Способ управления подачей фанерных чураков к лущильным станкам и система для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК B27L5/08 

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к производству фанеры, и предназначено для управления подачей чураков к лущильным станкам.

Целью изобретения является повышение равномерности загрузки лущильных станков.

На фиг.1 приведена схема расположения оборудования с измерительно-управляющим комплексом; на фиг.2 - графическое пояснение способа, на фиг.З блок-схема контроля и управления загрузкой поперечного конвейера-накопителя; на фиг 4 поперечный конвейер- накопитель с измерительной системой,

Система подачей фанерныл чуракол к лущильньт станкам включает устройство поигуч ой видами чур-т ов 1, олектро- привод со слемой управления 2, продольный конвейер 3, злектроприоодсо схемойуправ- ления 4,осветитель 5, измеритель 6,привод сбрасывания 7, датчик 8, поперечный конвейер-накопитель 9, измерительны- сист-з- мы 10, схему коммутации 11, электропривод со схемой управления 12, центропо шо-за- грузочноэ устройстсо (ЦЗУ) 13 устройство контроля параметров фанерногочурака 14, лущильный станса 15, систему автоматического перехода с оцилиндропки на лущение 16, блок устройства согласопанип с оОъэк- том (VCO) 17, вычислигольное устройство 18, интерфейс 19, регистр измерительной системы 20, ЛОГИЧРС /Ю схему упгрплеиич 21. линейки с фотодиода 12 и спетодио- дами 23, из которых состоя г измерительные системы 10.

Способ реализуется следующим образом

Фанерные чураки на продольный конвейер 3 подаются устройством поштучной выдачи чурзкоп 1 (фиг 1). По мере перемещения чура по прол.ольчому коннейеру 3 он проходит участок измерения длины и диаметра, на которо -1 установлены о17пг титоль

5 и измеритель 6. Затем чурак проходит зону сброса его на поперечный конвейер-накопитель 9. В этой зоне он регистрируется датчиком 8, который с помощью вычислительного устройства 18 и блока УСО 17, в зависимости от степени загрузки поперечного конвейера-накопителя 9 и результата адресации распределяемого фанерного дурака, включает привод сбрасывателя 7, Поеле этого чурак подается в ЦЗУ 13, а затем в шпиндели лущильного станка 15. Устройство поштучной выдачи фанерных чураков 1, продольный конвейер 3 и поперечный кон- пейср-накопитель 9 снабжены соответственно приводами со схемами управления 2,4 и 12 ЦЗУ 13 оснащено устройством контроля параметре, фанерного чурака 14,а лущильный станок 15 - системой автоматического перехода с оцилиндровки на лущение 16.

Среднестатистический диаметр Оср,ст.

фанерного чурака для предприятия зависит от поставщика, их количества и объемов поставляемого сырья по месяцам. При постоянных поставщиках и регулярном поступлении

фанерного сырья на предприятия эта величина Б известных пределах постоянная.

Среднестатистический диаметр определяется fio формуле

/т I т

DCpcT l2DjNj / 2Nj ,(1)

t 1

где N - количество фанерных чураков j - и градации в общем объеме сырья; ,.,.m - ос порядковый номер градации.

Условный диаметр - это величина, которая зависит от производственной ситуации по Формуле

Dly« 2 Dik N| / § Nik +§N1

40k ij i i

(2)

причем, если в момент включения лущильного станка (остальные станки уже работают) на его поперечном конвейере-накопителе отсутствуют фанерные чураки, то к станку подают подряд пять-шесть чу раков, а в качестве среднего условного диаметра принимают наименьшее значение 01мин, которое име- ет место для одного из работающих лущильных станков, т.е. условный диаметр для включившегося лущильного станка определяется по формуле

i)DjNij|/|N + i;Nij J i

DlyCK (0|МИН N| +

1 1

При очередном (п + 1}-м простое 1-го лущильного станка присваивается новое значение условного диаметра, включающее предыдущее значение условного диаметра, которое было до (k-Hj-его простоя, и значение среднего условного диаметра Di (k+1), которое сформировалось в результате работы всех лущильных станков при (к+1)-м простое 1-го станка, т.е.

(с.р :- ы-+5м

или в общем случае выражение для условного диаметра будет иметь вид (2).

Основная цель управления подачей фанерных чураков к лущильным станкам - выравнивание величин условных диаметров для всех работающих лущильных станков, т.е. обеспечение равенства в процессе работы станков.

01усл 02усл ... DNycn

Для пояснения способа управления по- дачей фанерных чураков к лущильным станкам рассмотрим графический метод определения номера лущильного станка, к которому необходимо направить фанерный чурак, поступивший на продольный конвейер.

На фиг.2 в прямоугольной системе координат по осям отложены значения диаметров. По оси абсцисс показан диапазон диаметров, используемый на предприятии DMHH 16 м и Омакс 0,3 м. Граничные значе- ния диаметров определяются оборудованием, например: минимальное значение диаметром малых шпинделей лущильного станка, а максимальное возможностью ЦЗУ. По оси ординат отложены возможные значения среднестати- стических диаметров Оср.ст.

Определив значение Оср.ст. для предприятия по формуле (1), на осях находим эту величину и, восстановив к ним перпендикуляры, получаем точку L. Соединив точку L с началом координат (точка I) и с максималь- ным,граничным значением Омакс (точка R) получаем треугольник AlLR, высотой которого является отложенное в масштабе KD среднестатистическое значение диаметра для предприятия. Так как масштаб для диаметров выбран один, а значения минимального среднестатистического диаметра и граничного минимального диаметра одинаковы, то

tgai(lLs-Kb)/(lis-KD)1 . так как ILS Ко Оср.ст. - О0, a I is -Ко Оср.ст. - Омин, т.е. а 45°.

Угол (Xi будет определяться величиной максимального диаметра (граничного значения ПО ОСИ абСЦИСС) Омане

tg аи ( ILS Ко) / ( ISR Ко)

( Оср.ст. - Do ) / ( Омакс - Оср ст )

т.е. для рассматриваемого примера

tg«2 0,08 (Омакс -0,24) 1

Рассмотрим случай, когда на продольный конвейер 3 (фиг.1) подан фанерный чурак диаметром О 0,18 м. На графике этот момент характеризуется точкой I на оси абсцисс. Проводим перпендикулярно к этой оси до пересечения его со стороной треугольника AliR (точка II), а из полученной точки линию, параллельную оси абсцисс до пересечения с другой стороной этого треугольника, в результате чего получаем точку III. Спускаясь по прямой LR в точку R, проверяем наличие условного диаметра в этом диапазоне для любого лущильного станка. Достигнув точки IV и не найдя условного диаметра в этом диапазоне, производится перемещение по оси абсцисс до первого значения условного диаметра. В данном примере этим значением является точка V, соответствующая условному диаметру четвертого лущильного станка Di5 4 уел 0, 265 м.

Точки 15-4, 15-2 и 15-5 определяют порядок расположения условных диаметров соответственно

D15- 4усл 0,265 М, D 15-2 уел 0,26 М И D15-5

уел 0,255 м на прямой LR (фиг.2), а точки 15-3 и15-1-015-Зусл 0,23миО15-1усл 0,225м на прямой LR треугольника ДILR. Одновременно точки (15-1) и (15-5) определяют и порядковый номер лущильного станка, где поз, 15 на фиг.1, а 1-5 - номера станков.

В случае подачи на продольный конвейер 3 (фиг.1) чурака диаметром более Оср.ст. определение номера лущильного станка для адресования к нему поданного фанерного чурака производится в обратном направлении, т.е. производится из точки, соответствующей на оси абсцисс этому диаметру, перпендикуляр до пересечения с прямой LR, затем прямая, параллельная оси абсцисс до пересечения с прямой LR, после чего производится спуск в точку I по прямой LR до момента встречи с условным диаметром любого лущильного станка. Если такой точки не обнаружено, то при достижении точки I осуществляется перемещение по оси абсцисс до встречи с условным диаметром любого станка. В рассматриваемом примере это значение будет равно DI«H уел 0,225 ми принадлежать первомулущильномустан- ку.

После сброса фанерного чурака на поперечный конвейер-накопитель этого лущильного станка производится для него пересчет по формуле (2) условного диаметра. Затем определяется номер станка для подачи к нему следующего фанерного чурака, поданного на продольный конвейер 3(фиг.1).

Устройство, реализующее этот способ, состоит из процессора, блока УСО 17 (фиг.1,3), включающего интерфейс 19, регистр измерительной системы 20 и логическую схему управления 21, схемы коммутации 11, электропривода со схемой управления 12, измерительной системы 10, состоящей из двух и более линеек с фотодиодами 22 и светодиодами 23. В качестве последней могут быть осветители, например, на лампах накаливания, Геометрические параметры чурака определяются на продольном конвейере 3 (фиг.1) с помощью измерительного комплекса, состоящего из осветителя 5 и измерителя 6. Контроль фанерного чурака в зоне сброса производится логическим датчиком 8, в захватах ЦЗУ 13 - датчиком 14, в шпинделях лущильного станка 15 - автома- тичэской системой 16.

Измерительная система 10 располагается над поперечным конвейером-накопителем 9 вдоль всей его дпины. В зависимости от длины чурака поперечный конЕзейер-нако- питель 9 может иметь разную ширину. Поэтому с целью исключения сброса чурака на другой, находящийся под углом на поперечном конвейере-накопителе 9 к линии подачи чураков к лущильному станку 15, может быть установлено несколько линеек с фотосвето- диодами по ширине конвейера как, например, показано на фиг.1. Для обеспечения качественного срабатывания фотодиодов ниже уровня цепей поперечного конвейера- накопителя 9 установлены свегопоглощаю- щие пластины 24 (фиг.4).

Устройство работает следующим образом.

Фанерный чурак устройством поштучной выдачи чурэков 1 подается на продольный конвейер 3 (фиг.1), приводимый в движение приводом 4. Затем он достигает в процессе перемещения его вдоль оси измерительного комплекса, состоящего из осветителя 5 и измерителя 6. Последний определяет его длину и диаметр. Первый параметр определяет группу лущильных станков, обрабатывающих фанерные чураки этой длины. Второй параметр (диаметр) является исходным для поиска лущильного станка из этой группы, к

которому необходимо его адресовать. Полученная информация с измерителя 6 подается через блок УСО 17 в процессор, который и выбрасывает альтернативные решения по распределению поступающих фанерных чу0 раков на поперечные конвейеры-накопители. После выработки процессором решения на одном из выходов блока УСО 17 появляется управляющий сигнал одного из логических датчиков 8, который срабатывает при

5 достижении его распределяемым чураком и выдает сигнал В. Происходит подача управляющего сигнала А на привод сбрасывателя 7, который подает чурак на поперечный конвейер-накопитель 9. При этом включается

0 привод 12, обеспечивающий постоянную подачу чураков к ЦЗУ 13. До тех пор пока фанерный чурак не уйдет из зоны подачи, на этот поперечный конвейер-накопитель 9 чу- рэки сбрасываться не будут.

5 Контроль загрузки поперечного конвейера-накопителя 9 осуществляется постоянно в течение всей смены работы лущильного станка 15. Регулярно, через заданные интервалы времени по сигналу С производит0 ся опрос фотодиодов, начиная от первого, расположенного в зоне ЦЗУ 13, и кончая последним - в зоне сброса чурака с продольного конвейера 3. Последовательный опрос фотодиодов выполняется с помощью

5 схемы коммутации 11, которая поочередно выдает информационные сигналы С (фиг.1) через регистр измерительной системы 20 и интерфейс 19 в процессор (фиг.З). Последний вырабатывает управляющий сигнал

0 посредством логической схемы 21 включает и отключает привод 12 поперечного конвейера-накопителя 9, подавая чураки к ЦЗУ 13, освобождая постоянно зону для подачи очередного фанерного чурака в начале попе5 речного конвейера 9 и ликвидируя зазоры между чураками. Для подачи очередного фанерного чурака на любой поперечный конвейер-накопитель 9, при работающем лущильном станке, необходимо одновременное соблюде0 ние следующих условий; наличие свободной зоны на поперечном конвейере для приема чурака, длина которой должна быть больше в 1,8-2 раза диаметра распределяемого чурака; отсутствие разрывов между чураками

5 на поперечном конвейере-накопителе; расположение чураков в виде непрерывного ряда в зоне их поштучной подачи в ЦЗУ 13, как показано на фиг.4.

В случае невыполнения одного из этих условий считается сложившаяся ситуация аварийной и лущильный станок 15 этого поперечного конвейера-накопителя 9 исключается из перечня для распределения фанерных чураков до полной ликвидации этой ситуации. При этом происходит периодическое включение привода 12 (фиг,4) по сигналу С с измерительной системы 10 (блоки 11,20,19), поступающему в процессор, который формирует с помощью логической схемы 21 управляющие сигналы F и С для включения и отключения привода 12 и опроса линейки с фотодиодами 22. Если в автоматическом режиме после нескольких циклов ликвидировать сложившуюся ситуацию не удается, то по сигналу процессора отключается привод 12. Таким образом, измерительная система 10 постоянно контролируетработупоперечногоконвейера-накопителя 9 и с помощью схемы коммутации 11, регистра измерительной системы 20, интерфейса 19, логической схемы управления 21, привода сосхемой управления 12 и процессора обеспечивает выполнение всех этих условий. Одновременно измерительная система 10 постоянно осуществляет и контроль величины свободной зоны на поперечном конвейере-накопителе 9. При этом для подачи на него чурака 25 необходимо соблюдение условия

(2|тр - |тр.з ) Кф Dipac

где О|Тр - рабочая длина 1-го поперечного конвейера-накопителя;

1|тр.з. - длина, заполненная фанерными чураками, находящимися на поперечном конвейере-накопителе;

Кф - коэффициент формы распределяе- мого.чурака;

Djpac - диаметр распределяемого чурака j-й градации.

Если 0,5О|Тр lirp.3 , то при равенстве всех остальных требований и условий этот поперечный конвейер-накопитель имеет приоритет по сравнению с остальными. Когда 1|тр.з-2 -3 kp Dj или 1|Тр.з 0 (при условии работающего лущильного станка), на попе- .речный конвейер-накопитель 9 подается пять-шесть фанерных чураков, а.затем он обслуживается в соответствии с предлагаемым способом управления подачей фанерных чураков к лущильным станкам.

Рассмотрим примеры реализации предлагаемого способа, полученные в результате моделирования различных ситуаций на ЭВМ ЕС-1020. При моделировании были ис- польэованы следующие данные:

01мин 0,16 м; Овмакс 0,3 м; Dcp Ст 0,24 м, N 5.

П р и м в р 1. Предположим, что на продольный конвейер подаются последова- 5 тельно фанерные чураки следующих градаций (случайные числа) 1,2,3,1,5,5,3,3,4,3,4,3,6,3,7,5. На момент подачи первого (в порядке очереди) фанерного чурака работали все пять лу- щильныхстанков, которые имели следующие

0 значения условных диаметров: первый лущильный станок DI уел 0,2307 м; второй лущильный станок D2 уел 0,2275 м; третий лущильный станок Оз уел 0,2325. четвертый лущильный станок 04 уел 0,23 м; пятый

5 лущильный станок D 5 уел 0,2327 м.

Результаты моделирования сведены в табл.1.

Как видно из исходных данных, наибольший условный диаметр на пятом поперечном

0 конвейере-накопителе Обусл 0,2327 м, поэтому фанерный чурак первой градации (так как Dcp.ст. Dipac)адресуется на этот конвейер. Затем на продольный конвейер поступает фанерный чурак второй градации, т.е.

5 D2pac 0,18 м, тогда исходя из условия Оср.Ст Ог рас и полученного значения условного диаметра для пятого конвейера Обусл 0,227 м имеем наибольшее значение условного диаметра у третьего поперечного конвейе0 pa-накопителя, к которому и адресуется этот чурак и т.д. В результате моделирования управления подачей фанерных чураков к лущильным станкам получаем наибольшее значение условного диаметра для четверто5 го поперечного конвейера-накопителя, а наименьшее - у второго. Расброс значений составляет не более 1,5%.

П р и м е р 2. Количество переработанных фанерных чураков пятью лущильными

0 станками составляет 1000 шт. Продолжительность простоя каждого станка принимаем 0,58 ч, причем простой имитируется в произвольные моменты времени работы станков. Общий объем переработанного фанерного

5 сырья всеми лущильными станками составил 82,883859 м . Так как лущильные станки соединены одним продольным конвейером, то учитывалось в процессе моделирования и время перемещения чураков по продоль0 ному конвейеру к каждому станку. Значения этих величин составляют для первого лущильного станка 10 с, для второго 20 с, для третьего 30 с, четвертого 40 с и пятого 50 с. После простоя каждого лущильного

5 станка ему присваивались за время простоя значения D IK и N ik, а затем рассчитывался условный диаметр по формуле (2), который использовался при дальнейшей его загрузке. Номера градаций фанерных чураков, поступающих на продольный конвейер, были

получены способом генератора случайных чисел.

Полученные результаты моделирования сведены в табл.2.

Как видно из табл,2, наибольшее отклонение от среднего значения условного диаметра составило не более 0,1%, а для объема переработанного фанерного сырья и количества чураков - не более 4%,

Формула изобретения

1. Способ управления подачей фанерных чураков к лущильным станкам, включающий подачу и транспортирование фанерных чураков на продольном конвейере, измерение диаметра очередного фанерного чурака, сброс на поперечные конвейеры-накопители и контроль их загрузки, отличающийся тем. что, с целью повышения равномерности загрузки лущильных станков, после измерения диаметра очередного фанерного чурака для каждого лущильного станка определяют условный диаметр по формуле

I D m

2DikN k+ LDjNij

О|усл -

k 1

. 1

lXk+2 ij

где D ik - средний условный диаметр для всех работающих лущильных станков после к-го простоя 1-го станка, равный

( m

Dik SD kycfl /wlk

Dikycn - текущее значение условного диаметра для i-ro работающего лущильного станка в конце к-го простоя;

Мк - количество работающих лущильных станков в конце к-го простоя 1-го станка;

Nik - среднее условное количество фанерных чурзков, присвоенное i-му лущильному станку, включившемуся в работу после к-го простоя, равное

Ј ENijkW

- количество фанерных чураков j-й градации, переработанных i-м лущильным станков за к-й простой;

NIJ - количество фанерных чураков J-й

градации, переработанных и находящихся

на поперечном конвейере-накопителе 1-го

лущильного станка после к-го простоя в течение планового периода времени;

DJ - диаметр фанерного чурака J-й градации, сравнивают диаметр очередного фанерного чурака со среднестатистическим значением диаметра, которое определяется по формуле

( т ( Ъ Оср.ст 2DjNj / ЈМ, ,

J I где Nj - количество фанерных чураков j-й

градации в общем объеме сырья;

J - порядковый номер градации (1 ...т), и если его диаметр меньше среднестатистического, то сброс чурака осуществляется на поперечный конвейер-накопитель, имеющий

наибольший условный диаметр, а если диаметр чурака больше среднестатистического - на поперечный конвейер-накопитель, имеющий наименьший условный диаметр, причем сброс осуществляют при наличии свободной

зоны на поперечном конвейере-накопителе, превышающей по длине в 1,8-2 раза дизметр чурака, а при отсутствии этой зоны чурак сбрасывают на поперечный конвейер-накопитель, имеющий ближайшее значение условного диаметра.

2. Система управления подачей фанерных чураков к лущильным станкам, включающая измерительный комплекс, логические

датчики, исполнительные механизмы, регистры и интерфейс, отличающаяся тем, что, с целью повышения равномерности загрузки лущильных станков, на поперечном конвейере-накопителе установлена измерительная система, выполненная в виде двух линеек: осветительной и приемной, причем последняя составлена из отдельных фото- чувствительных модулей и связана посредством схемы коммутации с устройством

согласования с объектом, включающим интерфейс, регистр измерительной системы и логическую схему управления, вход которой соединен с выходом вычислительного устройства, вход которого связан с выходом

интерфейса.

Т а б л и ц а 1

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к производству фанеры, и предназначено для управления подачей чураков к лущильным станкам. Целью изобретения является повышение равномерности загрузки лущильных станков. На продольный конвейер 3 фанерные чураки подаются устройством поштучной их выдачи 1, проходят участок измерения длины и диаметра с установленными на нем осветителем 5 и измерителем 6 и зону сброса на поперечный конвейер-накопитель 9, в которой они регистрируются датчиком 8, причем последний с помощью вычислительного устройства 18 и блока устройства согласования с объектом 17, в зависимости от степени загрузки поперечного конвейера-накопителя 9, включает привод сбрасывателя. После этого чурак подается в центровочно-загрузочное устройство 13, а затем в шпиндели лущильного станка 15, который снабжен системой автоматического перехода с оцилиндровки на лущение. В процессе управления диаметр подаваемого чурака сравнивают со среднестатистическим значением диаметра и если его диаметр меньше среднестатистического, то сброс чурака осуществляют на тот поперечный конвейер-накопитель 9, имеющий наибольший условный диаметр, а если больше среднестатистического диаметра, то распределяемый фанерный чурак направляют на тот поперечный конвейер-накопитель 9, который имеет наименьший условный диаметр. В процессе загрузки лущильных станков производится постоянный контроль состояния поперечных конвейеров-накопителей 9 с помощью измерительной системы, выполненной в виде двух линеек: осветительной и приемной. 2 с.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

аф.ст,н

о,г

4,

Таблица2

°а-1.уа.

р«.м %-

OJS i.iru