一種相近密度材質(zhì)原木鋸木方法及鋸木設(shè)備的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種相近密度材質(zhì)原木鋸木方法，包括以下步驟：(1)對(duì)原木進(jìn)行斷層CT掃描，獲得原木的CT值；(2)計(jì)算出原木的密度值；(3)輸入待鋸原木的外形輪廓參數(shù)，輸入所需鋸切的規(guī)格板參數(shù)及鋸路寬度到計(jì)算機(jī)，進(jìn)行最小余料函數(shù)的運(yùn)算，得到余料最少的原木初步下鋸排樣；(4)在預(yù)設(shè)規(guī)格板的厚度值內(nèi)進(jìn)行密度值比對(duì)，完成排樣工作；(5)輸出排樣圖和原材料消耗統(tǒng)計(jì)信息，按排樣的結(jié)果將原木鋸切成規(guī)格板。本發(fā)明還公開(kāi)了一種鋸木設(shè)備。本發(fā)明通過(guò)斷層CT掃描對(duì)木材密度的分布進(jìn)行檢測(cè)，并以最小余料函數(shù)對(duì)原木進(jìn)行下鋸排樣，保證每塊規(guī)格板的任意兩點(diǎn)的密度值不大于6％，從而獲得優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的規(guī)格板板材。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種相近密度材質(zhì)原木鋸木方法及鋸木設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明了涉及原木鋸切的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種相近密度材質(zhì)原木鋸木方法及 鋸木設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 森林是人類(lèi)非常重要的資源，多年來(lái)由于我國(guó)森林被嚴(yán)重采伐，森林資源銳減，木 材的供應(yīng)量遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足實(shí)際的需求。為了實(shí)現(xiàn)木材的可持續(xù)發(fā)展，我們必須深入研究樹(shù)木 生長(zhǎng)規(guī)律，積極探索符合樹(shù)木生長(zhǎng)的營(yíng)林措施，加強(qiáng)木材結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的研究，提高其綜合利 用率和循環(huán)利用率，合理取材，節(jié)約用材。
[0003] 將木材按生長(zhǎng)年輪、木紋和密度進(jìn)行劃分區(qū)域的話，區(qū)分為芯材區(qū)、致密木材區(qū)、 中心木材區(qū)、靠近邊材區(qū)以及邊材區(qū)、樹(shù)皮區(qū)，樹(shù)皮邊材和芯材原則上均不能用。
[0004] 由于類(lèi)材區(qū)域相同材質(zhì)的密度、色澤、收縮性等物理性能是基本一致的；密度、色 澤、收縮性等物理性能基本一致的木材鋸木屬于同一塊板材的話，這板材比較穩(wěn)定，這樣穩(wěn) 定的板材，用來(lái)制作家具的話，家具也很穩(wěn)定，減少了開(kāi)裂、變形出現(xiàn)的機(jī)會(huì)，家具性能穩(wěn) 定。
[0005] 木材生長(zhǎng)在野外，在其生長(zhǎng)過(guò)程中，常受各種內(nèi)外界因子的作用，使正常的材質(zhì)發(fā) 生改變或破壞。根據(jù)我國(guó)國(guó)家規(guī)定，凡呈現(xiàn)在木材上能降低其質(zhì)量，影響其使用的各種缺 點(diǎn)，均為木材缺陷。國(guó)家將木材的缺陷分為十大類(lèi)：節(jié)子、裂紋、變色、腐朽、蟲(chóng)害、樹(shù)干形狀 缺陷、木材構(gòu)造缺陷、傷疤（損傷）、木材加工缺陷和變形，上述各種缺陷不同程度地使木材 材質(zhì)受到影響，以致降低原木等級(jí)甚至使原木完全失去使用價(jià)值。
[0006] 然而，目前尚缺乏對(duì)原木的密度或者缺陷進(jìn)行先檢測(cè)后鋸切的技術(shù)或設(shè)備。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 本項(xiàng)發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)行技術(shù)不足，提供一種不破壞木材本身，并能快速檢測(cè)木材密 度及缺陷位置的性質(zhì)、位置，根據(jù)該密度分布、缺陷性質(zhì)及位置安排鋸切的位置、寬度及厚 度，獲得性能穩(wěn)定的板材。
[0008] 本發(fā)明還提供一種鋸木設(shè)備。
[0009] 本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：
[0010] 一種相近密度材質(zhì)原木鋸木方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0011] (1)對(duì)原木進(jìn)行斷層CT掃描，讀取原木信息，獲得原木的CT值，包括原木直徑、長(zhǎng) 度、樹(shù)皮厚度，用圖像形式顯示；
[0012] (2)根據(jù)預(yù)設(shè)的木材CT值與密度值的線性方程，計(jì)算得出原木的密度值；
[0013] (3)從步驟（1)的斷層CT掃描中輸入待鋸原木的外形輪廓參數(shù)，得到原木的小頭 端面的最大內(nèi)接圓半徑，輸入所需鋸切的規(guī)格板的長(zhǎng)度、寬度、厚度參數(shù)及鋸路寬度到計(jì)算 機(jī)，進(jìn)行最小余料函數(shù)的運(yùn)算，最小余料函數(shù)為
【權(quán)利要求】
1. 一種相近密度材質(zhì)原木鋸木方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 對(duì)原木進(jìn)行斷層CT掃描，讀取原木信息，獲得原木的CT值，包括原木直徑、長(zhǎng)度、樹(shù) 皮厚度，用圖像形式顯示； (2) 根據(jù)預(yù)設(shè)的木材CT值與密度值的線性方程，計(jì)算得出原木的密度值； (3) 從步驟（1)的斷層CT掃描中輸入待鋸原木的外形輪廓參數(shù)，得到原木的小頭端面 的最大內(nèi)接圓半徑，輸入所需鋸切的規(guī)格板的長(zhǎng)度、寬度、厚度參數(shù)及鋸路寬度到計(jì)算機(jī)， 進(jìn)行最小余料函數(shù)的運(yùn)算，最小余料函數(shù)為
R為原木小頭端面最大內(nèi)接圓半徑，P為同一小頭端面排出規(guī)格板數(shù)目，q為1/2規(guī)格 板數(shù)目和V為1/4規(guī)格板的數(shù)目，鋸路損失J。p (2H+2W) w+q (H+2W) w+v (1/2 XH+2W) w，w為 鋸路寬度，H和W分別為規(guī)格板寬度和厚度，得到余料最少的原木初步下鋸排樣； (4) 初步下鋸排樣完成后，在預(yù)設(shè)規(guī)格板的厚度值內(nèi)進(jìn)行密度值比對(duì)，在該厚度值的范 圍內(nèi)，檢測(cè)是否下鋸排樣的每一塊規(guī)格板內(nèi)任意兩點(diǎn)的密度值相差不大于6% ; 當(dāng)其中一塊規(guī)格板內(nèi)有兩點(diǎn)的密度值相差大于6%時(shí)，對(duì)該規(guī)格板及附近的規(guī)格板進(jìn) 行重新排樣，使得重新排樣后的規(guī)格板的任意兩點(diǎn)的密度值相差不大于6% ; 當(dāng)排樣后的全部規(guī)格板的任意兩點(diǎn)的密度值相差不大于6%，完成排樣工作； (5) 輸出排樣圖和原材料消耗統(tǒng)計(jì)信息；根據(jù)作業(yè)調(diào)度指令為每塊板材編制NC代碼， 按排樣的結(jié)果將原木鋸切成規(guī)格板。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的相近密度材質(zhì)原木鋸木方法，其特征在于，步驟（5)還包括以 下步驟： (51) 順時(shí)針?lè)较?，鋸切去四周邊皮與樹(shù)皮； (52) 順時(shí)針?lè)较?，鋸切去四周靠近邊材區(qū)域內(nèi)密度值相差不大于6%的規(guī)格板； (53) 順時(shí)針?lè)较?，鋸切去四周中心木材區(qū)域內(nèi)密度值相差不大于6%的規(guī)格板； (54) 順時(shí)針?lè)较?，鋸切去四周致密木材區(qū)域內(nèi)密度值相差不大于6%的規(guī)格板； (55) 順時(shí)針?lè)较?，鋸切去四周芯材區(qū)域內(nèi)密度值相差不大于6%的規(guī)格板。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的相近密度材質(zhì)原木鋸木方法，其特征在于，所述步驟（1)中， 用CT機(jī)多次照射木材，掃描電壓80KV?100KV，掃描電流30mA?80mA，掃描層厚為5mm? 1〇_，取得原木橫截面掃描圖像，并輸出到顯示器中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的相近密度材質(zhì)原木鋸木方法，其特征在于，預(yù)設(shè)CT值與密度 值的線性方程D = 1. 03455+0. 001007 * CT值，D為木材密度，單位g/cm3, CT值的單位為 Hu ； 每個(gè)掃描層選取40個(gè)點(diǎn)的CT值，通過(guò)CT值與密度值的線性方程運(yùn)算得到相應(yīng)的密度 值。
5. -種實(shí)施權(quán)利要求1?4之一所述的相近密度材質(zhì)原木鋸木方法的鋸木設(shè)備，其特 征在于，鋸木設(shè)備包括計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)連接著斷層CT掃描機(jī)，計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)有木材CT值與密 度值的線性方程、最小余料函數(shù)，斷層CT掃描機(jī)對(duì)原木進(jìn)行斷層CT掃描，讀取原木信息，獲 得原木的CT值，將該CT值輸送到計(jì)算機(jī)中，并用圖像形式顯示，并根據(jù)預(yù)設(shè)的木材CT值與 密度值的線性方程，計(jì)算得出原木的密度值； 對(duì)計(jì)算機(jī)輸入需要鋸切的規(guī)格板長(zhǎng)度、寬度、厚度參數(shù)及鋸路寬度，根據(jù)預(yù)設(shè)的最小余 料函數(shù)得到余料最少的原木初步下鋸排樣，比對(duì)每一塊規(guī)格板內(nèi)的密度值，保證每一塊規(guī) 格板內(nèi)任意兩點(diǎn)的密度值不大于6%，輸出排樣圖和原材料消耗統(tǒng)計(jì)信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋸木設(shè)備，其特征在于：所述鋸木設(shè)備還包括水平及垂直設(shè) 置的兩個(gè)數(shù)控鋸架，兩個(gè)數(shù)控鋸架中的兩個(gè)圓鋸片相互垂直成直角狀態(tài)設(shè)置，水平鋸片與 垂直鋸片沿軸向前后設(shè)置，兩個(gè)鋸片的切削部分的邊緣在原木橫斷面上的投影相交于一 點(diǎn)，兩個(gè)數(shù)控鋸架共同安裝在一個(gè)橫走伺服機(jī)械手臂上，該橫走伺服機(jī)械手臂連接所述計(jì) 算機(jī)。
【文檔編號(hào)】B27B5/02GK104385377SQ201410553320
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月17日
【發(fā)明者】陳建京 申請(qǐng)人:東莞市熱線家具有限公司