เครื่องตัดไม้ Harvester นวัตกรรมเครื่องจักรกลป่าไม้ระดับโลก

เครื่องตัดไม้ (Harvester) คือเครื่องจักรกลหนักประเภทหนึ่งที่ใช้ในปฏิบัติการทำไม้แบบ cut-to-length ซึ่งมีหน้าที่หลักในการโค่นล้มต้นไม้, ตัดกิ่งก้าน (delimbing) และตัดแบ่งซุง (bucking) ภายในเครื่องเดียว โดยปกติแล้วเครื่องตัดไม้จะทำงานร่วมกับเครื่องลากซุง (skidder) หรือเครื่องขนย้ายซุง (forwarder) เพื่อนำไม้ซุงออกจากป่าไปยังจุดรวบรวมไม้ที่ริมถนน

ประวัติความเป็นมา

เครื่องตัดไม้ได้รับการพัฒนาขึ้นเป็นหลักในประเทศสวีเดนและฟินแลนด์ ซึ่งปัจจุบันเป็นผู้นำในการทำไม้เชิงพาณิชย์ในภูมิภาคนี้ เครื่องตัดไม้แบบเคลื่อนที่ได้เต็มรูปแบบเครื่องแรกของโลก คือรุ่น PIKA model 75 ซึ่งเปิดตัวในปี 1973 โดย Sakari Pinomäki และบริษัท PIKA Forest Machines

ต่อมาในช่วงต้นทศวรรษ 1980 บริษัท SP Maskiner จากสวีเดนได้นำเสนอหัวตัดไม้แบบกริปเดียว (single grip harvester head) ซึ่งทำให้การใช้งานแพร่หลายไปทั่วยุโรปเหนือ โดยเฉพาะในการจัดการป่าปลูก

การพัฒนาในสหรัฐอเมริกา

ก่อนที่จะมีการพัฒนาเครื่องตัดไม้สมัยใหม่ในยุโรปเหนือ มีผู้ประดิษฐ์สองคนจากรัฐเท็กซัสได้พัฒนาหน่วยตัดไม้แบบตีนตะขาบที่เรียกว่า The Mammoth Tree Shears ซึ่งสามารถตัดต้นไม้ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุด 0.76 เมตร (30 นิ้ว) ได้ แต่เครื่องนี้แตกต่างจาก Harvester สมัยใหม่ตรงที่ไม่มีระบบตัดกิ่งก้านหลังจากโค่นต้นไม้

การใช้งานและหลักการทำงาน

เครื่องตัดไม้ถูกนำมาใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพในพื้นที่ราบถึงพื้นที่ที่มีความลาดชันปานกลางสำหรับการตัดไม้แบบล้างป่า (clearcutting) สำหรับพื้นที่ที่มีความลาดชันสูงมากหรือการตัดไม้รายต้นในบางประเทศ ยังคงนิยมใช้แรงงานคนพร้อมเลื่อยไฟฟ้า (chain saws) มากกว่า

หลักการสำคัญของการทำไม้แบบกลไกคือ "ไม่มีเท้าสัมผัสพื้นป่า" (no feet on the forest floor) เพื่อให้ผู้ปฏิบัติงานอยู่ภายในห้องโดยสารที่ปลอดภัยและสะดวกสบาย ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงจากอุบัติเหตุในการทำไม้ระดับอุตสาหกรรม

โครงสร้างและส่วนประกอบของตัวรถ

เครื่องตัดไม้ถูกสร้างขึ้นบนยานพาหนะที่ทนทานสำหรับทุกสภาพภูมิประเทศ ซึ่งอาจเป็นแบบล้อ, แบบตีนตะขาบ หรือดัดแปลงมาจากรถขุด (excavator) ตัวรถมักจะมีการเชื่อมต่อแบบข้อต่อ (articulated) เพื่อให้สามารถเลี้ยวได้อย่างแคบและหลบหลีกสิ่งกีดขวางได้ดี โดยมีเครื่องยนต์ดีเซลเป็นแหล่งพลังงานหลักสำหรับตัวรถและระบบไฮดรอลิกที่ขับเคลื่อนกลไกการตัดไม้ผ่านแขนบูม (boom) ที่ยืดหดได้

เครื่องแบบ Combi

มีการพัฒนาเครื่องจักรแบบ "Combi" ซึ่งรวมความสามารถในการตัดไม้ของ Harvester และความสามารถในการขนย้ายของ Forwarder ไว้ในเครื่องเดียว ทำให้ผู้ปฏิบัติงานเพียงคนเดียวสามารถโค่น, ตัดแต่ง และขนส่งไม้ซุงได้ ซึ่งจะคุ้มค่าในกรณีที่ระยะทางไปยังจุดรวบรวมไม้มีระยะทางสั้น

รายละเอียดของหัวตัดไม้ (Felling Head)

หัวตัดไม้มาตรฐานประกอบด้วยส่วนประกอบสำคัญดังนี้:

• เลื่อยโซ่ (Chain Saw): ใช้สำหรับตัดโคนต้นไม้และตัดแบ่งซุงตามความยาวที่ต้องการ โดยขับเคลื่อนด้วยระบบไฮดรอลิกซึ่งมีกำลังสูงกว่าเลื่อยไฟฟ้าแบบพกพา
• ลูกกลิ้งป้อน (Feed Rollers): ใช้สำหรับยึดเกาะต้นไม้และดึงลำต้นที่ถูกตัดให้ผ่านลูกกลิ้งตัดกิ่งก้าน
• มีดตัดกิ่ง (Delimbing Knives): มีดโค้งสองเล่มหรือมากกว่าที่โอบล้อมลำต้นเพื่อกำจัดกิ่งก้านออกไป
• เซนเซอร์วัดขนาด (Diameter Sensors): ทำงานร่วมกับล้อวัดระยะ (measuring wheel) เพื่อคำนวณปริมาตรของไม้ซุงที่ตัดได้

ผู้ปฏิบัติงานสามารถควบคุมทุกฟังก์ชันผ่านคอมพิวเตอร์ควบคุมในห้องโดยสาร ซึ่งสามารถบันทึกข้อมูลความยาวและเส้นผ่านศูนย์กลางของต้นไม้ และใช้ซอฟต์แวร์เพื่อคำนวณปริมาตรและให้คำแนะนำในการตัดแบ่งซุงเพื่อให้ได้มูลค่าสูงสุดตามรายการราคาไม้ซุง