(57)【要約】　　　（修正有）【課題】曲がり材を自動的に曲がり挽きする従来の製材装置での、加工精度が低くまた製材能率も低いという問題を解決できる、曲がり材の自動製材装置を提供する。【解決手段】本発明の曲がり材の製材方法は、曲がり材から得たタイコ材Ｗの表面形状をセンサにより計測して全体形状を認識し、該認識に基づいて角材の歩留り率を最大とするに適した目標製材軌跡を制御器Ｅにより計算し、前記目標製材軌跡の中間平均位置を通るタイコ材の軸が鋸盤Ｂの中央位置を直進通過するように該タイコ材の給送姿勢を制御し、鋸盤に搭載した一対の帯鋸のそれぞれがタイコ材の前記目標製材軌跡を辿るように、タイコ材の給送方向に対して横方向への鋸盤の移動ならびに回動を制御することで、曲がり角材を得るものである。【選択図】　　　　　図１
2004098556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲がり材の曲がりが少ない対向両側面を平面加工したタイコ材を角材に製材する方法であって、複数個のセンサにより該タイコ材の表面形状を計測して全体形状を認識すると共に、該認識に基づいて角材の歩留り率を最大とするに適した目標製材軌跡を制御器により計算し、前記目標製材軌跡の中間平均位置を通るタイコ材の軸が鋸盤の中央位置を直進通過するように該タイコ材の給送姿勢を制御し、更に帯鋸が該タイコ材の前記目標製材軌跡を辿るように、該タイコ材の給送方向に交差する方向への鋸盤の移動ならびに回動を制御することを特徴とする曲がり材の製材方法。
【請求項２】
前記センサは、レーザビームによりタイコ材の表面位置を検出する計測器であり、前記制御器は、前記センサによる該タイコ材表面の走査計測結果から該タイコ材の断面形状を認識し、且つ前記目標製材軌跡を計算することを特徴とする請求項１記載の曲がり材の製材方法。
【請求項３】
タイコ材の表面位置を計測する複数個のセンサと該タイコ材を該センサに対して移動させる装置とを備えた形状認識装置と、該タイコ材の給送方向と交差する方向に横移動可能であり、且つ鋸の向きを回動可能とした１組の帯鋸を備えた鋸盤と、該タイコ材を前記鋸盤に向けて給送する給送コンベアを備えた直進送り装置と、前記形状認識装置の認識に基づいて角材の歩留り率を最大とするに適した目標製材軌跡を計算し、該目標製材軌跡の中間平均位置を通るタイコ材の軸が前記鋸盤の中央位置を直進通過するように前記直進送り装置上のタイコ材の給送姿勢を制御し、更に帯鋸が該タイコ材の前記目標製材軌跡を辿るように前記鋸盤の横移動ならびに回動を制御する制御器と、を含んで構成されたことを特徴とする曲がり材の製材装置。
【請求項４】
前記直進送り装置には、前記給送コンベア上のタイコ材の姿勢を調整する調整ストッパが設けてあることを特徴とする請求項３に記載の曲がり材の製材装置。
【請求項５】
前記直進送り装置には、タイコ材を前記給送コンベアの載置面に押圧する押えローラが設けらレールことを特徴とする請求項３または４に記載の曲がり材の製材装置。
【請求項６】
前記鋸盤は、タイコ材の給送方向に対して横移動ならびに回動可能な台盤の上に、相互の間隔が微調整可能である一対の鋸盤を設けてなることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の曲がり材の製材装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、曲がり材から材の曲がりの少ない側の両面を平面加工した木材を歩留りよく曲がり材に製材する製材方法および製材装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
わが国の山林地形や気候などによって、国内産の木材のなかには多量の曲がり材が含まレールことは避けられない。ところが、この曲がり材を真っ直ぐな角材（板材を含む）に加工しようとすると、無駄な廃材の量が多くなり、手がかかり過ぎて不経済になる。そのため、曲がり材は原木取引単価が安く、運送費すら出ないこととなり、伐採された後に有効に活用されないまま、山に置き去りにされていることが多い。
【０００３】
その一方で、曲がり材もその曲がりに沿って曲がり挽きすれば歩留りは向上し、曲がり挽きした角材からその曲がりに応じて挽いた板材も、曲がりを修正して直材にすれば、直線挽きしたものに劣らない角材（板材を含む）が得らレールことが知られている。しかし、曲がり材を曲がり挽きするには、曲がりの大きい側の両面を上下にしてテーブルに乗せ、経験豊かな腕達者な複数人の作業者の手作業により、鋸挽き面が曲がり材の曲がり方向とほぼ平行になるように、曲がり材を傾動させながら鋸盤に送り込んでいく作業が必要であった。
【０００４】
ところで、曲がり材を曲がり挽きするには、曲がり材を手で操作しながら鋸盤に送り込む作業が重労働であるうえに非能率であり、鋸挽きされた面が後工程で直材に修正可能な曲面となるようにすることは、正確さを必要とする極めて困難な作業である。そこでこうした問題を解決するために、熟練者を必要とせずに曲がり挽きができて、大幅に人手を減らすことを可能とする、曲がり挽きの自動化が進められている。
【０００５】
【特許文献１】特許第２９７８４７３号公報
同公報に記載された自動曲がり挽き方法および装置は、曲がり材を傾動可能に支持して鋸盤に送り込む曲がり挽き装置と、曲がり材の湾曲する希望挽材線が挽き道に内接されていくように曲がり材の傾動を指令する制御器から構成されている。そしてこの曲がり挽き装置は、鋸盤に向けて進退可能な送材車の上の二箇所に、送材車の進退方向に対してほぼ直角方向に移動可能な進退盤を設け、この進退盤に設けた支軸に対して揺動可能な揺動板の先に曲がり材の両端部近くを掴む一対の木掴を設け、二箇所の木掴に連杆の両端を枢着して両木掴の動きを連動させる構造を備えたものである。
【０００６】
しかし、この自動曲がり挽き方法および装置には、次に示すような課題が残されていた。
（１）１回の曲がり挽き加工を終了する都度、曲がり挽き装置を後退させなければ、次の曲がり挽き加工が行えないので、生産性が上がらない。
（２）この装置は、曲がり材の一方の側面を掴んでいるので、曲がり材の両面を同時に曲がり挽きすることができない。
また、曲がり材を一方向から製材すると、釣合いのバランスが狂ってくるので、残材が反ってくる問題が生じ、板挽きにも適さない。
（３）木掴は、曲がり材の一方の側面を掴む構造であるので把持力が弱く、重量の大きい曲がり材を把持し難い。
（４）移動可能で揺動可能な構造の木掴には、曲がり材の重量に基づく大きなモ−メントが加わるために、円滑に作動し難く、精度の高い希望挽材線を得ることが困難である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の課題を解決することを目的としたものであり、一回の曲がり挽きを終わっても、引き続いて次の曲がり挽きを行うことができ、また曲がり材の両面を同時に曲がり挽きできて、両面共に狂いのない加工面が得られ、しかも精度が高い加工材を、高い生産性で製材することができる曲がり材の製材方法と、その装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の曲がり材の製材方法は、請求項１に示すように、曲がり材の曲がりが少ない対向両側面を平面加工したタイコ材を角材に製材する方法であって、複数個のセンサにより該タイコ材の表面形状を計測して全体形状を認識すると共に、該認識に基づいて角材の歩留り率を最大とするに適した目標製材軌跡を制御器により計算し、前記目標製材軌跡の中間平均位置を通るタイコ材の軸が鋸盤の中央位置を直進通過するように該タイコ材の給送姿勢を制御し、更に帯鋸が該タイコ材の前記目標製材軌跡を辿るように、該タイコ材の給送方向に交差する方向への鋸盤の移動ならびに回動を制御することを特徴とするものである。
【０００９】
上記のように構成された曲がり材の製材方法では、タイコ材の未加工表面の形状をセンサにより計測した情報を制御器に送り、この情報を受けた制御器は、曲がり材形状を認識して曲がり挽きすべき挽材線を求め、曲がり材の直進給送に同期して行う鋸盤の移動制御と鋸盤の向きの回動制御を実行するので、曲がり材を直進給送させながら自動的に最適な曲がり挽きすることができる。
【００１０】
上記の曲がり材の製材方法においては、請求項２に示すように、前記センサは、レーザビームによりタイコ材の表面位置を検知する計測器を使用し、制御器は、タイコ材表面の走査計測結果からタイコ材の断面形状を認識し、且つ前記の目標製材軌跡を計算することがよい。
【００１１】
請求項２の構成により、レーザビームセンサはタイコ材の表面の形状を正確に計測することができるので、タイコ材の湾曲度のみならず、未加工表面の形状を高精度で計測することができ、その計測値を受けた制御器は、曲がり挽きすべき正確な挽材線を認識するとともに、製材可能な曲がり材の最大幅を正確に知ることができる。
【００１２】
上記の曲がり材の製材方法を実施することのできる製材装置は、請求項３に示すように、タイコ材の表面位置を計測する複数個のセンサと該タイコ材を該センサに対して移動させる装置とを備えた形状認識装置と、該タイコ材の給送方向と交差する方向に横移動可能であり、且つ鋸の向きを回動可能とした１組の帯鋸を備えた鋸盤と、該タイコ材を前記鋸盤に向けて給送する給送コンベアを備えた直進送り装置と、前記形状認識装置の認識に基づいて角材の歩留り率を最大とするに適した目標製材軌跡を計算し、該目標製材軌跡の中間平均位置を通るタイコ材の軸が前記鋸盤の中央位置を直進通過するように前記直進送り装置上のタイコ材の給送姿勢を制御し、更に帯鋸が該タイコ材の前記目標製材軌跡を辿るように前記鋸盤の横移動ならびに回動を制御する制御器と、を含んで構成する。
【００１３】
請求項３に記載された曲がり材の製材装置は、タイコ材を複数個のセンサに対して相対移動させるので、タイコ材の複数箇所の位置および表面形状を迅速にかつ正確に計測し、制御器はこの計測値からタイコ材の目標製材軌跡と切断位置を計算し、帯鋸盤の動作を制御する信号を適時に出力する。そうして、曲がり材を載置した給送コンベアが鋸盤に向けて直進すると、指令を受けた鋸盤が目標製材軌跡に従って横移動ならびに回動して曲がり材を曲がり挽きする。その結果、給送コンベアは、曲がり挽きを終わる都度、次の曲がり材を受け入レールことが可能となり、タイコ材の自動的製材を連続して効率よく行うことができる。
【００１４】
本発明の曲がり材の製材装置は、請求項４に示すように、前記直進送り装置に、前記給送コンベア上のタイコ材の姿勢を調整する調整ストッパが設けてあるのがよく、この構成により、直進送り装置の給送コンベアに載置されたタイコ材は、鋸盤に向かって給送さレールときの姿勢に誤差を生じないよう、正確に姿勢が調整さレールので、タイコ材は目標製材軌跡と切断位置に従って正確に挽き加工さレール。
【００１５】
本発明の曲がり材の製材装置は、請求項５に示すように、タイコ材を前記給送コンベアの載置面に押圧する押えローラを設けるとよい。この構成を加えることにより、タイコ材は給送コンベア上に確実に固定さレールので、給送コンベアの給送や鋸盤の切断加工中に位置ずれや振動を生じることはなく、指令されたとおりに正確に曲がり挽きを実行することができる。
【００１６】
本発明の曲がり材の製材装置の鋸盤は、請求項６に示すように、タイコ材の給送方向に対して横移動ならびに回動可能な台盤の上に、相互の間隔が微調整可能である一対の帯鋸盤を設けてなるものとするのがよい。このように構成することで、一対の帯鋸盤の間隔を微調整して、曲がり材を製材して得た角材の幅寸法を正確に設定することができる。そして更に、一対の帯鋸盤の横移動量ならびに回動角度は常に等しくなるため、曲がり挽きされた両面は狂いのない正確な平行を維持することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面の具体例を参照して説明する。
図１〜図１１は本発明に係る曲がり材の製材装置を示す図面であり、図１２は曲がり材の製材方法の順序を示す図面である。そして、図１３はタイコ材のセンサ計測位置を説明する斜視図、図１４はセンサによる計測方法を説明する図面、更に図１５はタイコ材の切断位置を説明する図面である。
【００１８】
本発明の曲がり材の製材装置は、図１に示すように、タイコ材Ｗを載置して横方向に移動しながらタイコ材Ｗの形状を計測する形状認識装置Ａと、タイコ材Ｗを曲がり挽きする鋸盤Ｂと、タイコ材Ｗを鋸盤Ｂに向けて送り込む直進送り装置Ｃと、曲がり挽きされた曲がり材と分離された背板を鋸盤Ｂ後方に搬出する搬出装置Ｄと、形状認識装置Ａからの情報を受けて鋸盤Ｂによる曲がり挽き位置、即ち目標製材軌跡と切断位置を計算して、各装置を自動制御する制御器Ｅと、自動運転の開始や終了などを指令する操作盤Ｆによって構成さレール。
【００１９】
形状認識装置Ａは、タイコ材Ｗの両端部を載置して直進送り装置Ｃに向けて横送りする２条のチェンコンベア１が平行に設けてあり、該チェンコンベア１の駆動軸２に設けられているロータリエンコーダ３が、タイコ材Ｗの搬送量を０．５ｍｍ単位で検知するようになっている。また、チェンコンベア１の上方および下方には、複数個の（図３では７個の場合を示す）の上部レーザセンサ４および下部レーザセンサ５が相対して配設され（図２，図３参照）、それぞれタイコ材Ｗの表面位置を検知できるように構成されている。
【００２０】
なお本発明では、上部レーザセンサ４および下部レーザセンサ５を固定して、タイコ材Ｗを移動しながら、タイコ材Ｗの表面の形状を計測するようにしてあるが、タイコ材Ｗを固定しておいて、上部レーザセンサ４および下部レーザセンサ５を移動するようにしても、全く同様にタイコ材Ｗの表面の形状を計測することができる。
【００２１】
チェンコンベア１の下方に設けられた支軸６には、第一ストッパ７が枢着されていて、エアシリンダ８の作動により、第一ストッパ７はタイコ材Ｗの横送り経路に出没可能となっている。そしてタイコ材Ｗは、表面の形状を計測するための両レーザセンサ４，５を通過する前に、一時停止させることができる（図４参照）。更に、チェンコンベア１の下方に設けられた支軸９にも、第二ストッパ１０が枢着されていて、エアシリンダ１１の作動により、第二ストッパ１０はタイコ材Ｗの横送り経路に出没可能となっている。そして、両レーザセンサ４，５を通過した後のタイコ材Ｗを、一時停止して待機させることができるようにしてある。
【００２２】
チェンコンベア１の搬出端には、タイコ材Ｗを直進送り装置Ｃの給送コンベア１３に供給するための、移載コンベア１４が設けられている（図１，図４参照）。この移載コンベア１４は、二条のチェンコンベアよりなっており、僅かな量だけ昇降可能となっているので、タイコ材Ｗを給送コンベア１３上に搬送した後に下降して、タイコ材Ｗを給送コンベア１３上に載置することができる。
【００２３】
給送コンベア１３は、タイコ材Ｗを鋸盤Ｂに向けて給送するもので、駆動スプロケット１５と従動スプロケット１６に巻回された多条（図７では５条の場合を示す）の無端チェン１７により構成されている。この給送コンベア１３は、これに交差する前記の移載コンベア１４との干渉を避けるために、長手方向に二分割され、移載コンベア１４の二条のチェンコンベアの内側に配設さレール第一給送コンベア１３ａと、移載コンベア１４と鋸盤Ｂの間に配設さレール第二給送コンベア１３ｂと、第一給送コンベア１３ａの回転を第二給送コンベア１３ｂに伝達する無端チェン１３ｃにより構成されている（図６参照）。
【００２４】
移載コンベア１４上のタイコ材Ｗは、給送コンベア１３に移載さレール前に、第一給送コンベア１３ａの前方及び後方に設けた２組の調整ストッパ１８により、位置および姿勢が修正さレール。この調整ストッパ１８は、前記の第一ストッパ７と同様に構成されたもので、移載コンベア１４の終端付近の両側方に出没可能に設けてあり、油圧シリンダ１２により移載コンベア１４と平行方向に移動させて、その設定位置を調整できるようになっている（図５参照）。従って、２組の調整ストッパ１８の設定位置を制御器Ｅからの指令に基づいて調節して、給送コンベア１３に移載さレールタイコ材Ｗの位置および姿勢を、後述する鋸盤Ｂに給送するのに最適な状態とすることができる。
【００２５】
給送コンベア１３の上方には、複数個（図６では３個）の押えローラ１９が配設されている。この押えローラ１９は、一端が支軸２０に枢着され、他端にローラ２１が回転可能に設けられたレバー２２と、レバー２２を駆動するシリンダ２３とを備え、制御器Ｅの指令を受けると、給送コンベア１３上に載置されているタイコ材Ｗを、下方に押しつけるようになっている（図６参照）。
【００２６】
給送コンベア１３の無端チェン１７には、搬送面に向けて突出する三角形状の突起２４が多数形成され（図８参照）、突起２４はタイコ材Ｗが給送コンベア１３に載置されたときにタイコ材Ｗの下面に接触し、押えローラ１９がタイコ材Ｗを押さえつけると、突起２４がタイコ材Ｗの下面に食い込むようになっている。突起２４と押えローラ１９は、給送コンベア１３上のタイコ材Ｗが動揺やスリップを生じないように確実に固定するものであって、製材中にタイコ材Ｗの面に突起２４の食い込み傷ができるが、突起２４は極めて小さいので、弾力性に富む生材であるタイコ材Ｗの面には、時間とともに傷跡が消えて残らず、製材された曲がり材の品質には問題はない。
【００２７】
タイコ材Ｗを曲がり挽きする鋸盤Ｂの構造は、図９および図１０に示すように、基台２５の上面に設けた複数の軸受２６にねじ軸２７が支承されていて、該ねじ軸２７はサーボモータ２８により回転駆動さレール。また、横移動台２９の下面に、ねじ軸２７に螺合するナット３０が固着されているので、サーボモータ２８が正転，逆転すると、横移動台２９が横移動（タイコ材Ｗの給送方向に対して直角方向に移動）するようになっている。
【００２８】
横移動台２９の上面に起立する枢軸３１には、回動台３２が回動可能に設けられていて、横移動台２９上に固着されたサーボモータ３３の駆動は一種の自在継ぎ手を介してねじ軸３４に伝達さレール。また、回動台３２の端部に設けられた球面軸受３５には、ねじ軸３４に螺合するナットが支承されているから、サーボモータ３３の駆動によって、回動台３２は枢軸３１を支点として回動することになる。
【００２９】
回動台３２の上面には、一対の帯鋸盤３６，３６が横方向（タイコ材Ｗの給送方向に対して直角方向）に褶動可能に設けられている。そして、横移動台２９の上面に設けた複数の軸受３７（図１０には１個の軸受３７のみを示す）に支承されたねじ軸３８の端部に、サーボモータ３９が連結されている。このねじ軸３８は、一側に右ねじが、また他側に左ねじが、それぞれ螺設されており、その右ねじ部分と左ねじ部分に、一対の帯鋸盤３６，３６の下面に固着された雌ねじが、それぞれ螺合している。従って、サーボモータ３９が正転，逆転すると、一対の帯鋸盤３６，３６の間隔が拡大，縮小することになる。
【００３０】
上記の構成を備えた鋸盤Ｂには、タイコ材Ｗの先端が、帯鋸盤３６に接近したことを検知する搬入側センサ４０と、製材された後の角材の後端が、帯鋸盤３６を通過し終わったことを検知する搬出側センサ４１とが、設けられている（図１参照）。これらの搬入側および搬出側センサ４０，４１は、それぞれ一対の投受光器で構成されて、搬送面上のタイコ材Ｗの有無を検知するものである。
【００３１】
搬出装置Ｄは、曲がり挽きされた後の角材を搬出するチェンコンベア４２と、チェンコンベア４２の両側に設けらレール背板搬出用ランニングパレット４３とによって構成されている（図１，図１１参照）。このチェンコンベア４２は、コンベア架台４４に設けられた駆動スプロケットと従動スプロケットに巻回された、複数条（図１１では２条の場合を示す）の無端チェンからなるものであり、チェンコンベア４２の上方には、直進送り装置Ｃと同様に、押えローラ１９が設けられ、チェンコンベア４２の搬送面には、無端チェン１７の突起２４と同様の突起が設けられている。
【００３２】
背板搬出用ランニングパレット４３は、架台４４の両側面に設けらレール褶動レール４５に、それぞれ往復台４６が褶動可能に設けられて、図示しない駆動装置により、往復台４６はチェンコンベア４２と平行に往復動するようになっている。この往復台４６の上部に支点ピン４７が設けてあり、傾動板４８の一端が支点ピン４７に枢着され、傾動板４８の中間部には、シリンダのロッド４９の端部が枢着されている（図１１参照）。そしてシリンダのロッド４９が伸長すると、傾動板４８がほぼ水平に保持され、シリンダのロッド４９が短縮すると、傾動板４８は鎖線で示す４８′の下傾位置に傾くようになっている。
【００３３】
以上のように構成された本発明の曲がり材の製材装置を使用して、タイコ材を製材するに当たっては、曲がり材の製材装置の形状認識装置Ａの上に、タイコ材Ｗを載せた状態からスタートするが、先ず最初に操作盤Ｆの自動開始ボタンを押すと、図１２に示すように、自動運転がスタートする（ステップＳ１）。即ち、形状認識装置Ａのチェンコンベア１が回動し、チェンコンベア１上のタイコ材Ｗが直進送り装置Ｃに向けて搬送さレール。すると、エアシリンダ８の作動により第一ストッパ７が搬送路に突出しているので、タイコ材Ｗは上部および下部レーザセンサ４５の手前で停止する。
【００３４】
上部レーザセンサ４による形状認識を行う準備が整うと、第一ストッパ７が下方に退避して、タイコ材Ｗの搬送が開始さレール。このとき、ロータリエンコーダ３は、タイコ材Ｗの搬送量を０．５ｍｍ単位でカウントを始め、上部レーザセンサ４は、タイコ材Ｗを検知したときからロータリエンコーダ３に同期して、タイコ材Ｗの上半部表面を計測し、図１４に示すように、タイコ材Ｗの表面の上半部の計測点Ｐ１　，Ｐ２　，Ｐ３　……を求めて、タイコ材Ｗの上半部の形状を認識する。
【００３５】
下部レーザセンサ５は、上部レーザセンサ４との干渉をさけるために、上部レーザセンサ４の計測位置よりずれた位置にあるが（図２参照）、上部レーザセンサ４と同様の方法で、タイコ材Ｗの下半部の形状を認識する。そうして、タイコ材Ｗの断面の輪郭形状を、数値で認識することができる（ステップＳ２）。
【００３６】
図１３は、上部および下部レーザセンサ４，５による形状認識箇所を点線で示したもので、タイコ材Ｗが４ｍ長さの場合には９箇所、３ｍ材の場合で７箇所で計測するのが適当であり、この複数個のレーザセンサによる計測結果から、タイコ材Ｗの湾曲度を求めることができる。そしてまた、タイコ材Ｗの断面の輪郭形状を全体にわたって形状認識できるので、図１５に示すように、黒皮の残るＡ１位置やＢ２位置でなく、正確な切断位置であるＡ２位置やＢ１位置を選択することができる。その一方で、制御器Ｅでは、タイコ材Ｗの輪郭および曲がりの形状認識から、タイコ材Ｗから挽き出す角材の歩留り率を最大とする切断位置と、最も効率よく曲がり挽きできる目標製材軌跡と、更にこの目標製材軌跡の中間平均的位置を通るタイコ材Ｗの軸線位置を計算して、記憶する（ステップＳ３）。
【００３７】
こうして形状認識されたタイコ材Ｗは、第二ストッパ１０により一時停止されているが、給送コンベア１３が受け入れ可能な状態になると、第二ストッパ１０が退避位置に移動して、タイコ材Ｗは移載コンベア１４により給送コンベア１３上に移載さレール。このときタイコ材Ｗは、調整ストッパ１８により移載位置が規制されて、給送コンベア１３上で最適な製材姿勢、即ち上記の軸線位置が鋸盤Ｂの中央を通る姿勢をとる（ステップＳ４）。こうして給送コンベア１３上で位置制御されたタイコ材Ｗは、押えローラ１９により押圧されて、給送コンベア１３の突起２４により固定された状態で、鋸盤Ｂへの給送を待つことになる。
【００３８】
次いで給送コンベア１３が稼働すると、タイコ材Ｗは給送コンベア１３上の姿勢を維持したまま、鋸盤Ｂに向かって直進給送され、タイコ材Ｗが搬入側センサ４０に到達すると、一対の帯鋸盤３６が運転開始する。一対の帯鋸盤３６の間隔は、タイコ材Ｗの切断幅に基づいて調整されており、制御器Ｅの目標製材軌跡に合わせる制御出力信号に従って、横移動ならびに帯鋸の向きを変える回動が行われ、タイコ材Ｗは角材に製材されながら（ステップＳ５）、搬出装置Ｄのチェンコンベア４２により搬出さレール。
【００３９】
鋸盤Ｂにより鋸挽きされて曲がり材から分離した背板は、チェンコンベア４２の左右両側方を、同方向に走行する背板搬出用のランニングパレット４３上に落下し、角材と背板の製品分離が自動的に行わレール（ステップＳ６）。そして、ランニングパレット４３が所定の位置まで移動すると、傾動板４８が下方に傾いて背板を放出する。
【００４０】
このようにして製材された角材の末端が搬出側センサ４１を通過すると、鋸盤Ｂ，直進送り装置Ｃ，搬出装置Ｄが停止して、曲がり材の自動製材動作の１サイクルが完了する（ステップＳ７）。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は以上述べたように構成されているので、下記に示すような効果を奏する。
（１）従来の曲がり挽き装置では、１回の曲がり挽き加工が終了する都度、曲がり挽き装置を後退させていたが、本発明の曲がり材の製材方法および製材装置では、連続して曲がり挽きできるので、効率的である。
（２）曲がり材の両側面を同時に加工するので、タイコ材に加工歪みが生じることはなく、精度の高い製材を行うことができる。
（３）本発明の曲がり材の製材方法および製材装置は、鋸盤に向けてタイコ材を給送する直進送り装置の、タイコ材の姿勢を維持する機能が優れているので、精度の高い製材を行うことができる。
（４）本発明の曲がり材の製材方法および製材装置は、タイコ材の形状を自動的に計測し、この形状認識に基づいて計算された製材位置および目標製材軌跡に合わせるよう、出力された制御信号に従って操作が進めらレールので、精度の高い製材を自動的に、連続的に、効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の曲がり材の製材装置全体の平面図である。
【図２】形状認識装置のセンサの側面図である。
【図３】形状認識装置のセンサの正面図である。
【図４】形状認識装置のコンベアの側面図である。
【図５】図４の部分拡大図である。
【図６】直進送り装置の側面図である。
【図７】直進送り装置の平面図である。
【図８】直進送り装置の無端チェンに設けられた突起の正面図である。
【図９】鋸盤の平面図である。
【図１０】鋸盤の正面図である。
【図１１】搬出装置の要部を示す正面図である。
【図１２】本発明の曲がり材の製造方法の順序を説明する図である。
【図１３】タイコ材の計測位置を説明する斜視図である。
【図１４】タイコ材の形状を計測する方法を説明する図面である。
【図１５】タイコ材の切断位置を説明する断面図である。
【符号の説明】
Ｗ　　　タイコ材
Ａ　　　形状認識装置
Ｂ　　　鋸盤
Ｃ　　　直進送り装置
Ｄ　　　搬出装置
Ｅ　　　制御器
Ｆ　　　操作盤
１　　　チェンコンベア
３　　　ロータリエンコーダ
４　　　上部レーザセンサ
５　　　下部レーザセンサ
７　　　第一ストッパ
１０　　第二ストッパ
１３　　給送コンベア
１４　　移載コンベア
１７　　無端チェン
１８　　調整ストッパ
１９　　押えローラ
２４　　突起
２５　　基台
２９　　横移動台
３２　　回転台
３６　　一対の帯鋸盤
４０　　搬入側センサ
４１　　搬出側センサ
４２　　チェンコンベア
４３　　背板搬出用ランニングパレット
４６　　往復台
４８　　傾動板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年10月4日(2002.10.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】曲がり材の曲がりが少ない対向両側面を平面加工したタイコ材を角材に製材する方法であって、複数個のセンサにより該タイコ材の表面形状を計測して全体形状を認識すると共に、該認識に基づいて角材の歩留り率を最大とするに適した目標製材軌跡を制御器により計算し、前記目標製材軌跡の中間平均位置を通るタイコ材の軸が鋸盤の中央位置を直進通過するように該タイコ材の給送姿勢を制御し、更に帯鋸が該タイコ材の前記目標製材軌跡を辿るように、該タイコ材の給送方向に交差する方向への鋸盤の移動ならびに回動を制御することを特徴とする曲がり材の製材方法。
【請求項２】前記センサは、レーザビームによりタイコ材の表面位置を検出する計測器であり、前記制御器は、前記センサによる該タイコ材表面の走査計測結果から該タイコ材の断面形状を認識し、且つ前記目標製材軌跡を計算することを特徴とする請求項１記載の曲がり材の製材方法。
【請求項３】タイコ材の表面位置を計測する複数個のセンサと該タイコ材を該センサに対して移動させる装置とを備えた形状認識装置と、該タイコ材の給送方向と交差する方向に横移動可能であり、且つ鋸の向きを回動可能とした１組の帯鋸を備えた鋸盤と、該タイコ材を前記鋸盤に向けて給送する給送コンベアを備えた直進送り装置と、前記形状認識装置の認識に基づいて角材の歩留り率を最大とするに適した目標製材軌跡を計算し、該目標製材軌跡の中間平均位置を通るタイコ材の軸が前記鋸盤の中央位置を直進通過するように前記直進送り装置上のタイコ材の給送姿勢を制御し、更に帯鋸が該タイコ材の前記目標製材軌跡を辿るように前記鋸盤の横移動ならびに回動を制御する制御器と、を含んで構成されたことを特徴とする曲がり材の製材装置。
【請求項４】
前記直進送り装置には、前記給送コンベア上のタイコ材の姿勢を調整する調整ストッパが設けてあることを特徴とする請求項３に記載の曲がり材の製材装置。
【請求項５】
前記直進送り装置には、タイコ材を前記給送コンベアの載置面に押圧する押えローラが設けられることを特徴とする請求項３または４に記載の曲がり材の製材装置。
【請求項６】
前記鋸盤は、タイコ材の給送方向に対して横移動ならびに回動可能な台盤の上に、相互の間隔が微調整可能である一対の鋸盤を設けてなることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の曲がり材の製材装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、曲がり材から材の曲がりの少ない側の両面を平面加工した木材を歩留りよく曲がり材に製材する製材方法および製材装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
わが国の山林地形や気候などによって、国内産の木材のなかには多量の曲がり材が含まれることは避けられない。ところが、この曲がり材を真っ直ぐな角材（板材を含む）に加工しようとすると、無駄な廃材の量が多くなり、手がかかり過ぎて不経済になる。そのため、曲がり材は原木取引単価が安く、運送費すら出ないこととなり、伐採された後に有効に活用されないまま、山に置き去りにされていることが多い。
【０００３】
その一方で、曲がり材もその曲がりに沿って曲がり挽きすれば歩留りは向上し、曲がり挽きした角材からその曲がりに応じて挽いた板材も、曲がりを修正して直材にすれば、直線挽きしたものに劣らない角材（板材を含む）が得られることが知られている。しかし、曲がり材を曲がり挽きするには、曲がりの大きい側の両面を上下にしてテーブルに乗せ、経験豊かな腕達者な複数人の作業者の手作業により、鋸挽き面が曲がり材の曲がり方向とほぼ平行になるように、曲がり材を傾動させながら鋸盤に送り込んでいく作業が必要であった。
【０００４】
ところで、曲がり材を曲がり挽きするには、曲がり材を手で操作しながら鋸盤に送り込む作業が重労働であるうえに非能率であり、鋸挽きされた面が後工程で直材に修正可能な曲面となるようにすることは、正確さを必要とする極めて困難な作業である。そこでこうした問題を解決するために、熟練者を必要とせずに曲がり挽きができて、大幅に人手を減らすことを可能とする、曲がり挽きの自動化が進められている。
【０００５】
【特許文献１】特許第２９７８４７３号公報
同公報に記載された自動曲がり挽き方法および装置は、曲がり材を傾動可能に支持して鋸盤に送り込む曲がり挽き装置と、曲がり材の湾曲する希望挽材線が挽き道に内接されていくように曲がり材の傾動を指令する制御器から構成されている。そしてこの曲がり挽き装置は、鋸盤に向けて進退可能な送材車の上の二箇所に、送材車の進退方向に対してほぼ直角方向に移動可能な進退盤を設け、この進退盤に設けた支軸に対して揺動可能な揺動板の先に曲がり材の両端部近くを掴む一対の木掴を設け、二箇所の木掴に連杆の両端を枢着して両木掴の動きを連動させる構造を備えたものである。
【０００６】
しかし、この自動曲がり挽き方法および装置には、次に示すような課題が残されていた。
（１）１回の曲がり挽き加工を終了する都度、曲がり挽き装置を後退させなければ、次の曲がり挽き加工が行えないので、生産性が上がらない。
（２）この装置は、曲がり材の一方の側面を掴んでいるので、曲がり材の両面を同時に曲がり挽きすることができない。
また、曲がり材を一方向から製材すると、釣合いのバランスが狂ってくるので、残材が反ってくる問題が生じ、板挽きにも適さない。
（３）木掴は、曲がり材の一方の側面を掴む構造であるので把持力が弱く、重量の大きい曲がり材を把持し難い。
（４）移動可能で揺動可能な構造の木掴には、曲がり材の重量に基づく大きなモ−メントが加わるために、円滑に作動し難く、精度の高い希望挽材線を得ることが困難である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の課題を解決することを目的としたものであり、一回の曲がり挽きを終わっても、引き続いて次の曲がり挽きを行うことができ、また曲がり材の両面を同時に曲がり挽きできて、両面共に狂いのない加工面が得られ、しかも精度が高い加工材を、高い生産性で製材することができる曲がり材の製材方法と、その装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の曲がり材の製材方法は、請求項１に示すように、曲がり材の曲がりが少ない対向両側面を平面加工したタイコ材を角材に製材する方法であって、複数個のセンサにより該タイコ材の表面形状を計測して全体形状を認識すると共に、該認識に基づいて角材の歩留り率を最大とするに適した目標製材軌跡を制御器により計算し、前記目標製材軌跡の中間平均位置を通るタイコ材の軸が鋸盤の中央位置を直進通過するように該タイコ材の給送姿勢を制御し、更に帯鋸が該タイコ材の前記目標製材軌跡を辿るように、該タイコ材の給送方向に交差する方向への鋸盤の移動ならびに回動を制御することを特徴とするものである。
【０００９】
上記のように構成された曲がり材の製材方法では、タイコ材の未加工表面の形状をセンサにより計測した情報を制御器に送り、この情報を受けた制御器は、曲がり材形状を認識して曲がり挽きすべき挽材線を求め、曲がり材の直進給送に同期して行う鋸盤の移動制御と鋸盤の向きの回動制御を実行するので、曲がり材を直進給送させながら自動的に最適な曲がり挽きすることができる。
【００１０】
上記の曲がり材の製材方法においては、請求項２に示すように、前記センサは、レーザビームによりタイコ材の表面位置を検知する計測器を使用し、制御器は、タイコ材表面の走査計測結果からタイコ材の断面形状を認識し、且つ前記の目標製材軌跡を計算することがよい。
【００１１】
請求項２の構成により、レーザビームセンサはタイコ材の表面の形状を正確に計測することができるので、タイコ材の湾曲度のみならず、未加工表面の形状を高精度で計測することができ、その計測値を受けた制御器は、曲がり挽きすべき正確な挽材線を認識するとともに、製材可能な曲がり材の最大幅を正確に知ることができる。
【００１２】
上記の曲がり材の製材方法を実施することのできる製材装置は、請求項３に示すように、タイコ材の表面位置を計測する複数個のセンサと該タイコ材を該センサに対して移動させる装置とを備えた形状認識装置と、該タイコ材の給送方向と交差する方向に横移動可能であり、且つ鋸の向きを回動可能とした１組の帯鋸を備えた鋸盤と、該タイコ材を前記鋸盤に向けて給送する給送コンベアを備えた直進送り装置と、前記形状認識装置の認識に基づいて角材の歩留り率を最大とするに適した目標製材軌跡を計算し、該目標製材軌跡の中間平均位置を通るタイコ材の軸が前記鋸盤の中央位置を直進通過するように前記直進送り装置上のタイコ材の給送姿勢を制御し、更に帯鋸が該タイコ材の前記目標製材軌跡を辿るように前記鋸盤の横移動ならびに回動を制御する制御器と、を含んで構成する。
【００１３】
請求項３に記載された曲がり材の製材装置は、タイコ材を複数個のセンサに対して相対移動させるので、タイコ材の複数箇所の位置および表面形状を迅速にかつ正確に計測し、制御器はこの計測値からタイコ材の目標製材軌跡と切断位置を計算し、帯鋸盤の動作を制御する信号を適時に出力する。そうして、曲がり材を載置した給送コンベアが鋸盤に向けて直進すると、指令を受けた鋸盤が目標製材軌跡に従って横移動ならびに回動して曲がり材を曲がり挽きする。その結果、給送コンベアは、曲がり挽きを終わる都度、次の曲がり材を受け入れることが可能となり、タイコ材の自動的製材を連続して効率よく行うことができる。
【００１４】
本発明の曲がり材の製材装置は、請求項４に示すように、前記直進送り装置に、前記給送コンベア上のタイコ材の姿勢を調整する調整ストッパが設けてあるのがよく、この構成により、直進送り装置の給送コンベアに載置されたタイコ材は、鋸盤に向かって給送されるときの姿勢に誤差を生じないよう、正確に姿勢が調整されるので、タイコ材は目標製材軌跡と切断位置に従って正確に挽き加工される。
【００１５】
本発明の曲がり材の製材装置は、請求項５に示すように、タイコ材を前記給送コンベアの載置面に押圧する押えローラを設けるとよい。この構成を加えることにより、タイコ材は給送コンベア上に確実に固定されるので、給送コンベアの給送や鋸盤の切断加工中に位置ずれや振動を生じることはなく、指令されたとおりに正確に曲がり挽きを実行することができる。
【００１６】
本発明の曲がり材の製材装置の鋸盤は、請求項６に示すように、タイコ材の給送方向に対して横移動ならびに回動可能な台盤の上に、相互の間隔が微調整可能である一対の帯鋸盤を設けてなるものとするのがよい。このように構成することで、一対の帯鋸盤の間隔を微調整して、曲がり材を製材して得た角材の幅寸法を正確に設定することができる。そして更に、一対の帯鋸盤の横移動量ならびに回動角度は常に等しくなるため、曲がり挽きされた両面は狂いのない正確な平行を維持することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面の具体例を参照して説明する。
図１〜図１１は本発明に係る曲がり材の製材装置を示す図面であり、図１２は曲がり材の製材方法の順序を示す図面である。そして、図１３はタイコ材のセンサ計測位置を説明する斜視図、図１４はセンサによる計測方法を説明する図面、更に図１５はタイコ材の切断位置を説明する図面である。
【００１８】
本発明の曲がり材の製材装置は、図１に示すように、タイコ材Ｗを載置して横方向に移動しながらタイコ材Ｗの形状を計測する形状認識装置Ａと、タイコ材Ｗを曲がり挽きする鋸盤Ｂと、タイコ材Ｗを鋸盤Ｂに向けて送り込む直進送り装置Ｃと、曲がり挽きされた曲がり材と分離された背板を鋸盤Ｂ後方に搬出する搬出装置Ｄと、形状認識装置Ａからの情報を受けて鋸盤Ｂによる曲がり挽き位置、即ち目標製材軌跡と切断位置を計算して、各装置を自動制御する制御器Ｅと、自動運転の開始や終了などを指令する操作盤Ｆによって構成される。
【００１９】
形状認識装置Ａは、タイコ材Ｗの両端部を載置して直進送り装置Ｃに向けて横送りする２条のチェンコンベア１が平行に設けてあり、該チェンコンベア１の駆動軸２に設けられているロータリエンコーダ３が、タイコ材Ｗの搬送量を０．５ｍｍ単位で検知するようになっている。また、チェンコンベア１の上方および下方には、複数個の（図３では７個の場合を示す）の上部レーザセンサ４および下部レーザセンサ５が相対して配設され（図２，図３参照）、それぞれタイコ材Ｗの表面位置を検知できるように構成されている。
【００２０】
なお本発明では、上部レーザセンサ４および下部レーザセンサ５を固定して、タイコ材Ｗを移動しながら、タイコ材Ｗの表面の形状を計測するようにしてあるが、タイコ材Ｗを固定しておいて、上部レーザセンサ４および下部レーザセンサ５を移動するようにしても、全く同様にタイコ材Ｗの表面の形状を計測することができる。
【００２１】
チェンコンベア１の下方に設けられた支軸６には、第一ストッパ７が枢着されていて、エアシリンダ８の作動により、第一ストッパ７はタイコ材Ｗの横送り経路に出没可能となっている。そしてタイコ材Ｗは、表面の形状を計測するための両レーザセンサ４，５を通過する前に、一時停止させることができる（図４参照）。更に、チェンコンベア１の下方に設けられた支軸９にも、第二ストッパ１０が枢着されていて、エアシリンダ１１の作動により、第二ストッパ１０はタイコ材Ｗの横送り経路に出没可能となっている。そして、両レーザセンサ４，５を通過した後のタイコ材Ｗを、一時停止して待機させることができるようにしてある。
【００２２】
チェンコンベア１の搬出端には、タイコ材Ｗを直進送り装置Ｃの給送コンベア１３に供給するための、移載コンベア１４が設けられている（図１，図４参照）。この移載コンベア１４は、二条のチェンコンベアよりなっており、僅かな量だけ昇降可能となっているので、タイコ材Ｗを給送コンベア１３上に搬送した後に下降して、タイコ材Ｗを給送コンベア１３上に載置することができる。
【００２３】
給送コンベア１３は、タイコ材Ｗを鋸盤Ｂに向けて給送するもので、駆動スプロケット１５と従動スプロケット１６に巻回された多条（図７では５条の場合を示す）の無端チェン１７により構成されている。この給送コンベア１３は、これに交差する前記の移載コンベア１４との干渉を避けるために、長手方向に二分割され、移載コンベア１４の二条のチェンコンベアの内側に配設される第一給送コンベア１３ａと、移載コンベア１４と鋸盤Ｂの間に配設される第二給送コンベア１３ｂと、第一給送コンベア１３ａの回転を第二給送コンベア１３ｂに伝達する無端チェン１３ｃにより構成されている（図６参照）。
【００２４】
移載コンベア１４上のタイコ材Ｗは、給送コンベア１３に移載される前に、第一給送コンベア１３ａの前方及び後方に設けた２組の調整ストッパ１８により、位置および姿勢が修正される。この調整ストッパ１８は、前記の第一ストッパ７と同様に構成されたもので、移載コンベア１４の終端付近の両側方に出没可能に設けてあり、油圧シリンダ１２により移載コンベア１４と平行方向に移動させて、その設定位置を調整できるようになっている（図５参照）。従って、２組の調整ストッパ１８の設定位置を制御器Ｅからの指令に基づいて調節して、給送コンベア１３に移載されるタイコ材Ｗの位置および姿勢を、後述する鋸盤Ｂに給送するのに最適な状態とすることができる。
【００２５】
給送コンベア１３の上方には、複数個（図６では３個）の押えローラ１９が配設されている。この押えローラ１９は、一端が支軸２０に枢着され、他端にローラ２１が回転可能に設けられたレバー２２と、レバー２２を駆動するシリンダ２３とを備え、制御器Ｅの指令を受けると、給送コンベア１３上に載置されているタイコ材Ｗを、下方に押しつけるようになっている（図６参照）。
【００２６】
給送コンベア１３の無端チェン１７には、搬送面に向けて突出する三角形状の突起２４が多数形成され（図８参照）、突起２４はタイコ材Ｗが給送コンベア１３に載置されたときにタイコ材Ｗの下面に接触し、押えローラ１９がタイコ材Ｗを押さえつけると、突起２４がタイコ材Ｗの下面に食い込むようになっている。突起２４と押えローラ１９は、給送コンベア１３上のタイコ材Ｗが動揺やスリップを生じないように確実に固定するものであって、製材中にタイコ材Ｗの面に突起２４の食い込み傷ができるが、突起２４は極めて小さいので、弾力性に富む生材であるタイコ材Ｗの面には、時間とともに傷跡が消えて残らず、製材された曲がり材の品質には問題はない。
【００２７】
タイコ材Ｗを曲がり挽きする鋸盤Ｂの構造は、図９および図１０に示すように、基台２５の上面に設けた複数の軸受２６にねじ軸２７が支承されていて、該ねじ軸２７はサーボモータ２８により回転駆動される。また、横移動台２９の下面に、ねじ軸２７に螺合するナット３０が固着されているので、サーボモータ２８が正転，逆転すると、横移動台２９が横移動（タイコ材Ｗの給送方向に対して直角方向に移動）するようになっている。
【００２８】
横移動台２９の上面に起立する枢軸３１には、回動台３２が回動可能に設けられていて、横移動台２９上に固着されたサーボモータ３３の駆動は一種の自在継ぎ手を介してねじ軸３４に伝達される。また、回動台３２の端部に設けられた球面軸受３５には、ねじ軸３４に螺合するナットが支承されているから、サーボモータ３３の駆動によって、回動台３２は枢軸３１を支点として回動することになる。
【００２９】
回動台３２の上面には、一対の帯鋸盤３６，３６が横方向（タイコ材Ｗの給送方向に対して直角方向）に褶動可能に設けられている。そして、横移動台２９の上面に設けた複数の軸受３７（図１０には１個の軸受３７のみを示す）に支承されたねじ軸３８の端部に、サーボモータ３９が連結されている。このねじ軸３８は、一側に右ねじが、また他側に左ねじが、それぞれ螺設されており、その右ねじ部分と左ねじ部分に、一対の帯鋸盤３６，３６の下面に固着された雌ねじが、それぞれ螺合している。従って、サーボモータ３９が正転，逆転すると、一対の帯鋸盤３６，３６の間隔が拡大，縮小することになる。
【００３０】
上記の構成を備えた鋸盤Ｂには、タイコ材Ｗの先端が、帯鋸盤３６に接近したことを検知する搬入側センサ４０と、製材された後の角材の後端が、帯鋸盤３６を通過し終わったことを検知する搬出側センサ４１とが、設けられている（図１参照）。これらの搬入側および搬出側センサ４０，４１は、それぞれ一対の投受光器で構成されて、搬送面上のタイコ材Ｗの有無を検知するものである。
【００３１】
搬出装置Ｄは、曲がり挽きされた後の角材を搬出するチェンコンベア４２と、チェンコンベア４２の両側に設けられる背板搬出用ランニングパレット４３とによって構成されている（図１，図１１参照）。このチェンコンベア４２は、コンベア架台４４に設けられた駆動スプロケットと従動スプロケットに巻回された、複数条（図１１では２条の場合を示す）の無端チェンからなるものであり、チェンコンベア４２の上方には、直進送り装置Ｃと同様に、押えローラ１９が設けられ、チェンコンベア４２の搬送面には、無端チェン１７の突起２４と同様の突起が設けられている。
【００３２】
背板搬出用ランニングパレット４３は、架台４４の両側面に設けられる褶動レール４５に、それぞれ往復台４６が褶動可能に設けられて、図示しない駆動装置により、往復台４６はチェンコンベア４２と平行に往復動するようになっている。この往復台４６の上部に支点ピン４７が設けてあり、傾動板４８の一端が支点ピン４７に枢着され、傾動板４８の中間部には、シリンダのロッド４９の端部が枢着されている（図１１参照）。そしてシリンダのロッド４９が伸長すると、傾動板４８がほぼ水平に保持され、シリンダのロッド４９が短縮すると、傾動板４８は鎖線で示す４８′の下傾位置に傾くようになっている。
【００３３】
以上のように構成された本発明の曲がり材の製材装置を使用して、タイコ材を製材するに当たっては、曲がり材の製材装置の形状認識装置Ａの上に、タイコ材Ｗを載せた状態からスタートするが、先ず最初に操作盤Ｆの自動開始ボタンを押すと、図１２に示すように、自動運転がスタートする（ステップＳ１）。即ち、形状認識装置Ａのチェンコンベア１が回動し、チェンコンベア１上のタイコ材Ｗが直進送り装置Ｃに向けて搬送される。すると、エアシリンダ８の作動により第一ストッパ７が搬送路に突出しているので、タイコ材Ｗは上部および下部レーザセンサ４５の手前で停止する。
【００３４】
上部レーザセンサ４による形状認識を行う準備が整うと、第一ストッパ７が下方に退避して、タイコ材Ｗの搬送が開始される。このとき、ロータリエンコーダ３は、タイコ材Ｗの搬送量を０．５ｍｍ単位でカウントを始め、上部レーザセンサ４は、タイコ材Ｗを検知したときからロータリエンコーダ３に同期して、タイコ材Ｗの上半部表面を計測し、図１４に示すように、タイコ材Ｗの表面の上半部の計測点Ｐ１　，Ｐ２　，Ｐ３　……を求めて、タイコ材Ｗの上半部の形状を認識する。
【００３５】
下部レーザセンサ５は、上部レーザセンサ４との干渉をさけるために、上部レーザセンサ４の計測位置よりずれた位置にあるが（図２参照）、上部レーザセンサ４と同様の方法で、タイコ材Ｗの下半部の形状を認識する。そうして、タイコ材Ｗの断面の輪郭形状を、数値で認識することができる（ステップＳ２）。
【００３６】
図１３は、上部および下部レーザセンサ４，５による形状認識箇所を点線で示したもので、タイコ材Ｗが４ｍ長さの場合には９箇所、３ｍ材の場合で７箇所で計測するのが適当であり、この複数個のレーザセンサによる計測結果から、タイコ材Ｗの湾曲度を求めることができる。そしてまた、タイコ材Ｗの断面の輪郭形状を全体にわたって形状認識できるので、図１５に示すように、黒皮の残るＡ１位置やＢ２位置でなく、正確な切断位置であるＡ２位置やＢ１位置を選択することができる。その一方で、制御器Ｅでは、タイコ材Ｗの輪郭および曲がりの形状認識から、タイコ材Ｗから挽き出す角材の歩留り率を最大とする切断位置と、最も効率よく曲がり挽きできる目標製材軌跡と、更にこの目標製材軌跡の中間平均的位置を通るタイコ材Ｗの軸線位置を計算して、記憶する（ステップＳ３）。
【００３７】
こうして形状認識されたタイコ材Ｗは、第二ストッパ１０により一時停止されているが、給送コンベア１３が受け入れ可能な状態になると、第二ストッパ１０が退避位置に移動して、タイコ材Ｗは移載コンベア１４により給送コンベア１３上に移載される。このときタイコ材Ｗは、調整ストッパ１８により移載位置が規制されて、給送コンベア１３上で最適な製材姿勢、即ち上記の軸線位置が鋸盤Ｂの中央を通る姿勢をとる（ステップＳ４）。こうして給送コンベア１３上で位置制御されたタイコ材Ｗは、押えローラ１９により押圧されて、給送コンベア１３の突起２４により固定された状態で、鋸盤Ｂへの給送を待つことになる。
【００３８】
次いで給送コンベア１３が稼働すると、タイコ材Ｗは給送コンベア１３上の姿勢を維持したまま、鋸盤Ｂに向かって直進給送され、タイコ材Ｗが搬入側センサ４０に到達すると、一対の帯鋸盤３６が運転開始する。一対の帯鋸盤３６の間隔は、タイコ材Ｗの切断幅に基づいて調整されており、制御器Ｅの目標製材軌跡に合わせる制御出力信号に従って、横移動ならびに帯鋸の向きを変える回動が行われ、タイコ材Ｗは角材に製材されながら（ステップＳ５）、搬出装置Ｄのチェンコンベア４２により搬出される。
【００３９】
鋸盤Ｂにより鋸挽きされて曲がり材から分離した背板は、チェンコンベア４２の左右両側方を、同方向に走行する背板搬出用のランニングパレット４３上に落下し、角材と背板の製品分離が自動的に行われる（ステップＳ６）。そして、ランニングパレット４３が所定の位置まで移動すると、傾動板４８が下方に傾いて背板を放出する。
【００４０】
このようにして製材された角材の末端が搬出側センサ４１を通過すると、鋸盤Ｂ，直進送り装置Ｃ，搬出装置Ｄが停止して、曲がり材の自動製材動作の１サイクルが完了する（ステップＳ７）。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は以上述べたように構成されているので、下記に示すような効果を奏する。
（１）従来の曲がり挽き装置では、１回の曲がり挽き加工が終了する都度、曲がり挽き装置を後退させていたが、本発明の曲がり材の製材方法および製材装置では、連続して曲がり挽きできるので、効率的である。
（２）曲がり材の両側面を同時に加工するので、タイコ材に加工歪みが生じることはなく、精度の高い製材を行うことができる。
（３）本発明の曲がり材の製材方法および製材装置は、鋸盤に向けてタイコ材を給送する直進送り装置の、タイコ材の姿勢を維持する機能が優れているので、精度の高い製材を行うことができる。
（４）本発明の曲がり材の製材方法および製材装置は、タイコ材の形状を自動的に計測し、この形状認識に基づいて計算された製材位置および目標製材軌跡に合わせるよう、出力された制御信号に従って操作が進められるので、精度の高い製材を自動的に、連続的に、効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の曲がり材の製材装置全体の平面図である。
【図２】形状認識装置のセンサの側面図である。
【図３】形状認識装置のセンサの正面図である。
【図４】形状認識装置のコンベアの側面図である。
【図５】図４の部分拡大図である。
【図６】直進送り装置の側面図である。
【図７】直進送り装置の平面図である。
【図８】直進送り装置の無端チェンに設けられた突起の正面図である。
【図９】鋸盤の平面図である。
【図１０】鋸盤の正面図である。
【図１１】搬出装置の要部を示す正面図である。
【図１２】本発明の曲がり材の製造方法の順序を説明する図である。
【図１３】タイコ材の計測位置を説明する斜視図である。
【図１４】タイコ材の形状を計測する方法を説明する図面である。
【図１５】タイコ材の切断位置を説明する断面図である。
【符号の説明】
Ｗ　　　タイコ材
Ａ　　　形状認識装置
Ｂ　　　鋸盤
Ｃ　　　直進送り装置
Ｄ　　　搬出装置
Ｅ　　　制御器
Ｆ　　　操作盤
１　　　チェンコンベア
３　　　ロータリエンコーダ
４　　　上部レーザセンサ
５　　　下部レーザセンサ
７　　　第一ストッパ
１０　　第二ストッパ
１３　　給送コンベア
１４　　移載コンベア
１７　　無端チェン
１８　　調整ストッパ
１９　　押えローラ
２４　　突起
２５　　基台
２９　　横移動台
３２　　回転台
３６　　一対の帯鋸盤
４０　　搬入側センサ
４１　　搬出側センサ
４２　　チェンコンベア
４３　　背板搬出用ランニングパレット
４６　　往復台
４８　　傾動板