Введение к работе
Актуальность темы.
В условиях постоянного развития технологии лесопиления, повышения эффективности использования лесосырьевых ресурсов, снижения затрат и потерь сырья, вопрос о совершенствовании способов и методов определения размерных характеристик пиловочного сырья и учета приобретает большое значение.
Существующие визуальные способы измерения геометрических параметров круглых лесоматериалов достаточно субъективны и не отвечают условиям получения качественной информации для правильного выполнения технических операций. Известные автоматизированные измерительные устройства позволяют анализировать плоскую форму поперечных сечений сортиментов в одной или двух направлениях. Получение пиломатериалов заданных размеров зависит от размерно-качественных характеристик сырья, точности сортирования по диаметрам, правильности ориентации сортиментов при раскрое, а это, в свою очередь, зависит от характеристик пиловочника, формы продольного и поперечного сечений, точности измерения параметров. В современных условиях автоматизации эта задача приобретает важное значение.
Повышение информативности измерительных операций, совершенствование методов обработки информации, технических средств измерения, контроля и учета геометрических параметров являются основными направлениями разработки и создания современных эффективных технологий и оборудования лесопильного производства.
Эффективность выхода пилопродукции во многом зависит от технологичности учета размеров и формы круглых лесоматериалов. Существующие автоматизированные системы определения и учета размеров сечений сортиментов не обеспечивают решение отмеченных задач. Поэтому разработка новых способов определения размеров сечений сортиментов, способствующих повышению точности и технологичности измерений, совершенствование существующих методов учета являются актуальными.
Цель и задачи исследований Цель работы - обоснование и разработка автоматизированного метода определения размеров поперечных сечений круглых лесоматериалов.
Для достижения поставленной цели решению подлежали следующие задачи:
анализ существующих методов определения и учета геометрических параметров круглых лесоматериалов и определение направлений их совершенствования;
разработка методики определения геометрических параметров круглых лесоматериалов с учетом их формы;
научное обоснование и разработка метода измерений размеров поперечных
сечений круглых лесоматериалов, ... - —\
РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ I БИБЛИОТЕКА 1 CXltxtft/pr дм-\
определение технологических параметров измерителя поперечных сечений круглых лесоматериалов;
экспериментальная проверка точности измерительных операций при определении размеров поперечных сечений круглых лесоматериалов. Методыисследований.
При выполнении теоретических и экспериментальных исследований применялись методы математической статистики и теории вероятностей.
При разработке математического аппарата применялись методы аналитической геометрии, математического анализа и математического моделирования и вычислительной математики с использованием современных средств вычислительной техники. Разработка математического аппарата проводилась с применением программы Mathcad 8.0, алгоритм практически реализован на языке Pascal в среде Turbo Pascal 7.0.
Для обработки экспериментальных данных использовались программы Microsoft Excel 2000 и Statistica 6.0.
Научная новизна работы.
разработан способ определения геометрических параметров сортиментов на основе контрольно-измерительной системы, включающей измерительный датчик кольцевой формы;
разработана математическая модель поперечного сечения сортимента, восстанавливающая форму его сечения на основе получаемых с кольцевого измерителя данных;
разработан алгоритм процесса бесконтактных измерений геометрических параметров круглых лесоматериалов;
разработан математический аппарат процесса измерений, включающий в себя математическую модель поперечного сечения круглого сортимента, алгоритм процесса измерений и алгоритм обработки получаемой информации; даны характеристики математического аппарата, обоснованы его элементы, приведены рекомендации по его практической реализации;
установлены пределы технологической точности измерения формы сечения сортимента кольцевым измерителем, их зависимость от параметров измерителя и процесса измерений.
Практическая значимость работы. Предложен и разработан способ измерений поперечных размеров сортиментов, обоснованы его параметры. Предложенный способ измерений может быть использован при проектировании промышленных измерительных установок для лесопильного производства.
На защиту выносятся:
результаты теоретических и экспериментальных исследований технологических параметров измерителя размеров сечений круглых лесоматериалов;
научно обоснованные способ и техническое решение определения размеров сечений круглых лесоматериалов;
- технологическое и информационное обеспечение метода измерительного
контроля размеров сечений круглых лесоматериалов и методика процесса
измерений поперечных размеров и площади сечений сортиментов с учетом
их реальной формы.
Реализация результатов. Предложенный и разработанный способ измерений практически реализован в экспериментальной измерительной установке.
Результаты исследований нашли отражение в методических указаниях «Определение геометрических размеров круглых лесоматериалов на измерителе кольцевой формы», применяемых в учебном процессе.
Апробация работы. Основные положения диссертации были представлены на: международных научно-практических конференциях «Интеллектуальные электромеханические устройства, системы и комплексы» (г. Новочеркасск, 2000 г.), «Новые материалы и технологии на рубеже веков» (г. Пенза, 2000 г.), «Современные техника и технологии» (г. Томск, 2001 г.), региональной выставке «Лес и деревообработка» (г. Архангельск, 2001 г.), всероссийских научно-технических конференциях «Молодые исследователи - региону» (г. Вологда, 2003 г.), «Вузовская наука - региону» (г. Вологда, 2004 г.), научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава (1999 г., 2002 г.).
Экспериментальная установка экспонировалась и отмечена дипломом 2 степени на всероссийской выставке-ярмарке «Иннов-2003» в г. Новочеркасске.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 83 наименований, приложений. Основное содержание работы изложено на 157 страницах, включает 80 рисунков, 27 таблиц.
