ITVR20090029A1

ITVR20090029A1 - METHOD FOR IDENTIFYING FAULTS IN TIMBER.

Info

Publication number: ITVR20090029A1
Application number: IT000029A
Authority: IT
Inventors: Federico Giudiceandrea
Original assignee: Microtec Srl
Priority date: 2009-03-10
Filing date: 2009-03-10
Publication date: 2010-09-11
Also published as: IT1394167B1

Description

METODO PER Lâ€™INDIVIDUAZIONE DI DIFETTI NEL LEGNAME METHOD FOR THE IDENTIFICATION OF DEFECTS IN TIMBER

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione ha per oggetto un metodo per l'individuazione nel legname di difetti, quali i nodi, in base aNâ€™orientamento delle fibre del legno. In particolare la presente invenzione Ã ̈ destinata allâ€™esame dei prodotti delle linee di lavorazione del legno, quali le tavole. A tali prodotti si farÃ quindi specifico riferimento nel seguito. The present invention relates to a method for identifying defects in wood, such as knots, on the basis of the orientation of the wood fibers. In particular, the present invention is intended for the examination of the products of the woodworking lines, such as boards. Specific reference will therefore be made to these products below.

Le tavole di legno vengono generalmente tagliate in modo tale che la loro dimensione prevalente si estenda sostanzialmente parallela aliasse del tronco da cui sono state ottenute, nonchÃ©, conseguentemente, parallela alla direzione nominale delle fibre del legno. Questa scelta di taglio Ã ̈ di particolare importanza quando le tavole sono destinate ad un utilizzo di tipo strutturale. Infatti la resistenza meccanica del legno Ã ̈ notevolmente superiore quando le fibre si estendono parallelamente alla lunghezza della tavola. The wooden boards are generally cut in such a way that their prevailing dimension extends substantially parallel to the axis of the log from which they were obtained, as well as, consequently, parallel to the nominal direction of the wood fibers. This choice of cut is of particular importance when the boards are intended for structural use. In fact, the mechanical resistance of the wood is considerably higher when the fibers extend parallel to the length of the board.

CiÃ² nonostante, nella realtÃ pressochÃ© nessuna tavola presenta tutte le fibre orientate secondo la direzione nominale in quanto durante la crescita degli alberi possono verificarsi molte circostanze che determinano una deviazione delle fibre rispetto alla loro direzione nominale. Di conseguenza, pressochÃ© tutte le tavole presentano un certo grado di difettositÃ . However, in reality almost no board has all the fibers oriented according to the nominal direction as many circumstances can occur during the growth of the trees that determine a deviation of the fibers from their nominal direction. Consequently, almost all the boards have some degree of defect.

I difetti possono essere sia localizzati (come nel caso di nodi, di vuoti, di tessuto cicatriziale formatosi a seguito di ferite, di malattie che hanno colpito lâ€™albero, ecc...) sia estesi lungo lâ€™intero pezzo di legname (come nel caso di tronchi cresciuti inclinati, in torsione, ecc...). The defects can be both localized (as in the case of knots, voids, scar tissue formed as a result of wounds, diseases that have affected the tree, etc ...) or extended along the entire piece of timber (as in the case of trunks grown inclined, in torsion, etc ...).

La presente invenzione Ã ̈ in particolare destinata al riconoscimento dei difetti localizzati, anche se puÃ² essere utilizzata anche per lâ€™individuazione dei difetti estesi. The present invention is particularly intended for the recognition of localized defects, although it can also be used for the identification of extensive defects.

I difetti localizzati quali i nodi, sono caratterizzati da una repentina variazione della direzione della fibra. Infatti, a titolo di esempio, mentre la direzione della fibra in assenza di difetti Ã ̈ come detto piÃ¹ o meno allineata alla direzione principale di sviluppo della tavole, in corrispondenza dei nodi la fibra Ã ̈ orientata sostanzialmente perpendicolarmente alla direzione nominale. Di conseguenza, la presenza dei difetti puÃ² essere determinata analizzando la direzione della fibra del legno lungo la superficie della tavola. Localized defects such as knots are characterized by a sudden change in the direction of the fiber. In fact, by way of example, while the direction of the fiber in the absence of defects is more or less aligned with the main direction of development of the boards, at the nodes the fiber is oriented substantially perpendicular to the nominal direction. Consequently, the presence of defects can be determined by analyzing the direction of the wood grain along the surface of the board.

Nel corso degli anni sono state quindi sviluppate molte tecniche per cercare di individuare la direzione della fibra. Many techniques have therefore been developed over the years to try to identify the direction of the fiber.

In particolare, la presente invenzione fa riferimento alla tecnica descritta per la prima volta nel brevetto US 3,976,384. In particular, the present invention refers to the technique described for the first time in US patent 3,976,384.

Tale tecnica Ã ̈ basata sullâ€™apprezzamento che quando un raggio di luce (in particolare di luce laser) investe un pezzo di legno, parte del raggio viene riflessa dalla superficie mentre parte entra nel legno. Nel primo caso si parla di luce riflessa, nel secondo di luce trasmessa. Tuttavia, il legno Ã ̈ un materiale altamente anisotropo costituito da fibre allungate, e ciÃ² si ripercuote sul comportamento della luce trasmessa. Infatti, la luce trasmessa che si propaga attraverso le pareti cellulari delle fibre viene attenuta piÃ¹ della luce trasmessa che si propaga lungo le fibre che, essendo costituite principalmente da acqua ed aria, presentano una costante di attenuazione quasi nulla. Durante la propagazione, inoltre, parte della luce trasmessa emerge dalla superficie del legno, formando una zona illuminata che, grazie alla propagazione preferenziale della luce trasmessa lungo la direzione di sviluppo della fibra, Ã ̈ allungata in quella direzione. This technique is based on the appreciation that when a ray of light (in particular laser light) strikes a piece of wood, part of the ray is reflected from the surface while part enters the wood. In the first case we speak of reflected light, in the second of transmitted light. However, wood is a highly anisotropic material made up of elongated fibers, and this affects the behavior of the transmitted light. In fact, the transmitted light that propagates through the cell walls of the fibers is attenuated more than the transmitted light that propagates along the fibers which, being mainly made up of water and air, have an almost zero attenuation constant. Furthermore, during propagation, part of the transmitted light emerges from the surface of the wood, forming an illuminated area which, thanks to the preferential propagation of the light transmitted along the direction of development of the fiber, is elongated in that direction.

In accordo con il brevetto US 3,976,384, quindi, veniva proposto di illuminare la superficie del legno con fascio laser in modo tale da generare una linea luminosa perpendicolare alla direzione principale di sviluppo delle tavole e di osservare la luce emergente dalla superficie ad una certa distanza da tale linea (preferibilmente a circa 2 mm). In accordance with US patent 3,976,384, therefore, it was proposed to illuminate the surface of the wood with a laser beam in such a way as to generate a light line perpendicular to the main direction of development of the boards and to observe the light emerging from the surface at a certain distance from this line (preferably at about 2 mm).

In presenza di legno privo di difetti, infatti, la luce, che si propaga parallelamente alle fibre (e quindi perpendicolarmente alla linea luminosa e parallelamente allâ€™asse longitudinale della tavola), emerge sino in corrispondenza della zona di osservazione. Nel caso invece dei difetti, invece, la luce si propaga lungo una direzione trasversale allâ€™asse longitudinale della tavola e quindi non puÃ² emergere in corrispondenza della zona di osservazione. In the presence of wood without defects, in fact, the light, which propagates parallel to the fibers (and therefore perpendicular to the luminous line and parallel to the longitudinal axis of the table), emerges up to the observation area. On the other hand, in the case of defects, the light propagates along a direction transversal to the longitudinal axis of the table and therefore cannot emerge in correspondence with the observation area.

Una soluzione concettualmente analoga, sebbene tecnicamente piÃ¹ evoluta, Ã ̈ descritta anche nel brevetto EP 765471. A conceptually similar solution, although technically more advanced, is also described in patent EP 765471.

Questa prima soluzione realizzativa sebbene in grado di fornire buoni risultati, Ã ̈ perÃ² adatta ad essere utilizzata solo in impianti in cui le tavole vengono fatte avanzare parallelamente al proprio asse di sviluppo principale. In tali impianti, infatti, la linea luminosa viene ad essere perpendicolare alla direzione di avanzamento cosicchÃ© tutti i punti della tavola vengono via via interessati da essa. Although this first construction solution is capable of providing good results, it is however suitable for use only in systems where the boards are made to advance parallel to their main development axis. In these systems, in fact, the luminous line is perpendicular to the direction of advancement so that all the points of the table are gradually affected by it.

Tuttavia, lâ€™evoluzione degli impianti di lavorazione e la necessitÃ di aumentare sempre piÃ¹ la produttivitÃ , ha comportato negli anni la necessitÃ di far avanzare le tavole perpendicolarmente al proprio asse principale di sviluppo. However, the evolution of processing plants and the need to increase productivity more and more, has led over the years to the need to advance the tables perpendicularly to their main development axis.

Di conseguenza, perÃ², la soluzione realizzativa descritta nel brevetto US 3,976,384 si Ã ̈ rivelata non piÃ¹ utilizzabile, in quanto unâ€™eventuale linea luminosa perpendicolare alla direzione di avanzamento sarebbe coincisa con la direzione nominale delle fibre prive di difetto con la conseguenza che la luce emergente sarebbe emersa in corrispondenza della linea illuminata. In secondo luogo, se la linea luminosa Ã ̈ perpendicolare alla direzione di avanzamento, non Ã ̈ possibile esaminare lâ€™intera superficie del pezzo di legno durante il suo avanzamento, utilizzando la medesima linea luminosa. Per ovviare a tale inconveniente, Ã ̈ stata sviluppata una tecnica alternativa descritta nel brevetto EP 1 561 097 a nome di questa medesima richiedente. In accordo con tale brevetto, vengono generate piÃ¹ linee luminose tutte inclinate (preferibilmente di 45°) sia rispetto alla direzione di avanzamento A sia rispetto alla direzione nominale X delle fibre. Tale soluzione Ã ̈ rappresentata in figura 1 dove si vedono in pianta una tavola T e quattro linee illuminate inclinate L. Consequently, however, the construction solution described in US patent 3,976,384 proved to be no longer usable, as any luminous line perpendicular to the direction of advancement would coincide with the nominal direction of the fibers without defects with the consequence that the emerging light would have emerged at the illuminated line. Secondly, if the light line is perpendicular to the direction of travel, it is not possible to examine the entire surface of the piece of wood as it moves forward, using the same light line. To obviate this drawback, an alternative technique has been developed described in patent EP 1 561 097 in the name of this same applicant. In accordance with this patent, several light lines are generated, all inclined (preferably by 45 °) both with respect to the direction of advancement A and with respect to the nominal direction X of the fibers. This solution is represented in figure 1 where a table T and four inclined illuminated lines L can be seen in plan.

Tale soluzione si Ã ̈ rivelata soddisfacente in quanto permette di rilevare con buona precisione i nodi entranti o uscenti dalla superficie della tavola, come illustrato in figura 2 dove il cerchio rappresenta la sezione di un nodo N ad estensione perpendicolare alla superficie della tavola T. In figura 2 Ã ̈ inoltre raffigurato come si presenta la zona illuminata in corrispondenza del difetto e del legno privo di difetti. In corrispondenza del nodo, infatti, la linea luminosa L che si rileva Ã ̈ determinata esclusivamente dalla luce riflessa, ed ha uno spessore corrispondente a quello del fascio luminoso incidente. Tutta la luce trasmessa, infatti, entra nel legno lungo le fibre del nodo. In corrispondenza del legno privo di difetti, invece, la zona illuminata presenta uno spessore superiore rispetto al fascio incidente in quanto si ha la presenza di luce emergente a seguito della propagazione della luce trasmessa lungo la direzione delle fibre. Ovviamente, in questo caso lo spessore della zona illuminata Ã ̈ inferiore rispetto a quello che si potrebbe ottenere con la tecnica descritta nel brevetto US 3,976,384 (pari alla proiezione di questâ€™ultimo perpendicolarmente alla linea illuminata), ma Ã ̈ comunque rilevabile. This solution has proved to be satisfactory as it allows to detect with good precision the nodes entering or leaving the surface of the table, as illustrated in figure 2 where the circle represents the section of a node N with extension perpendicular to the surface of the table T. In Figure 2 also shows what the illuminated area looks like in correspondence with the defect and the defect-free wood. In correspondence with the node, in fact, the luminous line L that is detected is determined exclusively by the reflected light, and has a thickness corresponding to that of the incident light beam. All the transmitted light, in fact, enters the wood along the fibers of the knot. In correspondence with the wood without defects, on the other hand, the illuminated area has a greater thickness than the incident beam as there is the presence of emerging light as a result of the propagation of the light transmitted along the direction of the fibers. Obviously, in this case the thickness of the illuminated area is lower than that which could be obtained with the technique described in US patent 3,976,384 (equal to the projection of the latter perpendicular to the illuminated line), but it is still detectable.

Anche questa tecnologia non si Ã ̈ perÃ² rilevata in grado di affrontare tutte le esigenze. However, even this technology was not found to be able to meet all needs.

In particolare, si Ã ̈ potuto constatare che la tecnica descritta nel brevetto EP I 561 097 non si adatta al caso in cui la tavola sia stata tagliata in modo tale che le fibre di un nodo si estendano parallelamente alla superficie della tavola stessa e piÃ¹ o meno perpendicolarmente alla direzione nominale X delle fibre. In particular, it was found that the technique described in patent EP I 561 097 is not suitable for the case in which the board has been cut in such a way that the fibers of a knot extend parallel to the surface of the board itself and more or less perpendicular to the nominal direction X of the fibers.

In questo caso, infatti, come rappresentato in figura 3, lo spessore della zona illuminata Ã ̈ lo stesso sia in presenza di legno privo di difetti sia in presenza del nodo che passa quindi inosservato. In this case, in fact, as shown in figure 3, the thickness of the illuminated area is the same both in the presence of wood without defects and in the presence of the knot which therefore goes unnoticed.

In questa situazione il compito tecnico posto alla base della presente invenzione Ã ̈ di mettere a punto un metodo per l'individuazione di difetti nel legname che rimedi agli inconvenienti citati. In this situation, the technical task underlying the present invention is to develop a method for identifying defects in the wood which remedies the aforementioned drawbacks.

Ãˆ in particolare compito tecnico della presente invenzione mettere a punto un metodo per l'individuazione di difetti nel legname che permetta di individuare qualsiasi orientamento delle fibre pur garantendo una produttivitÃ pari a quella dei metodi noti piÃ¹ produttivi. In particular, the technical task of the present invention is to develop a method for identifying defects in the wood which allows to identify any orientation of the fibers while guaranteeing a productivity equal to that of the most productive known methods.

II compito tecnico specificato e gli scopi indicati sono sostanzialmente raggiunti da un metodo per lâ€™individuazione di difetti nel legname secondo quanto descritto nelle unite rivendicazioni. The specified technical task and the indicated aims are substantially achieved by a method for identifying defects in wood according to what is described in the appended claims.

Ulteriori caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di alcune forme di attuazione preferite, ma non esclusive, di un metodo per lâ€™individuazione di difetti nel legname, illustrate con riferimento agli uniti disegni, in cui: Further characteristics and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description of some preferred, but not exclusive, embodiments of a method for identifying defects in wood, illustrated with reference to the accompanying drawings, in which:

- la figura 1 mostra in vista in pianta un metodo per lâ€™individuazione di difetti nel legname in accordo con la tecnica nota; - figure 1 shows a plan view of a method for identifying defects in wood in accordance with the known art;

- la figura 2 mostra un caso di applicazione del metodo noto cui si riferisce la figura 1; Figure 2 shows a case of application of the known method to which Figure 1 refers;

- la figura 3 mostra un secondo caso di applicazione del metodo noto cui si riferisce la figura 1; Figure 3 shows a second case of application of the known method to which Figure 1 refers;

- la figura 4 illustra una fase operativa di un metodo per lâ€™individuazione di difetti nel legname oggetto della presente invenzione, con riferimento ad uno spezzone di tavola; - figure 4 illustrates an operative step of a method for identifying defects in the wood object of the present invention, with reference to a piece of board;

- la figura 5 mostra una variante attuativa della fase operativa di figura 4; - la figura 6 illustra una ulteriore fase operativa del metodo oggetto della presente invenzione, sempre con riferimento ad uno spezzone di tavola; - la figura 7 mostra una variante attuativa della fase di figura 6; Figure 5 shows an embodiment variant of the operating step of Figure 4; Figure 6 illustrates a further operative step of the method object of the present invention, again with reference to a piece of table; figure 7 shows an embodiment variant of the step of figure 6;

- la figura 8 illustra la fase operativa di figura 6 con riferimento ad un diverso spezzone di tavola; e Figure 8 illustrates the operating step of Figure 6 with reference to a different piece of table; And

- la figura 9 illustra la fase operativa di figura 6 con riferimento ad un ulteriore diverso spezzone di tavola. Figure 9 illustrates the operating step of Figure 6 with reference to a further different piece of table.

Va notato che nelle figure da 4 a 9 sono raffigurati spezzoni trasversali di tavole piÃ¹ grandi aventi una direzione principale di sviluppo parallela allâ€™asse nominale delle fibre. CiÃ² a solo titolo illustrativo. It should be noted that figures 4 to 9 show transversal sections of larger boards having a main direction of development parallel to the nominal axis of the fibers. This is for illustration only.

Come giÃ anticipato, il metodo oggetto della presente invenzione prevede l'individuazione della posizione di difetti nel legname (ed in particolare in prodotti semilavorati quali tavole) mediante un esame deNâ€™ohentamento superficiale delle fibre del legno. PiÃ¹ in particolare, per la determinazione dellâ€™orientamento delle fibre il metodo oggetto della presente invenzione Ã ̈ anchâ€™esso basato sulla rilevazione della luce emergente dal legno a seguito della sua illuminazione con una sorgente luminosa (in particolare con luce laser). As already anticipated, the method object of the present invention provides for the identification of the position of defects in the timber (and in particular in semi-finished products such as boards) by examining the surface orientation of the wood fibers. More specifically, for the determination of the orientation of the fibers the method object of the present invention is also based on the detection of the light emerging from the wood following its illumination with a light source (in particular with laser light).

Il metodo comprende innanzitutto la fase operativa di far avanzare un pezzo di legname 1 lungo una direzione di avanzamento A trasversale alla direzione principale di sviluppo del pezzo di legname 1 stesso. The method first of all comprises the operative step of advancing a piece of timber 1 along a direction of advance A transversal to the main direction of development of the piece of timber 1 itself.

Durante lâ€™avanzamento il metodo prevede poi la fase operativa di indirizzare sulla superficie 2 del pezzo di legname 1 almeno un primo fascio di raggi di luce incidenti per illuminare una pluralitÃ di corrispondenti zone illuminate 3 della superficie 2 del pezzo di legname 1 stesso. In particolare, la fase di indirizzamento viene effettuata indirizzando i raggi di luce in modo tale che ciascuno di essi illumini una zona illuminata 3 della superficie 2 distinta e distanziata da quelle definite dagli altri raggi di luce. During the advancement, the method then provides for the operative step of directing on the surface 2 of the piece of timber 1 at least a first beam of incident light rays to illuminate a plurality of corresponding illuminated areas 3 of the surface 2 of the piece of timber 1 itself. In particular, the addressing step is carried out by addressing the light rays in such a way that each of them illuminates an illuminated area 3 of the surface 2 distinct and distant from those defined by the other light rays.

Come apparirÃ piÃ¹ chiaro anche dalla descrizione che segue, la zona illuminata 3 da ciascun raggio di luce puÃ² essere considerata come costituita da due sottozone distinte, una prima sottozona 4 sulla quale incide direttamente il raggio di luce, ed una seconda sottozona 5 illuminata dalla luce emergente dal legno. In accordo con la presente invenzione, ciascun raggio di luce viene generato di dimensione tale da colpire un numero limitato di fibre di legno il cui orientamento possa essere considerato sostanzialmente costante. In altre parole, ciascun raggio di luce deve avere una dimensione tale che la prima sottozona 4 della zona illuminata 3 da esso illuminata comprenda al proprio interno un numero limitato di fibre di legno il cui orientamento possa essere considerato sostanzialmente costante. Vantaggiosamente tale risultato puÃ² essere ottenuto limitando la dimensione trasversale massima della prima sottozona 4 ad un ordine di grandezza di alcuni millimetri. As will also become clearer from the description that follows, the area illuminated 3 by each light beam can be considered as constituted by two distinct sub-areas, a first sub-area 4 on which the light beam directly affects, and a second sub-area 5 illuminated by the light. emerging from the wood. In accordance with the present invention, each ray of light is generated of a size such as to strike a limited number of wood fibers whose orientation can be considered substantially constant. In other words, each ray of light must have a size such that the first sub-area 4 of the illuminated area 3 illuminated by it includes within it a limited number of wood fibers whose orientation can be considered substantially constant. Advantageously, this result can be obtained by limiting the maximum transverse dimension of the first sub-area 4 to an order of magnitude of a few millimeters.

Sempre in accordo con la presente invenzione, poi, Ã ̈ previsto che la fase di indirizzamento venga effettuata indirizzando i raggi di luce in modo tale che la proiezione geometrica, su una retta perpendicolare R alla direzione di avanzamento A, di ciascuna zona 9 colpita da un raggio di luce del primo fascio, disti dalle proiezioni geometriche ad essa adiacenti non piÃ¹ di una prima distanza prefissata. La prima distanza prefissata dovrÃ essere scelta in modo tale che tra due punti, allineati lungo la direzione principale di sviluppo e distanziati della prima distanza prefissata, l'orientamento delle fibre possa essere assunto sostanzialmente costante e pari alla media tra gli orientamenti delle fibre in tali due punti. Va notato che a seconda del tipo di legno da esaminare, il tecnico del settore non avrÃ difficoltÃ ad individuare tale prima distanza prefissata massima sulla base delle proprie conoscenza delle proprietÃ di quel tipo di legno. Va notato infine che ciascuna zona 9 colpita da un raggio di luce corrisponde alla relativa prima sottozona 4. Again in accordance with the present invention, it is then provided that the addressing step is carried out by directing the light rays in such a way that the geometric projection, on a straight line R perpendicular to the direction of advance A, of each zone 9 affected by a ray of light from the first beam, no more than a first predetermined distance from the geometric projections adjacent to it. The first predetermined distance must be chosen in such a way that between two points, aligned along the main direction of development and spaced by the first predetermined distance, the orientation of the fibers can be assumed substantially constant and equal to the average between the orientations of the fibers in such two points. It should be noted that depending on the type of wood to be examined, the technician in the sector will have no difficulty in identifying this first maximum predetermined distance on the basis of his knowledge of the properties of that type of wood. Finally, it should be noted that each zone 9 hit by a ray of light corresponds to the relative first sub-zone 4.

Nella forma realizzativa preferita illustrata in figura 4, comunque, la proiezione geometrica sulla retta perpendicolare R alla direzione di avanzamento A di tutte le zone 9 colpite da un raggio di luce del primo fascio, definisce un segmento continuo 6. In questo modo, infatti, Ã ̈ possibile garantire un esame deNâ€™ohentamento della fibra sullâ€™intera superficie 2 di un pezzo di legname 1 (secondo le modalitÃ che appariranno piÃ¹ chiare nel seguito). In alcune forme realizzative, inoltre, la fase di indirizzamento dei raggi viene effettuata in modo tale che la proiezione geometrica sulla retta perpendicolare R alla direzione di avanzamento A di una zona 9 colpita da un raggio sia parzialmente sovrapposta alle proiezioni geometriche delle zone 9 ad essa contigue. In the preferred embodiment illustrated in Figure 4, however, the geometric projection on the straight line R perpendicular to the direction of advancement A of all the areas 9 hit by a ray of light of the first beam, defines a continuous segment 6. In this way, in fact, It is possible to guarantee an examination of the orientation of the fiber on the entire surface 2 of a piece of lumber 1 (according to the modalities that will appear more clearly in the following). In some embodiments, moreover, the step of addressing the rays is carried out in such a way that the geometric projection on the perpendicular line R to the direction of advancement A of an area 9 hit by a beam is partially superimposed on the geometric projections of the areas 9 thereto. contiguous.

La figura 5 mostra una ulteriore possibile disposizione dei raggi di luce e, soprattutto delle zone 9 della superficie 2 da essi colpite. In figura 5, infatti, i raggi di luce sono disposti in modo tale che le zone 9, da essi colpite sulla superficie 2 del pezzo di legno, da un lato rispettino quanto sopra esposto in relazione alla loro proiezione geometrica sulla retta perpendicolare R e, dallâ€™altro, siano allineate lungo due linee trasversali alla direzione di avanzamento A. Di conseguenza, le proiezioni geometriche delle zone 9 allineate lungo una di tali linee, sulla retta perpendicolare R, si alternano alle proiezioni geometriche delle zone 9 allineate lungo lâ€™altra di tali linee. Come anticipato, in corrispondenza di ciascuna zona illuminata 3 il relativo raggio di luce incidente genera sia luce riflessa (che si irradia a partire dalla prima sottozona 4) sia luce emergente dal pezzo di legno (che si irradia dalla seconda sottozona 5). Parte del raggio di luce incidente, infatti, entra nelle fibre del legno e si trasmette principalmente lungo la loro estensione, in parte emergendo inoltre via via dalla superficie 2 del legno sino a smorzarsi completamente. Di conseguenza, la luce emergente Ã ̈ distribuita principalmente lungo la direzione di sviluppo che le fibre del legname presentano in corrispondenza della zona illuminata 3. Figure 5 shows a further possible arrangement of the light rays and, above all, of the areas 9 of the surface 2 affected by them. In figure 5, in fact, the rays of light are arranged in such a way that the areas 9, hit by them on the surface 2 of the piece of wood, on the one hand respect the above in relation to their geometric projection on the perpendicular line R and, on the other hand, they are aligned along two lines transversal to the direction of advancement A. Consequently, the geometric projections of the zones 9 aligned along one of these lines, on the perpendicular line R, alternate with the geometric projections of the zones 9 aligned along the ™ other of these lines. As anticipated, in correspondence with each illuminated zone 3 the relative ray of incident light generates both reflected light (which radiates starting from the first sub-zone 4) and light emerging from the piece of wood (which radiates from the second sub-zone 5). Part of the incident light ray, in fact, enters the wood fibers and is transmitted mainly along their extension, in part also gradually emerging from the surface 2 of the wood until it is completely dulled. Consequently, the emerging light is mainly distributed along the development direction that the wood fibers present in correspondence with the illuminated area 3.

Alla luce di ciÃ², il metodo oggetto della presente invenzione prevede inoltre una fase operativa di osservazione di ciascuna zona illuminata 3 con un dispositivo di rilevamento per rilevare la luce di ritorno dalla zona illuminata 3 stessa, ed una fase operativa di determinazione della presenza di difetti in corrispondenza di ciascuna zona illuminata 3 sulla base della forma della zona illuminata 3 medesima che viene rilevata. In light of this, the method object of the present invention also provides for an operational step for observing each illuminated area 3 with a detection device for detecting the light returning from the illuminated area 3 itself, and an operational step for determining the presence of defects. in correspondence with each illuminated zone 3 on the basis of the shape of the illuminated zone 3 itself which is detected.

Le figure 6 e 7 mostrano ciÃ² che viene rilevato nella fase di osservazione nel caso in cui il legno in esame sia privo di difetti e l'orientamento delle fibre sia parallelo alla direzione nominale X. In ciascuna figura Ã ̈ visibile una pluralitÃ di zone illuminate 3 ciascuna costituita da un prima sottozona 4 circolare che rappresenta lâ€™area illuminata direttamente dal raggio di luce incidente (e dalla quale quindi si diffonde la luce riflessa) e da una seconda sottozona 5 allungata i due lati della prima sottozona 4, che rappresenta lâ€™area illuminata dalla luce trasmessa emergente. Va notato che mentre nel caso della figura 6 i raggi luminosi del primo fascio sono generati tutti giacenti in un medesimo piano di giacitura inclinato sia rispetto alla direzione di avanzamento A sia rispetto alla direzione principale di sviluppo (le prime sottozone sono tutte allineate lungo una linea, obliqua rispetto sia alla direzione di avanzamento A sia alla direzione nominale X di sviluppo delle fibre), nel caso di figura 7 i raggi luminosi del primo fascio sono generati giacenti in due piani di giacitura distinti tra loro paralleli ed inclinati sia rispetto alla direzione di avanzamento A sia rispetto alla direzione principale di sviluppo (in questo caso le prime sottozone sono allineate lungo due linee parallele, oblique rispetto sia alla direzione di avanzamento A sia alla direzione nominale X di sviluppo delle fibre). Figures 6 and 7 show what is detected in the observation phase in the case in which the wood under examination is free from defects and the orientation of the fibers is parallel to the nominal direction X. In each figure a plurality of illuminated areas is visible 3 each consisting of a first circular sub-area 4 which represents the area illuminated directly by the incident light ray (and from which the reflected light therefore diffuses) and a second sub-area 5 elongated the two sides of the first sub-area 4, which represents the area illuminated by the emerging transmitted light. It should be noted that while in the case of figure 6 the light rays of the first beam are all generated lying in the same plane of inclination both with respect to the direction of advancement A and with respect to the main direction of development (the first sub-areas are all aligned along a line , oblique with respect to both the direction of advancement A and the nominal direction X of development of the fibers), in the case of figure 7 the light rays of the first beam are generated lying in two distinct planes parallel to each other and inclined with respect to the direction of advancement A and with respect to the main development direction (in this case the first sub-areas are aligned along two parallel lines, oblique with respect to both the direction of advancement A and the nominal direction X of development of the fibers).

La figura 8 mostra invece la situazione nel caso in cui sulla superficie 2 siano presenti sia un nodo entrante/uscente 7 dalla superficie 2 stessa (schematicamente indicato con un cerchio), sia un nodo piano 8 con estensione parallela alla superficie 2 del pezzo di legno (schematicamente indicato con un triangolo). Come si puÃ² vedere, nel caso del nodo entrante/uscente 7, le zone illuminate 3 sono costituite solo dalla prima sottozona 4 da cui si irradia la luce riflessa. Tutta la luce trasmessa, infatti, diffonde verso lâ€™interno del legno (dove si smorza) senza poter emergere. Nel caso del nodo piano 8, invece, si puÃ² notare come la seconda sottozona 5 si estenda parallelamente alle fibre del nodo, nel caso specifico perpendicolarmente alla direzione nominale X. Figure 8 instead shows the situation in the case in which on the surface 2 there are both an entering / exiting node 7 from the surface 2 itself (schematically indicated with a circle), and a flat node 8 with extension parallel to the surface 2 of the piece of wood (schematically indicated with a triangle). As can be seen, in the case of the incoming / outgoing node 7, the illuminated areas 3 consist only of the first sub-area 4 from which the reflected light radiates. All the light transmitted, in fact, diffuses towards the interior of the wood (where it fades) without being able to emerge. In the case of the plane node 8, on the other hand, it can be seen how the second sub-area 5 extends parallel to the fibers of the node, in the specific case perpendicular to the nominal direction X.

Un caso analogo Ã ̈ poi raffigurato in figura 9, dove perÃ² il nodo piano 8 si estende obliquamente rispetto alla direzione nominale X delle fibre. An analogous case is then depicted in figure 9, where however the plane node 8 extends obliquely with respect to the nominal direction X of the fibers.

In accordo con la presente invenzione, inoltre, la fase di indirizzamento viene effettuata in modo tale che la proiezione geometrica, sulla retta perpendicolare R alla direzione di avanzamento A di tutte le zone illuminate 3, interessi una lunghezza non inferiore alla lunghezza complessiva del pezzo di legname 1 (definendo o un solo segmento continuo 6 o una pluralitÃ di spezzoni distanziati non piÃ¹ della prima distanza prefissata secondo quanto sopra indicato). In accordance with the present invention, moreover, the addressing step is carried out in such a way that the geometric projection, on the perpendicular line R to the direction of advancement A of all the illuminated areas 3, involves a length not less than the overall length of the workpiece. timber 1 (defining either a single continuous segment 6 or a plurality of segments spaced no more than the first predetermined distance as indicated above).

Per ottenere tale risultato puÃ² essere previsto o un solo fascio di raggi di luce, o una pluralitÃ di fasci di raggi di luce ciascuno destinato allâ€™esame di una fascia della superficie 2 del pezzo di legname 1 (a titolo di esempio si puÃ² considerare la pluralitÃ di raggi di luce di ciascuna delle figure 6-9 come relativa ad un fascio al quale ne possono essere affiancati altri per coprire lâ€™intera lunghezza del pezzo di legno). To obtain this result, either a single beam of light rays, or a plurality of beams of light rays, each intended for the examination of a band of the surface 2 of the piece of wood 1 can be provided (by way of example, we can consider the plurality of light rays of each of figures 6-9 as relating to a beam to which others can be placed side by side to cover the entire length of the piece of wood).

Come detto, poi, il pezzo di legno viene fatto avanzare lungo una direzione di avanzamento A. Per ottenere un esame dellâ€™intera superficie 2 Ã ̈ quindi previsto che le fasi sopra descritte di proiezione geometrica, osservazione e determinazione, vengano eseguite ogni volta che il pezzo di legno Ã ̈ avanzato di un passo prefissato. As mentioned, then, the piece of wood is made to advance along a direction of advancement A. To obtain an examination of the entire surface 2, it is therefore envisaged that the above-described phases of geometric projection, observation and determination, are carried out every time that the piece of wood has advanced a predetermined step.

Vantaggiosamente, poi, tale passo prefissato viene scelto in modo tale che le zone illuminate 3 dal medesimo raggio di luce per le quali vengono effettuate due determinazioni successive deNâ€™orientamento delle fibre, distino tra loro di una seconda distanza prefissata tale che, tra le due zone illuminate 3, l'orientamento delle fibre possa essere assunto sostanzialmente costante e pari alla media degli orientamenti delle fibre in tali due zone illuminate 3. Preferibilmente, comunque, analogamente a quanto avviene per il posizionamento reciproco delle zone illuminate 3, anche in questo caso puÃ² essere previsto che la seconda distanza prefissata sia o nulla, cosicchÃ© le due zone illuminate 3 per le quali vengono realizzate due rilevazioni successive siano a contatto, o inferiore a zero, cosicchÃ© le due zone illuminate 3 siano parzialmente sovrapposte. La presente invenzione consegue importanti vantaggi. Advantageously, then, this predetermined pitch is chosen in such a way that the areas illuminated 3 by the same ray of light for which two successive determinations of the orientation of the fibers are carried out, are distanced from each other by a second predetermined distance such that, between the two illuminated zones 3, the orientation of the fibers can be assumed substantially constant and equal to the average of the orientations of the fibers in these two illuminated zones 3. Preferably, however, similarly to what happens for the reciprocal positioning of the illuminated zones 3, also in this case it can be envisaged that the second predetermined distance is either zero or null, so that the two illuminated zones 3 for which two successive measurements are made are in contact, or less than zero, so that the two illuminated zones 3 are partially overlapped. The present invention achieves important advantages.

Grazie alla presente invenzione, infatti, Ã ̈ possibile determinare la presenza di difetta rilevando l'orientamento della fibra per tutti i punti di un pezzo di legname 1, e ciÃ² indipendentemente dal tipo di difetti presenti e con una produttivitÃ identica a quella dei metodi oggi noti piÃ¹ produttivi. Thanks to the present invention, in fact, it is possible to determine the presence of defects by detecting the orientation of the fiber for all the points of a piece of timber 1, and this regardless of the type of defects present and with a productivity identical to that of today's methods. more productive notes.

In particolare, grazie alla presente invenzione Ã ̈ possibile determinare l'orientamento della fibra in ogni punto (e quindi la presenza di difetti) pur facendo avanzare i pezzi di legno perpendicolarmente alla propria direzione principale di sviluppo. In particular, thanks to the present invention it is possible to determine the orientation of the fiber at each point (and therefore the presence of defects) while making the pieces of wood advance perpendicularly to their main development direction.

Va inoltre rilevato che la presente invenzione risulta di relativamente facile realizzazione e che anche il costo connesso allâ€™attuazione dellâ€™invenzione non risulta molto elevato. It should also be noted that the present invention is relatively easy to realize and that also the cost connected to the implementation of the invention is not very high.

Lâ€™invenzione cosÃ¬ concepita Ã ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nellâ€™ambito del concetto inventivo che la caratterizza. The invention thus conceived is susceptible of numerous modifications and variations, all falling within the scope of the inventive concept that characterizes it.

Tutti i dettagli sono sostituibili da altri elementi tecnicamente equivalenti. All the details can be replaced by other technically equivalent elements.

Claims

CLAIMS 1. Method for identifying defects in timber, including the operational steps of: advancing a piece of timber (1) having its own main direction of development, along a direction of advancement (A) transversal to the main direction of development; direct on the surface (2) of the piece of timber (1) at least one first beam of incident light rays to illuminate a plurality of corresponding illuminated areas (3) of the surface (2) of the piece of timber (1), in correspondence with each illuminated area (3) the relative ray of incident light generating reflected light and possibly light emerging from the piece of wood, the emerging light being distributed mainly along the direction of development of the wood fibers in correspondence with the illuminated area (3); observing each illuminated area (3) with a detection device to detect the return light from the illuminated area (3); And determining the presence of defects in correspondence with each illuminated area (3) on the basis of the shape of the illuminated area (3) itself; characterized: in that said addressing step is carried out by addressing said light rays in such a way that each illuminated area (3) is distinct and distanced from the others; And from the fact that each ray of light is generated of a size such as to strike a limited number of wood fibers whose orientation can be considered substantially constant.

2. Method according to claim 1 characterized in that said addressing step is carried out by directing said rays of light in such a way that the geometric projections, on a perpendicular line (R) (A) of said direction of advancement A, of each zone ( 9) hit by a ray of light from the first beam, define a continuous segment (6).

3. Method according to claim 2 characterized in that said addressing step is carried out by directing said rays of light in such a way that the geometric projection on the perpendicular line (R) to the direction of advancement (A) of each zone (9) hit by a ray of light is partially superimposed on the geometric projections contiguous to it of other areas (9) affected by the rays of light.

4. Method according to claim 1 characterized in that said addressing step is carried out by directing said rays of light in such a way that the geometric projection, on a perpendicular line (R) (A) of said direction of advancement A, of each zone ( 9) struck by a ray of light of the first beam, distanced from the geometric projections adjacent to it by a first predetermined distance such that between two points, aligned along the main direction of development and spaced by the same first predetermined distance, the orientation of the fibers can be assumed to be substantially constant and equal to the average between the orientations of the fibers in these two points.

5. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that said light rays of the first beam are all generated lying in the same plane of inclination both with respect to the direction of advancement (A) and with respect to the main direction of development.

6. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that said addressing step provides for the geometric projection on the surface (2) of the piece of timber (1) of a plurality of beams of light rays each intended for the examination of a band of the surface (2) of the piece of lumber (1).

7. Method according to any one of the preceding claims characterized in that said addressing step is carried out by directing said rays of light in such a way that the geometric projection on the perpendicular line (R) (A) of said direction of advancement (A) of all illuminated areas (3), defines a continuous segment (6) of a length not less than the length of the piece of timber (1).

8. Method according to any one of the preceding claims characterized in that said phases of geometric projection, observation and determination are carried out every time the piece of wood is advanced by a predetermined step.

9. Method according to claim 8, characterized in that said predetermined pitch is chosen in such a way that the areas illuminated (3) by the same ray of light for which two successive determinations of the orientation of the fibers are carried out, are distanced from each other by a second predetermined distance such that, between the two illuminated areas (3), the orientation of the fibers can be assumed substantially constant and equal to the average of the orientations of the fibers in said two illuminated regions (3).

10. Method according to claim 9 characterized by the fact that said second predetermined distance is either zero so that the two illuminated areas (3) are (A) in contact, or lower (A) zero so that the two illuminated areas (3) are partially overlapping.