Прототипы электронных приборов, использующие принцип сканирования ИК лучами для автоматического подсчета кубатуры и измерения диаметра бревен появились в мире в конце 70-х годов прошлого века. В России одни из первых приборов для автоматического измерения бревен были разработаны лабораторией нижних складов СевНИИП, г. Архангельск еще в 1989 году. Опытный образец, прообраз современных ИК сканеров, был установлен в 1990 г. в Митинском леспромхозе Вологодской области, в составе системы управления линией сортировки круглых лесоматериалов ЛТ-192И. Измеритель бревен был успешно испытан и допущен государственной комиссией в серийное производство. Все эти годы устройство модернизировалось, совершенствовались алгоритмы и элементная база. В 1998 году была разработана версия измерителя бревен, обеспечивающая программную и аппаратную совместимость интерфейса с распространенным в то время на рынке сканером Rema Control (RemaLog 9000), после чего последовала серия успешных модернизаций автоматики линий сортировки бревен шведского и финского производства таких как Ingvar Person, XQ 4000, Interlog, Holtek и т.п.
В настоящее время выпускается уже пятое поколение сканеров бревен. Они находят применение на различных технологических этапах лесопильного производства - от сортировки пиловочного сырья до системы управления позиционированием бревна на ленточных пилорамах. Системы входного учета лесоматериалов (круглого леса) начали устанавливаться более 15 лет назад и в настоящее время уже работают на сотнях лесопильных предприятий, фанерных и спичечных комбинатах. Основой системы учета является простой, надежный и недорогой измеритель бревен в одной плоскости ВЕКТОР-2010Е. Современные требования к измерениям предусматривают как высокую точность и повторяемость измерений, так и развитые функциональные возможности: измерение полного профиля бревна, овальности и кривизны. Разработанный нашими специалистами сканер бревен ВЕКТОР-3DE соответствует этим требованиям и уже завоевал значительную долю рынка России, Литвы, Латвии, Эстонии и Германии благодаря своим функциональным качествам, надежности и конкурентоспособной цене.
В чем основные преимущества применения измерителей бревен семейства ВЕКТОР?
Сканирование профиля бревна в одной или двух плоскостях, а также полное сканирование поверхности бревна (получение 3D профиля), движущегося на транспортере. Математическая обработка профиля с целью устранения мешающих факторов (отвисшей коры, мешающих элементов конструкций лесотранспортера) и передача обработанных значений - геометрических параметров бревен (диаметр, длина, объем, кривизна, овальность, сбежистость, закомелистость) в системы верхнего уровня. Измерение производятся согласно ГОСТ 52117-2003. Лесоматериалы круглые. Методы измерений.
Измерение и передача информации о геометрических параметрах бревен в режиме реального времени:
С 2014 года начат выпуск модернизированных моделей ВЕКТОР-2010Е и ВЕКТОР-4010Е под новым названием: ВЕКТОР-1D (измерение в одной плоскости) и ВЕКТОР-2D (измерение в двух плоскостях). Корпус линеек выполнен из прочного, разработанного нами специально для эксплуатации в тяжелых условия, алюминиевого профиля. Внесены также изменения в схемотехнику и программное обеспечение.
Семейство сканеров бревен ВЕКТОР используется на предприятиях лесопромышленного комплекса в качестве устройства для измерения геометрических параметров бревен в составе линий сортировки круглых лесоматериалов. Большой сектор применения подобных сканеров - это автоматизация учета круглых лесоматериалов, организация входного учета кругляка и измерение бруса, полубруса, лафета, как измерительный прибор в автоматизированных линиях распила на лесопильных предприятиях, управление разворотным устройством. На фанерных комбинатах - учет фанерного сырья и чураков, при подаче в лущильный цех и при раскряжевке техсырья на чураки.
Для связи с системами верхнего уровня сканер бревен оснащен портом Ethernet, последовательным портом RS232 - 1 шт., и двумя портами RS485 (по запросу).
Для каждого бревна индивидуально системой учета автоматически подсчитывается толщина коры согласно ГОСТ Р 52117-2003. Алгоритм вычисления определяется породой древесины и зависит непосредственно от диаметра бревна. Основные настроечные коэффициенты исключения коры задаются на этапе наладки и в дальнейшем могут корректироваться ответственным лицом с помощью специального меню, вход в которое возможен через пароль. Таким образом достигается максимальная достоверность информации при измерении бревен с корой.
Настройка измерителя производится с помощью терминала или программы-мастера.
Универсальные возможности настройки измерителя при помощи регулируемых параметров позволяют приспособить его к особенностям проведения измерений на различных типов конвейера.
Основа высокой точности измерений – это множество измерений по всей длине бревна при его прохождении сквозь измерительный створ (например, при 3D сканировании профиль строится по сотням тысяч точек). Дальнейшая многопроходная обработка профиля по специальным алгоритмам производит анализ информации и отсев мешающих факторов: кора на бревне может быть повреждена, сучки, сколы и т.п. Диаметр в верхнем и нижнем торце определяется с небольшим отступом (значение задается в параметрах пользователем)
Правильное определение длины также производятся по специальному алгоритму - на профиле бревна находятся точки, в которых граница профиля делает резкий скачок (точки А и Б на рисунке ниже). Длина бревна по определению – это наименьшее расстояние между торцами, что соответствует расстоянию между точками А и Б.
Определение объема бревна, благодаря большому количеству полученных значений можно рассчитать практически любым способом, рекомендуемым российскими и зарубежными стандартами (по таблицам ГОСТ 2708-75, методом вершинного диаметра, методом срединного диаметра («Huber»), методом концевых сечений и др.). Вычисление объемов по различным стандартам и методам, накопление баз данных, генерация отчетных документов возлагается на программное обеспечение верхнего уровня, которое устанавливается на обычные персональные компьютеры или специализированные контроллеры управления технологическим процессом.
Эффективность лесопильного производства формируется из многих факторов и каждый из них вносит в нее свой существенный вклад. Любое слабое звено в этой цепи влияет на общие показатели производительности и полезного выхода пиломатериалов, перечеркивая инвестиции в дорогостоящие агрегаты и оборудование.
Важный этап технологии - подготовка сырья, ключевым элементом которой является сканер бревен. Производители современного лесопильного оборудования предъявляют высокие требования к качеству сортировки. Важно не только с минимальной переходностью между поставами рассортировать бревна, но и учесть при этом кривизну, сбег, закомелистость и овальность каждого конкретного бревна. Дальнейшее совершенствование алгоритмов оптимизации сортировки опирается на требуемые размеры и стоимость пиломатериалов, а также на параметры распиловки. Программа должна «знать» как бревно будет распилено и, учитывая индивидуальные особенности бревна, отнести его к тому или другому поставу. Специалисты АВТОМАТИКИ-ВЕКТОР постоянно следят за современными тенденциями развития этого класса оборудования и стараются подгонять характеристики производимого оборудования под современные требования к этим устройствам. Программное обеспечение сканера ВЕКТОР-3D постоянно совершенствуется, опираясь на опыт эксплуатации более четырех десятков внедренных устройств.
Широкие возможности программного обеспечения еще нужно научиться грамотно использовать, поэтому дополнительные требования к сканеру, такие как дружественный, интерфейс, развитая система отчетов, унификация баз данных, возможность оперативной удаленной поддержки являются логичными и необходимыми. Пользоваться отчетами о работе сканера ВЕКТОР-3D не просто, а очень просто! Для этого не требуется специальное обучение, интерфейс интуитивно понятен, не нужно устанавливать специальное программное обеспечение, достаточно обычного браузера. Поэтому неудивительно, что большинство руководителей лесопильных предприятий предпочитают самостоятельно, на своем рабочем компьютере, без помощи службы сисадминов, в «живую» просматривать оперативные отчеты о пропущенном сырье, простоях в работе сортировочной линии и т.п.
Дальнейшее развитие 3D сканера бревен идет по пути повышения достоверности и надежности измерений, в частности, бревен с корой. Измерение бревен с частично отставшей корой представляет проблему для сканеров любого типа. Нашими инженерами и программистами разработан способ измерения таких бревен. Специально подобранные лазер и камеры, а также программный фильтр надежно определяют наличие коры или отсутствие коры на участках бревна. А высокое разрешение сканера (частота сканирования 2000 кадров /сек) позволяет особо тщательно рассмотреть поверхность и дополнительно определить сколы, запилы, козырьки, не спиленные сучки.
Для улучшения точности измерения мы предлагаем специальный измерительный участок бревнотаски для нашего сканера ВЕКТОР-3D.
Эта конструкция может быть установлена как на сортировку бревна, так и на линию подачи в лесопильный цех. Наши технические решения исключают непоступательное движение (покачивание, перекатывание и т.п.), что позволяет намного точнее построить 3D-модель.
Результат - новый уровень точности сортировки и качества оптимизации при распиловке.
