die vom Baumstamm zurückgelegte Länge ermittelt. In einem Rechner werden die Breitenmeßdaten und die Längenmeßdaten zueinander in Beziehung gesetzt. Da­ durch läßt sich nicht nur die Breite des Brettes über sei­ ne Länge errechnen, sondern auch seine Krümmung in Längs­ richtung. Die Breite des Brettes kann über eine bestimmte Länge unter Umständen konstant sein, ohne daß dadurch fest­ liegt, wie maximal besäumt werden muß, um eine gerade Kan­ te zu erhalten. Dies beruht darauf, daß der Baumstamm ge­ krümmt sein kann. Diese Krümmung läßt sich durch die Mes­ sung der Einzelabstände ermitteln.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung werden die Abstands­ meßvorrichtungen vorzugsweise stationär gehalten. Bei ei­ nem Aufschneiden eines Stammes mit Hilfe einer Blockband­ säge wird der Stamm im Längstransport durch die Säge ge­ fördert, so daß dadurch automatisch die Relativbewegung gegeben ist. Es ist lediglich erforderlich, die Abstands­ meßvorrichtungen zur Schnittlinie der Säge auszurichten.

Es sind verschiedene kontaktlose Abstandsmessungen möglich. Besonders bevorzugt wird eine Abstandsmessung nach der Triangulationsmethode mit Hilfe einer Laservorrichtung. Diese enthält neben der Erzeugung eines Laserstrahls eine im seitlichen Abstand dazu angeordnete Optik, die auf den angestrahlten Punkt "sieht" und den Winkel zwischen Laser­ strahl und "Sehachse" der Optik ermittelt. Derartige Ab­ standsmeßgeräte sind im Prinzip bereits bekannt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an­ hand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt perspektivisch ein waldkantiges Brett.

Fig. 2 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 3 zeigt eine Ansicht der Vorrichtung nach Fig. 2 in Richtung Pfeil 3, wobei zusätzlich eine Auswerte­ schaltung dargestellt ist.

Fig. 1 zeigt perspektivisch ein waldkantiges Brett 10 des­ sen Längsseiten 12 bzw. 14 von der Außenkontur des Baum­ stamms bestimmt sind, aus dem das Brett 10 geschnitten wurde. Es ergibt sich mithin eine größere Breite A und ei­ ne kleinere Breite B, wobei die kleinere Breite B beim späteren Besäumschnitt die Ausbeute bestimmt. Die Breiten A, B können im übrigen über die Länge des Brettes 10, das eine gleichmäßige Dicke aufweist, unterschiedlich sein. Die Breite A bzw. B kann im übrigen konstant sein, jedoch aufgrund einer Krümmung des Brettes 10 unterschiedlich liegen. Beim Besäumschnitt ist dann erforderlich, noch un­ ter die Breite B zu gehen, um glatte Kanten zu erhalten.

In den Fig. 2 und 3 ist ein Baumstamm 16 in Seitenansicht und im Querschnitt dargestellt, der mit Hilfe einer Block­ bandsäge 18 in einzelne Bretter 1, 2, 3 usw. (Fig. 3) ge­ schnitten wird. Zu diesem Zweck wird der Baumstamm in Richtung des Pfeils 20 transportiert. Die Transportvor­ richtung ist nicht dargestellt.

Auf gegenüberliegenden Seiten des Stammes 16 sind Ab­ standsmeßgeräte 22 bzw. 24 angeordnet. Sie enthalten eine Laserlichtquelle, die einen punktförmigen Strahl 26 bzw. 28 erzeugt. Die Strahlen 26, 28 sind koaxial und in einer Ebene angeordnet, die mit der Schnittebene der Säge 18 zu­ sammenfällt. Der Strahl 26, 28 erzeugt einen Punkt auf dem Baumstamm, der von einer Meßoptik im Meßgerät 22, 24 be­ trachtet wird. Der Abstand zwischen Laserachse und Optik ist konstant und bekannt. Der Winkel α zwischen dem Strahl 26, 28 und der Blickrichtung der Optik auf den Lichtpunkt ändert sich mit dem Abstand a bzw. b zwischen Meßgerät 22, 24 und Baumstamm 16. Wenn der voreingestellte Abstand zwi­ schen den Meßgeräten 22, 24 A beträgt, ist die Dicke des Baumstamms 16 in der Meßebene A-(a+b). Die in Fig. 3 zu erkennende Schnittlinie gehört zu zwei Brettern. Sie ist nämlich gleichzeitig die rechte "große" Schnittkante z. B. des Brettes 2 und die linke "kleine" Schnittkante des Brettes 3.

Die Meßgeräte 22, 24 geben die gemessenen Abstandswerte a, b auf einen Meßrechner 30. Mit dem Meßrechner 30 ist außerdem eine Längenmeßvorrichtung 32 verbunden, die die Länge mißt, die sich der Baumstamm 16 entlang den Meßgerä­ ten 22, 24 entlangbewegt. Der Rechner 30 ordnet die Län­ genmeßwerte, die z. B. als Impulse aus der Fördervorrich­ tung kommen, den Abstandsmeßwerten zu, so daß die Breite A, B eines Brettes über seine Länge bekannt ist. Durch Ein­ zelauswertung der Abstände a, b kann außerdem ermittelt werden, ob das jeweilige Brett im Bereich der kleineren Breite B eine Krümmung aufweist, die später beim Besäum­ schnitt zu berücksichtigen ist.

Die in den Meßrechner 30 eingegebenen bzw. errechneten Da­ ten werden gespeichert und den einzelnen Brettern zugeord­ net, wobei bei jedem Schnitt die Meßwerte für benachbarte Bretter rechts und links der Schnittlinie anfallen, so daß die gesamten Koordinaten für ein Brett nach zwei Schnitten im Rechner vorliegen. Sie können dann im weiteren Verlauf der Verarbeitung dem Brett zugeordnet und für die Steuerung des Besäumschnitts verwendet werden.

Claims (2)

1. Verfahren zur Messung der Breite von waldkantigen Bret­ tern, bei dem während des Längsschneiden eines Baumstamms zwei auf gegenüberliegenden Seiten des Baum­ stamms im vorgegebenen Abstand voneinander angeordnete, laseroptisch nach dem Prinzip der Triangulation arbeitende, den Abstand zum Baumstamm messende Abstandsmeßvorrichtungen, jeweils bestehend aus einer Laserlichtquelle und einer Meßoptik, relativ zum Baumstamm entlang der Schnittebene bewegt werden, wobei die Strahlen der Laser gleichachsig und in der Schnittebene der Säge angeordnet sind und die gemessenen Abstandsmeßwerte lau­ fend in einen Rechner gegeben werden zur Berechnung der jeweiligen Breite des Brettes, bei dem ferner mit einer Längenmeßvorrichtung die Länge des bei der Relativbewegung zurückgelegten Weges gemessen und die Längenmeßwerte ebenfalls fortlaufend in den Rechner gege­ ben werden zwecks Zuordnung der Breitenmeßwerte bezüglich einer gedachten Längsmittellinie zu den Längenmeßwerten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abstandsmeßvorrichtungen sta­ tionär gehalten werden.