DE4232529A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Vermessen von Schnitthölzern im Querdurchlauf - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Verfahren dieser Art sind bekannt.

Bei den bekannten Verfahren wird die Vermessung der Breit­ seite im Stillstand des zu vermessenden Holzes vorgenommen. Als Lichtempfänger wird eine Kamera eingesetzt, und die zugehörigen Lichtsender werden wechselweise geschaltet, so daß sich im Kamerabild die Breitseitenkanten mit einem starken hell-dunkel-Kontrast darstellen. Von dem Kamerabild ist die Breite, die die von der Kamera aufgenommene Breit­ seite zwischen den Kanten aufweist, ablesbar. Das bekannte Verfahren erfordert ein Anhalten des Holzzubringförderers für jede Vermessung. Dies ist zeitraubend und auch insofern nachteilig, als für jede Vermessung erhebliche Massen erst abgebremst und dann wieder beschleunigt werden müssen. Außerdem ist das bekannte Verfahren sehr grundlichtempfind­ lich, so daß der gesamte Meßraum vollkommen abgedunkelt sein muß. Das Meßsystem ist auch sehr teuer.

Es sind auch bereits Verfahren zur Vermessung der Breitsei­ ten von Schnitthölzern im Querdurchlauf auf einem Querför­ derer bekannt. Bei einem ersten Verfahren dieser Art werden unter einem spitzen Winkel zwei Laser-Strahlen zum Querför­ derer hin ausgesendet, die sich auf einer vorbeilaufenden Breitseite für den darüber angeordneten Lichtempfänger als Lichtpunkte mit von der Holzdicke abhängigem gegensei­ tigen Abstand darstellen, so daß während des Querdurchlaufs laufend die Holzdicke erkennbar ist. Die Ermittlung der die Breitseite begrenzenden Kanten ist nur mittels eines aufwendigen Rechners möglich, und der Laser-Sensor ist sehr kostspielig. Dieses bekannte Verfahren wird als Trian­ gulationsprinzip bezeichnet.

Ein weiteres bekanntes Verfahren der Durchlaufvermessung im Querdurchlauf arbeitet mit Lichtschranken, die gegen die Förderrichtung entgegengesetzt geneigt sind und die Förderebene über Kreuz durchsetzen. Die Lichtschranken werden beim Durchlaufen eines Holzes unterbrochen und wieder freigegeben. Die Unterbrechung der einen findet durch den Eintritt der voreilenden Breitseitenkante und die Freigabe der anderen durch den Austritt der nacheilen­ den Breitseitenkante statt. Daraus ist der Abstand zwischen den Breitseitenkanten in Verbindung mit der Strecke, die der Querförderer während der Unterbrechung und der Freigabe zurücklegt, erkennbar. Die Messung liefert nur richtige Ergebnisse, wenn die zu vermessenden Hölzer eben sind. Bei gebogenen oder in sich verdrehten Hölzern, die häufig vorkommen, kann es zu erheblichen Meßfehlern kommen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, das mit einem wesentlich geringeren apparativen Aufwand als die bekannten Verfahren dieser Art durchführbar ist und bei dem zwischen den einzelnen Meßvorgängen nicht erhebliche Massen erst abgebremst und dann wieder beschleu­ nigt werden müssen.

Die vorstehende Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungs­ teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das hinsichtlich des Kantenverlaufs auf einer seiner Breitseiten zu vermes­ sende Holz vermessen werden, während es sich kontinuier­ lich von einer Arbeitsstation zur nächsten bewegt, und zur Durchführung des Verfahrens sind keine kostspieligen Lichtempfangsgeräte nötig. Es genügt hierfür ein einfacher opto-elektronischer Lichtdetektor mit einer einfachen vorgeschalteten Optik, wobei nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zuverlässige Meßergebnisse auch dann erzielt werden, wenn das auf dem Querförderer transportierte Holz in sich verbogen oder verdreht ist.

Die Unteransprüche 1 bis 6 haben bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Gegenstand.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens gemäß Patentanspruch 1. Diese Vorrichtung ist durch die im Patentanspruch 7 angegebenen Merkmale gekennzeichnet. Die Unteransprüche 8 bis 11 be­ treffen bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtung gemäß Patentanspruch 7.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung zum Durchfüh­ ren des erfindungsgemäßen Verfahrens in Seitenan­ sicht, und

Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Draufsicht.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 weist einen Querförderer 1 mit drei zueinander parallelen, im gegenseitigen Abstand befindlichen Förderzügen 1a, 1b und 1c auf die einzeln jeweils von einem Motor 2 angetrieben sind. Die Motoren sind einzeln steuerbar und können so betrieben werden, daß sie exakt im Gleichlauf arbeiten.

Die Förderzüge 1a, 1b und 1c sind mit Holzmitnehmern 3 besetzt, die auf der für den Betrachter der Zeichnung rechten Seite angreifen und diese von rechts nach links vor sich herschieben. Jedes Holz durchläuft eine Meßstation M, in der im Abstand von der zu vermessenden Holzbreitseite sowie im gegenseitigen Abstand entlang einer zur Längsachse des Holzes im wesentlichen parallelen Meßlinie L vier Paare von Lichtsendern 4 angeordnet sind, wobei jedes Paar das unter ihm von rechts nach links durchlaufen­ de Holz von entgegengesetzten Seiten der L her jeweils unter einem von 90° wesentlich verschiedenen Winkel bezüg­ lich der zu vermessenden Breitseite beleuchtet. Jedem Paar von Lichtsendern 4 ist ein Lichtempfänger 5 zugeord­ net, der direkt über der Meßlinie L angeordnet ist und senkrecht nach unten "klickt". Jeder Meßempfänger 5 em­ pfängt mittels einer eingangsseitigen Optik nur Licht, das von einem hinsichtlich seiner Lage bezüglich der Meßli­ nie definierten, beim Ausführungsbeispiel auf gleicher Höhe wie die Meßlinie L bezüglich des Querförderers 1 gelegenen, im wesentlichen punktförmigen oder in Richtung der Meßlinien linienförmigen Empfangsbereich von der be­ leuchteten Oberfläche eines sich unter dem jeweiligen Lichtsender 5 vorbeibewegenden Holzes reflektiert wird.

Die einzelnen Hölzer H werden dem Querförderer 1 mittels eines nicht dargestellten Förderers zugeführt. Vor jedem Weitertransport eines Holzes H durch den Querförderer 1 in die Meßstation werden dessen Holzmitnehmer 3 mit Hilfe von Richtmitteln 6 durch passende Steuerung des jeweiligen Motors 2 so ausgerichtet, daß sie entlang einer beim Ausführungsbeispiel zur Meßlinie L parallelen Flucht­ linie fluchten. In dieser Ausrichtung werden sie dann mit dem vor ihnen befindlichen Holz, an dessen Hinterkante sie angreifen, durch die Meßstation bewegt.

Beim Einlaufen eines Holzes in die Meßstation M senden zunächst nur die für den Betrachter der Zeichnung rechts von der Meßlinie L befindlichen Lichtsender 4 weitgehend gebündeltes Licht aus, so daß bei dem ankommenden Holz die voreilende, waldkantige Schmalseite im Schatten bleibt und entlang der voreilenden Breitseitenkante dadurch ein starker Lichtkontrast vorhanden ist. Sobald das in dieser Weise beleuchtete Holz mit der voreilenden Breitseitenkante unter den jeweiligen Lichtempfänger 5 gelangt, was je nach Kantenverlauf gegenüber den anderen Lichtempfängern 5 früher, später oder gleichzeitig der Fall sein kann, nimmt dieser einen Lichtintensitätssprung wahr, sobald die Kante seinen Empfangsbereich passiert, und er erzeugt zu diesem Zeitpunkt ein diesen Zeitpunkt kennzeichnendes elektrisches Signal z. B. in Form eines scharfen Impulses oder einer anderweitigen Spannung mit steilem Anstieg. Sobald dies geschehen ist, wird der bisher Licht aussenden­ de jeweils rechts befindliche Lichtsender 4 ausgeschaltet und gleichzeitig der zu dem Lichtsenderpaar und dem jewei­ ligen Lichtempfänger 5 gehörenden Lichtsender auf der anderen, für den Betrachter der Zeichnung linken Seite der Meßlinie befindliche Lichtsender 4 eingeschaltet. Nun bleibt die nacheilende Schmalseite des sich kontinuier­ lich weiter bewegenden Holzes H im Schatten, so daß jetzt entlang der nacheilenden Breitseitenkante ein scharfer Lichtkontrast vorhanden ist, der sich wiederum als Lichtin­ tensitätssprung im Lichtsender 5 auswirkt, sobald der vom Lichtempfänger 5 erfaßte Abschnitt der nacheilenden Breitseitenkante dessen Empfangsbereich durchläuft. Der Lichtempfänger 5 erzeugt in diesem Falle wiederum ein für den Zeitpunkt kennzeichnendes scharfes elektrisches Signal, das von dem von der Vorderkante ausgelösten Signal z. B. dadurch unterscheidbar ist, daß es zu dem Zeitpunkt entsteht, während der für den Betrachter der Zeichnung linke Lichtsender eingeschaltet ist, wo hingegen das vor­ hergehende Signal entstanden ist, während der rechte Licht­ sender des Paares eingeschaltet war. Gleichzeitig mit der Tätigkeit der zusammengehörenden Lichtsender und Licht­ empfänger wird die Strecke gemessen, um die sich der Quer­ förderer 1 zwischen der Erzeugung der vorstehend erörterten elektrischen Signale weiterbewegt. Dies kann z. B. dadurch geschehen, daß eine Einrichtung laufend einen Impuls ab­ gibt, sobald sich der Querförderer mit seinen Mitnehmern 3 um eine vorbestimmte Längeneinheit weiterbewegt hat, und bei der Aussendung des elektrischen "Vorderkanten"-Sig­ nals mit dem Abzählen dieser Impulse begonnen und beim Aussenden des "Hinterkanten"-Signals damit aufgehört wird, so daß der Zählerstand der vom Querförderer 1 zwischen diesen Impulsen zurückgelegten Wegstrecke entspricht. Die gemessene Wegstrecke ist offensichtlich abhängig von der Breite der Breitseite zwischen den Kanten am Ort des jeweiligen Lichtsenders 5, so daß aus den mit Hilfe der einzelnen Meßeinheiten auf einem zusammengehörenden Licht­ senderpaar und dem zugehörigen Lichtempfänger festgestell­ ten Bewegungsstrecken zwischen einem Vorderkantenimpuls und einem Hinterkantenimpuls und ggf. aus der bei den einzelnen Lichtempfängern 5 verschiedenen Aussendezeit der Vorder- und/oder Hinterkantenimpulse der Kantenverlauf entlang der Breitseite rechnerisch ermittelt werden kann. In der Praxis sind Meßgenauigkeiten in der Größenordnung von 1 bis 2 mm ohne weiteres erzielbar. Nach der Vermessung in der Meßstation M gelangt das vermessene Holz beim Aus­ führungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 über einen Längsförde­ rer 7, dessen Förderrichtung zur Schnittebene einer nach­ folgenden Holzbearbeitungsmaschine, beispielsweise eines Doppelbesäumers 8 parallel ist. Durch Steuerung der einzel­ nen Fördererzüge 1a-1c mittels der Motoren 2 ist es mög­ lich, das Holz entsprechend dem Meßergebnis bezüglich einer Bezugslinie der Holzbearbeitungsmaschine so auszu­ richten und über dem Längsförderer 7 anzuhalten, daß sich eine maximale Holzausbeute bei der Bearbeitung durch den Doppelbesäumer 8 ergibt. Sobald dies geschehen ist, wird das ausgerichtete Holz H durch Absenken der Stützbahnen für die Fördererzüge 1a-1c in der ausgerichteten Lage auf den Längsförderer 7 überführt und dann von diesem abtransportiert. Auf dem beim Ausführungsbeispiel sehr kurzen Querförderer befindet sich immer nur ein Holz, und das nächste wird erst in den Bereich rechts von der Meßlinie L eingebracht, sobald das vorhergehende vom Längs­ förderer 7 abtransportiert worden ist.

Abweichend vom vorstehend geschilderten Ausführungsbeispiel könnten die Lichtsender 4 auch kontinuierlich Licht aussen­ den, wenn auf andere Weise dafür gesorgt wird, daß das elektrische Vorderkantensignal vom elektrischen Hinterkan­ tensignal unterscheidbar ist. Dies kann z. B. dadurch geschehen, daß die paarweise zusammenarbeitenden Lichtsen­ der Licht unterschiedlicher Frequenz aussenden und der Lichtempfänger 5 bei der Signalbildung zwischen der unter­ schiedlichen Lichtfrequenz zu unterscheiden vermag. Es könnten in diesem Falle jedem Lichtsenderpaar auch zwei Lichtempfänger zugeordnet werden, von denen der eine auf die Lichtfrequenz des einen Senders und der andere auf die Lichtfrequenz des anderen Senders anspricht, so daß der eine Sender nur Hinterkantensignale und der andere Sender nur Vorderkantensignale liefert. Eine andere Mög­ lichkeit besteht darin, bei kontinuierlicher Aussendung von Licht gleicher Frequenz den paarweise zusammenarbeiten­ den Lichtsendern zwei in Richtung der Meßlinie etwas gegen­ einander versetzte Lichtempfänger zuzuordnen und dafür zu sorgen, daß der eine Lichtsender nur in den Empfangsbe­ reich des einen Lichtsenders und der andere nur in den Empfangsbereich des anderen Lichtsenders hineinleuchtet. Von primärer Bedeutung für das erfindungsgemäße Verfahren ist in jedem Falle, daß jeder Lichtempfänger nur Licht aus einem hinsichtlich seiner Lage bezüglich der Meßlinie definierten eng begrenzten Empfangsbereich von der vorbei­ bewegten, beleuchteten Holzoberfläche her zu empfangen vermag und um welche Strecke sich der Querförderer zwischen einem Vorderkantenimpuls und einem davon unterscheidbaren Hinterkantenimpuls weiterbewegt.

Der Kantenverlauf ist um so genauer ermittelbar, je mehr Einheiten aus einem Lichtsenderpaar 4 und mindestens einem zugehörigen Lichtempfänger über die Länge der Hölzer ver­ teilt entlang der Meßlinie angeordnet werden, d. h. je kleiner der Abstand zwischen den Einheiten ist.

Claims (11)

1. Verfahren zum Vermessen von Schnitthölzern hinsichtlich des Kantenverlaufs an einer ihrer Breitseiten mittels mehrerer, im Abstand von der Breitseite sowie im gegen­ seitigen Abstand entlang einer zur Längsachse des Holzes im wesentlichen parallelen Meßlinie paarweise angeordneter Lichtsender zum Beleuchten des zu vermes­ senden Holzes von den entgegengesetzten Seiten der Meßlinie her jeweils unter einem von 90° wesentlich verschiedenen Winkel bezüglich dieser Breitseite, und mittels mindestens je eines Lichtempfängers für jedes Lichtsenderpaar zum Empfangen des von der be­ leuchteten Holzoberfläche reflektierten Lichts und zum Erzeugen eines elektrischen Signals aus dem empfan­ genen Licht, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) die Hölzer während der Vermessung von einem Quer­ förderer kontinuierlich quer zur Meßlinie transpor­ tiert werden,
• b) jeder Lichtempfänger nur Licht empfängt, das von einem hinsichtlich seiner Lage bezüglich der Meß­ linie definierten, im wesentlichen punktförmigen oder in Richtung der Meßlinie linienförmigen Empfangsbereich von der vorbeibewegten beleuchteten Holzoberfläche reflektiert wird,
• c) die Lichtempfänger bei einem durch das Vorbeilaufen einer Kante der Bereitseite im Empfangsbereich bedingten Intensitätssprung im empfangenen Licht ein den Zeitpunkt des Intensitätssprungs kennzeich­ nendes elektrisches Signal erzeugen,
• d) die zusammengehörenden Lichtsender und Lichtempfän­ ger so eingerichtet und/oder gesteuert werden, daß die von dem mindestens einen Lichtempfänger erzeugten elektrischen Signale dahingehend unter­ scheidbar sind, ob sie von der voreilenden Kante oder von der nacheilenden Kante der Breitseite veranlaßt sind, und
• e) für die jeweils zusammengehörenden Lichtsender und Lichtempfänger festgestellt wird, um welche Strecke sich der Querförderer beim Transport des zu vermessenden Holzes zwischen einem von der voreilenden Kante der Breitseite veranlaßten und einem von der nacheilenden Kante der Breitseite veranlaßten zugehörigen elektrischen Signal weiter­ bewegt, und der Kantenverlauf entlang der zu vermes­ senden Breitseite auf der Grundlage der für diese festgestellten einzelnen Bewegungsstrecken des Querförderers ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die paarweise zusammengehörenden Lichtsender Licht verschiedener Frequenz aussenden und die zugehörigen Lichtempfänger bei der Signalerzeugung zwischen dem verschiedenfrequenten Licht unterscheiden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammengehörenden Lichtsender Licht gleicher Frequenz wechselweise aussenden, wobei die Umschaltung auf Lichtaussendung von dem bezüglich der Meßlinie in Transportrichtung hinteren Lichtsender auf den vorderen vorgenommen wird, sobald der/die zugehörige(n) Lichtempfänger das elektrische Signal beim Vorbeilaufen der voreilenden Breitseitenkante am Meßpunkt erzeugt hat/haben.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der paarweise zusammengehörenden Lichtsender ein eigener Lichtempfänger zugeordnet ist und die beiden Lichtempfänger in Richtung der Meßlinie etwas gegeneinander versetzt sind, wobei der eine nur auf die voreilende Kante und der andere nur auf die nachei­ lende Kante der Breitseite anspricht.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querförderer mindestens zwei zueinander parallele Kettenzüge oder dgl. auf­ weist, die mit Mitnehmern bestückt sind, die an der in Transportrichtung nacheilenden Seite der Schnitt­ hölzer angreifen, und daß die an einem zu vermessenden Holz zur Anlage kommenden Mitnehmer durch Steuerung der Kettenzüge vor der zum Vermessen der Hölzer vorge­ sehenen Meßstrecke auf eine vorbestimmte Fluchtlinie ausgerichtet und in dieser gegenseitigen Ausrichtung durch die Meßstrecke bewegt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kettenzüge nach der Vermessung eines Schnitt­ holzes in solcher Weise gesteuert und angehalten wer­ den, daß dieses Schnittholz entsprechend dem Meßergeb­ nis und ggf. vorgegebener weiterer Kriterien auf eine zur Förderrichtung des Querförderers im wesentlichen senkrechte Bezugslinie einer nachfolgenden Holzbearbei­ tungsmaschine mit vorgebautem, das Holz parallel zur Bezugslinie transportierendem Längsförderer bei ange­ haltenem Querförderer ausgerichtet ist, und daß das ausgerichtete Holz dann in der Richtposition auf den Längsförderer überführt wird.

7. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Quer­ förderer, mehrere im Abstand von der Transportebenen des Querförderers sowie im gegenseitigen Abstand ent­ lang einer zu dessen Förderrichtung im wesentlichen senkrechten Meßlinie paarweise angeordnete Lichtsender zum Aussenden von Licht zum Querförderer von entgegen­ gesetzten Seiten der Meßlinie her jeweils unter einem von 90° wesentlich verschiedenen Winkel bezüglich der Querfördererebene, mindestens einen Lichtempfänger für jedes Lichtsenderpaar zum Empfangen von von dem Querförderer her reflektiertem Licht und zum Erzeugen eines elektrischen Signals aus dem empfangenen Licht, wobei jeder Lichtempfänger so eingerichtet ist, daß er nur Licht empfängt, das aus einem im wesentlichen punktförmigen oder sich parallel zur Meßlinie erstrecken­ den linienförmigen Bereich vom Querförderer zu ihm gelangt, und das elektrische Signal bei einem Intensitätssprung im empfangenen Licht erzeugt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtsender kontinuierlich Licht aussenden und jedem Lichtsenderpaar zwei gegeneinander in Rich­ tung der Meßlinie etwas versetzte Lichtempfänger zuge­ ordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die paarweise zusammengehörenden Lichtsender konti­ nuierlich Licht unterschiedlicher Frequenz aussenden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Steuern der zusammengehörenden Lichtsender in solcher Weise, daß sie wechselweise Licht aussenden und die Umschaltung auf Lichtaussendung in Abhängigkeit von der Aussendung der elektrischen Signale durch den/die zugehörigen Lichtsender stattfin­ det.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtsender Infrarotlicht aussenden.