EP1570920A1 - Anlage und Verfahren zum maschinellen Klassifizieren von Brettern und Balken - Google Patents

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EP1570920A1
EP1570920A1 EP04005067A EP04005067A EP1570920A1 EP 1570920 A1 EP1570920 A1 EP 1570920A1 EP 04005067 A EP04005067 A EP 04005067A EP 04005067 A EP04005067 A EP 04005067A EP 1570920 A1 EP1570920 A1 EP 1570920A1
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EP
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boards
measuring device
beams
density
plant according
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Hans Binder
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Franz Binder Ges mbH Holzindustrie
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Franz Binder Ges mbH Holzindustrie
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/04—Sorting according to size
    • B07C5/12—Sorting according to size characterised by the application to particular articles, not otherwise provided for
    • B07C5/14—Sorting timber or logs, e.g. tree trunks, beams, planks or the like

Definitions

  • the invention relates to a plant and a method for mechanical Classifying boards or beams, the boards or beams individually continuously through measuring devices, in which they after physical and possibly also optical criteria analyzed and then classified with the classified boards or bars subsequently sorted according to their classification.
  • the present invention relates to Such plants or processes in which the boards or beams as Intermediate for the production of glued laminated timber or beam plywood serve.
  • Such a plant or such a process is known from EP 1 329 266 B1 known.
  • As measuring devices here are X-ray meters as well Laser scanner provided. The laser scanners check the boards or Bars according to optical criteria. From the absorption of X-rays the density distribution of the wood can be determined. About the density distribution can be due to the relatively high degree of correlation between Wood density and wood strength conclusions on the strength of Draw boards or beams. Furthermore, the Astregionen in relation on location, size, shape, etc. accurately measured and from the totality For this data, the sorting parameter "branching" is calculated.
  • the invention is therefore based on the object, the yield in the machine classification and sorting to further increase by the quality of the classification is further improved, the high Feed rates are to be maintained.
  • This object is according to the invention in terms of the plant substantially solved by a density measuring device, over which at least the Density of the boards or beams is determined, a vibration measuring device, in which the boards or beams to Longitudinalschwingungen are excited and whose natural frequency is measured, and a Classification evaluation device, which outputs the output signals of the density measuring device and the output signals of the vibration measuring device evaluates and from this a strength parameter for Classification of the boards or beams created.
  • the density measuring device an X-ray measuring device, on the also the knottiness of the boards or Bar is determined.
  • the task is essentially characterized solved that by means of vibration measurement, the natural frequency of the boards or bar is measured, that by means of X-rays, the density and the knottiness of the boards or beams is determined that from the natural frequency, the density and the length of the boards or beams their modulus of elasticity is determined that from the modulus of elasticity of the Planks or bars is determined, and that the data concerning the strength and the data concerning the branching as a parameter for classification the boards or beams are used.
  • the invention is superior to the prior art in that Prior art, the strength of the boards or bars from the measured value density, resulting in classification errors resulted in a correlation between density and strength, but this is not always clear and in practice by various Variables depends. In contrast, in the case of the present invention the strength of the natural frequency of the longitudinal vibrations the boards or beams derived via the modulus of elasticity, resulting in Knowledge of the density and the length of the boards or beams to unique and applicable strength values. Because of the now extremely reliable classification parameter "strength" it was possible the Yield again significantly increase.
  • An essential element of the invention is thus the combination of Vibration measuring device in which the natural frequency of the boards or Beam is measured with an X-ray measuring device in which the Density of the boards or beams is measured to make this an extremely to obtain reliable value for the strength of the boards or beams, which serves as a classification parameter.
  • a planing device in the transport direction the boards or beams seen in front of the density measuring device a planing device is provided, the vibration measuring device seen in the transport direction of the boards or beams before the planing device is arranged and the boards or beams the Traverse vibration measuring device in the cross pass while they go through the planing device in longitudinal passage. After the feed speed naturally is much smaller in the cross pass as in the longitudinal pass, remains for the vibration measurement of each Bretts or beams enough time, without thereby the high Feed rates in the longitudinal passage of the boards or beams would be affected.
  • the determined by the vibration measuring device Data are transmitted online to the classification evaluation device.
  • the boards or beams after passing through the vibration measuring device be marked according to the measured value and the markings in the area of the density measuring device are scanned and the classification evaluation device.
  • the marking of the boards or bars by means of an ink-jet printer takes place and the scanning of the markers by means of a camera system.
  • Such "offline" transmission of the data has the advantage that a board tracking between vibration measuring device and Density measuring device is not required or is avoided due to board ramifications, removal of boards, etc. wrong Data are read into the classification evaluation device.
  • the vibration measuring device comprises following: means for momentary lifting of the board or beam to be measured from the conveyor, a beater for generating a shock on the front side of the raised Bretts or bars, and a device for preferably non-contact Measuring the natural frequency of the longitudinal vibrations of the battered boards or beams.
  • the natural frequency could also with touch-sensitive sensors such as in particular piezo sensors measured, but with a slight loss of time and would mean a mechanical overhead.
  • contactless Measuring can be measured by means of a microphone, for example. What can be achieved with relatively little effort, it arises, however here the problem of unwanted noise that the Can distort the measurement result.
  • the device for non-contact measurement of the natural frequency therefore a laser vibrometer; Such laser vibrometers work with sound / vibration amplifiers and deliver extremely reliable contactless Measurement results.
  • a humidity measuring device for determining the dampness of the boards or beams provided, the output signals the humidity measuring device also the classification evaluation device be supplied.
  • This humidity measuring device is expediently upstream of the density measuring device.
  • the system preferably further comprises a color scanner for optical Judgment of the wood surface of the density measuring device preferably downstream, wherein the color scanner is a marking station Downstream is to mark faulty areas of the boards or beams on the basis of by means of the density measuring device and / or the color scanner obtained data.
  • Fig. 1 shows a system according to the invention in a schematic representation.
  • the plant shown is in a plant for the production of workpieces (Boards or beams) used for the production of glued laminated timber or beam laminated wood is used.
  • the workpieces not shown are taken from a likewise not shown bearing and isolated in a yerauchlesstrom 100, here already a first pre-sorting takes place, i. obviously become useless boards already eliminated here.
  • the transport of the workpieces takes place here in the transverse direction on a transverse conveyor 103.
  • a subsequent capping station 101 is in each case an end face of a each board cut to get a clean and even front.
  • the transported in the transverse direction workpieces then go through the Vibration measuring device 102.
  • the workpieces are individually successively raised in short order by the conveyor, thus the measurement is not affected by anti-vibration factors, and by means of an electromechanical impact device, not shown, on the clipped end face of the workpiece in the direction of the longitudinal direction of the Workpiece impact applied, so the workpiece vibrated.
  • an electromechanical impact device not shown
  • the natural frequency of the longitudinal vibrations of the battered Workpiece measured.
  • the measured value is fed to a computer 104 and the value of the determined natural frequency is in a marking station 106 on the capped end face by means of an ink-jet printer in the form of a Barcodes or in plain text.
  • the thus marked workpieces are then from the cross conveyor 103 to a Longitudinal conveyor 108 transferred and individually continuously in a longitudinal pass a planing device 110 supplied in which they are planed.
  • the planing device 110 leaving workpieces are about a switch 112 is then alternately fed to two parallel measuring lines, They still, in the longitudinal direction, at a reduced speed run through.
  • the high processing speed the planing line are used as best as possible and on the other hand, in the two measuring lines due to the reduced Throughput speed Measuring results of particularly high quality be achieved.
  • EP 1 329 266 B1 directed. After the two measuring lines are identically equipped, it suffices to describe only one of the two measuring lines below.
  • the workpieces pass through a reading station 114, in the means of a camera system located on the front side of the workpiece Barcode or the frequency value read in plain text and a classification evaluation device 116 is supplied. Then go through the Workpieces a humidity measuring device 118, in which the residual moisture of the Workpieces is determined. The corresponding measured value is also the Classification evaluation device 116 supplied.
  • the workpieces pass through an X-ray measuring device 120 (X-ray scanner). From the absorption of the X-rays can be the Determine the density distribution of the wood. The data obtained will be also supplied to the classification evaluation device 116. The in the X-ray measuring device 120 obtained data allow for a the determination of the density (bulk density) of the respectively measured workpiece. On the other hand, the branch regions in terms of location, size, Diameter, shape, etc. precisely measured and from the totality of this Data is the "astigmatism" according to Austrian standard DIN 4074 calculated. Furthermore, the X-ray radiation also allows an assessment of Workpieces in the interior of the wood insofar as additionally the "Zinkengrund" can be determined very accurately according to DIN 68140. Identified strength-reducing wood defects are at the top of the workpieces (in the marking station 124) marked with fluorescent ink and later capped at a (not shown) finger jointing plant.
  • a color scanner 122 for the recognition of optical wood features of any kind.
  • This is equipped with 4 color cameras and 4 laser heads.
  • 3-D errors are scanned and passed on to the synchronizing software.
  • the by color pigments distinctive features are recorded by the cameras.
  • the color scanner has an infrared device, by means of which the fiber direction can be determined.
  • the classification evaluation device 116 may be of a central Computer or even by several collaborating, the individual measuring components associated with data processing units.
  • the classification evaluator 116 evaluates the obtained ones Measured data and generates the values for the classification the individual workpieces in classes of different quality. In particular The classification evaluator 116 also generates a classification value for the strength and a classification value for the Branching of the workpieces.
  • the classification value for the branching is as explained above obtained from the data of the X-ray scanner.
  • the classification value for the strength becomes the natural frequency of the workpieces in the vibration measuring device 102 measured and the camera system 114 of the Classification evaluator 116 has been supplied, from the density of the workpiece resulting from the measurements in the X-ray scanner 120 derive and calculated from the length of the workpieces of the modulus of elasticity. From the elastic modulus can then the strength of each Workpiece reliably determined and thus a corresponding Classification value are generated.
  • the classifications are then in the marking station 124, for example applied in the form of color codes laterally on the individual workpieces and from these classifications it is possible to get the workpieces then sort accordingly.
  • the marked workpieces are then via transport paths 126, 128 merged into a common transport device 130, accordingly the classifications in individual floors of a floor storage 132 buffered and finally fed to a packaging plant 134.
  • the boards or beams then become glulam or beam laminated wood further processed.
  • the invention is not limited to the embodiment described limited.
  • the two measurement lines 114 to 124 may be provided a single measuring line.

Landscapes

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Abstract

Bei einer Anlage zum maschinellen Klassifizieren von Werkstücken (Brettern bzw. Balken) wird im Querdurchlauf der Werkstücke in einer Schwingungs-Messeinrichtung (102) die Eigenfrequenz der Werkstücke gemessen. Anschließend durchlaufen die Werkstücke im Längsdurchlauf eine Hobeleinrichtung (110) und u.a. eine Röntgen-Meßeinrichtung, in der u.a. die Dichte der Werkstücke ermittelt wird. In einer Klassifizierungs-Auswerteinrichtung (116) wird aus der Eigenfrequenz, der Dichte und der Länge der Werkstücke deren Elastizitätsmodul und hieraus deren Festigkeit berechnet. Die Werkstücke werden entsprechend klassifiziert und dann gemäß der Klassifizierung sortiert. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage und ein Verfahren zum maschinellen Klassifizieren von Brettern bzw. Balken, wobei die Bretter bzw. Balken einzeln kontinuierlich Meßeinrichtungen durchlaufen, in denen sie nach physikalischen und ggf. auch optischen Kriterien analysiert und dann klassifiziert werden, wobei die klassifizierten Bretter bzw. Balken anschließend entsprechend ihrer Klassifizierung maschinell sortiert werden. Insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf solche Anlagen bzw. Verfahren, bei denen die Bretter bzw. Balken als Zwischenprodukt für die Herstellung von Brettschichtholz bzw. Balkenschichtholz dienen.
Eine solche Anlage bzw. ein solches Verfahren ist aus der EP 1 329 266 B1 bekannt. Als Meßeinrichtungen sind hierbei Röntgen-Meßgeräte sowie Laserscanner vorgesehen. Die Laserscanner überprüfen die Bretter bzw. Balken nach optischen Kriterien. Aus der Absorption der Röntgenstrahlung läßt sich die Dichteverteilung des Holzes bestimmen. Über die Dichteverteilung lassen sich aufgrund des relativ hohen Korrelationsgrades zwischen Holzdichte und Holzfestigkeit Rückschlüsse auf die Festigkeit der Bretter bzw. Balken ziehen. Weiterhin werden die Astregionen in Bezug auf Lage, Größe, Form etc. genau vermessen und aus der Gesamtheit dieser Daten wird der Sortierparameter "Astigkeit" berechnet.
Die Ausbeute bei der maschinellen Klassifizierung und Sortierung gemäß dem o.g. Stand der Technik ist bereits gut, insbesondere, wenn man die hohen Vorschubgeschwindigkeiten der Bretter bzw. Balken in Längsrichtung von bis zu 240 m/min berücksichtigt. Andererseits ergeben sich immer noch durchaus nennenswerte Verluste, die es im Sinne eines sparsamen Umgangs mit Rohstoffen weiter zu reduzieren gilt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Ausbeute bei der maschinellen Klassifizierung und Sortierung noch weiter zu steigern, indem die Qualität der Klassifizierung weiter verbessert wird, wobei die hohen Vorschubgeschwindigkeiten erhalten bleiben sollen.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Anlage erfindungsgemäß im Wesentlichen gelöst durch eine Dichte-Meßeinrichtung, über die zumindest die Dichte der Bretter bzw. Balken ermittelt wird, eine Schwingungs-Meßeinrichtung, in der die Bretter bzw. Balken zu Longitudinalschwingungen erregt werden und deren Eigenfrequenz gemessen wird, und eine Klassifizierungs-Auswerteinrichtung, die die Ausgangssignale der Dichte-Meßeinrichtung und die Ausgangssignale der Schwingungs-Meßeinrichtung auswertet und hieraus einen Festigkeits-Parameter zur Klassifizierung der Bretter bzw. Balken erstellt.
In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist die Dichte-Meßeinrichtung eine Röntgen-Meßeinrichtung, über die auch die Astigkeit der Bretter bzw. Balken ermittelt wird.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe im Wesentlichen dadurch gelöst, daß mittels Schwingungsmessung die Eigenfrequenz der Bretter bzw. Balken gemessen wird, daß mittels Röntgenstrahlung die Dichte und die Astigkeit der Bretter bzw. Balken ermittelt wird, daß aus der Eigenfrequenz, der Dichte und der Länge der Bretter bzw. Balken deren Elastizitätsmodul ermittelt wird, daß aus dem Elastizitätsmodul die Festigkeit der Bretter bzw. Balken ermittelt wird, und daß die Daten betreffend die Festigkeit und die Daten betreffend die Astigkeit als Parameter zur Klassifizierung der Bretter bzw. Balken verwendet werden.
Die Erfindung ist dem Stand der Technik insofern überlegen, als beim Stand der Technik die Festigkeit der Bretter bzw. Balken vom Meßwert betreffend die Dichte abgeleitet wurde, was zu Klassifizierungsfehlern führte, nachdem zwischen Dichte und Festigkeit zwar eine Korrelation besteht, diese aber nicht immer eindeutig ist und in der Praxis von diversen Variablen abhängt. Demgegenüber wird im Falle der vorliegenden Erfindung die Festigkeit von der Eigenfrequenz der Longitudinalschwingungen der Bretter bzw. Balken über den Elastizitätsmodul abgeleitet, was bei Kenntnis der Dichte und der Länge der Bretter bzw. Balken zu eindeutigen und zutreffenden Festigkeitswerten führt. Aufgrund des nunmehr äußerst zuverlässigen Klassifizierungs-Parameters "Festigkeit" war es möglich, die Ausbeute nochmals deutlich zu steigern.
Ein wesentliches Element der Erfindung ist somit die Kombination einer Schwingungs-Meßeinrichtung, in der die Eigenfrequenz der Bretter bzw. Balken gemessen wird, mit einer Röntgen-Meßeinrichtung, in der die Dichte der Bretter bzw. Balken gemessen wird, um hieraus einen äußerst zuverlässigen Wert für die Festigkeit der Bretter bzw. Balken zu erhalten, der als Klassifizierungs-Parameter dient.
In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß in Transportrichtung der Bretter bzw. Balken gesehen vor der Dichte-Meßeinrichtung eine Hobeleinrichtung vorgesehen ist, die Schwingungs-Meßeinrichtung in Transportrichtung der Bretter bzw. Balken gesehen vor der Hobeleinrichtung angeordnet ist und die Bretter bzw. Balken die Schwingungs-Meßeinrichtung im Querdurchlauf durchlaufen, während sie die Hobeleinrichtung im Längsdurchlauf durchlaufen. Nachdem die Vorschubgeschwindigkeit im Querdurchlauf naturgemäß sehr viel kleiner ist als im Längsdurchlauf, bleibt für die Schwingungsmessung eines jeden Bretts bzw. Balkens ausreichen viel Zeit, ohne daß hierdurch die hohen Vorschubgeschwindigkeiten im Längsdurchlauf der Bretter bzw. Balken beeinträchtigt würde.
Grundsätzlich können die von der Schwingungs-Meßeinrichtung ermittelten Daten online der Klassifizierungs-Auswerteinrichtung übermittelt werden. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist jedoch vorgesehen, daß die Bretter bzw. Balken nach Durchlauf der Schwingungs-Meßeinrichtung entsprechend dem gemessenen Wert markiert werden und die Markierungen im Bereich der Dichte-Meßeinrichtung abgetastet und der Klassifizierungs-Auswerteinrichtung zugeführt werden. Insbesondere kann die Markierung der Bretter bzw. Balken mittels eines Ink-Jet-Druckers erfolgt und die Abtastung der Markierungen mittels eines Kamera-Systems. Eine solche "offline"-Übertragung der Daten hat den Vorteil, daß eine Brettverfolgung zwischen Schwingungs-Meßeinrichtung und Dichte-Meßeinrichtung nicht erforderlich ist bzw. vermieden wird, daß aufgrund von Brettverreihungen, Herausnahme von Brettern usw. falsche Daten in die Klassifizierungs-Auswerteinrichtung eingelesen werden.
Weiterhin vorteilhaft ist, wenn vor Aufbringung der Markierung jeweils eines der Enden der Bretter bzw. Balken gekappt wird, so daß jeweils eine glatte Fläche zur Aufbringung der Markierung zur Verfügung steht.
In alternativer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Einrichtung zur elektronischen Brettverfolgung der Bretter bzw. Balken zwischen der Schwingungs-Meßeinrichtung und der Dichte-Meßeinrichtung vorgesehen, wobei in diesem Fall die Frequenzdaten online der Klassifizierungs-Auswerteinrichtung zugeführt werden.
In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung umfaßt die Schwingungs-Meßeinrichtung folgendes: eine Einrichtung zum kurzzeitigen Anheben des zu messenden Bretts bzw. Balkens aus dem Förderer, eine Schlageinrichtung zum Erzeugen eines Schlags auf die Stirnseite des angehobenen Bretts bzw. Balkens, und eine Einrichtung zum vorzugsweise berührungslosen Messen der Eigenfrequenz der Longitudinalschwingungen des angeschlagenen Bretts bzw. Balkens. Grundsätzlich könnte die Eigenfrequenz auch mit berührungsbehafteten Sensoren wie insb. Piezo-Sensoren gemessen werden, was jedoch einen wenn auch geringfügigen Zeitverlust und einen mechanischen Mehraufwand bedeuten würde. Beim berührungslosen Messen kann beispielsweise mittels Mikrofon gemessen werden, was mit relativ geringem Aufwand realisierbar ist, es ergibt sich jedoch hier das Problem von unerwünschten Nebengeräuschen, die das Meßergebnis verfälschen können. In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist die Einrichtung zum berührungslosen Messen der Eigenfrequenz daher ein Laser-Vibrometer; solche Laser-Vibrometer arbeiten mit Schall/Schwingungsverstärkern und liefern berührungslos äußerst zuverlässige Meßergebnisse.
Vorzugsweise ist weiterhin eine Feuchte-Meßeinrichtung zum Bestimmen der Feuchte der Bretter bzw. Balken vorgesehen, wobei die Ausgangssignale der Feuchte-Meßeinrichtung ebenfalls der Klassifizierungs-Auswerteinrichtung zugeführt werden. Diese Feuchte-Meßeinrichtung ist zweckmäßigerweise der Dichte-Meßeinrichtung vorgeschaltet.
Die Anlage umfaßt vorzugsweise weiterhin ein Farbscanner zur optischen Beurteilung der Holzoberfläche, der der Dichte-Meßeinrichtung vorzugsweise nachgeschaltet ist, wobei dem Farbscanner eine Markierstation nachgeschaltet ist zur Markierung von fehlerhaften Bereichen der Bretter bzw. Balken auf der Basis von mittels der Dichte-Meßeinrichtung und/oder des Farbscanners gewonnener Daten.
Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anlage in schematischer Darstellung.
Die gezeigte Anlage ist in eine Anlage zur Produktion von Werkstücken (Brettern bzw. Balken) integriert, die zur Herstellung von Brettschichtholz bzw. Balkenschichtholz dient. Die nicht näher dargestellten Werkstücke werden einem ebenfalls nicht näher dargestellten Lager entnommen und in einer Paketvereinzelungsanlage 100 vereinzelt, wobei hier bereits eine erste Vorsortierung erfolgt, d.h. offensichtlich unbrauchbare Bretter werden hier bereits ausgeschieden. Der Transport der Werkstücke erfolgt hier in Querrichtung auf einem Querförderer 103.
In einer anschließenden Kappstation 101 wird jeweils eine Stirnseite eines jeden Bretts gekappt, um eine saubere und ebene Stirnseite zu erhalten.
Die in Querrichtung transportierten Werkstücke durchlaufen sodann die Schwingungs-Meßeinrichtung 102. Hier werden die Werkstücke einzeln nacheinander kurzfristig vom Förderer angehoben, damit die Messung nicht durch schwingungshemmende Faktoren beeinflußt wird, und mittels einer nicht dargestellten elektromechanischen Schlageinrichtung wird auf die gekappte Stirnseite des Werkstücks in Richtung der Längsrichtung des Werkstücks ein Schlag ausgeübt, das Werkstück also in Schwingung versetzt. Mittels eines ebenfalls nicht dargestellten Laser-Vibrometers wird die Eigenfrequenz der Longitudinalschwingungen des angeschlagenen Werkstücks gemessen. Der Meßwert wird einem Rechner 104 zugeführt und der Wert der ermittelten Eigenfrequenz wird in einer Markierstation 106 auf die gekappte Stirnseite mittels eines Ink-Jet-Druckers in Form eines Barcodes oder in Klarschrift aufgebracht.
Die so markierten Werkstücke werden dann vom Querförderer 103 auf einen Längsförderer 108 überführt und einzeln kontinuierlich im Längsdurchlauf einer Hobeleinrichtung 110 zugeführt, in der sie gehobelt werden. Die die Hobeleinrichtung 110 verlassenden Werkstücke werden über eine Weiche 112 sodann abwechselnd zwei parallelen Meßlinien zugeführt, die sie, nach wie vor in Längsrichtung, mit einer reduzierten Geschwindigkeit durchlaufen. Auf diese Weise kann einerseits die hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit der Hobellinie bestmöglichst ausgenutzt werden und andererseits können in den beiden Meßlinien aufgrund der reduzierten Durchlaufgeschwindigkeit Meßergebnisse besonders hoher Qualität erzielt werden. Zu Einzelheiten hierzu wird auf die EP 1 329 266 B1 verwiesen. Nachdem die beiden Meßlinien identisch ausgestattet sind, genügt es, im Folgenden nur eine der beiden Meßlinien zu beschreiben.
Zunächst durchlaufen die Werkstücke eine Lesestation 114, in der mittels eines Kamerasystems der auf der Stirnseite des Werkstücks befindliche Barcode bzw. der Frequenzwert in Klarschrift gelesen und einer Klassifizierungs-Auswerteinrichtung 116 zugeführt wird. Sodann durchlaufen die Werkstücke eine Feuchte-Meßeinrichtung 118, in der die Restfeuchte der Werkstücke ermittelt wird. Der entsprechende Meßwert wird ebenfalls der Klassifizierungs-Auswerteinrichtung 116 zugeführt.
Danach durchlaufen die Werkstücke eine Röntgen-Meßeinrichtung 120 (Röntgenscanner). Aus der Absorption der Röntgenstrahlung läßt sich die Dichteverteilung des Holzes bestimmen. Die gewonnenen Daten werden ebenfalls der Klassifizierungs-Auswerteinrichtung116 zugeführt. Die in der Röntgen-Meßeinrichtung 120 gewonnenen Daten ermöglichen zum einen die Bestimmung der Dichte (Rohdichte) des jeweils gemessenen Werkstücks. Zum anderen werden die Astregionen in Bezug auf Lage, Größe, Durchmesser, Form etc. genau vermessen und aus der Gesamtheit dieser Daten wird die "Astigkeit" nach österreichischer Norm DIN 4074 berechnet. Weiterhin ermöglicht die Röntgenstrahlung auch eine Beurteilung der Werkstücke im Inneren des Holzes insofern, als zusätzlich auch der "Zinkengrund" nach DIN 68140 sehr genau ermittelt werden kann. Festgestellte festigkeitsmindernde Holzfehler werden an der Oberseite der Werkstücke (in der Markierstation 124) mit fluoreszierender Tinte markiert und später bei einer (nicht dargestellten) Keilzinkenanlage ausgekappt.
Im Anschluß an die Röntgen-Meßeinrichtung 120 durchlaufen die Werkstücke einen Farbscanner 122 für die Erkennung optischer Holzmerkmale jeglicher Art. Dieser ist mit 4 Farbkameras und mit 4 Laserköpfen ausgerüstet. Mittels der rotierenden Laserköpfe werden 3-D-Fehler abgetastet und an die synchronisierende Software weitergegeben. Die durch Farbpigmente zu unterscheidenden Merkmale werden von den Kameras aufgenommen. Des weiteren verfügt der Farbscanner über eine Infraroteinrichtung, mittels der die Faserrichtung bestimmt werden kann.
Die Klassifizierungs-Auswerteinrichtung 116 kann von einem zentralen Rechner gebildet sein oder auch von mehreren zusammenarbeitenden, den einzelnen Meßkomponenten zugeordneten Datenverarbeitungseinheiten. Die Klassifizierungs-Auswerteinrichtung116 wertet die gewonnenen Meßdaten aus und erzeugt hieraus die Werte für die Klassifizierung der einzelnen Werkstücke in Klassen unterschiedlicher Güte. Insbesondere erzeugt die Klassifizierungs-Auswerteinrichtung 116 auch einen Klassifizierungswert für die Festigkeit und einen Klassifizierungswert für die Astigkeit der Werkstücke.
Der Klassifizierungswert für die Astigkeit wird wie weiter oben erläutert aus des Daten des Röntgenscanners gewonnen.
Für die Gewinnung des Klassifizierungswertes für die Festigkeit wird aus der Eigenfrequenz der Werkstücke, die in der Schwingungs-Meßeinrichtung 102 gemessen und über das Kamerasystem 114 der Klassifizierungs-Auswerteinrichtung 116 zugeführt wurde, aus der Dichte des Werkstücks, die sich aus den Messungen im Röntgenscanner 120 ableiten läßt, und aus der Länge der Werkstücke der Elastizitätsmodul berechnet. Aus dem Elastizitätsmodul kann dann die Festigkeit eines jeden Werkstücks zuverlässig ermittelt werden und somit ein entsprechender Klassifizierungswert erzeugt werden.
Die Klassifizierungen werden sodann in der Markierstation 124 beispielsweise in Form von Farbcodes seitlich auf die einzelnen Werkstücke aufgebracht und anhand dieser Klassifizierungen ist es möglich, die Werkstücke anschließend entsprechend zu sortieren.
Die markierten Werkstücke werden sodann über Transportwege 126, 128 auf eine gemeinsame Transporteinrichtung 130 zusammengeführt, entsprechend den Klassifizierungen in einzelnen Etagen eines Etagenlagers 132 zwischengepuffert und schließlich einer Paketierungsanlage 134 zugeführt. Letztlich werden die Bretter bzw. Balken dann zu Brettschichtholz bzw. Balkenschichtholz weiterverarbeitet.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere kann anstelle der beiden Messlinien 114 bis 124 eine einzige Meßlinie vorgesehen sein.

Claims (15)

  1. Anlage zum maschinellen Klassifizieren von Brettern bzw. Balken, bei der die Bretter bzw. Balken einzeln kontinuierlich Meßeinrichtungen durchlaufen, in denen sie nach physikalischen und ggf. auch optischen Kriterien analysiert und dann klassifiziert werden, wobei die klassifizierten Bretter bzw. Balken anschließend entsprechend ihrer Klassifizierung maschinell sortiert werden, gekennzeichnet durch
    eine Dichte-Meßeinrichtung (120), über die zumindest die Dichte der Bretter bzw. Balken ermittelt wird,
    eine Schwingungs-Meßeinrichtung (102), in der die Bretter bzw. Balken zu Longitudinalschwingungen erregt werden und deren Eigenfrequenz gemessen wird, und
    eine Klassifizierungs-Auswerteinrichtung (116), die die Ausgangssignale der Dichte-Meßeinrichtung (120) und die Ausgangssignale der Schwingungs-Meßeinrichtung (102) auswertet und hieraus einen Festigkeits-Parameter zur Klassifizierung der Bretter bzw. Balken erstellt.
  2. Anlage nach Anspruch 1, bei der die Dichte-Meßeinrichtung (120) eine Röntgen-Meßeinrichtung ist, über die auch die Astigkeit der Bretter bzw. Balken ermittelt wird.
  3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, wobei in Transportrichtung der Bretter bzw. Balken gesehen vor der Dichte-Meßeinrichtung (120) eine Hobeleinrichtung (110) vorgesehen ist, die Schwingungs-Meßeinrichtung (102) in Transportrichtung der Bretter bzw. Balken gesehen vor der Hobeleinrichtung (110) angeordnet ist und die Bretter bzw. Balken die Schwingungs-Meßeinrichtung (102) im Querdurchlauf durchlaufen, während sie die Hobeleinrichtung (110) im Längsdurchlauf durchlaufen.
  4. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bretter bzw. Balken nach Durchlauf der Schwingungs-Meßeinrichtung (102) entsprechend dem gemessenen Wert markiert werden und die Markierungen im Bereich der Dichte-Meßeinrichtung (120) abgetastet und der Klassifizierungs-Auswerteinrichtung (116) zugeführt werden.
  5. Anlage nach Anspruch 4, wobei die Markierung der Bretter bzw. Balken mittels eines Ink-Jet-Druckers (106) erfolgt und die Abtastung der Markierungen mittels eines Kamera-Systems (114).
  6. Anlage nach Anspruch 4 oder 5, wobei vor Aufbringung der Markierung jeweils eines der Enden der Bretter bzw. Balken in einer Kappstation (101) gekappt wird.
  7. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Einrichtung zur elektronischen Brettverfolgung der Bretter bzw. Balken zwischen der Schwingungs-Meßeinrichtung (102) und der Dichte-Meßeinrichtung (120) vorgesehen ist.
  8. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schwingungs-Meßeinrichtung (102) folgendes umfaßt:
    eine Einrichtung zum kurzzeitigen Anheben des zu messenden Bretts bzw. Balkens aus dem Förderer (103),
    eine Schlageinrichtung zum Erzeugen eines Schlags auf die Stirnseite des angehobenen Bretts bzw. Balkens, und
    eine Einrichtung zum berührungslosen Messen der Eigenfrequenz der Longitudinalschwingungen des angeschlagenen Bretts bzw. Balkens.
  9. Anlage nach Anspruch 7, wobei die Einrichtung zum berührungslosen Messen der Eigenfrequenz ein Laser-Vibrometer ist.
  10. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei weiterhin eine Feuchte-Meßeinrichtung (118) zum Bestimmen der Feuchte der Bretter bzw. Balken vorgesehen ist, wobei die Ausgangssignale der Feuchte-Meßeinrichtung (118) ebenfalls der Klassifizierungs-Auswerteinrichtung (116) zugeführt werden.
  11. Anlage nach Anspruch 10, wobei die Feuchte-Meßeinrichtung (118) der Dichte-Meßeinrichtung (120) vorgeschaltet ist.
  12. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei weiterhin ein Farbscanner (122) zur optischen Beurteilung der Holzoberfläche vorgesehen ist, der der Dichte-Meßeinrichtung (120) vorzugsweise nachgeschaltet ist.
  13. Anlage nach Anspruch 12, wobei dem Farbscanner (122) eine Markierstation (124) nachgeschaltet ist zur Markierung von fehlerhaften Bereichen der Bretter bzw. Balken auf der Basis von mittels der Dichte-Meßeinrichtung (120) und/oder des Farbscanners (122) gewonnenen Daten.
  14. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bretter bzw. Balken als Zwischenprodukt für die Herstellung von Brettschichtholz bzw. Balkenschichtholz dienen.
  15. Verfahren zum maschinellen Klassifizieren von Brettern bzw. Balken, bei dem die Bretter bzw. Balken einzeln kontinuierlich Meßeinrichtungen (102, 118, 120, 122) durchlaufen, in denen sie nach physikalischen und ggf. auch optischen Kriterien analysiert und dann klassifiziert werden, wobei die klassifizierten Bretter bzw. Balken anschließend entsprechend ihrer Klassifizierung maschinell sortiert werden,
    dadurch gekennzeichnet, daß mittels Schwingungsmessung die Eigenfrequenz der Bretter bzw. Balken gemessen wird,
    daß mittels Röntgenstrahlung die Dichte und die Astigkeit der Bretter bzw. Balken ermittelt wird,
    daß aus der Eigenfrequenz, der Dichte und der Länge der Bretter bzw. Balken deren Elastizitätsmodul ermittelt wird,
    daß aus dem Elastizitätsmodul die Festigkeit der Bretter bzw. Balken ermittelt wird, und
    daß die Daten betreffend die Festigkeit und die Daten betreffend die Astigkeit als Parameter zur Klassifizierung der Bretter bzw. Balken verwendet werden.
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