SE510242C2 - Metod och mätsystem för detektering av defekter vid ytan av ett trästycke - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 510 242 TEKNISKA PROBLEMET Ett ändamål. med föreliggande uppfinning är därför att åstadkomma en metod och ett mätsystem sonlmed jämförelsevis enkla och billiga komponenter förmår detektera defekter och avgöra lämplig kappunkt.

LösNINGEN Detta ändamål löses vid metoden enligt uppfinningen, genom att man belyser träytan punktformigt med ett antal ljus- strålar som är parallellt riktade och med kända inbördes delningsavstånd, vilka strålar bringas att passera mätom- rådet och uppvisar en viss intensitet, och att man i en serie exponeringar detekterar ljusstyrkan och läget för de punkter i vilka ljusstrålarna belyser trästycket under för- flyttningen inom mätområdet.

Mätsystemet enligt uppfinningen kännetecknas av att ljuskällan omfattar medel för att avge ett antal ljusstrå- lar, som är parallellt riktade mot träytan och med kända inbördes delningsavstånd, och att mikroprocessorn är anordnad att styra detekteringsorganet, på så sätt att en serie exponeringar, där ljusstyrkan och läget för de belysta punkterna på träytan detekteras, utförs med täta intervaller när trästycket passerar mätområdet.

Fördelaktiga varianter av uppfinningen framgår av de efterföljande underkraven.

FIGURBESKRIVNING Ett utföringsexempel av uppfinningen kommer nu att be- skrivas närmare med hänvisning till de bifogade ritning- arna, på vilka Fig. 1 visar schematiskt i ändvy ett mätsystem enligt uppfinningen, vilket omfattar två mätenheter, Fig. 2 visar från sidan innanmätet i en av de i Fig. 1 visade mätenheterna, Fig. 3 åskådliggör detekteringsmetoden schematiskt, 10 15 20 25 30 510 242 3 Fig. 4 åskådliggör' i diagramform de vid en exponering uppmätta ljusnivåerna, Fig. 5 visar en brädände med spricka och snedkap i per- spektiv, Fig. 6 åskådliggör i diagramform resultatet av detekte- ringen av den i Fig. 4 visade brädänden, Fig. 7 visar en böjd och kupad brädände, och Fig. 8 åskådliggör i diagramform resultatet av detekte- ringen av den i Fig. 6 visade brädänden.

FÖREDRAGNA UTFöRINGsFoRMER De i Fig. 1 visade mätenheterna 10 är monterade på över- och undersidan av en ljusgenomsläpplig transportör som ej är visad i figurerna men kan utgöras av en vanlig kedje- transportör som matar fram brädor som ligger tvärs trans- portörens längdriktning. Varje mätenhet omfattar ett lådformat hölje 11 som innesluter en komplett detekte- ringsenhet. De två mätenheterna 10 är helt lika och samverkar på så sätt att de via ett i respektive hölje anordnat, glastäckt fönster 12 avsynar den övre resp. den undre sidan av ett trästycke 13.

Mätsystemet är avsett för bestämning av kappunkt på rotänden av torkade brädor som exempelvis kan ha en bredd av 75-200 mm och en tjocklek av 15-75 mm. Utrustningen kan exempelvis vara dimensionerat för ett mätområde av 310 mm i längd och 100 mm i tjocklek.

Varje mätenhet omfattar, såsom framgår av Fig. 2, tre laserrör 14 eller laserdioder som var och en utsänder ett smalt strålknippe av företrädesvis pulsmodulerat ljus.

Strålknippet från respektive laserrör leds via en spegel 15 in i en optisk komponent 16 som benämnes multistråldelare och är beskriven i Q§_*QQ§§§§Z¿ vilken stråldelare 16 används för att dela upp en ljusstråle i ett antal paral- lella och ekvidistanta strålar som sträcker sig ut genom 10 15 20 25 30 510 242 4 höljet 11 via den glastäckta öppningen. I det visade exemplet används således tre ljuskällor 14 som av tre stråldelare 16 delas upp i totalt 30 strålar 17 med ett inbördes avstånd av 10 mm.

Strålarna 17 är riktade så att de träffar träytan huvud- sakligen vinkelrätt och orienterade så att de bildar en rad som sträcker sig huvudsakligen tvärs trästyckets 13 fram- matningsriktning.

Ett lysrör 18 är även monterat i höljet 11, så att det sprider ett diffust ljus genom fönsterglaset 12. Vidare är ett optiskt detekteringsorgan 19 monterat i höljet 11, för avkänning av det från träytan 13 reflekterade ljuset via fönsterglaset 12 och en innanför detta i höljet 11 monterad spegel 20. Detekteringsorganet 19 är av arraytyp och omfattar en serie ljuskänsliga element som i det visade utföringsexemplet är anordnat att täcka ett mätområde av 0- 5000 pixel.

Höljet 11 inrymmer även en mikroprocessor 21, ett elför- sörjningsaggregat 22 för elektroniken och lysröret, tre elförsörjningsaggregat 23 laserrören 14 och en indikerings- anordning 24.

Mikroprocessorn 21 är anordnad att styra detekteringsorga- nets 19 exponering för insamling av en serie mätvärden från varje bräda 13 som passerar avsyningsstationen. Mätvärdes- serien ligger sedan till grund för en av mikroprocessorn genomförd bedömning av optimal kappunkt i förhållande till förekommande defekter inom mätområdet.

Varje enhet 10 kan vara försedd med icke visade munstycken för utblåsning av tryckluft, för att hålla fönstret 12 rent. 10 15 20 25 30 510 242 5 Mätprincipen framgår schematískt av Fig. 3 där ett visst antal strålar 17 träffar brädänden 13 och detekteras av läshuvudet 19. Övriga strålar passerar förbi brädkanten och detekteras inte. Däremot detekteras kontrasten mellan den av lysröret 18 belysta ytan och bakgrunden.

Fig. 4 visar grafiskt i ett X-Y diagram hur detta avbildas på detektorarrayen 19 vid en exponeringstid av cirka 2 ms, varvid X-axeln anger antalet pixel och Y-axeln belysnings- intensiteten. Den vänstra zonen visar således antalet laserstrålar som träffar brädan. Avståndet mellan två laserstrålar är 10 mm, vilket motsvarar cirka 140 pixel på arrayen om brädan är plan. Hänvisningsbeteckningen 25 markerar brädans ändpunkt. Upplösningen för denna punkt är cirka 0,1 mm för bestämning av läget horisontellt och vertikalt, varvid de två sista laserstrålarna som träffar brädan används som referens. Avståndet mellan dessa är 10 mm, vilket motsvarar cirka 140 pixel. Om punkten 25 exempelvis befinner sig på ett avstånd av 50 pixel från närmsta stråle som är den sextonde strålen, kan kantens _läge beräknas som 160 + S0/140 = 173,6 mm. Om lysröret 18 inte användes, skulle kantens läge endast kunna bestämmas med en upplösning av 10 mm.

Fig. 5 åskådliggör en komplett mätinsamling från en brädände som uppvisar en spricka 26, ett snedkapat parti 27 och en viss kupighet. För detta ändamål görs en serie exponeringar under brädans passage av laserstrålraden i rörelseriktningen av pilen 28. Exponeringstiden är exem- pelvis 2 ms och varje exponering sparas tills brädan har passerat laserstrålraden. Villkoret för att starta en mätinsamling är att minst en laserstråle skall detekteras.

Mätinsamlingen avslutas när ingen stråle längre detekteras.

Fig. 6 visar mätinsamlingen grafiskt i ett X-Y diagram, varvid X-axeln anger avståndet från en referensstråle i 10 15 510 242 6 pixel och Y-axeln exponeringstillfällena. Samtliga linjer är något böjda. Detta beror på att brädan är kupig. Hacken i linje fyra och fem härrör från slutet av torksprickan 26.

Sprickan 26 blir så stor vid linjerna sex till nio, att laserstrålarna försvinner ner i sprickan under hela expo- neringstiden. Att linjerna tio till tretton är avbrutna beror på att brädan är snedkapad. Denna bräda bör kapas vid 30 mm. Om torksprickan 26 inte hade funnits skulle kap- ningen ha skett vid 92 mm.

Fig. 7 och 8 visar på motsvarande sätt en bräda resp. ett från mätningen av denna bräda kommande diagram. Brädan är böjd uppåt och kupig nedåt. Beroende på att brädan är böjd uppåt ökar avståndet mellan linjerna åt höger i diagrammet.

Linjerna i diagrammet buktar dessutom åt höger till följd av kupigheten.

Uppfinningen är ej begränsad till det ovan beskrivna utföringsexemplet, utan ytterligare varianter är tänkbara inom ramen för de efterföljande patentkraven.

Claims (6)

10 15 20 25 30 r z r ' f PATENTKRAV

1. Metod för att detektera defekter inclett definierat mätområde vid ytan av ett trästycke (13), k ä n n e - t e c k n a d därav, att man belyser träytan punktformigt med ett antal ljusstrålar (17) som är parallellt riktade och med kända inbördes delningsavstånd, vilka strålar bringas att passera mätområdet och uppvisar en viss in- tensitet, och att man i en serie exponeringar detekterar. ljusstyrkan och läget för de punkter i vilka ljusstrålarna belyser trästycket under förflyttningen inom mätområdet.

2. Metod enligt kravet 1, k ä n n e t e c k - n a d därav, att man dessutom belyser träytan diffust med ljus med avvikande intensitet och avkänner träytans kant bortom den yttersta registrerbara ljuspunkten, genom detektering av kontrasten mellan det från träytan reflek- terade ljuset och omgivningens ljusreflektion.

3. Metod enligt kravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a d därav, att mätområdet omfattar åtminstone trästyc- kets (13) ena ände, och att insamlade mätvärden databehand- las för bestämning av en lämplig punkt för kapning av trästycket, för avlägsnande av eventuella defekter vid nämnda ände.

4. Metod enligt något av kraven 1 till 3, k ä n n e - t e c k n a d därav, att trästycket (13) utgörs av en bräda som matas fram i sin tvärriktning liggande på en transportör, förbi minst en detekteringsenhet (10).

5. Mätsystem för detektering av defekter inom ett definierat mätområde vid ytan av ett trästycke (13), om- fattande minst en ljuskälla (14) för punktformig belysning av träytan inom mätområdet och minst ett optiskt detekte- 510 242 8 ringsorgan (19) för avkänning av det från träytan reflekte- rade ljuset och anslutet till en mikroprocessor (21), samt medel för förflyttning av träytan genom mätområdet, k ä n- n e t e c k n a d därav, att ljuskällan (14) omfattar medel för att avge ett antal ljusstrålar (17), som är parallellt riktade mot träytan (13) och med kända inbördes delningsavstånd, och att mikroprocessorn (21) är anordnad att styra detekteringsorganet (19), på så sätt att en serie exponeringar, där ljusstyrkan och läget för de belysta punkterna på träytan detekteras, utförs med täta inter- valler när trästycket passerar mätomrâdet.

6. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d därav, att strålarna (17) är riktade huvudsakligen vinkelrätt mot träytan (13).