FI97608B - Menetelmä ja laite vannesahan terän jännityksen ohjaamiseksi - Google Patents

Description

97608

MENETELMÄ JA LAITE VANNESAHAN TERÄN JÄNNITYKSEN OHJAAMISEKSI

Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen menetelmä vannesahan terän jännityksen ohjaamiseksi.

5 Keksinnön kohteena on lisäksi laite menetelmän toteuttamiseksi.

Sahattaessa puuta lankuksi ja laudaksi vannesahojen avulla sahanterä asetetaan tavallisesti sahaamaan ylimittaisia puukappaleita sahauksessa tapahtuvien epätarkkuuksien kompensoimiseksi. 10 Sahaus voidaan toteuttaa suurella tarkkuudella edellyttäen, että sahanterän hampaat ovat terävät, mutta tarkkuuspoikkeamia esiintyy, kun hampaiden terävyys vähenee. Sahanterä jännitetään tavallisesti siten, että se on joustava, jolloin yritetään mm. vähentää edellä mainittuja poikkeamia alentamalla syöttönopeut-15 ta ja siten vähentämällä sahauksen yhteydessä hampaiden kautta vanteeseen välittyviä voimia.

Japanilaisessa julkaisussa (52-19 629, voi.8 no. 108) on esitetty vannesahalaitteisto, johon kuuluvat elimet teräjännityk-20 sen kasvattamiseksi ylemmälle, ennalta määrätylle tasolle, kun terän taipuma ylittää tietyn arvon. Julkaisun mukaisessa laitteistossa on mahdollista muuttaa teräjännitystä kahden ennalta määrätyn tason välillä. Tähän se tarvitsee kahta venttiiliä. Mikäli tarvitaan muita tasoja, on vastaavasti kutakin tasoa 25 varten järjestettävä oma lisäventtiili ja sen ohjauslaitteet. Laite on siis erittäin monimutkainen ja kallis.

Tämän keksinnön tarkoituksena on parantaa sahaustarkkuutta säilyttämällä samalla haluttu suuri syöttönopeus ja ylläpitää tai 30 pidentää sahanterän käyttöikää optimoimalla teräjännitys kussakin sahaustilanteessa. Tämä on aikaansaatu suurentamalla terä-jännitystä syöttönopeuden alentamisen sijasta, kun poikkeamia alkaa esiintyä sahauksessa. Kun suurempaa teräjännitystä ei enää tarvita, terä palautetaan alkuperäiseen, lähtö- tai perus-• 35 jännitykseen, jolla estetään terän käyttöikää mahdollisesti vähentävien ei-toivottujen kuormitusten kohdistuminen terään.

Eräs edellytys on, että saha on varustettu sahanterää jännittävällä laitteella, jonka tehon ulosottoa voidaan ohjata ratio-40 naalisella tavalla sähköpulssien avulla.

2 97608 Tämän päivän mikroprosessoreita voidaan käyttää tunnettujen teränjännityslaitteiden kaasun paineen ja hydraulisen paineen suhteelliseen ohjaukseen. Tällaisia tunnettuja laitteita on esitetty esimerkiksi SE-patentissa 7312757-3 ja WO-julkaisus-5 sa 88/03850.

Niinpä edellämainittujen tavoitteiden saavuttamiseksi esimerkiksi yhdessä edellä mainituista julkaisuista esitetyn kaltaisella teränjännityslaitteella on välttämätöntä valita kus-10 sakin tilanteessa optimiteräjännitystaso, joka aikaansaa tarkan sahauksen aiheuttamatta ongelmia esimerkiksi sahanterän väsymissäröjen muodossa.

Sahanterän rasitukset ovat yleensä jännitysrasituksia, jotka 15 aiheutuvat sahanterän poikkileikkauksen jännitysvoimasta ja taivutusjännityksestä, jota esiintyy kun terä taipuu sahapyö-rien ympäri. Näiden rasitusten lisäksi syntyy rasituksia myös terässä teroitettaessa hampaita hiomalla.

20 Sahauksen aikana sahanterään kohdistuu ulkoisia voimia, esimerkiksi katkaisuvoiman vaikutus sahahampaiden kärkiin, lämpökuormitusten ja tärinöiden vaikutus, ja vääntö- ja sivut-taiskuormitukset, jotka aiheutuvat terästä itsestään tai työ-kappaleen liikkumisesta sivusuunnassa.

25

Seuraavat toimenpiteet ovat esimerkkejä niistä toimenpiteistä, joihin voidaan ryhtyä optimiteräjännitysarvojen saavuttamiseksi ja sahaustarkkuuden parantamiseksi.

30 Varsinainen teräjännitys voidaan laskea ja käyttää ohjaustar-koituksiin terän poikkileikkauspinta-alan, joka muuttuu mm. joka kerta kun sahanterää hiotaan, ja terän jännitysvoiman perusteella. Kosketuksettomia induktiiviantureita voidaan käyttää hetkellisten häiriöiden tai poikkeamien havaitsemi-35 seen terän halutussa liikeradassa, esimerkiksi terän kuumentuessa, terässä syntyvien tärinöiden johdosta tai terään kohdistuvien sivuttaisvoimien vaikutuksesta, jolloin antureilta tulevat signaalit rekisteröidään ja hyödynnetään sahanterän 3 97608 suurennan jännityksen toteuttaniseen. Sahanterän sahaohjäimiin kohdistanan paineen vaihtelut voidaan myös havaita ja tallentaa, sanasta syystä.

5 Sahanterän hampaiden kärkien kohonneet rasitukset, jotka aiheutuvat kärkien tylsymisestä, johtavat sahauksen suurempiin epätarkkuuksiin.

Tänä voidaan havaita sinänsä tunnetuilla kuvankäsittelylait-10 teillä, jotka on konstruoitu tuottamaan signaaleja, jotka vastaavat poikkeamia ajatellusta sahauksesta. Tämä mahdollistaa mm. sahan käytön suhteellisen alhaisella teräjännityksellä edellyttäen, että sahanterä on terävä, mm. ei-toivottu-jen sahanterän kuormitusten välttämiseksi, joka jännitys as-15 teittäin suurenee säilyttäen sahaustarkkuuden sahanterän terävyyden heikentyessä.

Tunnistus- ja laskulaitteilla mm. yllämainittuja parametrejä varten voidaan käyttää olennaisesti optimiteräjännityksen 20 saavuttamiseen kullakin sahauksella, jolloin on kiinnitettävä huomiota erityisesti sahanterän varsinaiseen jännitykseen, sahahampaiden terävyyteen, sahattavan puun kovuuteen jne.

Sallimalla teräjännityksen palaamisen kohti lähtöarvoaan kun-25 kin sahauksen jälkeen, esimerkiksi kunkin tukin sahauksen - - jälkeen, saavutetaan se etu, että jännitys terässä ei pysy korkeana, esimerkiksi arvossa, joka on määritelty tukilla, jossa on erittäin suuri määrä oksia, kun tällaisia korkeita jännitystasoja ei tarvita seuraavan tukin sahaamiseen, esi-30 merkiksi tukin, jossa on huomattavasti vähemmän tiheäsyistä puuta.

Niinpä, keksinnön mukaisesti, alussa määritellyn kaltaiselle menetelmälle on pääasiassa tunnusomaista se, että määritetään 15 sahauksen aikana automaattisesti toimivalla laitteella, onko teräjännitys optimi vai ei; määritetään mainittu jännitys tunnistamalla ja määrittämällä keskenään erilaisia parametrejä, kuten varsinainen teräjännitys, häiriöt teräliikkeen 4 97608 muodossa, sahauksen lineaarisuus jne.; käsitellään mikroprosessorissa sähköiset signaalit, jotka vastaavat näitä parametrejä; kun mikroprosessoriin ohjelmoitujen parametrien raja-arvojen poikkeamia tai vaihteluita havaitaan, välitetään 5 ohjaussignaaleja mikroprosessorista teräjännityslaitteelle teräjännityksen säätämiseksi; määritetään mainitulla automaattisesti toimivalla laitteella koska teräjännitys on optimissaan; ja lopetetaan signaalit teräjännityslaitteelle kun optimiteräjännitys on saavutettu.

10

Menetelmä mahdollistaa näin ollen sahanterän jännityksen pitämisen optimitasolla kutakin sahaustilannetta varten ja jännityksen säätämisen jatkuvasti muuttuvien tilanteiden mukaan.

15 Mikroprosessori ohjelmoidaan edullisesti aiheuttamaan terä-jännityksen palaamisen kohti lähtöarvoa ennen kutakin uutta sahausta. Tämä varmistaa mm. sen, että tarvittava teräjännitys säädetään uudelleen kun aloitettaessa uuden tukin sahaus, jolloin eliminoidaan vaara, että sahaus suoritettaisiin tar-20 peettoman suurella teräjännityksellä.

Lähtöarvo, jota kohti teräjännitys palautuu kunkin sahausvai-heen jälkeen, voi kasvaa progressiivisesti suhteutettuna aikaan, jona sahanterää käytetään, jolloin ei tarvita tarpeet-25 toman suuria teräjännityksen säätöjä epätasaisin aikavälein.

Keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi konstruoidulle laitteelle on tunnusomaista se, mitä on sanottu oheisissa laitepatenttivaatimuksissa.

10

Seuraavassa keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti edul-• listen sovellutusmuotoesimerkkien avulla viittaamalla ohei siin piirustuksiin, joissa 5 Kuvio 1 esittää kaaviomaisesti laitteistoa, joka käsittää kaksi keskenään yhteentoimivaa vannesahaa, jotka on varus-. tettu keksinnön mukaisilla laitteilla teräjännityksen ohjaa miseksi.

Il 5 97608

Kuvio 2 esittää kaaviomaisesti ja ylhäältä katsottuna kuvion 1 mukaista laitteistoa.

5 Kuvio 3 esittää kaaviomaisesti ja sivulta katsottuna kuviossa 1 esitettyä vannesahaa.

Viitenumerot 1, 2 ja 3, 4 kuviossa 1 tarkoittavat vastaavasti kahden vannesahan ylempää ja alempaa sahapyörää. Vastaava salo hanterä 5 ja 6 on saatettu kulkemaan kunkin pyöräparin yli ja kiristetty kunnes haluttu jännitys on saavutettu sahanterään. Sahanterän kiristäminen suoritetaan kohdistamalla ylempiin sahapyöriin 1, 2 voima F hydraulisen mäntä-sylinteri-laitteen tai vastaavan, saharunkoon asennetun, laitteen avulla. Jänni-15 tetty sahanterä on edullisesti hieman periksi antava tai joustava vähentääkseen kuormitusiskuja.

Koska vannesahoilla ja niiden konstruktioilla voi olla mikä tahansa ennestään tunnettu muoto, joka mahdollistaa teräjän-20 nityksen säätämisen, vannesahoja ja niiden konstruktiota ei tässä yksityiskohtaisemmin selitetä. Esimerkkejä tämän kaltaisista vannesahoista on esitetty ja havainnollistettu esimerkiksi aiemmin mainituissa julkaisuissa, nimittäin SE-pa-tentissa 7312757-3 ja WO-julkaisussa 88/03850.

2 5

Viitenumero 7 tarkoittaa sahattavaa tukkia, kun taas viitenumero 8 tarkoittaa laitetta jännitysvoiman tunnistamiseksi ja säätämiseksi, joka laite on liitetty mikroprosessoriin 9. Mikroprosessori vastaanottaa myös signaaleja anturilaitteelta 30 10, joka tunnistaa sahanterän poikkipinta-alan ja laitteelta 11, joka havaitsee häiriöt tai poikkeamat sahanterän ideaaliselta liikeradalta, esimerkiksi tärinöiden, taipumien ja vastaavien aiheuttamat häiriöt. Kuten kuviossa 2 on kaaviomaisesti esitetty, laitteet 11 voivat koostua kahdesta in-35 duktiivianturista, jotka molemmat sijaitsevat sahanterän vastaavassa reunassa, mutta eivät ole mekaanisessa kosketuksessa sen kanssa. Jännitetyn sahanterän teräohjaimiin kohdistama paine voidaan myös havaita tai tunnistaa mm. sen vuoksi, että 6 97608 todetaan vaihtelut mainitussa paineessa, viitenumero 13 tarkoittaa videokameratyyppistä anturijärjestelyä, jota käytetään määrittämään sahauslinjan 14 lineaarisuus ja sahauslin-jan poikkeamat ideaalisesta sahauslinjasta.

5

Vaikka anturilaitteet on esitetty vain yhden vannesahan yhteydessä, on selvää, että tavallisesti molemmat sahat varustetaan keskenään samanlaisilla laitteilla.

10 Käytettäessä edellä selitetyn kaltaista laitteistoa, mikroprosessori 9 vastaanottaa tietoja, jotka liittyvät mm. mahdollisiin vaihteluihin terän vastinpaineessa teräohjaimia vasten ja terän mahdollisiin taipumiin ja tärinöihin, ja myös tietoa, joka liittyy sahauksen tarkkuuteen, tai laskee täl-15 laisen tiedon havaittujen mitta-arvojen perusteella, mm. varsinaisen teräjännityksen arvojen perusteella. Mikroprosessori vertaa näitä parametrejä raja-arvoihin, jotka on tallennettu mikroprosessoriin, ja tarvittaessa lähettää signaalin terä-jännitystä säätävälle laitteelle 8, osoittaen, että sahante-20 rän jännitystä pitäisi suurentaa tiettyjen häiriöiden eliminoimiseksi tai sahaustarkkuuden parantamiseksi.

Edellä mainitulla tavalla sahanterän jännitystä säädetään mm. sahattavien tukkien ja sahahampaiden terävyyden mukaan. Kun 25 tukin sahaus päättyy ja sahanterä pyörii vähän aikaa vapaasti, sahanterän jännitys palautetaan asetettuun lähtöarvoon. Kun seuraavan tukin sahaus alkaa, sahanterän jännitystä säädetään jälleen kohdistamalla jännitysvoima F niistä olosuhteista riippuen, jotka vallitsevat kyseisen tukin suhteen. 30 Näin ollen sahanterän jännitys säädetään yksilöllisesti kullekin tukille ja sellaisten rajojen sisällä, jotka olennaisesti optimoivat sahauksen tarkkuuden sahanterän käyttöiän.

Mikroprosessori 9 on edullisesti ohjelmoitu vaihtelemaan pe-35 rustasoa, johon sahanterä jännitetään, niin että jännityksen aste kasvaa hieman ajan myötä sahanterää käytettäessä. Tämä teräjännityksen kasvu perustuu kokemuksen kautta saatuun tietoon siitä määrästä, jolla teräjännitystä on lisättävä halu- li 7 97608 tun sahaustarkkuuden ylläpitämiseksi sahahampaiden menettäessä terävyytensä. Perusarvo tai lähtöarvo voidaan myös asettaa esimerkiksi sahattavien tukkien tai puiden mittojen perusteella.

5

Mikroprosessoria voidaan myös käyttää tallentamaan tietoa, joka liittyy sahanterän kuormitukseen ja toiminta-aikaan, jolloin kokonaiskuormaa, joka sahanterään kohdistuu, verrataan kokemusperäiseen arvoon, joka on tallennettu mikropro-10 sessoriin ja mikroprosessori ohjelmoidaan osoittamaan milloin sahanterä olisi vaihdettava uuteen, myös silloin kun sahahampa iden terävyys on tyydyttävä.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksintö ei ole rajoit-15 tunut edelläesitettyihin sovellutusmuotoesimerkkeihin, vaan sitä voidaan vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä muitakin mitta-arvoja voidaan määrittää ja käyttää sahanterän jännityksen ohjaamiseen. Lisäksi yksi tai useampi edellä mainituista mitta-arvoista voidaan jättää 20 pois.

Claims (5)

8 97608

1. Menetelmä vannesahan terän jännityksen ohjaamiseksi säh-5 köisesti säädettävällä teräjännityslaitteella, jonka avulla sahanterää voidaan kiristää halutun teräjännityksen sovittamiseksi, tunnettu siitä, että määritetään sahauksen aikana automaattisesti toimivalla laitteella, onko teräjännitys optimi vai ei; määritetään mainittu jännitys tunnistamalle) la ja määrittämällä keskenään erilaisia parametrejä, kuten varsinainen teräjännitys, häiriöt teräliikkeen muodossa, sahauksen lineaarisuus jne.; käsitellään mikroprosessorissa sähköiset signaalit, jotka vastaavat näitä parametrejä; kun mikroprosessoriin ohjelmoitujen parametrien raja-arvojen 15 poikkeamia tai vaihteluita havaitaan, välitetään ohjaussignaaleja mikroprosessorista teräjännityslaitteelle teräjännityksen säätämiseksi; määritetään mainitulla automaattisesti toimivalla laitteella koska teräjännitys on optimissaan; ja lopetetaan signaalit teräjännityyslaitteelle kun optimiterä-20 jännitys on saavutettu.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että säädetään sahanterän jännitys automaattisesti riippuen sahanterän poikkileikkauspinta-alasta käyttöhetkel- . 25 lä.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että palautetaan teräjännitys mainitun mikroprosessorin avulla peruslähtöarvoon ennen kunkin uuden 30 sahauksen aloittamista.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kasvatetaan mainitun teräjännityksen perusarvoa sahanterän käyttöaikaa vastaavasti. 5

5. Laite vannesahan terän (5,6) jännityksen ohjaamiseksi sähköisesti ohjattavalla teräjännityslaitteistolla, jonka avulla sahanterä voidaan kiristää teräjännityksen sovittamiseksi ha- li 9 97608 lutulle tasolle, tunnettu siitä, että laite käsittää anturielimet (10-13), jotka sahauksen aikana tunnistavat ja määrittävät eri parametrejä, esimerkiksi varsinainen teräjän-nitys, häiriöt terän ideaalisessa liikemallissa, sahauksen 5 lineaarisuus jne.; että laitteeseen kuuluu myös mikroprosessori (9), johon syötetään sähköisiä signaaleja, jotka vastaavat mainittavia parametrejä, ja joka, kun havaitaan poikkeamia tai vaihteluita mikroprosessoriin ohjelmoitujen parametrien raja-arvoissa, lähettää ohjaussignaaleja teräjännitys-10 laitteistolle, esimerkiksi tasaisen tai jatkuvan muutoksen aikaansaamiseksi teräjännityksessä kunnes mainitut parametrit jälleen ovat mainittujen raja-arvojen puitteissa. 97608 10