КОМПЬЮТЕРНАЯ ПОДДЕРЖКА ЛЕСОПИЛЕНИЯ ПРИ РАСКРОЕ СЫРЬЯ И СРАЩИВАНИИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ
Грибанов А. А., Петровский В. С. (ВГЛТА, г. Воронеж, РФ)
Implantation of computer handle in real-time mode by all technological process
uncovering not cuts of saw-materials with their consequent splicing on length.
В общем объеме продукции, выпускаемой деревообрабатывающими предприятиями от 15 до 80% составляют обезличенные пиломатериалы, в основном необрезные доски. Повышение эффективности лесопиления заключается в рациональной переработке некондиционного отпада и короткомерных пиломатериалов путем раскроя их с последующим склеиванием.
Склеивание пиломатериалов позволяет утилизировать немерные и короткие заготовки, создать непрерывные и безотходные технологические процессы с выпуском продукции заданного качества, выпускать специфицированную пилопродукцию с переработкой ее на заготовки и детали целевого назначения, сохранить число градаций пиломатериалов по длинам, полнее удовлетворять заявки потребителей на продукцию определенной длины.
Таким образом, склеивание пиломатериалов позволяет увеличить выход основной продукции без увеличения объемов лесопиления, тем самым обеспечивает сохранность леса.
Очевидно, что для повышения полезного выхода обрезных пиломатериалов необходима оптимизация раскроя необрезных пиломатериалов и процесса автоматического сращивания по длине. Эти технологические операции должны быть автоматизированы в комплексе с применением системы компьютерной поддержки данных процессов деревообработки.
Известно, что процесс изготовления сращенного по длине пиломатериала представляет следующее:
1. Получение необрезных пиломатериалов;
2. Раскрой необрезных досок, с получением обрезных пиломатериалов;
3. Вырезка пороков древесины;
4. Сращивание пиломатериала.
Для оптимизации данных технологических процессов необходимо их объединение в пространстве и во времени путем интеграции оборудования на территории одного цеха с применением системы компьютерного управления в режиме реального времени.
При раскрое необрезных досок необходимо использовать карты раскроя, дающие оптимальный выход заготовок для сращивания пиломатериалов. В данном случае ограничение на длину заготовки устанавливается применяемым оборудованием для сращивания и, следовательно, необходимо раскраивать с учетом этого ограничения, обеспечивая при этом наибольший выход продукции.
Вырезка пороков древесины должна проводится автоматически с заданной скоростью. Для обеспечения требуемой скорости работы оборудования необходимо применение новейших систем распознавания дефектов, алгоритмов компьютерного управления, исполнительных механизмов.
В качестве датчиков системы распознавания пороков древесины следует использовать недорогие черно-белые ПЗС-камеры с подсветкой, устанавливаемые на транспортере. Например, такие, как на рисунке 1. Информация с первичных преобразователей (датчиков) подается на контроллер и далее обрабатывается компьютерной программой, задача которой распознать сам дефект и соответственно его местонахождение по длине заготовки. Задача распознавания сводится к объединению отдельных бит растровой информации в кластеры (группы) и установлению признаков, обеспечивающих различение кластеров между собой и определение количественных характеристик, характеризующих каждый отдельно взятый кластер, с целью их последующей классификации. В результате обработки данных выдаются сигналы на исполнительные механизмы для обеспечения вырезки пороков.
Далее заготовки поступают на саму линию сращивания, где получается продукция – сращенный пиломатериал, заданных геометрических размеров (высота, ширина, длина), нужной породы и определенной влажности.
С целью обеспечения бессбойной работы оборудования следует применять самые новейшие комплектующие и высоконадежное программное обеспечение. Так как процесс обработки данных от ПЗС-видеокамер довольно ресурсоемкий, необходимо использовать в качестве управляющей современную ЭВМ, например на базе процессоров Intel Pentium III или AMD Athlon. В качестве общего программного обеспечения предлагается использовать операционную систему (ОС) Microsoft Windows 2000 Professional и разрабатывать специальное программное обеспечение именно под эту ОС, так как она более полно удовлетворяет требованиям производства ввиду ее высокой надежности.
Таким образом, предлагаемая система компьютерной поддержки автоматизации раскроя сырья и сращивания пиломатериалов по длине является оптимальным решением для модернизации существующих технологических процессов, и имеет следующие достоинства:
1. Значительное повышение производительности;
2. Экономия материальных ресурсов;
3. Современная технологическая база;
4. Новейшее программное обеспечение;
5. Высокая надежность выбранных систем автоматики;
6. Экономия производственной площади;
7. Высокий уровень безопасности жизнедеятельности.
Следовательно, применение компьютерной поддержки лесопиления обеспечивает энерго- и ресурсосбережение с уменьшением себестоимости готовой продукции, и увеличением получаемой прибыли.