一种相近密度材质原木锯木方法及锯木设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种相近密度材质原木锯木方法，包括以下步骤：(1)对原木进行断层CT扫描，获得原木的CT值；(2)计算出原木的密度值；(3)输入待锯原木的外形轮廓参数，输入所需锯切的规格板参数及锯路宽度到计算机，进行最小余料函数的运算，得到余料最少的原木初步下锯排样；(4)在预设规格板的厚度值内进行密度值比对，完成排样工作；(5)输出排样图和原材料消耗统计信息，按排样的结果将原木锯切成规格板。本发明还公开了一种锯木设备。本发明通过断层CT扫描对木材密度的分布进行检测，并以最小余料函数对原木进行下锯排样，保证每块规格板的任意两点的密度值不大于6％，从而获得优质稳定的规格板板材。
【专利说明】一种相近密度材质原木锯木方法及锯木设备
【技术领域】
[0001] 本发明了涉及原木锯切的【技术领域】，具体涉及一种相近密度材质原木锯木方法及 锯木设备。
【背景技术】
[0002] 森林是人类非常重要的资源，多年来由于我国森林被严重采伐，森林资源锐减，木 材的供应量远不能满足实际的需求。为了实现木材的可持续发展，我们必须深入研究树木 生长规律，积极探索符合树木生长的营林措施，加强木材结构与性质的研究，提高其综合利 用率和循环利用率，合理取材，节约用材。
[0003] 将木材按生长年轮、木纹和密度进行划分区域的话，区分为芯材区、致密木材区、 中心木材区、靠近边材区以及边材区、树皮区，树皮边材和芯材原则上均不能用。
[0004] 由于类材区域相同材质的密度、色泽、收缩性等物理性能是基本一致的；密度、色 泽、收缩性等物理性能基本一致的木材锯木属于同一块板材的话，这板材比较稳定，这样稳 定的板材，用来制作家具的话，家具也很稳定，减少了开裂、变形出现的机会，家具性能稳 定。
[0005] 木材生长在野外，在其生长过程中，常受各种内外界因子的作用，使正常的材质发 生改变或破坏。根据我国国家规定，凡呈现在木材上能降低其质量，影响其使用的各种缺 点，均为木材缺陷。国家将木材的缺陷分为十大类：节子、裂纹、变色、腐朽、虫害、树干形状 缺陷、木材构造缺陷、伤疤（损伤）、木材加工缺陷和变形，上述各种缺陷不同程度地使木材 材质受到影响，以致降低原木等级甚至使原木完全失去使用价值。
[0006] 然而，目前尚缺乏对原木的密度或者缺陷进行先检测后锯切的技术或设备。
【发明内容】
[0007] 本项发明是针对现行技术不足，提供一种不破坏木材本身，并能快速检测木材密 度及缺陷位置的性质、位置，根据该密度分布、缺陷性质及位置安排锯切的位置、宽度及厚 度，获得性能稳定的板材。
[0008] 本发明还提供一种锯木设备。
[0009] 本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：
[0010] 一种相近密度材质原木锯木方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0011] (1)对原木进行断层CT扫描，读取原木信息，获得原木的CT值，包括原木直径、长 度、树皮厚度，用图像形式显示；
[0012] (2)根据预设的木材CT值与密度值的线性方程，计算得出原木的密度值；
[0013] (3)从步骤（1)的断层CT扫描中输入待锯原木的外形轮廓参数，得到原木的小头 端面的最大内接圆半径，输入所需锯切的规格板的长度、宽度、厚度参数及锯路宽度到计算 机，进行最小余料函数的运算，最小余料函数为
【权利要求】
1. 一种相近密度材质原木锯木方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 对原木进行断层CT扫描，读取原木信息，获得原木的CT值，包括原木直径、长度、树 皮厚度，用图像形式显示； (2) 根据预设的木材CT值与密度值的线性方程，计算得出原木的密度值； (3) 从步骤（1)的断层CT扫描中输入待锯原木的外形轮廓参数，得到原木的小头端面 的最大内接圆半径，输入所需锯切的规格板的长度、宽度、厚度参数及锯路宽度到计算机， 进行最小余料函数的运算，最小余料函数为
R为原木小头端面最大内接圆半径，P为同一小头端面排出规格板数目，q为1/2规格 板数目和V为1/4规格板的数目，锯路损失J。p (2H+2W) w+q (H+2W) w+v (1/2 XH+2W) w，w为 锯路宽度，H和W分别为规格板宽度和厚度，得到余料最少的原木初步下锯排样； (4) 初步下锯排样完成后，在预设规格板的厚度值内进行密度值比对，在该厚度值的范 围内，检测是否下锯排样的每一块规格板内任意两点的密度值相差不大于6% ; 当其中一块规格板内有两点的密度值相差大于6%时，对该规格板及附近的规格板进 行重新排样，使得重新排样后的规格板的任意两点的密度值相差不大于6% ; 当排样后的全部规格板的任意两点的密度值相差不大于6%，完成排样工作； (5) 输出排样图和原材料消耗统计信息；根据作业调度指令为每块板材编制NC代码， 按排样的结果将原木锯切成规格板。
2. 根据权利要求1所述的相近密度材质原木锯木方法，其特征在于，步骤（5)还包括以 下步骤： (51) 顺时针方向，锯切去四周边皮与树皮； (52) 顺时针方向，锯切去四周靠近边材区域内密度值相差不大于6%的规格板； (53) 顺时针方向，锯切去四周中心木材区域内密度值相差不大于6%的规格板； (54) 顺时针方向，锯切去四周致密木材区域内密度值相差不大于6%的规格板； (55) 顺时针方向，锯切去四周芯材区域内密度值相差不大于6%的规格板。
3. 根据权利要求1所述的相近密度材质原木锯木方法，其特征在于，所述步骤（1)中， 用CT机多次照射木材，扫描电压80KV?100KV，扫描电流30mA?80mA，扫描层厚为5mm? 1〇_，取得原木横截面扫描图像，并输出到显示器中。
4. 根据权利要求3所述的相近密度材质原木锯木方法，其特征在于，预设CT值与密度 值的线性方程D = 1. 03455+0. 001007 * CT值，D为木材密度，单位g/cm3, CT值的单位为 Hu ； 每个扫描层选取40个点的CT值，通过CT值与密度值的线性方程运算得到相应的密度 值。
5. -种实施权利要求1?4之一所述的相近密度材质原木锯木方法的锯木设备，其特 征在于，锯木设备包括计算机，计算机连接着断层CT扫描机，计算机内设有木材CT值与密 度值的线性方程、最小余料函数，断层CT扫描机对原木进行断层CT扫描，读取原木信息，获 得原木的CT值，将该CT值输送到计算机中，并用图像形式显示，并根据预设的木材CT值与 密度值的线性方程，计算得出原木的密度值； 对计算机输入需要锯切的规格板长度、宽度、厚度参数及锯路宽度，根据预设的最小余 料函数得到余料最少的原木初步下锯排样，比对每一块规格板内的密度值，保证每一块规 格板内任意两点的密度值不大于6%，输出排样图和原材料消耗统计信息。
6.根据权利要求5所述的锯木设备，其特征在于：所述锯木设备还包括水平及垂直设 置的两个数控锯架，两个数控锯架中的两个圆锯片相互垂直成直角状态设置，水平锯片与 垂直锯片沿轴向前后设置，两个锯片的切削部分的边缘在原木横断面上的投影相交于一 点，两个数控锯架共同安装在一个横走伺服机械手臂上，该横走伺服机械手臂连接所述计 算机。
【文档编号】B27B5/02GK104385377SQ201410553320
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月17日 优先权日:2014年10月17日
【发明者】陈建京 申请人:东莞市热线家具有限公司