1 000125 2 Изобретение относится к способу перера

1
Изобретение относится к способу переработки строганием изогнутых древесных стволов
в пиломатериалы, такие как доски и брусья, а
также к устройству для его осуществления.
Известны технические решения, в которых
древесный ствол сначала криволинейно строгают, после чего боковые доски отпиливают от
бревна. Затем кромки боковых досок отрезают
посредством отдельного устройства для обрезки. Для транспортировки боковых досок в отдельное устройство для обрезки требуется специальный конвейер и другое оборудование, что
связано с дополнительными расходами как на
оборудование, так и на занимаемую площадь.
Целью настоящего изобретения является
создание способа совершенно нового типа и
нового устройства для отпиливания досок и т.п.
от бревен, позволяющего осуществить одновременно криволинейное строгание и обрезку боковых досок с тем, чтобы криволинейноотпиленный брус и прямая доска производились
одновременно методом регулирования. Путем
наклона оси блока обрезки кромок достигается
чистая гладкая поверхность кромок боковых
досок. Этот способ может быть применен независимо от того, производится ли обрезка до или
после отпиливания боковой доски. Устройство
по изобретению занимает меньшую площадь,
чем традиционно применяемое устройство. Более того, требуется только одно измерение профиля для того, чтобы заодно получить угол установки пильных полотен для боковых досок,
поскольку боковые доски остаются в том же
положении относительно бруса. Это также
обеспечивает быструю регулировку ширины
доски для каждого ствола. Боковые доски, отпиленные от одного и того же ствола, могут иметь
различную ширину.
Сущность изобретения поясняется ниже со
ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 схематично показано устройство
в соответствии с изобретением; на фиг.2 - вспомогательное изображение древесного ствола в
процессе его обработки при помощи устройства
и поперечные разрезы, выполненные на различных стадиях обработки.
На фиг.1 перед устройством в соответствии с изобретением по ходу обработки расположено измерительное устройство 9, которое
измеряет геометрические характеристики, относящиеся к стволу дерева, и передает информацию на блок управления 10. На основе данных,
переданных на блок управления 10, система
определяет оптимальную рабочую ось А и оптимальные величины ширины боковых досок
для каждого бревна, а также центральной линии
Аs1 и Аs2 каждой боковой доски.
Устройство предпочтительно включает
подающие колеса 1, расположенные с противоположных сторон ствола Т, причем ствол подается между колесами. Позади колес имеются
направляющие для бревна 2, а после них первый
000125
2
комплект строгающих режущих головок 3, между которыми ствол подается под действием подающих колес 1 и направляющих для бревен 2.
После первой пары строгающих режущих головок 3 имеется вторая пара строгающих режущих
головок 4, поэтому, когда бревно пройдет между последними строгающими режущими головками, оно имеет четыре отторцованные поверхности. Однако на углах обработанного таким
образом отрезка пиломатериала все еще имеются необработанные тупые кромки.
После второго комплекта строгающих режущих головок 4 по ходу подачи в устройство
имеются приводные ролики 5, а после них расположены распиливающие элементы 6, такие
как циркулярные пильные полотна, посредством
которых боковые доски отпиливаются таким
образом, что, по крайней мере, часть тупой
кромки остается на боковой доске S1, S2.
Тупая кромка, остающаяся на боковой
доске, обрабатывается при помощи строгающей
головки 7 блока для отрезания кромок. Боковая
доска S1, S2 движется вместе с объемом ствола
Т3, Т4, в результате чего боковые доски S1, S2
остаются в продолжение операции отрезания
кромок в том же положении, как и перед отпиливанием.
Альтернативно распиливающие элементы
6 этого устройства могут быть расположены
после режущих блоков 7.
Режущий блок предпочтительно включает
две строгающие головки 7 с противоположных
сторон ствола Т, в этом случае обрезание боковых досок S1, S2 на обеих сторонах ствола может производиться одновременно. Строгающие
головки 7 расположены с возможностью перемещения в направлении оси их вращения. Строгающие головки 7 могут быть повернуты вокруг
оси 11 поперек центральной линии рабочего
агрегата. Поворот строгающих головок осуществляется блоком регулирования (не показан),
которым управляет блок управления 10.
На чертеже направления движения подающих, обрабатывающих и регулирующих
элементов показаны стрелками.
В этом устройстве приводящие в движение
ролики 8 вытягивают отпиленную центральную
часть Т4 вместе с боковыми досками S1, S2 из
рабочего устройства. Древесный ствол обрабатывают следующим образом. Сначала измеряется геометрия древесного ствола Т. На основе
результатов измерений создается трехмерная
модель ствола, на которой показаны диаметр,
изгиб и конусность ствола.
Измерение можно производить, например,
направляя лазерный луч на ствол под наклонным углом и используя камеру перпендикулярно к бревну для того, чтобы измерить форму
лазерного луча, проектируемого на ствол. Ствол
продвигается вперед, и измерения производятся
с определенными интервалами, таким образом
получаются данные измерений для всего ствола.
3
Когда соответствующее оборудование предусмотрено на обеих сторонах ствола, трехмерная
модель, основанная на данных измерений, получается для каждого ствола. Эти измерения
известны сами по себе и могут быть проведены
любым способом, который обеспечивает определение геометрии ствола. Измерительное устройство 9 соединено с блоком управления 10,
который используется для управления работающим устройством и соответствующими подающими, обрабатывающими и направляющими элементами 1-8. На основе результатов измерений предпочтительно сначала рассчитываются величины, описывающие путь каждого
устройства, на которое опирается ствол, и эти
величины используются для управления устройством в соответствии с движением ствола.
Бревно Т поворачивают изогнутой стороной в заданном направлении, используя, например, механическое поворотное устройство (не
показано). В случае, показанном на чертеже,
изогнутая сторона повернута вниз.
На основе измерения геометрии ось строгания А определяется в величинах, показывающих расстояние от заданной поверхности, например, от нижней поверхности ствола.
Оптимальное положение для центральной
оси As1, As2 боковых досок S1, S2 относительно
оси строгания А, так же, как и оптимальная ширина боковых досок S1, S2 определены. Тем самым для каждого бревна определена оптимальная схема и направление обработки. Оптимизация может быть также основана, например, на
величине производительности, а не только на
оптимизации объема.
Направление движения ствола осуществляется путем захвата его за заданную поверхность, например за нижнюю поверхность между
рабочими устройствами, такими как строгающие режущие головки 3, 4 таким образом, чтобы ось строгания А проходила между строгающими режущими головками 3, 4 и таким образом, чтобы касательная к оси строгания была
параллельна центральной линии рабочего устройства в данной точке агрегата. Ствол опирается на подающие и направляющие элементы 1,
2, 5, которыми управляет блок управления 10 на
основе геометрических параметров каждого
бревна.
Строгающие головки 7 регулируются для
оптимизации ширины боковых досок S1, S2 и
предпочтительно управляются таким образом,
чтобы они двигались симметрично по отношению к определенной центральной оси As1, As2
боковой доски. В случае, показанном на чертежах, центральная ось боковой доски S1 является
прямой, в то время как рабочая ось, в особенности ось строгания А, является изогнутой. Центральная ось боковой доски S1 может отличаться от прямой линии, например, в случаях, когда
необходимо упредить деформацию, возникающую при растяжениях.
000125
4
Ось каждой строгающей головки 7 повернута, например, около поперечной оси 11 таким
образом, что она существенно перпендикулярна
центральной оси As1 и As2 боковой доски S1, S2
независимо от положения ствола. Угол, на который должна быть повернута строгающая головка 7, получается, например, путем расчета угла
между касательной к оси строгания и центральной осью боковой доски и наклоном оси строгающей головки под тем же углом относительно
центральной оси распиливающего устройства.
Таким образом, достигается одновременно криволинейное строгание боковых поверхностей
ствола и отрезание боковой доски, при этом
производятся криволинейно-отпиленные брусья
и прямые боковые доски методом регулирования. Наклон строгающей головки 7 позволяет
получить кромку боковой доски хорошего качества с гладкой поверхностью. Этот способ может быть применен независимо от того, производится ли обрезка кромок до или после отпиливания боковых досок. Если удовлетворительным является более низкое качество поверхности боковых досок, строгающая головка может
быть установлена под таким фиксированным
углом, что угол обработки остается постоянным
для всех условий.
На фиг.2 показан ствол Т и его поперечные
сечения на различных стадиях работы по фиг.1.
На этой фигуре рабочая ось А изображена пунктирной линией. Центральная ось As1 боковой
доски показана штрихпунктирной линией на
правом конце ствола по фиг.2. На разрезе I-I
показан ствол перед обработкой, на разрезе II-II
показан ствол после обработки первым комплектом строгающих режущих головок 3. На
разрезе III-III показан ствол после того, как он
был обработан вторым комплектом строгающих
режущих головок 4. На разрезе IV-IV показан
ствол после того, как от него отпилены боковые
доски, а на V-V - после обрезания кромок боковых досок. Из разреза V-V можно увидеть, что
боковые доски S1 и S2 могут отличаться одна от
другой по ширине и что их центральные оси Аs1
и As2 могут быть расположены на разных уровнях в вертикальном направлении.
Очевидно, что изобретение не ограничено
описанным выше вариантом его осуществления
и может быть изменено в пределах объема, определенного формулой изобретения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ переработки строганием изогнутого древесного ствола (Т) в пиломатериалы,
такие как доски и брусья, отличающийся тем,
что измеряют геометрию ствола, определяют
положение рабочей оси (А) ствола как расстояние от заданной поверхности, например от нижней поверхности, определяют оптимальное положение центральной оси (As1, As2), по крайней
мере, одной боковой доски относительно рабо-
5
000125
чей оси (А), определяют оптимальную ширину,
по крайней мере, одной боковой доски (S1, S2),
подают ствол (Т) в рабочий агрегат путем захвата его за заданную поверхность, например за
нижнюю поверхность, с тем, чтобы рабочая ось
(А) проходила между рабочими режущими головками (3, 4) и касательная к рабочей оси была
параллельна центральной линии рабочего устройства в заданной точке машины; устанавливают строгающие головки (7) на определенную
ширину боковых досок (S1, S2); перемещают
строгающие головки (7) в соответствии с центральной осью (As1, As2) боковой доски и, при
необходимости, поворачивают строгающие головки (7) таким образом, чтобы ось строгания
головки была перпендикулярна определенной
центральной оси (Аs1, As2) боковой доски независимо от положения бревна.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что
боковую доску (S1, S2) отпиливают после отрезания кромок.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что
боковую доску (S1, S2) отпиливают перед отрезанием кромок.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что
боковую доску (S1, S2) и брус (Т3) перемещают
вместе и удерживают на расстоянии друг от
друга посредством разделяющего элемента, такого, как разделяющий нож, по крайней мере, в
плоскости строгающих головок (7).
5. Устройство для переработки древесного
ствола в лесоматериалы такие, как доски и брусья, строганием, содержащее подающие и направляющие элементы для подачи и перемещения ствола в заданном направлении в рабочую
Фиг.1
6
машину, включающую, по крайней мере, строгающие режущие головки (3, 4) для торцевания
сторон ствола, по крайней мере, частично, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено, по крайней мере, одной строгающей головкой (7) для строгания тупых кромок и т.п. на
боковых сторонах ствола, причем ось этой строгающей головки (7) может быть повернута вокруг оси (11) поперек центральной линии рабочей машины.
6. Устройство по п.5, отличающееся тем,
что оно включает распиливающие устройства
(6) для отпиливания боковых досок (S1, S2) от
ствола (Т), причем эти распиливающие устройства расположены либо перед, либо после строгающей головки (7) по направлению подачи
ствола.
7. Устройство по п.5 или 6, отличающееся
тем, что оно содержит измерительные устройства (9) для определения геометрии ствола (Т) и
управления элементами подачи, направления и
обработки блока управления (10).
8. Устройство по любому из пп.5-7, отличающееся тем, что оно включает элементы
управления и приведения в действие для регулирования положения оси строгающей головки
(7) с тем, чтобы эта ось была существенно перпендикулярна к определенной центральной оси
(As1, As2) боковой доски.
9. Устройство по любому из пп.5-8, отличающееся тем, что оно имеет, по крайней мере,
две строгающие головки (7) на противоположных сторонах ствола.
7
000125
Фиг. 2
Евразийская патентная организация, ЕАПВ
Россия, Москва, ГСП 103621, М. Черкасский пер., 2/6
8