JPH10318944A

JPH10318944A - Ｘ線による木材検査装置

Info

Publication number: JPH10318944A
Application number: JP9132338A
Authority: JP
Inventors: Akio Aoki; 昭雄青木; Nobuji Hashimoto; 亘司橋本; Katsuya Hayashi; 克哉林; Hideki Ukago; 秀樹鵜篭; Koji Yamada; 浩司山田
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1997-05-22
Filing date: 1997-05-22
Publication date: 1998-12-04

Abstract

(57)【要約】【課題】木材の年輪、節、腐れ、虫食い等の欠陥、水
分含有率及び外形を高精度で検出することができる。【解決手段】木材２をその軸線方向に移動させるため
の木材移動手段１と、木材２の移動ライン上に設置され
た、木材２の中心軸線を中心として回転可能な、木材２
の年輪、節、腐れ、虫食い等の欠陥、水分含有率及び外
形を撮影するためのＸ線断層撮影手段８とを備えてい
る。Ｘ線断層撮影手段８は、木材２にＸ線を照射するた
めのＸ線照射源と木材２を透過したＸ線を検出するため
のＸ線検出器とからなる。木材移動手段８によって木材
２をＸ線断層撮影手段８方向に連続的又は間欠的に移動
させながらＸ線断層撮影手段８を木材２の中心軸線を中
心として回転させることによって、木材２のＸ線断層像
が得られ、Ｘ線断層撮影手段８の回転を停止し、木材移
動手段１により木材２をＸ線断層撮影手段８方向に連続
的に移動させることによって、木材２のＸ線透視像が得
られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、Ｘ線による木材
検査装置、特に、木材の年輪、節、腐れ、虫食い等の欠
陥、水分含有率及び外形を高精度で検出することが可能
な、Ｘ線による木材検査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】木材の腐れ、虫食い等の欠陥の検出は、
木材に打撃を加え、このときの打音によって行うのが一
般的であった。しかしながら、この打音による方法は、
人の勘によるものであるので、正確性に欠け、しかも、
非能率的であった。

【０００３】この問題を解決する方法として、特開平８
−１４５９１４号公報には、一次元テレビカメラによる
木材欠陥検出装置が開示されている。以下、この木材欠
陥検出装置を従来技術１という。

【０００４】別の木材欠陥検出装置として、実開昭６０
−２５９６０号公報には、超音波による欠陥の検出装置
が開示されている。以下、この木材欠陥検出装置を従来
技術２という。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術１及び２は、以下のような問題点を有してい
た。

【０００６】従来技術１は、木材の外観検査に限られ、
内部欠陥は検出できない。また、従来技術２は、原木の
ように樹皮がある木材の場合には、超音波が樹皮と木部
との境界部分で反射して、内部に入り込みにくい。従っ
て、内部欠陥が検出しにくい。

【０００７】従って、この発明の目的は、木材の年輪、
節、腐れ、虫食い等の欠陥、水分含有率及び外形を高精
度で検出することが可能な、Ｘ線による木材検査装置を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
木材をその軸線方向に移動させるための木材移動手段
と、前記木材の移動ライン上に設置された、前記木材の
中心軸線を中心として回転可能な、前記木材の年輪、
節、腐れ、虫食い等の欠陥、水分含有率及び外形を撮影
するためのＸ線断層撮影手段とを備えており、前記Ｘ線
断層撮影手段は、前記木材にＸ線を照射するためのＸ線
照射源と前記木材を透過したＸ線を検出するためのＸ線
検出器とからなり、前記木材移動手段によって前記木材
を前記Ｘ線断層撮影手段方向に連続的又は間欠的に移動
させながら前記Ｘ線断層撮影手段を前記木材の中心軸線
を中心として回転させることによって、前記木材のＸ線
断層像が得られ、前記Ｘ線断層撮影手段の回転を停止
し、前記木材移動手段により前記木材を前記Ｘ線断層撮
影手段方向に連続的に移動させることによって、前記木
材のＸ線透視像が得られることに特徴を有するものであ
る。

【０００９】請求項２記載の発明は、木材をその軸線方
向に移動させながら前記木材をその中心軸線を中心とし
て回転させることが可能な木材回転移動手段と、前記木
材の移動ライン上に設置された、前記木材の年輪、節、
腐れ、虫食い等の欠陥、水分含有率及び外形を撮影する
ためのＸ線断層撮影手段とを備えており、前記Ｘ線断層
撮影手段は、前記木材にＸ線を照射するためのＸ線照射
源と前記木材を透過したＸ線を検出するためのＸ線検出
器とからなり、前記木材回転移動手段により前記木材を
前記Ｘ線断層撮影手段方向に連続的又は間欠的に移動さ
せながら前記木材をその中心軸線を中心として回転させ
ることによって、前記木材のＸ線断層像が得られ、前記
木材の回転を停止し、前記木材回転移動手段により前記
木材を前記Ｘ線断層撮影手段方向に連続的に移動させる
ことによって、前記木材のＸ線透視像が得られることに
特徴を有するものである。

【００１０】請求項３記載の発明は、木材をその中心軸
線を中心として回転させるための木材回転手段と、前記
木材の軸線方向に移動可能な、前記木材の年輪、節、腐
れ、虫食い等の欠陥、水分含有率及び外形を検出するた
めのＸ線断層撮影手段とを備えており、前記Ｘ線断層撮
影手段は、前記木材にＸ線を照射するためのＸ線照射源
と前記木材を透過したＸ線を検出するためのＸ線検出器
とからなり、前記木材回転手段によって前記木材をその
中心軸線を中心として回転させながら、前記Ｘ線断層撮
影手段を前記木材方向に連続的又は間欠的に移動させる
ことによって、前記木材のＸ線断層像が得られ、前記木
材の回転を停止し、前記Ｘ線断層撮影手段を前記木材方
向に連続的に移動させることによって、前記木材のＸ線
透視像が得られることに特徴を有するものである。

【００１１】請求項４記載の発明は、木材を支持するた
めの支持手段と、前記木材の軸線方向に移動可能且つ前
記木材の中心軸線を中心として回転可能な、前記木材の
年輪、節、腐れ、虫食い等の欠陥、水分含有率及び外形
を検出するためのＸ線断層撮影手段とを備えており、前
記Ｘ線断層撮影手段は、前記木材にＸ線を照射するため
のＸ線照射源と前記木材を透過したＸ線を検出するため
のＸ線検出器とからなり、前記Ｘ線断層撮影手段を前記
木材方向に連続的又は間欠的に移動させながら前記Ｘ線
断層撮影手段を前記木材の中心軸線を中心として回転さ
せることによって、前記木材のＸ線断層像が得られ、前
記Ｘ線断層撮影手段の回転を停止し、前記Ｘ線断層撮影
手段を前記木材方向に連続的に移動させることによっ
て、前記木材のＸ線透視像が得られることに特徴を有す
るものである。

【００１２】請求項５記載の発明は、前記Ｘ線断層撮影
手段によって検出された、前記木材の節及び欠陥部分を
マーキングするためのマーキング手段を備えていること
に特徴を有するものである。

【００１３】Ｘ線は、物体を透過するとその一部が物体
に吸収される。吸収の度合いは、一般に物体の密度と物
体の厚さとの積が大きいほど大きくなる。このために、
例えば、一定の厚さで且つ均質な物体中に空洞がある
と、その部分での吸収が少なくなり、その部分の透過線
量率が高くなる。

【００１４】木材を輪切りにして内部の密度を調べてみ
ると、ほぼ円形の原木の芯から径方向に向かって、即
ち、年輪を横切る方向に向かって交互に密度が若干変化
して、年輪を形ずくっている他、節部は、平均的な密度
より高い。このために原木の軸線と直交する方向からＸ
線を原木に照射し、原木を挟んで相対する位置に面状の
Ｘ線検出器を設置して、Ｘ線による陰影像を検出するＸ
線透視を行うと、節部のＸ線透過線量率は、少なく、腐
れ、虫食い等の欠陥部分は、Ｘ線透過線量率が多くな
る。従って、木材の年輪、節、腐れ、虫食い等の欠陥が
陰影像として検出される。

【００１５】一方、物質の断層像を得るＸ線断層撮影
は、上述したＸ線透視法に比べて断面上の微細な密度差
を検出することができる。従って、木材の年輪、節、腐
れ、虫食い等の欠陥の他、木材の外形を高精度で検出す
ることができる。この他、検出データを特定の標準試験
体によって予め校正することによって木材の水分含有率
を求めることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、この発明の、Ｘ線による木
材検査装置の一実施態様を、図面を参照しながら説明す
る。

【００１７】図１は、この発明の、Ｘ線による木材検査
装置の要部を示す平面図、図２は、この発明の、Ｘ線に
よる木材検査装置の要部を示す正面図、図３は、この発
明におけるＸ線断層撮影手段による木材のＸ線断層撮影
の説明図、図４は、この発明におけるＸ線断層撮影手段
による木材のＸ線透視の説明図、図５は、木材搬出入手
段を設けた、この発明の木材検査装置を示す平面図、図
６は、この発明の、Ｘ線による木材検査装置による木材
の検査フロー図である。

【００１８】図１から図５において、１は、木材移動手
段である。木材移動手段１は、原木等の木材２の両端を
水平なアーム１Ａによって挟持しながら、木材２の軸線
方向に敷設されたレール３に沿って移動する。４は、木
材移動手段１に木材２を搬入するための木材搬入手段で
ある。木材搬入手段４は、搬入コンベア５と、搬入コン
ベア５上の木材２を後述する昇降機に乗せるための乗継
ぎ機６と、木材２を木材移動手段１のアーム１Ａの高さ
まで水平に持ち上げるための昇降機７とからなってい
る。

【００１９】８は、木材２の年輪、節、腐れ、虫食い等
の欠陥、水分含有率及び外形を撮影するためのＸ線断層
撮影手段である。Ｘ線断層撮影手段８は、木材２の移動
ライン上に設置され、木材２の中心軸線を中心として回
転可能である。Ｘ線断層撮影手段８は、図３に示すよう
に、木材２にＸ線を照射するためのＸ線照射源９と木材
２を透過したＸ線を検出するためのＸ線検出器１０とか
らなっている。Ｘ線断層撮影手段８は、木材２のＸ線断
層像とＸ線透視像とを得る。

【００２０】木材２のＸ線断層像は、次のようにして得
られる。即ち、木材移動手段１によって木材２をＸ線断
層撮影手段８方向に移動させながらＸ線断層撮影手段８
を木材２の中心軸線を中心として回転させる。これによ
って、木材２のＸ線吸収データを収集する。そして、こ
のようにして収集したＸ線吸収データを電子計算機によ
って処理することによって、木材２のＸ線断層像が得ら
れる。

【００２１】この場合、木材２を連続的に移動させ、そ
の間にＸ線断層撮影手段８を回転させてＸ線吸収データ
を収集しても、あるいは、木材２を間欠的に移動させ、
木材２が停止している間にＸ線断層撮影手段８を回転さ
せて吸収データを収集しても良い。

【００２２】一方、木材２のＸ線透視像は、次のように
して得られる。即ち、Ｘ線断層撮影手段８の回転を停止
し、木材移動手段１により木材２をＸ線断層撮影手段８
方向に連続的に移動させる。このとき、図４に示すよう
に、木材２の移動量を検出するためのエンコーダ１７の
出力をＸ軸にとり、Ｘ線断層撮影手段８の番地をＹ軸に
とり、そして、Ｘ線断層撮影手段８の出力をＺ軸にとれ
ば、Ｘ−Ｙ面にＸ線の透過線量率分布が得られる。そし
て、この分布を画像処理装置１８により処理することに
よって、木材２のＸ線透視像が得られる。木材２のＸ線
透視像を得る場合には、Ｘ線照射源９からのＸ線が木材
２の全断面に照射されるようにする。

【００２３】木材２のＸ線断層像とＸ線透過像との切換
えは、検査結果に応じて適宜行えるようになっている。
即ち、Ｘ線断層像を得るために要する時間は、Ｘ線透過
像を得る場合に比べて多くかかる。例えば、長さ６ｍの
木材を１ｃｍピッチでＸ線断層撮影する場合、１断面当
たり１０秒かかるとすると、全長検査するのに約６００
０秒かかることになる。これに対して、Ｘ線透視による
検査速度は、１画素当たり約３ｍｍの分解能（節の検出
は数ｍｍの分解能で十分である。）を得るためには、１
秒当たり約９０ｍｍである。従って、全長６ｍｍの木材
をＸ線透視により検査するのに要する時間は、約７０秒
で済む。

【００２４】従って、木材２のＸ線透視によって検出さ
れた欠陥等を更に詳細に検査するような場合には、Ｘ線
透視からＸ線断層撮影に切り換える。これによって検査
時間を大幅に短縮することができる。

【００２５】１１は、マーキング手段であり、Ｘ線断層
撮影手段８によって検出された木材２の例えば、腐れ、
虫食い等の欠陥部分にマーキングを施す。１２は、マー
キングが施された木材２を検査ラインから搬出するため
の木材搬出手段である。木材搬出手段１２は、検査が終
了した木材２を下降させるための昇降機１３と、昇降機
１３上の木材２を後述する仕分け用搬出コンベアに乗せ
換えるための乗継ぎ機１４と、仕分け用搬出コンベア１
５からなっている。１６は、仕分け用搬出コンベア１５
により検査結果に応じて仕分けされた木材２の貯留用区
画である。

【００２６】上述したように構成されている、この発明
の、Ｘ線による木材検査装置による検査方法を、図６の
検査フロー図を参照しながら説明する。搬入コンベア５
上の木材２は、一本づつ乗継ぎ機６によって昇降機７に
乗せられる。木材２は、昇降機７によって木材移動手段
１のアーム１Ａの高さまで水平に持ち上げられる。次い
で、木材２は、アーム１Ａによって挟持されて、木材移
動手段１に固定される。このようにして木材移動手段１
に固定された木材２は、木材移動手段１によって水平に
移動し、Ｘ線断層撮影手段８内に導かれる。

【００２７】この際、先ず、Ｘ線断層撮影手段８の回転
を停止し、木材２を連続的にＸ線断層撮影手段８内を通
過させることによって、木材２のＸ線透視を行う。Ｘ線
透視により検出された、例えば、腐れ、虫食い等の欠陥
を更に詳細に検査する必要がある場合には、Ｘ線断層撮
影手段８を回転させて、Ｘ線断層撮影に切り換える。欠
陥部分は、マーキング手段１１によってマーキングを施
す。Ｘ線断層撮影終了後は、再びＸ線透視に切り換え
る。

【００２８】このようにして検査が終了したら検査記録
を作成する。次いで、検査が終了した木材２は、木材移
動手段１から外され、昇降機１３及び乗継ぎ機１４を経
て仕分け用搬出コンベア１５に乗せられる。そして、検
査結果に基づいて所定の区画１６に貯留される。

【００２９】なお、欠陥の有無にかかわらず、少なくと
も木材２の一箇所のＸ線断層像を得て、木材２の水分含
有率及び年輪を計測する。木材２の外形は、Ｘ線透視に
よって計測する。

【００３０】なお、請求項２の発明のように、木材移動
手段１を、これが有する木材移動機能に更に、木材２を
その中心軸線を中心として回転させる機能を付加した木
材回転移動手段とし、Ｘ線断層撮影手段８を固定しても
良い。この場合、木材２のＸ線断層像は、木材回転移動
手段によって、木材２をその中心軸線を中心として回転
させるながらＸ線断層撮影手段８方向に連続的又は間欠
的に移動させることによって得られる。一方、木材２の
Ｘ線透視像は、木材２の回転を停止し、木材２を連続的
にＸ線断層撮影手段８方向に移動させることによって得
られる。

【００３１】請求項３の発明のように、木材移動手段１
を、その機能を木材２の回転機能のみとした木材回転手
段とし、Ｘ線断層撮影手段８を木材２方向に移動可能と
しても良い。この場合、木材２のＸ線断層像は、木材回
転手段によって、木材２をその中心軸線を中心として回
転させながらＸ線断層撮影手段８を木材２方向に連続的
又は間欠的に移動させることによって得られる。一方、
木材２のＸ線透視像は、木材２の回転を停止し、Ｘ線断
層撮影手段８を連続的に木材２方向に移動させることに
よって得られる。

【００３２】請求項４の発明のように、木材２を固定
し、Ｘ線断層撮影手段８に回転及び移動機能を持たせて
も良い。この場合、木材２のＸ線断層像は、Ｘ線断層撮
影手段８を回転させながら、これを木材２方向に連続的
又は間欠的に移動させることによって得られる。一方、
木材２のＸ線透視像は、Ｘ線断層撮影手段８の回転を停
止し、Ｘ線断層撮影手段８を連続的に木材２方向に移動
させることによって得られる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、木材の検査結果に応じて適宜Ｘ線透視とＸ線断層撮
影とを切り換えることが可能であるので、木材の検査を
高速度で行える。即ち、検査速度が速いＸ線透視によっ
て検査を行い、この検査によって例えば、詳細な検査が
必要な腐れ等の欠陥が検出された場合には、検査速度は
遅いが詳細な検査が可能なＸ線断層撮影に切り換えるこ
とが可能である。従って、年輪、節、腐れ、虫食い等の
欠陥、水分含有率及び外形検査を高速度且つ高精度で行
えるといった有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の、Ｘ線による木材検査装置の要部を
示す平面図である。

【図２】この発明の、Ｘ線による木材検査装置の要部を
示す正面図である。

【図３】この発明におけるＸ線断層撮影手段による木材
のＸ線断層撮影の説明図である。

【図４】この発明におけるによるＸ線断層撮影手段によ
る木材のＸ線透視の説明図である。

【図５】木材搬出入手段を設けた、この発明の木材検査
装置を示す平面図である。

【図６】この発明の、Ｘ線による木材検査装置による木
材の検査フロー図である。

【符号の説明】

１：木材移動手段１Ａ：アーム２：木材３：レール４：木材搬入手段５：搬入コンベア６：乗継ぎ機７：昇降機８：Ｘ線断層撮影手段９：Ｘ線照射源１０：Ｘ線検出器１１：マーキング手段１２：木材搬出手段１３：昇降機１４：乗継ぎ機１５：搬出コンベア１６：区画１７：エンコーダ１８：画像処理装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鵜篭秀樹東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者山田浩司東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】木材をその軸線方向に移動させるための
木材移動手段と、前記木材の移動ライン上に設置され
た、前記木材の中心軸線を中心として回転可能な、前記
木材の年輪、節、腐れ、虫食い等の欠陥、水分含有率及
び外形を撮影するためのＸ線断層撮影手段とを備えてお
り、前記Ｘ線断層撮影手段は、前記木材にＸ線を照射す
るためのＸ線照射源と前記木材を透過したＸ線を検出す
るためのＸ線検出器とからなり、前記木材移動手段によ
って前記木材を前記Ｘ線断層撮影手段方向に連続的又は
間欠的に移動させながら前記Ｘ線断層撮影手段を前記木
材の中心軸線を中心として回転させることによって、前
記木材のＸ線断層像が得られ、前記Ｘ線断層撮影手段の
回転を停止し、前記木材移動手段により前記木材を前記
Ｘ線断層撮影手段方向に連続的に移動させることによっ
て、前記木材のＸ線透視像が得られることを特徴とす
る、Ｘ線による木材検査装置。
【請求項２】木材をその軸線方向に移動させながら前
記木材をその中心軸線を中心として回転させることが可
能な木材回転移動手段と、前記木材の移動ライン上に設
置された、前記木材の年輪、節、腐れ、虫食い等の欠
陥、水分含有率及び外形を撮影するためのＸ線断層撮影
手段とを備えており、前記Ｘ線断層撮影手段は、前記木
材にＸ線を照射するためのＸ線照射源と前記木材を透過
したＸ線を検出するためのＸ線検出器とからなり、前記
木材回転移動手段により前記木材を前記Ｘ線断層撮影手
段方向に連続的又は間欠的に移動させながら前記木材を
その中心軸線を中心として回転させることによって、前
記木材のＸ線断層像が得られ、前記木材の回転を停止
し、前記木材回転移動手段により前記木材を前記Ｘ線断
層撮影手段方向に連続的に移動させることによって、前
記木材のＸ線透視像が得られることを特徴とする、Ｘ線
による木材検査装置。
【請求項３】木材をその中心軸線を中心として回転さ
せるための木材回転手段と、前記木材の軸線方向に移動
可能な、前記木材の年輪、節、腐れ、虫食い等の欠陥、
水分含有率及び外形を検出するためのＸ線断層撮影手段
とを備えており、前記Ｘ線断層撮影手段は、前記木材に
Ｘ線を照射するためのＸ線照射源と前記木材を透過した
Ｘ線を検出するためのＸ線検出器とからなり、前記木材
回転手段によって前記木材をその中心軸線を中心として
回転させながら、前記Ｘ線断層撮影手段を前記木材方向
に連続的又は間欠的に移動させることによって、前記木
材のＸ線断層像が得られ、前記木材の回転を停止し、前
記Ｘ線断層撮影手段を前記木材方向に連続的に移動させ
ることによって、前記木材のＸ線透視像が得られること
を特徴とする、Ｘ線による木材検査装置。
【請求項４】木材を支持するための支持手段と、前記
木材の軸線方向に移動可能且つ前記木材の中心軸線を中
心として回転可能な、前記木材の年輪、節、腐れ、虫食
い等の欠陥、水分含有率及び外形を検出するためのＸ線
断層撮影手段とを備えており、前記Ｘ線断層撮影手段
は、前記木材にＸ線を照射するためのＸ線照射源と前記
木材を透過したＸ線を検出するためのＸ線検出器とから
なり、前記Ｘ線断層撮影手段を前記木材方向に連続的又
は間欠的に移動させながら前記Ｘ線断層撮影手段を前記
木材の中心軸線を中心として回転させることによって、
前記木材のＸ線断層像が得られ、前記Ｘ線断層撮影手段
の回転を停止し、前記Ｘ線断層撮影手段を前記木材方向
に連続的に移動させることによって、前記木材のＸ線透
視像が得られることを特徴とする、Ｘ線による木材検査
装置。
【請求項５】前記Ｘ線断層撮影手段によって検出され
た、前記木材の節及び欠陥部分をマーキングするための
マーキング手段を備えていることを特徴とする、請求項
１から４の何れか１つに記載された木材検査装置。