Введение к работе
Актуальность темы. Из 3-х основных вопросов эффективности отечественного лесопиления : экономии труда , материала и энергии на первое место выходит экономия материала . В этом комплексном вопросе все большее значение начинает занимать именно оптимизация раскроя пиловочного сырья на базе высокой технологии, то есть индивидуальный подход к раскрою каждого хлыста, бревна, бруса и каждой доски с учетом их кривизны , эллиптичности и других особенностей формы .
В настоящее время, доля пиловочных бревен хвойных пород неправильной формы, то есть имеших кривизну оси и эллиптичность поперечного сечения составляет 25-30% от общего объема сырья, поступающего на лесопильные предприятия. В лиственном сырье доля бревен неправильной формы еще выше .
Вся существующая теория раскроя сырья и в частности методы составления и расчета поставов основывается на предположении, когда в качестве поперечного сечения бревна принимается круг, а форма образующей - за усеченной конус или параболоид вращения. В теории раскроя хлыстов и иследованиях по этому вопросу форма хлыста также принимается как тело вращения с различной формой образующей.
В связи с этим возникают вопросы рационального раскроя сырья неправильной формы, начиная с его сортировки, создания устройств для его оптимального базирования , создание систем оптимальных поствов, часто отличных от систем оптимальных поставов для раскроя бревен правильной формы .
Таким образом создание оптимизационных моделей раскроя пиловочного сырья с учетом его формы и проведение теоретических исследований направленных на совершенствование технологии раскроя такого сырья является актуальным.
Цель работы. Целью настоящей работы является увеличение объемного выхода пиломатериалов из сырья неправильной формы путем разработки системы автоматизированного проектирования на ЭВМ оптимальных поставов и оптимальной ориентации для бревен брусьев и необрезных досок неправильной формы.
Научная новизна состоит в том,что разработана методика, математическое описание,алгоритмы и программы позволяющие проектировать оптимальные поставы,определять оптимальную ориентацию бревен,брусьев и необрезных досок неправильной формы перед раскроем методом полного перебора.
Предложено математическое описание поверхности хлыстов, бревен,брусьев и необрезных досок неправильной формы базирующееся на использовании сплайн-функции.
Определены оптимальные диапазоны толщины брусьев,пакета центральных досок спецификационных размеров для различных видое и значений кривизны в условиях конкретного предприятия.
Разработаны аналитические зависимости объемного выхода пиломатериалов от геометрических параметров бревен неправильно? формы при условии использования определенных технологий,позволяющие прогнозировать объемный выход пиломатериалов из сырь? неправильной формы при известных параметрах распределения. Базирующаяся на этих зависимостях оптимизационная модель раскрої хлыстов неправильной формы по критерию максимального выхода пиломатериалов позволяет определять их оптимальные схемы раскроя.
Определены технологические требования к устройствам длі оптимальной ориентации брусьев неправильной формы и для базо-формирования бревен неправильной формы.
Практическая ценность. Внедрение результатов исследовани: позволит увеличить объемный выход пиломатериалов из тиювочнк бревен неправильной формы на 3-4%. Разработанные технологически! требования и алгоритмы позволяют осуществить проектировани ориентирущего оборудования для бревен,брусьев и необрезных до сок неправильной формы. Оптимизационная модель проектировани оптимальных поставов может быть положена в основу организаци систем поставов на любом лесопильном предприятии и организаци сортировки бревен по поставам. Созданный комплекс программ може быть положен в основу оптимизирующих систем раскряжевки хлыс тов,ориентации и раскроя бревен,брусьев и необрезных досок.
Реализация результатов работы. Результаты исследований п проектированию оптимальных поставов и оптимальной ориентацк брусьев неправильной формы прошли проверку в производсгвеннь условиях на ДЦК-3 (г.Архангельск).Результаты исследований
- 5 -программы по раскрою хлыстов используются ЦНИИШД для определения влияния геометрических параметров хлыстов на выход пиломатериалов.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на научно-технических конференциях ЛТА им. С, М. Кирова в 1989,1990 г.г.,на научно-технической конференции в ЦНИИМОД (г. Архангельск) в 1989 году. Результаты исследований изложены в-научных отчетах ЛТА им. С. Ы. Кирова /гос. регистр. N 01.85.0030400/ В 1988 Г., /ГОС. регистр. N 01.87*. 0032900/ в 1989 г. и опубликованы в печати.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 5 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести разделов,основных выводов и рекомендаций,списка литературы и приложений. Основное содержание работы изложено на 136 страницах машинописного текста,включая 27 рисунков и 15 таблиц. Список литературы содержит 100 наименований.