SE414543B - Forfarande vid metverdesuttagning for faststellande av ett forbestemt diameter- och/eller krokningsverde hos ett langstreckt foremal sasom en virkesstock eller dylikt samt anordning for genomforande av forfarandet - Google Patents

Description

7811621-7 a 2 där pilhöjden är störst, o.s.v. Uppfinningen avser vidare en anordning för genomförande av förfarandet.

Ett antal beröringsfria, på opto-elektriska mätprinciper ar- betande diametermätare för långsträckta föremål är kända, och en av dem, tillhörande den i ingressen i huvudkravet angivna typen, beskrivs i svenska patentskriften 210.166. En metod _ och flera anordningar för fastställande av krökningen med utgångspunkten från fastställande av diametern i ett fler- tal mätplan i tvâ mot varandra lutande mätriktningar beskrivs i amerikanska patentskriften 3,806.253. I båda nämnda fallen inmatas de uttagna mätvärdena som elektriska signaler i en datoranläggning där beräkningen och indikeringen av resulta- tet ästadkomes på inom datortekniken konventionellt sätt.

Föreliggande uppfinning avser en ny metod och anordning för uttagning av de mätvärden som skall inmatas i datoranlägg- ningen. Om resultatet blir en diameter- och/eller kröknings- angivelse beror på datoranläggningens programmering och lig- ger således i princip vid sidan av föreliggande uppfinning, vilken emellertid komer att förklaras närmare med avseende på krökningsbestämningen, eftersom där ställs strängare krav på mätanordningen, så att ett arrangemang som medger kröknings- bestämningen automatiskt också medger diameterbestämningen.

Föreliggande uppfinning har bl.a. till uppgift att åstadkomma en anordning som är användbar till båda syften och härvid an- vänder mätmetoden med ljusstrålar passerande förbi föremåle- diameterns båda ändpunkter, vilken metod är noggrannare än den som arbetar med på föremålet reflekterat ljus (som fallet är t.ex. hos anordningen enligt fig. 2 och 3 i nämnda ameri- kanska patentskrift.) Denna uppgift löses på det sätt som framgår av närslutna patentkrav.

Uppfinningen beskrives närmare med ledning av bifogade rit- 3 ' - 7811621-7 ningar, som avser utföringsexempel och 1 vilka fig. l och 2 schematiskt illustrerar fastställande av krökningen hos en virkesstock, fig. 3 och 4 schematiskt visar arbetsprincipen för en diametermätare enligt nämnda svenska patentskriftï 210.166, fig. 5 schematiskt visar transportöranordningen hos en diametermätare enligt fig. 4, fig. 6 visar i perspektivvy en konventionell diametermätanordning i enlighet med fig. 4 och 5, fig. 7 visar schematiskt ett första utförande av mätanordningen enligt uppfinningen i frontvy, fig. 8 visar en del av ett första utförande av transportöranordningen i planvy, fig. 9 visar en medbringare enligt uppfinningen i sidovy, fig. l0 visar schematiskt en del av ett andra ut- förande av transportöranordningen i planvy, fig. ll visar schematiskt ett andra utförande av mätanordningen i frontvy, och fig. 12 visar schematiskt ett tredje utförande av trans- portöranordningen i sidovy.

Enligt fig. 1 och 2 uppvisar en stock 20 med en främre front- yta 20A och en bakre frontyta 20B en krökning som kan definie- ras med hjälp av pilhöjden Pl eller P2. Båda pilhöjderna är det vinkelrätta avståndet mellan en rak linje D som förbin- der de båda frontytornas medelpnnkter, d.v.s. den idealiska centrumlinjen, och en krökt linje C som passerar genom medel- punkter hos stockens alla tvärsnitt, d.v.s. den faktiska centrumlinjen. Pilhöjden Pl är uppmätt i stället D1 som lig- ger i förbindelselinjens D halva längd, medan pilhöjden P2 är uppmätt i stället D2 där den är störst. Härvid bör obser- veras, att krökningen kan hos en transporterad stock 20 ha godtycklig orientering, t.ex. att den sökta pilhöjden P1, P2 kan förlöpa i vilken som helst riktning R resp. ligga i vilket som helst plan relativt t.ex. vertikalplanet. Det är emellertid uppenbart att ifrågavarande pilhöjd alltid kan enligt fig. 2 beräknas genom vektoraddition av två pilhöjds- projektioner P' och P" på två inbördes lutande, företrädesvis, dock ej ovillkorligen, vinkelräta projektionsplan M1 och M2.

I fig. 2 är vidare C' och C" projektioner av centrumlinjen C, Och D' °°h D" är projektioner av förbindelselinjen D på båda projektionsplanen. ee7a11e21-7 i 4 En diametermätare av det i svenska patentskriften 2l0.l66 angivna slaget arbetar enligt fig. 3 på följande sätt: Av en långsträckt ljuskälla 1 belyses en parabolisk spegel 2 i vars brännpunkt är placerad en omkring en rotationsaáel A-A roterande och gentemot denna axel snedställd liten spegel 3. Det breda ljusstrâlknippet B med gränsstrålarna B' och B", som utsändes av lfiuskällan 1, reflekteras resp. .fokusseras således på spegeln 2 mot den lilla spegeln 3, och av denna kastas det mot en ljuskänslig givare såsom en fotocell 4 som är anordnad i axellinjens A-A förlängning; Fotocellen 4 och en synkront med den lilla spegeln 3 driven pulsgivare 5 är elektriskt anslutna till en dator 16, där på inom datortekniken i och för sig känt sätt diameterberäk' ningen âstadkommes pâ grundval av det genom ett föremål 20 i mätläge skuggade området mellan sträckorna H1 och H2.

Riktningen för strålarna i ljusknippet B är anordningens mätriktning, varvid för närmare information hänvisas till nämnda patentskrift 210.166. Mätningen kan också beskrivas så, att två avstånd H1, H2 uppmättes vilka utgår från en vald referensnivå §, varvid.H1 är avståndet mellan referensnivån § och övergången skugga/ljus, medan H2 är av- ståndet mellan referensnivân Q och övergången ljus/skugga.

Genom subtraktion av H2 från H1 erhålles föremålets diameter på mätstället och i riktningen parallellt med ljuskällan l och axellinjen A-A, d.v.s. vinkelrätt mot mätriktningen.

Fortsätter man i räkneoperationen genom att addera halva subtraktionsresultatet till avståndet H2 (eller-subtrahera det från avståndet H1), erhålles mittpunktens läge relativt referensnivån §. Dessa beräkningar och deras lagring och utvärdering genomförs på konventionellt sätt i datorenheten 'l6. Föreliggande uppfinning hänför sig till hur indata för denna datorenhet uttages.

Eftersom virkesstammar sällan har regelbundet cirkulärt tvär- snitt, genomförs den beskrivna diametermätningen enligt fig. 4 lämpligen i två (iblandit.o.m. tre) olika mätriktningar.

För detta ändamål är enligt fig. 4 två parabo1speglar~2a, 5 78'-I1621~7 Zh och två långsträckta ljuskällor la, lb anordnade intill varandra. Diametern mätes således utmed två mätriktningar representerade t.ex. av båda ljusknippens Bl, B2 gränsstrå- lar B'l, B"l resp. B'2, B“2, varvid diametervärden i mot' mätriktningarna vinkelräta riktningar uttages. Den uppmätta stocken 20 transporteras härvid i sin längdriktning av en transportöranordning i form av en kerattbana 40 där stocken vilar på låga medbringare 41 vilka av en kedja 42 dras mellan tvâ i sidled anordnade längsgående glid- eller styrskenor 43, 44. Av fig. 4 framgår att transportöranordningen skulle omöjliggöra diameterupptagningen, dâ_den avskärmar betydande delar av båda ljusknippen. Därför har hittills vid diameter- mätningar transpontöranordningen 40 vid-mätstället delats upp så, att enligt fig. 5 ett gap E för fri passage av ljus- knippen B och B2 i mätplanet N (ritningsplanet för fig 4) l åstadkommits. I fig. 5 visas schematiskt tvâ transportörer (kerattbanor) 40a, 40b och den uppmätta stocken 20 vilken just håller på att passera gapet Q.

I fig. 6 visas en komplett diametermätanläggning arbetande enligt den i fig. 4 och 5 förklarade principen. De paraboliska speglarna 2a, 2b med tillhörande utrustning är monterade i vart sitt hus 32a, 32b och båda huSen är fästa på intill va- randra belägna skänklar av en kvadratisk, på ett hörn ställd ram 33. I ramens 33 övriga två skänklar 3la, 3lb är ljus- källorna la, lb anbragda. Stockarna förflyttas av en första kerattbana 40a i pilens § riktning till den beskrivna dia- metermätaren 30, och av en andrayhelt separerad kerattbana 40b från diametermätaren 30. På en display-enhet 18 avläser operatören Q de i datorenheten 16 uträknade resultaten.

Det är uppenbart att vid övergången från den ena transpor- töranordningen 40a till den andra transportöranordningen 40b stocken 20 kan genomföra en okontrollerad rotationsrörelse kring centrumlinjen Q, vilket inte spelar någon roll vid dia- metermätningen, där man bestämmer diametern utmed två slum- 7811621-7 6 vis valda,mot varandra lutande mätriktningar. En Sådan rotationsrörelse omöjliggör emellertid en krökningsmätning, eftersom där måste krävas att riktningen §-(fig. 1) är_ oföränderlig fast den givetvis kan ligga i godtyckligt: plan.

Enligt föreliggande uppfinning löses problemet på det sätt som framgår av fig. 7 - 12. De låga medbringarna 41 enligt fig. 4 och 6 ersätts enligt fig. 7 och ll av högre medbringare 51, som medger att ljuset ur knippen Bl, B2 också kan passera under stocken 20, antingen (enligt fig. ll) mellan stocken och kerattbanan, eller (enligt fig. 7) genom det fria utrymmet 45 i kerattbanansdmitt mellan de båda glidskenorna 43, 44, så att det inte längre är nödvändigt att dela kerattbanan i längden. Kerattbanan utförs i odelat skick och därigenom undvikes en vridning av stocken under pågående mätning. Under övervägande delen av stockens 20 längd, i själva verket under hela längden med undantag av de korta sträckorna ut- med vilka stocken 20 vilar på de enskilda medbringarna 51, âstadkomes ett fritt utrymme Y (fig. ll, 12) med höjden H mellan stockens 20 nedersta del och transportöranordningens stationära del, d.v.s. skenornas 43, 44 övre kanter 43a, 44a.

Ljusets passage under stocken 20 underlättas vidare genom att varje glidskena 43, 44 avbrytes i stället för mätplanet N (d.v.s. ritningsplanet för fig. 7 eller 10), varvid med- bringarna 5l görs enligt fig. 9 i form av ett upp- och nedvänt "T" med en så pass lång bas 5la, att dess längd E överskrider avbrottsställenas Fl, F2 bredd §, och varvid_kedjan 42 fort- sätter i odelat skick förbi och genom avbrottsställena. Någon vridning av stocken 20 kan inte inträffa, då varje medbringare 51 alltid åtminstone utmed en del av sin bas Sla styrs av si- na styr- och glidskenor 43, 44 och således ger stocken 20 oförändrat stadigt stöd. Bärdelens Slb verksamma höjd Å, d.v.s. höjden ända till upplagsytans lägsta ställe 5lc, framskjuter med sträckan H (fig. 7) utöver de övre kanterna 43a, 44a. , 1 7811621-7 De två mätorganparen la, 2a och lb, 2b enligt fig. 7 kan också anordnas något inbördes förskjutna 1 pilens § riktning (fig. 6), och i så fall inbördes förskjutes @nligt fig. l0)i motsvarande utsträckning även avbrottsställena_ Fl' och F2', eftersom nu förefinnes tvâ skilda mätplan N1, N2, varvid emellertid i vart och ett behövs fri passage för ljusknippet under stocken 20 endast vid transportör- banans 40 ena sida, som det tydligt framgår ur betraktelsen av fig. 7.

I fig. 10 visas vidare en avkännare 17 för transportöranord- ningens 40 rörelse och därigenom stockens 20 förflyttning.

Denna avkännnare 17 är ansluten till datorenheten 16 och den finns med i alla utföringsformer, fast den för översikt- lighst visss endast i fig. 1o. ° Hittills har förutsatts att mätorganparen la, 2a och lb, 2b är snedställda relativt vertikalen på det sätt som visas i - fig. 4,6 och 7, d.v.s. att varje mätriktning innesluter en skarp vinkel (0°< Ö\ <90°) med vertikalen Z (fig. 7).

Det är emellertid också möjligt att enligt fig. ll anordna mätorganparen la, 2a och lb, Zb med sina mätriktningar ver- tikala och horisontella, och då i kombination med anordningen av avbrottsställena enligt fig. 8 (denna figur kan alltså hän- föras sâväl till anordningen enligt fig. Z som till anordningen enligt fig. ll, och i princip även enligt fig. 12).

Företrädesvis varieras en sådan anordning enligt fig. ll ytterligare i enlighet med nämnda fig. 12. Syftet med ut- föringsformen enligt fig. 12 är att förhindra att ljuskällan lb under transportöranordningen 40 nedsmutsas av nedfallande avfall. Hela mätplanet N' (ritningsplanet för fig. 11) lutaa med en vinkel/3 1'frammatn1ngsriktningen (pilens § riktning), varvid över ljuskällan la med fördel en skydds- skärm 19 anordnas. Det är uppenbart att med samma effekt kan lutningen av mätplanet också genomföras mot frammatnings- riktningen. Avbrottsställenas Fl" kanter görs företrädesvis också lutande. Kompensationen för denna lutning med avseende på diametervärdet i lodrät riktning (i vågrät riktning be- lf7811621-7 a hövs ingen kompensation), d.v.s. multiplikation med värdet . cosfš, inprogrammeras i datorn. Observeras bör att i alla utföringsformer ljusknippen i tvâ samanhörande mätriktningar passerar genom två avbrottsställen i transportöranordningen, nämligen antingen varje ljusknippe genom ett avbrottsställe (fig. 7, 10) eller ett ljusknippe genom två avbrottsställen (fig. ll) och det andra genom inget avbrottsställe.

Inom ramen för uppfinningen är ett antal variationer gentemot de beskrivna exemplen möjliga. Andra transportöranordningar än'kerattbanor och andra typer av diametermätare än enligt nämnda svenska patentskrift 210.166 kan användas, t.ex. diametermätare enhigt fig. 4 i nämnda amerikanska patent- skrift 3,806.253, där ljuset alstras av ett flertal i en rad anordnade lysdioder och mottages av ett motsvarande an- tal i en rad anordnade fotoceller. Då ersätts de breda ljus- knippen Bl, B2 enligt fig. 4 av ett flertal smala ljus- knippen ur ett flertal diskreta små ljuskällor, varvid varje sådant smalt ljusknippe kan uppfattas som en del- stråle i ett brett ljusknippe omfattande alla de små ljus- källorna.

Mätriktningarna kan innesluta med varandra en annan vinkel än 900, så till vida att vektoradditionen av respektive projektioner (enligt fig. 2) kan ge ett pålitligt resultat.

Mätningen kan genomföras utmed flera än tvâ riktningar, t.ex.-genom en kombination av sättet enligt fig. 7 och fig. 8 eller fig. 10 med sättet enligt fig. ll och 8 med respek- tive två mätanordningar såsom 30 tfigf 7) uppställda tätt intill varandra utmed transportören 40.

Vid hur många tillfällen resp. på vilka ställen mätningen genomförs utmed en stocks 20 längd bestämms i alla utförings- former på konventionellt sätt genom programmering av dator- enheten 16 och med hjälp av signalerna från avkännaren 17.

Claims (10)

9 o vs11s21-7 Patentkrav

1. Förfarande vid mätvärdesuttagning för fastställande av ett förbestämt diameter- och/eller krökningsvärde hos". ett långsträokt föremål såsom en virkesstock e.d., varvid föremålet på en transportöranordning med en stationär och en rörlig del förflyttas i sin längdriktning genom åtminstone en opto-elektrisk beröringsfri mätanordning där i ett med ett tvärsnittsplan hos föremålet sammanfallande mätplan åtminstone ett på två sidor förbi föremålet passerande ljus- knippe alstras och mottages, och varvid föremålets diameter fastställs utmed åtminstone två sammanhörande och mot varandra lutande .rmätriktningar i ett flertal nämnda mät- plan utmed föremâlets längd, och motsvarande utsignaler tillsammans med utsignaler från en avkännare av föremålets förflyttning inmatas i en datorenhet för utvärdering, k ä n n e t e c k n a t av att ljusknippen i de tvâ samman- hörande mätriktningarna låtes passera genom två avbrotts- ställen i.transportanordningens stationära del, medan föremålet av den rörliga, i odelat skick utförda delen av transportöranordningen transporteras förbi avbrottsställena utan ändring av sitt vinkelläge, och att föremålet härvid uppbärs av den rörliga delen i upphöjt transportläge med åstadkommande av ett fritt utrymme för passage av ljus mellan föremålets nedersta del och transportanordningens stationära del, vilket utrymme utsträcker sig huvudsakligen i föremålets längdriktning, varvid åtminstone en del av det åtminstone ena ljusknippet i åtminstone en av de två sam- manhörande mätriktningarna låtes passera genom detta fria utrymme. _

2. Förfarande enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a t av att de båda Sammanhörande mätriktningarna innesluter en skarp vinkel med vertikalen och att en del av nämnda åtminstone ena ljusknippet i varje av de båda sammanhörande mätriktningar- na passerar genom vart sitt avbrottsställe och genom nämnda fria utrymmet. g7a11e21-7 10

3. Förfarande enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a t _ av att för varje av de båda sammanhängande mätriktningarna väljes ett separat mätplan som är något förskjutet i föremålets frammatningsriktning gentemot detandra mätplanet, och att - nämnda delar av båda ljusknippen låtes passera genom i mot- svarande utsträckning förskjutna avbrottsställen,

4. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n_e t e c k n a t av att en av de båda sammanhörande mätriktningarna väljes i huvudsak horisontell och det åtminstone ena ljusknippet i denna mätriktning lâtes passera dels genom nämnda fria utrymme, dels ovanför föremålet, medan den andra mätriktningen väljes i huvudsak vertikal och respektive åtminstone ena ljusknip- pet låtes passera,genom de båda avbrottsställena.

5. Förfarande enligt patentkrav 4, k ä nan e t e c k n a t av att nämnda två mätriktningar ligger i ett enda mätplan som lutar relativt föremålets frammatningsriktning.

6. Anordning för genomförande av förfarandet enligt något eller nâgra av föregående pätentkrav, innefattande åtminstone en opto-elektrisk beröringsfri mätanordning (30) där åtmins- tone ett ljusknippe (B) alstras och mottages av åtminstone en ljuskänslig signalgivare (4) och där utsignaler alstras vilka som indata inmatas i en datorenhet (16), k ä n n e - t e c k n a d av att anordningen innefattar en transportör- anordning (40) med en stationär del (43, 44) och en rörlig del (42, 51), varvid i den stationära delen tvâ avbrotts- ställen (Fl, 2; F'l, F'2; F“l, F“2) är anordnade för passage av en del av nämnda åtminstone ena ljusknippet från nämnda åtminstone ena mätanordning,och den rörliga delen är anordnad att i odelat skick passera förbi och genom avbrotts- ställena samt att uppbära ett föremâl_(20) i upphöjt trans- portläge relativt den stationära delen, och att åtminstone två nämnda mätanordningar förefinnes i sådana inbördes lägen där deras mätriktningar lutar mot varandra och delar av det alstrade ljuset passerar genom båda avbrottsställena och/eller genom ett fritt utryme (Y) som på grund av föremålets upr- höjda transportläge har uppkommit mellan föremâlets nedersta del och de översta partierna (43a, Aêa) av transportöranord- ningens stationära del. u _ '7811621~?

7. Anordning enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a d av att transportöranordningen utgörs av en kerattbana med tvâ längsgående styr- och glidskenor (43, 44) och ett fler- tal mellan dessa förflyttade medbringare (51) i form av ett upp-och~nedvänt ”T“, vilkas bas (Sla) är längre än bredden (K) av de i skenorna anordnade avbrottsställena, och vilkas vertikala bärdel (5lb) med sin verksamma höjd.(Z) framskjuter utöver skenornas övre kanter (43a, 44a) I

8. Anordning enligt patentkrav 6 eller 7, k ä n n e - t e c k n a d av att avbrottsställena är anordnade mittemot -varandra och båda mätanordningarna har ett gemensamt mätplan (NI fig. 8).

9. Anordning enligt patentkrav 6 eller 7, k ä n n e - t e c,k n a d av att avbrottsställena är anordnade lägesß förskjutna mot varandra i transportöranordningens fram- matningsriktning (S), att de båda mätanordningarna har vart sitt separata mätplan (NI, N2), och att båda mätplanen är på samma sätt inbördes lägesförskjutna (fig. 10).

10. Anordning enligt patentkrav 8, k ä n n e t e c k n a d av att de båda mätanordningarna är anordnade att ha ett mät~ plan (N') som lutar mot transportöranordningens frammatnings~ riktning och att avbrottsställena (F"1) företrädesvis upp- visar på samma sätt lutande kanter (fig. 12).