FI117575B - Puupinnan karheuden tarkastus - Google Patents

Description

117575

Puupinnan karheuden tarkastus - Prövning av träytans strävhet 5 Keksintö koskee menetelmää pinnankarheuden optiseksi tarkastamiseksi, joka menetelmä käsittää vaiheina: kohdistetaan fokusoimaton valonsäde tarkastettavaan pintaan kulmassa, joka poikkeaa mainitun pinnan normaalista; liikutetaan mainittua pintaa ja valonsädettä toistensa suhteen; vastaanotetaan mainitun pinnan heijastamaa valoa optoelektronisella detektorilla; ja lasketaan detektorin antamasta sähköi-10 sestä signaalista pinnankarheutta vastaavia arvoja.

Pinnankarheuden mittaus yleensäkin on vaikeaa ja pehmeiden pintojen ja erityisesti puupintojen karheuden mittaaminen on sekä hankalaa että epätarkkaa. Puupintojen karheusmittauksen vaikeus johtuu mm. siitä, että puulla karheus muodostuu osittain 15 irtonaisten puukuitujen aiheuttamasta pinnan karvaisuudesta, toisin kuin kaikilla muilla materiaaleilla. Julkaisussa US-6 122 065 on kuvattu järjestely, jossa kameraa ja monokromaattista laservaloa käyttäen tutkitaan kohteen, kuten puukappaleen pinnan, topologiaa ja määritellään pinnan profiilia kolmiomittausmenetelmää (triangu-lation based derivation method) hyväksikäyttäen. Järjestelyllä pyritään paikanta-20 maan aukkoja (cavity), vajaasärmäisyyttä (wane) ja muuta puuttuvaa materiaalia.

Lisäksi julkaisussa, yhdistettynä äsken mainittuun menettelyyn, voidaan toteuttaa puupinnan värianalyysi (color analysis) käyttäen joko kaksia eri värisiä LEDejä, • ♦ ♦ *♦:·' jotka siis lähettävät valoa kahdella aallonpituudella, tai laajakaistaista valoa yhdessä • · V·: spektrianalyysin kanssa. Tällä järjestelyn osalla etsitään muita kuin muotovirheitä.

• · • *·· 25 Julkaisun menettelyllä ei voida mitata karvaisuuden muodossa esiintyvää pinnan- karheutta, vaan ainoastaan suurempia muotovirheitä, kuten julkaisusta itsestäänkin *· ilmenee. Julkaisussa US-5 229 835 taas on kuvattu laite maalipintojen karheuden, ··«· kuten ns. appelsiinipinnan, mittaamiseksi. Tämä ehdotetaan toteutettavaksi siten • ♦ · kohdistetaan fokusoimaton hajaantuva valonsäde tarkastettavaan pintaan jossain 30 kulmassa, liikutetaan tätä valonsädettä pinnan eri kohtiin ympyräreittiä pitkin ja vastaanotetaan mainitun pinnan heijastamaa valoa kiinteällä valotransistorilla. Kos- **;*’ ka aaltoilevan maalipinnan heijastaman valon määrä vaihtelee aaltomaisuuden tah- ·.· · dissa, lasketaan valotransistorin antamasta sähköisestä signaalista tämän vaihtelun taajuus sekä DC-arvo, tehollisesti RMS-arvo, joiden avulla on sitten laskettavissa ./ 35 maalipinnan karheutta vastaava arvo. Jos tätä laitetta yritettäisiin käyttää puupinnan • ·· *. . karheuden eli karvaisuuden mittaamiseen se antaisi harhaanjohtavia tietoja. Esimer- .

** kiksi puun syykuvio, ts. puupinnan tummuusvaihtelu ja värivaihtelu antaisivat tu lokseksi erilaisia "pinnankarheuksia" vaikka todellinen karvaisuus olisi täysin ident- 117575 2 tistä. Myös se mihin suuntaan julkaisun mukaista mittapäätä liikutetaan suhteessa puun syysuuntaan antaisi, koska puupinnan karvaisuus on aina jossain määrin suuntautunutta, erilaisia "pinnankarheuksia" vaikka todellinen karvaisuus olisi täysin identtistä. Lisäksi kyseinen laite soveltuu vain yksittäisten näytemittausten ottami-5 seen pinnasta, ei laajan pinnan jokaisen kohdan tutkimiseen. Sillä ei siis voida tutkia onko tietyssä pinnassa erilaisen pinnankarheuden tai karvaisuuden omaavia kohtia. Julkaisussa FR-2 710 405 on kuvattu menetelmä puupinnan karheuden kvantitatiiviseksi määrittämiseksi käyttämällä pyörivän tunnistimen (feeler) kitkaenergian mittausta. Kyseessä on siis mekaaninen tuntoelin, jollainen ei sovellu suurten puu-10 tavaramäärien pintojen laajaan tarkastamiseen eikä varsinkaan pinnankarheusjakau-tumien tarkastamiseen kaikista tuotannon läpi menevästä puutavarasta.

Keksinnön tavoitteena on saada aikaan järjestely ja menetelmä, jolla voidaan suurella nopeudella tutkia puutavarakappaleiden yhdet tai useammat pinnat tarvittaessa 15 kokonaan sen selvittämiseksi onko näissä pinnoissa ei-hyväksyttävällä tavalla pin-nankarheudeltaan - koska kyseessä ovat puupinnat, karvaisuudeltaan - poikkeavia alueita. Keksinnön toisena tavoitteena on saada aikaan järjestely ja menetelmä, jolla puupinnan karheudesta eli karvaisuudesta saadaan relevanttia tietoa riippumatta puulajin puun väristä tai tummuudesta tai syykuviosta tai syykuvion tummuusvaih-20 teluista tai syysuunnasta riippumatta.

, Edellä kuvatut ongelmat saadaan eliminoitua ja edellä määritellyt tavoitteet saadaan * · · «·’ toteutettua keksinnön mukaisella menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, mitä on j *.**: määritelty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

f*·· 25

Keksinnön oleellisimpana etuna on se, että sen avulla voidaan tarkastaa esimerkiksi ··· höylätystä puutavarasta höyläyksen asianmukaisuus ja siten tuotteen pinnanlaatu, puutavaraa koskettamatta, suurella nopeudella ja automaattisesti. Tämä saadaan ai- • · · kaan käyttämällä optista menetelmää. Keksinnön oleellisena etuna on myös se, että 30 sen avulla saadaan eliminoitua puupinnassa olevan syykuvion eli puupinnan turn-muusvaihtelun vaikutus vaikka kyseessä onkin heijastuvuuteen perustuva optinen • · T menetelmä. Tarkastustulos on oikea eli pinnakarheudesta on siis todellista karheutta • ♦ * vastaava tieto, vaikka valon heijastuvuus vaihteleekin puun yleisen ja paikallisen värin tai tummuuden mukaan.

• · · :·: 35 • · * . Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti oheisiin kuvioihin viittaamal- • · · * * la.

117575 3

Fig. 1 esittää yhtä järjestelyä keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, liikkuvan kohteen liikesuunnassa nähtynä, vastaten kuvion 2 suuntaa I.

Fig. 2 esittää kuvion 1 mukaista järjestelyä keksinnön mukaisen menetelmän toteut-5 tamiseksi, liikkuvan kohteen liikesuuntaa vastaan kohtisuorassa suunnassa nähtynä, vastaten kuvion 1 suuntaa II.

Fig. 3 esittää toista jäijestelyä keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, samassa kuvannossa kuin kuviossa 1.

10

Fig. 3A - 3E esittävät yksinkertaistetusti ja periaatteellisesti joukkoa viivakuvia, jossa kuvat on otettu peräkkäin pienin välein liikkuvan kohteen pinnasta ja koostuvat pikseleistä, joilla on sähköisessä asussa tallennetut arvot ja jotka kuvaavat kohteen pintaa.

15

Fig. 4A - 4D esittävät yksinkertaistetusti ja periaatteellisesti joukkoa viivakuvia, jotka on muodostettu vähentämällä aina kahden peräkkäisen kuvan, ts. kahden kuvista 3A - 3E, pikselikohtaiset sähköiset arvot toisistaan.

20 Fig. 5 esittää tyypillistä puutavarakappaleen pintaa, joka on muodostettu liittämällä suuri joukko sähköisiä peräkkäin otettuja viivakuvia vieri viereen, jolloin tulos , myös vastaa tavanomaista valokuvaa.

• · * • · · • · · * · • · · *· " Fig. 6 ja 7 esittävät kuvion 5 puutavarakappaleen pintaa keksinnön mukaisissa ku- : *·· 25 vissa, eli peräkkäisten viivakuvien erotuksista ne vieri viereen asettamalla muodos- * · · tettua kuvaa, jolloin nämä kaksi kuvaa eroavat vain siinä, että tummuusarvot ovat ·:· käänteiset.

• · * · * · · • · • · • · · .

Fig. 8 esittää kaaviomaisesti puukappaleen pinnan tyypillistä karvaista pintastruk-30 tuuria aksonometrisessä kuvannossa.

**»· • ♦ · • · • · *!* Kuviot IA, IB ja 2 esittävät laitteistoa, jolla keksinnön mukaista menetelmää pin- • · : nankarheuden optiseksi tarkastamiseksi voidaan toteuttaa. Kohde, jonka pintaa 2 i.„i keksinnön menettelyllä tarkastetaan on puukappale 1, kuten lauta, lankku, levy tai 35 muu vähintään yhden täsmällisen pinnanmuodon omaava ja pääasiassa puuta oleva * * · . kappale. Tässä puukappaleella 1 siis tarkoitetaan paitsi ns. täyttä puuta, myös vane- * * na, kertopuuta tai vaikkapa jotain laminaattia, kunhan tarkastettava pinta on puuta tai sillä voi olla puupintaa vastaava pintastruktuuri. Puukappaleen 1 pintastruktuuri 117575 4 voi vaihdella erittäin sileästä, kuten hyvälaatuisesta höylätystä tai hyvin hienorakei-sella hiontapinnalla hiotusta pinnasta, erittäin karheaan ja karvaiseen, kuten sahattuun, hiekkapuhallettuun, vesipuhallettuun tai sälöytyneeseen pintaan. Puukappaleen pinnan vähäisempi tai suurempi karvaisuus, joka johtuu puun kuiturakenteesta, 5 on ominaista nimenomaan puupinnan karheudelle ja sellainen pinta 2 on näytetty kuviossa 8. Keksinnöllä tutkitaan sitä, millä kohtaa vaihteluväliä: karhea eli karvainen ("hirsute") <-» sileä; puupinta kulloinkin on, eli mikä on sen karheus tai karvaisuus. Puukappale voi olla myös pintakäsitelty, jolloin keksinnön menettelyllä voidaan tutkia mm. myös pintakäsittelyn riittävyyttä. Puun pintakäsittely, kuten maalait) us tai lakkaus, nostaa puupinnassa olevat kuidut eli juuri karheuden ja karvaisuuden esiin, jonka tilanteen selvittäminen soveltuu hyvin keksinnön menettelylle.

Laitteistossa on ensinnäkin valonlähde 4, tarkemmin sanottuna joko yksi valonlähde tai useammasta komponentista muodostuva valonlähdeyhdistelmä, joka lähettää fo-15 kusoimattoman valonsäteen B, joka koostuu epäkoherentista säteilystä, kappaleen tarkastettavaan pintaan 2. Edullisesti keksinnössä käytetään vain yhtä valonlähdettä 4, joka tietenkin voi sisältää useampia säteilylähteitä, kuten hehkuja, purkausputkia tai LEDejä vieri vieressä. Jos käytetään useampia valonlähteitä, niiden on kuitenkin kaikkien vähintään oltava saman puoliavaruuden sisällä ja lähetettävä valoa jäljem-20 pänä määritellyssä suunnassa. Edullisinta kuitenkin on, että valonlähde 4 olisi pistemäinen tai mahdollisimman lähellä pistemäistä, eli sen ominaisuudet lähestyisivät , pistemäisen valolähteen ominaisuuksia ("approaching properties of point light sour- • · · *;··[ ce"). Tällöin puukappaleen 1 tarkastettavasta pinnasta 2 saadaan parhaan laatuinen *· " kuva. Myös viivamainen vaakasuorassa sijaitseva valonlähde voi olla käyttökelpoi- * « : *·· 25 nen. Valonlähde 4 voi lähettää säteilyä näkyvillä aallonpituuksilla ja/tai lähi- • · · :,..i infrapuna-alueella ja/tai lähi-ultraviolettialueella ja tyypillisesti valonlähde on laajani* kaistainen eli lähettää runsaasti eri aallonpituuksia, mutta voidaan käyttää myös ka- peaa säteilykaistaa tai vaikkapa monokromaattista säteilykaistaa. Joka tapauksessa • « · valolähteestä tuleva valonsäde B kohdistetaan tarkastettavaan pintaan 2 suunnassa 30 D, joka poikkeaa mainitun pinnan normaalista N. Keksinnön mukaan valonsäteen • i* mainittu suunta D, tarkemmin sanottuna keskimääräinen suunta D, muodostaa tar-• « T kastettavan pinnan normaaliin N nähden kulman K, joka on välillä 30° - 60°. Va- • · · lonsäteen B tulee myös olla niin laaja, että se valaisee koko sen kuva-alan AK, josta perättäiset kuvat otetaan, esimerkiksi puutavarakappaleesta kappaleen koko leveyttä 35 W vastaavan kuvausleveyden Wr ja sen verran kappaleen liikesuunnassa M olevaa • ·« . pituutta LK, mikä vastaa kameran tallentamaa kuva-alaa tässä suunnassa. Kuvioon 5 I *« * * on merkitty näkyviin kameran 8, tässä tapauksessa viivakameran, tallentama kuva- ala Ak, tilanteessa jossa kuvausleveys on vähintään yhtä suuri kuin puukappaleen 117575 5 leveys Wk > W, sekä valaistu alue Av, joka on hieman suurempi kuin kuva-ala AK. Varsinaisen hajavalon eli kaikista suunnista pintaan 2 tulevan valon määrä on pyrittävä pitämään mahdollisimman pienenä, koska se vain vähentää kontrastia ja siten erotuskykyä ("resolution"). Mieluiten valonsäde B koostuu vain suunnatusta valos-5 ta, mutta edullisesti se ei ole fokusoitua eikä koherenttia.

Lisäksi laitteistossa on optoelektronisena detektorina 3 kamera 8, jossa on useiden valoherkkien optoelektronisten pikseleiden muodostama kuvataso 9. Kamerana 8 voi olla tavanomaisella kuvausoptiikalla 18 varustettu - kuten kuvioissa IA ja IB 10 esitetty - kamera, jolloin se siis kuvaa keskeisperspektiivistä kuvaa puukappaleen pinnasta, tai edullisemmin kamerana 8 voi olla telesentrisellä kuvausoptiikalla 17 varustettu - esimerkiksi kuviossa 2 esitetty - kamera, eli telesentrinen kamera. Edelleen kamera 8 voi olla sitä tyyppiä, jossa kuvataso muodostaa kahdesta ulottuvuudesta, ts. siinä on useita pikseleitä molemmissa toisiaan vastaan kohtisuorassa 15 suunnassa, tai edullisemmin viivakamera, jonka kuvataso muodostuu yhdestä rivistä valoherkkiä pikseleitä. Kameran 8 kuvatasolla 9 on sellainen määrä pikseleitä ja kameran kuvaussuhde on järjestetty sellaiseksi, että liikkuvan puukappaleen koko leveys W kuvautuu kuvatasolle 9. Tämä on tehtävissä yleisesti tunnetulla tavalla valitsemalla kuvatason 9 koon lisäksi objektiivin polttoväli ja asettelemalla kuvause-20 täisyys, joten asiaa ei tässä selosteta enempää. On tietysti mahdollista haluttaessa kuvata vain osa esimerkiksi laudan leveydestä, jolloin siis kuvausleveys on pienem- , pi kuin puukappaleen leveys eli WK < W, mutta joka tapauksessa kuvaus tapahtuu • · · *;··[ suurelle joukolle pikseleitä eikä missään tapauksessa vain yhdelle pikselille.

• · · * * · • · • « i ’·· 25 Valonlähde 4 ja kamera 8 muodostavat kiinteän paikallaan pysyvän laitteiston. Kek- * · · sinnön menetelmää varten puukappaleen tarkastettavaa pintaa 2 liikutetaan, tieten- kin liikuttamalla itse puukappaletta 1 suuntaan M paikallaan pysyvään valonsätee- seen B ja kameraan 8 nähden. Puukappaleen 1 liikutuskoneisto ei liity keksintöön ja voi olla mitä tahansa tarkoitukseen sopivaa tyyppiä, joten sitä ei selosteta tarkem- 30 min. Puukappaleen pinta 2 heijastaa osan siihen osuvasta valosta pois pinnasta. Tätä ]···, pinnan 2 heijastamaa valoa vastaanotetaan kameralla 8, jolloin sen kuvatason 9 • · *Γ muodostavista valoherkistä optoelektronisista pikseleistä saadaan sähköistä signaa- • * : lia eli tässä tapauksessa pikselikohtainen sähköinen kuvadata. Kuvadatasta on las- • · · kettavissa pinnankarheutta vastaavia tai pinnankarheuseroja vastaavia arvoja seu-35 raavassa tarkemmin selostettavalla tavalla.

• · · * · • · « * · · * * Kameralla otetaan ennalta määrätyin välein AL kuvia mainitusta kameran suhteen liikkuvasta puukappaleen pinnasta 2, joka on valaistu suunnatulla ja kohdistetulla 117575 6 valolla, kuten edellä on selostettu. Kuvia, joiden kuva-ala on Ak, otetaan puukappaleen pinnasta 2 yksi toisensa jälkeen puukappaleen liikkuessa kameran 8 ja sen yhteydessä sivulla sijaitsevan valolähteen 4 editse, jolloin kamera ottaa kuvasarjaa /'-n ... i-2, /-1, /, /+1, i+2, /+3 ... /+n, joista jokainen kuva on sähköisenä kuvadatana.

5 Näiden peräkkäisten kuvien /-n ... i-2, /— 1, i, /+1, i+2, /+3 ... /+n välimatkat puu-kappaleen pinnalla on em. väli AL. Kuvien ennalta määrätyt ottovälit AL puukappaleen liikesuunnassa ovat alle 1,5 mm tai edullisesti enintään 0,5 mm. Kuvioissa 3A - 3E on esitetty äärimmäisen yksinkertaiset esimerkit viidestä peräkkäisestä kuvasta, esimerkiksi kuvista i-2, /-1, i, /+1, i+2, joista jokainen koostuu kahdeksasta pik-10 selistä a, b, c, d, e, f, g, h. Jokaisella pikselillä on kameralla 8 vastaanotettuun va-lointensiteettiin verrannollinen sähköisen signaalin arvo, jota kuvioissa kuvaa pikse-lin korkeus Yl. Näiden kuvien suuri joukko järjestettynä rinnakkain oikeassa mittakaavassa väliin AL nähden tuottaa tavanomaisen keskeisperspektiivisen tai telesent-risen valokuvan. Sellaisesta on esitetty esimerkkinä kuvio 5, joka siis kuvaa puu-15 kappaleen pintaa syykuvioineen ja oksineen, keksinnön mukaan vähennetään aina kahden peräkkäisen sähköisen kuvan kuvadatat toisistaan, jolloin saadaan pikseli-kohtaisten erotusdatojen joukko, joka kuvaa kyseistä puun pintaa. Kuvioissa 4A -4D on esitetty kuvioissa 3A - 3E olevan kuvadatan pikselikohtaiset erotusdatat, ts. kuvion 3A kuvadata miinus kuvion 3B kuvata, kuvion 3B kuvadata miinus kuvion 20 3C kuvadata jne. Eli kuvioissa 4A - 4D on seuraavat erotusdatat (/-2)-(/-1), (/-1)-(/), (/)-(/+1), (/+1)-(/+2) yleisesti määriteltynä alkuperäisten kuvien avulla. Näitä erotusdatoja käytetään keksinnön mukaan tarkastettavan pinnan pinnakarheu- • · · *·ί·* den erojen toteamiseksi. Kuvioissa 6 ja 7 on näytetty kuvion 5 pinnasta saatujen ku- \*·: vadatojen erotusdatat. Nähdään selvästi, että puukappaleen pinnan syykuvio ja oksat

• M

• 1· 25 ovat kadonneet tarkoitetulla tavalla ja jäljellä on kuva, jonka tummuuserot kertovat pinnakarheudesta. Kuviossa 6 mustat alueet ovat hyvin sileää pintaa ja valkoiset ·:· pisteet tai alueet hyvin karheaa pintaa, kuviossa 7 valkoiset alueet taas ovat hyvin sileää pintaa ja mustat tai tummat pisteet tai alueet hyvin karheaa tai karvaista pin- *·« taa. Harmaat pisteet tai alueet ovat pinnakarheudeltaan suhteessa ääriarvojen välillä.

,·. 30 Tällaisia kappaleen pintaa esittäviä kuvia voidaan kutsua erotusdatakuviksi. On "Y.l ymmärrettävä, että tällaiset harmaa-asteikkoon ("gray scale") tai pintatummuuteen, **** eli hypoteettisten nähtävien kuvien laskennallinen mustuma, perustuvat kuvat ovat • « :.· ; yksi monista tavoista esittää erotusdatat. Niitä ei esimerkiksi ole lainkaan välttämä- :***: töntä esittää visuaalisesti nähtävinä kuvina missään vaiheessa, vaan laskelmien tu- ··· .

35 lokset voidaan kuvata tai esittää muullakin tavoin. Esimerkiksi tietokoneella voi- • · * \ . daan laskea äärimmäisen sileitä ja hyvin karheita ja niiden välillä olevaa pinnankar- heutta kuvaavien pikselikohtaisten erotusdatojen jakautuma tai jakautumat esimer- 117575 7 kiksi jollain sopivalla tilastollisella menetelmällä jatkotoimenpiteitä varten, kuten seuraavaksi selostetaan.

Havainnollisuuden vuoksi tässä edelleen puhutaan kuvista ja kuvadatoista, vaikkei 5 ihmisille näkyviä konkreettisia kuvia koskaan käytettäisikään, koska saatu data on analogista visuaalisten kuvien datan kanssa ja saatu data aina voitaisiin, jos niin halutaan, esittää visuaalisesti nähtävillä kuvilla. Keksinnön mukaisessa menetelmässä määrätään lisäksi ennakkoon pintatummuuden eli siis harmaa-asteikon harmaa-arvon ("gray value") kynnysarvo tai kynnysarvoja esimerkiksi kokeellisesti. Tämä 10 pintatummuus tai harmaa-arvo voi olla sama kuin yleisesti tunnettu optinen tiheys ("optical density") eli OD = Log(0 (VI), mutta voi olla millä tahansa muulla asteikolla annetut arvot. Edellä selostettuja ja kuvioissa 4A - 4D sekä 6 ja 7 näytettyjä erotusdatoj a vastaavat pintatummuuden arvoja voidaan määrittää 1} kuvaamalla tiettyä pintaa 2 ja muodostamalla siitä erotusdatakuva, 2} tutkimalla kyseistä pintaa 15 2 muilla menetelmillä ja 3} määrittämällä yksi tai useampi kynnysarvo erotusdata- kuvan pikselin tummuusarvolle, jotka vastaavat tiettyä/tiettyjä virhetasoja tuotteena olevassa puukappaleessa 1. Esimerkiksi kuvion 6 esitysmuotoa varten voidaan todeta, että tummuutta kuvaavan sähköisen pikselikohtaisen signaalin arvon ollessa yli ensimmäisen millivolttimäärän tuote joko hylätään tai on korjattava, ts. yleensä kä-20 siteltävä uudestaan. Useampi kynnysarvo tarkoittaa, että pinnakarheuden virheille on määritelty vakavuusasteet, esimerkiksi jokin suurehko virhe suuruudeltaan toinen millivolttimäärä aiheuttaa hylkäyksen ja pienempi virhe, jolla on kolmas milli- • · · *|*··’ volttimäärä, (toinen millivolttimäärä) > (kolmas millivolttimäärä), aiheuttaa luokit- :.'*i telun alempaan laatuluokkaan, tai mikä nyt kulloinkin onkaan haluttu toimenpideva- « · • *·· 25 likoima. Puukappaleiden 1 tuotannossa sitten verrataan erotusdatoj en arvoja tähän tai näihin ennalta määriteltyihin pintatummuuden kynnysarvoihin ja ylityksiä/ali-^*·· tuksia tarkastettavan pinnan pinnakarheuden erojen toteamiseksi. Kuten edellä ole- vasta ilmenee, ei kohteen kuvadatan tai erotuskuvadatan käsittelyssä ole tarpeen ·*» muodostaa näkyvää kuvaa, vaan päättely kohteena olevan puupinnan 2 karheudesta ,·. 30 voidaan tehdä pelkästään sähköisten signaalien arvojen vertailun avulla. Ja kuten “III kuvioista 6 ja 7 on nähtävissä on päättely periaatteessa sama, vain suunta on kään- *!* teinen jos kuvadatat ja erotuskuvadatat eli niitä vastaavat sähköiset signaalit muute- • « ·,: · taan tunnetulla tavalla käänteisiksi ("inverted").

·*· • · • · a·* .*·* 35 Kuten on ymmärrettävää, ei yksittäisen pikselin tummuusarvolla sinänsä ole yleensä • a· . suurtakaan merkitystä silloin, kun verrataan pikselikohtaisesti erotusdatojen arvoja * ennalta määrättyyn pintatummuuden kynnysarvoon, vaan yleensä vasta laajemmilla alueilla, joiden pintatummuudet poikkeavat halutusta tai suunnitellusta, on todellista 117575 8 merkitystä. Tällöin lasketaan pintatummuuden kynnysarvon ylittävien/alittavien pikseleiden lukumäärä tai osuus kaikista pikseleistä, jotka kuuluvat kyseistä puun pintaa kuvaavaan erotusdatojen joukkoon ja edelleen lasketaan näiden ylittävien/alittavien pikseleiden paikallisia tiheyksiä eli tiheysjakautumia puun pinta-5 alayksikköä kohti. Esimerkiksi kuviossa 7 on nähtävänä kolme selvää ja laajaa kes-kittymäaluetta Ql, Q2, Q3, joissa pinnankarheus on tiettyä arvoa suurempi ja kolme selvää mutta pientä keskittymäaluetta Q4, Q5, Q6, joissa pinnankarheus on tiettyä arvoa suurempi. Voidaan kulloinkin, tuotteelle asetettavien vaatimusten mukaan, ennalta määrittää raja-arvoja, jotka ovat muotoa => pintatummuuden kynnysarvon 10 ylittävien pikseleiden tiheys tai määrä on suurempi kuin ennalta määrätty tiheys tai määrä tietyn kokoisella alueella; tai em. käänteisessä tapauksessa muotoa => pinta-tummuuden kynnysarvon ylittävien pikseleiden tiheys tai määrä on suurempi kuin ennalta määrätty tiheys tai määrä tietyn kokoisella alueella. Tällöin kohdistetaan kyseiseen puukappaleeseen ennalta määrättyjä toimenpiteitä - kuten korjausta tai hyl-15 käystä - pinnakarheuden erojen perusteella, ja tietenkin joitain muita mahdollisia toimenpiteitä - kuten hyväksyntää tai korkeampaan laatuluokkaan sijoittamista -kun tilanne on päinvastainen eli pintatummuuden kynnysarvon alittavien pikseleiden tiheys tai määrä on suuri. Myös tässä tapauksessa ennalta määrätty tiheys tai määrätyt tiheydet tai määrä(t) voidaan asetella ennakolta tehtyjen testien perusteel-20 la.

M

··· • · · • · · • · • · 1 2 3 • ·1 • · « « • · • ·· ··· * · »»» ··· *··· • · · • · • · ··· • · · • · · · ·«» « · • · «·· » « ♦ · · **·· • « · • · • 1

III

* · • · • · f · 2 ··· ...

3 • ·

Claims (10)

117575

1. Menetelmä pinnankarheuden optiseksi tarkastamiseksi, joka menetelmä käsittää vaiheina: 5. kohdistetaan fokusoimaton valonsäde (B) kappaleen tarkastettavaan pintaan (2) suunnassa (D), joka poikkeaa mainitun pinnan normaalista; - liikutetaan mainittua pintaa ja valonsädettä toistensa suhteen; - vastaanotetaan mainitun pinnan heijastamaa valoa (R) optoelektronisella detektorilla (3); 10. lasketaan detektorin antamasta sähköisestä signaalista pinnankarheutta vastaavia arvoja, tunnettu siitä, että mainittu kappale on puukappale (1) ja menetelmä lisäksi käsittää vaiheissa: - käytetään optoelektronisena detektorina kameraa (8), jossa on useiden valoherkkien optoelektronisten pikseleiden muodostama kuvataso (9); 15 -otetaan ennalta määrätyin välein kuvia mainitusta kameran suhteen liikkuvasta puukappaleen pinnasta (2), jolloin jokainen kuva on sähköisenä kuvadatana; - vähennetään aina kahden peräkkäisen sähköisen kuvan kuvadatat toisistaan, jolloin saadaan pikselikohtaisten erotusdatojen joukko, joka kuvaa kyseistä puun pintaapa 20. käytetään erotusdatoja tarkastettavan pinnan pinnankarheuden erojen toteamisek si. • · ·

2. Granskningsförfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att förfarandet dessutom innefattar skeden för att: - jämföra värden av separeringsdata med ett givet eller givna gränsvärden för ytans tonvärde; och 20. använda överskridelser/underskridelser av gränsvärdena för ytans tonvärde för att fastställa skillnader i ytjämnheten hos ytan som skall granskas. • · · • · «

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tarkastusmenetelmä, tunnettu siitä, että me-* * · 7 7 • · · * netelmä lisäksi käsittää vaiheissa: • * :’ 25 - verrataan erotusdatojen arvoja ennalta määrättyyn tai määrättyihin pintatummuu- t: • * *··;* den kynnysarvoihin; ja - käytetään pintatummuuden kynnysarvojen ylityksiä/alituksia tarkastettavan pin- ·« nan pinnakarheuden erojen toteamiseksi. : 30 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen tarkastusmenetelmä, tunnettu siitä, että * · menetelmä lisäksi käsittää vaiheissa: • · * . -verrataan pikselikohtaisesti erotusdatojen arvoja ennalta määrättyyn pintatum- muuden kynnysarvoon; *·;·* - lasketaan pintatummuuden kynnysarvon ylittävien/alittavien pikseleiden osuus tai : 35 määrä kaikista pikseleistä, jotka kuuluvat kyseistä puun pintaa kuvaavaan erotusda- t. tojen joukkoon; • » - lasketaan ylittävien/alittavien pikseleiden tiheys tai tiheysjakautuma puun pinta-alayksikköä kohti; ja 117575 ίο - jos pintatummuuden kynnysarvon ylittävien/alittavien pikseleiden tiheys on suu-rempi/pienempi kuin ennalta määrätty tiheys kohdistetaan kyseiseen puukappaleeseen ennalta määrättyjä toimenpiteitä pinnankarheuden erojen perusteella.

3. Granskningsförfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat av att förfa- * · φ * randet dessutom innefattar skeden för att: * * 25. jämföra värden av differensdata pixel för pixel med ett givet gränsvärde för ytans • · *··;* tonvärde; • * * ···: - beräkna andelen pixlar som överskrider/underskrider gränsvärdet av ytans tonvär- i ·« de eller mängden av alla pixlar som ingär i mängden differensdata som avbildar berörda träyta; 30. beräkna densiteten eller densitetsfördelningen av de överskridande/underskridan- :***: de pixlarna för varje ytenhet av virket; och • · · . - if ali densiteten hos pixlarna som överskrider/underskrider gränsvärdet för ytans *”.* tonvärde är större/mindre än den givna densiteten, utförs pä berörda trästycke ett gi- • · ’···* vet antal ätgärder pä basis av ytjämnhetens differenser. : 35 • « » :**.· 4. Granskningsförfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att nämnda bil- * · ders pä förhand bestämda tagningsintervaller (AL) i trästyekets rörelseriktning är under 1,5 mm, eller högst 0,5 mm. 117575

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tarkastusmenetelmä, tunnettu siitä, että mai nitut kuvien ennalta määrätyt ottoväiit (AL) puukappaleen liikesuunnassa ovat alle 1,5 mm, tai enintään 0,5 mm.

5. Granskningsförfarande enligt patentkrav 2 eller 3, kännetecknat av att nämn-da gränsvarde eller gränsvärden för ytans tonvärde installs pä basis av pä förhand gjorda test. 5

5. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen tarkastusmenetelmä, tunnettu siitä, että 10 mainittu pintatummuuden kynnysarvo tai kynnysarvot asetellaan ennakolta tehtyjen testien perusteella.

6. Granskningsförfarande enligt patentkrav 3, kännetecknat av att nämnda pä förhand bestämda densitet stalls in pä basis av pä förhand gjorda test.

6. Patenttivaatimuksen 3 mukainen tarkastusmenetelmä, tunnettu siitä, että mainittu ennalta määrätty tiheys asetellaan ennakolta tehtyjen testien perusteella. 15

7. Granskningsförfarande enligt nägot av föregäende patentkrav, kännetecknat 10 av att pä nämnda kameras bildplan (9) finns en sädan mängd pixlar och kamerans bildtagningsförhällande är anordnat sä att det rörliga trästyckets hela bredd (W) av-bildas pä bildplanet.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen tarkastusmenetelmä, tunnettu siitä, että mainitun kameran kuvatasolla (9) on sellainen määrä pikseleitä ja kameran kuvaussuhde on järjestetty sellaiseksi, että liikkuvan puukappaleen koko leveys (W) kuvautuu kuvatasolle. 20

8. Granskningsförfarande enligt nagot av föregäende patentkrav, kännetecknat 15 av att som nämnda kamera (8) används en telecentrisk linjekamera.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen tarkastusmenetelmä, tunnettu . siitä, että mainittuna kamerana (8) käytetään telesentristä viivakameraa. • * · • · · • · • · · • · · * 9.· Patenttivaatimuksen 1 mukainen tarkastusmenetelmä, tunnettu siitä, että mai- • * *’..** 25 nittu fokusoimaton valonsäde (B) koostuu epäkoherentista säteilystä, johon sisälty- • · * · · · ’ vät lukuisat aallonpituudet ovat välillä lähi-infrapuna - lähi-ultravioletti. • * · • · « · <*l

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tarkastusmenetelmä, tunnettu siitä, että valonsäteen mainittu suunta (D) muodostaa tarkastettavan pinnan normaaliin nähden 30 kulman (K), joka on välillä 30° - 60°. »M * · • · ·#* . Patentkrav • · · • # 0 . ·< ··· * * · · • · **;·’ 1. Förfarande för optisk granskning av ytjämnhet, varvid förfarandet innefattar : 35 skeden för att: • # · :\j - rikta en ofokuserad ljussträle (B) mot ytan (2) av stycket som skall granskas i en • m riktning (D), som avviker fran nämnda ytas normal; - flytta nämnda yta och ljussträle i förhällande till varandra; 117575 - motta ljus (R) som reflekteras frän nämnda yta med en optoelektronisk detektor (3); - beräkna värden som motsvarar ytjämnheten pä basis av den elektriska signalcn frän detektom, kännetecknat av att nämnda stycke är ett trästycke (1) och att förfa- 5 randet dessutom innefattar skeden för att: - använda en kamera (8) som optoelektronisk detektor innefattande ett bildplan (9) som bildas av flera ljuskänsliga optoelektroniska pixlar; - ta bilder med givna intervaller av trästyekets yta (2) som rör sig i förhällande tili nämnda kamera, varvid varje bild är i form av elektroniska bilddata; 10. subtrahera bilddata frän tvä successiva elektroniska bilder frän varandra, varvid man erhäller en mängd differensdata för varje pixel, som avbildar berörda träyta; och H - använda differensdata för att konstatera skillnader i ytjämnheten pä ytan som skall granskas. 15

9. Granskningsförfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att nämnda ofo- f kuserade ljussträle (B) bestär av icke-koherent strälning, vars flertal väglängder är mellan nära-infraröd nära-ultraviolett. 20

10. Granskningsförfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att ljussträlens . nämnda riktning (D) bildar en vinkel (K) mellan 30° - 60° i förhällande till norma- • * · Ien mot ytan som skall granskas. • · • * * · ... • * • · · **· . . , • · ·-* ' . :. t ** « * • · * " . j ♦ · ·· * • * • * · ·#· • * · • · ' • * *·* . V ♦ • · • · · • * · ··**..'· • · · • * • · • · * • •e.··. ··· • · · • · • · Φ • · ·