Inläggningskontroll för blockreducering/delningssåg 

 Slutrapport 

       

Simon Dahlquist, SP Trä Jens Flodin, Norra Timber 

    

  

 

1 

Sammanfattning  Kontinuerlig och automatisk mätning av felinläggning är ett effektivt sätt att hålla koll på processen och på så sätt säkerställa ett högt sågutbyte.   Noggrannheten vid inläggningen i delningssågen har stor betydelse för sågutbytet, och där‐med för sågverkets lönsamhet. Eftersom många block kan passera utan att det för ögat ser anmärkningsvärt fel ut, finns det stora pengar att spara genom att ha en kontinuerlig auto‐matisk mätning och uppföljning. 10 mm parallellfel sänker utbytet med 3 %.  I projektet har teknik utvecklats för mätning av felinläggning i andra sågen, blockreducering/ delningssåg. Genom att mäta hur blocket går genom sågen och koppla detta till vilken kurva blocket är tänkt att följa är det möjligt att utvärdera inläggningen. Mätsystemet använder linjelaser och kamera för att trianguleringsmäta var blekesytan befinner sig.  Blekets centrum sammanfaller inte alltid med reducerskivornas centrum. Det räcker därför inte att enbart kontrollera blockets bleken i förhållande till centrum mellan reducerskivorna, eftersom den tänkta kurvan kan vara en annan än blockets kurva samt att postningen kan vara asymmetrisk så att blockets och postningens centrum inte sammanfaller.   Mätmetoden fungerar som det är tänkt. Den avvikelse som finns på individnivå kan förklaras av att stockens tvärsnitt inte är fullt ut cirkulärt, så att blekesytans centrum inte sammanfal‐ler med (den tänkta) mantelytans centrum. Detta medför dock inte något problem, eftersom systemet visar trender över ett flertal block.    

 

2 

Innehållsförteckning Sammanfattning ........................................................................................................................ 1 

Innehållsförteckning ................................................................................................................. 2 

Inledning/Syfte .......................................................................................................................... 3 

Material/Metod .......................................................................................................................... 4 

Kaliberering ............................................................................................................................... 7 

Resultat och diskussion ........................................................................................................... 10     

 

3 

Inledning/Syfte Mätning av felinläggning  i första sågen kan  idag göras kontinuerligt och automatiskt. Detta har visat sig vara ett effektivt sätt att hålla koll på processen och på så sätt säkerställa ett högt sågutbyte. Den stora fördelen är att operatören snabbt får en signal när något har hänt i  såglinjen.  Samtidigt  gör den  kontinuerliga mätningen det möjligt  att  samla  statistik över lång tid och på så sätt analysera trender  i hur väl maskinerna fungerar. Erfarenheterna har visat att man kan åstadkomma signifikanta förbättringar av sågutbytet med hjälp av en kon‐tinuerlig och automatisk kontroll av  inläggning och  rundvridning  i  första sågen. En naturlig fortsättning är därför att utveckla motsvarande teknik för blockreducering/delningssåg. Ge‐nom  att mäta hur blocket  går  genom delningssågen/blockreduceringen och  koppla denna information till information från optimeringssystemet angående vilken kurva blocket är tänkt att följa är det möjligt att med en relativt enkel utrustning utvärdera inläggningen i delnings‐sågen/blockreduceringen.  Syftet med projektet har varit att utveckla en utrustning för inläggningskontroll i blockredu‐cering/delningssåg och att visa på den ekonomiska nyttan av att kontinuerligt mäta  inlägg‐ningen i blockreducering/delningssåg. 

 

4 

Material/Metod Värdsågverk  för detta projekt har varit Kåge Såg med såglinje  från Heinola. Tanken bakom hela mätsystemet är att använda linjelaser och kamera för att trianguleringsmäta var block‐ets blekesyta befinner sig i förhållande till centrum mellan reducerskivorna. Figur 1 och figur 2 visar maskinerna i projektet och mätutrustningens tänkta och faktiska placering (laserlinje och kamera). 

 

 

Figur 1. Maskiner och mätutrustning, tänkt placering. 

 

5 

 

Figur 2. Maskiner och mätutrustning, faktisk placering. 

 Utöver  laser och kamera har  fotoceller och pulsgivare  installerats, dels  för att  trigga själva mätningen när det finns ett block att mäta på samt att kunna ange hur  långt  in på blocket varje mätning är gjord.  I och med att såglinjen i fråga använder aktiv kurvsågning där man kontrollerat styr blocket genom maskinerna utifrån en optimerad kurva räcker det  inte med att kontrollera blockets bleken i förhållande till centrum mellan skivorna. Detta eftersom den tänkta kurvan kan vara rakare än blockets kurva samt att postningen kan vara asymmetrisk så att blockets och post‐ningens centrum inte sammanfaller. Man måste alltså kunna jämföra det uppmätta blockets kurva med den tänkta kurvan. Blekets centrum ska således inte alltid sammanfalla med redu‐cerskivornas centrum. Figur 3 visar principen. 

 

6 

 

Figur 3. Symmetrisk och asymmetrisk postning samt blockets kurva jämfört med optimerad kurva. 

För  att  kunna  jämföra mätningen med  tänkt  kurva  upprättas  därför  kommunikation med Heinolas styrprogram, som under produktion skickar blockets hörnpunkter, den optimerade kurvan (reducerskivornas centrum) samt servonas börvärden för höger och vänster reducer‐skiva. Figur 4 visar ett exempel på de blockdata som mottas för varje block just innan det når reducerskivorna.  

 

Figur 4. Blockdata från Heinola. 

‐200

‐150

‐100

‐50

0

50

100

150

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

MantelVänster

MantelHöger

BlockMitt

OptKurva

Block radie>=Opt radie  Block radie<Opt radie 

 

7 

I figur 4 kan man alltså se att blocket, i rotänden, kröker sig mer är den optimerade kurvan som blocket  skall  styras efter. Med hjälp  av dessa data  kan man  alltså  jämföra den egna mätningen med börvärdet, för att  inte tolka det som en felaktighet när centrum på blocket avviker från reducerskivornas centrum.  

Kaliberering Kalibrering av mätutrustningen utförs i två steg. Det första steget är att kalibrera själva mät‐området  så att kamerapixlar kan översättas  till millimetervärden. Denna kalibrering utförs med en ”kalibreringskam” som utvecklats i projektet, se figur 5.  

 

Figur 5. Kalibreringskam för att kalibrera mätområdet. 

Vid kalibrering av mätområdet placeras kammen på en tillhörande ställning så att laserlinjen ligger över tandraden. Ställningen innehåller två höjdplan där det ena ligger under den lägsta blockhöjden som kommer att sågas och det andra över den högsta blockhöjden som kom‐mer att sågas. Genom att sedan  läsa av kammen på dessa två höjder kan man tillsammans med kammens kända mått skapa ett kalibrerat mätområde.    

 

8 

Det andra  steget  i kalibreringen är att kalibrera och  fastställa var  i kamerabilden centrum mellan reducerskivorna befinner sig. För att åstadkomma detta har projektet utvecklat  två rätskivor som, med magneter, fästs i var sin reducerskiva. Dessa rätskivor vilar sedan mot en tredje rätskiva som man med vattenpass väger  in vid kalibreringen. Även den tredje rätski‐van fästs med magneter mot fasta maskinplåtar. Figur 6, 7 och 8 visar från olika vinklar hur rätskivorna sitter vid montage.  

 Figur 6. Rätskiva för kalibrering av mätsystemet. 

 Figur 7. Rätskiva för kalibrering av mätsystemet. 

 

Figur 8. Rätskiva för kalibrering av mätsystemet. 

 

9 

Vid  själva  kalibreringen  flyttas  sedan  reducerskivorna  till  4  olika  positioner  (symmetriska postningar) medan rätskivorna sitter monterade. För varje position skickar Heinolas system höger och vänster reducerskivas börvärde som då kan kopplas till höger respektive vänster rätskivas position i kamerabilden. På så sätt kan man beräkna och fastställa var i kamerabil‐den centrum mellan reducerskivorna är.   

   

 

10 

Resultat och diskussion För att utvärdera mätmetoden har en provsågning utförts, där den optimerade kurvan ritats ut på blocket. Blocket har sedan körts genom den maskingrupp som tar fram kurvan.  Däref‐ter  har  avvikelsen mellan  den  ritade  kurvan  och  det  reducerade  blockets  centrum mätts manuellt. Under provsågningen sparades data från mätutrustningen för de aktuella blocken. Resultaten från detta visar att de automatiska mätningarna korrelerade bra mot de manuella mätningarna. Figur 9 och figur 10 visar resultaten från två block vid provsågningen. I figurer‐na motsvarar y=0 centrum mellan reducerskivorna.  I  figurerna 9 och 10 visar den blåstreckade kurvan  resultatet  från blekesmätningen,  innan jämförelse med börvärdet. Den rödstreckade kurvan visar hur mycket blockets centrum får avvika från centrum mellan reducerskivorna. Data till rödstreckad linje kommer från kommu‐nikationen med Heinola. Den gröna linjen visar resultatet efter man kompenserat för tillåten avvikelse och den lila linjen visar den manuella mätningen som gjordes på blocket.   

 

Figur 9. Data från Log 24. 

 

‐15

‐10

‐5

0

5

10

15

0% 20% 40% 60% 80% 100%

Blocklängd (%)

Log 24

Blekesmätning

OKAvVik från OptKurva

Komp.mätning

Manuell mätning

 

11 

 

Figur 10. Data från Log 30. 

 Som synes visar grön och  lila  linje relativt bra överensstämmelse vilket säger att mätmeto‐den fungerar som det är tänkt.  Den avvikelse som finns förklaras mest troligt främst av att stockens tvärsnitt inte är fullt ut cirkulärt. Blekesytans centrum, som används som referens vid mätningen, sammanfaller allt‐så  inte på  individnivå med  (den  tänkta) mantelytans centrum som används som  referens  i Heinolas meddelande. Detta medför dock  inte något problem, eftersom detta mätsystem, likt blekesmätningssystemet, som tidigare utvecklats för kantsågen, kommer att visa trender över ett  flertal block,  som  i medeltal kommer att vara  relativt cirkulära. Skillnaden mellan blekesmätningen för kantsågen och detta system är att resultatet intervallgrupperas utifrån blockens bågradie  för att kunna  fånga upp om eventuella  inläggningsproblem bara sker på exempelvis väldigt krokiga eller raka block.   För att undersöka hur mycket ett  inläggningsfel  i delningssågen kan påverka sågutbytet har en  sågsimulering med  SAW2010  utförts.  Industriella  3D‐data  från  en  timmerklass  har  an‐vänts tillsammans med en aktuell postning från samma sågverk. Vid simuleringen var alla in‐läggningsfel bortskalade förutom ett systematiskt parallellfel  i delningssågen. Figur 11 visar resultatet från simuleringen.  

‐15

‐10

‐5

0

5

10

15

0% 20% 40% 60% 80% 100%

Blocklängd (%)

Log 30

Blekesmätning

OKAvVik från OptKurva

Komp.mätning

Manuell mätning

 

12 

 

Figur 11. Kurva visande utbytets variation beroende på parallellfel vid inläggning i delningssåg.  

 Det  är uppenbart, enligt  figur 11,  att noggrannheten  vid  inläggningen  i delningssågen har stor betydelse för sågutbytet, och därmed för sågverkets lönsamhet. Eftersom många block kan passera utan att det för ögat ser anmärkningsvärt fel ut, finns det stora pengar att spara genom att ha en kontinuerlig automatisk mätning och uppföljning, med signal till såghytten när mätvärdena passerar uppsatta gränsvärden.     

42,0%

42,5%

43,0%

43,5%

44,0%

44,5%

45,0%

45,5%

46,0%

46,5%

47,0%

0 mm 2 mm 4 mm 6 mm 8 mm 10 mm

Sågutbyte (ju

sterat)

Parallellfel i delningssåg

Parallellfelets inverkan på sågutbytet

 

13 

 

 

  

                     

                        

Om TräCentrum NorrTräCentrum  Norr  finansieras  av  de  deltagande  parterna tillsammans med medel  från  Europeiska  Utvecklingsfonden (Mål 2) och Länsstyrelserna  i Västerbottens och Norrbottens län.  Deltagande  parter  i  TräCentrum  Norr  är:  Holmen  Skog, Lindbäcks  Bygg  AB,  Luleå  tekniska  universitet,  Martinsons Group AB, Norra Skogsägarna, SCA Forest Products AB, Setra Group  AB,  Skellefteå  kommun,  Sveaskog  AB,  SÅGAB, Sågverken Mellansverige och SP Trätek.  Mer information om TräCentrum Norr finns på: www.ltu.se/ske/tcn