До недавнего времени на лесопромышленных предприятиях большое внимание уделялось скорости работы и пропускной способности лесопильного оборудования. Однако сегодня на первый план выходит вопрос увеличения выхода продукции.
Рост цен на сырье, увеличение себестоимости заготовки заставляют переосмысливать операционную деятельность лесопильных производств. Новые лесопильные линии включают все возможности оптимизации, но и морально устаревшие линии могут быть модернизированы и дооснащены, в основном за счет электроники.
Усовершенствование систем управления, трехмерного измерения, сервоклапанов и осей позволяет производить комплексные расчеты и делать точные операции в кратчайшие сроки, минимизируя человеческий фактор. Следует отметить, что такая опции, как пассивный раскрой по дуге, применятся с 1989 г., а технология оптимизации боковых досок используется с 1981 г. – и ведущую роль в производстве данного оборудования всегда занимала фирма LINCK. Появление возможности трехмерного измерения в сочетании с быстродействием современных компьютеров привело к прорыву в развитии этих технологий. Например, стало возможным получить точный образ перерабатываемого бревна и заранее произвести симуляцию раскроя (рис. 1).
Для лучшего понимания дальнейших пояснений следует вспомнить о ранее упоминавшимся патенте фирмы LINCK (рис. 2). После расчета правильного угла вращения на основе данных 3D-измерения бревно должно быть захвачено без неконтролируемого смещения его положения относительно оси линии первым устройством вращения и центрирования. Здесь бревно вращается на рассчитанный угол поворота до достижения нужного положения.
Как правило, это то положение, в котором бревно разместили бы вручную, то есть «брюхом вверх», при этом учтены овальность и произведен точный подбор карты раскроя, исключая возможные отклонения до ±90° (рис. 3).
Впоследствии в фрезерно-брусующем станке вскрываются две первые параллельные поверхности, и бревно поворачивается на 90°. По вскрытой поверхности хорошо видно кривизну бревна, а также необходимость смещения двухкантного бруса относительно его геометрического центра. Позиционирование бревна по центру является правильным решением, когда речь идет о раскрое прямых бревен. Однако при раскрое кривых бревен это увеличивает потери. В этом случае идеальным, но самым трудоемким решением был бы раскрой бревна по дуге.
Эффективно будет использование технологии выравнивания по дуге, которая в сочетании с оптимизацией боковых досок позволяет обойти потери из-за кривизны за счет естественного сбега бревен. Суть операции хорошо видна на рисунке (фото 1) и не требует особых пояснений. Следует лишь отметить, что при этом траектория движения центрирующих вальцов определяется контуром бревна (активное пиление), что обеспечивается специальной сцепкой механизма подачи.
Результатом обработки соответствующе размещенного бревна во втором фрезерно-брусующем станке является вторая пара параллельных поверхностей, расположенных под прямым углом к первой паре. Если все сделано правильно, то вскрытые поверхности будут соответствовать ранее полученным результатам оптимизации. Для уверенности можно еще раз измерить четырехкантный брус после его выхода из второго фрезерно-брусующего станка и пересчитать с абсолютной точностью боковые доски.
Далее следует операция оптимизации боковых досок на профилирующих агрегатах. На первых этапах развития технологии профилирования выпиливание боковых досок, определяемых из карты раскроя и заданной вершины, производилось статично (то есть всегда была одна и та же боковая доска, расположенная посередине бруса), так как предполагалось, что бревно круглое.
Поскольку бревно не круглое и зачастую не прямое, недостатки обработки путем профилирования в сравнении с классической обрезкой кромок необрезных досок, учитывающей эти факторы, были очевидны. Сегодня профилирование не уступает кромкообрезной технологии, а даже наоборот, ее применение предпочтительнее, так как выход продукции при этом увеличивается, а потери при транспортировке и деформации снижаются. Использование метода оптимизации боковых досок позволяет рассчитать самую оптимальную боковую доску для всех четырех сторон бруса. При этом положение заданной доски можно изменить. Выход продукции дополнительно увеличится, если допустить различную ширину доски.
Также при оптимизации боковых досок в качестве дополнительного параметра можно учитывать допустимый обзол. Кроме того, толщина боковой доски также может быть различной. Однако это требует перемещений ФБС и предусматривает слишком большой межторцевой разрыв и применяется, как правило, при распиле несортированного пиловочника.
Несмотря на это, сортировка, особенно с использованием 3D-измерения и узких диапазонов групп диаметров, остается важным этапом в обработке древесины. Если пиловочник крупный, оптимизация как таковая не требуется, качество раскроя и так будет достаточным. Если же он слишком тонкий, то оптимизация не дает ожидаемого результата, так как пиломатериалы будут с обзолом. Очень важным является взаимодействие между составлением карт раскроя сырьевой биржей, лесопильной линией и сортировкой бревен. Для этого необходим специально обученный персонал, который понимал бы эту взаимосвязь и был способен учесть все ее составляющие. Конечно, обучение сотрудников потребует дополнительных вложений, но они скоро окупятся.
Деревообработчики часто задают вопрос о том, насколько увеличивается выход продукции при использовании профилирующей линии LINCK. Это зависит от множества факторов. Если взять идеальный случай, когда выбранная карта раскроя составлена на основе квадратного центрального бруса, а пиловочник абсолютно прямой и круглый, и сортировка была произведена правильно, то это ничего не даст. Однако древесина имеет свои изъяны, поэтому использование профилирующей линии LINCK позволит увеличить выход готовой продукции на 1–5%. Если взять за средний показатель 2% от 500 тыс. м³ перерабатываемого пиловочника, то при цене пиломатериала 100 евро/ м³ (с вычетом щепы) это увеличит прибыль компании на 1 млн евро. В этом случае средства, вложенные в покупку этого оборудования, окупятся всего за год.
На сегодняшний день все крупные производители лесопильного оборудования используют и продвигают вышеперечисленные методы обработки древесины. Решающее значение при этом имеет, как и насколько хорошо они реализуются. В отличие от других производителей деревообрабатывающего оборудования, LINCK для производства своих линий у сторонних организаций закупает лишь систему измерения. Все остальное – собственные разработки компании, включая сложные математические алгоритмы оптимизации. Преимущества этого очевидны – деревообрабатывающему предприятию гораздо выгоднее и удобнее получать все, что ему нужно, у одного производителя.
Комментарии