07/10/2015
0В продолжение затронутой темы о "европейских стандартах" измерения и учета размещаю раздел из работы Валерия Ивановича Подкорытова "Посібник із вимірювання та оцінки якості деревини в круглому вигляді". Пособие подготовлено в рамках проекта ФЛЕГ и в настоящее время рецензируется. М.П.
За останні десятиліття в багатьох країнах Євросоюзу облік лісоматеріалів перемістився з місць заготівлі на склади лісопереробних підприємств. Це дало змогу сконцентрувати всі види вимірювань і застосовувати більш сучасні методи.
Сучасні методи вимірювання та обліку деревини є автоматизованими за способом, електронними за формою і мультисенсорними за технологією. Це дозволяє отримати найбільш достовірну інформацію про параметри круглих лісоматеріалів на етапі сортування та забезпечити подальше найбільш ефективне використання деревної сировини.
Модулі з мультисенсорними вимірювальними приладами можуть бути інтегровані в лісозаготівельну техніку (харвестери), сортувально-транспортні машини на лісових складах або лісопильні лінії на деревообробних підприємствах.
При прийманні на лісопильних і фанерних підприємствах більшу частину пиловника і фанерної сировини враховують поштучно на лініях вимірювання і сортування колод із використанням секційного методу вимірювання об'єму. Об'єм колоди вважають рівним сумі об'ємів окремих секцій, діаметри яких (di) вимірюють автоматично через 1–5 см по довжині колоди.
У різних країнах для ручних поштучних вимірювань використовують:
• у Норвегії – метод верхнього діаметра і нормального збігу. При цьому вважають, що обсяги всіх колод мають однаковий збіг – 1,0 см/м;
• у Фінляндії – спеціальні таблиці об'єму колод за верхнім діаметром. Для сосни і ялини таблиці складені з урахуванням середнього збігу колод в окремих районах країни;
• у Швеції – об'єм пиловника вимірюють за об'ємом вписаного циліндра, тобто об'ємом циліндра з діаметром, рівним верхньому діаметрові колоди (без кори).
Нижче наводяться технічні дані сучасних автоматизованих систем вимірювання параметрів круглих лісоматеріалів.
Baljer & Zembrod, НімеччинаМ.П.
Універсальна машина RSTW для заготівлі хлиста, якою керує один оператор, призначена для виконання таких операцій:
– Розвантаження транспортних засобів;
– Подача кругляка на операції торцювання і корування;
– Поштучне вимірювання (сканування) хлистів та інших круглих лісоматеріалів;
– Оптимізація розкрою лісоматеріалів за заздалегідь введеними параметрами готових заготовок, маркування, розкряжування на сортименти, сортування;
– Подача на розпил тощо.
Застосування електронних вимірювальних приладів зменшує кількість відходів і гарантує економне використання крупномірного круглого лісу. Здійснюється розпилювання точно за потрібними розмірами.
Привід: електродвигун.
Швидкість – до 120 м/хв.
Ширина колії рейкового шляху – від 9 до 15 м.
Максимальний виніс стріли – 16 м.
Продуктивність – 250 тис. м3 на рік.
RUW – для середніх лісопильних заводів із сортиментною заготівлею. Здійснює операції з перевалки та сортування круглого лісу й розвиває максимальну швидкість 140 м/хв.
Продуктивність – до 70 тис. м3 на рік.
Установка являє собою поєднання оптико-ультразвукового вимірювального пристрою з гідравлічним передавачем і нерухомо закріпленим
приймачем та пристрою для обробки отриманих даних. Діапазон вимірювання – 720 і 950 мм.
Результати відразу ж у вигляді звіту видаються на принтер у кабіні оператора сортувально-транспортної машини. Потім дані виводяться на пульт управління. Протягом усього процесу ведеться контроль похибки вимірювання довжини. Після кожного вимірювання оптичні й ультразвукові датчики перебувають під функціональним контролем. Під час роботи швидкість обмежується до 60 м/хв.
Завдяки додатковому пультові управління є можливість враховувати окремі колоди з різних поставок і замовлень. У пам'яті установки одночасно зберігаються дані до 10 000 вимірювань. Через пульт управління можна окремо роздрукувати звіти за різними поставками й замовленнями. Крім того, можна видавати роздруківку щоденних і щомісячних звітів. Вимірювальна установка влаштована так, що її завжди можна підключити до будь-якої з раніше виготовлених машин LZK для сортування та транспортування круглого лісу.
Microtec, Австрія-Італія
CT.LOG – високошвидкісна комп'ютерна томографія для колод. Дозволяє безперервно і в 3D форматі відображати якісні характеристики колоди. Розмір і місцезнаходження дефектів деревини можуть бути описані й відображені в трьох вимірах.
CT.LOG віртуально перевіряє зовнішні характеристики, якість, міцність і оцінює вплив цих даних на кінцевий продукт без фактичного розпилювання колоди. Таким чином, на підставі максимальних показників якості і вартості, програма визначає оптимальну схему майбутнього розпилювання, за якою колоду розпиляють. Управління сортиментом продукції відбувається в реальному часі на підставі актуальних завдань.
CT.LOG підходить як для твердої, так і для м'якої деревини. Високошвидкісна оцінка якості колоди можлива за діаметра до 800 мм. Завдяки модульній структурі сканера можуть бути задоволені вимоги замовника щодо роздільної здатності, продуктивності та застосування.
LOGEYE Серія 300 (LOGEYE 301, 302, 306)
Основні характеристики: калібрування розмірів, точне визначення якості, класифікація, сортування та протоколювання круглої деревини на складі сировини і продукції.
MiCROTEC пропонує унікальну й повнофункціональну систему оптимізації для складу сировини і лінії сортування круглого лісу, представлену у вигляді мультисенсорного сканера визначення якості. LOGEYE вивчає геометричні, оптичні та структурні характеристики кожної колоди і сортує їх на підставі отриманої інформації до фактичного розпилювання для досягнення максимальної прибутковості.
Компактний і потужний: одна система для вирішення комплексу завдань із аналізу круглої деревини, що об'єднує досвід та інновації. LOGEYE поєднує мультисенсорні технології в одне всеосяжне, але компактне рішення для отримання всієї необхідної інформації про колоду до подачі на лінію розпилювання.
ProScan – тривимірний сканер колод
ProScan – це тривимірний сканер колод, розроблений відповідно до потреб сучасного виробництва, для вимірювання реальної форми колоди. Він має камери, що охоплюють всю периферію колоди.
ProScan є високопродуктивним сканером колод і використовується як при сортуванні, так і в процесі пиляння.
Переваги:
• Скануюча система працює за дуже високої швидкості конвеєра;
• Потребує мінімального калібрування й обслуговування;
• Система фіксує якість корування;
• Вимірює реальну форму колоди, враховуючи викривлення, сучки, пошкодження тощо.
Камери
Сканер має три камери із заводським калібруванням, вбудований лазер і систему попередньої обробки зображення.
Кожна камера має свій мікропроцесор і програмне забезпечення, яке здійснює попередню обробку даних вимірювання. Це збільшує загальну швидкість роботи системи, тому комп'ютер значною мірою вільний від оцінки зображення.
Технічні дані:
Точність сканування діаметра –1 мм.
Точність сканування довжини – 2 см.
Мінімальний діаметр – 100 мм.
Максимальний діаметр – 600 мм.
Мінімальна довжина –1 м.
Максимальна довжина – 9 м.
Технологія
Дані від камер передаються на комп'ютер за допомогою волоконної оптики. Комп'ютер збирає дані й формує профіль.
Камера дозволяє робити 15 000 кадрів/с, але для правильного зображення колоди потрібно лише 300 кадрів/с. У кожному знімку створюється профіль із сотень точок сканування. Для визначення реальної форми колоди завдовжки 4,5 м при швидкості подачі 100 м/хв мають бути оцінені сотні тисяч точок сканування.
Дані сканера фільтруються і стискаються системою оптимізації. Фільтрація видаляє сторонні виміри, наприклад, конвеєра.
Після видалення сторонніх даних розрахунок кута повороту та оптимізація схеми розпилювання виконуються дуже швидко.
Обслуговування
Калібрування камери дуже просте і вимагає мінімального обслуговування. Інструмент для калібрування входить до комплекту сканера.
Лазер сканера видимий, що спрощує установку калібрувального інструмента. Після цього оператор повинен лише натиснути кнопку і сканер виконає калібрування автоматично.
При поломці камери її легко замінити іншою без регулювання механізму.
Умови роботи
• мінімальна відстань між сканером і скидачем колод – 8м за швидкості конвеєра 100 м/хв;
• ні пряме, ні відбите сонячне світло, так само як і будь-яке інше яскраве світло, не повинно потрапляти в робочу зону камер;
• колода має бути закріплена на конвеєрі під час сканування;
• температура навколишнього повітря 30–40 °С або 22–104 °F;
• пряма подача.
RemaSawco, Швеція
3D Log Scanner – 3D сканер колод є високопродуктивним і надійним засобом вимірювання реальної форми колод, що забезпечує отримання максимально достовірних даних. Через короткі проміжки часу вся поверхня записується за допомогою сотень тисяч точок вимірювання. 3D сканер відповідає більшості вимог щодо сортування колод, подачі їх на розпилювання, оптимізації розпилювання, повороту колод тощо.
Можливості RS-3D сканера колод:
• Високопродуктивний сканер. Система забезпечує дуже високу швидкість конвеєра, що робить його вибір очевидним при здійсненні складних операцій.
• Повний вимір овальності, збігу й кривизни. Пошкодження й сучки враховуються.
• Сканер може використовуватися для сортування колод, зміни налаштувань пиляння, маніпулювання колодою на лінії подачі колод.
• Можливість вимірювання товщини кори, зокрема RS-кора, визначення реальної конфігурації колоди під корою. Крім того, оцінка якості колоди може бути зроблена на необхідній ділянці, при цьому проводити класифікацію за діаметрами не потрібно.
• Мінімальні вимоги щодо догляду й обслуговування. Прості калібрування і заміна вимірювальних приладів, які не потребують кваліфікованої допомоги від постачальника.
• Мінімальна кількість зупинок у процесі роботи. Легкий доступ до вимірювальних приладів під час роботи.
Вимірювальні прилади
Сканер колод складається із чотирьох вимірювальних приладів, кожен з яких має заводське калібрування, включає в себе лазер, камери, оптику й мікропроцесор. Камери містять мікропроцесор і програмне забезпечення, які виконують попередню обробку даних вимірювань зображення з камери. Це полегшує і прискорює остаточну обробку отриманих даних на комп'ютері.
Дані від чотирьох вимірювальних приладів передаються через мережу на комп'ютер, який компілює виміряний профіль. Зазвичай при цьому виконується 300–600 вимірювань за секунду. На колоді завдовжки 4,5 м за швидкості конвеєра 100 м/хв записуються сотні тисяч точок вимірювань. Пристрій камери дозволяє здійснювати до 15 000 вимірювань за секунду.
Сканер колоди забезпечує стислі й відфільтровані дані. Фільтрація видаляє всі непотрібні цифри, наприклад, вимірювання елементів конвеєра. Це дозволяє системі здійснювати швидкі вимірювання колоди, зокрема товщину кори, кут повороту колоди, а також оптимізацію розпилювання.
Технічні дані:
– точність вимірювання діаметра ± 1 мм;
– точність вимірювання довжини ± 2 см;
– мінімальний діаметр – 100 мм;
– максимальний діаметр – 600 мм;
– мінімальна довжина – 1 м;
– максимальна довжина – 9 м.
Woodtech, Чилі
LOGMETER 4000 – лазерна система вимірювання об'єму лісоматеріалів на автомашинах.
Logmeter 4000 використовує сучасну технологію 3D лазерного сканування для швидкого, якісного та надійного вимірювання щільного обсягу круглих лісоматеріалів і для вимірювання лінійних параметрів деревини на автомашинах (включаючи діаметр, довжину і якісні характеристики).
Параметри вимірювання:
– Складський і повний обсяги;
– Середній діаметр і конкретні значення всього штабеля;
– Середня довжина й конкретні значення всього штабеля;
– Якісні параметри: кривизна, вигин і збіг.
Похибка вимірювання щільного обсягу (для вантажівки): <3%.
Сканування однієї автомашини триває менше хвилини, що дозволяє обробити понад 600 автомобілів на добу.
Система може вимірювати деревину різної форми, зокрема колоди нестандартних довжин, тріски й лісові відходи.
Можна також встановити додаткові датчики для вимірювання дефектів і кори, якщо вимірювання об'єму має бути точним.
Лазерне сканування в комбінації зі зважуванням дозволяє створити систему, що надає також дані про щільність і свіжість деревини. Можлива розробка системи, здатної при постачанні деревини в зимовий період враховувати наявність снігу й льоду.
DRALLE, Данія
sScale – фотооптична система вимірювання, обліку й торгівлі поєднує в собі мобільний пристрій для вимірювання деревини (мобільний модуль sScale) із реєстрацією, обліком, обігом деревини, оформленням рахунків-фактур на товар і надані послуги (адміністративний модуль sScale).
Мобільний модуль являє собою легковий автомобіль підвищеної прохідності з бортовим комп'ютером і розміщеним на даху блоком стереокамер. Блоком можна керувати за допомогою сенсорного екрана, розміщеного в кабіні водія. Обслуговує модуль одна людина – водій і оператор модуля в одній особі.
Проїжджаючи повз штабель (максимальна швидкість 30 км/год), кожна камера фотографує його під різними кутами зі швидкістю 11 кадрів на секунду. Комп'ютер формує тривимірне зображення штабеля й визначає всі характеристики, включаючи розміри окремих дерев. Визначення відбувається відразу. Проїхавши штабель, водій зупиняє машину і вносить у комп'ютер відсутню інформацію – номер замовлення, довжину сортиментів, поправочні коефіцієнти. Оцінка займає від 3 до 5 хвилин. Після цього зображення і координати штабеля, а також всі його характеристики (кількість колод, обсяг, середній діаметр, розподіл за діаметрами тощо) передаються на центральний сервер.
Адміністративний модуль забезпечує прийом і збереження даних вимірювань, що надходять із мобільного модуля на центральний веб-сервер, експорт даних до інших систем, оформлення інвойсів і листів доставки (див. нижче), електронний документообіг та обмін інформацією між користувачами системи.
sScale замінює напівавтоматичні та ручні способи вимірювань об'єму й обчислює такі параметри: розміри штабеля, тип деревини, середній діаметр колод та інші геометричні параметри, зокрема щільну і складену міри (перевідний коефіцієнт) кожного штабеля з точністю 2–3%. Система забезпечує топографічну прив'язку вимірюваних штабелів до географічних карт і супутникових зображень.
Система sScale проста в управлінні, надійна за будь-яких погодних умов, монтується з модулем бездротової передачі даних, має вигідну ціну – вона порівнянна з вартістю вимірювань на великих заводах.
Загальна вартість вимірювання – менше 0,5 євро за кубічний метр щільної деревини (з досвіду роботи в скандинавських країнах і Німеччині).
Система може працювати 24 години на добу. Її використання протягом 4–5 днів на тиждень по 8 годин дозволяє за пробігу 80–100 тис. км виміряти 250–300 тис. м3 деревини на рік.
Система sScale автоматично обчислює загальний обсяг штабеля і зберігає 3D зображення в пам'яті комп'ютера. Точність вимірювання була перевірена в незалежному Національному відомстві з вимірювання у Швеції, що означало схвалення системи в Швеції, та у Федеральному фізико-технічному відомстві (PTB/Eichamt) у місті Брауншвейг (Німеччина). Система розвивається. У перспективі за її допомогою можна буде визначати обсяг круглого лісу, перевезеного лісовозами, без зупинки руху.
