FI61758B

FI61758B - FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER MAETNING AV VANKANT HOS SAOGVIRKE

Info

Publication number: FI61758B
Application number: FI782627A
Authority: FI
Inventors: Martti Virnes
Original assignee: Innotec Oy
Priority date: 1978-08-28
Filing date: 1978-08-28
Publication date: 1982-05-31
Also published as: SE7907126L; FI61758C; FI782627A

Description

U.ZC-'-l r , KUULUTUSjULKAISU s*nc q ^ (11) UTLÄGGNINCSSKRIFT O t f J 0 + C ¢45) .a tantti my in: tty 10 09 1902 gij Patent meddelat V>'~v—^ (51) K».ik.3/int.ci.3 G 01 B 11/00 7Aq^07 SUOM |-»FI N (.AN D (21) P»t«nttlh»ktmu» — Ptt«ntin*eknln( (22) H»keml*pllvl — Anteknlngsdag 2 8.0 8.7 8 (23) Alkupilvi — GHtlgh«ttdt« 28.08.78 (41) Tullut julklMkil — Bllvlt effuntllg 29.02.80U.ZC -'- lr, ADVERTISEMENT s * nc q ^ (11) UTLÄGGNINCSSKRIFT O tf J 0 + C ¢ 45) .a tantti my in: tty 10 09 1902 gij Patent meddelat V> '~ v— ^ (51) K ».ik.3 / int.ci.3 G 01 B 11/00 7Aq ^ 07 FINLAND | -» FI N (.AN D (21) P »t« nttlh »ktmu» - Ptt «ntin * eknln (( 22) H »keml * pllvl - Anteknlngsdag 2 8.0 8.7 8 (23) Initial cloud - GHtlgh« ttdt «28.08.78 (41) Tullut julklMkil - Bllvlt effuntllg 29.02.80

Patentti· ja rekisterihallitut /44) Nihtfvikdpanon ji kuuLJulkaliun pvm. — 31 · 05.82Patents · and registries / 44) Date of publication of the publication. - 31 · 05.82

Patent· och registerstyrelsen AnattkM utltfd och utUkrifwn pubiic«r»d (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus —B*j»rd prior it et (71) Insinööritoimisto Innotec Oy, Luoteisrinne h E, 02270 Espoo 27,Patent · och registerstyrelsen AnattkM utltfd och utUkrifwn pubiic «r» d (32) (33) (31) Claim requested privilege —B * j »rd prior it et (71) Insinööritoimisto Innotec Oy, Luoteisrinne h E, 02270 Espoo 27,

Suomi-Finland(FI) (72) Martti Virnes, Helsinki, Suomi-Finland(FI) (7*0 Ins.tsto Olli Heikinheimo Ky (5I+) Laite sahatavaran vajaasärmän mittaamiseksi - Förfarande och anordning för mätning av vankant hos sagvirkeSuomi-Finland (FI) (72) Martti Virnes, Helsinki, Suomi-Finland (FI) (7 * 0 Ins.tsto Olli Heikinheimo Ky (5I +) Device for measuring the edging of sawn timber

Keksinnön kohteena on laite sahatavaran vajaasärmän mittaamiseksi, joka käsittää välineet sahatavarakappaleen siirtämiseksi pitkittäin mittausaseman ohi, sopivimmin neljä optista detektoria, neljä valaisinlaitetta sekä neljä projektiotasoa.The invention relates to a device for measuring the underside of sawn timber, comprising means for moving a piece of sawn timber longitudinally past a measuring station, preferably four optical detectors, four lighting devices and four projection planes.

Tunnetut optiset sahatavaran mittaus- ja tarkastusmenetelmät voidaan periaatteessa jakaa kahteen päätyyppiin, sellaisiin, joissa detektorilla havainnoidaan puutavarasta heijastunutta valoa ja sellaisiin, joissa mitataan puutavaran detektoriin heittämän varjon suuruutta.The known optical methods for measuring and inspecting sawn timber can in principle be divided into two main types, those in which the detector detects the light reflected from the timber and those in which the magnitude of the shadow cast by the timber on the detector is measured.

Edellinen mittaustapa perustuu siihen, että sahatun puutavaran tasomainen pinta muodostaa yleensä selvän kontrastin verrattuna tummaan vajaasärmäiseen osaan. Valaisu voi olla myös siten järjestetty, että vain sahattu suora särmä puusta tulee valaistuksi, kun taas vajaasärmä jää varjoon. Epäkohtana tällä mittaustavalla on suurehko epäluotettavuus.The previous method of measurement is based on the fact that the planar surface of sawn timber usually forms a clear contrast compared to the dark, non-edged part. The lighting can also be arranged in such a way that only the sawn straight edge of the wood becomes illuminated, while the incomplete edge remains in the shade. The disadvantage of this measurement method is its rather unreliability.

2 617582 61758

Mittaustarkkuus nimittäin riippuu suuresti sahatun ja vajaasärmäi-sen pinnan raja-alueen muodosta. Samoin kaikki suurehkot muutokset sahatun pinnan heijastuskyvyssä voivat aiheuttaa merkittäviä virheitä.Namely, the measurement accuracy largely depends on the shape of the boundary area of the sawn and non-edged surface. Likewise, any major changes in the reflectivity of the sawn surface can cause significant errors.

Varjostusmenetelmän haittana yleensä on, että täten voidaan todeta vain sahatavaran maksimileveys. Esimerkkinä tällaisesta järjestelystä on ruotsalainen patenttihakemus 76 100809. Tunnetaan myös sellainen varjostusmenetelmä, jossa voidaan mitata useiden samassa poikkileikkaustasossa olevien pisteiden koordinaatit. Esimerkki tällaisesta menetelmästä on esitetty mm. ruotsalaisessa kuulutus-julkaisussa n:o 388 272. Tässä julkaisussa esitetyssä menetelmässä on useita mitattavan kappaleen kulkusuuntaan nähden vinossa olevia valonsäteitä, jotka on suunnattu vastaaviin detektoreihin. Mitattavan kappaleen liikkuessa mittaustasolla, sen särmät katkovat vuorotellen valonsäteitä. Näin kustakin valonsäteen katkeamisesta tai syttymisestä voidaan päätellä jonkin puutavarakappäleen särmä-pisteen koordinaatit, kun lisäksi tiedetään mitattavan puutavara-kappaleen paksuus. Tämä voidaan mitata erikseen tai se on tiedettävä etukäteen. Suurimpana epäkohtana tällä mittaustavalla on, että mitattavaa kappaletta on siirrettävä poikittain. Tällöin myös mittauslaitteisto on tehtävä niin pitkäksi, että se ulottuu koko mitattavan kappaleen pituudelle.The disadvantage of the shading method is usually that only the maximum width of the sawn timber can be determined. An example of such an arrangement is Swedish patent application 76 100809. A shading method is also known in which the coordinates of several points in the same cross-sectional plane can be measured. An example of such a method is presented e.g. in Swedish Publication No. 388 272. The method presented in this publication has a plurality of light rays oblique to the direction of travel of the object to be measured, which are directed at corresponding detectors. As the object to be measured moves on the measuring plane, its edges alternately interrupt the light rays. In this way, the coordinates of the edge point of a piece of timber can be deduced from each break or ignition of the light beam, when the thickness of the piece of timber to be measured is also known. This can be measured separately or needs to be known in advance. The main disadvantage of this method of measurement is that the object to be measured has to be moved transversely. In this case, the measuring equipment must also be made so long that it extends over the entire length of the object to be measured.

Kun mittaus halutaan suorittaa mitattavan kappaleen ollessa pituussuuntaisessa liikkeessä, ei edellä esitetty menetelmä luonnollisesti sovellu käytettäväksi. Käsiteltävänä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaan saada uudenlainen optinen mittauslaite, jossa lauta mitataan sen liikkuessa pitkittäin mittausaseman läpi. Tämän toteuttamiseksi on keksinnölle tunnusomaista patenttivaatimuksen 1 tunnus-merkkiosassa esitetyt seikat.When it is desired to perform the measurement with the object to be measured in longitudinal movement, the above method is naturally not suitable for use. The object of the present invention is to provide a new type of optical measuring device in which a board is measured as it moves longitudinally through a measuring station. To achieve this, the invention is characterized by the features set forth in the characterizing part of claim 1.

Keksinnön etuna voidaan todeta, että mittauksen tarkkuus ei ole riippuvainen objektin heijastuskyvystä. Keksinnön mukaisen menetelmän pitkittäinen liike tekee mahdolliseksi keskitetyn mittausaseman, joka voi käsittää useita eri detektoreja. Näillä voidaan mitata muun muassa kosteutta, oksia, sinistymistä tai vinosyisyyttä. Käsittelemällä eri detektoreilta saatuja mittaustuloksia esim. pienoistietokoneella voidaan muodostaa vertailuarvoja ja näiden perusteella päätellä tarkemmin esim. laudan laatuluokka.An advantage of the invention is that the accuracy of the measurement does not depend on the reflectivity of the object. The longitudinal movement of the method according to the invention makes possible a centralized measuring station, which may comprise several different detectors. These can be used to measure, among other things, moisture, branches, bluishness or crookedness. By processing the measurement results obtained from different detectors, e.g. with a miniature computer, reference values can be formed and on the basis of these, the quality class of the board, for example, can be deduced in more detail.

'/'·>- ψ'·'~ 3 oi 7 5 8'/' ·> - ψ '·' ~ 3 oi 7 5 8

Keksinnön mukaan voidaan samaa detektoria, jolla puutavarakappa-leen projektion leveys mitataan, käyttää myös objektin pinnan heijastuskyvyn mittaamiseen. Täten saadaan arvokasta lisätietoa mitattavan puutavarakappaleen pinnan laadusta. Tämän erityisen sovellutusmuodon avulla saatava lisäinformaatio yhdistettynä muilta detektoreilta saatuihin mittaustuloksiin parantaa koneellisen laatuarvostelun luotettavuutta.According to the invention, the same detector with which the width of the projection of a piece of timber is measured can also be used to measure the reflectivity of the surface of an object. This provides valuable additional information on the surface quality of the piece of timber to be measured. The additional information obtained by this particular embodiment, combined with the measurement results obtained from other detectors, improves the reliability of the mechanical quality evaluation.

Keksintöä ja sillä saavutettavia muita etuja selitetään seuraavassa yksityiskohtaisesti oheisiin piirustuksiin viittaamalla.The invention and other advantages obtained thereby will be explained in detail below with reference to the accompanying drawings.

ff

Kuvio 1 esittää kaaviomaisesti erästä keksinnön mukaista mittausjärjestelyä laudan kulkusuunnasta nähtynä Kuvio 2 esittää samaa mittausjärjestelyä sivulta.Fig. 1 schematically shows a measuring arrangement according to the invention seen from the direction of travel of the board. Fig. 2 shows the same measuring arrangement from the side.

Kuvion 1 mukaisesti lauta 1 on ympäröity valaisinkehällä 2. Kehän sisään on sijoitettu putkimaiset valolähteet 3, 4, 5 ja 6 kehän kullekin sivulle. Kehän 2 jokaiselle sivulle on lisäksi sijoitettu projektiotasot 7, 8, 9 ja 10. Tasot ovat siten sijoitetut, että kukin putkivalaisin 3, 4, S ja 6 valaisee takaapäin yhtä projektio-tasoa. Projektiotasot ovat sopivimmin valmistetut valkoisesta teflonlevystä, jossa valon sironta muodostaa erittäin tasaisen vaalean pinnan. Projektiotasot voitaisiin periaatteessa valmistaa myös opaalilasista tai vastaavasta materiaalista.According to Figure 1, the board 1 is surrounded by a lamp ring 2. Inside the ring, tubular light sources 3, 4, 5 and 6 are arranged on each side of the ring. In addition, projection planes 7, 8, 9 and 10 are arranged on each side of the perimeter 2. The planes are arranged in such a way that each tube lamp 3, 4, S and 6 illuminates one projection plane from behind. The projection planes are preferably made of white Teflon sheet, where light scattering forms a very smooth light surface. Projection levels could in principle also be made of opal glass or similar material.

Kehän 2 rakenne on niin konstruoitu, että kunkin putkivalaisimen suora valaistus osuu tutkittavan puutavarakappaleen pinnalle.The structure of the perimeter 2 is so constructed that the direct illumination of each tube luminaire strikes the surface of the piece of timber to be examined.

Kukin p-rojektiotaso 7, 8, 9, 10 on siis niin kapea, että kunkin tason sivusta valo pääsee lankeamaan puutavarakappaleen pinnalle.Thus, each p-projection plane 7, 8, 9, 10 is so narrow that light can fall from the side of each plane onto the surface of the piece of timber.

Elektronisilla kameroilla 11, 12, 13 ja 14 tutkitaan puutavara-kappaleen projektion suuruutta vastapäisellä projektiotasolla.Electronic cameras 11, 12, 13, and 14 examine the magnitude of the projection of a piece of timber at the opposite projection plane.

Esim. kamera 11 toteaa projektiotasolle 9 lankeavan varjon pituuden kuten kuviossa 1 on nähtävissä. Vastaavanlainen havainto tehdään kullakin kameralla 11, 12, 13, 14. Riippuen puutavarakappaleen vajaasärmäisyydestä vaihtelee kullekin tasolle lankeavan varjon pituus. Käsittelemällä kunkin kameran mittaamat varjotiedot esimerkiksi pienoistietokoneella saadaan määritettyä kunkin särmäpis-teen A, B, C, D koordinaatit. .For example, the camera 11 detects the length of the shadow falling on the projection plane 9 as can be seen in Fig. 1. A similar observation is made with each camera 11, 12, 13, 14. Depending on the incompetence of the piece of timber, the length of the shadow falling on each level varies. By processing the shadow data measured by each camera, for example with a minicomputer, the coordinates A, B, C, D of each edge point can be determined. .

4 617534 61753

Valaisinputkien jäähdyttämiseksi on kehys varustettu ilman puhallus-aukoilla 15, 16, 17, 18. Samalla kehyksen sisälle syntyvä lievä ylipaine estää myös pölyn pääsyn kehyksen sisälle. Mittauksen aikana puutavarakappale 1 on pitkittäisessä jatkuvassa liikkeessä telojen 19, 20 ja 21, 22 välissä.To cool the light tubes, the frame is provided with air vents 15, 16, 17, 18. At the same time, the slight overpressure generated inside the frame also prevents dust from entering the frame. During the measurement, the piece of timber 1 is in longitudinal continuous movement between the rollers 19, 20 and 21, 22.

Vaaleiden projektiotasojen 7, 8, 9, 10 merkitys on tärkeä paitsi vajaasärmän mittaukselle myös puutavaran pinnan värin tutkimisessa. Piirustuksissa ei ole esitetty väridetektoreita, koska ne eivät varsinaisesti kuulu tämän keksinnön piiriin. Tässä yhteydessä voidaan värin mittaus ohittaa vain maininnalla, että värin toteamiseksi on edullista, jos puutavaran takana on jatkuvasti tasavärinen, vaalea referenssipinta, jona toimivat projektiotasot 7, 8, 9, 10.The significance of the light projection planes 7, 8, 9, 10 is important not only for the measurement of the underside but also for the study of the color of the timber surface. Color detectors are not shown in the drawings because they do not actually fall within the scope of this invention. In this context, the measurement of color can only be bypassed by stating that it is advantageous to detect a color if there is a continuously uniform, light reference surface behind the timber on which the projection planes 7, 8, 9, 10 operate.

Erityisesti kuviossa 2 on nähtävissä detektoreiden sijoitus valaisin-kehän 2 suhteen. Detektoreina toimivat kamerat 11, 13 on kallistettu puutavaran pituusakselin suhteen, jolloin ne on voitu siirtää eri tasoon kuin valaisinkehä 2. Detektoreiden sijoittaminen edellä kuvatulla tavalla tekee mahdolliseksi sen, että samat detektorit, jotka mittaavat laudan leveyttä, saavat lisäinformaatiota myös kappaleen pinnasta.In particular, Figure 2 shows the arrangement of the detectors with respect to the luminaire ring 2. The cameras 11, 13 acting as detectors are tilted with respect to the longitudinal axis of the timber, so that they can be moved to a different level than the luminaire ring 2. Positioning the detectors as described above allows the same detectors measuring board width to receive additional information about the surface.

Mittauksen aikana lauta 1 on pitkittäisessä liikkeessä. Toistamalla mittauksia riittävän nopeasti saadaan laudan poikkileikkaustiedot esimerkiksi 10 mm:n välein. Koko laudan mittaustietojen perusteella tietokone laskee esim. katkaisukohdat, mikäli vajaasärmäinen osuus halutaan poistettavaksi.During the measurement, the board 1 is in longitudinal motion. By repeating the measurements fast enough, the cross-sectional data of the board are obtained, for example, every 10 mm. Based on the measurement data of the entire board, the computer calculates, for example, the cut-off points if the incomplete part is to be removed.

Itse asiassa vajaasärmäisyystietojen lisäksi tietokone voi ottaa huomioon myös muiden eri ominaisuuksia tutkivien detektoreiden antamat tiedot ja kaikkien tietojen perusteella päätellä mm. laudan laatuluokan.In fact, in addition to the infertility data, the computer can also take into account the data provided by other detectors examining different properties and, on the basis of all the data, infer e.g. board quality class.

Keksintöä on edellä selitetty vain muutamiin keksinnön edullisiin toteutusesimerkkeihin viittaamalla. Tämän tarkoituksena ei kuitenkaan ole millään tavoin rajoittaa keksintöä vain esitettyjä esimerkkejä koskevaksi, vaan keksintöä voidaan monin tavoin muunnella pysyen silti vielä seuraavissa patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa, r * -The invention has been described above with reference to only a few preferred embodiments of the invention. However, this is not intended to limit the invention in any way to the examples given, but the invention can be modified in many ways while still remaining within the scope of the inventive idea set forth in the following claims,