CS264986B1 - Zariadenie na zistovanie kvality čela kmeňov - Google Patents

Description

264986 2

Vynález sa týká automatického- zisťovania kvalitatívnych znakov čela kmeňa pri manipuláciina manipulačných linkách skladov dřeva. V súčasnosti sa kvalita čela kmeňa pri rozpilovaní kmeňov na sortimenty hodnotívizuálně. Pri zavádzaní automatického systému riadenia výroby sortimentov vystupuje dopopredia potřeba snímačov rozměrových a kvalitatívnych údajov o kmeňoch, údaje z ktorýchslúžia ako vstupné dáta počítačom riadenej manipulácie. Pre túto potřebu yizuálne hodnoteniekvalitatívnych znakov čela kmeňa nie je postačujúce preto, lebo údaje o tvare jadra rep.hnilobě na čele kmeňa zadáva manipulant cez panel vstupných dát. Přitom druhy, rozměrya tvary jadier v zmysle ČSN sú tak rdznorodé, že manipulant v krátkom časovom limite nieje schopný tieto ohodnotit a zadat počítačů v celej šírke variabilnosti, pričom rozměryjadier móže vždy len odhadovat. Ďalší kvalitatívny znak hniloba, v niektorých svojichštádiách nie je spolahlivo identifikovatelná vizuálně, vzhladom na malú farebnú odlišnostod zdravého dřeva.

Podstata zariadenia na zisťovanie kvality čela kmeňov spočívá v tem, že na výstupnej , resp.sklopnej lište uloženej vo vedení, alebo na otočnom čapě vedla, nad, resp. pod dopravníkem kmeňovsú uložené fotoelementy, kontakty na meranie elektrického odporu, resp. aj kontakty naidentifikáciu trhlin na čele kmeňa v primeraných dlžkových odstupoch po dlžke lišty. Nalište je tiež umiestnené osvetlenie tak, aby světlo z tohoto na příslušné fotoelementynedopadalo priamo, ale po odraze z čela kmeňa. Jednotlivé fotoelementy sú navzájom odseba vhodné tienené. Fotoelementy, kontakty na meranie elektrického odporu resp. aj kontaktyna identifikáciu trhlin sú paralelné, alebo sériové spojené s elektronickými vyhodnocovacímia riadiacimi prvkami a obvodmi,ktoré okamžité namerané a zosilené hodnoty elektrickýchveličin na fotoelementoch a kontaktóch prevádzajú do číslicového tvaru a zabezpečujú postup-nost meraní, přenos a uloženie nameraných údajov do památe počítača. Kontakty na meranieelektrického odporu a kontakty na identifikáciu trhlin sú voči lište výkyvné, resp. výsuvnéa pružné uložené v smere pohybu lišty tak, že v pokojovej polohe presahujú za rovinu řezuna kmeni, smerom proti pohybu kmeňa. Prostrédníctvom výkyvných resp. výsuvných kontaktovumiestnených na posuvnéj alebo výkyvnéj lište, sú spínané spínače, ktoré dávajú signálk zopnutiu iba tých fotoelementov, naproti ktorým sa právě nachádza čelo kmeňa. Pohybposuvnej alebo výkyvnej lišty zabezpečuje šervopohon a od pohybu lišty pri meraní je odvodenýzdroj impulzov, ktoré dávajú povel k zahájeniu merania údajov o kvalitě čela, následnéza sebou v příslušných vzdialenostiach v smere pohybu lišty. Pohonnou jednotkou servopohonumůže byt krokový motor, ktorý je spatnou vSzbou spojený s riadiacou elektronikou meraniatak, že táto po každom odmeraní a přenose elektrických hodndt v prislušnom riadku dá krokovémumotoru povel na pootočenie o áalší krok zodpovedajúci nasledovnej polohe posuvnej alebovýkyvnej lište.

Hlavné výhody navrhovaného zariadenia podlá tohoto vynálezu spočívajú predovšetkýchvo vylúčení subjektivného činitela pri hodnotení kvality čela kmeňa, čo priaznivo vplýva nalepšie využitie drevnej suroviny. Ďalšie výhody sú vyššia rýchlosť a jednoznačnost ohodnoteniaaj pri hnilobě čela kmeňa.

Na výkresoch je na obr. 1 v náryse schématicky znázorněný příklad prevedenia zariadeniana zistovanie kvality čela kmeňov s posuvnou lištou, podlá tohoto vynálezu a na obr. 2je pódorys tohto prevedenia. Na obr. 3 je detailné usporiadanie prvkov v bokoryse a priereze.

Zariadenie na zisťovanie kvality čela kmeňov podlá obr. 1, 2 a 3 pozostáva z posuvnejlišty 2 uloženej vo vedeniach 2, servopohonu s pohonnou jednotkou <6 a impulzného kotúča2 so snimačom impulzov 2· Na posuvnej lište 2 sú umiestnené fotoelementy 2 výsuvné, resp.výkyvné kontakty i, rozmiestnené pozdlž lišty 2 vo vhodných rozstupoch a zdroje osvetlenia 5. K osvetleniu móže slúžiť buá jeden zdroj světla pre všetky fotoelementy 2» napr. zdrojčiarového světla, alebo ako je to v uvedenom příklade viacero osvětlovacích telies s usměrně-ným osvětlením pre každý fotoelement 2 zvlášť. Fotoelementy 2 sú navzájom a voči priamemuosvetleniu zdrojom světla 5 vhodné tienené přepážkami, alebo trubičkami tak, aby na ich foto- 3 264986 citlivú plochu dopadalo světlo odrazené· od čela kmeňa 9. Ďalej sú na posuvnej lište .1 uložené tiež bezkontaktně, resp. kontaktně spínače 6 - obr. 3, ktoré sú zapojené v elektrickomobvode fotoelementov a sú ovládané výsuvnými resp. výkyvnými kontaktami 4, alebo vodiacimiklznými plochami. Na posuvnéj lište .1 móžu byť tiež umiestnené kontakty pre identifikáciutrhlin, resp. snímače vlhkosti čela kmeňa s příslušnými elektrickými obvodmi. Ďalej zariadenie na zisťovanie kvality čela kmeftov pozostáva z elektroniky zabezpečujúcejzosilnenie elektrických hodnót na fotoelementoch 3, odmeranie elektrickej hodnoty na foto- 'elementoch 2 a kontaktoch £, převod nameraných údajov do číslicového tvaru, riadenie apřenos nameraných hodnót do pamate počítača. Pri sériovom přenose nameraných údajov dopamate počítača sú súčasťou elektroniky tiež riadiace logické obvody zabezpečujúce postup-nost meraní na fotoelementoch 2 a kontaktoch £. Činnost zariadenia podlá obr. 1, 2., 3 je nasledovná: Po vykonaní řezu krátiacou pilousa odřezaný sortiment odsunie a kmeň 9 zostáva zovretý v klieštinách, čím je zaručená polohačela kmeňa 2 v rovině řezu. Pohonná jednotka 6 servopohonu posuvnej lišty 1 dostane povelk posuvu lišty - například od polohy odsúvajúceho sa výřezu. Lišta JL sa posúva smeromk čelu kmeňa 9 v rovině rovnobežnéj s rovinou řezu, v našom případe zhora dole. Rovinačiel fotoelementov 2 3θ před rovinou řezu. Naproti tomu výsuvné resp. výkyvné kontakty2 presahujú za rovinu řezu tak, aby boli čelom kmeňa 2 zasunuté, alebo vychýlené a k čeludotláčané určitou silou a aby pri svojom pohybe po čele kmeňa 2 nestratili s ním kontaktvplyvom případných nerovností od pily* Výsuvné, resp. výkyvné kontakty 4, alebo klzné vodiaceplochy na lište 1_ pri vychýlení alebo zatlačení čelom kmeňa 2 dajú prostredníctvom spínačov . 2 - obr. 3 impulz k zopnutiu elektrického obvodu tých fotoelementov 2* resp. osvětlení5_, ktoré sú bezprostredne naproti čelu kmeňa 9_. Takto sa zabezpečí funkčnost iba týchfotoelementov 3, naproti ktorých je čelo kmeňa 2· Informácie o stave spínačov 2 “ obr.3vo vztahu k polohe lišty 2 ročžu tiež slúžiť k vyhodnoteniu tvaru, rozmerov, resp. polohyčela kmeňa 9_, ktoré sú okrem iného potřebné k vyhodnocovaniu jadra a hniloby v zmyslepožiadaviek ČSN. Počas pohybu lišty 2 vedla čela kmeňa 2 j® servomechanizmu posuvulišty 2 odvodený zdroj impulzov, například impulzným kotúčom Ί_ a snímačom impulzov 2,impulzy z ktorého zodpovedajú určitej požadovanej vzdialenosti jednotlivých polóch lišty2 v smere jej pohybu na čele kmeňa 2· Tieto impulzy dávajú povel k zahájeniu merania elektric-kých veličin (napátie, prúd, odpor) jednak na fotoelementoch 3, naproti ktorým je čelokmeňa, jednak na výkyvných kontaktoch 4, ktoré sú v dotyku s čelom kmeňa 9_. Okrem týchtouvedených elektrických veličin sa móžu na výkyvných kontaktoch 4~, resp. na iných kontaktochuložených na lište 2 za týmto účelom zisťovat stavy, keč sú tieto v kontakte s čelomkmeňa 2 * napr. log 1 a keč vplyvom trhliny nie sú v kontakte s čelom kmeňa 2/ čomu móžezodpovedat napr. log 0. Pričom sa programové musí zabezpečit, aby sa tieto údaje získávalilen z tých kontaktov, ktoré sú právě naproti čelu kmeňa 9_, číže uvažovaný kontakt sa musínachádzat vo vnútri intervalu medzi prvým a posledným zopnutým kontaktom 2· Informácieo přítomnosti trhlin na čele kmeňa sa móžu získávat aj prostredníctvom fotoelementov 2/resp. kombináciou informácií z fotoelementov 2 a kontaktov 4.

Postupnostou periodických meraní elektrických veličin na fotoelementoch 2 získámesieť informácií o odtieňoch na čele kmeňa 2» čiže predovšetkým informácie slúžiace k vyhodno-teniu druhu, tvaru a rozměru jadra, vychádzajúc z toho, že napátie na príslušnom fotoelemente2 je úměrné intenzitě osvitu, ktorý na tento dopadá. To znamená, že keS zabezpečíme, abyna plošku kmeňa 9 nachádzajúcu sa naproti příslušnému fotoelementu 2 dopadalo světlo rovnakejintenzity, intenzita světla odrazeného od čela kmeňa 2 na příslušný fotoelement 2 závisíod sfarbenia (odtieňa) čela v mieste odrazu, čo sa prejaví v hodnotě elektrického napátiana fotoelemente 2· Údaje o hodnotách napátia na fotoelementoch 2 sa merajú po každom impulzez impulzného kotúča Ί_ odvodeného od pohybu lišty 2· Hodnoty napátia sa zosilnia, prevedúdo číslicového tvaru, prenesú a zaznamenajú do pamate počítača. Přenos údajov z jednotlivýchfotoelementov 2 3° pamate počítača móže byt sériový alebo paralelný. Takto po přechodelišty 1 vedla čela kmeňa 2 získáme z fotoelementov 2 v památi počítača pole údajov pozostáva-júce z riadkov a stlpcov, charakterizujúce odtiene čela a tým aj určitý druh kvality čelakmeňa 2 ~ informácie o jadre, v zmysle požiadaviek ČSN. 264986 4

Odaj o dalšom dóležitom kvalitatívnom znaku na čele kmeňa 2 - hnilobě, získáme mera-nim hodnĎt elektrického odporu na dvojiciach kontaktov i, dotýkajúcich sa čela kmeňa 9.pri hodnotení tejto kvalitativněj veličiny uvedeným spósobom vychádzame z toho, že elektrickýodpor zdravého dřeva je niekolkonásobne vyšší ako elektrický odpor hnilého dřeva a to ajv počítačovom Stádiu hniloby, ked identifikácia hniloby na základe vizuálneho hodnoteniaprakticky ešte nie je možná. Táto skutočnosí bola experimentálně jednoznačné potvrdená.Elektrické hodnoty odporu na kontaktoch 2 sa vo formě napatia v čislicovom tvare prenášajúdo památe počítača, kde sa uchovávajú.

Postupnost meraní elektrických hodnĎt na fotoelementoch 2 a kontaktoch 2 je taká,že po každom impulze odvodenom od pohybu lišty 2 sa najskór zmerajú hodnoty napr. na fotoele-mentoch 3 a to bud postupné, pri sériovom přenose údajov do památe, alebo súčasne, priparalelnom přenose údajov. Po zmeraní a zázname týchto hodnĎt ešte před dalším impulzomz impulzného kotúča J_ a snímača impulzov 2 sa následné zmerajú elektrické hodnoty na kontaktoch 2» tak ako pri fotoelementoch 2 a zaznamenajú sa v pamHti počítača. Vzájomnýmposunutím spojnice fotoelementov 2 a spojnice kontaktov i v smere pohybu lišty 2 pri meranídosiahneme, že namerané hodnoty na fotoelementoch 2 a kontaktoch 4 budú zodpovedat miestamležiacim v jednej priamke na čele kmeňa 2· Takto pri pohybe lišty 2 vedla čela kmeňa 2od ktorej sú odvodené impulzy riadiace meranie získáme pole požadovanej hustoty s údajmicharakterizujúcimi druh, tvar a velkost jadra, hniloby, resp. aj trhlin na čele kmeňa 9. Ďalši příklad prevedenia zariadenia pracujúceho na uvedenom principe je znázorněnýna obr. 4. V tomto příklade na rozdiel od predchádzajúceho sa lišta 2 s fotoelementami 2a kontaktami 2 pootáča podobné ako lišta krátiacej retazovej pily. Poloha jednotlivýchbodov snímaného póla sa udává v polárných súradniciach. Usporiadanie fotoelementov 3,kontaktov 2 a osvetlenia 5 je pri výkyvnej lište 2 rovnaké ako pri zariadení s posuvnoulištou. Taktiež zhodný je přenos, spracovanie a záznam zosnímaných údajov, Súčasná miniaturi-zácia elektronických prvkov včítane fotoelementov dává reálny předpoklad priameho zabudova-nia fotoelementov 3, kontaktov 2 a osvetlenia 5 podlá usporiadania na obr. 4 priamo dovodiacej lišty skracovacej retazovej pily. Takéto usporiadanie snímacieho zariadenia byumožnilo identifikovat a zaznamenávat kvalitu čela priamo pri kráteni.

Usporiadanie zariadenia s otočnou lištou, obr. 4 je v porovnaní so zariadením s posuv-nou lištou, obr. 1 a 2 konštrukčne jednoduchšie. Istou nevýhodou je to, že pole nameranýchúdajov je pri otočnej lište bližšie kosi otáčania hustejšie a vo vačšej vzdialenostiod osi redšie.

Navrhovaný princip zistovania kvalitatívnych údajov móže byt využitý aj pri spracovanírezivá. Usporiadanie snímacích elementov - fotočidiel a kontaktov voči řezivu je znázorněnéna obr. 5 v náryse a na obr. 6 v pódoryse. V tomto příklade sú lišty 2 so snímacími elementá-rní zabudované okolo pohybujúcej sa došky resp. hranola 2 a majú možnost přestavenia sapodlá šířky resp. hrůbky rezivá. Riadiace impulzy snímania sú odvodené od pohybu rezivá2· Usporiadanie fotoelementov 2, kontaktov 2 a osvetlenia i voči lište 2 a skúmanej plochérezivá 2i ako aí přenos a spracovanie dát je rovnaké ako pri predchádzajúcich príkladoch.

Namerané a do pamHte počítača zaznamenané hodnoty z fotoelementov, dvojíc elektrickýchkontaktov, resp. aj z dvojic kontaktov pre identifikáciu trhlin sa prostrednlctvom programovvyhodnocujú ako kvalitativně údaje čela kmeňa a vstupujú do riadiacich programov optimali-zácie výroby sortimentov.

Zariadenie na zisťovanie kvality čela kmeňov podlá tohto vynálezu umožni pri nízkých zriadovacích nákladoch získat jednoznačné informácie o základných kvalitatívnych znakoch kmeňov bez zásahu obsluhy.

Claims (5)

5 264986 PREDMET VYNÁLEZU

1. Zariadenie na zisťovanie kvality čela kmeňov vyznačujíce sa tým, že na výsuvnéjpřipadne sklopnej lište (1) uloženej vo vedení alebo na otočnom čapě (2) pri dopravníku(10) kmeňov (9) sú uložené fotoelementy (3), elektrické kontakty (4) a kontakty na identi-fikáciu trhlin na čele kmeňa (9), v primeraných rozstupoch po dlžke lišty (1), 3alej je na lište (1) odrazové umiestnené osvetlenie (5) jednotlivo pre každý fotoelement (3),alebo pre skupinu fotoelementov (3), pričom jednotlivé fotoelementy (3) sú v smere podlžke lišty (1) navzájom od seba tienené, taktiež sú fotoelementy (3) tianené od priamehodopadu světla z osvetlenia (5).

2. Zariadenie podlá bodu 1, vyznačujíce sa tým, že fotoelementy (3), elektrické kontakty(4), aj kontakty na identifikáciu trhlin sú paralelné alebo sériové spojené so zosilňovačmi,analogovo-číslicovými prevodníkmi, riadiacou elektronikou merania a počítačom.

3. Zariadenie podlá bodov 1 a 2, vyznačujíce sa tým, že elektrické kontakty (4),připadne aj kontakty na identifikáciu trhlin sú voči lište (1) výkyvné připadne výsuvnéa prpžne uložené.

4. Zariadenie podlá bodov 1 a·3 vyznačujíce sa tým, že elektrické kontakty (4), připadnevodiace plochy umiestnené na posuvnéj, alebo výkyvnej lište (1) sú spojené so spinačmi (6a).

5. Zariadenie podlá bodov 1 až 4 vyznačujíce sa tým, že lišta (1) je spojená so servo-pohonom (6) s výhodou s lanovým, s krokovým motorom a zdrojom impulzov (7, 8), ktorý jenapojený na elektrické riadiace prvky a obvody, připadne počítač. 3 výkresy