ИЗМЕРИТЕЛЬНО-СОРТИРОВОЧНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ КРУГЛЫХ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ

 

Янушкевич А. А., Шетько С. В. (БГТУ, г. Минск, РБ)

 

Measuring complex to automate labour-intensive operations of measurement, stocking and sorting of round timber.

 

Одним из основных резервов, позволяющих удовлетворить потребности народного хозяйства в пилопродукции без увеличения объемов лесозаготовок, является совершенствование существующих и разработка новых ресурсосберегающих технологий лесопиления, обеспечивающих рациональную переработку сырья.

Особое место имеет ресурсосбережение в условиях дефицита, уменьшения среднего диаметра и ухудшения качества пиловочного сырья, т.к. в условиях рыночной экономики проблема ресурсосбережения связана напрямую с конкурентоспособностью пилопродукции.

Известно, что основными факторами, влияющими на объемный выход пиломатериалов, являются: размерно-качественная характеристика сырья, способы и схемы распиловки бревен; применяемое оборудование и инструмент, размеры (спецификация) пилопродукции, организация подготовки бревен к распиловке и некоторые другие факторы.

Особо следует подчеркнуть влияние размерно-качественной характеристики бревен, а точнее – индивидуальных особенностей бревна: размеров и формы (сбега, кривизны). Каждое бревно имеет свой диаметр, сбег, кривизну, овальность поперечного сечения и др. особенности. И все они влияют на выход пиломатериалов. Влияние основных особенностей изучено, а результаты некоторых исследований используются в технологии лесопиления – это сортировка сырья перед распиловкой, т.е. сырье подбирается по диаметрам и длинам. Исследования влияния других индивидуальных особенностей бревен (сбег, кривизна) показывают, что сортировка по диаметрам и длинам недостаточна [1]. Все это подтверждает необходимость индивидуального подхода при выборе оптимальных схем раскроя бревен на пилопродукцию. Для регистрации геометрических особенностей каждого сортимента необходимо иметь устройство, позволяющее построить его трехмерную модель.

В Белорусском государственном технологическом университете разработан метод построения математических моделей круглых лесоматериалов, основанный на измерении определенного числа точек поперечных сечений сортимента вдоль его длины и интерполяция точечного базиса бикубическим сплайном [2].

Интерполяционные модели, построенные на небольшом числе точек поверхности, позволяют определить размерные показатели сортимента, учесть особенности формы (кривизну, сбежистость, овальность и др.) и являются адекватными моделями сырья для его учета и раскроя. Создано программное обеспечение, реализующее математические модели в виде программных средств для ПЭВМ.

Индивидуальные модели могут быть использованы при создании информационных технологий лесопиления, ресурсосберегающих технологических процессов и оборудования, связанных с раскроем круглых лесоматериалов.

На основе этих моделей в БГТУ создан измерительно-сортировочный комплекс, в состав которого входят: оптоэлектронная установка для обмера и учета; модуль управления рабочими органами сортировочного устройства, включающий программируемый микроконтроллер; сортировочное устройство; управляющая ПЭВМ.

Комплекс позволяет: автоматизировать трудоемкие операции обмера и учета круглых лесоматериалов; управлять сортировочной установкой для круглых лесоматериалов; управлять системой позиционирования режущих инструментов бревнопильного оборудования для раскроя сортиментов по оптимальным схемам с учетом индивидуальных особенностей размеров и формы бревен на пилопродукцию целевого назначения.

Автоматизация учета пиловочного сырья позволяет создать условия для стабильной работы лесопильных предприятий и увеличить возможность оптимального управления производством и принятия управленческих и технологических решений.

Организация сортирования бревен по диаметрам перед распиловкой на лесопильных рамах позволяет увеличить объемный выход пилопродукции целевого назначения на 5 – 7 % благодаря тому, что бревна каждой размерной группы распиливают по оптимальным схемам.

Использование оптоэлектронной измерительной установки в комплексе с ленточнопильным или фрезернопильным оборудованием позволяет получить точную информацию о размерах и форме бревна и осуществить позиционирование режущих инструментов с учетом оптимальных схем раскроя этого бревна. Увеличение входа спецификационной пилопродукции при этом составит 5 – 15%,  что обеспечивает окупаемость подобных систем в течение 1,5 – 3 лет эксплуатации.

Использование оптоэлектронной установки для обмера и учета сырья в сочетании с современным технологическим оборудованием позволит создать ресурсосберегающие технологии с высокой степенью автоматизации и оптимальным раскроем сырья, сберечь трудовые и сырьевые ресурсы.

Опытно-промышленный образец измерительно-сортировочного комплекса освоен на одном из лесопильных предприятий Минской области.

литература

1.        Янушкевич А.А., Шетько С.В. Влияние особенностей формы бревен на выход пилопродукции // Труды БГТУ, Сер.II. Лесная и деревообрабатывающая промышленность. - Мн., 1997. - Вып. 5.

2.        Янушкевич А.А., Кулак М.И., Яковлев М.К. Автоматизированное проектирование раскроя пиловочного сырья на основе сплайновых моделей // Технология и оборудование заготовки и переработки древесины. Вып.4. Мн., 1989.