PL165301B1 - Układ do odwzorowywania kształtu tarcicy lub desek dla celów sterowania sortowaniem l/lub optymalizacją obrzynki oraz ewidencją - Google Patents

Abstract

Układ do odwzorowywania kształtu tarcicy lub desek dla celów sterowania sortowaniem i/lub optymalizacją obrzynki oraz ewidencją, wyposażony w płaskie pole obserwacji, na którym sytuuje się przedmiot odwzorowywany, znamienny tym, że zawiera zespół optyczno-elektroniczny,tworzący w swej części optycznej wtórny obraz przedmiotu odwzorowywanego (PO) w postaci zbioru kkrotnie zmniejszonych jego wymiarów poprzecznych widzianyh przez element optyczny na poprzecznych liniach teoretycznej prostokątnej siatki (TPS) obejmującej przedmiot odwozorowywany (PO) na płaskim polu obserwacji (PPO) i zamieniający tak pomniejszone poszczególne wymiary poprzeczne na sygnały analogowe w swej części elektronicznej, sprzężony wyjściem tej części elektronicznej z przetwornikiem (4), (44) sygnałów analogowych na postacie cyfrowe wprowadzane z jego wyjścia do pamięci elektronicznego analizatora (5), (55) załączonego wyjściami do sterowania (6), (66) procesu sortowania i/lub optymalizacji obrzynki oraz ewidencji.

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ do odwzorowywania kształtu tarcicy lub desek dla celów sterowania sortowaniem i/lub optymalizacją obrzynki oraz ewidencją przeznaczony w szczególności do stosowania w przemyśle tartacznym w którym sortowaniem tarcicy lub desek, obrzynką krawędzi oraz ewidencją surowca steruje się na podstawie analizy wymiarów i parametrów charakterystycznych wynikających z ich kształtu.

Dotychczas znane sposoby odwzorowywania kształtu tarcicy lub desek dla celów sterowania ich sortowaniem, optymalizacją obrzynki lub ewidencją mają charakter czynności w części zautomatyzowanych, a w części polegają na ocenie wizualnej obserwatora, który jednocześnie spełnia rolę operatora sterującego. W rzeczywistości odwzorowywanie kształtu jako takie, nie ma miejsca w tych sposobach, natomiast polega, jak na przykład według polskiego opisu patentowego nr 133 321, na pomiarze charakterystycznych wymiarów i parametrów jak średnia średnica, miąższość, długość, a także szerokość i krzywizna desek. Na podstawie takiego odwzorowania operator

165 301 3 podejmuje decyzję o zaklasyfikowaniu danej deski, czy tarcicy do najkorzystniejszego toru obróbki surowca.

Ocena ta, z konieczności obciążona znacznym błędem wynikającym z uśredniających parametry kształtu pomiarów kontrolnych na podejściu do sortowania, nie zapewnia najkorzystniejszego wariantu obróbki tego surowca, ani też właściwej dla jego parametrów ewidencji. Błąd ten zwiększa również fakt, że ocena ta jak i pomiary dokonywane są w czasie obserwacji przedmiotu będącego w ruchu, zaś z uwagi na ciągłość tego przemieszczenia się kolejnych desek, czy tarcicy zdolność obserwatora do właściwej oceny maleje z upływem czasu.

Celem wynalazku jest rozwiązanie układu odwzorowującego kształt tarcicy lub desek eliminujące powyższe wady i niedogodności.

Układ według wynalazku wyposażony w płaskie pole obserwacji, w którym sytuuje się przedmiot odwzorowywany, zawiera zespół optyczno-elektroniczny tworzący w wyżej opisany sposób wtórny obraz tego przedmiotu odwzorowywanego i zamieniający tak pomniejszone poszczególne wymiary poprzeczne na sygnały analogowe w swej części elektronicznej, sprzężony wyjściem z przetwornikiem tych sygnałów analogowych na postacie cyfrowe wprowadzane z jego wyjścia do pamięci elektronicznego analizatora załączonego wyjściami do sterownika procesu sortowania i/lub optymalizacji obrzynki oraz ewidencji.

Zespół optyczno-elektroniczny składa się ze zwierciadła o sterowanym kącie nachylenia względem płaszczyzny pola obserwacji z przedmiotem odwzorowywanym, zespołu sterowania zwierciadłem oraz kamery z obiektywem skierowanym na zwierciadło.

W jednym wykonaniu zespół sterowania zwierciadłem zawiera silnik napędowy, korzystnie silnik krokowy, sprzężony mechanicznie ze zwierciadłem, oraz blok sterowania położenia zwierciadła, do którego jednego wejścia załączone jest wyjście programowe elektronicznego analizatora, zaś jego wyjście załączone jest do obwodu sterującego silnika napędowego. Nadto jest wyposażony w czujnik położenia zwierciadła sprzężony wyjściem z drugim wyjściem blok sterownia położenia zwierciadła.

W drugim wykonaniu zespół sterowania zwierciadłem składa się z silnika napędowego, sprzężonego mechanicznie ze zwierciadłem, oraz połączonego, poprzez czujnik położenia zwierciadła, z blokiem kontroli położenia zwierciadła, przy czym blok kontroli położenia zwierciadła załączony jest wyjściem do jednego z wejść elektronicznego analizatora.

Opisane układy charakteryzują się szeregiem zalet.

Rozwiązania według wynalazku, przy zastosowaniu odpowiednich programów analizujących dane uzyskiwane z takiego odwzorowania kształtu tarcicy lub desek, pozwalają na stosowanie automatycznego sterowania sortowaniem, obrzynką krawędzi oraz ewidencją i osiąganie najkorzystniejszego wariantu obróbki i klasyfikowania uwzględniającego również kryteria ekonomiczne w tych operacjach. To z kolei pozwala zmniejszyć zarówno ilość obsługi, jak również ilość asortymentu odpadowego. Możliwość odwzorowywania nieruchomego przedmiotu eliminuje błędy wynikające dotychczas z jego przemieszczania się podczas obserwacji i pomiarów klasyfikacyjnych. Zabudowanie układu według wynalazku wymaga niewielkiej powierzchni.

Przedmiot wynalazku został bliżej objaśniony na przykładach realizacji przedstawionych na rysunku, na którym na fig. 1 pokazano schematycznie układ z zespołem sterowania zwierciadłem w jednym wykonaniu, zaś na fig. 2 zespół optyczno-elektroniczny układu z zespołem sterowania zwierciadłem według drugiego wykonania.

Układ wyposażony jest w płaskie pole obserwacji PPO na którym sytuuje się przedmiot odwzorowywany PO mający postać deski o nieregularnym kształcie zarysu. Układ zawiera zespół optyczno-elektroniczny składający się ze zwierciadła 1,11 o sterowanym kącie nachylenia względem płaszczyzny pola obserwacji PPO z przedmiotem odwzorowywanym, PO zespołu sterowania tym zwierciadłem 1,11, oraz z kamery 2,22 z obiektywem 3, 33 skierowanym na zwierciadło 1,11. Nadto układ jest wyposażony w przetwornik 4, 44 sygnałów analogowych z kamery 2, 22 na postacie cyfrowe wprowadzone z jego wyjścia do pamięci elektronicznego analizatora 5, 55 załączonego wyjściami do sterownika 6,66 procesu sortowania i/lub optymalizacji obrzynki oraz ewidencji.

165 301

W pierwszym wykonaniu przedstawionym na rysunku na fig. 1 zespół sterowania zwierciadłem 1 zawiera silnik napędowy 7 krokowy, sprzężony mechanicznie ze zwierciadłem 1 oraz blok sterowania położenia 9 zwierciadła 1, do którego jednego wejścia załączone jest wyjście programowe elektronicznego analizatora 5 zaś jego wyjścia załączone jest do obwodu sterującego silnika napędowego 7. Nadto zespół sterowania zwierciadłem 1 jest wyposażony w czujnik położenia 8 zwierciadła 1, sprzężony wyjściem z drugim wejściem bloku sterowania położenia 9 zwierciadła 1.

W drugim wykonaniu zespół sterowania zwierciadłem 11 jest złożony z silnika napędowego 77, sprzężonego mechanicznie ze zwierciadłem 11 oraz połączonego poprzez czujnik położenia 88 z blokiem kontroli położenia 99 zwierciadła 11, przy czym blok kontroli położenia 99 załączony jest wyjściem do jednego z wejść pamięci elektronicznego analizatora 55.

Usytuowanie przedmiotu odwzorowywanego PO mieści się w polu widzenia zwierciadła 1,11, które w płaszczyźnie pola obserwacji PPO wyznacza teoretyczna prostokątna siatka TPS o wzajemnie prostopadłych liniach wzdłużnych i poprzecznych.

Działanie tych układów według wynalazku przebiega następująco:

Z rzeczywistego obrazu nieruchomego przedmiotu odwzorowywanego PO na płaskim polu obserwacji PPO tworzy się obraz wtórny tego przedmiotu w postaci zbioru k-krotnie zmniejszonych jego wymiarów poprzecznych widzianych przez zwierciadło 1, 11 na poprzecznych liniach teoretycznej prostokątnej siatki TPS obejmującej przedmiot odwzorowywany PO na płaskim polu obserwacji w czasie kolejnych zmian pozycji zwierciadła 1,11.

W układzie według pierwszego wykonania zwierciadło 1 osadzone jest na członie sprzęgniętym z osią silnika napędowego 7 krokowego. Program kolejnych kroków w aspekcie ich częstości i czasu zawarty jest w elektronicznym analizatorze 5, który poprzez blok sterowania położenia 9 tego zwierciadła 1 wymusza kolejne zmiany nachylenia zwierciadła 1 względem płaszczyzny pola obserwacji 1. Czujnik położenia 8 przekazuje przy rozpoczęciu pracy układu i także w trakcie sygnał kontrolny o położeniu zwierciadła 1 do bliku sterowania położenia 9. Na zwierciadło 1 skierowany jest obiektyw 3 kamery 2. Przy danym kroku zwierciadło 1 przekazuje poprzez obiektyw 3 do kamery 2 obraz poprzecznego wymiaru przedmiotu odwzorowywanego widziany na linii poprzecznej teoretycznej siatki TPS. Kamera 2 zamienia ten obraz w części elektronicznej na sygnał analogowy przekazywany do przetwornika 4 tych sygnałów na postać cyfrową. Elektroniczny analizator 5 swym programem synchronizuje kolejny krok silnika 7 i zmiany położenia zwierciadła z wpisem do jego pamięci postaci cyfrowej obrazu każdego poprzecznego wymiaru przedmiotu odwzorowywanego widzianego na kolejnej linii poprzecznej teoretycznej prostokątnej siatki TPS. Te postacie cyfrowe zestawiane są w elektronicznym analizatorze w macierz wielowymiarową, której poszczególne elementy reprezentują rzeczywiste elementy reprezentują rzeczywiste punkty obrazu przedmiotu odwzorowywanego PO. Następnie zgodnie z programem elektroniczny analizator 5 analizuje tę macierz obliczając poszczególne wymiary i parametry charakterystyczne dla celów sterowania sortowaniem i/lub optymalizacją obrzynki oraz ewidencją, przekazywane do sterownika 6 sterującego tymi procesami. .

Działanie układu według drugiego przykładu realizacji przebiega podobnie. Różnica polega jedynie na tym, że czujnik położenia 88 zwierciadła 11, połączony z osią silnika napędowego 7 o zaprogramowanej wstępnie liczbie i częstości kroków, przekazuje informację do bloku kontroli położenia 99 zwierciadła 11, który synchronizuje każdy kolejny krok silnika napędowego 77 z wpisem informacji z przetwornika 44 do pamięci elektronicznego analizatora 55.

Przed przeprowadzeniem tak realizowanego odwzorowywania dla celów skalowania odwzorowuje się w identyczny sposób tzw. łatę wzorcową lub kilka różnych wzorcowych łat, zaś uzyskane macierze wzorcowe przechowuje się w stałej pamięci elektronicznego anlizatora i wykorzystuje się przy skalowaniu każdej macierzy wielowymiarowej w czasie pracy układu. Skalowania dokonuje się każdorazowo przed analizą obliczeniową.

Opisane przykłady realizacji nie wyczerpują wszelkich możliwych konstrukcji poszczególnych zespołów lub elementów umożliwiających stosowanie układu według wynalazku. Przykładowo rolę zwierciadła może pełnić wiele elementów optycznych o konstrukcji złożonej z wielu zwierciadeł pojedynczych o jednej wspólnej osi obrotu i osadzenia.

16(5301

FIG. 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ do odwzorowywania kształtu tarcicy lub desek dla celów sterowania sortowaniem i/lub optymalizacją obrzynki oraz ewidencją, wyposażony w płaskie pole obserwacji, na którym sytuuje się przedmiot odwzorowywany, znamienny tym, że zawiera zespół optyczno-elektroniczny, tworzący w swej części optycznej wtórny obraz przedmiotu odwzorowywanego (PO) w postaci zbioru k-krotnie zmniejszonych jego wymiarów poprzecznych widzianyh przez element optyczny na poprzecznych liniach teoretycznej prostokątnej siatki (TPS) obejmującej przedmiot odwozorowywany (PO) na płaskim polu obserwacji (PPO) i zamieniający tak pomniejszone poszczególne wymiary poprzeczne na sygnały analogowe w swej części elektronicznej, sprzężony wyjściem tej części elektronicznej z przetwornikiem (4), (44) sygnałów analogowych na postacie cyfrowe wprowadzane z jego wyjścia do pamięci elektronicznego analizatora (5), (55) załączonego wyjściami do sterowania (6), (66) procesu sortowania i/lub optymalizacji obrzynki oraz ewidencji.
2. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że zespół optyczno-elektroniczny składa się ze zwierciadła (1), (11) o sterowanym kącie nachylenia względem płaszczyzny pola obserwacji (PPO) z przedmiotem odwzorowywanym (PO) usytuowanego na tym polu obserwacji, zespołu sterowania tym zwierciadłem (1), (11) oraz kamery (2), (22) z obiektywem (3), (33) skierowanym na zwierciadło (1), (11).
3. 3. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że zespół sterowania zwierciadłem (1) zawiera silnik napędowy (7), korzystnie krokowy, sprzężony mechanicznie ze zwierciadłem (1), oraz blok sterowania położenia (9) zwierciadła (1), do którego jednego wejścia załączone jest wyjście programowe elektronicznego analizatora (5), zaś jego wyjście załączone jest do obwodu sterującego silnika napędowego (7).
4. 4. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że zespół sterowania zwierciadłem (11) składa się z silnika napędowego (77), sprzężonego mechanicznie ze zwierciadłem (11), oraz połączonego z blokiem kontroli położenie (99) zwierciadła (11) poprzez czujnik położenia (88), przy czym blok kontroli położenia (99) załączony jest wyjściem do jednego z wejść elektronicznego analizatora (55).
5. 5. Układ według zastrz. 3, znamienny tym, że zespół sterowania zwierciadłem (1) jest wyposażony w czujnik położenia (8) zwierciadła (1) sprzężony wyjściem z drugim wejściem bloku sterowania położenia (9) zwierciadła (1).