JP3398505B2

JP3398505B2 - 原木の最大径検出方法及び装置

Info

Publication number: JP3398505B2
Application number: JP04641895A
Authority: JP
Inventors: 公一尾子; 芳文五十川; 創一橋本; 正徳村上; 勝則木下
Original assignee: Taihei Machinery Works Ltd
Current assignee: Taihei Machinery Works Ltd
Priority date: 1995-02-09
Filing date: 1995-02-09
Publication date: 2003-04-21
Anticipated expiration: 2018-04-21
Also published as: JPH08216117A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、原木の最大径を検出
する方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５に示すように、原木Ｌをベニヤレー
ス１のスピンドル中心（切削中心線Ｏ）により支持し、
回転する原木Ｌに鉋台２の刃３を押し当てて、原木Ｌを
その皮を剥くように切削し、帯状のベニヤ単板Ｌpを得
ることが行われている。このベニヤ単板Ｌpを適当な大
きさに切断し、積層することによりベニヤ板等の積層木
材品を得ることとなる。ここで、ベニヤレース１の鉋台
２は、それの刃３が原木Ｌと干渉しない範囲で、できる
だけスピンドル中心Ｏに接近して待機させることが望ま
しい。鉋台２が前進して実際に原木Ｌを切削するまでに
要する時間が短縮され、生産能率が上がるからである。

【０００３】ただ、図６（ｂ）のように鉋台２を近づけ
過ぎると、その刃３が原木Ｌに干渉する。このため、
（ａ）に示す間隔Ｇ1は、ある程度安全面を見て多めに
設定するのが普通であるが、この間隔Ｇ1を小さくする
には、原木Ｌの最大径を予め求めておき、この最大径に
基づいて鉋台２を最適な位置に待機させるのが有効であ
る。

【０００４】一方、図２（ａ）に示すように、実際の原
木Ｌの輪郭は単純な円形とは限らず、原木Ｌの切削中心
線Ｏをどこに定めるかは、１本の原木からどれだけのベ
ニヤ単板を得られるかの歩留りに影響を及ぼす。そのた
め予め適当な仮中心線Ｏ’を求め、この仮中心線Ｏ’周
りに原木Ｌを回転させつつ、（ｂ）に示すように複数の
輪郭検出センサ７で実際の輪郭を検出し、これによって
歩留り等の観点から最も適切な本中心線Ｏを求めて、こ
れを後の切削中心線とすることが行われている。この輪
郭検出に併せて最大径を求めることができるが、図７に
示すように、輪郭検出部から外れて最大径部Ｌmが存在
する場合は、その検出が困難で、これが誤差となって現
れる。このようなことから、図６の鉋台２の待機位置に
おける間隔Ｇ1は、最大径を検出した場合でも、なおそ
の検出誤差を見込んで多めに設定する必要が生じる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、原木の最大
径を検出する際の誤差を小さくして、鉋台をその刃先が
原木と干渉しない範囲でベニヤレーススピンドルに接近
して待機させ、原木の切削開始までに要する時間を短縮
して、生産効率を高めることを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】請求項１
の発明は、原木を切削中心線を中心として回転させつつ
ベニヤレースで切削するに先立ち、原木を仮中心線を中
心として回転させてその輪郭を検出することにより、本
中心線を求めてこれを前記切削中心線とするに際し、そ
の本中心線を基準とした原木の最大径を求めるものであ
る。つまり、仮中心線を中心として回転する原木の長手
方向の一端側から他端側に向けて、原木の半径方向に所
定幅の検出域を有する光線又は音波等の検出波を投射す
るとともに、例えば図１６に示すように、仮中心線に対
する本中心線の傾きに近づくように、最大径検出のため
の検出波の投射角度を仮中心線に対し傾けて設定する。

【０００７】ここで光線としては、例えばレーザ光、可
視光等のいわゆる光の他、例えば赤外域から紫外域にお
ける波長を有する赤外線や紫外線等の電磁波も含まれ
る。また音波には、例えば超音波等を例示することがで
きる。

【０００８】また、そのような検出波を原木の長手方向
の一端側から他端側に向けて投射することにより原木の
最大径を求めるのであれば、原木の長手方向の一端側か
ら光線等を投射して他端側でこれを受ける形式、または
その他端側で光線等を反射させて別の場所でこれを受け
る方式、更には投射した光が原木の最大径部で反射して
戻る光を受ける形式等、適宜選択することができる。

【０００９】そして、検出波の投射角度を本中心線の傾
きに近づくように設定することで、図８（ｂ）のように
仮中心線Ｏ’に対し本中心線Ｏが相当傾いていても、検
出域における死角が生じにくく、またその投射角度が実
際の切削中心線となる本中心線Ｏの傾きに近づけられる
ことで、本中心線Ｏを基準とする最大径部の検出の際の
誤差が小さくなる。

【００１０】請求項２の発明では、原木を仮中心線を中
心として回転させるのに先立ち、予め求めた原木のおお
よその太さデータを取り込み、その太さデータが大きい
ほど、検出波を投射する位置を原木の中心部からその半
径方向外側にシフトさせるものである。つまり、上記検
出域を原木の最大径部を求めるに足る範囲でスポット的
に設定した場合でも、原木の太さデータが大きければ投
射位置を原木の半径方向外側にシフトさせ、太さデータ
が小さい場合は逆にシフトさせることで、投射位置が本
来必要な検出域から外れてしまうことが回避される。

【００１１】請求項１の方法を実現する具体的な構成と
して、大きく分けると２つある。１つは、請求項３に示
すように、互いに投射角度が異なる複数組のセンサを設
ける構成（例えば図１９）、もう１つは請求項１０に示
すように、１組のセンサを設けてこれの投射角度を変化
させるようにした構成（例えば図２４、２５）である。

【００１２】請求項３に請求項４〜請求項９が従属して
いるが、基本的な請求項３の発明は、仮中心線に対しそ
れぞれの投射角度が組ごとに互いに異なるように設定さ
れた複数組のセンサと、それら複数組のセンサのうちか
ら仮中心線に対する本中心線の傾きに近い投射角度をも
つセンサを選択する選択手段とを含む。複数組のセンサ
は、原木の長手方向の一端側から他端側に向けて、原木
の半径方向に所定幅の検出域を有する光線又は音波等の
検出波を投じる投射部、及びこれを受ける受け部を１組
として、複数設けられるものである。

【００１３】ここで言う検出波の意義、並びに以下の点
は請求項１と同様である。つまり、投射部及び受け部
は、原木の長手方向の一端側に投射部が、他端側に受け
部が設けられたものでもよいし、その他端側に反射手段
を設け、これで反射した光を別の位置で受ける受け部を
設けてもよい。さらに投射部から投じた検出波を原木の
最大径部で反射させる場合は、その反射波を受けるよう
に受け部を投射部と一体的に、またはこれとは異なると
ころに設けることもできる。

【００１４】請求項４の発明は、仮中心線に関して少な
くともプラス角度側及びマイナス角度側の各領域に１組
以上のセンサを設けたものである。

【００１５】請求項５〜請求項７の発明は、前述のセン
サの検出結果（出力値）を利用することにより、三角関
数を利用して幾何学的に、言い換えれば三角測量の原理
で、本中心線から最大径部までの距離を算出する算出手
段を含むものである。例えば図２１に概念的に示すよう
に、本中心線Ｏから最大径部Ｌmまでの距離ＥＩが求め
るべき最大径Ｒとすれば、既知の値、検出結果等に基づ
き、三角関数を利用してこの値を求めるというものであ
る。

【００１６】請求項６及び７は、このためのそれぞれ別
個の具体的態様を示す。まず請求項６の発明では、仮中
心線に関してプラス角度側に２以上のプラス側センサ、
マイナス角度側にも２以上のマイナス側センサがある。
そして前記選択手段は、プラス角度側又はマイナス角度
側のセンサを選択するが、前記算出手段はその選択され
たセンサと同じ角度側にある別のセンサ（選択されたセ
ンサがプラス側にあれば当該別のセンサもプラス側、選
択されたセンサがマイナス側にあれば当該別のセンサも
マイナス側）とを用い、原木の最大径部を検出するため
の互いに交差するこれら２組のセンサの検出波、並びに
仮中心線に対する本中心線の傾きに基づき、三角関数を
利用して幾何学的に本中心線から最大径までの距離を算
出する。

【００１７】請求項７の発明では、仮中心線と実質的に
平行な平行センサと、これに関してプラス側センサ及び
マイナス側センサとの３組のものを含み、いわば三角測
量的に最大径を求めるに際し、本中心線の傾きに対応す
る角度側のセンサと平行センサとの２組のセンサを用い
るものであり、構成的には請求項６のものより簡略な態
様である。

【００１８】請求項８は、前記センサの検出域が原木の
中心部に関しその半径方向外側に偏って位置し、かつそ
の原木の最大径部を取り込むのに必要な、上記半径方向
の幅を有していることを示す。このように必要な部分に
ついてのみセンサの検出域を設定することで、センサを
小型化することができ、他の必要な設備の障害になりに
くくなる。また必要な部分にのみ検出域を設定すること
で、検出データの処理もしやすい。

【００１９】請求項９の発明は、請求項２に対応する装
置に関する発明で、前述の複数組のセンサを、原木の中
心部に対し接近・離間する方向に移動させるセンサ移動
装置と、原木を仮中心線を中心として回転させるのに先
立ち、予め求めた原木のおおよその太さデータを取り込
むデータ取り込み手段と、その太さデータが大きいほど
複数組のセンサを原木の中心部から遠ざける方向にシフ
トさせるシフト制御手段とを含む。太さデータとして
は、仮中心線を予め求める際に、その半径（または直
径）を予測する際は、そのデータを利用することができ
る。その場合は、各原木についてそれぞれ固有の太さデ
ータが取り込まれるが、そうではなくして、原木の実際
の太さが複数種類の区分のうちどの領域に属するかを検
出するセンサを設け（例えば個々の原木を太、中、細の
３区分等に分ける）、原木がどの太さ区分に属するもの
かを示すデータを太さデータとして取り込んでもよい。
この請求項９の作用効果は、請求項２のそれと実質的に
同様である。

【００２０】請求項１０の発明は、投射角度が互いに異
なる複数組のセンサを設けるのではなく、基本的には１
組のセンサのみ設け、その投射角度を可変なものとし
て、仮中心線に対する本中心線の傾きに応じて、その投
射角度を本中心線と平行に近づけるように変更する投射
角度変更手段を含むものである。

【００２１】この請求項１０の発明では、例えば原木を
仮中心線基準で１回転させて本中心線を算出した後、こ
の本中心線の傾きに応じてセンサの投射角度を変更し、
その後、原木を例えばもう１回転させて最大径を求める
こととなる。その意味で、本中心線の算出に併せて最大
径を求める場合に比べると、余分に時間を要するが、設
けるべきセンサの数は１組だけで済み、またその設置ス
ペースも小さくて足りる。

【００２２】請求項１１及び請求項１２は、請求項３に
従属する請求項８及び請求項９と同じ趣旨のものであ
る。

【００２３】

【実施例】以下、本発明のいくつかの実施例を図面に基
づいて説明する。

【００２４】なお以下の実施例では、仮中心線Ｏ’を中
心として原木Ｌを回転させる際に、例えば両端及び中央
の３断面における輪郭等に基づいて本中心線を、またこ
の本中心線の傾きに近づくように最大径検出のためのセ
ンサの投射角度を設定するものであるが、まず仮中心線
の決め方、並びに本中心線の求め方、さらにその後の処
理等について簡単に説明し、その後各実施例の要部を説
明する。

【００２５】図１（ａ）に示すように、予め原木Ｌの仮
中心線Ｏ’を適当に定め、この仮中心線Ｏ’を中心とし
て原木Ｌを回転させてその輪郭を求める。その輪郭に応
じて、後の切削で最も歩留りがよくなるであろう本中心
線Ｏを算出し、これを前述の切削中心線Ｏとする。

【００２６】仮中心線を設定するには、例えばＶブロッ
ク状の台５の上に原木Ｌを置き、その下端位置Ｐ₁を検
出することにより、原木Ｌのおおよその半径ｒを太さデ
ータとして得る。同図（ｂ）に示すようにＰ₁の位置が
分かれば、幾何学的に線分Ｏ’Ｇの長さが求まるから、
それからｈ₁の長さ分を引けば、原木Ｌの半径ｒが得ら
れる。この高さｈ₁は、例えば（ｃ）に示すように、あ
る高さに保持された原木Ｌの下側から、台５を上昇させ
る過程で、原木Ｌが位置固定のセンサ６から離れるまで
の台５の移動量を検出することにより求まる。原木Ｌの
おおよその半径ｒが分かれば、それを基準とした仮中心
線Ｏ’が計算上求められる。この仮中心線Ｏ’が、例え
ば上方のスピンドル中心線（Ｏ’）と一致するまで原木
Ｌを上昇させ、原木Ｌの両端をスピンドルで保持する。

【００２７】図２（ａ）に示すように、実際の原木Ｌの
輪郭は単純な円形にはなっておらず、同図（ｂ）に示す
ように、原木Ｌの両端及び中央の３位置に輪郭検出セン
サ７ａ、７ｂ及び７ｃを配置し、原木Ｌをスピンドル
６、６により仮中心線Ｏ’を中心として回転させつつ、
上記３断面における輪郭を検出する。例えば（ｃ）に示
すように、１軸周りに揺動するアーム８を備えた接触式
のセンサ７、あるいは（ｄ）のように光線、音波等の検
出波を用いた非接触式のセンサ７等を用いることができ
る。

【００２８】そして、図３（ａ）〜（ｃ）に示すよう
に、原木Ｌの両端及び中央の３断面における輪郭に対
し、例えばそれらに内接する最大内接円Ｃ1〜Ｃ3を求め
る。さらに（ｄ）に示すように、これら最大内接円Ｃ1
〜Ｃ3内に共通に包含される１つの最大直円筒Ｃを求
め、この中心線を本中心線Ｏとし、これを後の切削中心
線に設定する。ここで、本中心線Ｏは、原木Ｌの両端面
における座標Ｏ_R（x_R、y_R）及びＯ_L（x_L、y_L）の２点を
通る直線となる。

【００２９】図４に示すように、本中心線Ｏが算出され
たら、搬送爪等の搬送手段９で原木Ｌを保持し、（ｂ）
のようにスピンドル６、６を解放する。そして（ｃ）の
ように、搬送手段９はその搬送に先立ち又は搬送中に、
仮中心線Ｏ’と本中心線Ｏとのズレを解消するように原
木Ｌの向きを調整し、（ｄ）のように、ベニヤレースの
スピンドル１０の中心と本中心線Ｏ（切削中心線）が一
致するように原木Ｌをそれらスピンドル１０に供給す
る。かつ、（ｅ）のように原木Ｌがスピンドル１０に支
持された後、搬送手段９は解放される。

【００３０】このように原木Ｌがベニヤレースのスピン
ドル１０に供給される際、図５（ａ）に示すように、ベ
ニヤレース１の鉋台２は後方に待機し、その刃３とスピ
ンドル中心（切削中心線Ｏ）とには間隔Ｇが設定されて
いる。（ｂ）のように原木Ｌがベニヤレーススピンドル
中心Ｏに供給された後、鉋台２はその刃３が原木Ｌの外
周に当たるまで（ｃ）のように前進し、その後、（ｄ）
のように鉋台２がゆっくり前進することにより、前述の
ように原木Ｌが切削されてベニヤ単板Ｌpが得られる。

【００３１】ところで、図２（ｂ）における輪郭検出セ
ンサ７で原木Ｌの輪郭を検出する際、その最大径も併せ
て求め、このデータに基づいて鉋台２を、供給される原
木Ｌに対して可及的に接近した位置で待機させることが
できる。

【００３２】しかしながら、図７に示すように、所定の
間隔で設けられた輪郭検出センサ７の間に原木Ｌの最大
径部Ｌmが存在すると、この部分は検出できない。これ
を検出するために、図８に示すように、原木Ｌの一端側
から他端側に向けて光線、音波等の検出波を投射する投
射部１２ａ、これを受ける受け部１２ｂを１組とするセ
ンサ１２を設け、仮中心線Ｏ’を中心として回転する原
木Ｌに、その仮中心線０’と平行に検出波を投射するこ
とにより、最大径部Ｌmを検出することが考えられる。
このような投射を、原木Ｌを仮中心線Ｏ’を中心に回転
させてその輪郭を求めるのと並行して行うことにより、
原木Ｌの本中心線Ｏの算出と最大径の検出とを一度に行
うことができる。

【００３３】ここで、仮中心線Ｏ’と本中心線Ｏとが一
致している前提では不都合は生じないが、一般には図８
（ｂ）に誇張して示すように、仮中心線Ｏ’に対し本中
心線Ｏはある傾きをもっており、それが相当大きい場合
は、最大径を検出するセンサ１２の検出域から最大径部
Ｌmが外れ、いわば死角となってこの最大径部Ｌmの検出
が困難となる。あるいは、最大径部Ｌmの存在自体を検
出し得たとしても、それは仮中心線Ｏ’を基準とする最
大径であり、本来ベニヤレースで切削される際の本中心
線Ｏを基準とした最大径ではないため、そこに仮中心線
Ｏ’と本中心線Ｏとの傾きに基づく誤差が生ずる。

【００３４】これを改善したものが図９（側面概念図）
に示す実施例である。図９は、互いに投射角度が異なる
複数組のセンサが設けられた例を概念的に示している。
つまり、最大径検出のためのセンサ２０〜２４は、それ
ぞれの投射角度（方向）が仮中心線Ｏ’に対しそれぞれ
異なるように設定されている。各センサ２０〜２４で使
用される検出波は、光線又は音波等の検出波であるが、
これには例えばレーザ光が用いられる。以下の説明で
は、煩雑さを避けるために検出波をレーザ光で代表させ
る。これらのセンサ２０〜２４は、投射部として、原木
Ｌの長手方向における一端側から他端側に向けてレーザ
光を投光する投光部２０ａ〜２４ａと、他端側でこれを
受ける受け部として受光部２０ｂ〜２４ｂとがそれぞれ
対をなす。この実施例では都合５組のセンサがある。

【００３５】センサ２２は、仮中心線Ｏ’（これは仮中
心線Ｏ’基準で原木を支持するスピンドル６、６を結ぶ
線でもある。）と実質的に平行な投射角度を持つ。い
ま、図９において仮中心線Ｏ’に対し右下がりの傾きを
プラス角度側、左下がりの傾きをマイナス角度側とすれ
ば、平行なセンサ２２に関し、プラス角度側の投射角度
θ1及びθ2を有するものとしてセンサ２１及び２０が、
またマイナス角度側の投射角度−θ1及び−θ2を有する
ものとして、センサ２３及び２４が振り分けられている
（θ1＜θ2）。

【００３６】図９に示す複数組のセンサ２０〜２４は、
図１０に示すように、仮中心線Ｏ’からほぼ等しい距離
において、原木Ｌの外側端面に対向するように並んでお
り、これらのセンサ２０〜２４は、原木Ｌの半径方向又
は原木Ｌの輪郭と交差する方向において所定幅の検出域
をもっている。そして図１１に示すように、センサ２０
等のそれぞれが、原木Ｌの一端側から他端側に向けて、
レーザ光等の光線又は超音波等の音波を投射することと
なる。

【００３７】前述の所定幅をもつ検出域を得るために、
例えばレーザ光線が原木Ｌの中心部から順次遠ざかるピ
ッチで多数本出力されることとなる。そのために、図１
２（ａ）のように、各センサの投光部２０ａ等には、一
列に所定ピッチで並んだ投光レンズ又は投光孔の投光点
２６が設けられる。受光部２１ａ等においても、これら
投光点に対応する受光点を備える。あるいは同図（ｂ）
のように、比較的ピッチの粗い投光点２７が配列された
ものを、互いのピッチをずらして例えば２個組み合わせ
ることにより、投光点２７の半分のピッチ（２倍の検出
精度）の検出域を得ることができる。

【００３８】以上のような最大径検出センサ２０〜２４
（正確に言えば投光部２０ａ〜２４ａ及び受光部２０ｂ
〜２４ｂ）は、図１３に示す制御部２８に接続され、制
御部２８はＣＰＵ２９、ＲＯＭ３０及びＲＡＭ３１等を
備えたコンピュータを用いることができる。前述の輪郭
を検出するセンサ１２の各々もこの制御部２８に接続さ
れ、本中心線Ｏを求めるための演算もここでなされる。
ＲＡＭ３１には、輪郭検出センサ１２の各々の出力値を
一時的に記憶する輪郭センサメモリ３１ａ、最大径検出
センサ２０〜２４の各出力値を一時的に記憶する最大径
センサメモリ３１ｂが設けられている。

【００３９】また、前述のＶブロック状の台５をリフト
するための駆動部３５や、搬送手段９の駆動部３６も、
この制御部２８からの制御信号に基づいて駆動される。
ベニヤレース１の鉋台２は、サーボモータ等の駆動部３
７を介して制御部２８に接続され、ここからの信号に基
づいて鉋台２の待機位置が調整される。

【００４０】図１４は、最大径検出センサ２０〜２４
を、これらを支持する支持部３７を介して移動させる例
を示すものである。この例では、投光部２０ａ〜２４ａ
と受光部２０ｂ〜２４ｂとが、各支持部３７及びラック
３８又はボールネジ等の移動機構を介して、例えばモー
タ等の駆動部３９により、原木Ｌの中心部に対し、接近
・離間する方向に移動するようになっている。各駆動部
３９へは、前述の制御部２８から駆動信号が供給され、
センサ２０〜２４の位置情報は所定のセンサ等により検
出されて制御部２８へ入力される。

【００４１】図９に示した各センサ２０〜２４は、図１
６（ａ）に示すように、原木Ｌの仮中心線Ｏ’と本中心
線Ｏとにズレが実質的にない場合は、センサ２２により
その最大径Ｒが求められる。（ｂ）に示すように、仮中
心線Ｏ’に対し本中心線Ｏがプラス方向に傾いている場
合は、そのプラス角度域で、その傾きに近い投射角度
（本中心線Ｏと平行に近い投射角度）をもつセンサ２０
により最大径Ｒが求められる。逆に（ｃ）に示すよう
に、本中心線Ｏが仮中心線Ｏ’に対しマイナス方向に傾
いている場合は、その傾きに近い投射角度を有する例え
ばセンサ２３により、最大径Ｒが求められる。

【００４２】図１７はこのような最大径検出の流れを含
み、かつ原木の供給から仮中心線、本中心線の算出、な
らびに鉋台の待機位置調整及び原木のベニヤレースへの
搬送等を含む全体の流れを示すフローチャートである。
ステップＳ（以下単にＳとする）１で、原木が図１等に
示すＶブロック状の台５に供給される。そして前述のよ
うに原木Ｌの大体の径が算出され（Ｓ２）、これに基づ
いて仮中心線Ｏ’が設定される（Ｓ３）。その後Ｓ６
で、原木Ｌは仮中心線Ｏ’において支持され、１回転す
る間に、原木の両端及び中央の３断面の輪郭が各輪郭検
出センサ７により検出される。そして、図３に示したよ
うな３断面の輪郭の各最大内接円Ｃ１〜Ｃ３が算出され
（Ｓ７）、それら最大内接円Ｃ１〜Ｃ３に包含される共
通の最大直円筒Ｃが求められて（Ｓ８）、その中心線が
本中心線Ｏとされる（Ｓ９）。

【００４３】また、この原木の１回転の間に、図９に示
す各センサ２０〜２４のそれぞれからレーザ光等が原木
の長手方向の一端側から他端側に投射され（Ｓ１０）、
これらセンサ２０〜２４の各出力値（受光部２０ｂ〜２
４ｂの出力値）は、図１３に示したＲＡＭ３１の最大径
センサメモリ３１ｂにそれぞれ一時的に記憶される（Ｓ
１１）。そして図１８のＳ１２において、本中心線Ｏの
仮中心線Ｏ’に対する傾きが算出される。ここで仮中心
線を水平で固定的なものに設定すれば、この傾きは本中
心線の水平軸に対する傾きとなる。これは、例えば図３
（ｄ）における原木の両端の座標Ｏ_R、Ｏ_L等に基づいて
求めることができる。

【００４４】さらにＳ１３において、前述の各センサ２
０〜２４のうちから、本中心線Ｏの傾きに近いセンサが
選択される。また、Ｓ１４において、その選択されたセ
ンサの出力値を、図１３の最大径センサメモリ３１ｂか
ら読み出し、その出力値によって原木Ｌの最大径Ｒを求
める。これで最大径検出の流れは終了するが、このよう
に求められた原木の最大径に基づいて、図５等に示す鉋
台２の待機位置（Ｇ）が算出され、その移動・調整が行
われる（Ｓ１６）。また本中心線Ｏが求められた原木
は、搬送爪等の搬送手段９により、仮中心線と本中心線
とのズレを補正した状態で、ベニヤレース１のスピンド
ルへ供給される（Ｓ１７）。

【００４５】なお図１４に示すように、最大径検出セン
サ２０〜２４を原木の太さデータの相違により、例えば
図１５（ａ）のように、細い原木Ｌに対しては原木の中
心側へ近づけて、各センサの検出域が原木Ｌの少なくと
も外周部に対応するようにし、他方、（ｂ）に示すよう
に原木Ｌが太い場合は、逆にそれらのセンサ２０〜２４
を原木Ｌの中心部から遠ざかる方向に移動させて、それ
らの検出域が原木Ｌの外周部近傍に位置するようにする
ことができる。この場合は、図１７のステップＳ４及び
Ｓ５に示すように、原木の仮中心線Ｏ’の設定の際に原
木のおおよその径が算出されていることから、このデー
タを原木の粗い太さデータとして取り込む。この太さデ
ータに基づいて、図１３の制御部２８から、センサ２０
〜２４の移動機構の駆動部３９へ駆動信号を供給し、そ
れらのセンサ２０〜２４を原木Ｌの太さに応じて最適な
位置に設定した後、図１７のステップＳ６以降を実行す
ることができる。

【００４６】図１９に示す実施例では、プラス側角度域
の投射角度をもつプラス側センサ４０、マイナス側角度
域の投射角度を持つマイナス側センサ４２、及び仮中心
線Ｏ’と平行（例えば水平）な平行センサ４１を備え、
それぞれが対をなす投光部４０ａ〜４２ａ及び受光部４
０ｂ〜４２ｂを備えている。原木Ｌの最大径部Ｌmは、
例えば、本中心線Ｏの傾き方向に対応するプラス側セン
サ４０と平行センサ４１により検出され、図２０に示す
ように、それらの検出光線（ビーム）ｂ1及びｂ2が受光
部４０ｂ及び４１ｂで検出される。これらの検出（出
力）値ｂ１及びｂ２、並びに本中心線Ｏの仮中心線Ｏ’
に対する傾きθに基づき、三角関数を利用して幾何学的
に、原木Ｌの本中心線Ｏを基準とする最大径Ｒを求める
ことができる。

【００４７】図２１はその三角測量的な最大径の検出を
概念的に説明する図である。ここで、Ａを基準位置とし
て、線分ＡＢ及びＡＣは、センサ４１及び４０の各受光
部によって検出される出力値（ｂ1及びｂ2）として求ま
る。

【００４８】そして求める最大径Ｒは、本中心線Ｏから
最大径部Ｌmまでの距離ＩＥである。これは次に示すよ
うに(1)〜(16)の手順により、三角関数を利用して幾何
学的に求まる。 (1) ＡＢ＝センサ値ｂ1 (2) ＡＣ＝センサ値ｂ2 (3) ＡＤ＝ＡＢ／cosθ ＊θ：ｂ1に対するｂ2の傾き
（固定値） (4) ＣＤ＝ＡＣ−ＡＤ (5) ＣＦ＝ＡＣ／tanθ (6) ＣＥ＝ＣＤ／tanθ (7) ＥＦ＝ＣＦ−ＣＥ (8) ＥＧ＝ＥＦ・sinθ (9) ＥＨ＝ＥＧ／cosφ ＊φ：仮中心線Ｏ’と本中心
線Ｏとの傾き（ＣＰＵによる演算） (10) ＡＦ＝ＣＦ／cosθ (11) ＦＧ＝ＥＦ・cosθ (12) ＧＨ＝ＥＨ・sinφ (13) ＡＨ＝ＡＦ−（ＦＧ＋ＧＨ） (14) ＩＪ＝ＣＰＵによる演算 (15) ＨＪ＝ＡＨ・sinφ (16) ＨＩ＝ＨＪ−ＩＪ ◆本中心線Ｏからの最大径Ｒ＝ＥＩ＝ＥＨ＋ＨＩ

【００４９】(3)〜(16)により本中心線Ｏからの最大径
Ｒを求める手順を簡単に説明する。線分ＡＢ及びＡＣを
既知の値とし、また角度θはセンサ４１及び４０の投射
角度の差で、これは固定値である。そしてＡＤが求まる
ことにより、ＣＤがＡＣとＡＤの差として求まる。か
つ、ＣＦ、ＣＥがそれぞれ分かり、それらの差により、
ＥＦが求まる。ＥＧは、仮中心線Ｏ’基準の最大径を示
すが、これは三角形ＥＦＧより求まる。

【００５０】また、角度φは本中心線Ｏの仮中心線Ｏ’
に対する傾きであって、これは前述のように計算で算出
される値である。そしてＥＨは三角形ＥＨＧから求ま
る。さらにＡＦは三角形ＡＦＣに基づいて定まり、ＦＧ
は三角形ＥＦＧより求まる。ＧＨは三角形ＥＨＧによ
り、またＡＨはＡＦからＦＨを引くことにより与えられ
る。

【００５１】そして、本中心線Ｏが前述の基準位置Ａを
通るように平行移動する座標処理を行うものとすれば、
ＩＪはＣＰＵ等の演算装置により求まる。さらにＨＪは
三角形ＡＨＪから分かり、ＨＩは、ＨＪからＩＪを引い
たものとして算出できる。最終的に、本中心線Ｏからの
最大径Ｒ（すなわちＥＩ）は、ＥＨ＋ＨＩとして求める
ことができる。以上はあくまでも計算の概念であり、こ
のような概念に基づいて実際に必要な演算をＣＰＵ２９
が行う。

【００５２】なお、ＥＩは、上述の線分ＩＪをＣＰＵ２
９等の演算処理で与えることなく、幾何学的に求めるこ
ともできる。これを簡単に説明すると、・ＡＫ＋ＫＦ＝ｃ・・・ｃ＝ＡＦ・ＡＫ／ｂ＝ＫＦ／ａ・・・ただし、ａ＝ＦＭ、ｂ＝ＡＮ・ＫＦ＝ａ・ＡＫ／ｂ・・・を変形し、へ代入。・ＡＫ＋ａ・ＡＫ／ｂ＝ｃ・ＡＫ（１＋ａ／ｂ）＝ｃ・ＡＫ（（ａ＋ｂ）／ｂ）＝ｃ ∴ＡＫ＝ｂ・ｃ／ａ＋ｂ・・・ここで、Ｍ点、Ｎ点の座標は本中心線Ｏの演算で求まる
結果、ａ、ｂの長さが分かり、またｃは既知の固定値で
あるからＡＫが求まる。次に、・ＫＨ＝ＡＨ−ＡＫ・・・・ＫＨ／ＡＨ＝ＨＩ／ＨＪ・ＨＩ＝（ＫＨ／ＡＨ）・ＨＪ・・・・ＨＪ＝ＡＨsinφ ・・・そして、求めるべき最大径ＥＩ＝ＥＨ＋ＨＩであり、Ｅ
Ｈは既知、またＨＩについては中のＡＨが既知、ＫＨ
が及びより、さらにＨＪがよりそれぞれ求まるの
で、ＥＩが幾何学的に求められることとなる。

【００５３】以上のように互いに投射角度が異なる２つ
のセンサの出力値、及び本中心線Ｏの傾きに基づいて、
幾何学的に本中心線Ｏからの最大径Ｒを算出することに
より、理論的には計算値として一義的に最大径が求ま
る。これは、図１６で示したように、本中心線の傾きに
近い投射角度を持つセンサの出力値を採用して、近似的
に求める場合に比べると、より正確に最大径が求まるこ
とを意味する。

【００５４】なお、図９に示した例えば５組のセンサ２
０〜２４を備えた態様で、上述と同様の幾何学的手法で
最大径を求めることもできる。その場合、原木の本中心
線Ｏの傾きに応じて、例えばプラス側のセンサ２０の出
力値が選択される場合は、もう一つのセンサとして同じ
プラス側のセンサ２１を利用して、いわば三角測量的な
演算を行う。また例えば、本中心線Ｏの傾きの方向及び
その度合いにより、マイナス側のセンサ２４が選択され
た場合は、同じマイナス側のセンサ２３の出力値を利用
して、それら２つのセンサ出力値により幾何学的に最大
径を求めることができる。

【００５５】図２２は、図２１に対応して、プラス側又
はマイナス側のセンサと平行センサとの組み合わせで、
幾何学的に最大径を求めるルーチンを示すもので、図１
８のＳ１２〜Ｓ１４（SA部分）が、図２２のＳ１２’〜
Ｓ１５’で置き換えられた内容となる。つまり、Ｓ１
２’で本中心線の仮中心線に対する傾きが算出され、Ｓ
１３’でその本中心線の傾きに対応する側のセンサが選
択される。さらにＳ１４’で、その傾き側センサの出力
値及び平行センサの出力値が読み出され、Ｓ１５’でそ
れらのセンサの出力値等に基づいて幾何学的に最大径Ｒ
が算出される。

【００５６】また図２３は、プラス側又はマイナス側の
各２組のセンサで幾何学的に最大径Ｒを算出するもの
で、図１８のSA部分が、図２３のＳＳ１２’〜ＳＳ１
５’に置き換えられた内容となる。ＳＳ１２’で本中心
線の傾きが、ＳＳ１３’でその傾きに近いセンサが選択
される。そしてＳＳ１４’で、その選択されたセンサの
出力値及びそのセンサと同じ角度側の別のセンサの出力
値が読み出され、ＳＳ１５’で、それらセンサの出力値
等に基づき幾何学的に最大径Ｒを算出する。

【００５７】図２４に示す実施例は、１組のセンサの投
射角度を、原木Ｌの本中心線Ｏの傾きに応じて変える構
成のものである。このセンサ５０は、投光部５０ａ及び
受光部５０ｂを備え、原木Ｌの長手方向にその一端側か
ら他端側にレーザ光等の検出波を投射するものである
が、このセンサ５０の投光部５０ａと受光部５０ｂとが
例えばフレーム５１で連結され、かつこのフレーム５１
が軸５２を中心として角度が変更可能に支持される。そ
して、例えばシリンダ、ボールネジあるいはモータ等の
角度変更装置５３により、フレーム５１を介してセンサ
５０の投光部５０ａ及び受光部５０ｂが、軸５２を支点
に一体的に角度変更される。すなわち、本中心線Ｏの傾
きに近づくように、あるいは本中心線Ｏと投射角度が平
行になるようにセンサ５０の向きが変更される。

【００５８】図２５は、センサ５０の投射角度を原木Ｌ
の本中心線Ｏに沿うようにする点では図２４のものと同
じであるが、その投光部５０ａと受光部５０ｂとをそれ
ぞれ別個に変位させる点で異なっている。つまり、
（ａ）において、投光部５０ａ及び受光部５０ｂは、各
支持部５４に対し軸５５周りにそれぞれ角度が変更可能
に支持され、かつ各支持部５４を介して、原木Ｌの中心
側に関し接近・離間可能に支持されている。これら支持
部５４は、例えば図１４に示した駆動部３９等を含む移
動機構で移動する。また投光部５０ａ、受光部５０ｂ
は、それぞれシリンダ、ボールネジあるいはパルスモー
タ等の角度変更装置により、図２５（ｂ）に示すように
互いに平行な状態を保ちながら、その投光光線を原木Ｌ
の本中心線と平行に変更できるようになっている。

【００５９】図２４又は図２５に示したような角度変更
可能な１組のセンサを用いて、原木の最大径を求める制
御の流れないしは手順は、例えば図２６に示すようなも
のとなる。ここで前段階は図１７のＳ３までと同様であ
る。それ以降の流れを説明すれば、Ｓa４〜Ｓa７の部分
は、図１７のＳ６〜Ｓ９と同様であるが、図２６のＳa
８で本中心線の仮中心線に対する傾きが算出される。Ｓ
a９で、その本中心線の傾きに合わせてセンサ５０の投
射角度を本中心線Ｏと平行になるように傾ける。その後
Ｓa１０で、原木Ｌをさらに１回転させ、上記投射角度
を傾けたセンサの出力値を読み出し、本中心線Ｏからの
最大径Ｒを求める。これ以降は図１８のＳ１５以降と同
様となる。

【００６０】このように本中心線の傾きを求め、それに
応じてセンサを傾けた状態で最大径を求める場合は、原
木を例えば２回転させることとなるが、センサは角度変
更可能なものが１組あれば足りる。

【００６１】

【図面の簡単な説明】

【図１】原木の仮中心線の決定から、本中心線の算出を
経て切削に至る流れを示す図。

【図２】仮中心線を中心として原木を回転させつつ、そ
の両端及び中央の３断面の輪郭を求める概念図。

【図３】その輪郭から本中心線を求める概念図。

【図４】本中心線の算出から原木をベニヤレースへの供
給までの工程図。

【図５】ベニヤレースに対する原木の供給並びに切削の
工程図。

【図６】ベニヤレースにおける鉋台の待機位置を示す
図。

【図７】原木の輪郭を検出するセンサと原木の最大径部
との位置関係の一例を示す図。

【図８】原木Ｌの長手方向に光等を投射して最大径を求
める図。

【図９】本発明の一実施例として、互いに投射角度が異
なる複数の最大径検出センサを設けた側面概念図。

【図１０】その各センサの配置関係を原木の長手方向か
ら見た概念図。

【図１１】その各センサの最大径検出の原理を示す図。

【図１２】投光部又は受光部の多数の投光点を示す図。

【図１３】図９の構成を前提とする制御系を示すブロッ
ク図。

【図１４】最大径検出用の複数組のセンサを移動可能に
構成した例を示す概念図。

【図１５】図１４の作用説明図。

【図１６】図９に示す実施例の作用説明図。

【図１７】図１６の制御を含む原木の供給からベニヤレ
ースへの搬送に至る流れを示すフローチャート。

【図１８】図１７に続くフローチャート。

【図１９】最大径検出のためのセンサを３組設けた例を
示す図。

【図２０】原木Ｌの最大径部Ｌmを検出する２つのセン
サの光線（出力値）を示す図。

【図２１】図１９の構成に基づき、本中心線を基準とす
る最大径を幾何学的に算出する場合を説明する概念図。

【図２２】その幾何学的算出の流れを示すフローチャー
ト。

【図２３】図９に示す構成を前提として原木の最大径を
幾何学的に求める場合の流れを示すフローチャート。

【図２４】１組のセンサを一体的に角度変更する実施例
を示す図。

【図２５】１組のセンサの投光部及び受光部の位置及び
角度を、個別かつ互いに連携して調整することにより投
射角度を変更する実施例を示す図。

【図２６】図２４又は図２５に示す実施例を用いて原木
の最大径を求める場合の流れを示すフローチャート。

【符号の説明】

１ベニヤレース２鉋台３刃５Ｖブロック状の台６スピンドル７輪郭検出センサ９搬送手段１０スピンドル２０〜２４最大径検出センサ２６、２７投光点２８制御部４０プラス側センサ４１平行センサ４２マイナス側センサ５０角度変更可能なセンサＬ原木Ｏ’仮中心線Ｏ本中心線Ｌm 最大径部Ｒ本中心線Ｏ基準の最大径

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村上正徳愛知県小牧市大字久保一色1054番地田県荘104号 (72)発明者木下勝則愛知県小牧市城山五丁目40番地３ (56)参考文献特開平６−293002（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−120403（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−51404（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−167210（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−48507（ＪＰ，Ａ) 実開昭60−168008（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B27L 5/00 - 5/08 G01B 11/00 - 11/30 G01B 17/00 - 17/04 G01B 21/00 - 21/32

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】原木を切削中心線を中心として回転させ
つつベニヤレースで切削するに先立ち、原木を仮中心線
を中心として回転させてその輪郭を検出することによ
り、本中心線を求めてこれを前記切削中心線とするに際
し、その本中心線を基準とした前記原木の最大径を求め
るために前記仮中心線を中心として回転する前記原木の
長手方向の一端側から他端側に向けて、前記原木の半径
方向に所定幅の検出域を有する光線又は音波等の検出波
を投射するとともに、前記仮中心線に対する前記本中心
線の傾きに近づくように、前記最大径検出のための検出
波の投射角度を前記仮中心線に対し傾けて設定すること
を特徴とする原木の最大径検出方法。
【請求項２】前記原木を前記仮中心線を中心として回
転させるのに先立ち、予め求めた原木のおおよその太さ
データを取り込み、その太さデータが大きいほど、前記
検出波を投射する位置を前記原木の中心部からその半径
方向外側にシフトさせることを特徴とする請求項１に記
載の最大径検出方法。
【請求項３】原木を仮中心線を中心として回転させて
その輪郭を検出することにより本中心線を求めてこれを
後の切削中心線とするに際し、その本中心線を基準とす
る前記原木の最大径を検出するための装置であって、前記原木の長手方向の一端側から他端側に向けて、前記
原木の半径方向に所定幅の検出域を有する光線又は音波
等の検出波を投じる投射部及びこれを受ける受け部を１
組として複数組設けられ、前記仮中心線に対するそれぞ
れの投射角度が組ごとに互いに異なるように設定された
複数組のセンサと、それら複数組のセンサのうちから、前記仮中心線に対す
る前記本中心線の傾きに近い投射角度をもつセンサを選
択する選択手段と、を含むことを特徴とする原木の最大径検出装置。
【請求項４】前記複数組のセンサは、前記仮中心線に
関して少なくともプラス角度側及びマイナス角度側の各
領域に１組以上設けられている請求項３に記載の最大径
検出装置。
【請求項５】前記選択手段で選択された、前記本中心
線の傾きに近い投射角度をもつセンサ及びこれとは前記
投射角度が異なる別のセンサを用い、原木の最大径部を
検出する互いに交差するこれら２つのセンサの前記検出
波、並びに前記本中心線の前記仮中心線に対する傾きに
基づき、三角関数を利用して幾何学的に前記本中心線か
ら前記最大径部までの距離を算出する算出手段を含む請
求項３に記載の最大径検出装置。
【請求項６】前記複数組のセンサは、前記仮中心線に
関しプラス角度側に２以上設けられたプラス側センサ、
マイナス角度側に２以上設けられたマイナス側センサを
含み、前記算出手段は、前記選択手段で選択されたプラス角度
側又はマイナス角度側のセンサと、そのプラス角度側又
はマイナス角度側において選択された前記センサと同じ
角度側にある別のセンサとを用い、原木の最大径部を検
出するための互いに交差するこれら２組のセンサの検出
波、並びに前記仮中心線に対する前記本中心線の傾きに
基づき、三角関数を利用して幾何学的に前記本中心線か
ら前記最大径部までの距離を算出する算出手段を含む請
求項５に記載の最大径検出装置。
【請求項７】前記複数組のセンサは、前記仮中心線に
関しプラス角度側に設けられたプラス側センサ、マイナ
ス角度側に設けられたマイナス側センサ及び前記仮中心
線と実質的に平行な平行センサの３組のものを含み、前記算出手段は、前記選択手段で選択された前記プラス
側センサ又はマイナス側センサのいずれかと、前記平行
センサとの２組のセンサを用い、原木の最大径部を検出
するための互いに交差するこれら２組のセンサの検出
波、並びに前記仮中心線に対する前記本中心線の傾きに
基づき、三角関数を利用して幾何学的に前記本中心線か
ら前記最大径部までの距離を算出する算出手段を含む請
求項５に記載の最大径検出装置。
【請求項８】前記センサの検出域は、前記原木の中心
部に関しその半径方向外側に偏って位置し、かつその原
木の最大径部を取り込むのに必要な、前記半径方向の幅
を有している請求項３ないし７のいずれかに記載の最大
径検出装置。
【請求項９】前記複数組のセンサを、前記原木の中心
部に対し接近・離間する方向に移動させるセンサ移動装
置と、前記原木を前記仮中心線を中心として回転させるのに先
立ち、予め求めた原木のおおよその太さデータを取り込
む太さデータ取込み手段と、その太さデータが大きいほど前記複数組のセンサを前記
原木の中心部から遠ざかる方向にシフトさせるシフト制
御手段と、を含む請求項８に記載の最大径検出装置。
【請求項１０】原木を仮中心線を中心として回転させ
てその輪郭を検出することにより本中心線を求めてこれ
を後の切削中心線とするに際し、その本中心線を基準と
する前記原木の最大径を検出するための装置であって、前記原木の長手方向の一端側から他端側に向けて、前記
原木の半径方向に所定幅の検出域を有する光線又は音波
等の検出波を投じる投射部及びこれを受ける受け部を含
むセンサと、そのセンサの投射角度を、前記仮中心線に対する前記本
中心線の傾きに応じて、その本中心線と平行に近づける
ように変更する投射角度変更手段と、を含むことを特徴とする原木の最大径検出装置。
【請求項１１】前記センサの検出域は、前記原木の中
心部に関しその半径方向外側に偏って位置し、かつその
原木の最大径部を取り込むのに必要な、前記半径方向の
幅を有している請求項１０に記載の最大径検出装置。
【請求項１２】前記センサを前記原木の中心部に対し
接近・離間する方向に移動させるセンサ移動装置と、予め求めた原木のおおよその太さデータを取り込む太さ
データ取込み手段と、その太さデータが大きいほど前記センサを前記原木の中
心部から遠ざかる方向にシフトさせるシフト制御手段
と、を含む請求項１１記載の最大径検出装置。