SE504547C2 - Virkesoptimeringssystem samt förfarande för kvistdefiniering - Google Patents

Description

504 547 10 15 Zqy/' 25 30 35 2 anordning avkänner mängden röntgen som passerar genom föremålet och genom filtrering och förstärkning av signalen kan en indikation av förekomsten eller från- varon av defekter fås och utsignalen används via dator för virkesklassificering och sågningsbeslut. Speciell uppmärksamhet riktas i denna artikel mot Scintaflex- systemet vilket, i detta fall, riktar neutroner mot en punktformig yta på brädan och avkänner den mängd strålning som genomtränger brädan för att erhålla tef= i ,L¿1_fr1_1<_í§§fi-.fu.- Varierande tekniker har använts eller beskrivits för att identifiera kvistar och /eller röta i timmer, t ex i artikeln "Locating Knots by Industrial Tomography - A Feasibility Study" av Taylor et al, som publicerades i Forest Product Journal i maj 1984 eller i artikeln "A Computer Vision System that Analyzes CT-Scans of Saw Logs" av Funt och Bryant utgiven av IEEE Computer Society Conference avseende dataövervakning och mönster- avkänning.

Funt och Bryant har även publicerat en artikel med titeln "Detection of Internal Log Defects by Automatic Interpretation of Computer Tomography Images" som publicerades i januarinumret 1987 av Forest Products Journal, vilken_i_deEaljwbeskriver analysen av en stocks tvärsektionshistogram av en densitetskarta_ söm framtagits genom bestrålning av en stock med använd- ning av röntgenstrålar och analyserar detta histogram för ätt fastställa läget på kvistar och röta. __ Wöptiska avsökare har även använts för att bestämma läget av ytdefekter i virke genom differentiering baserad på ytfärg.

Automatiska virkesbearbetningssystem (ALPS) har även beskrivits vafiflden information som erhålls genom en optisk avsökning av brädan analyseras på basis av ton, färg, struktur och mönsterigenkänning för att fastställa läget av ytdefekter i en virkesbit och för att använda informationen som sålunda alstras \__ 10 15 20 25 30 35 504 547 3 för att ta fram en sågningslösning för sågning av de granskade brädorna för att erhålla optimum av an- vändbart virke från den granskade brädan.

En artikel i IEEE "Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence" volym TAMI-5 nr 6 november 1983 med titeln "Code Identifying and Locating Surface Defects in Wood - Part of An Automated Lumber Processing System" av Conners et al, beskriver ett system vari en bild framställs genom optisk avsökning, såsom medelst en laseravsökare och bilden granskas för att bedöma dess tonala egenskaper, dvs graden av klarhet, dess struktur eller mönsterkvaliteter och mönsterigenkänning för att upptäcka defekter i virkesmaterialet och läget av dessa defekter.

En artikel med titeln Lumber Processings System" av McMil1in et al, i Forest "ALPS - Potential New Automated Products Journal volym 34 nr l januari 1984, behandlar avkänning och lokalisering av defekter i en stock och tillhandahåller en optimal delningslösning på basis av denna information. I denna publikation bearbetas en stock genom avsökning med användning av fotontomografi och datorrekonstruktion av axiella projektioner från tre olika vinklar för att lokalisera defekter i virket.

Efter sågning av virket till brädor granskas brädorna i sig med videokameror och bildinformationen digitaliseras och analyseras med avseende på tonala och strukturella kvaliteter och en optimal delningsstrategi på basis av defekternas lokalisering utförs därpå.

Artikeln "A Prototype Software System Locating and Identifying Surface Defects in Wood" av Conners, given vid sjunde internationella konferensen för mönster- igenkänning i Montreal Kanada 30 juli - 2 augusti 1984 och publicerad i protokollets volym l ger ytterligare detaljer avseende särskiljande av felfritt trä från defekt trä i virke med användning av optiska avsöknings- tekniker vari den bakomliggande vankanten, kvistar och felfritt trä särskiljs. 504 547 10 15 20 25 30 35 4 United States patent 3 931 501 publicerat 6 januari 1976 av Barr et al visar ytterligare en annan avsöknings- teknik för att fastställa och ange ytdefekterna på ett stycke trä och därpå anges ett delningsmönster för att kanta virket till skilda virkeselement.

Kanadensiska patentet l 146 051 offentliggjort l0 maj 1983 av för optimering Strandberg et al beskriver ett system som baserar sig på mätning av konturerna hos ett stycke timmer och sågning baserat på ett opti- meringsprogram vilket positionerar timmerstycket för sågning i kantverket och reglerar kantverket i enlighet därmed.

Kanadensiska patentet l l25 148 beskriver en optisk sensor för att upptäcka oregelbundenheter längs längskanterna av en stock och reglering av positionen hos stocken för sågning och för att eliminera dessa oregelbundenheter.

Det kommer att framgå av ovanstående att skilda tekniker har föreslagits och i nâgra fall skapats för avsökning av brädor för att skapa bilder av ytan hos brädan vilka därefter analyseras, först för att fastställa defekter och typer av defekter och lokali- sering av dessa yteffekter och därpå ange en optimal delningslösning för kantning av brädan och positionering av densamma för efterföljande kantning. Dessa system utnyttjar i första hand optiska avsökningstekniker för att skapa den bild som skall analyseras. Emellertid har det föreslagits att i vissa fall använda elektro- magnetisk strålning genom att rikta en nålspets av sådan strålning genom brädan och avkänna intensiteten av strålningen efter att denna genomkorsat brädan för att få indikationer pá densiteten.

Alltså ar det känt att få en realtidsanalys av brädan och anvisa en optimal delningslösning, dvs att analysera bilden som framställts genom avsökning av brädan i realtid för att fastställa läget av de- fekter och från detta bilda ett optimalt delnings- 10 15 20 25 30 35 504 547 5 mönster. Sådan realtidsanalys har uteslutande baserats på optisk avsökning och analys av den så framställda bilden. Emellertid kommer det att framgå att optisk avsökning bara kan fastställa ytdefekter och är i många fall begränsad av ytan hos stamblocket som avsöks så att den grova ytan hos ett grovt sågat stamblock ej kan behandlas genom användning av denna teknik.

Röntgenstrålar eller elektromagnetisk avsynings- teknik har använts i första hand för analys av hela stockar snarare än stamblock eller okantat virke och bilden (bilderna) som framställts har analyserats med avseende på defekter och en delningslösning för stockar. Det har föreslagits att röntgentomografi eller genomlysning kan användas för att upptäcka defek- ter i virke. Hittills har den publicerade informationen hänfört sig till användning av röntgenstrålar för att inspektera trä och har ej varit av praktisk natur, dvs drivna i realtid (kapabla att arbeta vid konventio- nella produktionshastigheter).

Kort beskrivning av föreliggande uppfinning Det är ett syfte med föreliggande uppfinning att skapa ett realtidssystem för avsökning av ett stamblock för att skapa en bild av stamblocket baserat på densitetsvariationer, analysera bilden som skapats och ange en sågningslösning tillräckligt snabbt för att upprätthålla rimlig maskinproduktionshastighet (realtid).

I grova drag hänför sig föreliggande uppfinning till ett virkesoptimeringssystem omfattande en transport- anordning för transport av stockar eller stamblock genom sagda system, ett profileringsmedel för generering av en signal som anger vankanten hos sagda stamblock, en datainsamlingsstation med medel som riktar en elektro- magnetisk strålningslinje genom varje stamblock då detta förflyttas av sagda transportanordning genom datainsamlingsstationen och medel för att lokalt avkänna mängden strålning som genomkorsar varje sådant stamblock 504 547 10 15 20 25 30 35 6 för att därigenom åstadkomma data som indikerar densi- teterna i lokala områden i varje stamblock, medel som bildar en densitetskarta från sagda data, bild- analyseringsmedel för att analysera densitetskartan och signalen för att fastställa storlek och placering av defekter på densitetskartan, medel för att bestämma en sågningslösning baserad på bildanalysen och bestäm- ningen av defekternas storlek och placering och sagda signal såsom fastställts genom sagda profileringsmedel, medel som justerar ett sågmedel i enlighet med den sågningslösning som framtagits för varje stamblock och medel för att justera ett för stockarna avsett positioneringsmedel för att placera varje stamblock relativt sågmedlet i ett läge som bestäms av sågnings- lösningen för varje enskilt stamblock.

Sågningsmedlet kan vara ett kantverk i vilket fall det för stamblocket avsedda positioneringsmedlet vinkelställer stamblocket i förhållande till sågarna i kantverket för att bestämma riktningen av delningen genom stamblocket eller alternativt kan sågningsmedlet vara en justersàg och det för stamblocket avsedda positioneringsmedlet kommer att axiellt placera (utmed den längsgående axeln hos stamblocket) en axiell ände av stamblocket.

Företrädesvis omfattar datainsamlingsstationen ett flertal åtskilda grupper av sensorer som samtidigt mäter de lokala densitererna hos stamblocket över olika områden av stamblocket så att den tid som behövs för att insamla data representativa för densiteten kan utföras på kort tid.

Densitetskartan bildas företrädesvis i det minsta antalet bildbuffertar, beroende på bredden av stam- blocket som bearbetas, sensorer kan placeras i förskjutet förhållande i samma bildbuffert, dvs om mer än dubbla antalet signifikanta pixlar som berörs för bredden hos stamblocket finns till hands i en enskild bildbuffert kommer mer än så att om data från mer än en grupp 10 15 20 25 30 35 504 547 7 en längd av stamblocket att lagras i en bildbuffert, varigenom tiden som krävs för bildanalysen reduceras eftersom antalet bildbuffertar som skall analyseras av bildanalyseringsmedlet reduceras i motsvarande grad.

Funktionerna av datainsamlingen, bildandet av densitetskartan, bildanalysen och beräknandet av såg- ningslösningen utförs asynkront och rapporteras till en reglerdator som reglerar operationssystemet i enlig- het med ett stamblocks läge och tillståndet hos de skilda funktionerna för att maximera hastigheten hos transportanordningen.

Kort beskrivning av ritningarna Ytterligare särdrag, ändamål och fördelar kommer att bli uppenbara av följande detaljerade beskrivning av de föredragna utförandena av föreliggande uppfinning vilka beskrivs i samband med de tillhörande ritningarna på vilka: FIG l är en schematisk sidovy av ett bearbetnings- system innefattande föreliggande uppfinning.

FIG 2 är en schematisk illustration av en uppställ- ning av elektromagnetiska strålningsdetektorer som är placerade för att fånga upp den strål- ningslinje som passerar genom brädan.

FIG 3 är en schematisk illustration av ett optimerings- system i ett kantverk innefattande föreliggande uppfinning.

FIG 4 är en schematisk illustration av ett optimerings- system i en justersåg innefattande föreliggande uppfinning.

Beskrivning av de föredragna utförandena Såsom visas i fig 1 är avsökaren l0 sammansatt av en grundläggande huvudtransportör 12 vilken i det visade arrangemanget är en kedjetransportör med tappar 14 på vilka stamblocken eller det okantade virket 16 placeras medelst passande medel (ej visat). Transpor- tören 12 förflyttar stamblocken 16 genom att tapparna 5504 547 10 15 20 25 30 35 8 14 griper om ena sidan av varje stamblock, varigenom stamblocken automatiskt placeras i förhållande till transportören så att läget av varje stamblock är känt med ett mellanrum som är förutbestämt genom mellanrummet mellan tapparna 14.

Transportören 12 förflyttar stamblocken ett i (fig l och 3), vilken har en första sensor som kan vara någon passande taget förbi en profileringsstation 18 sensor, såsom en optisk avsökare avpassad att fastställa vankanten och periferin hos brädan. Sådana anordningar är väl kända, t ex den optiska sensorn som säljs genom Lloyd/Softac i Vancouver, B.C. under varubeteckningen LS-8600.

Efter passerandet genom den optiska avsökaren eller sensorn 18 passerar stamblocket 5 in i en data- insamlingsstation 20 innefattande en röntgenstrålare eller en lämplig densitetsavkännare som kommer att fastställa de lokala densiteterna i stamblocket 16.

Företrädesvis kommer densitetsavkännaren att omfatta åtminstone en källa 26 för röntgenstrålar som kan ställas in genom en kollimator, allmänt beteck- nad 22, strålningen till en utplattad solfjäderform, såsom för att reducera den utsända elektromagnetiska illustreras vid 24, för att erhålla en smal linje I fig 2 visas fyra i sidled åtskilda röntgenstrålkällor 26 av röntgenstrålar som träffar stamblocket. vilka var och en projicerar en linje mot stamblocket som passerar genom avsökaren 20. Linjerna från varje källa 26 är anordnade väsentligen ände mot ände i en väsentligen axiellt rak linje för att därigenom sträcka sig i väsentligen hela längden av stamblocket.

Om så önskas behöver linjerna ej vara i axiellt rät linje. Angränsande ändar av dessa linjer kan överlappa något men i så fall måste de detektorer 32 som berörs av överlappningen kalibreras i enlighet därmed. Det är även möjligt att ha små mellanrum mellan närliggande ändar av dessa linjer som strålar ut från närliggande 10 15 20 25 30 35 504 547 9 26 vilket kommer att lämna ogranskade partier tvärs stamblocket, t ex i området av transportkedjorna 12.

Elektromagnetisk strålning innesluts inom ett hölje 28 på avsökaren 20 genom en ledande beklädnad nära bottenkanten, dvs där stamblocken passerar igenom med en flexibel ledande beklädnadsgardin vid den in- kommande och utkommande sidan såsom indikeras vid 30. kommer in i och lämnar detektorn 20.

Gardinen 30 kan vikas bort av stamblocket som Det solfjäderformade flödet av fotoner 24 från var och en av ändarna 26 som beskrivits ovan bildar en linje av fotoner som sträcker sig väsentligen över stamblockets 16 hela längd. Linjen är riktad mot en uppställning av sida mot sida anordnade röntgendetekto- rer 32 sammansatta av ett flertal sida vid sida anord- nade scintillatorer 33 och motsvarande fotodioder 34. Dessa fotodioder 34 är var och en av väsentligen samma bredd och är anordnade likformigt längs längden av fotonernas linje. Bredden på dessa dioder bestäms av deras antal placerade i ett sida vid sida-förhållande längs fotonlinjens längd. Vanligen kommer det att vara åtminstone 4 (fyra) Sådana dioder per tum för att erhålla en användbar bild och normalt ej mer än omkring 16 (sexton) eftersom det vid normal användning är av liten praktisk fördel att reducera bredden på detek- torarean under detta. Sökanden har funnit att användning av tio dioder per tum erbjuder en mycket tillfredsstäl- lande upplösning.

I anordningen enligt fig 2 har skilda dioder betecknats genom referensnummer 34 (bara några av dioderna är betecknade) och dessa dioder är förbundna genom en tryckt kretsanordning eller liknande med en analog till digital konverterare allmänt betecknad 36 vilken i sin tur är förbunden med en utgående ledning allmänt betecknad 38 för att leda den digitaliserade datan som samlats genom varje grupp 35 hos uppställ- ningen 32 till en lämplig dator 62 såsom kommer att 504 547 10 15 20 25 30 35 10 beskrivas nedan.

Varje diod har en särskild adress och deras ut- gående spänning avläses och digitaliseras i följd per grupp. Företrädesvis är dioderna uppdelade i sär- skilda grupper såsom antyds vid 35. I det visade arrange- manget är en grupp avsedd för var och en av sändarna 26 men detta är ej nödvändigt. Diodutgångarna hos varje grupp 35 avläses och digitaliseras i följd, varvid alla grupperna 35 avläses och digitaliseras samtidigt. Genom att på detta sätt indela dioderna i grupper längs strålningslinjen som utsänds mot stam- blocket reduceras den erforderliga tiden för att insamla den relevanta datan längs stamblockets hela längd.

Om exempelvis fyra skilda grupper 35 är anordnade och utgångarna från dioderna i varje grupp avläses samtidigt och digitaliseras behövs endast en fjärdedel av tiden för att i följd avläsa och digitalisera ut- gångarna av hela linjen (antagande att varje grupp 35 innehåller lika antal dioder). Sålunda kommer dio- derna att uppdelas i ett lämpligt antal grupper för att säkerställa att den nödvändiga datan insamlas inom erforderlig tid. I ett speciellt exempel enligt föreliggande uppfinning avläses och digitaliseras diodutgångarna i följd i grupper om femhundratolv dioder vid en frekvens av 100 kilohertz då stamblocket passerar sensorerna.

~I utförandet enligt fig l och 3 (kantverksoptime- rare) passerar stamblocken, efter att de har avkänts eller avsökts av avsökaren 20, längs transportören l2 över det öppna partiet 39 och därpå till den andra transportören 40 (se fig l och 3) vilken drivs i den riktning som indikeras av pilen 4l och flyttar stam- blocket från transportören 12 till positioneringssta- tionen 42 vari den främre kanten av stamblocket l6a i fig 1 förflyttas till ett läge mot justerbara stopp- sprintar 44 vilka är rörliga såsom visas av pilarna 46 för att ligga i rak linje med främre kanten hos 10 15 20 25 30 35 504 547 ll stamblocket med den önskade vinkeln relativt kantverkets matningstransportör 48. Transportören 48 drivs av en för kantverket avsedd motor 50. De många rullarna, såsom de som är schematiskt visade vid 52, är placerade på motsatta sidor av transportören 48 vilken är relativt smal i förhållande till bredden hos stamblocket vinkel- rätt mot rörelseriktningen av transportören 40 så att stamblocket ej kan tippa då det transporteras av transportören 48. I allmänhet kommer en nedhållare (ej visad) att samverka med översidan av varje stamblock då detta transporteras in i kantverket 54.

Transportören 12, som transporterar stamblocken 16 genom de två sensorstationerna 18 och 20, drivs av en lämplig matningsmotor 56 medan framkörningstrans- portören 40 drivs i riktning av pilen 41 av en matnings- motor 58.

Den huvudsakliga datainsamlingen, analysen och kontrollsystemen till utförandet enligt fig 1 och 3 är schematiskt visade i fig 3.

I det visade utförandet i fig 3 erhålls brädans eller stamblockets ytprofil från profileringsstationen 18 och matas in i profileringsdatorn 60 via ledningen 61 och data för densitetskartering erhålls från data- insamlingsstationen 20 och matas in i densitetskarte- ringsdatorn 62 via kommunikationsledningen 38.

Bildanalyseringsdatorn 64 mottar data från datorn 62 via ledningen 66 och från datorn 60 via ledningarna 68 och 70. Ytprofilinformationen från datorn 60 läggs över densitetskartan från datorn 62 för att höja nog- grannheten på bildanalysen för defektklassificeringen.

Bildanalysinformationen som fastställer lokalise- ringen av defekter inbegripande kvistar, röta och bräddimensioner etc, matas därpå till sågningslösnings- datorn 72 via ledningen 74 och används för att fast- ställa sågningslösningen. Fastställningen av sågnings- lösningen använder även signaler från datorn 60 vilka kommer in via ledningen 68. 504 547 10 15 20 25 30 35 12 Ovannämnda datainsamling och datorer drivs alla asynkront och deras tillstånd rapporteras till en huvuddator 84 för bearbetningsreglering vilken står för den övergripande regleringen av processen. Process- reglerdatorn 84 synkroniserar funktionen hos alla komponenterna i systemet och har därför ingångar från datorerna 62, 64 och 67 såväl som från virkesdetektorer- na 82 stamblock 16 som införs till utrustningen. (bara en visad) vilken avläser närvaron av ett Information från detektorn 82 matas via ledningen 86 in till process- reglerdatorn 84. Om så önskas kan det finnas andra detektorer vid andra stationer, 18 och 20, Var och en av datorerna 60, t ex en i varje station sektion 39, transportör 40 och position 42. 62, 64 och 67 är förbundna med processreglerdatorn 84 genom ledningarna 94, 96, 98 resp 100 för överföring av data däremellan.

Processdatorn 84 reglerar driften av de skilda matnings- motorer för transportören via ledningen 88. Huvudmat- ningsmotorn 56 i transportören 12 är förbunden med ledningen 88 via grenledningen 90, matningsmotorn 58 i transportören 40 via grenledningen 92 och kantver- kets matningsmotor 50 via grenledningen 93.

Datorn 84 inbegriper datorkapacitet 76 för reglering av stamblockpositioneraren 42 på basis av insignalen från de skilda datorerna inbegripande sågningslösnings- datorn 72 och överför informationen för sågningslösningen till positioneraren 42 via ledningen 80 och kantverks- inställningen 54 via ledningen 78.

Vid drift av utförandet enligt fig l och 3 tillförs det första stamblocket eller brädan 16 som betecknas vid l6b i fig 3 till transportören 12 vid intagsänden av denna och förflyttas vinkelrätt mot dess längdrikt- ning i riktning av pilen 102 först till den optiska avsökaren 18 där dess fysiska profil granskas så att vankanterna hos stamblocket avkänns och dessas läge fastställs. Stamblocket matas kontinuerligt genom avsökaren 18 vid en matningshastighet som bestäms 10 15 20 25 30 35 504 547 13 av matningsmotorn 56 så att dimensionerna och profilen hos stamblocket med lätthet kan bestämmas. Stamblocket passerar sedan med samma matningshastighet genom data- insamlingsstationen eller avsökaren 20 där röntgen- strålar passerar genom stamblocket och en densitets- profil uppmäts av raden av detektorer 32 på ett konti- nuerligt sätt då stamblocket rör sig där förbi.

Datan som insamlas i avsökaren 18 överförs genom en ledning 61 till datainsamlings- eller profilerings- datorn 60 vari profilen av stamblocket fastställs.

Informationen från avsökaren 20 överförs via ledningen 38 till datainsamlings- och densitetskarteringsdatorn 62 vari en densitetskarta av densitetsprofilen av det avsökta stamblocket erhålls. Densitetsprofilen baseras på signalstyrkan per pixel hos den skapade bilden vilken i sin tur genom signalförsvagningen hos röntgenstrålarna som passerar genom brädan och mottas vid en given tidsperiod av var och en av de skilda detektorerna i raden 32. Normalt kommer signalen att vara inverterad så att områdena med den största densiteten kommer att framträda på bilden som områdena med den högsta intensiteten på gråskalan vid bild- analysen.

Tiden för bildanalysen kan markant reduceras (lika med antalet pixlar tvärs en standardbildbuffert) kan rymmas om bilderna från fler än en avsökarlänk på en enskild bildbuffert. Detta kan åstadkommas genom användning av information från vankantsavsökaren 18 vilken fastställer den största bredden hos brädan så att om antalet pixlar tvärs denna maximumbredd är mindre än halva antalet pixlar i höjdled hos en bildbuffert kan två avsökningslängder rymmas i samma buffert. Om antalet pixlar tvärs maximumbredden hos stamblocket är mindre än en tredjedel av antalet pixlar på höjden av en buffert, kan tre avsökningslängder rymmas i en enskild buffert osv.

Genom att packa mer än en avsökningslängd i en 504 547 l0 15 20 25 30 35 14 enskild bildbuffert reduceras behandlingstiden för analys av alla bilderna. Antalet buffertar som måste analyseras och behandlas kan i många fall reduceras till hälften och i några fall till en tredjedel vilket därigenom reducerar analystiden så att matningshastig- heten (transportör 12) kan ökas.

Ett histogram över de resulterande intensiteterna hos pixlarna i gråskalsbilden (avkända densiteter) produceras genom att ackumulera histogram buffert för buffert och datorn 64 analyserar de samlade histo- grammen över intensiteterna (densiteterna) vilka svarar mot densiteten hos bra virke, densiteten hos röta och med låg densitet framställda tomrum såsom hål eller torr röta. T ex om relativt torr ved behandlas är densiteten hos röta markant mindre än hos det bra virket och det kan fastställas på basis av dess låga densitet. I våt ved (dvs våt ved kan ha transporterats via vatten), emellertid, kan densiteten hos röta mycket väl vara högre än densiteten hos den bra veden och det speciella densitetsspektrumet som avbildar röta kommer att vara högre än hos den bra veden.

Högdensitetsområden kan även finnas genom analyse- ring av frekvensinformation i bilden.

Sökanden har upptäckt att kvistar kan bestämmas genom plötsliga förändringar i densiteten, dvs en relativt skarp gränsyta mellan kvistområdet med sin höga densitet och den lägre densiteten hos området med bra virke. Det har upptäckts att kvistar kan kännas igen på detta sätt genom användning av ett endimensio- nellt del-2-G digitalt filter vars ena dimension är väsentligen parallell med längdaxeln hos stamblocket för att fastställa de plötsliga förändringarna i densi- teten då avsökaren kommer till och lämnar kvisten.

Denna teknik har upptäckts kunna fastställa kvistar exakt och snabbt utan behov av onödig datorkapacitet.

I alla händelser analyseras data för att fastställa vilka pixlar som representerar kvistar, vilka pixlar 10 15 20 25 30 35 504 547 15 som representerar bra virke och vilka pixlar som repre- senterar röta. De relativa lägena av dessa pixlar är kända så att läget för röta och kvistar i brädan kan bestämmas.

Pâ basis av denna information plus information som samlas i detektorn 18 och behandlas i datorn 60, vilken fastställer de yttre kanterna och vankanten hos stamblocket, kan alla defekter som ligger nära kanten hos stamblocket elimineras och arbetet i datorn 64 förenklas eftersom ytterkonturerna av brädan bestäms av datorn 60.

Informationen från datorn 64 och informationen från datorn 60, som beskrivits ovan, matas till sågnings- lösningsdatorn 72 vilken, på basis av de riktiga värde- na för virkesprodukternas gradering, är programmerad att optimera värdet av materialet som kan sågas från stamblocket med avseende på kvalitet och volym så att den resulterande sàgningsoperationen kan ge ett maximalt utbyte. Datorn 72 tillför sågningslösningen till datorn 84 vilken lägesställer kantsågarna hos kantverket via kantverksinställningen 54 och beräknar i beräkningssektionen 76 läget av sprintarna 44 och beordrar rörelse av sprintarna 44 i positioneraren 42 i enlighet därmed.

Huvud- eller reglerdatorn 84 reglerar funktionen och hastigheten hos systemet. Var och en av datorerna 60, 62, 84 och ger signaler till datorn 84 då de har fullgjort 64 och 72 matar information till reglerdatorn sina uppgifter för varje stamblock då denna har passerat genom systemet. Hastigheten hos transportören 12 styrs av motorn 56 vilken regleras av datorn 84 för normal rörelse vid maximal hastighet för att förflytta stam- blocket genom systemet till kantsågen 54 så snabbt som möjligt och förpassa det följande stamblocket in i systemet. Om beräkningarna hos datorerna ej är slutförda för ett visst stamblock då stamblocket inträder i transportören 40, sänker datorn 84 hastigheten eller 504 547 10 15 20 25 30 35 16 stoppar transportören 12 tills alla operationer för det stamblocket är utförda och ökar därpå hastigheten hos transportören 12. Detta säkerställer att linjen arbetar vid en maximal hastighet förutom då en onödigt komplicerad operation påträffas som kräver markant mera tid än genomsnittet. Om detta inträffar sänks linjehastigheten (transportör 12) eller stoppas beroende på den speciella regleringsanvändningen.

Stamblocket l6b har då det kommer till positionera- ren 42 blivit fullständigt analyserat av datorerna 60, 62, inmatningstransportören 48 har fastställts. För att 64 och 72 och vinkeln hos stamblocket mot lägesställa stamblocket i den riktiga orienteringen justeras sprintarna 44 (bara tvâ visas men fler kan användas beroende på längden hos stamblocket som skall lägesställas) såsom indikeras av pilarna 46 och stam- blocket förs fram till positioneraren 42 av transpor- törerna 40 vilka drivs av motorn 58 som aktiveras då ett stamblock är i läge för att röra kanten av stamblocket mot sprintarna. Transportören 40 kan helt enkelt vara en transportör av en typ med ett plant band som kan slira relativt stamblocket så att då transportören 40 skjuter stamblocket mot den främst utstående av sprintarna 44 så att änden av stamblocket glider på transportören och stamblocket förskjuts till den riktiga orienteringen i sin längdaxel med rörelseriktningen hos transportören 48 mot kantverket 54 såsom indikeras av pilen 49.

Då kanten av stamblocket har placerats mot sprintar- na 44 aktiveras matningsmotorn 50 till kantverket för att förflytta stamblocket i riktning av pilen 49 genom kantverket 54 för att såga stamblocket såsom erfordras.

Beskrivningen ovan är avsedd för kantverkssystem, emellertid kan det lika gärna appliceras på ett juster- sågsystem såsom det som visas i fig 4.

I fig 4 har samma referensnummer utnyttjats för 10 15 20 25 30 35 504 547 17 att beteckna samma delar hos uppfinningen som beskrivits här ovan och dessa element kommer ej att beskrivas igen.

Det bör noteras att i utförandet enligt fig 4 är ingen profileringsavsökare 18 medtagen. I detta fall överförs den data som alstras av avsökaren 20 via en ledning 6la till en datainsamlings- och bräd- profilsdator 60a vilken bestämmer kanterna hos brädan på basis av en märkbar förändring i densiteten som bildas då kanten av brädan korsar strålningslinjen och en densitetstopp bildas väsentligen längs linjen som bildas där kanten av vankanten korsar det plan som utgör en yta hos stamblocket. Datorn 60a bestämmer alltså läget av kanten hos stamblocket såväl som linjen där vankanten korsar brädan eller stamblocksytan.

Denna teknik att fastställa kanterna av vankantsytorna på stamblocket kan ej fastställa lutningen på vankanten såsom kan göras med en optisk sensor såsom den som visas i fig l och 3 (sensor 18), varvid alltså sensorn 18 kan undvaras och brädprofilen bestämmas såsom be- skrivits omedelbart här ovanför vid användning av datorn 60a. Det föredras att använda ett optiskt avsök- ningssystem som använder den optiska avsökaren 18 och datorn 60 då dessa möjliggör mer noggrann bestämning av en sågningslösning, dvs om lutningen hos vankanten är relativt flack i närheten av dess övergång till den plana ytan hos stamblocket kan det vara acceptabelt att ta med mer av vankanten i de sågade bräderna.

Den optiska avsökaren 18 och datorn 60 kan användas i utförandet enligt fig 4 istället för datorn 60a eller i utförandet enligt fig 3 kan datorn 60a användas istället för den optiska avsökaren 18 och datorn 60.

I utförandet enligt fig 4 avlastas transportören l2 på en inmatningstransportör 200 som bär stamblocken (hädanefter hänvisade till såsom brädor) in i trimsågen 202 som har inställningar 204. Alltså kan utförandet enligt fig 4 appliceras på transportören 12 och av- 504 547 10 15 20 25 30 35 l8 kännas genom sensorn 20 på ett liknande sätt som stam- blocken som matas till transportören 12 i utförandet enligt fig 3.

Brädorna som transporteras genom avkänningsstationen 20 och längs transportören 12 avkänns och sågningslös- ningen bestäms pâ väsentligen samma sätt som beskrivits ovan i fig 3. All denna information matas genom process- reglerdatorn 84.

Datorkapaciteten 76a för lägesställning av brädan utnyttjas i detta fall för reglering via ledningen 206. Läget av ändplattan 208 kan röras in och ut såsom visas av pilen 210 för att reglera funktionen hos positioneringsmotorn 212 via ledningen 214. Positione- ringsmotorn 212 driver de sammankopplade rullarna 216 för att tvinga de längsgående ändkanterna vid en längsgående ände av en bräda som är placerad på rullar 216 till anliggning mot plattan 208 och därigenom lägesställa en ände hos brädan.

Enkelt uttryckt är det så snart sàgningslösningen är känd nödvändigt att lägesställa brädan i längsled relativt justersàgen 202 och att ställa in justersågs- inställningen 204 enligt sågningslösningen, vilket åstadkoms medelst processreglerdatorn 84 och dess anslutningsledning 218.

Justersågstransportören 200 drivs av en matnings- motor 220 vilken regleras från processdatorn 84 via ledningen 88 och grenledningen 222.

Vid drift av systemet som visas i fig 4 förflyttas brädan på transportören 200 till ett läge på rullarna 216 så snart sàgningslösningen har befordrats till processregleraren 84. Plattan 208 kommer normalt att ha placerats av positioneringsdatorn för brädor i sektion 76a innan brädan när transportörrullarna 216.

Med plattan 208 placerad pà erforderligt sätt aktiveras rullarna 216 genom lägesställarmotorn 212 för att förflytta brädan i riktning av pilen 224 och anlägga dess ändkant mot plattan 208. 10 15 20 25 30 35 504 547 19 Transportören 200 förflyttar brädan till justersâgen vilken har fått sin inställning 204 justerad så att sågarna delar brädan i längsled såsom erfordras.

Medan enskild transportör 200 har visats är det uppenbart att två separata transportörer kan användas.

En för att befordra brädan till positioneringsstationen, innefattande rullarna 216 och plattan 208 och en andra transportör som beroende på funktionen används för att transportera brädorna genom justersågarna 202.

Uppfinningen har beskrivits med stamblocken matade väsentligen vinkelrätt mot dess längdaxel, men det är uppenbart att med erforderliga modifieringar kan stamblocken matas genom avkänningsutrustningen med längdaxeln väsentligen parallellt med matningsriktningen.

Då uppfinningen sålunda har beskrivits kommer modifikationer att vara uppenbara för fackmannen utan att avsteg görs från grundtanken hos uppfinningen såsom denna definieras i de bifogade kraven.

Claims (12)

504 547 10 15 20 25 30 35 20 PATENTKRAV

1. Virkesoptimeringssystem, innefattande ett trans- portörorgan (12) för transport av stamblock eller brädor (16), av en profilsignal för stamblocket eller brädan (16), ett en profilstation (18) med sensororgan för alstring analyseringsorgan (64) för analysering av profilsignalen, ett organ (72) för definiering av en sågningslösning base- rad på analyseringsorganets (64) analys av stamblocket eller brädan (16), ställning av sàgorgan (54, 202) enligt den definierade ett inställningsorgan (204) för in- sàgningslösningen för varje stamblock eller bräda (16) och ett positioneringsorgan (76, 76A) för positionering av varje stamblock eller bräda (16) relativt sågorganen (54, 202) i ett läge som definieras av sågningslösningen för varje stamblock eller bräda (16), , av en datainsamlingsstation (20) med strålnings- k ä n n e t e c k - n a t organ (26) för sändning av en linje elektromagnetisk strålning genom varje stamblock eller bräda (16) vid passage av datainsamlingsstationen (20) samt ett strål- ningsmottagningsorgan (32) för lokal avkänning av den strålningsmängd som passerar varje stamblock eller bräda (16). rådena av stamblocket eller brädan erhålles, och ett organ så att data indikerande densiteten i de lokala om- (62) för bildande av en densitetskarta över stamblocket eller brädan (16) ur nämnda data, net (64) är anordnat att för definiering av sågningslös- varvid analyseringsorga- ningen även analysera densitetskartan i syfte att defi- niera storlek och placering av defekter med hjälp av densitetskartan.

2. System enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av en dator (84) för reglering av transportörorganets (12) drift i beroende av analyseringsorganet (64) och organet (72) för definiering av sågningslösningen.

3. System enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att datainsamlingsstationen (20), organet (62) för bildan- de av densitetskartan, analyseringsorganet (64) och orga- 10 15 20 25 30 35 504 547 21 net (72) för definiering av ságningslösningen är osynkro- niserade och att deras tillstànd meddelas en dator (84), som reglerar transportörorganets (12) hastighet för att säkerställa att stamblock eller brädor (16) inte passerar ságorganen (54, 202) förrän sàgningslösningen har definie- rats, ságorganen har inställts och stamblocket eller brä- dan (16) har positionerats.

4. System enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att ságorganen innefattar ett kantverk (54) och att posi- tioneringsorganet (76) är anordnat att vinkelinställa stamblockets eller brädans (16) längdaxel gentemot kantverket (54) för definiering av den vinkel under vilken stamblocket eller brädan (16) ska klyvas i förhållande till längdriktningen.

5. System enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att ságorganen innefattar en justerság (202) och att posi- tioneringsorganet (76A) har organ (212) för lägesinställ- ning av en stamblocks- eller brädände.

6. System enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att profilstationen (18) innefattar optiska sensorer för avsökning av varje stamblock eller bräda (16) vid passage genom profilstationen (18) pà transportörorganet (12).

7. System enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att profilstationen (18) innefattar en dator (60, 60A) för analysering av densitetskartan över stamblocket eller brä- dan (l6) i syfte att definiera längskanterna och kanterna vid övergången mellan en vankantsdel och en intilliggande plan yta.

8. System enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att strålningsmottagningsorganet (32) för lokal avkänning av den stràlningsmängd som passerar varje stamblock eller bräda (16) är uppdelat i ett flertal separata grupper sen- sorer (33), varvid varje grupp är anordnad att arbeta parallellt med de angränsande grupperna och varje sensor (33) i respektive grupp är anordnad att arbeta i serie med de andra sensorerna (33) i gruppen i syfte att väsentligen samtidigt åstadkomma data indikerande densiteten i olika 504 547 10 15 20 25 30 35 22 lokala omràden av stamblocket eller brädan (16).

9. System enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a t av att separata bildbuffertar är anordnade för lagring av nämnda densitetsdata för de olika lokala områdena och för analysering medelst analyseringsorganet (64).

10. System enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t av att en enskild bildbuffert är anordnad att lagra data ur ett flertal grupper pixlar, som representerar olika områden, om stamblockets eller brädans (16) bredd i bild- bufferten upptar mindre än hälften av pixlarna i bild- bufferten.

11. ll. System enligt krav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a t av att transporörorganet (12) är anordnat att genom stationerna och positioneringsorganet transpor- tera stamblocket eller brädan (16) väsentligen vinkelrätt mot transportörorganets (12) längdriktning.

12. Förfarande för kvistdefiniering vid ett system enligt krav 1, baserat på analysering av en densitetskarta och av histogram över densitetspunkter, k ä n n e - t e c k n a t av att, i syfte att fastställa plötsliga densitetsförändringar, som indikerar en kvists avgräns- ningslinjer, data som representerar densitetskartan och histogrammen analyseras med hjälp av ett endimensionellt digitalfilter, vars dimension sträcker sig väsentligen parallellt med stamblockets eller brädans (16) längdaxel.