Что такое автоматизация раскроя пиломатериалов? Как подобрать оборудование для раскроя древесины?
Технология современного рационального раскроя пиломатериалов
Специалисты Белорусского государственного технологического университета Н. Н. Ковалев и В. М. Сацура являются авторами ряда разработок, каждая из которых представляет собой одну из новых деревообрабатывающих технологий. В основу разработок лег энерго- и ресурсосберегающий подход.
Новая технология рационального раскроя пиломатериалов может быть использована при производстве профильных деталей оконных блоков. Технология включает раскрой высушенных досок заданной толщины на отрезки с помощью торцовочных пил, раскрой отрезков на многопильных станках на заготовки и обработку заготовок с помощью четырехсторонних станков на профильные детали окон. Отличительной особенностью новой технологии является подсортировка отрезков досок по ширине с последующим их раскроем наклонными пилами на заготовки, в сечения которых вписываются спаренные симметрично расположенные сечения заданных типов профильных деталей.
Исследованиями установлено, что если в соответствии со старой технологией из пиломатериалов заданной ширины может быть получено 2, 3 или 4 детали (в зависимости от их профиля), то благодаря новой технологии раскроя число деталей может составить 3, 4 или 5. Эти данные говорят об увеличении выхода деталей при раскрое по новой технологии соответственно на 50, 33 и 25%. С учетом размеров пиломатериалов, типоразмеров оконных блоков, а соответственно, и вида профильных деталей выход последних может возрасти в среднем на 20%.
Новая технология позволяет в 1,5—2 раза увеличить производительность линии и сократить расход режущего инструмента за счет уменьшения толщины снимаемого слоя при чистовой обработке заготовок.
Новая энергосберегающая технология удаления мягких отходов из зоны действия деревообрабатывающего оборудования построена на анализе опыта эксплуатации существующих эксгаустерных установок. Например, если обратиться к производству столярно-строительных деталей, анализ показывает, что на 1 кВт мощности установленного технологического оборудования приходится (в зависимости от состава станков) 0,8—1,79 кВт мощности эксгаустерных установок.
При работе эксгаустерных установок в отопительный период производство несет дополнительные расходы на нагрев поступающего холодного воздуха взамен удаленного эксгаустерной установкой теплого воздуха. Расчеты показывают, что с учетом этого фактора суммарная потребность в дополнительной мощности на 1 кВт полезной составляет 2,0—3,5 кВт.
Предлагается технология удаления мягких отходов из зоны действия деревообрабатывающих станков, позволяющая в зависимости от комплекта оборудования уменьшить непроизводительные затраты электроэнергии на работу эксгаустерной системы в 12 и более раз, а затраты тепла на нагрев поступающего воздуха взамен удаляемого — в 50—100 раз.
Технология включает операции поочередного забора отходов из мест их образования с предварительным кратковременным накоплением в месте образования без превышения ПДК пыли в воздухе рабочей зоны, транспортирования отходов с повышенной концентрацией, промежуточного накопления и импульсного удаления отходов к месту их складирования.
Следует отметить, что новая технология удаления мягких отходов позволяет сократить потребность в пылевых вентиляторах большой мощности в 3—5 раз при сохранении существующей металлоемкости систем.
Расчеты показывают, что для столярного цеха с установленной мощностью эксгаустерных установок, равной 1080 кВт, внедрение предлагаемой технологии обеспечивает годовую экономию электроэнергии в размере 3705 тыс. кВт•ч, тепловой энергии — в размере 9106 Гкал.
Технология производства многопустотных древесностружечных плит на основе древесных отходов включает операции измельчения крупных фракций, нанесение на древесные частицы связующего и непрерывное прессование в экструзионном прессе.
Многопустотные плиты можно изготавливать толщиной от 16 до 120 мм и плотностью от 200 до 500 кг/м 3. При этом плиты толщиной 16—19 мм после их облицовки используются для производства элементов встроенной мебели, 34—40 мм — для производства дверных полотен, 50—60 мм — для устройства перегородок, 100—120 мм — для изготовления панелей наружных стен малоэтажных домов, в том числе дачных коттеджей.
Технология получения строительных панелей включает подготовку деревянного каркаса, укладку в него многопустотной плиты и облицовку листовым материалом.
Строительные панели на основе многопустотных плит отличаются улучшенными теплозвукоизолирующими характеристиками. Термическое сопротивление наружных стен, сооруженных с применением древесностружечных многопустотных плит, в 1,3—3,4 раза (в зависимости от подготовки плит) превышает нормативное значение для РБ.
Стандартные размеры строительных панелей позволяют формировать в заводских условиях крупногабаритные стеновые элементы для строительства малоэтажного деревянного дома заданной площади с нужной отделкой.
После доставки стеновых элементов на строительную площадку бригада в составе 6 человек с помощью автокрана осуществляет полную сборку дома за 5—6 часов.
Опыт изготовления и эксплуатации экспериментальных домов площадью 118 м 2 (без мансард) и 95,6 и 103,7 м 2 (с мансардами) на основе описанных элементов подтвердил как целесообразность и эффективность технологии получения строительных элементов на основе древесностружечных многопустотных плит, так и высокие эксплуатационные характеристики возводимых домов.
Как можно правильно и экономно раскраивать древесину?
Сейчас давайте перечислим основные моменты для увеличения коэффициента выхода пиломатериала и улучшим раскрой круглого леса. Данные мероприятия используются технологами деревообрабатывающих производств:
Программа раскроя круглого леса, только с ее помощью расчет поставов
Подготовка пиловочника к раскрою, а это учет и анализ имеющихся дефектов на древесине, подробнее здесь
Программа раскроя круглого леса и наиболее полноценный расчет будет только с наличием высокого ассортимента готового пиломатериала по размерам. Особенно актуальным становится наличие тонкого и узкого ассортимента в сочетании с толстым и широким ассортиментом. Толстый и широкий пиломатериал выпиливается из середины, тонкий пиломатериал выпиливается с заболонной части. Установка в середину тонкого и узкого пиломатериала способствует снижению коэффициента выхода.
Для увеличения прибыли при равных прочих условиях предприятию нужно стремиться производить распил леса так, чтобы больше пиломатериала можно было реализовывать и производить толстого и широкого, тонкий и узкий пиломатериал должен производиться как сопутствующий основному (широкому и толстому) пиломатериалу
Рамные цеха позволяют осуществлять торцовку пиломатериала по длине после распила леса, обрезается горбыль, получается качественный пиломатериал. При этом чем меньше градация по длине и ширине, тем больше коэффициент выхода пиломатериала
Распиловка бревен с большим ассортиментом пиломатериала не только по длине, но и по ширине и толщине. Тогда программе будет проще подобрать оптимальное сечение и соответственно будет выше коэффициент выхода при распиле леса. Но имеется недостаток, можно в огромном количестве пиломатериала запутаться и если сортировка производится вручную, то прийдется организовывать дополнительные рабочие места. Выходом может послужить автоматические сортировки пиломатериалов, где программа по заданным критериям рассортировываем пиломатериал
При отсутствии торцовки после распиловки, распиловка более короткого пиловочника, тогда сбежистость будет у бревна ниже (особенно это касается сбежистых комлевых бревен). Но имеется недостаток, снижается производительность линии
Тщательная сортировка круглого леса. Чем меньше градация сортированного леса, при этом расчет поставов производится на один сортированный диаметр, тем выше выход пиломатериалов. Более правильным будет градация не через 2 см как по ГОСТ, а диаметр подбирается под постав.
Распиливать в центре толстый и широкий ассортимент, допустим брус, а по краям тонкий. При этом увеличивается производительность, уменьшается количество пропилов и по краям выходит более качественный пиломатериал.
Распил леса с использованием более тонкого пропила, меньшего количества пропилов – для этого использовать импортные пилы.
Очень важным фактором является оптимальный раскрой леса:
Распил кривого пиловочника на более короткий ассортимент, штабелирование в отдельный штабель, и дальнейшая распиловка этого короткого ассортимента.
При наличии каких либо деффектов (прорость, гниль, торцевые трещины), для получения большей прибыли, бревно отторцовывается (отрезок СD) и отпиливается положенная длина (за счет увеличения отрезка АВ)
Применение качественного пиловочника максимально большого диаметра, чем больше диаметр пиловочника, тем ниже кэффициент выхода, ниже процент выхода низкокачественного пиломатериала с обзолом. Больший диаметр позволяет производить больший процент качественного пиломатериала первого и высшего сортов. Коэффициент может колебаться от 1,48 до 2.1 – все зависит от диаметра древесины, оптимального постава, качества круглого леса, качества сортировки и оборудования на котором перерабатываете пиломатериал.
Рамные цеха 1,48-1,6
Фрезерно брусующие линии 1,6 на крупном лесе до 2,1 на лесе диаметром 12 см
Немаловажным является дальнейшая переработка древесины полученной от лесопиления. Поэтому сейчас так модно выражение “полная переработка древесины”, на некоторых предприятиях от бревна не остается даже “рожек да ножек”.
Выбираем автоматический бревнопильный станок
Угловой автоматический бревнопильный станок «БАРС 5»
Новейшая уникальная разработка НПО «БАРС»!
Дисковый бревнопильный станок «БАРС 5» предназначен для распиловки круглого леса и производства качественного обрезного пиломатериала.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ СТАНКА «БАРС 5»
Станки применяются на деревообрабатывающих предприятиях при производстве пиломатериалов экспортного качества и заготовок для погонажных изделий, клееного бруса, мебельного щита, окон, паркета.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СТАНКА «БАРС 5»
Бревно закрепляется на неподвижной станине станка, по направляющим которой перемещается портал с пильным узлом.
Распиловка бревна производится одновременно двумя дисками, один диск расположен в горизонтальной плоскости, другой диск - в вертикальной, то есть используется так называемый угловой принцип пиления.
Перемещение дисков на заданный размер производится под контролем микропроцессорной системы управления в соответствии с картой раскроя, рассчитанной программой оптимизации.
Выравнивание и зажим и бревна осуществляются при помощи механических устройств или гидравлической системы в зависимости от модификации.
Съем отпиленной доски производится автоматически обратным ходом портала на максимальной скорости.
После съема доски цикл автоматического позиционирования дисков, подачи в распил повторяется.
Опционально станок комплектуется системой дистанционного запуска и остановки портала.
Станок «БАРС 5» поставляются в комплекте с программным обеспечением «Оптима» и «Мониторинг».
Для автоматизации загрузки бревна гидрофицированная модификация станка «БАРС 5» может комплектоваться гидрозагрузчиком бревна.
ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА СТАНКА «БАРС 5»
Автоматический процесс распила
Работа станка под управлением программы «Оптима»
Минимизация трудозатрат - обслуживание одним оператором
Технология пиления станка позволяет встраивать его в поточные линии
Высокая производительность
Качественный распил любых пород древесины
Рациональный раскрой бревна
Точность распила ± 0,5 мм
Превосходная геометрия и качество поверхности готового пиломатериала
Высокий выход пиломатериала
Максимальный выход пиломатериала радиального распила
Минимизация отходов древесины
Малая удельная энергоемкость
Автоматизированный учет сырья, готовой продукции, работы станка и персонала программой «Мониторинг»
Небольшая площадь, занимаемая комплексом
Удобство обслуживания и безопасность эксплуатации.
УНИКАЛЬНОСТЬ СТАНКА «БАРС 5»
Автоматический процесс распиловки. Применение развитой системы оптимизации раскроя пиловочника в сочетании с системой автоматического съема пиломатериала позволило автоматизировать процесс распиловки на станке «БАРС 5».
Высокая производительность, минимальные трудозатраты. Снижение влияния субъективного фактора на процесс распиловки позволило повысить производительность станка и минимизировать трудозатраты.
Однопильные и многопильные станки RAIMANN (Райманн)
Раскрой по ширине играет ключевую роль в деревообработке. Оптимизация при продольном раскрое по сути означает оптимизацию производственных расходов. Станки RAIMANN служат для изготовления реек или иных погонажных заготовок, предназначенных для дальнейшей строжки, профилирования, склеивания. Станки RAIMANN отличаются высокой рентабельностью, обеспечивая максимальный полезный выход, при этом удобны в эксплуатации и переоснастке.
Сопутствующие товары и услуги для станков для обработки массива WEINIG
Запчасти для станков для обработки массива WEINIG
Услуги по ремонту станков для обработки массива WEINIG
Пусконаладочные работы и установка станков для обработки массива WEINIG
Модели станков RAIMANN:
Однопильный круглопильный станок RAIMANN FlexiRip - многофункциональный станок для распиливания досок, бруса и различных щитовых заготовок.
Многопильные станки RAIMANN серии ProfiRip - высокопроизводительные станки с системой оптимизацией раскроя и варьируемым поставом пильных дисков предназначены для эффективного и рентабельного,точного и гибкого раскроя досок по ширине.
Многопильный станок RAIMANN UniRip 310 – компактный, надежный, гибкий, простой в управлении и переоснастке станок для продольного раскроя.
Системы автоматизации RAIMANN помогают эффективнее использовать потенциал основного оборудования, работать на нем со стабильно высокой производительностью, обеспечивая максимальный выход нужной продукции.
Компьютерная поддержка лесопиления
В общем объеме продукции, выпускаемой деревообрабатывающими предприятиями от 15 до 80% составляют обезличенные пиломатериалы, в основном необрезные доски. Повышение эффективности лесопиления заключается в рациональной переработке некондиционного отпада и короткомерных пиломатериалов путем раскроя их с последующим склеиванием.
Склеивание пиломатериалов позволяет утилизировать немерные и короткие заготовки, создать непрерывные и безотходные технологические процессы с выпуском продукции заданного качества, выпускать специфицированную пилопродукцию с переработкой ее на заготовки и детали целевого назначения, сохранить число градаций пиломатериалов по длинам, полнее удовлетворять заявки потребителей на продукцию определенной длины.
Таким образом, склеивание пиломатериалов позволяет увеличить выход основной продукции без увеличения объемов лесопиления, тем самым обеспечивает сохранность леса.
Очевидно, что для повышения полезного выхода обрезных пиломатериалов необходима оптимизация раскроя необрезных пиломатериалов и процесса автоматического сращивания по длине. Эти технологические операции должны быть автоматизированы в комплексе с применением системы компьютерной поддержки данных процессов деревообработки.
Известно, что процесс изготовления сращенного по длине пиломатериала представляет следующее:
1. Получение необрезных пиломатериалов;
2. Раскрой необрезных досок, с получением обрезных пиломатериалов;
3. Вырезка пороков древесины;
4. Сращивание пиломатериала.
Для оптимизации данных технологических процессов необходимо их объединение в пространстве и во времени путем интеграции оборудования на территории одного цеха с применением системы компьютерного управления в режиме реального времени.
При раскрое необрезных досок необходимо использовать карты раскроя, дающие оптимальный выход заготовок для сращивания пиломатериалов. В данном случае ограничение на длину заготовки устанавливается применяемым оборудованием для сращивания и, следовательно, необходимо раскраивать с учетом этого ограничения, обеспечивая при этом наибольший выход продукции.
Вырезка пороков древесины должна проводится автоматически с заданной скоростью. Для обеспечения требуемой скорости работы оборудования необходимо применение новейших систем распознавания дефектов, алгоритмов компьютерного управления, исполнительных механизмов.
В качестве датчиков системы распознавания пороков древесины следует использовать недорогие черно-белые ПЗС-камеры с подсветкой, устанавливаемые на транспортере. Например, такие, как на рисунке 1. Информация с первичных преобразователей (датчиков) подается на контроллер и далее обрабатывается компьютерной программой, задача которой распознать сам дефект и соответственно его местонахождение по длине заготовки. Задача распознавания сводится к объединению отдельных бит растровой информации в кластеры (группы) и установлению признаков, обеспечивающих различение кластеров между собой и определение количественных характеристик, характеризующих каждый отдельно взятый кластер, с целью их последующей классификации. В результате обработки данных выдаются сигналы на исполнительные механизмы для обеспечения вырезки пороков.
Далее заготовки поступают на саму линию сращивания, где получается продукция – сращенный пиломатериал, заданных геометрических размеров (высота, ширина, длина), нужной породы и определенной влажности.
С целью обеспечения бессбойной работы оборудования следует применять самые новейшие комплектующие и высоконадежное программное обеспечение. Так как процесс обработки данных от ПЗС-видеокамер довольно ресурсоемкий, необходимо использовать в качестве управляющей современную ЭВМ, например на базе процессоров Intel Pentium III или AMD Athlon. В качестве общего программного обеспечения предлагается использовать операционную систему (ОС) Microsoft Windows 2000 Professional и разрабатывать специальное программное обеспечение именно под эту ОС, так как она более полно удовлетворяет требованиям производства ввиду ее высокой надежности.
Таким образом, предлагаемая система компьютерной поддержки автоматизации раскроя сырья и сращивания пиломатериалов по длине является оптимальным решением для модернизации существующих технологических процессов, и имеет следующие достоинства:
1. Значительное повышение производительности;
2. Экономия материальных ресурсов;
3. Современная технологическая база;
4. Новейшее программное обеспечение;
5. Высокая надежность выбранных систем автоматики;
6. Экономия производственной площади;
7. Высокий уровень безопасности жизнедеятельности.
Следовательно, применение компьютерной поддержки лесопиления обеспечивает энерго- и ресурсосбережение с уменьшением себестоимости готовой продукции, и увеличением получаемой прибыли.
- 1 из 646
- ››