JP2987498B2 - Log Grading System - Google Patents
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Sorting Of Articles (AREA)
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、丸太の供給装置
と、強度別仕分け装置を備えた丸太の等級区分装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a log feeder and a log grader provided with a sorting device for strength.
【0002】[0002]
【従来の技術】丸太の強度等級を区分する装置として
は、原木市場等におけるはえ積み状態で、丸太の木口を
ハンマー等で打撃し、その時の丸太の固有振動数を計測
し、丸太のヤング係数を推定する簡易な方法が提案され
ている(特開平7−103945公報)。また、丸太の
径級の区分は、原木市場等で丸太の直径を計測すること
で一般的に行われている。2. Description of the Related Art As a device for classifying a log's strength class, a log is hit with a hammer or the like at a log pile in a log market, and the natural frequency of the log at that time is measured. A simple method for estimating coefficients has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 7-103945). In addition, log diameter classification is generally performed by measuring the diameter of a log at a log market or the like.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来の丸太の強度等級
の区分技術においては、個々の丸太の強度値として評価
するには信頼性が不足している。また、従来の方法で
は、全数測定するには多大な労力を要し、丸太を強度等
級ごとに仕分けするには、効率が劣っていた。In the conventional technique for classifying the strength of a log, it is not reliable to evaluate the strength value of an individual log. In addition, in the conventional method, a great deal of labor is required for measuring the total number, and the efficiency is inferior for sorting logs by strength class.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記に鑑み
鋭意研究の結果、原木市場等に集積された丸太につい
て、個々の重量、径級及び固有振動数を機械的に全数測
定し、かつ信頼性の高い等級区分が可能な装置を提供
し、さらに本装置を使用することによって、用途に応じ
た丸太の供給体制を確立し、木製品の製造の効率化を図
ることを可能とした。すなわち本発明は下記構成の丸太
の等級区分装置である。 (1)丸太の供給装置102と強度別仕分け装置113
を備えた丸太の等級区分装置101において、強度別仕
分け装置113が、丸太の重量計測装置104と、径級
計測装置105,105′と、丸太の打撃装置106及
び固有振動数測定装置107と、前記各装置の計測値に
基づいて強度計算を行うコントローラ部108とからな
る丸太の強度計測部103とを備えてなり、かつ前記丸
太の径級計測装置105,105′は、両端木口部の直
径を直径計測用シリンダ46,89に支持した鉛直方向
直径計測用バー49,51並びに水平方向直径計測用バ
ー50,55により、上下、左右から計4箇所を計測
し、平均直径を算定するものであり、前記コントローラ
部108からの信号に基づいて丸太を強度別に仕分けす
るものであることを特徴とする丸太の等級区分装置。 (2)丸太の強度別仕分け装置113が、丸太を強度別
に色分けする強度別色分け装置109を備えてなること
を特徴する請求項1に記載の丸太の等級区分装置。Means for Solving the Problems In view of the above, as a result of intensive research, the present inventor has measured the total weight, diameter class and natural frequency of logs collected on a log market and the like mechanically and completely. and providing a possible reliable grading device, further by using the present device to establish a supply system logs according to the application, it made it possible to improve the efficiency of production of wood products. That is, the present invention is a log grading apparatus having the following configuration. (1) Log supply device 102 and strength sorting device 113
In the log classifying apparatus 101 provided with: a strength sorting apparatus 113, a log weight measuring apparatus 104, diameter measuring apparatuses 105 and 105 ', a log hitting apparatus 106 and a natural frequency measuring apparatus 107; A log intensity measuring unit 103 comprising a controller unit 108 for performing intensity calculation based on the measurement values of the respective devices, and
Thick diameter class measuring devices 105, 105 '
Vertical direction with diameter supported by diameter measuring cylinders 46 and 89
Bars 49 and 51 for diameter measurement and bars for horizontal diameter measurement
-Measured 4 locations from top, bottom, left and right with-50, 55
A log classifying apparatus for calculating an average diameter and for sorting logs according to strength based on a signal from the controller unit 108. (2) The log classification device according to claim 1, wherein the log intensity sorting device (113) includes an intensity color sorting device (109) for coloring logs by intensity.
【0005】(3)丸太の重量計測装置104が、2段
階に設けてなる搬入フレーム駆動1段目シリンダ19,
搬入フレーム駆動2段目シリンダ20を介してロードセ
ル59にて重量を計測するものであることを特徴とする
請求項1又は2に記載の丸太の等級区分装置。 (4)丸太の打撃装置106が、丸太の大きさに応じて
打撃部のハンマー44の位置並びに打撃による振動ピッ
クアップ用マイクロフォン42の位置が、丸太の中心に
くるように作動する自動位置決め機構を設けてなること
を特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の丸太
の等級区分装置。 (5)丸太の等級区分装置101のコントローラ部10
8が、丸太を打撃したときの固有振動数を読み取り、第
3次共振周波数を計測値として、丸太の強度計算を行う
ものであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1
項に記載の丸太の等級区分装置。 (6)丸太の等級区分装置において、強度等級と径級等
級とを同時に仕分けするようにしたことを特徴とする請
求項1〜5のいずれか1項に記載の丸太の等級区分装
置。(3) The weight measuring device 104 for the log is provided with a loading frame driving first stage cylinder 19 provided in two stages,
The log classification device according to claim 1 or 2, wherein the weight is measured by the load cell (59) via the second frame (20) driven by the loading frame. ( 4 ) The log striking device 106 is provided with an automatic positioning mechanism that operates so that the position of the hammer 44 of the striking portion and the position of the microphone 42 for vibration pickup by striking come to the center of the log according to the size of the log. The log classification apparatus according to any one of claims 1 to 3 , wherein the log classification apparatus comprises: ( 5 ) The controller 10 of the log grader 101
8 reads the natural frequency when struck a log, the third-order resonance frequency as the measurement value, any one of claims 1-4, characterized in that performs a strength calculation of log 1
Log classification device according to paragraph. ( 6 ) The log grading device according to any one of claims 1 to 5 , wherein the strength grading and the diameter grading are simultaneously sorted in the log grading device.
【0006】[0006]
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を、事例に基づ
き図面を参照して説明する。図1は、本発明の丸太の等
級区分装置の全体を示す平面図及びコントローラ部の系
統図である。図において、1は直径計測部カバー、3は
送材用車輪、6は計測部カバー、8は投入装置、10は
送材用モータ、11は搬入装置回転軸、14は搬入フレ
ーム、15は丸太搬出レバー、16は丸太排出レバー、
19は搬入フレーム駆動1段目シリンダ、20は搬入フ
レーム駆動2段目シリンダ、75は区分材置フレーム、
79は区分材送材モータ、80はスプロケット、81は
送材用チェーン、82は送材用コロ、83は区分材送材
フレーム、101は等級区分装置、102は供給装置
(搬入部)、104は重量計測装置、105,105′
は径級計測装置、106は打撃装置、107は固有振動
数測定装置、108はコントローラ部、109は強度別
色分け装置、110は強度別仕分け搬出部、111は取
り出し装置、112は径級別強度仕分け、113は強度
別仕分け装置を示す。以下、図2〜図10の各図に基づ
いてその構造と作用について説明する。図2は、図1の
D−D断面の正面図で、丸太の投入、搬入、搬出部分の
機構説明図である。図において、9は送材用チェーン、
12は搬入用チェーン、13は材確認スイッチ、17は
排出シリンダ、18は搬出シリンダ、21は投入フレー
ム、83は区分材送材フレーム、84は送材モータ、1
00は丸太、111は取り出し装置、102は供給装置
(搬入部)を示す。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings based on examples. FIG. 1 is a plan view showing an entire log grading apparatus of the present invention and a system diagram of a controller unit. In the drawing, 1 is a diameter measuring unit cover, 3 is a feeding wheel, 6 is a measuring unit cover, 8 is a loading device, 10 is a feeding motor, 11 is a rotating shaft of a loading device, 14 is a loading frame, and 15 is a log. The carry-out lever, 16 is a log discharge lever,
19 is a loading frame drive first-stage cylinder, 20 is a carry-in frame drive second-stage cylinder, 75 is a sorting material placing frame,
79 is a material feeding motor, 80 is a sprocket, 81 is a material feeding chain, 82 is a material feeding roller, 83 is a material sorting frame, 101 is a class sorting device, 102 is a feeding device (loading unit), 104 Is a weight measuring device, 105, 105 '
Is a diameter measuring device, 106 is a striking device, 107 is a natural frequency measuring device, 108 is a controller unit, 109 is a color classification device according to strength, 110 is a sorting / unloading unit according to strength, 111 is a take-out device, and 112 is a strength sorting according to size. Reference numeral 113 denotes a sorting device for each strength. The structure and operation will be described below with reference to FIGS. FIG. 2 is a front view of a cross section taken along line DD of FIG. In the figure, 9 is a material feeding chain,
12 is a carry-in chain, 13 is a material confirmation switch, 17 is a discharge cylinder, 18 is a carry-out cylinder, 21 is an input frame, 83 is a divided material feed frame, 84 is a feed motor,
00 denotes a log, 111 denotes a take-out device, and 102 denotes a supply device (loading unit).
【0007】図2において、丸太の投入装置8により、
予め投入フレーム21の送材用チェーン9の上に丸太を
積載しておき、投入スイッチ(図示せず)を操作して送
材用モータ10を駆動して搬入フレーム14へ1本ずつ
載せる。前記搬入フレーム14へ載せられると、搬入フ
レーム駆動1段目シリンダ19が搬入フレーム14を搬
入装置回転軸11の回りに水平になる位置まで回転させ
て止まる。そして、送材モータ84で搬入用チェーン1
2を駆動して搬入フレーム14の先端まで送り、材確認
スイッチ13がONすると、送材モータ84を止めると
共に、搬入フレーム駆動2段目シリンダ20で搬入フレ
ーム14を回転させて丸太を送材用車輪3(図1,図
3)の上に載せる。In FIG. 2, a log input device 8
Logs are previously loaded on the material feeding chain 9 of the loading frame 21, and a loading switch (not shown) is operated to drive the material feeding motor 10 to place the logs one by one on the loading frame 14. When the loading frame 14 is placed on the loading frame 14, the loading frame driving first-stage cylinder 19 rotates the loading frame 14 around the loading device rotation shaft 11 to a horizontal position and stops. Then, the carry-in chain 1 is driven by the material feeding motor 84.
2 is driven to the leading end of the loading frame 14, and when the material confirmation switch 13 is turned on, the material feeding motor 84 is stopped, and the loading frame 14 is rotated by the loading frame driving second-stage cylinder 20, and the log is fed. Place on wheels 3 (FIGS. 1 and 3).
【0008】図3は本発明の丸太の等級区分装置本体の
正面図で、概要説明図である。図において、2は直径計
測の位置決めストッパー、4は色づけ位置決めストッパ
ー、5は色づけ材確認用リミットスイッチ、7は打撃位
置決めストッパー、85は送材モータ、を示す。なお、
強度別色分け装置109(図1,図7後記)は省略し
た。FIG. 3 is a front view of a log grade sorting apparatus main body of the present invention, and is a schematic explanatory view. In the drawing, 2 is a positioning stopper for diameter measurement, 4 is a coloring positioning stopper, 5 is a coloring material confirmation limit switch, 7 is a striking positioning stopper, and 85 is a material feeding motor. In addition,
The intensity-dependent color classification device 109 (see FIGS. 1 and 7) is omitted.
【0009】次に図3中に示した重量計測装置104の
構造と作用を説明する。図4は、重量計測装置104の
側面図である。図において、56は丸太支持プレート、
57は丸太支持プレート受け、58はロードセル受け
具、59ロードセル、60は重量計測用2段目シリン
ダ、61は重量計測用1段目シリンダ、62は1段目支
持金具、63は2段目支持金具、64、65はガイドブ
ロック、66、67はガイドレールを示す。図4におい
て、前記搬入フレーム14(図1,図2)によって送材
用車輪3(図1,図3)に載せられた位置で、重量計測
用1段目シリンダ61で丸太を持ち上げて丸太を安定さ
せた後で、重量計測用2段目シリンダ60でロードセル
59を介してロードセル受け具58に固定された丸太支
持プレート56によって丸太を持ち上げ、計測装置で重
量を計測する。重量計測装置は摩擦抵抗などによる外乱
等がロードセルの表示に影響しないようにボールベアリ
ングの封入されたガイドブロック64、65と、ガイド
レール66、67とを用いるのが好ましい。上記の重量
計測値はコントローラ部108(図1,図10)に送ら
れ、強度計算のデータとなる。重量計測完了後は、重量
計測用2段目シリンダ60を先に解放し、次に重量計測
用1段目シリンダ61を解放して、ロードセル59を保
護するようにしている。重量計測後上記ロードセル59
を解放したら、図3に示した送材用車輪3で直径計測の
位置決めストッパー2のところまで送材モータ85で送
材して止める。Next, the structure and operation of the weight measuring device 104 shown in FIG. 3 will be described. FIG. 4 is a side view of the weight measuring device 104. In the figure, 56 is a log support plate,
57 is a log support plate receiver, 58 is a load cell receiver, 59 load cell, 60 is a second-stage cylinder for weight measurement, 61 is a first-stage cylinder for weight measurement, 62 is a first-stage support bracket, and 63 is a second-stage support. Metal fittings, 64 and 65 are guide blocks, and 66 and 67 are guide rails. In FIG. 4, the log is lifted by the first-stage cylinder 61 for weight measurement at a position where the log is placed on the material feeding wheel 3 (FIGS. 1 and 3) by the carry-in frame 14 (FIGS. 1 and 2). After the stabilization, the log is lifted by the log supporting plate 56 fixed to the load cell receiver 58 via the load cell 59 by the second-stage cylinder 60 for weight measurement, and the weight is measured by the measuring device. The weight measuring device preferably uses guide blocks 64 and 65 in which ball bearings are sealed and guide rails 66 and 67 so that disturbance due to frictional resistance or the like does not affect the display of the load cell. The above measured weight value is sent to the controller unit 108 (FIGS. 1 and 10) and becomes data for strength calculation. After the completion of the weight measurement, the second cylinder 60 for weight measurement is released first, and then the first cylinder 61 for weight measurement is released to protect the load cell 59. Load cell 59 after weight measurement
Is released, the material is fed to the positioning stopper 2 for diameter measurement by the material feeding wheel 3 shown in FIG.
【0010】次に径級計測装置の構造と作用を説明す
る。図5は図1のB−B断面図で、直径計測装置の正面
図である。図において、46は直径計測用シリンダ、4
7はガイドレール、48はガイドブロック、49、51
は鉛直方向直径計測用バー、50、55は水平方向直径
計測用バー、52はシリンダ下端位置決めストッパー、
53はガイドブロック、54はガイドレール、87、8
8、90はバー、89は直径計測用シリンダを示す。
図5に示したように、丸太100の木口の鉛直方向の長
さを、鉛直方向直径計測用バー49と51で計測しま
た、水平方向の長さを、水平方向直径計測用バー50と
55で計測して、両者の平均をとって丸太の一方木口の
直径とする。鉛直方向直径計測用バー49はガイドブロ
ック48に固定されてガイドレール47上を摺動できる
ようにし、そのガイドブロック48をバー86を介して
直径計測用シリンダ46の一端に連結する。他端にも同
じようにして鉛直方向直径計測用バー51を連結する。
水平方向直径計測用バー50と55も同じ構造とし、直
径計測用シリンダ89に連結する。このようにガイドレ
ール上を自由に摺動するガイドブロックを、シリンダの
一端と他端とするように連結したため、計測時に丸太1
00の位置を正確に固定する必要がなくなる。即ち、丸
太を前記直径計測用バーで挟むと、それにつられて、シ
リンダ全体が移動できるからである。Next, the structure and operation of the diameter measuring device will be described. FIG. 5 is a sectional view taken along the line BB of FIG. 1 and is a front view of the diameter measuring device. In the figure, 46 is a cylinder for measuring the diameter, 4
7 is a guide rail, 48 is a guide block, 49, 51
Is a vertical diameter measurement bar, 50 and 55 are horizontal diameter measurement bars, 52 is a cylinder bottom positioning stopper,
53 is a guide block, 54 is a guide rail, 87, 8
Numerals 8 and 90 are bars, and 89 is a diameter measuring cylinder.
As shown in FIG. 5, the vertical length of the log 100 of the log 100 is measured by vertical diameter measuring bars 49 and 51, and the horizontal length is measured by horizontal diameter measuring bars 50 and 55. And the average of the two is taken as the diameter of one end of the log. The vertical diameter measuring bar 49 is fixed to the guide block 48 so as to slide on the guide rail 47, and the guide block 48 is connected to one end of the diameter measuring cylinder 46 via the bar 86. A bar 51 for vertical diameter measurement is connected to the other end in the same manner.
The horizontal diameter measuring bars 50 and 55 have the same structure and are connected to a diameter measuring cylinder 89. Since the guide block that slides freely on the guide rail is connected to one end and the other end of the cylinder, the log 1
It is not necessary to fix the position of 00 exactly. That is, when a log is sandwiched between the diameter measurement bars, the entire cylinder can be moved accordingly.
【0011】次に、丸太100を送材用車輪3を介して
打撃位置決めストッパー7まで送り(図3)、丸太10
0の残りの木口の直径を前記と同様に直径計測用バー3
2、33及び34、35で計測し(図6)、平均直径を
算出する。上記木口の鉛直及び水平の各直径計測値は、
コントローラ部(図1,図10)に送られ、強度計算及
び径級区分のデータとなる。Next, the log 100 is fed to the striking positioning stopper 7 via the material feeding wheel 3 (FIG. 3).
In the same manner as above, the diameter of the remaining tip of 0
Measurements are made at 2, 33 and 34, 35 (FIG. 6), and the average diameter is calculated. The vertical and horizontal diameter measurements of the above kiguchi are:
The data is sent to the controller unit (FIGS. 1 and 10) and becomes data of strength calculation and diameter classification.
【0012】次に丸太の打撃装置の構造と作用を説明す
る。図6は丸太の直径計測と打撃装置の説明図である。
図において、7は打撃位置決めストッパー、22は打撃
用シリンダ、23は打撃装置フレーム、24は打撃ヘッ
ド、25はガイドブロック、26はガイドレール、27
はリンク1、28は打撃装置移動用シリンダ、29は直
径計測用ガイドレール、30はリンク用軸受け、31は
ガイドブロック、32〜35は直径計測用バー、36は
ガイドブロック、37はリンク用軸受け、38はリンク
2、39は材確認用スイッチ、40はマイクロフォン保
持金具、41は緩衝材、42は振動ピックアップ用マイ
クロフォン、43はリンクピン、44はハンマー、4
4′は打撃時のハンマー位置、45はコイルバネ、4
5′は打撃時のコイルバネ位置、106は打撃装置、1
07は固有振動数測定装置を示す。Next, the structure and operation of a log hitting device will be described. FIG. 6 is an explanatory diagram of a diameter measurement and impact device of a log.
In the figure, 7 is a striking positioning stopper, 22 is a striking cylinder, 23 is a striking device frame, 24 is a striking head, 25 is a guide block, 26 is a guide rail, 27
Is a link 1, 28 is a cylinder for moving the striking device, 29 is a guide rail for measuring the diameter, 30 is a bearing for the link, 31 is a guide block, 32 to 35 are bars for measuring the diameter, 36 is a guide block, and 37 is a bearing for the link. Reference numeral 38 denotes a link 2, reference numeral 39 denotes a material confirmation switch, reference numeral 40 denotes a microphone holding bracket, reference numeral 41 denotes a cushioning material, reference numeral 42 denotes a vibration pickup microphone, reference numeral 43 denotes a link pin, reference numeral 44 denotes a hammer, reference numeral 44 denotes a hammer.
4 'is a hammer position at the time of hitting, 45 is a coil spring, 4
5 'is a coil spring position at the time of hitting, 106 is a hitting device, 1
Reference numeral 07 denotes a natural frequency measuring device.
【0013】図6に示したように、打撃装置106は、
2回目の木口の直径計測後その状態において、前記直径
計測用バー32,33・34,35を解放してから打撃
用シリンダ22でハンマー44を駆動して、丸太100
の木口を打撃し、固有振動数測定装置107に示すよう
に、この時の音の共振周波数を振動ピックアップ用マイ
クロフォン42で集音し、コントローラ部108(図
1,図10)で、その波形のピーク値の周波数を周波数
の低い方から、1次、2次、3次共振周波数と定義し、
3次の共振周波数(第3次共振周波数)を採用する。ま
た、前記振動ピックアップ用マイクロフォン42はスポ
ンジなどの緩衝材41で保持され、打撃装置フレーム2
3に固定されている。この打撃装置フレーム23には打
撃用シリンダ22及びハンマー44が取り付けられてお
り、それら全体がリンクピン43で摺動可能に連結され
ている。また、このリンクピン43は、リンク1(2
7)とリンク2(38)を介して直径計測用ガイドレー
ル29上を摺動する直径計測用バー34,35が開閉す
ると、それに連動してリンクピン43が上下して、ハン
マー44の位置を丸太100の中心に保つことができる
ようにした。そして前記打撃用シリンダ22の先端には
打撃ヘッド24を設け、ハンマー44の腕の途中にコイ
ルバネ45を取り付けて、打撃方向の反対側からハンマ
ー44を引き寄せている。コイルバネ45はハンマー4
4が打撃後さらに丸太100を打撃しないように位置と
強さが調節されている。[0013] As shown in FIG.
After the second measurement of the diameter of the tip, in that state, the diameter measuring bars 32, 33, 34, and 35 are released, and the hammer 44 is driven by the striking cylinder 22 so that the log 100
As shown in the natural frequency measuring device 107, the resonance frequency of the sound at this time is collected by the microphone 42 for vibration pickup, and the waveform of the waveform is collected by the controller 108 (FIGS. 1 and 10). The peak frequency is defined as the primary, secondary, or tertiary resonance frequency from the lower frequency,
A third resonance frequency (third resonance frequency) is employed. The vibration pickup microphone 42 is held by a cushioning material 41 such as a sponge.
It is fixed to 3. A striking cylinder 22 and a hammer 44 are attached to the striking device frame 23, and all of them are slidably connected by link pins 43. The link pin 43 is connected to the link 1 (2
7) When the diameter measurement bars 34 and 35 sliding on the diameter measurement guide rail 29 via the link 2 (38) open and close, the link pin 43 moves up and down in conjunction with the movement, and the position of the hammer 44 is adjusted. It can be kept at the center of the log 100. A striking head 24 is provided at the tip of the striking cylinder 22, and a coil spring 45 is attached to the middle of the arm of the hammer 44 to draw the hammer 44 from the side opposite to the striking direction. The coil spring 45 is a hammer 4
The position and the strength are adjusted so that No. 4 does not hit the log 100 further after hitting.
【0014】上記計測の判定結果、計測値に異常があっ
た場合には、再度、打撃して計測をやり直す。5回以上
計測結果に異常があった場合には、計測を中止して丸太
及びシステムを点検する。If the result of the above measurement indicates that there is an abnormality in the measured value, the ball is hit again and the measurement is performed again. If there is an abnormality in the measurement results five or more times, stop the measurement and check the logs and the system.
【0015】次に、コントローラ部108(図1,図1
0)で読み取った丸太100の直径、重量、及び固有振
動数(第3次共振周波数)と予め入力されていた丸太1
00の長さから、下記に示す「数式1」に基づいてコン
トローラ部108において丸太のヤング係数を算出す
る。その後、丸太100を送材用車輪3(図3)で色づ
け位置決めストッパー4まで送り、予め任意設定してい
た強度等級に基づいて、丸太100の木口に強度別に着
色(後記)する。前記、「数式1」:Ef=4L2f2
ρ/980ここで、Ef:丸太のヤング係数(Kgf/
cm2),L:丸太の長さ(cm)f:丸太の固有振動
数(Hz),ρ:丸太の密度(Kg/cm3)である。Next, the controller unit 108 (FIG. 1, FIG. 1)
0) the diameter, weight, and natural frequency (third resonance frequency) of the log 100 read in step 0) and the log 1
From the length of 00, the Young's modulus of the log is calculated in the controller unit 108 based on “Equation 1” shown below. Thereafter, the log 100 is fed to the coloring positioning stopper 4 by the feeding wheel 3 (FIG. 3), and the log 100 is colored according to the strength (described later) at the tip of the log 100 based on the strength class arbitrarily set in advance. Formula 1 above: Ef = 4L 2 f 2
ρ / 980 where Ef: Young's modulus of log (Kgf /
cm 2 ), L: log length (cm) f: log natural frequency (Hz), ρ: log density (Kg / cm 3 ).
【0016】次に丸太への強度別着色法を説明する。図
7は図1のC−C断面図で強度別色分け装置図である。
図において68は色づけ装置駆動シリンダ、69は色づ
け装置支持台、70はスプレー、71は色づけ用シリン
ダ、72はスプレー固定金具、73はガイドレール、7
4はガイドブロック、109は強度別色分け装置を示
す。丸太への強度別着色法は、色づけ材確認用リミット
スイッチ5(図3)が点灯すると、図7のガイドレール
73上を摺動するガイドブロック74を介して固定され
た色づけ装置支持台69を、色づけ装置駆動シリンダ6
8が丸太100の中心まで水平方向に移動する。そし
て、コントローラ部108(図1,図10)からの指示
に従って色づけ用シリンダ71を駆動してスプレー70
を押し、丸太100に着色する。例えば、ヤング係数7
0×103Kgf/cm2以上の丸太は赤色に、50×
103Kgf/cm2≦丸太<70×103Kgf/c
m2は青色、50×103Kgf/cm2未満の丸太は
黒色に着色する。Next, a method of coloring a log by strength will be described. FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
In the figure, reference numeral 68 denotes a coloring device driving cylinder, 69 denotes a coloring device support base, 70 denotes a spray, 71 denotes a coloring cylinder, 72 denotes a spray fixing bracket, 73 denotes a guide rail, 7
Reference numeral 4 denotes a guide block, and reference numeral 109 denotes a color classification device for each intensity. The method of coloring the logs according to the strength is as follows. When the coloring material confirmation limit switch 5 (FIG. 3) is turned on, the coloring device support base 69 fixed via the guide block 74 that slides on the guide rail 73 in FIG. , Coloring device drive cylinder 6
8 moves horizontally to the center of log 100. Then, the coloring cylinder 71 is driven in accordance with an instruction from the controller unit 108 (FIGS. 1 and 10) to drive the spray 70.
Press to color the log 100. For example, Young's modulus 7
Logs of 0 × 10 3 Kgf / cm 2 or more are red and 50 ×
10 3 Kgf / cm 2 ≦ log <70 × 10 3 Kgf / c
m 2 is blue, 50 × 10 3 Kgf / cm 2 less than the log is colored black.
【0017】そして、最後に送材用車輪3(図3)で丸
太100を色づけ位置決めストッパー4まで送り、丸太
搬出レバー15(図2)で丸太100を計測器外に搬出
する。上記丸太搬出レバー15は搬出シリンダ18で駆
動され、丸太100を丸太排出レバー16で受ける。丸
太100を受け取ったこの丸太排出レバー16は排出シ
リンダ17で駆動して丸太100を区分材送材フレーム
83まで降ろす。Finally, the log 100 is colored by the material feeding wheel 3 (FIG. 3) and sent to the positioning stopper 4, and the log 100 is carried out of the measuring instrument by the log carry-out lever 15 (FIG. 2). The log carry-out lever 15 is driven by a carry-out cylinder 18 and receives the log 100 by the log discharge lever 16. The log discharge lever 16 which has received the log 100 is driven by the discharge cylinder 17 to lower the log 100 to the sorting material feeding frame 83.
【0018】次に排出後の仕分けを説明する。図8は図
1のA−A断面図で区分材排出部及び区分材置き場の図
である。図において75は区分材置フレーム、76は区
分材排出軸受け、77は区分材排出レバー(図1)、7
8は区分材排出シリンダを示す。排出後、丸太の強度別
仕分け搬出部110(図10)と取り出し装置111
(図10)をコントローラ部108(図1,図10)で
制御して、径級別に強度仕分け112(図1,図10)
する。前記丸太排出レバー16(図2)で区分材送材フ
レーム83上に降ろされた丸太100は、区分材送材モ
ータ79(図1)で駆動される送材用コロ82でそれぞ
れの等級に仕分けされた強度に従って、区分材排出レバ
ー77(図1,図8)で区分材置フレーム75(図1,
図8)上に整列される。Next, sorting after discharge will be described. FIG. 8 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 1 and is a view of a sectioned material discharge section and a sectioned material storage area. In the drawing, reference numeral 75 denotes a sorting material placement frame, 76 denotes a sorting material discharge bearing, 77 denotes a sorting material discharge lever (FIG. 1), 7
Reference numeral 8 denotes a sorting material discharge cylinder. After the discharge, the log is sorted out by strength 110 (FIG. 10) and the unloader 111.
(FIG. 10) is controlled by the controller unit 108 (FIGS. 1 and 10) to sort the strength by the diameter class 112 (FIGS. 1 and 10).
I do. The logs 100 lowered onto the sorting material feeding frame 83 by the log discharging lever 16 (FIG. 2) are sorted into respective grades by a feeding roller 82 driven by a sorting material feeding motor 79 (FIG. 1). According to the strength, the sorting material discharge lever 77 (FIGS. 1 and 8) is used to set the sorting material placing frame 75 (FIGS.
(FIG. 8).
【0019】次に本装置を使用して測定した丸太のヤン
グ係数と、それから木取った製材品の実際の曲げヤング
係数の相関を示す。図9は丸太のヤング係数Efと、製
材品のヤング係数MOEとの相関図である。図におい
て、R=相関係数、n=サンプル数である。図に示した
ように、両者の相関関係は0.75と高く、本装置の強
度評価の信頼性が高いことが判る。Next, the correlation between the Young's modulus of a log measured using the present apparatus and the actual bending Young's modulus of a sawn timber is shown. FIG. 9 is a correlation diagram between the log's Young's modulus Ef and the lumber's Young's modulus MOE. In the figure, R = correlation coefficient, n = number of samples. As shown in the figure, the correlation between the two is as high as 0.75, indicating that the reliability of the strength evaluation of the present apparatus is high.
【0020】図10に本発明の丸太の等級区分装置全体
のブロック図を示す。図において、コントローラ部10
8はコンピュータで、前記各装置のセンサーからの計測
データによって、強度計算及び装置の制御を指令し、ま
た、強度別色分け装置109で丸太の強度区分を色分け
によって実施する。そして排出後、強度別仕分け搬出部
110及び取り出し装置111を制御し、径級別強度仕
分け112した後、丸太100は等級別に仕分けされた
強度に従ってあるいは、径級別強度仕分けに従って区分
材置フレーム75に整列される。FIG. 10 is a block diagram showing an entire log grading apparatus according to the present invention. Referring to FIG.
Reference numeral 8 denotes a computer for instructing calculation of intensity and control of the device based on measurement data from the sensor of each device, and a color classification device 109 for intensity to perform log intensity classification by color. After discharge, the sorting / unloading unit 110 and the take-out device 111 are controlled by strength, and after the strength sorting 112 by diameter, the logs 100 are aligned with the sorting material placing frame 75 according to the strength sorted by grade or according to the strength sorting by diameter. Is done.
【0021】[0021]
【発明の効果】本発明によれぱ下記のごとき作用効果が
発揮される。 1、請求項1の発明によれば、丸太の強度計測部は、重
量計測装置と、径級計測装置と、打撃装置及びその固有
振動測定装置により構成されており、かつ前記丸太の径
級計測装置は、両端木口部の直径を直径計測用シリンダ
に支持した鉛直方向直径計測用バー並びに水平方向直径
計測用バーにより、上下、左右から計4箇所を計測し、
平均直径を算定するものであり、これらの測定データー
をコントローラ部で総合的に計算し強度評価を行うた
め、丸太の材積を求める際、断面の変形等による誤差を
少なくすることができ、実際の製材品の強度との相関が
高く信頼性の良いものとなる。 2、請求項2の発明によれば、前項記載の効果に加え
て、強度別の仕分け表示が鮮明で分かりやすい。 3、請求項3の発明によれば、測定に供する殆どの丸太
は、曲がりやその断面が不整円であるので、重量計測装
置の支持台に載せたとき、丸太は安定する方向に回転し
衝撃的な荷重が重量計測装置にかかるが、本装置では丸
太のシリンダを2段階とし、第1段目のシリンダで丸太
を持ち上げて丸太を安定した位置で支持し、次にロード
セルを介して第2段目のシリンダでさらに持ち上げる構
造としたため、前各項記載の効果に加えて、ロードセル
に衝撃的な荷重が加わることを回避でき、正確な重量測
定ができる。 4、請求項4の発明によれば、打撃装置が、打撃による
振動ピックアップ用マイクロフォン及びハンマーの位置
を、丸太の大きさに応じてその木口の中心にくるように
自動位置決め機構を設けたため、前各項記載の効果に加
えて、正確な丸太の固有振動数の計測データを得ること
ができる。 5、請求項5の発明によれば、丸太を打撃したときの固
有振動数を読み取り、第3次共振周波数を計測値とした
ため、前各項記載の効果に加えて、丸太のヤング係数
と、それらから木取った製材品のヤング係数との相関性
が高い。 6、請求項6の発明によれば、丸太の等級区分を、強度
別等級と径級別等級とを同時に仕分けすることができる
ため、前各項記載の効果に加えて、用途に応じた丸太の
供給体制が確立でき、木材製品の製造の効率化を図るこ
とができる。According to the present invention, the following effects can be obtained. According to the first aspect of the present invention, the log strength measuring unit includes a weight measuring device, a diameter measuring device, a striking device, and a natural vibration measuring device thereof, and the log diameter is measured.
Class measuring device is a cylinder for measuring the diameter of
Vertical diameter measuring bar and horizontal diameter supported on
Using the measurement bar, measure a total of four places from top and bottom, left and right,
The average diameter is calculated, and these measurement data are comprehensively calculated by the controller unit to evaluate the strength.When calculating the log volume, errors due to deformation of the cross section etc.
It can be reduced, and the correlation with the actual strength of the lumber product is high and the reliability is high . 2. According to the invention of claim 2, in addition to the effects described in the preceding item,
Te, the intensity another sorting display is easy to understand and clear. According to the third aspect of the present invention, most logs used for measurement are bent or have irregular cross-sections. Therefore, when the logs are placed on the support of the weight measuring device, the logs rotate in a stable direction and impact. In this device, the log cylinder is divided into two stages, the log is lifted by the first cylinder, the log is supported at a stable position, and then the second cylinder is loaded through the load cell. Since the structure is further lifted by the stepped cylinder, in addition to the effects described in the preceding sections , it is possible to avoid applying an impact load to the load cell, and to perform accurate weight measurement. 4, according to the invention of claim 4, since the striking device, the position of the vibration pickup microphone and hammers by striking, the automatic positioning mechanism so that the center of the butt end is provided according to the size of the logs, prior to In addition to the effects described in each section,
In addition, accurate measurement data of the natural frequency of the log can be obtained. 5, according to the invention of claim 5, reads the natural frequency when the strike the log, because the third-order resonance frequency is measured values, in addition to the effect of the preceding paragraphs wherein, the Young's modulus of logs, There is a high correlation with the Young's modulus of lumber products taken from them. 6, according to the invention of claim 6, the grading of logs, it is possible to sort the strength grades and径級grades simultaneously, in addition to the effect of the preceding paragraphs wherein, the logs according to the application A supply system can be established, and the efficiency of wood product production can be improved.
【図1】本発明の丸太の等級区分装置の全体を示す平面
図及びコントローラ部の系統図。FIG. 1 is a plan view showing an entire log grading apparatus of the present invention and a system diagram of a controller unit.
【図2】図1のD−D断面の正面図で、丸太の投入、搬
入、搬出部分の機構図。FIG. 2 is a front view of a cross section taken along line DD of FIG. 1, and is a mechanism diagram of a part for loading, loading, and unloading logs.
【図3】本発明の丸太の等級区分装置本体の正面図。FIG. 3 is a front view of a log grade sorting device main body of the present invention.
【図4】重量計測装置の側面図。FIG. 4 is a side view of the weight measuring device.
【図5】図1のB−B断面図で、直径計測装置の正面
図。FIG. 5 is a front view of the diameter measuring device taken along the line BB in FIG. 1;
【図6】丸太の直径計測と打撃装置の説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram of a log diameter measuring and hitting device.
【図7】図1のC−C断面図で強度別色分け装置図。FIG. 7 is a view of a color-separating device according to intensity in a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 1;
【図8】図1のA−A断面図で区分材排出部及び区分材
置き場の図。FIG. 8 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 1 showing a section discharge section and a section storage area.
【図9】丸太のヤング係数Efと、製材品のヤング係数
MOEとの相関図。FIG. 9 is a correlation diagram between the log's Young's modulus Ef and the lumber's Young's modulus MOE.
【図10】本発明の丸太の等級区分装置全体のブロック
図。FIG. 10 is a block diagram of the entire log grading apparatus of the present invention.
1:直径計測部カバー, 2:直径計測
の位置決めストッパー 3:送材用車輪, 4:色づけ位
置決めストッパー 5:色づけ材確認用リミットスイッチ, 6:計測部カ
バー 7:打撃位置決めストッパー, 8:投入装置 9:送材用チェーン, 10:送材用
モータ 11:搬入装置回転軸, 12:搬入用
チェーン 13:材確認スイッチ, 14:搬入フ
レーム 15:丸太搬出レバー, 16:丸太排
出レバー 17:排出シリンダ, 18:搬出シ
リンダ 19:搬入フレーム駆動1段目シリンダ, 20:搬入フレーム駆動2段目シリンダ, 21:投入フレーム, 22:打撃用
シリンダ 23:打撃装置フレーム, 24:打撃ヘ
ッド 25:ガイドブロック, 26:ガイド
レール 27:リンク1, 28:打撃装
置移動用シリンダ 29:直径計測用ガイドレール, 30:リンク
1用軸受け 31:ガイドブロック, 32〜35:
直径計測用バー 36:ガイドブロック, 37:リンク
2用軸受け 38:リンク2, 39:材確認
用スイッチ 40:マイクロフォン保持金具, 41:緩衝材 42:振動ピックアップ用マイクロフォン, 43:リンクピン, 44:ハンマ
ー 44′:打撃時のハンマー位置, 45:コイル
バネ 45′:打撃時のコイルバネ位置, 46:直径計
測用シリンダ 47:ガイドレール, 48:ガイド
ブロック 49、51:鉛直方向直径計測用バー, 50、55:
水平方向直径計測用バー 52:シリンダ下端位置決めストッパー,53:ガイド
ブロック 54:ガイドレール, 56:丸太支
持プレート 57:丸太支持プレート受け, 58:ロード
セル受け具 59:ロードセル, 60:重量計
測用2段目シリンダ 61:重量計測用1段目シリンダ, 62:1段目
支持金具 63:2段目支持金具, 64、65:
ガイドブロック 66、67:ガイドレール, 68:色づけ
装置駆動シリンダ 69:色づけ装置支持台, 70:スプレ
ー 71:色づけ用シリンダ, 72:スプレ
ー固定金具 73:ガイドレール, 74:ガイド
ブロック 75:区分材置フレーム, 76:区分材
排出軸受け 77:区分材排出レバー, 78:区分材
排出シリンダ 79:区分材送材モータ, 80:スプロ
ケット 81:送材用チェーン, 82:送材用
コロ 83:区分材送材フレーム, 84:送材モ
ータ 85:送材モータ, 86、87、
88、90:バー 89:直径計測用シリンダ, 100:丸太 101:等級区分装置, 102:供給
装置(搬入部) 103:強度計測部, 104:重量
計測装置 105,105′:径級計測装置, 106:打撃
装置 107:固有振動数測定装置, 108:コン
トローラ部 109:強度別色分け装置, 110:強度
別仕分け搬出部 111:取り出し装置, 112:径級
別強度仕分け 113:強度別仕分け装置1: Diameter measuring unit cover 2: Diameter measuring positioning stopper 3: Feeding wheel 4: Coloring positioning stopper 5: Coloring material confirmation limit switch 6: Measuring unit cover 7: Striking positioning stopper, 8: Feeding device 9: Chain for feeding material, 10: Motor for feeding material 11: Rotating shaft of loading device, 12: Chain for loading 13: Material confirmation switch, 14: Loading frame 15: Log discharging lever, 16: Log discharging lever 17: Discharge cylinder , 18: carry-out cylinder 19: carry-in frame drive first-stage cylinder, 20: carry-in frame drive second-stage cylinder, 21: loading frame, 22: striking cylinder 23: striking device frame, 24: striking head 25: guide block, 26: Guide rail 27: Link 1, 28: Cylinder for moving the striking device 29: Gauge for diameter measurement Id rail, 30: Bearing for link 1 31: Guide block, 32-35:
Diameter measurement bar 36: guide block, 37: bearing for link 2 38: link 2, 39: switch for material confirmation 40: microphone holding bracket, 41: cushioning material 42: microphone for vibration pickup, 43: link pin, 44: Hammer 44 ': Hammer position at impact, 45: Coil spring 45': Coil spring position at impact, 46: Diameter measuring cylinder 47: Guide rail, 48: Guide block 49, 51: Vertical diameter measuring bar, 50, 55:
Horizontal diameter measuring bar 52: Cylinder lower end positioning stopper, 53: Guide block 54: Guide rail, 56: Log support plate 57: Log support plate receiver, 58: Load cell receiver 59: Load cell, 60: Weight measuring two-stage Eye cylinder 61: First-stage cylinder for weight measurement, 62: First-stage support bracket 63: Second-stage support bracket, 64, 65:
Guide blocks 66, 67: guide rail, 68: coloring device drive cylinder 69: coloring device support, 70: spray 71: coloring cylinder, 72: spray fixing bracket 73: guide rail, 74: guide block 75: sorting material placement Frame, 76: Sorting material discharge bearing 77: Sorting material discharge lever, 78: Sorting material discharge cylinder 79: Sorting material feeding motor, 80: Sprocket 81: Feeding chain, 82: Feeding roller 83: Sorting material feeding Material frame, 84: material feeding motor 85: material feeding motor, 86, 87,
88, 90: Bar 89: Diameter measuring cylinder, 100: Log 101: Grading device, 102: Feeding device (loading unit) 103: Strength measuring unit, 104: Weight measuring device 105, 105 ': Diameter measuring device, 106: hitting device 107: natural frequency measuring device, 108: controller unit 109: color sorting device by strength, 110: sorting / unloading unit by strength 111: take-out device, 112: strength sorting by diameter class 113: sorting device by strength
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮元 講一 鹿児島県肝属郡高山町前田972番地 山 佐木材株式会社内 (72)発明者 佐々木 幸久 鹿児島県肝属郡高山町前田972番地 山 佐木材株式会社内 審査官 飯野 茂 (56)参考文献 特開 平6−18388(JP,A) 特開 平7−239320(JP,A) 特開 平7−103945(JP,A) 「スギ製材品の丸太段階での強度の推 定」、第41回日本木材学会大会研究発表 要旨集P96,1991年3月15日、日本木材 学会発行 「丸太材における等級区分の違いによ るスギラミナの材質」、第41回日本木材 学会大会研究発表要旨集P100,1991年 3月15日、日本木材学会発行 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01N 29/12 B07C 5/34 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Koichi Miyamoto 972 Maeda, Takayama-cho, Kimo-gun, Kagoshima Prefecture Inside Yamasa Wood Co., Ltd. In-house examiner Shigeru Iino (56) References JP-A-6-18388 (JP, A) JP-A-7-239320 (JP, A) JP-A-7-103945 (JP, A) Estimation of Strength at the Stage ”, The 41st Annual Meeting of the Japan Wood Research Society, Abstracts, P96, March 15, 1991, Published by The Japan Wood Research Society,“ Materials of Sugiramina by Difference in Grade Classification of Logs, ” Abstracts of the 41st Annual Meeting of the Japan Wood Research Society, P100, published on March 15, 1991, Japan Wood Research Society (58) Fields surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) G01N 29/12 B07C 5/34
Claims (6)
113を備えた丸太の等級区分装置101において、 強度別仕分け装置113が、丸太の重量計測装置104
と、径級計測装置105,105′と、丸太の打撃装置
106及び固有振動数測定装置107と、前記各装置の
計測値に基づいて強度計算を行うコントローラ部108
とからなる丸太の強度計測部103とを備えてなり、か
つ前記丸太の径級計測装置105,105′は、両端木
口部の直径を直径計測用シリンダ46,89に支持した
鉛直方向直径計測用バー49,51並びに水平方向直径
計測用バー50,55により、上下、左右から計4箇所
を計測し、平均直径を算定するものであり、前記コント
ローラ部108からの信号に基づいて丸太を強度別に仕
分けするものであることを特徴とする丸太の等級区分装
置。1. A log grading apparatus 101 comprising a log supply device 102 and a strength sorting device 113, wherein the strength sorting device 113 comprises a log weight measuring device 104.
, Diameter class measuring devices 105 and 105 ′, a log striking device 106 and a natural frequency measuring device 107, and a controller unit 108 for calculating the strength based on the measured values of the respective devices.
It and a log of the intensity measurement unit 103 consisting of, or
The log diameter measuring devices 105 and 105 ′ are
The diameter of the mouth was supported by the diameter measuring cylinders 46 and 89.
Vertical diameter measuring bars 49 and 51 and horizontal diameter
4 bars in total from top and bottom, left and right by measuring bars 50 and 55
, And calculates an average diameter, and sorts logs according to strength based on a signal from the controller unit 108.
強度別に色分けする強度別色分け装置109を備えてな
ることを特徴する請求項1に記載の丸太の等級区分装
置。2. The log classification device according to claim 1, wherein the log intensity sorting device includes an intensity color sorting device for coloring logs by intensity.
けてなる搬入フレーム駆動1段目シリンダ19,搬入フ
レーム駆動2段目シリンダ20を介してロードセル59
にて重量を計測するものであることを特徴とする請求項
1又は2に記載の丸太の等級区分装置。3. A load cell 59 is connected to a log weight measuring device 104 via a loading frame driving first stage cylinder 19 and a loading frame driving second stage cylinder 20 provided in two stages.
The log classifying apparatus according to claim 1 or 2, wherein the weight is measured by using.
応じて打撃部のハンマー44の位置並びに打撃による振
動ピックアップ用マイクロフォン42の位置が、丸太の
中心にくるように作動する自動位置決め機構を設けてな
ることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載
の丸太の等級区分装置。4. An automatic positioning mechanism in which a log striking device 106 operates such that the position of the hammer 44 of the striking portion and the position of the microphone 42 for vibration pick-up by striking come to the center of the log according to the size of the log. The log classification device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the log classification device is provided.
部108が、丸太を打撃したときの固有振動数を読み取
り、第3次共振周波数を計測値として、丸太の強度計算
を行うものであることを特徴とする請求項1〜4のいず
れか1項に記載の丸太の等級区分装置。5. The controller 108 of the log classifying apparatus 101 reads the natural frequency when the log is hit, and calculates the log strength using the third resonance frequency as a measured value. The log grading apparatus according to any one of claims 1 to 4 , characterized in that:
径級等級とを同時に仕分けするようにしたことを特徴と
する請求項1〜5のいずれか1項に記載の丸太の等級区
分装置。In grading apparatus 6. logs, grading device logs according to any one of claims 1 to 5, characterized in that so as to sort the strength grades and径級grades simultaneously.
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-
1997
- 1997-08-12 JP JP9217320A patent/JP2987498B2/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
Title |
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「スギ製材品の丸太段階での強度の推定」、第41回日本木材学会大会研究発表要旨集P96,1991年3月15日、日本木材学会発行 |
「丸太材における等級区分の違いによるスギラミナの材質」、第41回日本木材学会大会研究発表要旨集P100,1991年3月15日、日本木材学会発行 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1164306A (en) | 1999-03-05 |
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