Assessment of the effectiveness of thermographic and computer vision techniques in analyzing thermal phenomena during drilling: Wood-based materials erspective

• Autorzy: Król, Patryk , Podziewski, Piotr , Ajdinaj, Dritan

Warianty tytułu

PL

Ocena efektywności technik termowizyjnych i widzenia komputerowego w analizie zjawisk termicznych podczas wiercenia: perspektywa materiałów drewnopochodnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A new direction related to research in the wood industry may be thermal imaging together with computer vision techniques. In this work, an attempt was made to use these to record temperature phenomena during drilling in woodbased materials, using MDF as an example. For this purpose, a CNC station was created with a built-in high-resolution thermal imaging camera (260x200 px). Two drill bits were examined – sharp and dull. The temperatures generated by them during drilling were compared. It was shown that the phenomena which can be recorded during the drilling process can be associated with changes in the tool geometry, and therefore can be used for research related to heat during drilling. The presented results open many new and interesting directions in research in wood-based materials technology.

PL

Nowym kierunkiem związanym z badaniami w przemyśle drzewnym może być termowizja wraz z technikami widzenia komputerowego. W niniejszej pracy podjęto próbę ich wykorzystania w celu rejestracji zjawisk temperaturowych podczas wiercenia w materiałach drewnopochodnych na przykładzie MDF. W tym celu stworzono stanowisko CNC z wbudowaną kamerą termowizyjną o dużej rozdzielczości (260x200 px). Zbadano dwa wiertła – nowe oraz zużyte i porównano wygenerowane przez nie temperatury podczas wiercenia. Wykazano, że zjawiska możliwe do zarejestrowania podczas procesu wiercenia można powiązać ze zmianą geometrii narzędzia, a więc mogą posłużyć do badań powiązanych z ciepłem podczas wiercenia. Przedstawione wyniki otwierają wiele nowych i ciekawych kierunków w badaniach w technologii tworzyw drzewnych.

Słowa kluczowe

PL

wizja komputerowa; termowizja; obróbka drewna; obróbka skrawaniem

EN

computer vision; thermal imaging; woodworking; machining

• Czasopismo: Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW. Forestry and Wood Technology
• Rocznik: 2023
• Tom: No. 124
• Strony: 36--44
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Król, Patryk

• Warsaw University of Life Science – SGGW, Institute of Wood Sciences and Furniture,

autor

Podziewski, Piotr

• Warsaw University of Life Science – SGGW, Institute of Wood Sciences and Furniture

autor

Ajdinaj, Dritan

• Agricultural University of Tirana, Faculty of Forestry Sciences, Department of Wood Industry

Bibliografia

• 1. ABOUZGIA MB., JAMES DF. 1997: Temperature rise during drilling through bone. Int J Oral Maxillofac Implants, 12(3):342-53. PMID: 9197099.
• 2. ANTONIUK I., KUREK J., KRUPA A., WIECZOREK G., BUKOWSKI M., KRUK M., JEGOROWA A. 2023: Advanced Feature Extraction Methods from Images of Drillings in Melamine Faced Chipboard for Automatic Diagnosis of Drill Wear. Sensors, 23, 1109. https://doi.org/10.3390/s23031109.
• 3. BELLEVILLE B., STEVANOVIC T., PIZZI A., CLOUTIER A., BLANCHET P. 2013: De termination of optimal wood-dowel welding parameters for two North American hardwood species. Journal of Adhesion Science and Technology, 27(5–6), 566–576. https://doi.org/10.1080/01694243.2012.687596.
• 4. BUKOWSKI M., KUREK J., ŚWIDERSKI B., JEGOROWA A. 2024: Custom Loss Func tions in XGBoost Algorithm for Enhanced Critical Error Mitigation in Drill-Wear Analysis of Melamine-Faced Chipboard. Sensors, 24, 1092. https://doi.org/10.3390/s24041092.
• 5. CHACON GE., BOWER DL., LARSEN PE., MCGLUMPHY EA., BECK FM. 2006: Heat Production by 3 Implant Drill Systems After Repeated Drilling and Sterilization. Journal of Oral and Maxillofacial Surgery, Volume 64, Issue 2, 265-269, ISSN 0278-2391, https://doi.org/10.1016/j.joms.2005.10.011.
• 6. FONTANA L. 2011: Thermal performance of radiant heating floors in furnished enclosed spaces. Applied Thermal Engineering, Volume 31, Issue 10, 1547-1555, ISSN 1359-4311, https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2010.12.014.
• 7. IYER S., WEISS C., MEHTA A. 1997: Effects of drill speed on heat production and the rate and quality of bone formation in dental implant osteotomies. Part II: Relationship between drill speed and healing. Int J Prosthodont, 10(6):536-40. PMID: 9495174.
• 8. KAZI SN., DUFFY GG., CHEN XD. 2015: Heat transfer coefficient of flowing wood pulp fibre suspensions to monitor fibre and paper quality. Applied Thermal Engineering, Volume 78, 172-184, ISSN 1359-4311, https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2014.11.072.
• 9. KRÓL PM., SZYMONA K. 2021: Methodology evaluation of computer vision small-dimen sion hole localization. Wood Material Science & Engineering, 18(1), 184–192. https://doi.org/10.1080/17480272.2021.2005140.
• 10. KRÓL PM., PODZIEWSKI P., HANINCOVÁ L. 2022: Deviation of coordinates of small dimension holes in fiberboard. Wood Material Science & Engineering, 18(4), 1237–1242. https://doi.org/10.1080/17480272.2022.2121661.
• 11. KRÓL PM., KOCZAN G. 2023: Measuring and modeling the tool path of the small-sized drill bit in wood-based materials. Wood Material Science & Engineering, DOI: 10.1080/17480272.2023.228645044.
• 12. LÜ X., LU T., VILJANEN M. 2006: A new analytical method to simulate heat transfer process in buildings. Applied Thermal Engineering, Volume 26, Issue 16, 1901-1909, ISSN 1359-4311, https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2006.01.017.
• 13. SYDOR M., MAJKA J., RYCHLIK M., TURBAŃSKI W. 2023: Application of 3D Scanning Method to Assess Mounting Holes’ Shape Instability of Pinewood. Materials, 16, 2053. https://doi.org/10.3390/ma16052053.
• 14. USAMENTIAGA R., VENEGAS P., GUEREDIAGA J., VEGA L., MOLLEDA J., BULNES FG. 2014: Infrared thermography for temperature measurement and non-destructive testing. Sensors (Basel), 10;14(7):12305-48. doi: 10.3390/s140712305. PMID: 25014096; PMCID: PMC4168422.
• 15. ZHAO S., BAI X., XU D., CAO W. 2023: Effects and Mechanism of Micro-Drilling Param eters on the Drilling Force and Hole Morphology of Sapindus mukorossi Seeds. Forests, 14, 1162 https://doi.org/10.3390/f14061162.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0054.6959