Наша страна — самая богатая лесом страна в мире.
Неудивительно, что, на фоне общего подъема экономики, деревообрабатывающая отрасль за последние годы начала развиваться бурными темпами. Многие предприятия закупают современное импортное оборудование по производству деревянных клееных конструкций (ДКК). В Европе производится свыше 2 млн. м3 деревянных клееных конструкций. Уникальность клееной древесины как строительного материала очевидна. Мировой опыт ее применения лишь подтверждает это. Сегодня мировой объем годового производства ДКК превышает 4,5 млн. м3.
Россия пока производит менее 2% этих объемов, сегодняшний уровень производства и потребления ДКК в России удовлетворительным назвать нельзя. Клееная древесина благодаря многим достоинствам, позволяющим ей успешно конкурировать со стальными и железобетонными конструкциями, применяется в зданиях и сооружениях различного назначения, возводимых по типовым и индивидуальным проектам.
Развитие специальных направлений деревообработки, таких как изготовление деревянных клееных конструкций, сращенного бруса, мебельного щита, производство обрезной доски и столярных изделий ускорило процесс создания нового деревообрабатывающего оборудования. Благодаря этому появились шедевры технической мысли — системы оптимизации раскроя древесины, основанные на оптическом обнаружении специальными люминесцентными фотодатчиками отмеченных специальным люминесцентным мелком пороков древесины (сучков, гнили и т.п.) и программном управлении торцовочной пилой для их удаления перед дальнейшей обработкой заготовок.
Эти технологии позволяют создавать деревянные клееные конструкции различных форм и размеров идеального качества без сучков и других, характерных для древесины, дефектов.
Выпускаемые сегодня линии оптимизации и выбраковки дефектов представляют собой автоматический торцовочный станок, способный вырезать из древесины дефекты и производить качественную оптимизацию полезной ее части в соответствии с заданной программой и флюоресцирующими маркировочными метками, которые наносятся на заготовки люминесцентным мелком до и после дефектного места (см. рис. 1). На таком принципе работают линии OptiCut фирмы Weinig (Германия), линии торцевания и оптимизации T2010NC фирмы OMGA (Италия) и др.
Для маркировки используется специальный люминесцентный маркировочный мелок для древесины (например LYRA 797313). След, оставляемый этим мелком, обнаруживается люминесцентными фотодатчиками (сканерами) в ультрафиолетовом свете. Мелок изготовлен на восковой основе с добавлением специального компонента, флюоресцирующего при облучении ультрафиолетовым светом в видимом (красном) свете.
Если мозгом машины является бортовой компьютер, позволяющий наиболее оптимально, с минимальным количеством отходов произвести распиловку заготовок, то ее глазами — люминесцентный датчик (см. рис. 2 и 3). Он позволяет обнаруживать флюоресцирующие метки, нанесенные оператором.
Применение стандартных оптических диффузных датчиков контраста для обнаружения меток невозможно, так как древесина сама по себе является очень контрастным объектом. Темный сучок на фоне светлой древесины может вызвать ложное срабатывание пилы. Люминесцентный датчик «не видит» на древесине ничего, кроме флюоресцентных меток, которые наносит оператор вручную мелком возле дефектов, подлежащих удалению. К сожалению, пока только человеческий глаз способен определить необходимость удаления того или иного дефекта, поэтому метки наносятся оператором вручную.
Эти метки считываются специальным люминесцентным датчиком. Работа датчика основана на способности некоторых материалов флюоресцировать — излучать свет в видимом диапазоне при облучении их ультрафиолетовым светом. Активный элемент датчика излучает узкий луч света в ультрафиолетовом диапазоне, а детектор распознает вторичное (видимое) излучение. При обнаружении метки датчик выдает сигнал для управления на торцовочной пилой. Пила делает разрез точно по метке (см. рис. 4). Для уменьшения вероятности ложных срабатываний пилы при попадании осыпающихся с приводных роликов крупинок мела в световое пятно датчика, оно имеет вытянутую форму и располагается вдоль метки (перпендикулярно движению заготовки).
Применение люминесцентных датчиков вместе со специальным люминесцентным мелком позволяет позиционировать заготовки с дефектами точно в зоне реза на линиях оптимизации раскроя и сращивания пиломатериалов для вырезки пороков древесины (сучков, гнили и т.п.) перед дальнейшей обработкой заготовок.
Несмотря на свою высокую надежность, эти датчики, по разным причинам, иногда выходят из строя. Встает вопрос — где найти такой датчик для замены вышедшего из строя. Поставщики оборудования, как правило, на складе таких датчиков не держат, но могут поставить за 5-10 недель. Сколько он будет при этом стоить? Цены на эти датчики «начинаются» от 300 USD и выше.
Санкт Петербургское предприятие ЗАО «МЕАНДР» освоило серийный выпуск люминесцентных датчиков для применения на деревообрабатывающем оборудовании. Двухлетняя эксплуатация датчика на линии оптимизации раскроя пиломатериалов OptiCut 304 фирмы Weinig (Германия), показала его высокую надежность и эфективность. Датчик может быть применен взамен штатных датчиков LUT-1, LUT-2 и т.п.
Технические характеристики люминесцентного датчика ВИКО-06Ф:
- Датчик предназначен для обнаружения цветных флюоресцирующих меток при работе на линиях торцевания и оптимизации раскроя пиломатериалов, поперечного раскроя древесины, удаления дефектов (сучков, гнили и т.п). (см. рис. 5).
- Высокая чувствительность.
- Высокая частота переключения.
- Полупроводниковый ультрафиолетовый источник света.
- Встроенный светофильтр.
- Настройка чувствительности методом обучения.
- Компактный размер корпуса.
| Тип датчика | ВИКО-06ф 30 | ВИКО-06ф 50 |
|---|---|---|
| Выход | PNP, NPN | PNP, NPN |
| Функция выхода | НЗ/НО | НЗ/НО |
| Рабочее расстояние | 30?10 мм | 50?15 мм |
| Размер светового пятна | 4×8 мм | 6×12 мм |
| Время реакции (при работе на активную нагрузку) | 125 мкс | 125 мкс |
| Максимальная частота переключений (метка/фон 1:1) | 4000 Гц | 4000 Гц |
| Излучатель | Светодиод 380 нм | Светодиод 380 нм |
| Фотоприемник | 700 нм | 700 нм |
| Напряжение питания | 10-30V DС | 10-30V DС |
| Подключение | кабель 2 м, 4×0,2 мм | кабель 2 м, 4×0,2 мм |
| Степень защиты | IP54 | IP54 |
| Рабочая температура | -30…+55°С | -30…+55°С |
| Температура хранения | -60…+65°С | -60…+65°С |
| Корпус | пластик | пластик |
| Вес | 40 г | 40 г |
Датчик имеет встроенный светофильтр для оптимизации под спектр флюоресценции люминесцентного мелка.
После установки датчика на оборудовании или смены контролируемого материала для нормальной работы датчика требуется провести настройку его чувствительности (обучение).
Так как размер светового пятна мал, а чувствительность датчика высокая возможны ложные срабатывания датчика при попадании крупинок мелка, осыпающихся с прижимных колес. Для повышения надежности работы датчика, при обучении, в качестве фона рекомендуется выбирать светлые участки древесины, желательно с крупинками мелка в зоне светового пятна.
Евгений ВАСИН,
главный конструктор ЗАО «МЕАНДР».
