WO2008049502A1 - Method and device for fragmenting tree trunks - Google Patents

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WO2008049502A1 PCT/EP2007/008475 EP2007008475W WO2008049502A1 WO 2008049502 A1 WO2008049502 A1 WO 2008049502A1 EP 2007008475 W EP2007008475 W EP 2007008475W WO 2008049502 A1 WO2008049502 A1 WO 2008049502A1
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Thomas Oberkobler
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Esterer Wd Gmbh
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    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
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    • B27B31/06—Adjusting equipment, e.g. using optical projection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
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Abstract

A method and a device serve the fragmenting of tree trunks (12). Initially a first image (31; 33) is taken of a tree trunk (12/1) that is rotationally fixed relative to a longitudinal axis (13/1). An angle (φ) is determined from the first image (31; 33), through which the rotationally fixed tree trunk (12/1) is rotated relative to a predetermined target rotating position. The tree trunk (12/2) is then rotated about the longitudinal axis (13/2) until it assumes the target rotating position. The tree trunk (12/3) is fed to processing tools (60) in this target rotating position. In order to be able to carry out the rotation accurately, a second image (71; 72) is generated of the tree trunk (12/3) in the target rotating position from the first image (31; 33) of the rotationally fixed tree trunk (12/1) by means of digital image processing. While the tree trunk (12/2) is rotated, third images (35; 37) of the tree trunk (12/2) are recorded continuously. The third images (35; 37) are compared to the second image (71; 72), and the rotation of the tree trunk (12/2) is stopped if the respective third image (35; 37) matches the second image (71; 72) with predefined approximation.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Zerlegen von Baumstämmen Method and device for cutting tree trunks
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zerlegen von Baumstämmen, bei dem zunächst ein erstes Bild eines relativ zu einer Längsachse drehfest gehaltenen Baumstamms aufgenommen und aus dem ersten Bild ein Winkel ermittelt wird, um den der drehfest gehaltene Baumstamm relativ zu einer vorbestimmten Soll-Drehstellung verdreht ist, wobei der Baumstamm alsdann um die Längsachse gedreht wird, bis er die Soll-Drehstellung einnimmt und der Baumstamm in dieser Soll-Drehstellung Bearbeitungswerkzeugen zugeführt wird.The invention relates to a method for cutting logs, in which first a first image of a relative to a longitudinal axis rotatably held tree trunk recorded and from the first image an angle is determined by the rotatably held tree trunk is rotated relative to a predetermined target rotational position The tree trunk is then rotated about the longitudinal axis until it assumes the desired rotational position and the tree trunk is supplied to this target rotational position machining tools.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Zerlegen von Baumstämmen, mit mindestens einer ersten Kamera zum Aufnehmen eines ersten Bildes eines relativ zu einer Längsachse drehfest gehaltenen Baumstamms, mit einem Steuergerät zum Ermitteln eines Winkels aus dem ersten Bild, um den der drehfest gehaltene Baumstamm relativ zu einer vorbestimmten Soll-Drehstellung verdreht ist, mit Mitteln zum Verdrehen des Baumstamms um die Längsachse, bis er die Soll-Drehstellung einnimmt und mit Mitteln zum Zuführen des Baumstamms in dieser Soll- Drehstellung zu Bearbeitungswerkzeugen. Ein Verfahren der vorstehend genannten Art ist aus der US 4 139 035 bekannt.The invention further relates to a device for cutting logs, comprising at least a first camera for receiving a first image of a relative to a longitudinal axis rotatably held tree trunk, with a control device for determining an angle from the first image to the rotatably held tree trunk relative to a predetermined target rotational position is rotated with means for rotating the log about the longitudinal axis until it assumes the desired rotational position and with means for feeding the tree trunk in this target rotational position to machining tools. A method of the type mentioned above is known from US 4,199,035.
Beim Zerlegen von Baumstämmen mit gekrümmter Längsmittellinie ist es bekannt, die Baumstämme in der Sägewerksanlage zunächst um eine Längsachse zu drehen, bis sie eine Drehstellung einnehmen, in der sich die konvex gekrümmte Seite in einer bestimmten Position befindet. Dieser Vorgang wird in der Praxis als „Eindrehen" bezeichnet. Üblicherweise werden die Baumstämme dabei so gedreht, dass sich die konvex gekrümmte Seite oben befindet.When cutting tree trunks with a curved longitudinal center line, it is known to first rotate the logs in the sawmill around a longitudinal axis until they assume a rotational position in which the convex curved side is in a certain position. This process is referred to in practice as "screwing in." Usually, the tree trunks are rotated so that the convex curved side is at the top.
Ein so gedrehter Baumstamm wird in dieser Drehlage, in der seine Krümmungsebene vertikal verläuft, seitlich mittels Spanern oder Sägen angeflacht. Dann wird er um 90° gedreht, so dass er mit seiner Krümmungsebene auf dem Förderer aufliegt. In dieser Ausrichtung wird der angeflachte Baumstamm dann profiliert oder zersägt, wobei die dazu eingesetzten Werkzeuge beispielsweise der gekrümmten Kontur des Baumstrammes folgen, wenn dieser mit konstanter Ausrichtung durch nachfolgende Bearbeitungsstationen gefördert wird.A twisted tree trunk is laterally flattened by means of chippers or saws in this rotational position, in which its curvature plane runs vertically. Then it is rotated by 90 °, so that it rests with its curvature plane on the conveyor. In this orientation, the flattened tree trunk is then profiled or sawed, the tools used for this purpose, for example, follow the curved contour of the tree trunk when it is conveyed with constant alignment by subsequent processing stations.
Da die Baumstämme der Sägewerksanlage mit zufälliger Drehstellung zugeführt werden, muss zunächst für jeden Baumstamm der Winkel und die Drehrichtung individuell bestimmt werden, um den Baumstamm dann in dieser Drehrichtung und um diesen Winkel zu drehen, damit er die optimale Drehstellung einnimmt. Hierzu ist es bekannt, den jeweiligen Baumstamm nach der Bestimmung des Eindrehwinkels mit einer entsprechend positionierten Markierung zu versehen, beispielsweise einem farbigen Strich an seiner Stirnfläche, und den Baumstamm dann so lange zu drehen, bis sich die Markierung in einer vorbestimmten Position befindet, beispielsweise oben.Since the logs of the sawmill are fed with random rotational position, the angle and the direction of rotation must first be determined individually for each tree trunk to then rotate the log in this direction and by this angle, so that it assumes the optimum rotational position. For this purpose, it is known to provide the respective tree trunk after the determination of Eindrehwinkels with a correspondingly positioned marker, such as a colored line on its face, and then rotate the log so long until the marker is in a predetermined position, for example, above ,
In der eingangs genannten US 4 139 035 sind eine Anlage und ein Verfahren zum Vermessen, Einstellen und Zuführen von Baumstämmen zu einer Säge oder dergleichen beschrieben. Bei dieser Anlage liegt ein zu bearbeitender Baumstamm auf einer Auflage, die eine Drehung des Baumstamms um seine Längsrichtung ermöglicht. Oberhalb des Baumstamms sind drei Kameras angeordnet, jeweils eine oberhalb der Enden und eine oberhalb der Mitte des Baumstamms. Aus den von diesen Kameras aufgenommenen Bildern werden in einem Computer eine Referenzlinie zwischen den Mittelpunkten der endseitigen Stirnflächen des Baumstamms sowie die gekrümmte Längsmittellinie des Baumstamms bestimmt. Der Baumstamm wird nun auf der Auflage so lange gedreht, bis der Abstand zwischen der Längsmittellinie und der Referenzlinie an der Position der mittleren Kamera minimal ist. In dieser Drehlage liegt der Baumstamm mit seiner konvex gekrümmten Seite entweder oben oder unten und die Drehung wird gestoppt. Falls die optimale Drehlage überfahren wurde, kann der Baumstamm auch wieder etwas zurückgedreht werden, bis er die optimale Drehlage einnimmt. Der Baumstamm wird nun in dieser Drehlage durch eine Gattersäge gefahren, deren Sägeblätter vertikal verlaufen.In the aforementioned US 4,199,035 a system and a method for measuring, setting and feeding logs to a saw or the like are described. In this plant a tree trunk to be worked on a support that allows rotation of the tree trunk around its longitudinal direction. Above the tree trunk, three cameras are arranged, one above the ends and one above the center of the tree trunk. From the images taken by these cameras, a reference line between the centers of the end faces of the tree trunk and the curved longitudinal center line of the tree trunk are determined in a computer. The log is now rotated on the support until the distance between the longitudinal center line and the reference line at the position of the middle camera is minimal. In this rotational position, the tree trunk with its convex curved side is either up or down and the rotation is stopped. If the optimum rotational position has been exceeded, the tree trunk can also be turned back a bit until it reaches the optimum rotational position. The tree trunk is now driven in this rotational position by a gate saw, the saw blades are vertical.
Bei einer ähnlichen, in der US 4 294 149 beschriebenen Anlage zum Ausrichten von Baumstämmen wird der Baumstamm in der gerade eingenommenen, beliebigen Drehstellung ein erstes mal über seine Länge gescannt. Dies geschieht mittels zweier Oberflächenkameras, deren optische Achsen im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Baumstamms gerichtet sind und miteinander einen vorbestimmten Winkel von beispielsweise 45° einschließen. Der Baumstamm wird dann um 90° gedreht und ein weiteres mal in der beschriebenen Weise gescannt. Auf diese Weise wird die natürliche Form des Baumstamms durch ein achteckiges Prisma angenähert. Sobald diese angenäherte Form des Baumstamms bestimmt ist, wird eine optimale Drehstellung ermittelt und der Baumstamm in diese Drehstellung gedreht, in der er dann bearbeitet, beispielsweise zersägt wird.In a similar tree trimming arrangement described in US 4,294,149, the log is scanned a first time along its length in the arbitrary rotational position just assumed. This is done by means of two surface cameras whose optical axes are directed substantially perpendicular to the longitudinal axis of the tree trunk and together include a predetermined angle of for example 45 °. The log is then rotated 90 ° and scanned one more time in the manner described. In this way, the natural shape of the tree trunk is approximated by an octagonal prism. Once this approximate shape of the tree trunk is determined, an optimal rotational position is determined and the tree trunk turned into this rotational position in which he then edited, for example, sawed.
Eine weitere Anlage dieser Art ist in der DE 41 91 940 C2 beschrieben. Bei dieser bekannten Anlage wird der Baumstamm während des Förderns mittels Stachelwalzen gedreht, die seitlich an dem Baumstamm angreifen und schräg zu Mantellinien des Baumstamms ausgerichtet sind. Der Baumstamm wird während dieser Drehung mittels Kameras abgebildet. Ein Computer mit einer Bildbearbeitungseinrichtung ermittelt aus den von den Kameras ermittelten Daten, wann der Baumstamm eine optimale Drehlage erreicht hat, in der sich die konvex gekrümmte Seite oben befindet. In dieser Drehlage wird der Drehvorgang beendet.Another system of this type is described in DE 41 91 940 C2. In this known system, the tree trunk is rotated during conveyance by means of spiked rollers, which engage the side of the tree trunk and are aligned obliquely to generatrices of the tree trunk. The tree trunk is imaged by cameras during this rotation. A computer with an image processing device determines from the data determined by the cameras, when the tree trunk a optimum rotational position has reached, in which the convex curved side is on top. In this rotational position, the turning process is terminated.
Aus der EP 1 215 004 Bl ist ein Verfahren zum Überwachen und Steuern der Versetzung von Baumstämmen bekannt. Mit diesem Verfahren soll verhindert werden, dass Baumstämme auf ihrem Weg durch eine Sägewerksanlage eine falsche Position auf den Förderern einnehmen, was im Extremfall dazu führen kann, dass ein Baumstamm sich quer stellt und die Anlage blockiert oder von dem Förderer herunter fällt. Um dies zu verhindern, wird mittels eines Aufnahmegeräts ständig ein Bild des Baumstamms auf seinem Weg aufgenommen. Dieses jeweils aktuelle Bild wird in einem elektronischen Rechner mit einer Bibliothek von gespeicherten Bildern verglichen. Die gespeicherten Bilder geben den Baumstamm in einer optimalen Stellung bzw. in typischen Fehlstellungen wieder. Jeder der abgespeicherten Fehlstellungen ist ein Korrektursignal zugeordnet, das über entsprechende Stellmittel den Baumstamm von der betreffenden Fehlstellung wieder in die optimale Stellung bringt. Der Rechner ermittelt durch den Vergleich, vorzugsweise durch Ermittlung der minimalen Abweichung über alle Pixel zweier digitalisierter Bilder, welche der abgespeicherten Stellungen der aktuellen Stellung des Baumstamms am nächsten kommt und gibt das zugehörige Korrektursignal frei. Auf diese Weise können Baumstämme, ohne dass sich Stellungsfehlerergeben, durch kurvenförmige Förderer geführt und in vorgegebener Stellung an eine Endposition gebracht werden.From EP 1 215 004 B1 a method for monitoring and controlling the displacement of logs is known. The aim of this method is to prevent tree trunks from taking a wrong position on the conveyors on their way through a sawmill, which in extreme cases may cause a log to cross and block or fall off the conveyor. To prevent this, a picture of the tree trunk is constantly taken on its way by means of a recording device. This current image is compared in an electronic computer with a library of stored images. The stored images show the tree trunk in an optimal position or in typical malpositions. Each of the stored misalignments is assigned a correction signal, which brings the tree trunk of the malposition concerned back into the optimal position by means of appropriate adjusting means. The computer determined by the comparison, preferably by determining the minimum deviation across all pixels of two digitized images, which of the stored positions of the current position of the tree trunk comes closest and releases the associated correction signal. In this way, tree trunks can be passed through curved conveyors without causing positional errors and brought to a final position in a predetermined position.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass die vorstehend genannten Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll es möglich werden, die Baumstämme mit hoher Präzision um den Eindrehwinkel in ihre Soll-Drehstellung zu drehen, damit eine optimale Holzausbeute erzielt wird.The invention has the object of developing a method of the type mentioned in such a way that the above-mentioned disadvantages are avoided. In particular, it should be possible to rotate the tree trunks with high precision by the Eindrehwinkel in its desired rotational position, so that an optimal timber yield is achieved.
Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass aus dem ersten Bild des drehfest gehaltenen Baumstamms durch digitale Bildverarbeitung ein zweites Bild des Baumstamms in der Soll- Drehstellung erzeugt wird, dass während der Drehung des Baumstammes fortlaufend dritte Bilder des Baumstammes aufgenommen werden, dass die dritten Bilder mit dem zweiten Bild verglichen werden und dass die Drehung des Baumstamms gestoppt wird, wenn sich das jeweilige dritte Bild in vorbestimmter Näherung mit dem zweiten Bild deckt.In a method of the type mentioned, this object is achieved in that from the first image of rotatably held tree trunk by digital image processing, a second image of the tree trunk is generated in the desired rotational position that during rotation of the log continuously third images of the tree trunk are taken, that the third images are compared with the second image and that the rotation of the tree trunk is stopped when the respective third image coincides in a predetermined approximation with the second image.
Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Steuergerät eine digitale Bildverarbeitungseinheit aufweist, die aus dem ersten Bild des drehfest gehaltenen Baumstamms ein zweites Bild des Baumstamms in der Soll-Drehstellung erzeugt, dass eine zweite Kamera vorgesehen ist, um während der Drehung des Baumstammes fortlaufend dritte Bilder des Baumstammes aufzunehmen und die dritten Bilder mit dem zweiten Bild zu vergleichen, und dass Mittel vorgesehen sind, um die Drehung des Baumstamms zu stoppen, wenn sich das jeweilige dritte Bild in vorbestimmter Näherung mit dem zweiten Bild deckt.In a device of the type mentioned, this object is achieved in that the control unit has a digital image processing unit which generates from the first image of the rotatably held tree trunk a second image of the tree trunk in the desired rotational position that a second camera is provided to continuously record third images of the log during rotation of the log and to compare the third images with the second image, and means are provided to stop the rotation of the log when the respective third image approaches the second image in a predetermined approximation covers.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.The object underlying the invention is completely solved in this way.
Die Erfindung gestattet es nämlich, den Baumstamm geregelt um den Eindrehwinkel zu drehen, wobei durch die eingesetzte digitale Bildverarbeitung eine Präzision erreichbar ist, die der Pixelgröße in den jeweiligen Bildern entspricht. Der mit der Erfindung erzielbare Restfehler liegt damit weit unter dem herkömmlicher Verfahren und Vorrichtungen. Dies wiederum ergibt eine merkliche Steigerung in der Ausbeute beim Zerlegen von gekrümmten Baumstämmen, weil die Baumstämme mit wesentlich höherer Präzision relativ zu ihrer Krümmungsebene bearbeitet werden können.Namely, the invention makes it possible to rotate the tree trunk in a controlled manner by the insertion angle, whereby a precision corresponding to the pixel size in the respective images can be achieved by the digital image processing employed. The achievable with the invention residual error is thus far below the conventional methods and devices. This, in turn, results in a marked increase in yield when cutting curved tree trunks because the tree trunks can be machined with much greater precision relative to their curvature plane.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sind das erste Bild und das dritte Bild ein zweidimensionales Bild einer Stirnseite des Baumstamms. Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass mit relativ einfachen Mitteln, nämlich mit zweidimensional aufnehmenden Kameras, die erforderlichen Bilder des Baumstammes hergestellt werden können.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the first image and the third image are a two-dimensional image of an end face of the tree trunk. This measure has the advantage that with relatively simple means, namely with two-dimensional receiving cameras, the required images of the tree trunk can be produced.
Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung sind hingegen das erste Bild und das dritte Bild ein dreidimensionales Bild des Baumstamms.In an alternative embodiment of the invention, however, the first image and the third image are a three-dimensional image of the tree trunk.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass unter Inkaufnahme eines gewissen Mehraufwandes eine noch exaktere Ermittlung und Einstellung des Eindrehwinkels möglich ist. In vielen Sägewerksanlagen sind mehrdimensional aufnehmende Kameras oder Scanner aber ohnehin vorhanden, um die ankommenden, noch unbearbeiteten Baumstämme hinsichtlich einer optimalen Zerlegung zu vermessen.This measure has the advantage that an even more exact determination and adjustment of the Eindrehwinkels is possible at the expense of a certain overhead. In many sawmill plants multidimensional cameras or scanners but anyway available to measure the incoming, still unprocessed tree trunks with regard to an optimal decomposition.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.Further advantages will become apparent from the description and the accompanying drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description. Show it:
Figur 1: eine äußerst schematisierte Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, nämlich einen Teil einer Sägewerksanlage; undFigure 1: an extremely schematic plan view of an embodiment of a device according to the invention, namely a part of a sawmill plant; and
Figur 2: ein Blockschaltbild eines bei der Vorrichtung von Figur 1 verwendetenFIG. 2 is a block diagram of a device used in the device of FIG
Steuergeräts. In Figur 1 bezeichnet 10 als ganzes einen Teil einer Sägewerksanlage, nämlich denjenigen Teil, in dem die noch unbearbeiteten, gekrümmten Baumstämme aufgegeben werden. Der Teil 10 der Sägewerksanlage hat die Aufgabe, die in ungeordneter Drehstellung angelieferten Baumstämme individuell um einen sogenannten „Eindrehwinker' φ um ihre Längsachse zu drehen, so dass die Baumstämme in eine definierte Drehstellung kommen, in der sie den nachfolgenden Bearbeitungsstationen zugeführt werden. Diese definierte Drehstellung ist meist diejenige Stellung, in der sich die Krümmungsebene des Baumstammes in einer Vertikalebene befindet und die konvex gekrümmte Seite des Baumstamms oben liegt. Diese Stellung wird auch in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels zugrunde gelegt. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung mutatis mutandis auch andere Vorgehensweisen abdeckt, bei denen sich beispielsweise die Krümmungsebene der Baumstämme in einer Horizontalebene befindet.Controller. In Figure 1, 10 indicates as a whole a part of a sawmill plant, namely that part in which the still unprocessed, curved tree trunks are abandoned. The part 10 of the sawmill plant has the task of individually rotating the tree trunks delivered in an uneven rotational position by a so-called "screwing angle" φ about its longitudinal axis, so that the tree trunks come in a defined rotational position in which they are fed to the subsequent processing stations. This defined rotational position is usually that position in which the plane of curvature of the tree trunk is in a vertical plane and the convex curved side of the tree trunk is at the top. This position is also used in the following description of an embodiment. It is understood, however, that the invention mutatis mutandis covers other approaches in which, for example, the plane of curvature of the tree trunks is in a horizontal plane.
In Figur 1 ist ein Baumstamm 12 in drei beim Durchlaufen des Teils 10 der Sägewerksanlage aufeinander folgenden Stellungen 12/1, 12/2 und 12/3 dargestellt. Die Längsmittellinien sind dabei mit 13/1, 13/2 und 13/3 bezeichnet. Der Baumstamm 12 durchläuft den Teil 10 der Anlage in einer Förderrichtung von links nach rechts, wie mit Pfeilen 14 angedeutet. Im dargestellten Beispiel wird der Baumstamm 12 mit dem dicken Ende voran gefördert, so dass eine Stirnseite 15 am dünnen Ende nach links weist.FIG. 1 shows a tree trunk 12 in three successive positions 12/1, 12/2 and 12/3 when passing through the part 10 of the sawmill plant. The longitudinal center lines are denoted by 13/1, 13/2 and 13/3. The tree trunk 12 passes through the part 10 of the system in a conveying direction from left to right, as indicated by arrows 14. In the example shown, the tree trunk 12 is conveyed with the thick end in front, so that an end face 15 at the thin end points to the left.
Der Teil 10 der Sägewerksanlage besteht im wesentlichen aus einer ersten Station 20 zum Längsfördern und Scannen bzw. Fotografieren, einer zweiten Station 22 zum Längsfördern, Drehen und Scannen bzw. Fotografieren, sowie einer dritten Station 24 zum Längsfördern und Bearbeiten, beispielsweise zum seitlichen Anflachen.The part 10 of the sawmill plant consists essentially of a first station 20 for longitudinal conveying and scanning or photographing, a second station 22 for longitudinal conveying, turning and scanning or photographing, and a third station 24 for longitudinal conveying and processing, for example for lateral flattening.
Die erste Station 20 weist einen ersten Scanner auf, der beispielsweise durch zwei oder mehr seitlich angeordnete Kameras 30a, 30b dargestellt werden kann. Der erste Scanner gestattet es, den gesamten Baumstamm 12/1 in der ersten Station 20 dreidimensional abzubilden, so dass ein entsprechendes Bild 31 als digitaler Datensatz entsteht. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine erste Kamera 32 vorgesehen sein, die auf die Stirnseite 15 gerichtet ist. Die erste Kamera 32 erzeugt ein zweidimensionales Bild 33 bzw. einen entsprechenden Datensatz.The first station 20 has a first scanner, which can be represented for example by two or more laterally arranged cameras 30a, 30b. The first scanner makes it possible to three-dimensionally image the entire tree trunk 12/1 in the first station 20, so that a corresponding image 31 as a digital data record arises. Alternatively or additionally, a first camera 32 may be provided, which is directed to the end face 15. The first camera 32 generates a two-dimensional image 33 or a corresponding data record.
Die zweite Station 22 weist einen zweiten Scanner auf, der wiederum durch zwei oder mehr seitlich angeordnete Kameras 34a, 34b dargestellt werden kann. Der zweite Scanner gestattet es, den gesamten Baumstamm 12/2 in der zweiten Station dreidimensional abzubilden, wobei im Unterschied zur ersten Station 20 hinzukommt, dass der Baumstamm 12/2 in der zweiten Station 22 um seine Längsachse 13/2 gedreht wird. Folglich erzeugt der zweite Scanner eine fortlaufende Folge von Bildern 35, die den gesamten Baumstamm 12/2 in unterschiedlichen Drehstellungen zeigen. Auch hier kann alternativ oder zusätzlich eine zweite Kamera 36 vorgesehen sein, um die Stirnseite 15 während der Drehung des Baumstamms 12/2 aufzunehmen. Die zweite Kamera 36 erzeugt dann eine fortlaufende Folge von Bildern 37.The second station 22 has a second scanner, which in turn can be represented by two or more laterally arranged cameras 34a, 34b. The second scanner makes it possible to three-dimensionally image the entire tree trunk 12/2 in the second station, with the difference, in contrast to the first station 20, that the trunk 12/2 in the second station 22 is rotated about its longitudinal axis 13/2. Consequently, the second scanner generates a continuous series of images 35 showing the entire tree trunk 12/2 in different rotational positions. Again, alternatively or additionally, a second camera 36 may be provided to receive the end face 15 during rotation of the tree trunk 12/2. The second camera 36 then generates a continuous sequence of images 37.
Wenn in diesem Zusammenhang von Scannern oder Kameras die Rede ist, so sind darunter alle Gerätschaften zu verstehen, die in der Lage sind, zwei- oder dreidimensionale Abbildungen des Baumstammes 12 herzustellen.When referring to scanners or cameras in this context, they mean all equipment capable of producing two- or three-dimensional images of the tree trunk 12.
Am Eingang der ersten Station 20 befindet sich ein erster Sensor 40, der ein Signal abgibt, sobald ein Baumstamm 12/1 in diese Station 20 gelangt. Die zweite Station 22 ist mit einem entsprechend positionierten zweiten Sensor 42 gleicher Funktion versehen.At the entrance of the first station 20 is a first sensor 40, which emits a signal as soon as a tree trunk 12/1 enters this station 20. The second station 22 is provided with a correspondingly positioned second sensor 42 having the same function.
In der zweiten Station 22 wird der Baumstamm 12/2, wie bereits erwähnt, um seine Längsachse 13/2 gedreht. Zu diesem Zweck ist die zweite Station 22 mit einer Dreheinrichtung 50 versehen. Die Dreheinrichtung 50 kann von unterschiedlicher Bauweise sein. Im dargestellten Beispiel besteht sie im wesentlichen aus zwei seitlich des Baumstammes 12/2 angreifenden und schräg zu diesem ausgerichteten Stachelwalzen 52a, 52b, die mit einem Antrieb 54 versehen sind. Derartige Dreheinrichtungen 50 sind dem Fachmann bekannt. In der dritten Station 24 befindet sich eine Bearbeitungswerkzeug, im dargestellten Beispiel sind das zwei Anflach-Zerspaner, die den Baumstamm 12/3 seitlich anflachen. Auch derartige Bearbeitungswerkzeuge sind dem Fachmann bekannt.In the second station 22 of the tree trunk 12/2, as already mentioned, rotated about its longitudinal axis 13/2. For this purpose, the second station 22 is provided with a rotator 50. The rotator 50 may be of different construction. In the example shown, it consists essentially of two laterally of the tree trunk 12/2 attacking and obliquely aligned therewith spiked rollers 52a, 52b, which are provided with a drive 54. Such rotators 50 are known in the art. In the third station 24 is a machining tool, in the example shown are the two Anflach-Zerspaner that flatten the tree trunk 12/3 laterally. Such processing tools are known in the art.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient ein Steuergerät 70, dessen Einzelheiten im Blockschaltbild der Figur 2 veranschaulicht sind. Das Steuergerät 70 erzeugt Bilder 71 und 72 des Baumstamms 12/3 in seiner Soll-Drehlage und steuert die Komponenten des Teils 10 der Sägewerksanlage.For carrying out the method according to the invention is a control unit 70, the details of which are illustrated in the block diagram of Figure 2. The control unit 70 generates images 71 and 72 of the tree trunk 12/3 in its desired rotational position and controls the components of the part 10 of the sawmill plant.
Wie Figur 2 zeigt, enthält das Steuergerät eingangsseitig einen ersten Bildspeicher 74, der mit dem ersten Scanner 30a,b bzw. der ersten Kamera 32 verbunden ist. Der erste Bildspeicher 74 ist an einen Eindrehwinkel-Berechner 76 sowie an eine digitale Bildverarbeitungseinheit 78, die ihrerseits ebenfalls mit dem Eindrehwinkel- Berechner 76 verbunden ist. Die Bildverarbeitungseinheit 78 ist an einen zweiten Bildspeicher 80 angeschlossen. Das Steuergerät 70 weist eingangsseitig ferner einen dritten Bildspeicher 82 auf, der mit dem zweiten Scanner 34a, b bzw. der zweiten Kamera 36 verbunden ist. Der zweite Bildspeicher 80 und der dritte Bildspeicher 82 sind an Eingänge eines Vergleichers 84 angeschlossen. Dessen Ausgang führt zu einer Schwellwertstufe 86, die ihrerseits an einen Steuereingang eines Schalters 88 angeschlossen ist. Der Schalter 88 verbindet des zweiten Sensor 42 mit dem Antrieb 54 der Dreheinrichtung 50.As FIG. 2 shows, the control unit contains on the input side a first image memory 74, which is connected to the first scanner 30a, b or the first camera 32. The first image memory 74 is connected to a Eindrehwinkel calculator 76 and to a digital image processing unit 78, which in turn is also connected to the Eindrehwinkel- calculator 76. The image processing unit 78 is connected to a second image memory 80. The control unit 70 further has on the input side a third image memory 82 which is connected to the second scanner 34a, b or the second camera 36. The second image memory 80 and the third image memory 82 are connected to inputs of a comparator 84. Its output leads to a threshold level 86, which in turn is connected to a control input of a switch 88. The switch 88 connects the second sensor 42 to the drive 54 of the rotator 50.
Der Teil 10 der Sägewerksanlage mit dem Steuergerät 70 arbeitet wie folgt:The part 10 of the sawmill plant with the controller 70 operates as follows:
Wenn der Baumstamm 12 der ersten Station 20 zugeführt wird, spricht der erste Sensor 40 an und setzt den ersten Scanner bzw. die erste Kamera 32 in Gang (Figur 2). Der Baumstamm 12/1, der sich in einer zufälligen Drehstellung befindet, wird nun aufgenommen. Die dabei anfallenden Bilder 31 bzw. 33 werden dem ersten Bildspeicher 74 zugeführt. Der Berechner 76 ermittelt nun individuell für den Baumstamm 12/1 dessen Eindrehwinkel φ. In der Bildverarbeitungseinheit 78 wird daraufhin das angelieferte Bild 31 bzw. 33 um diesen Winkel φ gedreht, so dass die Bilder 70 bzw. 71 entstehen (Figur 1), die in dem zweiten Bildspeicher 80 abgelegt werden.When the log 12 is fed to the first station 20, the first sensor 40 responds and actuates the first scanner or camera 32 (Figure 2). The tree trunk 12/1, which is in a random rotational position, is now being recorded. The resulting images 31 and 33 are supplied to the first image memory 74. The calculator 76 determines individually for the tree trunk 12/1 whose Eindrehwinkel φ. In the image processing unit 78 is then the delivered image 31 or 33 rotated by this angle φ, so that the images 70 and 71 arise (Figure 1), which are stored in the second image memory 80.
Mittlerweile ist der Baumstamm bei 12/2 in die zweite Station 22 gelangt und wird dort um seine Längsachse 13/2 gedreht, nachdem der zweite Sensor 42 den Antrieb 54 und den zweiten Scanner 34a, b bzw. die zweite Kamera 36 in Gang gesetzt hat. Der zweite Scanner 34a, b bzw. die zweite Kamera 36 nehmen während der Drehung den Baumstamm 12/2 auf und die dabei entstehende Folge von Bildern 35 bzw. 37 wird dem dritten Bildspeicher 82 zugeführt.Meanwhile, the log has arrived at 12/2 in the second station 22 and is rotated there about its longitudinal axis 13/2, after the second sensor 42, the drive 54 and the second scanner 34a, b and the second camera 36 has set in motion , The second scanner 34a, b and the second camera 36 record the log 12/2 during the rotation and the resulting sequence of images 35 or 37 is supplied to the third image memory 82.
In dem Vergleicher 84 werden nun die fortlaufenden Bilder 35 bzw. 37 mit dem Bild 71 bzw. 72 verglichen. Sobald sich dabei eine Übereinstimmung innerhalb eines zulässigen Bereiches der Abweichung ergibt, der in der Schwellwertstufe 86 definiert ist, wird die Drehung des Baumstamms 12/2 gestoppt, indem der Schalter 88 betätigt wird.In the comparator 84, the continuous images 35 and 37 are compared with the images 71 and 72, respectively. As this results in a match within an allowable range of deviation defined in the threshold level 86, the rotation of the log 12/2 is stopped by operating the switch 88.
Es versteht sich, dass für die oben beschriebene Vorgehensweise unterschiedliche Scanner bzw. Kameras, auch in beliebiger Kombination, verwendet werden können. Sofern die Bilder in der zweiten Station 22 aus irgend einem Grunde unter einem anderen Winkel als die der ersten Station aufgenommen werden, kann selbstverständlich diese Winkeldifferenz in der Bildverarbeitungseinheit 78 durch entsprechendes zusätzliches Kippen des Bildes 31 bzw. 33 kompensiert werden. It is understood that different scanners or cameras, also in any combination, can be used for the procedure described above. If, for some reason, the images in the second station 22 are taken at an angle other than that of the first station, it will be understood that this angular difference in the image processing unit 78 can be compensated by correspondingly tilting the images 31 and 33, respectively.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Zerlegen von Baumstämmen (12), bei dem zunächst ein erstes Bild (31; 33) eines relativ zu einer Längsachse (13/1) drehfest gehaltenen Baumstamms (12/1) aufgenommen und aus dem ersten Bild (31; 33) ein Winkel (φ) ermittelt wird, um den der drehfest gehaltene Baumstamm (12/1) relativ zu einer vorbestimmten Soll-Drehstellung verdreht ist, wobei der Baumstamm (12/2) alsdann um die Längsachse (13/2) gedreht wird, bis er die Soll- Drehstellung einnimmt und der Baumstamm (12/3) in dieser Soll- Drehstellung Bearbeitungswerkzeugen (60) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem ersten Bild (31; 33) des drehfest gehaltenen Baumstamms (12/1) durch digitale Bildverarbeitung ein zweites Bild (71; 72) des Baumstamms (12/3) in der Soll-Drehstellung erzeugt wird, dass während der Drehung des Baumstammes (12/2) fortlaufend dritte Bilder (35; 37) des Baumstammes (12/2) aufgenommen werden, dass die dritten Bilder (35; 37) mit dem zweiten Bild (71; 72) verglichen werden und dass die Drehung des Baumstamms (12/2) gestoppt wird, wenn sich das jeweilige dritte Bild (35; 37) in vorbestimmter Näherung mit dem zweiten Bild (71; 72) deckt.1. A method for cutting logs (12), in which first a first image (31; 33) of a relative to a longitudinal axis (13/1) rotatably held tree trunk (12/1) recorded and from the first image (31; ) an angle (φ) is determined by which the tree trunk (12/1) held in a rotationally fixed manner is rotated relative to a predetermined desired rotational position, wherein the tree trunk (12/2) is then rotated about the longitudinal axis (13/2), until it assumes the desired rotational position and the tree trunk (12/3) in this target rotational position machining tools (60) is supplied, characterized in that from the first image (31; 33) of the rotatably held tree trunk (12/1) by digital image processing a second image (71; 72) of the tree trunk (12/3) is generated in the desired rotational position that during rotation of the tree trunk (12/2) continuously third images (35; 37) of the tree trunk (12/2 ) that the third images (35; 37) are compared with the second image (71; nd that the rotation of the tree trunk (12/2) is stopped when the respective third image (35; 37) in predetermined approximation with the second image (71; 72).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bild (33) und das dritte Bild (37) ein zweidimensionales Bild einer Stirnseite (15) des Baumstamms (12) sind.2. The method according to claim 1, characterized in that the first image (33) and the third image (37) are a two-dimensional image of an end face (15) of the tree trunk (12).
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bild (31) und das dritte Bild (35) ein dreidimensionales Bild des Baumstamms (12) sind.3. The method according to claim 1, characterized in that the first image (31) and the third image (35) are a three-dimensional image of the tree trunk (12).
4. Vorrichtung zum Zerlegen von Baumstämmen (12), mit mindestens einer ersten Kamera (30; 32) zum Aufnehmen eines ersten Bildes (31; 33) eines relativ zu einer Längsachse (13/1) drehfest gehaltenen Baumstamms (12/1), mit einem Steuergerät (70) zum Ermitteln eines Winkels (φ) aus dem ersten Bild (31; 33), um den der drehfest gehaltene Baumstamm (12/1) relativ zu einer vorbestimm- ten Soll-Drehstellung verdreht ist, mit Mitteln (50) zum Verdrehen des Baumstamms (12/2) um die Längsachse (13/2), bis er die Soll-Drehstellung einnimmt und mit Mitteln zum Zuführen des Baumstamms (12/3) in dieser Soll- Drehstellung zu Bearbeitungswerkzeugen (60), dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (70) eine digitale Bildverarbeitungseinheit (78) aufweist, die aus dem ersten Bild (31; 33) des drehfest gehaltenen Baumstamms (12/1) ein zweites Bild (71; 72) des Baumstamms (12/3) in der Soll-Drehstellung erzeugt, dass eine zweite Kamera (34; 36) vorgesehen ist, um während der Drehung des Baumstammes (12/2) fortlaufend dritte Bilder (35; 37) des Baumstammes (12/2) aufzunehmen und die dritten Bilder (35; 37) mit dem zweiten Bild (71; 72) zu vergleichen, und dass Mittel (86, 88) vorgesehen sind, um die Drehung des Baumstamms (12/2) zu stoppen, wenn sich das jeweilige dritte Bild (35; 37) in vorbestimmter Näherung mit dem zweiten Bild (71; 72) deckt. 4. A device for cutting down logs (12), comprising at least a first camera (30, 32) for picking up a first image (31, 33) of a tree trunk (12/1) held in a rotationally fixed manner relative to a longitudinal axis (13/1), with a control device (70) for determining an angle (φ) from the first image (31; 33) about which the rotatably held tree trunk (12/1) is moved relative to a predetermined position. ten target rotational position is rotated, with means (50) for rotating the tree trunk (12/2) about the longitudinal axis (13/2) until it assumes the desired rotational position and with means for feeding the tree trunk (12/3) in this target rotational position to processing tools (60), characterized in that the control device (70) has a digital image processing unit (78) from the first image (31; 33) of the rotatably held tree trunk (12/1) a second image ( 71; 72) of the log (12/3) at the desired rotational position produces a second camera (34; 36) for continuously recording third images (35; 37) during the rotation of the log (12/2) Tree trunk (12/2) and compare the third images (35, 37) with the second image (71, 72) and that means (86, 88) are provided to the rotation of the tree trunk (12/2) to stop when the respective third image (35, 37) coincides with the second image (71, 72) in a predetermined approximation.
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