DE4101886A1

DE4101886A1 - Timber offcut processing involving computer-controlled quality sorting - evaluating each piece for cutting to optimum length by orthogonal guillotine saws according to recycling requirements

Info

Publication number: DE4101886A1
Application number: DE19914101886
Authority: DE
Inventors: Guenter Dr Haberecht; Siegfried Dr Sc Techn Boehme; Gerhard E Foell; Steffen Dipl Ing Hofmann; Bodo Dipl Ing Metschke; Matthias Dr Ing Naumann; Ulrich Dr Ing Neubert; Wolfram Dr Ing Schmidt; Arnd Dr Ing Talkenberger
Original assignee: Haberecht Guenter Dr Sc Tech
Current assignee: Haberecht Guenter Dr Sc Tech
Priority date: 1991-01-23
Filing date: 1991-01-23
Publication date: 1992-07-30

Abstract

Pallets full of wood chippings (4) are brought by roller conveyor to a prepn. table from which the offcuts pass through the field of a CCD matrix imaging camera (10) linked to a computer. The smaller cross sections are evaluated from their silhouettes and the optimal length for cutting in two planes is computed for each piece. Another conveyor (13) forwards it to two successive sawing units (14,19) followed by sorting switches (15,20) with collectors (16,20) for the sawdust and other debris. ADVANTAGE - Pieces of timber can be recycled automatically in economical and ecologically beneficial manner.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Einrichtung zur Verarbeitung und zum Recycling von stückigen Holzabfällen insbesondere von stab-, brett- und plattenförmigen Elementen, wie sie beim Zuschnitt auf Mehrblattkreissägen bzw. aus dem Recyclingrücklauf stückiger Holzreste anfallen.The invention relates to a method and to a Device for processing and recycling lumpy Wood waste, in particular from rod, board and plate shaped Elements such as those used for cutting on multi-blade circular saws or lumpy pieces of wood from the recycling return.

Stückige Holzreste sind bereits relativ aufwendig veredelt durch Sägewerk, Trocknen, Lagern, erste Be- bzw. Verarbeitung u. a. m. Geeignete technische und ökonomisch effektive Verfahren zur Wie derverwendung stückiger Holzreste, Kisten, Bretter, Platten fehlen; das betrifft in gleicher Weise die Weiterverwendung von durch Sturmschäden anfallenden Hölzern unterschiedlichster Abmaße.Pieces of leftover wood are already refined by relatively expensive Sawmill, drying, storage, first processing and processing u. a. m. Appropriate technical and economically effective procedures for how the use of lumpy pieces of wood, boxes, planks, boards absence; this applies equally to the reuse of wood of various dimensions due to storm damage.

Die Wieder- bzw. Weiterverwndung von stückigen Holzresten und darüber hinaus von Plast- und mctallischen Abfällen ist also eine Aufgabenstellung von ökonomischer und ökologischer Dimension.The reuse or further use of lumpy pieces of wood and beyond plastic and metallic waste is therefore one Task of economic and ecological dimension.

Es sind lediglich Verfahren und Einrichtungen zum manuellen Aufarbeiten von stückigen Holzabfällen bekannt, wobei mittels Tischsäge, verstellbarem Anschlag und einfachen Meßmitteln prismierte Vollholzelemente gefertigt werden.They are only manual procedures and devices Refurbishing lumpy wood waste known, whereby by means Table saw, adjustable stop and simple measuring equipment prismatic solid wood elements.

Aufgrund der niedrigen Produktivität wird dieses Verfahren nur in sehr geringem Umfang eingesetzt und die stückigen Holzabfälle dienen gegenwärtig fast ausschließlich der Energiegewinnung in Form von Brennholz.Due to the low productivity, this process is only used in used to a very small extent and the lumpy wood waste currently serve almost exclusively to generate energy in Form of firewood.

Weiterhin sind Verfahren und Einrichtungen zum automatischen Besäumen von brettartigen Holzelementen bekannt, die für eine automatische Schnittholzproduktion geeignet sind.Furthermore, methods and devices for automatic Trimming board-like wooden elements known for one automatic lumber production are suitable.

In DE-AS 26 39 802 wird eine Anordnung zum berührungslosen Messen beschrieben, bei der das Brett während einer Querförderbewegung mit seinen Ecken doppelte, über Kreuz gerichtete Strahlen aus moduliertem, infraroten Licht unterbricht. Mit Hilfe optischer Signale von Fotozellen und dem Pulszähler des Querförderers wer den über Computer die Außendimensionen und Dicke des Brettes berechnet. Die sichere Anwendung des Verfahrens ist an eine ange näherte Trapezform der Querschnitte in einem bestimmten Abmes sungsbereich gebunden, die beim vorliegenden Resthölzsörtiment nicht gegeben ist. Aus gleichem Grund sind weitere bekannte Wirkprinzipien, welche die Schattenbilder beim wechselseitigen schrägen Anstrahlen der oberen Brettkanten in Verbindung mit optischer Abtastung des Schattenbildes ausnutzen, für das vörlie gende Restholzsortiment nicht anwendbar.DE-AS 26 39 802 describes an arrangement for non-contact measurement described in which the board during a cross conveyor movement with its corners, double, cross-directed rays modulated infrared light. With the help of optical Signals from photocells and the pulse counter of the cross conveyor who the computer dimensions and thickness of the board calculated. The safe application of the procedure is recommended to one approximated trapezoidal shape of the cross sections in a certain dimension tied the range of the existing residual wood range is not given. For the same reason, others are known Principles of action, which the shadow images in the mutual oblique illumination of the upper board edges in connection with take advantage of optical scanning of the silhouette, for which vörlie remaining wood range not applicable.

Andere Verfahren unter Verwendung von reflektiertem Laserlicht, unter Verwendung optischer Masken in Verbindung mit anschließen der optischer Abtastung, das Prinzip der Kantenabtastung mittels CDU-Zeilenkamera, das Prinzip der mechanischen Abtastung eines Oberflächenprofiles mittels eines Stiftrasters mit anschließender optoelektronischer Auswertung der Einzelmeßstellen sowie die Kopplung von mechanischer Abtastung und optoelektronischer Ab standsmessung stellen Lösungen dar, deren Nachteile in sehr höhem gerätetechnischen Aufwand, hohem Anpaßaufwand an das vorliegende Restholzsortiment und hohem Aufwand für das Gewährleisten der Zuverlässigkeit unter den gegebenen Einsatzbedingungen liegen.Other methods using reflected laser light, using optical masks in conjunction with optical scanning, the principle of edge scanning by means of CDU line scan camera, the principle of mechanical scanning of a Surface profile using a pin grid with subsequent optoelectronic evaluation of the individual measuring points and the Coupling of mechanical scanning and optoelectronic Ab level measurement are solutions whose disadvantages are very high technical effort, high adaptation to the present Remaining wood assortment and high effort to ensure the Reliability under the given conditions of use.

Die Erfindung löst die Aufgabe, die Verarbeitung von Materialab fällen, insbesondere stückiger Hölzreste, so zu organisieren und zu automatisieren, daß die weitere Materialverwertung wirtschaft lich und ökologisch vorteilhaft erfolgt.The invention solves the task of processing material cases, especially lumpy pieces of wood, to organize and to automate that the further material recycling economy Lich and ecologically beneficial.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die auf die Palettengröße zugeschnittenen Restholz- bzw. Restmaterialelemente aus einer auf einem Hubtisch bereitgestellten Palette entnommen werden und anschließend auf einem Meßförderer aufgelegt werden. Beim visuellen Erkennen markanter Fehlerstellen im Restholzele ment wird die Fehlerstelle manuell auf einer Tischsäge herausge trennt, bevor die Restholzelemente dem Meßförderer übergeben werden. Durch eine genügend hohe Zahl freier Auflegeplätze reali siert der Meßförderer eine Speicherfunktion und ermöglicht derart eine kontinuierliche Beschickung der Gesamtanlage.According to the invention the object is achieved in that the Pallet size cut residual wood or residual material elements taken from a pallet provided on a lifting table and are then placed on a measuring conveyor. When visually recognizing distinctive defects in the residual wood element the fault location is manually removed on a table saw separates before the residual wood elements are handed over to the measuring conveyor will. With a sufficient number of free berths reali Siert the measuring conveyor a storage function and enables such continuous loading of the entire system.

Die stückigen Holzabfälle werden mit der kleineren Stirnfläche zur Bilderkennungsseite in den Meßförderer durch Quer- und Längs anschlag definiert eingelegt. Anschließend erfolgt während der Querförderbewergung im Meßförderer die automatische Geometrieer fassung des kleineren Stirnquerschnittes der Restholzelemente, indem ein originalgetreues Schattenbild des Stirnquerschnittes mittels einer geeigneten Auswerteeinheit, beispielsweise einer CCD-Matrixkamera, erfaßt wird. Hierbei ist das Verfahren für diejenigen Querschnittsformen anwendbar, deren Querschnittkontur bei Beleuchtung mit unter einem Winkel von 45° einfallendem, parallelen Licht als originalgetreues Schattenbild abgebildet werden kann. Im Bedarfsfall kann der Lichteinfallswinkel derart verändert werden, daß sich optische und elektronische Verzerrung beim Erfassen der Querschnittskontur des Stirnquerschnittes über ein originalgetreues Schattenbild gegenseitig bezüglich einer Bildkoordinate aufheben und damit die Asymmetrie der CCD-Matrix kompensiert wird. Die aktive Bildfläche der CCD-Matrixkamera ist auf den Koordinatenursprung des Schattenbildes justierbar. Im anschließenden Verfahrensschritt erfolgt die Zuführung der stückigen Holzabfälle im Längstransport zum optimierten Längs schneiden in zwei vorzugsweise um 90° versetzte Schnittebenen. Die entstehenden Sägereste werden entweder über eine Rückführung erneut der Resthölzverarbeitung zugeführt oder werden als Reststück ausgesondert. Die Aussonderung bzw. Klassierung der Reststücke erfolgt über eine rechnergesteuerte Sortierweiche, deren Steuersignal im Zuge der Zuschnittoptimierung im Computer erzeugt wird.The lumpy wood waste comes with the smaller face to the image recognition side in the measuring conveyor through transverse and longitudinal stop defined inserted. Then takes place during the Cross conveyor movement in the measuring conveyor the automatic geometry version of the smaller end cross-section of the residual wood elements, by a true-to-original silhouette of the forehead cross-section by means of a suitable evaluation unit, for example one CCD matrix camera is detected. Here is the procedure for those cross-sectional shapes applicable, their cross-sectional contour when lighting with an angle of 45 °, parallel light depicted as a true-to-original silhouette can be. If necessary, the light incidence angle can be such be changed that optical and electronic distortion when detecting the cross-sectional contour of the forehead cross-section a true to each other silhouette with respect to one Cancel the image coordinate and thus the asymmetry of the CCD matrix is compensated. The active image area of the CCD matrix camera is adjustable to the coordinate origin of the silhouette. in the subsequent process step is the supply of lumpy wood waste in longitudinal transport for optimized longitudinal cut in two cutting planes, preferably offset by 90 °. The resulting sawdust will either be returned returned to the residual wood processing or are as Remnant discarded. The separation or classification of the Remnants are made via a computer-controlled sorting switch, their control signal in the course of cutting optimization in the computer is produced.

Die Klassierung kann beispielsweise nach folgenden Qualitätsklassen erfolgen:The classification can be based on the following, for example Quality classes are:

a) without bark and without branches for toys, furniture, space and Table decorations, rungs, ladders. . .
b) with branches for timber, formwork panels. . .
c) with bark and with branches for pallets, formwork boards. . .

Im letzten Verfahrensschritt erfolgt eine sortierte Ablage der prismierten Teile nach verschiedenen Größenklassen, wobei das Steuersignal für die sortierte Ablage ebenfalls im Computer im Rahmen der Zuschnittoptimierung erzeugt wird. Je nach Produk tionsbedarf kann somit ein variables Querschnittssortiment herge stellt werden.In the last process step, the files are sorted prismatic parts according to different size classes, whereby the Control signal for the sorted storage also in the computer in the Frame of the cutting optimization is generated. Depending on the product A variable cross-sectional assortment can thus be required be put.

Die Einrichtung zur Realisierung des Verfahrens besteht im wesentlichen aus einer Tischsäge zum manuellen Heraustrennen markanter Fehlerstellen mittels Quersägen, aus dem Meßförderer mit Speicherfunktion und eingebauter Einrichtung zur automati schen Geometrieerfassung der stückigen Holzabfälle, dem Trans portsystem zu den Sägestationen, den beiden Sägestationen zum Längsschneiden mit jeweils eingebauter rechnergesteuerter Sortierweiche zum Sortieren der Sägereste in Rückführstück oder nicht rückführwürdiges Reststück sowie einem Kreisförderer, der die rechnergesteuerte, sortierte Ablage der prismierten Teile realisiert.The facility for implementing the method consists in essential from a table saw for manual cutting out striking flaws using cross saws, from the measuring conveyor with memory function and built-in device for automati the geometry of the lumpy wood waste, the trans port system to the sawing stations, the two sawing stations to Slitting with built-in computer-controlled Sorting switch for sorting the sawdust in the return piece or non-returnable remnant and a circular conveyor that the computer-controlled, sorted storage of the prismatic parts realized.

Das gesamte Transportsystem der Einrichtung ist nach dem Prinzip der starren Verkettung gestaltet, um einen erhöhten Steuerungsaufwand zu vermeiden.The entire transportation system of the facility is based on the principle the rigid chain is designed to be elevated Avoid control effort.

Das gesamte Verfahren mit Ausnahme der Fehlereleminierung und Beschickung erfolgt computergesteuert und läuft automatisch ab. Damit wird im Vergleich zur manuellen Aufarbeitung von stückigen Holzabfällen ein hochproduktives teilautomatisches Verfahen vor geschlagen, daß die Recyclingfähigkeit insbesondere von stückigen Holzresten auch unter Beachtung wirtschaftlicher und ökologischer Aspekte erstmals sicherstellt.The entire procedure with the exception of error elimination and Loading is computer controlled and runs automatically. This is compared to the manual processing of lumpy A highly productive semi-automatic process struck that the recyclability especially of lumpy Leftover wood also taking economic and ecological considerations into account Ensures aspects for the first time.

Durch schadstofffreies Fügen (z. B. durch Hochfrequenzverleimung) können aus den mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnenen prismierten Holzstücken solche Produkte hergestellt werden, wie Spielzeug, Möbel; Holzbauwerke wie Türen, Verkleidungen, Schul tafeln, Bauholz, Paletten u. a. m.Through pollution-free joining (e.g. by high-frequency gluing) can from the obtained with the inventive method prismatic pieces of wood such products are made as Toys, furniture; Wooden structures such as doors, cladding, school boards, timber, pallets and the like a. m.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be described in more detail below using an exemplary embodiment are explained. The associated drawings show:

Fig. 1: eine schematische Darstellung der erfindungswesentlichen Funktionselemente zu Verfahren und Einrichtung zur Ver arbeitung von stückigen Holzabfällen in der Vorderansicht Fig. 1: A schematic representation of the functional elements essential to the invention to the method and device for processing lumpy wood waste in the front view

Fig. 2: dito in der Draufsicht Fig. 2: ditto in the top view

Fig. 3: eine schematische Darstellung der Funktionselemente zur automatischen Geometrieerfassung in der Meßförderstrecke Fig. 3: a schematic representation of the functional elements for automatic geometry detection in the measuring conveyor

Fig. 4: eine Gerätekonfiguration für die Einrichtung zur automa tischen Geometrieerfassung von stückigen Holzabfällen. Fig. 4: a device configuration for the device for automa tic geometry detection of lumpy wood waste.

Die mit Resthölzern gefüllte Palette wird mittels Flurförderzeug auf der geneigten, verriegelbaren Rollenbahn 1 abgesetzt. Infolge Schwerkraft rollt die gefüllte Palette auf den Bereitstellungs hubtisch 2 und wird dort verriegelt. Die Leerpalette wird nach vollständiger Entnahme der stückigen Holzabfälle auf die Leer station 3 geschoben. Die stückigen Holzabfälle 4 werden der auf dem Bereitstellungshubtisch 2 stehenden Palette entnommen, bei Bedarf werden markante Holzfehler auf der Tischsäge 5 herausge trennt und die stückigen Holzabfälle werden auf dem Meßförderer 6 an zumindest 2 Mitnehmer 7 längsseitig und an einen Stirnflächen anschlag 8 stirnseitig angelegt.The pallet filled with residual wood is placed on the inclined, lockable roller conveyor 1 by means of an industrial truck. As a result of gravity, the filled pallet rolls onto the preparation lifting table 2 and is locked there. The empty pallet is pushed onto the empty station 3 after complete removal of the lumpy wood waste. The lumpy wood waste 4 are removed from the pallet standing on the supply lift table 2 , if necessary, distinctive wood defects are separated out on the table saw 5 and the lumpy wood waste is placed on the measuring conveyor 6 on at least 2 drivers 7 lengthways and on an end face stop 8 on the end face.

Danach passieren die stückigen Holzabfälle die Einrichtung zur automatischen Geometrieerfassung, wo mittels Beleuchtungseinrich tung 9 ein originalgetreues Schattenbild des Stirnquerschnittes erzeugt wird und mittels CCD-Matrixkamera 10 erfaßt und im Compu ter 11 zur Zuschnittoptimierung weiterverarbeitet wird. In der Übergabestation 12 erfolgt der Übergang von der Quer- zur Längs förderung bei gleichzeitiger Beschleunigung der stückigen Holzab fälle auf Sägenvorschubgeschwindigkeit. In der ersten Sägeeinheit 14 erfolgt der erste Guillotineschnitt zur Erzeugung des pris mierten Teiles, wobei der Sägerest nach Abtrennen die Sortierwei che 15 passiert und entweder in den Reststückbehälter 16 gelangt oder auf das Rückführband 17 fällt und anschließend in die Rückführpalette 18 gelangt. In der zweiten Sägeeinheit 19 erfolgt um 90° versetzt der zweite Guillotineschnitt zur Erzeugung des prismierten Teiles, wobei wie bei Sägeeinheit 1 der Sägerest nach Abtrennen die Sortierweiche 20 passiert und entweder in den Reststückbehälter 21 gelangt oder auf das Rückführband 17 fällt und anschließend in die Rückführpalette 18 gelangt. In Übergabe station 22 erfolgt die Übergabe der prismierten Teile auf Trans portrechen 23 eines Kreisförderers 24, der den Transport zur sortierten Ablage in die Fertigstückpaletten 25 übernimmt.Then the lumpy wood waste pass the device for automatic geometry detection, where device 9 is created by illuminating device, a true-to-original silhouette of the front cross-section and captured by CCD matrix camera 10 and further processed in computer 11 for cutting optimization. In the transfer station 12 , the transition from the transverse to the longitudinal conveyance takes place with simultaneous acceleration of the lumpy wood waste to saw feed speed. In the first sawing unit 14 , the first guillotine cut is made to produce the prized part, the sawing residue after being separated, passing through the sorting area 15 and either entering the remnant container 16 or falling onto the return belt 17 and then entering the return pallet 18 . In the second sawing unit 19 , the second guillotine cut is made offset by 90 ° to produce the prismatic part, whereby, as in the case of sawing unit 1, the sawing residue, after being separated, passes through the sorting switch 20 and either enters the remnant container 21 or falls onto the return belt 17 and then into the return pallet 18 arrives. In the transfer station 22 , the prismatic parts are transferred to the transport rake 23 of a circular conveyor 24 , which takes over the transport for sorted storage in the precast pallets 25 .

Aufstellung der Bezugszeichen:List of reference symbols:

1 Rollenbahn
2 Bereitstellungshubtisch
3 Leerstation
4 stückiger Holzabfall
5 Tischsäge
6 Meßförderer
7 Mitnehmer
8 Stirnflächenanschlag
9 Beleuchtungseinrichtung
10 CCD-Matrixkamera
11 Computer
12 Übergabestation
13 Transportsystem für Längsförderung
14 erste Sägeeinheit
15 Sortierweiche für erste Sägeeinheit
16 Reststückbehälter für erste Sägeeinheit
17 Rückführband
18 Rückführpalette
19 zweite Sägeeinheit
20 Sortierweiche für zweite Sägeeinheit
21 Reststückbehälter für zweite Sägeeinheit
22 Übergabestation zum Kreisförderer
23 Transportrechen
24 Kreisförderer
25 Fertigstückpalette 1 roller conveyor
2 preparation lift table
3 empty station
4 pieces of wood waste
5 table saw
6 measuring conveyors
7 drivers
8 end face stop
9 lighting device
10 CCD matrix camera
11 computers
12 transfer station
13 Transport system for longitudinal conveying
14 first saw unit
15 sorting switch for the first sawing unit
16 remnant containers for the first saw unit
17 return belt
18 return pallet
19 second saw unit
20 sorting switch for second saw unit
21 remnant container for second saw unit
22 Transfer station to the circular conveyor
23 Transport rakes
24 district conveyors
25 precast pallet

Claims

1.Procedure for processing lumpy wood waste, the wood pieces reaching a sorted deposit as prismatic parts in two mutually perpendicular planes via a measuring conveyor and two sawing stations after the saw cut, characterized in that the geometric measurement of the wood pieces tailored to the pallet size ( 4 ) in a measuring conveyor line ( 6 ) with cross-conveyor movement according to certain dimensional and quality requirements by geometry detection of the smaller end cross-section of the wood pieces over an original silhouette using a suitable evaluation unit ( 10 ), the longitudinal section definition in 2 cutting planes using a computer ( 11 ) for one variable cross-sectional dimension is carried out and the pieces of wood thus assessed with longitudinal conveyance ( 13 ) are fed to two successively arranged sawing units ( 14 ; 19 ) and then the sorted system of the prismatic parts in various all sizes and quality classes.

2. The method according to claim 1, characterized in that the lumpy wood residues with the smaller end face of the evaluation device ( 10 ) facing in the measuring conveyor ( 6 ) are inserted, an adjustment by driver ( 7 ) and end face stop ( 8 ).

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the resulting sawdust either fed back to the residual wood processing or separated out as remnants, the separation or classification according to predetermined quality requirements via a computer controlled sorting switch ( 15 ; 20 ) The control signal of which is generated in the computer ( 11 ) during the geometry version and cutting optimization.

4. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the control signal for the sorted storage of the prismatic parts is also generated in the computer ( 11 ) as part of the trim optimization.

5. Device for processing lumpy wood waste using handle elements known per se, characterized in that a continuously operating measuring conveyor ( 6 ) with an attached image recognition unit is present, which consists of a light source ( 9 ), an evaluation unit ( 10 ) and an associated projection plane and there is also a transport system for longitudinal conveying ( 13 ), two sawing units ( 14 ; 19 ) with built-in sorting switch ( 15 ; 20 ) and a circular conveyor ( 24 ) for sorted storage.

6. Device according to claim 5, characterized in that a CCD matrix camera is used as the evaluation unit ( 10 ).

7. The method and device according to claim 1 to 6, characterized characterized by the fact that the prismatic pieces of wood such products are made as Toys, furniture; Wooden structures, such as doors, cladding, Pallets, lumber.

8. The method and device according to claim 1 to 6, characterized characterized in that they are also used for processing lumpy Plastic and metallic waste are suitable.