Сортировка пиломатериалов: автоматизация процесса

Особенности сортировки пиломатериалов

 

Качество пиломатериалов зависит от свойств круглых лесоматериалов, точнее, от наличия в них пороков.

От признаков круглых лесоматериалов, то есть от наличия в них пороков, зависит качество пиломатериалов.

В нормативной документации пороков насчитывается более 80, но сортность материалов определяют только по 10 видам изъянов (признаков).

Поэтому, прежде чем разбираться с сортировкой пиломатериалов, следует уяснить, какие признаки круглого леса влияют на этот процесс.

О сортах круглого леса и пиломатериалов

Изначально кругляк, в зависимости от породы дерева, делят на две группы: хвойные и лиственные. Следующей ступенью является деление по толщине. Для обеих групп лесоматериалов по толщине предусмотрено три вида: мелкие, средние и крупные.

По виду обработки кругляк делят на четыре группы. Его можно:

1. Использовать в круглом виде.
2. Превратить в древесную массу или переработать на целлюлозу.
3. Превратить в шпон путем лущения или строгания.
4. Превратить в пиломатериалы.

Пиломатериалы делят на четыре сорта:

Изображение 1. Схема раскряжевки хлыстов.

• 1 сорт получают из комлевой части бревна, в которой практически нет сучков;
• 2 сорт получают из комлевой и срединной части, имеющих небольшое количество сучков;
• 3 и 4 сорт можно получить из любой части бревна;
• в отдельную категорию выделен наивысший, отборный сорт.

Сорт в процессе сортировки пиломатериалов определяется:

• для доски – по худшей ее стороне или кромке;
• для бруса или бруска – по худшей стороне.

Из какой части спиленного хлыста какой сорт пиломатериала можно получить, понятно по изображению 1.

Основными признаками сортности являются следующие:

• сучки;
• грибная окраска и гниль;
• химическая окраска;
• следы, оставленные насекомыми;
• растрескивания и деформация;
• последствия нарушения формы ствола;
• изъяны строения древесины;
• раны;
• естественные (нормальные) отложения древесины;
• дефекты обработки и транспортировочные повреждения.

В процессе сортировки пиломатериалов в результате каждый сорт должен соответствовать конкретным требованиям по отсутствию изъянов. Укажем только на требования относительно сучков и трещин.

Таблица сортов сырьевого лесоматериала и стволовой древесины.

Отборный сорт. Никакие пороки, кроме сучков, не допускаются. Сучков может быть не более 2 на 1 м длины. На ребрах досок допускаются части сучка, размер которых не превышает 20 % его диаметра.

1. 1 сорт. Не должно быть сучков, диаметр которых превышает 10 мм, сучков, которые могут в любой момент вывалиться, и впадин, оставшихся от уже выпавших сучков. Общая длина трещин (не сквозных) не должна превышать четверти длины материала.
2. 2 сорт. Не должно быть выпадающих сучков и здоровых сучков, диаметр которых превышает 20 мм. Общая длина трещин (не сквозных) не должна превышать трети длины материала.
3. 3 сорт. Допускаются практически все пороки.
4. 4 сорт. Пороки определяют не для конкретного изделия, а на 1 м3 материала.

Автоматизация технологического процесса распиловки

Прежде чем рассмотреть процесс сортировки, целесообразно установить его место в цепи автоматизированной системы управления (АСУ) процессами обработки древесины на предприятии, то есть движения бревна от поступления на предприятие до готовой продукции. Вот как выглядит эта последовательность.

Схема распила ствола дерева.

1. Поступающий материал (бревна) регистрируют. Это могут выполнять вручную или с помощью автоматической линии приемки.
2. Торцовка и распиловка, например, на доски.
3. Сырая сортировка досок с помощью локальной линии.
4. Подача досок на специальные машины, которые формируют штабель, поступающий далее в сушильный цех.
5. Сушка досок и их движение в штабелях в пределах сушильного цеха.
6. Подача досок на линию сухой сортировки.

Далее, осуществляется формирование пакетов в соответствии с результатами сортировки.

Получается, что распределение пиломатериалов по сортам начинается после распиловки бревна, то есть из одного и того же кругляка можно получить разный по качеству материал, что и выполняет линия сухой сортировки. В технологической цепочке линия сортировки расположена после сушки.

Такое место локальной подсистемы сортировки пиломатериалов в технологической цепочке АСУ позволяет выявить выпадающие после сушки доски сучки и резче обозначить другие изъяны.

Автоматизация процесса сортировки пиломатериалов

В процессе изготовления доски сортировка выполняется дважды: до сушки и после нее.

При подготовке к сушке выполняют частичную обрезку досок для устранения пороков на их концах. Доски сортируют по породам дерева и по размерам поперечных сечений. После сушки их сортируют по качеству и на последнем этапе осуществляют деление по длине.

Деление по размерам поперечных сечений необходимо для формирования однородных сушильных пакетов, которым подбирают соответствующий режим и длительность сушки. Толщину и ширину измеряют в любом месте доски, но не ближе 150 мм от ее торцов. Для низкосортных досок пакеты могут формировать только с учетом их толщины.

Схема сушки пиломатериалов.

На этой стадии оператор линии, получив данные о размерах, направляет изделие в соответствующий накопитель, в котором создается заданное их количество, после чего накопитель открывают и материал по конвейеру направляют в сушильный цех. В цеху формируют сушильные пакеты.

Деление пиломатериала по качеству может осуществляться контролером при нахождении досок на торцовочных столах в распиловочном цеху. Однако на столах более 7-8 досок в минуту контролер отсортировать не сможет.

Основное деление выполняют на транспортировочных конвейерах. Контроль осуществляется несколькими рабочими-контролерами. Они располагаются последовательно вдоль конвейера и вручную изменяют направление движения досок в соответствующий накопитель.

Такой метод далек не только от автоматического, но и автоматизированным его назвать нельзя.

Об автоматизации процесса можно говорить, если во время движения по конвейеру доску разворачивает так, что оператор имеет возможность осмотреть доску со всех сторон и, решив, к какому сорту отнести, направить ее в соответствующий накопитель. Для этого на конвейере имеются шибера, которыми он и управляет.

http://youtu.be/0fqqhbBNtuY

Оператор может по своему усмотрению изменить сортность доски. Иногда бывает так, что с учетом всей длины доска соответствует 3-му классу. Но имеется участок достаточной длины, в котором количество дефектов соответствует требованиям более высокого класса.

Понятно, что такой способ деления по сортам малоэффективен и пригоден только для производств с небольшим объемом выпускаемой продукции. Для крупных лесопильных предприятий экономически выгодно создавать автоматические линии.