Оборудование для измерения пиломатериалов

К средствам измерения различных параметров пиломатериалов относятся оптические и/или ультразвуковые измерители длины, ширины и толщины пи­ломатериалов. По своему принципу действия они аналогичны измерителям бревен.

Для оценки внешнего вида досок применяются различные сканирую­щие устройства, которые способны фиксировать различные отклонения от среднего цветового фона поверхности доски при большой скорости их переме­щения.

Оцифрованное изображение обрабатывается компьютером, сравнивает­ся с заложенными в ее память эталонами. В результате этого формируется ко­манда, которая передается на исполнительный механизм. Это может быть устройство для нанесения метки или штампа или присвоения адреса, по кото­рому доска будет отправлена в соответствующий сортировочный карман.

Система контроля качества доски от финской фирмы Visiometric (рис. 1) включает в себя две матричные камеры, которые сканируют доску на про­дольном конвейере. Камеры фиксируют сучки, трещины, обзол и другие дефек­ты на пластях и кромках доски. На базе этих данных и в результате сравнения с эталонами каждой доске присваивается определенный сорт.

Рис. 1. Иллюстрация к работе системы контроля качества досок (Visiometric, Финляндия)

Другая система — система поворота досок — сканирует торец первой доски, определяет наличие коры и находит внутреннюю пласть доски по кри­визне годовых слоев, на основании чего формируется при необходимости сиг­нал для поворота доски внутренней пластью вниз. Пильный станок по резуль­татам измерений получает инструкцию для настройки инструмента и выполне­ния реза.

Оптимизация обрезки досок достигается с помощью системы, камеры ко­торой сканируют верхнюю пласть доски и определяют размеры полезной пло­щади, площадь обзола и толщину доски.

Система работает с точностью до 1 мм при скорости подачи до 400 м/мин и выдает команду исполнительным механизмам соответственно параметрам, за­ложенным в ее программу. Критериями могут быть объемный или ценностный выход обрезных досок. Данные измерений и оптимизационные показатели со­храняются в памяти компьютера или передаются в офис предприятия.

Новую автоматическую систему оценки и сортировки пиломатериалов по качеству предлагает еще одна финская фирма — Finscan.

В этой системе (рис. 2) пиломатериалы сканируются с 10 сторон, ис­пользуя технологии MultiAngle и MultiFreq. Обе пласти пиломатериала скани­руются с трех направлений, и обе кромки сканируются дважды под углом 45°. Этот способ сканирования гарантирует полный анализ всех свойств и пороков пиломатериала. Изображения передаются от камер на быстрые компьютеры по­средством Ethemet-связи. Система позволяет производить сортировку и анализ досок с шести сторон в соответствии с ГОСТ 26002-83.

Рис. 2. Сканирующее устройство BoardMaster NOVA (Finscan, Финляндия)

Основные параметры, анализируемые BoardMaster: размеры доски, сучки, прорости, обзолы, трещины, покоробленности (кривизна и скручивание), сине­ва, гниль, свилеватость, смоляной кармашек, наличие коры, определение серд­цевины древесины, смещение и узлы сучков, соотношение зон с сучками и без сучков. Скорость обработки — до 240 досок/мин, максимальная длина досок — 6,7 м, толщина — 15-125 мм, ширина — 75-300 мм.

Аналогичное оборудование выпускают также две шведские фирмы, bmovativ Vision уже более 20 лет производит систему WoodEye (рис. 3).

Рис. 3. Сканер WoodEye (Innovativ Vision, Швеция)

Устройство работает с тремя пакетами программного обеспечения — для оптимизации поперечной торцовки досок, для оценки и сортирования пилома­териалов, для контроля качества паркетных и других покрытий пола. Система способна адаптироваться к необходимым правилам сортировки, существующим у производителя продукции. Она позволяет внедрить постоянный учет и стати­стику на предприятии. Благодаря сенсорам высокой чувствительности и ис­пользованию различных методов измерения система способна находить и ана­лизировать дефекты пиломатериалов при высокой скорости их движения.

Последняя модель WoodEye-5 (рис. 4) сканирует все четыре стороны бруса, а также две его торцевые поверхности с помощью функции «Сканирова­ние торцов», тем самым давая дополнительную информацию о расстоянии между годовыми кольцами, расположении сердцевины и структуры сучков, ко­торые влияют на прочность и деформацию любой доски.

Рис. 4. Сканер WoodEye-5 (Innovativ Vision, Швеция)

Новая система пригодна для пиломатериалов хвойных и лиственных по­род. Она распознает биологические и геометрические параметры досок, спо­собна четко выявлять такие дефекты, как черные и выпадающие сучки, гниль, синева, смоляные кармашки, сердцевинные лучи, трещины, обзол и пр.

Сканеры WoodEye хорошо известны в России — они успешно работают на таких предприятиях, как «Сведвуд Тихвин», «Лесобалт», «КарелияУпофлор», «АВА Компани» и «Госстрой». В общей же сложности за всю исто­рию существования компании по всему миру поставлено свыше 500 установок, главным образом для сортировки отделочных и столярных пиломатериалов, но также и для прочностной сортировки, включая комбинирующие лазерное и рентгеновское сканирование.

Аналогичное оборудование для измерения досок выпускают следующие фирмы:

1. Remacontrol (Швеция):

• промышленный рентген RS-XRay;
• сканер для досок RS-BoardScanner;
• высокоточный трехмерный измеритель бревен ProScan.

2. MICROTEC (Австрия — Италия):

• прибор «GoldenEye» для определения качества и прочности доски;
• система BOARDSCAN для измерения длины, ширины и толщины досок на поперечном конвейере.

3. Luxscan (Люксембург):

• Easy-Scan— двухсторонний сканер, способный распознавать различ­ные виды пороков;
• Combi Scan — четырехсторонний лазерный сканер для распознавания практически всех пороков древесины и дефектов обработки пиломатериалов;
• X-Scan — четырехсторонний сканер для распознавания сучков по раз­ности плотности древесины;
• Match-Scan — двухсторонний сканер для распознавания щитов и ламе­лей по цвету;
• R200— двухсторонний сканер для для сортировки широких плоских деталей по порокам и цвету;
• Shape-Scan L — система для измерения кривизны и крыловатости досок при движении их по продольному транспортёру;
• Front End Scanner — для измерения направления годовых слоев на тор­цах п/м.

Наиболее производительным оборудованием можно считать установки GoldenEye серий 300, 500 (рис. 5), 600, 700 и 800 компании Microtec. Серии различаются производительностью, которая у сканеров 800-й серии достигает 1200 м/мин.

Максимальное сечение пиломатериала для всех установок — 100×300 мм. В рамках каждой серии предусмотрены три модели с разной комплектацией. Максимальная комплектация означает сканирование одновременно по пяти технологиям: лазерное сканирование поверхностей, сканирование направления волокон, распознавание цвета, рентгеновское сканирование (определение плот­ности древесины и внутренних дефектов) и измерение модуля упругости лазер­ным интерферометром.

Рис. 5. Установка GoldenEye 500 компании Microtec

Такое сочетание дает наивысшую точность сортировки по различным па­раметрам. Необходимо заметить, что сканер Microtec имеется на российских предприятиях «Сокольский ДОК» и СП «Аркаим».

Как WoodEye, так и Weinig предлагают очень полезную опцию: автома­тическую маркировочную станцию (рис. 6). Если процессы сортировки и поперечного раскроя разнесены, это дает возможность избежать ручной раз­метки мест резов, например, для зачистки торцов перед сращиванием. Инфор­мация, полученная при сканировании, в этом случае не пропадает, а использу­ется для снижения трудозатрат на участке раскроя и сращивания в производ­стве деревянных клееных конструкций.

Рис. 6. Флуоресцентные метки, нанесенные автоматическим маркировочным устройством сканера Weinig (Luxscan)