DE2740985A1

DE2740985A1 - Verfahren und vorrichtung zur messung, einstellung und zufuehrung von baumstaemmen zu einer saege o.dgl.

Info

Publication number: DE2740985A1
Application number: DE19772740985
Authority: DE
Inventors: Nils Thomas Bystedt; Karl Bertin Lundin
Original assignee: Kockums Industri AB
Current assignee: Kockums Industri AB
Priority date: 1976-09-10
Filing date: 1977-09-12
Publication date: 1978-03-16
Also published as: US4139035A; SE7610080L; CA1071067A; FI772670A; NO773126L

Description

TlEDTKE - BüHLING " KlNNE « GrüPF Patentanwllte:

Dipl.-Ing. H. Tiedtke Dipl.-Chem. G. Bühling Dipl.-Ing. R. Kinne Dipl.-Ing. P. Grupe

Bavariaring 4, Postfach 20 2403 8000 München 2

Tel.: (0 89) 53 96 Telex: 5-24845 tlpat cable: Germaniapatent München

12.September 1977

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case 19243 SMg/vb

Kockums Industri Aktiebolag Malmö/Schweden

Verfahren und Vorrichtung zur Messung, Einstellung und Zuführung von Baumstämmen zu einer Säge oder

dergleichen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen, Einstellen und Einführen von Baumstämmen bzw. Stammholz in eine Säge, ein Sägewerk oder dergleichen.

Aufgrund der ständig steigenden Verknappung an Holzrohmaterial besteht ein immer stärker werdendes Bedürfnis für eine bessere Ausnutzung des Holzrohmaterials bei den Sägewerken. Zur Erzielung des bestmöglichen Ertrages und damit auch der größtmöglichen Ersparnis bzw. Wirtschaftlich-Kelt ist es natürlich allgemein erwünscht, daß die Baum-

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Bank (München) KIo. MM W4 Postscheck (München) Kto. 67(M3-<M

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stamme in Relation zu den Sägeteilen, d.h., sowohl in bezug auf die Drehstellung der Baumstämme als auch in bezug auf die Ausrichtung und Stellung der Längsachse der Baumstämme genau eingestellt sind.

In dieser Hinsicht nahm bisher das Rand-bzw. Kantensägeelement, das für die genaue Einstellung der Baumstämme verantwortlich war, eine Schlüsselstellung ein. Es wurde davon ausgegangen, daß eine richtige Positionierung erreicht war, wenn der Baumstamm durch Drehung in die günstigste Stellung in bezug auf seine Krümmung (seine gebogene bzw. gekrümmte Form) gebracht und direkt vor der Säge bzw. dem Sägewerk angeordnet war. üblicherweise wurde diese Einstellung von einer Bedienungsperson ausgeführt, die sich in einem Abstand von ungefähr 10 Metern von dem an die Säge angrenzenden Ende des Baumstammes befand. Manchmal waren auf dem Baumstamm zur Unterstützung der Bedienungsperson Bezugslinien angebracht bzw. projiziert, die in einem gewissen Maß das Zentrieren und die seitliche Einstellung der Baumstämme erleichterten. Da jedoch die Produktionsgeschwindigkeit möglichst hoch sein sollte und einen Wert von etwa 10 bis 15 Baumstämmen pro Minute aufweisen sollte und außerdem der Abstand zu dem jeweiligen Baumstammende vergleichsweise groß war, erwies sich das Zentrieren und seitliche Einstellen der Baumstämme in Relation zu der Sägeeinrichtung oft als ziemlich schlecht, was zu einer Vergeudung von Rohmaterial und einer unzufriedenstellenden betrieblichen Wirtschaftlichkeit führte.

Während der letzten Jahre sind nur einige wenige Verfahren und Vorrichtungen zur automatischen Messung von Baumstämmen vorgeschlagen worden, die ein darauffolgendes Wenden oder Drehen der Baumstämme in die richtige Drehstellung erlauben. Da jedoch diese automatischen Meßeinrichtungen vergleichsweise komplex/ aufwendig und teuer sind, findet in vielen Fällen weiterhin eine visuelle Klassifikation der Baumstämme Vervendung.

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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen, Einstellen und Einführen von Baumstämmen in eine Säge/ ein Sägewerk oder dergl. zu schaffen, bei deren Anwendung die Nachteile und Beschränkungen von Verfahren und Vorrichtung der in Rede stehenden Art des Standes der Technik vermeidbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 sowie de rPatentansprüche 4 und 5 gelöst.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gekennzeichnet.

Erfindungsgemäß ist somit eine Einrichtung zum Messen, Einstellen und Einführen von Baumstämmen in eine Säge, ein Sägewerk oder dergl. vorgesehen, die Vorrichtungen aufweist, mittels der die Positionierung eines Baumstammes in die gewünschte Drehstellung an einem Punkt seitlich der Sägestrecke erfolgt, wobei gleichzeitig eine elektronische Abtastung der Dimensionen des Baumstammes durchgeführt wird und diese Informationen in einem Rechner abgespeichert werden, und mittels der der Baumstamm nach seiner Drehung in die gewünschte Drehstellung in dieser Stellung festgehalten undgenerell in die Sägestrecke eingeführt wird,wo der Baumstamm in genau richtiger Längsausrichtung in Relation zu den Sägeteilen bzw. Sägegliedern entsprechend den in dem Rechner gespeicherten Informationen seitlich derart eingestellt wird, daß jeder einzelne Baumstamm einen Maximalertrag in bezug auf seine Abmessungen, die gegenwärtigen Anforderungen und die gegenw£rtigen Marktbedingungen erzielt.

Eine vorzugsweise verwendete Ausfuhrungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend

näher beschrieben.
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Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Seitenaufriß einer Ausführungs· form der Erfindung und

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II gemäß

Fig. 1.

In Fig. 1 ist eine Gattersäge 1 dargestellt, die eine Vielzahl von sich aufwärts und abwärts bewegenden Sägeblättern aufweist. Vor der Säge 1 ist ein Baumstamm 2 dargestellt, der auf einem vorderen Stammschlitten 3 und einem hinteren Stammschlitten 4 ruht, welche im wesentlichen identisch sein können. Beide Schlitten können den Baumstamm sowohl in Längs-als auch in Querrichtung bewegen. Außerdem sind die Stammschlitten 3 und 4 derart ausgebildet, daß der Baumstamm gewendet ode: gedreht werden kann, während er auf diesem Schlitten ruht, über dem Baumstamm sind bei dieser Ausführungsform in der -n Fig. 2 näher veranschaulichten Position drei Kameras 5 bis 7 eines Abtasttyps angeordnet, die mit einem Rechner 8 verbunden sind.

In Fig. 2 ist ein Beispiel für eine Ausführungsform des hinteren Stammschlittens 4 dargestellt. Der Schlitten 4 weist ein Unterteil 9 und ein Oberteil 10 auf. Das Unterteil 9 ist mit Rädern 11 versehen, die in Längsschienen 12 laufen. Das Oberteil 10 ist mittels eines Hydraulikzylinders 13 auf dem Unterteil 9 transversal beweglich angeordnet. Außerdem weist das Oberteil Walzen 14 auf, auf denen der Baumstamm ruht und die mittels eines (nicht dargestellten) Motors angetrieben werden. Die Schlitten 3, 4 und ihre Schienen 12 werden über Räder 15,16 von Querschienen 17, 18 geführt bzw. gehalten, die zweckmäßigerweise als Endlosschienenschleifen für einen nachstehend noch naher beschriebenen Zweck ausgebildet sind.

Dieser Aufbau bzw. diese Anordnung weist folgende Wirkungsweise auf ι

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Ein in der üblichen Weise angelandeter und abgerundeter Baumstamm 2, der dem Sägewerk bzw. der Sägemaschine zugeführt worden ist, wird in die Anordnung eingeführt und auf den Stammschlitten 3, 4 in einer Stellung angeordnet, die in Fig. 2 veranschaulicht ist. Wenn der Baumstamm diese Stellung einnimmt, tasten die Abtastkameras 5, 6 und 7 die Konturlinien des Baumstammes und die Position dieser Linien ab, d.h., es erfolgt eine Abtastung der Lage des Baumstammes im Bildfeld der jeweiligen Kameras. Entsprechende Signale werden dem Rechner 8 zugeführt, der auf der Grundlage der von den oberhalb der Enden des Baumstammes angeordneten Kameras 5 und 7 abgegebenen Signale die Lage der Stammitte an den Endteilen feststellt. Außerdem legt der Rechner 8 eine zwischen diesen Mittelpunkten verlaufende Bezugslinie fest. Das von der Kamera abgegebene Signal dient zur Ermöglichung der Feststellung, wo die Mittellinie des Baumstammes am Standort der Kamera 6 in einer horizontalen Ebene verläuft.

Wenn der Baumstamm eine Krümmung aufweist, wie dies bei

den meisten Baumstämmen der Fall ist, und diese Krümmung nicht nach oben oder unten gerichtet ist, verläuft die von der Kamera 6 bestimmte bzw. festgelegte Mittellinie in einem gewissen Abstand von der von dem Rechner festgelegten Bezugslinie. Dieser Abstand ändert sich mit dem Wenden (Drehen) des Baum- Stammes mittels der Stammschlitten 3, 4. Der Rechner nimmt einen Vergleibh der Stellung der mittels der Kamera 6 festgelegten Stammitte mit der Stellung der Bezugslinie an dem Standort der Kamera 6 vor, um festzustellen, wann der Zwischenraum zwischen diesen ein Minimum aufweist und im Idealfall 0 ist. Bei dieser Stellung gibt der Rechner 8 ein Signal ab, durch das ein weiteres Wenden bzw. Drehen des Baumetammes unterbrochen bzw. beendet wird. Normalerweise sollt« e· nicht erforderlich sein, die Drehung über 180° hinaui fortzusetzen. Bei überschreiten des Minimalwertes mag manchmal eine geringfügige Rückwärtsdrehung des Baumstammes cur Srsielung der gewünschten Dreh·tellung erforderlich sein.

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Wenn sich der Baumstamm in der gewünschten Drehstellung befindet, ist damit gewährleistet, daß die Krümmung des Baumstammes entweder nach oben oder nach unten verläuft, wodurch der bestmögliche Ertrag bei einer Gattersäge 1 mit vertikal angeordneten Sägeblättern erzielbar ist.

Der Baumstamm 2 wird dann mittels einer geeigneten (nicht dargestellten) Feststell-bzw. Arretiereinrichtung in der erreichten Drehstellung festgehalten bzw. arretiert, und sodann in die Sägestrecke geführt, indem die Schlitten entlang der Schienen 17, 18 bewegt werden. Während dieser Bewegung oder wenn der Baumstamm im wesentlichen der Breite nach in der Sägestrecke angeordnet worden ist, erfolgt eine seitliche Einstellung des Baumstammes 2 in bezug auf eine Rechner-Bezugslinie, die in dem Rechner abgespeichert und in Relation zu der Säge 1 festgelegt ist, oder aber in Relation . hierzu in Abhängigkeit von Größe und Form des Baumstammes, vorgegebenen Bedingungen und anderen Bedingungen, die sich von Zeit zu Zeit ändern können, ausgetauscht bzw. ersetzt werden kann. Die Seiteneinstellung kann derart erfolgen, daß die Stamm-Mittellinie in Koinzidenz mit der Rechner-Bezugslinie angeordnet ist, daß sie von dieser abweicht und einen geeigneten Winkel mit ihr bildet_/ so daß eine Seite des Baumstammes parallel zu der Rechner-Bezugslinie verläuft, um das sog. Doppelkegelsägen bzw. zweifach konische Sägen (double taper sawing) zu ermöglichen, oder daß die Mittellinie des Baumstammes parallel zu der Rechner-Bezugslinie, jedoch in einem geringen Abstand zu dieser verläuft. Die seitliche Einstellung des Baumstammes 2 erfolgt in diesem Falle durch wahlweise Zuführung eines Fluides zu dem Hydraulikzylinder des Schlittens 3 bzw. des Schlittens 4.

Vorstehend wurde davon ausgegangen, daß die Kameras oberhalb des Baumstammes angeordnet sind, und daß die Säge vertikale Sägeblätter aufweist. Wenn die Kameras stattdessen seitlich des Baumstammes angeordnet sind, sollte der Rechner

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derart eingesetzt werden, daß er den vorstehend Zwischenraum bzw. Abstand auf das Maximum einstellt. Selbstverständlich können anstelle der drei vorstehend beschriebenen Kameras weitere Kameras oder ähnliche Abtasteinrichtungen Verwendung finden.

Es ist somit ersichtlich, daß die Baumstämme bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform in eine gewünschte Drehstellung gedreht werden, während sie an der Seite der Sägestrecke angeordnet sind. Das Abtasten.der Abmessungen der jeweiligen Baumstämme, die richtige Drehung derselben und die Auswertung sämtlicher verfügbarer Daten kann daher durchgeführt werden, während der vorangehende Baumstamm zersägt wird. Wenn dieser Sägevorgang annähernd abgeschlossen l,st, wird sodann der nächste Baumstamm in seiner korrekten Drehstellung in die Sägestrecke bewegt und seitlich eingestellt, woraufhin der Transport des Baumstammes in Längsrichtung einsetzt. Natürlich erfordert die vorstehend beschriebene Betriebsweise zumindest zwei Gruppen von Baumstammschlitten oder dergl. Alternativ kann die Anordnung auch einen üblichen Baumstamm-Wender, eine Einrichtung zum seitlichen Transport der Baumstämme bei unveränderter Drehstellung, eine Einrichtung zur seitlichen Einstellung der Baumstämme und schließlich eine Einrichtung zum Transport der Baumstämme in ihrer Längsrichtung zu der Sägeeinrichtung aufweisen.

Darüberhinaus sind weitere Modifikationen und Änderungen im Detail im Rahmen der Erfindung möglich.

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Claims

Patentansprüche

f1J Verfahren zur Einstellung eines Baumstammes in eine Optimalstellung vor einer Säge in bezug auf die Krümmung des Baumstammes« dadurch gekennzeichnet, daß die Positionen der Endmittelpunkte des Baumstammes in einer Ebene bestimmt werden, die bestimmten Positionen zur elektronischen Festlegung einer die Mittelpunkte verbindenden Bezugs linie verwendet werden, die Position der Mitte des Baumstammes in dieser Ebene an zumindest einer Stelle zv/ischen den Enden des Baumstammes bestimmt wird, die letztere Position elektronisch mit der Position der Bezugslinie an einer entsprechenden Stelle entlang des Baumstammes verglichen wird und der Baumstamm gedreht wird, bis der Abstand in der Ebene zwischen der Bezugslinie und dar letzteren Mittenpoaition in Abhängigkeit von der Relativauirichtung zwischen der Säge und der Ebene ein Minimum

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Dresdner Bank (München) Kto. 38» 844

Postecheck (MOnchen) Kto. 67O-4&404

OBlGiNAL INSPECTED

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2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Anwendung in Verbindung mit einer Säge, die in einer Vertikalebene arbeitende Sägeelemente aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionen der Endmittelpunkte des Baumstammes mittels oberhalb des Baumstammes angeordneter Abtastkameras (5,7) bestimmt werden, wobei die Kameras die Konturlinien des Baumstammes und die Positionen dieser Linien abtasten und entsprechende Signale an einen elektronischen Rechner (8) zur Festlegung der Bezugslinie abgeben, daß in der Horizontalebene die Position eines Punktes zwischen den Enden des Baumstammes durch Signale bestimmt wird, die dem Rechner von einer oberhalb des Baumstammes angeordneten weiteren Kamera (6) zugeführt werden, und daß der Baumstamm unter Steuerung durch den elektronischen Rechner gedreht wird, bis der Abstand in der Horizontalebene zwischen der letzteren Mittenposition und der Bezugslinie den kleinstmöglichen Wert aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Baumstamm in der erreichten Drehstellung arretiert und in bezug auf die Sägeelemente auf der Basis eines elektronischen Vergleichs der Bezugslinie zwischen den Endmittelpunkten des Baumstammes und einer in Relation zu den Sägeelementen festgelegten Bezugslinie seitlich derart eingestellt wird, daß eine genaue Ausrichtung des Baumstammes erzielt ist, wenn die Bezugslinien in der Horizontalebene zusammenfallen.
4. Vorrichtung zur Einstellung eines Baumstammes in eine Optimalposition vor einer Säge in bezug auf die Krümmung des Baumstammes, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (5,7) _zur Bestimmung der Positionen der Endmittelpunkte des Baumstammes in einer Ebene, durch einen Rechner (8) zur elektronischen Festlegung einer die Mittelpunkte verbindenden Bezugslinie ι durch eine Einrichtung (6) zur Bestimmung der Position der Mitte des Baumstämme· an zumindest einer weiteren Stelle zwischen den Enden des Baumstammes in der Ebene, durch eine

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Einrichtung (8) zum elektronischen Vergleichen der letzteren Position mit der Position der Bezugslinie an dieser Stelle, und durch eine Einrichtung (3,4) zum Drehen des Baumstammes (2), bis der Abstand in der Ebene zwischen der Bezugslinie und der letzteren Mittenposition in Abhängigkeit von der relativen Ausrichtung zwischen der Säge (1) und der Ebene ein Minimum oder ein Maximum aufweist.
5. Verfahren zur Einstellung eines Baumstammes in eine zur Erzielung eines Maximalertrages erforderliche Stellung vor einer Säge, wobei der Baumstamm derart gedreht wird, daß eine mögliche Krümmung in einer zu der Ebene der Sägeelemente parallelen Ebene angeordnet ist, und wobei der Baumstamm sodann derart angeordnet wird, daß eine die Endmittelpunkte des Baumstammes enthaltende Ebene in bezug auf die Ebene der Sägeelemente richtig positioniert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierung des Baumstammes (2) in die gewünschte Drehstellung an einem Punkt seitlich der Sägestrecke bei gleichzeitiger elektronischer Abtastung der Abmessungen des Baumstammes und Abspeicherung dieser Informationen in einem Rechner (8) erfolgt und daß der Baumstamm nach seiner Drehung in die gewünschte Drehstellung unter Aufrechterhaltung dieser Stellung generell in die Sägestrecke eingeführt wird, wo er in genauer Längsausrichtung in bezug auf die Sägeelemente entsprechend den in dem Rechner abgespeicherten Informationen derart seitlich eingestellt wird, daß bei einem jeden einzelnen Baumstamm ein Maximalertrag in bezug auf seine Abmessungen, den gegenwärtigen Anforderungen und den gegenwärtigen Marktbedingungen erzielbar ist.

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