MÄÄRÄPITUISEN PUUTAVARAN KATKONNAN TARKKUUS KONEELLISESSA HAKKUUSSA

Transkriptio

1 4/ 989 MÄÄRÄPITUISEN PUUTAVARAN KATKONNAN TARKKUUS KONEELLISESSA HAKKUUSSA Markku Halinen J outuk.uuma mä.ältä.pu.uj6<a.t.a. tuk.w.t.a. oli k.a.tk.a.w.t.u k.u fumä.ä.!un 4 7 % + 3 c.m: n ja. 64 %+5 c.m:n i.a.ak.k.uudeila. ja. mäpu.uj6w.t.a. e.m.k.o"i..!l puuta.vajta.k.a.ppalw.t.a. k.u fumä.ä.!un 52 % +3 c.m:n ja. % +5 c.m:n i.a.ak.k.uudetta.. E.toiulL6a W.IWn.t.a..t.a.Ak.k.ulL6 oli huoma..t;t.a.vmi.i pajtempi. Mä.ältä.pU.uJ6W.t.a..t.uk.wta. k.u fumä.ä.!un 63 % oli k.a.tk.a.w.t.u + 3 c.m: n ja. 79 %+5 c.m:n i.a.ak.k.uudetta. ja. e.m.k.owpuu.t.a.va.jta.k.a.ppale.ide.n k.a.tk.onnma. vm.t.a.a.va.t luvut olivat % ja. 85 %. MuJlla. mo n.i:f:o,{_m{_k.o ne.iua. vo.l.rn.u, te..t.u.t. puu.t.a.vajta.k.a.ppale.e.t oli k.a..t.kaa6.t.u k.u fumä.ä.!un h.ie.ma.n tajtk.emmå..n k.uå..n k.uojtma.å..nmon.i:f:o,{_m{_k.one.iua. va..tmwte..t.u.t.. Myö eju. k.uo!tma.ä..nmon.i:f:o,{_m{_k.one.maiue.n välillä. oli.t.a.jtk.k.ull6 e.jto ja.. Suu!Un yy k.a.tk.o n.t.a..t.a.ak.k.uude.n pajta.nemia e.e.n oli H, e..t.tä mu..t.a..ta.u.twu.n ja. k.a.tk.on.t.a..t.a.ak.k.uute.e.n k...u.nn.i:t.e..t..tlin k. e.6 ä.uä. e.nemmä. n huomä..oi.a. k.uä..n.t.a..tvetta.. SUhe.n i.a.m lie.ne.e. va.ä..k.ui..t.a.nut.t.ie.to huono.t.a. i.a.ak.k.uuduta..t.a..två..a.å..nwtoma.. Kuä.a.Ä..nwtoMa.k.Å..n va.å..n noå..n jok.a. ne.ljm k.o ne. a.a. vui;t.i W.k.o n.t.a..t.a.jtk. k.ull6.t.a. vou.te.e.t {mä.ä.jtä.pi..t.uj6<a.t.a..t.uk.w.t.a. vä.h.intä.ä.n % on W.k.a.W.t.a.va. +3 c.m: n ja. vä.h.in.t.ään % +5 c.m: n.t.a.ak.k.uuaetta.) Ta.Jtk.k.uude.n pajta.n.t.a.rrii e.å.. k.o ne.il.a. ja. mu..t.a..ta.ä..i.te.il.a. on k. e.we.t.t.ävä. ja..e.a.u.te.e.t on i.a.ak.mte..t..t.a.va. ää.nnö.t We.J.Ji.i. TUTKIMUKSEN TAVOITE Saha ja vaneritukkien mittauksen tarkkuudelle asetettavat vaatimukset ovat kiristyneet, kun niiden apteerauksessa on alettu ottaa huomioon myös lopputuotteiden sahatavaran ja vanerin mitat. Samalla myös määräpituisten erikoispuutavarakappaleiden valmistus on lisääntynyt. Toisaalta koneellisen hakkuun osuus hakkuun kokonaismäärästä on lisääntynyt ja monitoimikoneiden puunmittauslait t eita ja niiden tarkkuutta on pyritt y kehittämään. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää määräpituisten tukkien ja erikoispuutavaran katkonnan tarkkuus koneellisessa hakkuussa. Samalla saatiin tietoa myös monitoimikoneiden puunmittauslaitteiden nykyisestä tarkkuudes ta. Tut kimus oli osa monitoimikoneiden maksuperustetutkimusta. TUTKIMUSMENETELMÄ JA AINEISTO Tukkien ja erikoispuutavarakappaleiden kat konnan tarkkuus selvitettiin vertaamalla hakkuun jälkeen satunnaisesti valittujen puut avarakappaleiden pituutta lähimpään leimikos sa käytettävissä olleeseen pituuteen (tavoitepituus). Katkoota tarkkuutta kuvattiin +3:n ja :n tarkkuudella katkaistuj en puutavarakappaleiden osuudella kaikista mitatuista puu tavarakappaleista. Tu tkimusaineisto kerättiin Metsätehon kahdeksan puunhankinnaltaan suurimman jäsenyrityksen ja metsähallituksen t yömail ta joulukuussa 987 ja elokuussa 988. Tutkimukseen pyrittiin saamaan mukaan kaikki em. urakanan t aj i en palveluksessa olleet pituudenmittauslaitteella varustetut monitoimikoneet. Koneenkuljettajat saivat tietää tutkimuksesta vasta hakkuun jälkeen, kun urakoitsij an ja urakanantajan edusta ja mittasivat yhdessä kullakin koneella tehdyistä tukeista ja erikoispuutavarakappaleista kaikkiaan puutavarakappaletta. Pi tuuden ja puutavaralajin ohella puutavarakappaleista merkittiin muis tiin latvaläpimitta ja kappaleen sijainti rungolla. Lisäksi leimikoista ja monitoimikoneista merkit tiin muis tiin katkootatarkkuuteen mahdollisesti vaikuttavia tietoja.

2 Joulukuussa 987 saatiin tietoja 228 monitoimikoneesta, joista 7:stä ei kuitenkaan saatu tietoja katkontatarkkuudesta. Vastaavasti elokuussa 988 tietoja saatiin 237 koneesta, joista 8:sta ei saatu mittaustietoja. Syynä mittaustietojen puuttumiseen oli se, että kone ei ollut työssä, kun tutkimusaineisto ker ä ttiin, tai kone oli leimikossa, jossa ei tehty tukkeja tai tukit katkaistiin silmävaraisesti, tai TULOKSET Keskimääräinen katkontatarkkuus Noin %:ssa niistä leimikoista, joissa tukit oli pyritt y katkaisemaan määr äpituisiksi, tavo itteena oli ollut katkaista kaikki tukit +3 cm:n tarkkuudella. Vastaavasti +5 c m:n tarkkuutta oli tavoiteltu noin To %:ssa leimikoista. Lapuissa leimikoista % tukeista oli pyritty katkaisemaan +3 cm:n tai :n tarkkuudella. Erikoispuutavara py rittiin katkaisemaan aina mää r ä pituiseksi ja tavoitteena o l i useimmiten ollut +3 c m:n tarkkuus. koneen pituudenmittauslaite oli rikki. Vain niitä koneita tarkastellaan, joiden katkootatarkkuudesta saatiin tietoja. Joulukuun 987 aineistoa kutsutaan talviaineistoksi ja elokuun 988 aineistoa kesäaineistoksi. Joulukuun jälkeen käyttöön oli otettu runsaasti uusia monitoimikoneita sekä uusittu vanhojen koneiden mittalaitteita (taulukko ). Yhteensä konetta oli mukana sekä talvi että kesäaineistossa varustettuna kummassakin sama lla mittalaitteella. TAULUKKO Kuormainmonitoimi koneet Kes äaineisto Kuormainmonitoimi koneet Ke s kimäär ä inen tukkien j a erikoispuutava r a kappaleiden ka t konnan tarkkuus t a r kkuus t avoi tteen mukaan, ta lvia i neisto o Erikois puutavara Puutava Yh t e ensä, % ra laj i 2 cm Ei määr ä pitu inen Määr ä pi tuinen Tarkkuus t avoite Kone t yyppi Konei t a Ti e t yllä t arkkuudel l a ka t kais tujen kappaleiden ±3 cm Määrä pituinen Ei Kuormainmonitoimi mää rä koneet pituinen % Mää r äpuut avara pituinen ou u s, konee t Tukkipuu Er ikois Määr ä p itu inen Kuormainmonitoimi Maksuperustetutkimukseen kuului myös aikatutkimus, jossa selvitettiin tukkien ja erikoispuutavaran mittavaatimusten vaikutusta puutavaran valmistuksen ajanmenekkiin koneellisessa hakkuussa. Koneenkuljettajat pyrkivät katkaisemaan tukit +3 cm:n, :n tai +5 cm:n tarkkuudella joko koneen katkontaautomatiikkaa käyttäen tai käsinohjauksella. My ös tukkien katkonnan tarkkuus selvitettiin. Tutkimuksessa oli kevättalvella ja kesällä 988 mukana 2 kuormainmonitoimikonet ta ja 3 muuta monitoimikonetta. Ne muodostavat t ämän tutkimuksen aikatutkimusaineiston. Aikatutkimuksen tulokset julkaistaan erikseen. Tietyllä tarkkuudel la katka istujen ka ppaleiden osuus, % Koneita Keskimääräinen tukkien ja e r ikoispuutavarakappaleiden katkonnan tarkkuus t a r kkuustavoit t een ja kone t yypin mukaan, kesäaineis t o TAULUKKO 3. 8 Koneita yht. Tarkkuust avo ite +3 Tukkipuu Puutava rala ji % TAULUKKO 2 Tutkimu sainei s ton jakautuminen konetyypin j a mittalaitteen k äytt öönottovuoden mukaa n aineisto Käy tt ööno ttovuosi Katkonnan tarkkuustavoite v aikutti katkootatarkkuuteen niin, ett ä mää räpituiset tukit ja erikoispuutavarakappaleet oli katkaistu tarkemmin kuin muut tukit (taulukot 2 ja 3). Sen sijaan se, oliko määrä pituisten tukkien katkonnan tarkkuustavoite ollut + 3 cm vai, ei vaikuttanut katkontatarkkuuteen. Kuormainmonitoimikoneet

3 Erikoispuutavarakappaleista oli tarkimmin katkaistu talvella pikku ja sorvitukit ja kesällä sorvitukit. Huonoin katkontatarkkuus oli talvella parrunaiheiden ja kesällä parrunaiheiden ja pikkutukkien katkonnassa. Talvella eri konetyyppien tai mallien välillä ei ollut merkittäviä eroja katkontatarkkuudessa, kun otettiin huomioon koneiden välinen suuri hajonta. Sen sijaan kesällä t avallisilla monitoimikoneilla valmistettu puutavara oli katkaistu tarkemmin kuin kuormainmonitoimikoneilla, j oskin katkontatarkkuus vaihteli koneittain suuresti (kuva ). Noin %: lla kuormainmonitoimikoneista ja 46 %: lla muista monitoimikoneista +3 cm : n tarkkuudella oli katkaistu v ähintään % määräpituisista tukeista. Vastaavasti noin 23 %: lla kuormainmonitoimikoneista ja 25 %:lla muista monitoimikoneista :n tarkkuudella oli katkaistu v ähintää; % määräpituisist a tukeista (kuva 2, s. 4). K U R M A I N M N I T I M I K N E E T (59 kpl) Konei t a, kpl Koneita, kpl cm : n t arkkuudella katkaistujen tukkien osuus, X :n ta rkkuudella katkaistujen tukkien osuus, X M U U T (5 kpl) Koneita, kpl Konei t a, kpl, r 2 +3 cm :n tarkkuudella katkaistujen tukkien osuus, X :n tarkkuudella katka i stujen tukkien osuus, X Ku va. Mo ni t oimikoneiden jakaut uminen m r p i tu is t e n tukkien katkon nan t arkkuuden mukaan kone t yypeittäin. Kesäainei s to 3

4 K U R M A I N M N I T I M I K N E E T Osuus koneis ta, X Osuus koneis ta, X t ' : ' "'... :n tarkkuudella kat ka i stujen tukk ien osuus, X +3 cm:n tarkkuudella katkaistujen tukkien osuus, X M U U T Osuus kone is ta, X Osuus kone ista, X... [';. ".. ' i "'...,. +3 cm:n tarkkuudella ka tkai s t ujen tukkien osuus, X ' :n ta rkkuude l la katkaistujen tu kkien osuus, % Kuva 2. Ti et yn tarkkuuden määräpituisten tukkien katkonnassa saavuttane iden koneiden os uu s koko tutkimusaine i s tos ta konetyypeittä in. Kesäaineisto Kesällä myös eri konemallien välillä oli eroja katkootatarkkuudessa niin, että kuormainmonitoimikoneet voitiin jakaa kolmeen r yhmään määräpituisten t u kkien katkonnan tarkkuuden mukaan (taulukko 4). Konemallien välisiin katkontat arkkuuse roihin vaikut t avat lähinnä erot monitoimiosien ja mi tt alai tt eiden teknisissä ratkaisuissa. Muiden monitoimikoneiden välillä vastaavaa eroa ei ollut. Vertailu konetyyppien ja mallien välillä rajoitettiin mää räpituisten tukkien katkonnan tarkkuuteen, koska siitä oli eniten aineistoa ja tukkeja koskevat pituusvaatimukset vaihtelivat leimikoi t tain vain vähän. Mukaan tarkasteluu n otettiin vain vuoden 982 jälkeen käyttöön otetulla mit t alaitteella varustetut koneet. Konemallien vertailussa mukana olivat vain ne konemallit, joita tutkimusaineistoon sisältyi vähintään v iisi. 4 TAULUKKO 4 Keskimääräinen määr äpi tuisten tukkien katkonnan tarkkuus monitoimikonemalleit tain (koneiden määrä), kesäaineisto. Mukana vain ne konemallit, joita aineistoon s isält yi vähintään viisi vuoden 982 j älkeen käyttöön o tetulla mi ttauslait teella varustettuina Koneen malli Tie t yllä t arkkuudella katkais tujen tukkien osuus, % _:t3 cm Mittauslai t e Kockums GSA 62 Aptor tai Ponsse Kajaanin autom. 24 () (9) Ke t o ISO Kaj aanin autom. A Lako 3TR Teomet 2 Lokomo 7 Lokomatic Lokomo 762 Lokoma tic Pika 38 Pikamat Ponsse 5 Kajaanin autom. A Valmet 948 HD 2 () (26) (6) () (25) Lako 4 R Mepro Valmet 9 MI>2 FMG 7 DAPT 5 Marttiini Marttiini (6) 43 ( 2 ) 73 89

5 Katkontatarkkuuden paranemiseen vaikuttaneita seikkoja Määräpituisten tukkien ja erikoispuutavarakappaleiden katkonnan tarkkuus oli kesällä huomattavasti parempi kuin talvella (taulukot 2 ja 3, s. 2). Jotta katkontatarkkuutta voitaisiin edelleen parantaa, on mielenkiintoista selvittää, miksi tarkkuus oli kesällä parempi kuin talvella. Tarkastelu kohdistetaan aiemmin mainituista syistä vain määräpituisten tukkien katkontaan. Tutkimusaineistoon sisältyi 58 kuormainmonitoimikonetta ja 2 muuta monitoimikonetta, joilla oli valmistettu määräpituisia tukkeja sekä talvella että kesällä. Niiden katkonnan tarkkuuden paranemiseen on voinut vaikuttaa katkontatarkkuuteen ja mittalaitteiden kuntoon kiinnitetty huomio sekä leimikkoolosuhteiden tai sään muutokset. Sekä talvella että kesällä mukana olleet koneet eivät olleet tarkkuudeltaan parempia kuin vain talvella mukana olleet tai huonompia kuin vain kesällä mukana olleet koneet (taulukko 5). Suurin syy parempaan katkontatarkkuuteen kesällä onkin se, että tarkkuuteen ja mittalaitteiden kuntoon kiinnitettiin suurempi huomio. Siihen viittaa myös se, että mittalaitteiden kalibroinnista oli kesällä kulunut vähemmän aikaa kuin talvella: talvella puolet mittalaitteista oli kalib roitu enintään 2 työpäivää ja kesällä enintään 6 työpäivää ennen tutkimusta. Tieto huonosta katkontatarkkuudesta talvella lienee vaikuttanut siihen, että kesällä pyrit tiin parempaan tarkkuuteen. Kalibroinnista ku luneen ajan pituus ei kuitenkaan merkittävästi vaikuttanut katkontatarkkuuteen. TAULUKKO 5 Vain talviaineistossa, sekä ta lvi ett ä kes äa ineistos sa ja vain kesäa inei s t ossa mukana olleiden monitoimikoneiden keskimääräinen määräpituisten tukkien katkonnan tarkkuus Kone t yyppi Kesä Tie t yllä tarkku udella ka t kais tujen tukkien osuus, % +3 cm +3 cm Aineisto Koneita ja kesä Kes ä Kuormainmonit oimikoneet Keskimäär in Muu t ja kes ä Kesä Keskimä ärin Olosuhteiden muutoksen vaikutusta katkontatarkkuuteen talvi ja kesäaineiston avulla ei pystytä selvittämään. Eräiden aiempien Metsätehon konetestien mukaan vuodenaika ei kuitenkaan vaikuta merkittävästi tarkkuuteen nilaaikaa lukuun ottamatta. Monitoimikoneiden ja mittalaitteiden ikä ei vaikuttanut keskimääräiseen katkontatarkkuuteen. Vain kes ä llä mukana olleiden koneiden tarkkuus oli samanlainen kuin sekä talvella että kesällä mukana olleiden (taulukko 5), ja konemalleittain katkontatarkkuus oli samanlainen pituudenmittauslaitteen käy ttöönottovuodesta riippumatta. Pelkkä huomion kiinnittäminen katkontatarkkuuteen ei takaa sitä, että tarkkuustavoit teet saavutetaan. Aikatutkimusaineistossa keskimääräinen tukkien katkonnan tarkkuus oli jopa +3 cm:n tarkkuuteen pyrittäessä hieman huoöömpi kuin keskimääräinen määräpituisten tukkien katkonnan tarkkuus kesäaineistossa ja tarkkuustavoitteista jäätiin huomattavasti (taulukko 6). TAULUKKO 6 Tukkien katkonnan tarkkuus tarkkuustavoi tteen mukaan, aikatutkimusaineisto Tarkkuus t avoi te +3 cm Kone t yypp i + 5 cm Toteutunut tarkkuus _:t3 cm _:t5 cm _:t3 cm _:t3 cm _:t5 cm J _:t5 cm Tukkien osuus, % Kuormainmonitoimikoneet TULOSTEN TARKASTELU Tutkimusaineistoon sisältyivät lähes kaikki Metsätehon suurimpien jäsenyritysten ja metsähallituksen töissä olevat monitoimikoneet, jo t en tulokset kuvaavat hyvin keskimääräistä katkontatarkkuutta koneellisessa hakkuussa. Aiemmin sahatukkien katkonnan tarkkuutta on tutkittu Metsätehon suorittamissa konetes teissä (esim. Metsätehon katsaukset 6/987, /987, 7/987, 2/987, 6/988, /988 ja 2/988 sekä Metsätehon moniste ). Konemalleittain keskimääräinen kat kontatarkkuus oli talviaineistossa selvästi huonompi kuin konetesteissä. Vastaavasti kesäaineistossa keskimääräinen katkontatarkk u us oli vain hieman huonompi ja eräiden konemallien jopa parempi kuin konetesteissä. Konetestien yhteydessä mittalaitteet pyritään säätämään niin, että saavutetaan mahdollisimman hyvä katkontatarkkuus. Sen sijaan varsinkaan talviaineistossa mittalaitteiden tarkkuuteen ei ollut kiinnitetty riittävästi huomiota. Vaikka katkontatarkkuus kesällä oli selvästi parempi kuin talvella, edelleen vain noin joka neljäs monitoimikone täy tti katkontatarkkuustavoitteet (vähintään % määräpituisista tukeista on katkaistu +3 cm:n ja 5

6 % :n tarkkuudella, Metsätehon katsaus l2/987). Tarkkuuden parantamiseksi vaaditaan koneiden ja mittalaitteiden kehittämistä, laitteiden säännöllistä tarkastusta ja huomion kiinnittämistä yleensäkin katkontatarkkuuteen. Siinä tarvitaan koneenvalmistajien, urakoitsijoiden ja urakanantajien panosta. Katkontatarkkuutta on seurattava säännöllisesti vertaamalla valmiiden tukkien ja erikoispuutavarakappaleiden pituutta tavoitepituuksiin. Tarvittavan näytteen koko vaihtelee sen mukaan, miten tarkasti esimerkiksi tietyllä tarkkuudella katkaistuj en tukkien osuus halutaan selvittää (kuva 3). Esimerkiksi %:n tarkkuusvaatimus tarkoittaa, että tietyllä tarkkuudella katkaistujen tukkien todellinen osuus koko leimikossa poikkeaa enintään + % näytteen perusteella lasketusta osuudesta. Kuvassa 3 on oletettu, ett ä +3 cm:n tarkkuudella katkaistujen tukkie; osuus on noin % eli sama kuin kesäaineistossa keskimäärin. Kun katkootatarkkuus paranee ja voidaan olettaa, että +3 cm:n tarkkuudella katkaistujen tukkien osuus on noin 75 %, tarvitaan enää noin puolet kuvassa 3 esitetyistä koepuumääristä. Leimikon koko vaikuttaa näytteen kokoon vain vähän. Hyvä katkootatarkkuus on hyvä lähtökohta myös tarkalle tilavuudenmittaukselle monitoimikoneiden puunmittauslaitteilla. Toisaalta tilavuuden mittauksessa ei välttämättä tehdä virhett ä, vaikka puutavarakappaleen pituus ja tavoitepituus poikkeaisivatkin hieman toisistaan. Joillekin monitoimikoneille voi Otos, kp l 2 ' ' ""' i"'.. Lr Ta r kk uu svaati ru s, X Kuva 3. Tarvittavan näytteen koko tarkkuusvaatimuksen mukaan, kun pyritää n selvittämään +3 cm:n tarkkuudella katkaistujen puutavarakappaleiden osuus puutavarakappaleiden kokonaismää rä stä lei mikossa daan ohjelmoida tietyt lähtöarvot (esim. 2 joiden rajoissa tukkien ja erikoispuutavaran pituus saa poiketa tavoitepituudesta (esim cm, tavoitepituus 4 cm). Pituudenmittauslaite voi siis mitata pituuden oikein, vaikka puutavarakappaleen pituus poikkeaisikin hieman tavoitteesta. Kun monitoimikoneiden puunmittauslait teiden tarkkuutta tutkitaan tilavuuden mittauksessa, huomio onkin kiinnitettävä läpimitan ja pituudenmittauksen tarkkuuteen. Tosin Metsätehon aiemmissa selvityksissä pituudenmittaustarkkuuden ja katkootatarkkuuden välillä on ollut vain pieniä eroja. +3 cm), Asiasanat: Monitoimikoneet Puutavaran valmistus Katkonta, tarkkuus Mittaus, tarkkuus Mets ä teho Review 4/989 THE BUCKING ACCURACY OF LOGGING MACHINES FOR TIMBER OF STANDARD LENGTH The need for bucking to exacting customer specifications with simultaneous volume measurement of the timber are the two rea sons why development work has been carried out on measurement equipment for multipurpose logging machines in Finland. The aim of this study was to determine the average bucking accuracy of logging machines for timber of standard length. There are no official regulations concerning timber bucking accuracy in Finland. It has been suggested, however, that the difference between target and actual length should be no more than +3 cm in at!east % of the timber, and +S cm in at least % of the timber. METSÄTEHO ISSN In August, 988, the bucking accuracy of every fourth multipurpose logging machine fell within the above limits. There were differences in a c curacy between different machine types and models, due primarily to the technical properties of the equipment. Equipment calibration also played a role in the accuracy of bucking, and there were differences in machine operators which affected the end result. Key words: Multifunction logging machines Timber processing Bucking, accuracy Measurement, accuracy SUOMEN METSÄTEOLLISUUDEN KESKUSUmO RY:N METSÄTYÖNTUTKIMUSOSASTO PL 94 (Fabianinkatu 9 B) 3 HELSINKI Puhelin () HELSINKI 989 PAINOVAlMISTE