Основные требования к автокубатурникам круглых лесоматериалов

Разработано большое количество автокубатурников круглых лесоматериалов различных конструкций. Объясняется это прежде всего характером учетно-расчетной операции каждого конкретного предприятия. Так, на предприятиях с полной пере­работкой древесины (в лесопромышленных комплексах) опера­ции по внутреннему учету и отчетности о древесине могут про­изводиться любым из вышеперечисленных способов. Если за­готавливают деревья одной породы и в небольшом количестве сортиментов и длин, способ штучного учета весьма целесооб­разен и экономически эффективен, особенно если при этом бревна маркируют. Приемо-сдаточные операции в этом случае ведут по числу марок бревен. Автоматы, ведущие штучный учет бревен, должны иметь прежде всего простую конструкцию, за­мерять любой диаметр сортимента и его длину, а также иметь устройство для автоматического нанесения марки на бревно, а в некоторых случаях и устройство для ее считывания.

Если лесозаготовительное предприятие заготавливает сорти­менты одной или двух спецификаций, являющихся сырьем для целлюлозно-бумажной и химической промышленности, воз­можно применение весового способа учета древесины. Автоку-батурники, использующие этот способ учета, должны иметь, помимо главных элементов измерительной системы, элементы коррекции. Дело в том, что один и тот же вес древесины может отражать различные объемы, так как влажность древесины раз­лична и определяется рядом факторов, в том числе и техно­логических. Следовательно, в измеренный вес партии древе­сины необходимо внести поправки (коррекцию) на влажность, породу, кору, на припуск по длине, сбежистость. В противном случае этот способ пригоден только для сугубо ориентировоч­ных расчетов.

Основные требования, предъявляемые к автокубатурникам, по которым определяют объем бревен по его геометрическим размерам, сводятся к следующему: возможности измерения бре­вен любого диаметра и длин; измерению диаметра бревен без учета толщины коры; измерению длины бревна без учета при­пуска; возможности в определении сбежистости бревна для кор­ректирования объема сортимента; определении породы древе­сины и записи полученных результатов для дальнейшей их об­работки и отчетности.

Рассмотренные способы учета объема древесины определяют классификацию автокубатурников, к которым относятся авто­маты для штучного учета сортиментов, автоматы, определяю­щие истинный объем древесины (автокубатурники истинных объемов), и автоматы, определяющие объем сортиментов по таблицам автокубатурниками табличных объемов.

Автокубатурники истинных объемов могут быть плавного действия, импульсного, весовые и ксилометрические.

Особую группу представляют автоматы, определяющие объем древесины по расчетным формулам. Параметры этих формул являются исходным материалом для счетно-вычисли­тельной машины.

17.3. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА АВТОКУБАТУРНИКОВ

Одним из основных элементов автокубатурников являются измерительные устройства диаметров сортиментов и их длины. Для измерения диаметров бревен применяют различные кон­тактные и бесконтактные системы. Например, диаметр бревна можно измерить при помощи шторок (рис. 17.1). При прохож­дении сортимента через шторочное измерительное устройство ось 2 шторок поворачивается на определенный угол, который соответствует измеряемому диаметру. На осях шторок 1 уста­новлены сегменты 3 и 8. Сегмент 3 связан канатом с блоком 5 сельсина-датчика (его ротором) 7. Аналогичную кинематиче­скую связь имеет и другой сегмент 8, связанный через блок 6 со статором сельсина. При повороте шторок ротор и статор сельсина поворачивается в разные стороны на оси 4 на угол пропорциональный измеряемому диаметру сортимента, в ре­зультате чего на выходе появляется соответствующее напря­жение, которое также пропорционально диаметру сортимента Полученный сигнал поступает в вычислительное устройство.

Длина сортимента в этом случае измеряется косвенным об­разом, т. е.

l = vt,

где v —скорость перемещения сортимента в измерительной си­стеме, см/с; t — время нахождения сортимента в измеритель­ной системе, с.

Фотоэлектрическое измери­тельное устройство, схема кото­рого приведена на рис. 17.2, со­стоит из источника света EL, да­ющего параллельный пучок света, и фотодатчиков VR. Каж­дый фотоэлемент освещается своим лучом от источника света

Рис. 17.1. Шторочное измерительное устройство

Рис. 17.2. Фотоэлектрическое измери­тельное устройство

Рис. 17.3. Телевизионный измеритель диаметров

EL. При пересечении лучей света бревном или хлыстом, диа­метр которых определяется, число затемненных фотоэлементов зависит от диаметра бревна или хлыста. Счетная схема СС, на вход которой поступают сигналы от каждого фотоэлемента, выдает сигнал, соответствующий диаметру бревна. Аналогично измеряется длина сортимента.

Для измерения диаметров бревен и их длины можно при­менить также телевизионный измеритель. Это устройство не­контактного измерения размеров хлыстов, бревен, пиломате­риалов состоит из плоского осветителя 1, телевизионной ка­меры 4 (от обычной промышленной телевизионной установки), преобразователя аналогового сигнала измерения в цифровой код 5 и микроЭВМ 6 (рис. 17.3).

Измеряемый объект, например, сортимент 2 диаметром d, перемещается на траверсе 3 транспортера. Сортимент располо­жен между плоским осветителем 1 и телевизионной камерой 4. Благодаря этому на мишени чувствительного к свету элемента имеются две зоны, одна из которых соответствует тени изме­ряемого объекта. Размер тени Η в плоскости рисунка при про­чих равных условиях будет пропорциональным диаметру бревна d, т. е. H = k ₁ d (здесь k ₁— коэффициент пропорциональности). В телевизионной камере происходит преобразование размера тени в электрический сигнал (импульс) длительностью τ. Ве­личина этого сигнала определяется выражением τ = k ₂ h = =k ₁ k ₂ d (здесь k 2 — коэффициент пропорциональности).

В преобразователе аналогового сигнала 5 величина им­пульса преобразуется в числовой двоичный код, который пере­дается в микроЭВМ на базе микропроцессора. Микропроцессор ЭВМ преобразует двоичный код в число, соответствующее диа­метру круглых лесоматериалов, произведя вычисление по фор­муле d= τ/ k ₁ k ₂.

Телевизионный измеритель выполняет несколько десятков и сотен измерений в секунду, т. е. этот датчик автоматически об­наруживает на лесо- и пиломатериалах аномальные отклонения от средних диаметров на некотором интервале. Эти аномалии возникают за счет сучков, траверс транспортера и т. п. Резуль­таты измерений анализируются в микроЭВМ, и все подобные ложные измерения отбрасываются. В настоящее время хлысты диаметром до 60 см могут измеряться этим методом с погреш­ностью, не превышающей 1 мм.

Телевизионный датчик с микроЭВМ позволяет измерять длину круглых лесоматериалов и пиломатериалов по времени нахождения объекта измерения между осветителем и камерой, а также кривизну хлыстов, движущихся на продольном транс­портере.....,

При поперечной подаче хлыстов, бревен, пиломатериалов под транспортером устанавливают осветительный люк шириной

1 м и несколько телевизионных камер над поперечным транс­портером. Телевизионные камеры соединяются с микроЭВМ, при этом измеряются длины и диаметры лесоматериалов в не­обходимых сечениях.

Телевизионные измерители размеров лесоматериалов с мик-роЭВМ удобно использовать в системах учета объемов хлы­стов, бревен при их движении на продольных и поперечных

Рис. 17.4. Сканирующая си­стема измерения диаметров и длины круглых лесоматериа­лов

транспортерах, а также в АСУТП производства лесо- и пило­материалов.

Для учета овальности сечений круглых лесоматериалов и повышения точности измерений при продольном перемещении леса можно использовать две-три камеры с одной микроЭВМ.

Сканирующая фотоэлектрическая система (рис. 17.4, а) для измерения диаметров сортиментов состоит из источника света 1, параболического зеркала 5, вращающегося зеркала 4, которое находится в фокусе параболического зеркала, и фототранзи­сторов 3.

Принцип работы устройства основан на считывании фото­транзисторами 3 световых импульсов, которые поступают с зер­кала 4. При вращении зеркала 4 в первый момент луч света из точки а от параболического зеркала, отражаясь от зеркала 4, воздействует на базу фототранзистора 3, который открывается, и в счетчик импульсов вычислительного устройства поступает один электрический импульс. При втором повороте зеркала 4 луч света воздействует на фототранзистор из точки b, так как сам фототранзистор синхронно перемещается с вращением зер­кала 4 (угол падения равен углу отражения) и т. д. Таким об­разом происходит считывание световых и преобразованных фото-

транзисторами электрических импульсов, которые поступают в счетное устройство ЭВМ, где происходит их вычитание из блока памяти. Оставшееся число в блоке памяти соответствует диаметру сортимента 2. С затененного участка параболиче­ского зеркала с — с' считывания не происходит. Аналогичным образом работает второй фототранзистор (участок а'с').

Измерение длины сортимента основано также на вычитании импульсов в блоке памяти длины сортимента.

При продольном перемещении сортимента 2 в измеритель­ной системе (рис. 17.4, б) происходит перекрывание световых импульсов, поступающих от генератора 1, и фототранзистор 3 закрывается, т. е. вычитание из блока памяти длины сорти­мента прекращается, что иллюстрируется диаграммой (рис. 17.4, в). Оставшееся число в блоке памяти соответствует длине сортимента. В дальнейшем эта информация поступает в вы­числительное устройство ЭВМ.

Дата добавления: 2015-06-04