Способ регулирования скорости надвигания пилы при распиловке лесоматериалов и устройство для его осуществления

 

Использование: лесная промышленность, в частности распиловка древесины/Сущность изобретения: посредством нелинейного элемента - регенеративного оптрона, формируют отрезок времени, который характеризует предельный режим пиления. После этого заполняют импульсами опорной частоты этот отрезок времени. Количество импульсов, содержащихся в каждом отрезке, подсчитывают и это число используют для коррекции надвигания пилы. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sr)s В 27 В 5/20, 5/29

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ..:4Ч11Я"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4850169/15 (22) 12.07.90 (46) 30,07,93. Бюл. hh 28 (71) Ухтинский индустриальный институт (72).Б.А,Перминов, В.Б.Перминов, В,В.Сабов, И.С.Рабовский. и Л.С.Шорохов (73) Ухтинский индустриальный институт (56) Авторское свидетельство СССР

hh 1683377, кл. В 27 В 5/29, 1989. (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ НАДВИГАНИЯ ПИЛЫ ПРИ РАСПИИзобретение относится к лесной промышленности, Цель изобретения состоит в повышении точности регулирования процесса пиления за счет повышения эффективности процесса в широком диапазоне изменения динамических нагрузок как в области быстро изменяющихся, так и плавно меняющихся значений, путем отслеживания текущего значения сопротивления резанию, Поставленная цель достигается тем, что в способ регулирования скорости надвигания пилы при распиловке лесоматериалов, включающий формирование сигнала, пропорционального величине тока в одной из фаз питания электродвигателя привода пилы и регулирование по результатам сравнения этой величины скорости надвигания, введена операция сравнения сформированного сигнала на нелинейном элементе с характеристикой, порог срабатывания которой изменяют по периодическому ли„, Ы„„.1831419 АЗ

ЛОВКЕ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: лесная промышленность, в частности распиловка древесины. Сущность изобретения: посредством нелинейного элемента — регенеративного оптрона, формируют отрезок времени, который характеризует предельный режим пиления. После этого заполняют импульсами опорной частоты этот отрезок времени. Количество импульсов, содержащихся в каждом отрезке, подсчитывают и это число используют для коррекции надвигания пилы. 2 c,ï. ф-лы, 3 ил, нейно-нарастающему закону, формируя отрезок времени от начала появления линейно-нарастающего напряжения до момента срабатывания нелинейного элемента, после чего отрезок времени заполняют импульсами опорной частоты, а скорость надвигания корректируют пропорционально числу импульсов заполнения в каждом интервале времени.

Указанная цель достигается также и тем, что в устройство для регулирования скорости подачи пилы при распиловке лесоматериалов, содержащее электродвигатель пилы, трансформатор тока для включения в фазу питания электродвигателя привода пилы, резистор нагрузки трансформатора, введен регенеративный оптрон, к элементу подсветки. которого подключен дополнительный генератор линейно-нарастающего напряжения, а последовательная цепь регенеративного оптрона подключена к вторичной обмотке трансформатора тока и имеет

1В31419 займет устойчивое положение, а момент времени, при котором произойдет бросок 55 тока. а следовательно, и бросок напряжения на сопротивление нагрузки 5, можно использовать для фиксации интервала времени от начала формирования линейно-нарастающего напряжения до сравыход, который через дифференцирующую цепь подключен к входу S триггера, к входу

R которого подключена схема запуска, выход триггера подключен к первому входу схемы И, к второму входу которой подключен выход генератора импульсов опорной .частоты, выход схемы И подключен к счетному входу счетчика, к сбросовой шине которого подключен выход схемы запуска, выход счетчика подключен к цифровому манипулятору управления приводом надвигания, схема запуска подключена к электронному ключу в цепи питания оптрона и шине пуска генератора линейно-нарастающего напряжения.

На фиг. ta приведена схема регенеративного оптрона, содержащая регулируемый источник 1 напряжения элемента подсветки 2 оптрона, фоторезистор 3, элемент 4 положительной оптической обратной связи, сопротивление .нагрузки регенеративного оптрона 5. источник питания в цепи регенеративного оптрона. Известно, что оптрон с положительной оптической обратной связью имеет вольт-амперную характеристику с ярко выраженным падающим участком, определяющим отрицательное динамическое сопротивление, Если задавать постоянные значения напряжения источника 1 питания элемента подсветки 2 и снимать для этих значений вольт-амперную характеристику последовательной цепи регенеративного оптрона 3, 4 и.5, путем изменения напряжения источника питания 6, то получим семейство вольт-амперных характеристик с тенденцией смещения точки максимума вольт-амперной характеристики вниз по мере увеличения напряжения на элементе подсветки (фиг. 1б). Пусть напряжение питания цепи регенеративного оптрона постоянно (определяется током нагрузки Электродвигателя привода пилы) и постоянно сопротивление нагрузки 5, тогда вольт-амперная характеристика линии нагрузки будет занимать положение AS (фиг.

1в). При подаче на вход подсветки пилообразного напряжения точка максимума вольт-амперной характеристики регенеративного оптрона начинает смещаться вниз и в момент ее касания с линией нагрузки произойдет срабатывание оптрона, при котором ток броском возрастет от значения) до значения lg (фиг. 1 в, точка М1) и оптрон

50 батывания оптрона. Дальнейшее изменение оптического излучения элементаподсветки 2 не выведет оптрон из устойчивого положения вследствие достаточности подсветки фоторезистора 3 элементом оптической обратной связи 4. Поэтому для приведения схемы в исходное состояние необходимо отключить источник питания 6 от последовательной цепи регенеративного оптрона, С увеличение напряжения питания источника 6 линия нагрузки смещается вверх, а это соответствует значительно меньшему напряжению на элементе подсветки 2 для срабатывания оптрона, т.е. время линейного нарастания напряжения на элементе подсветки с ростом напряжения питания последовательной цепи регенеративного оптрона уменьшается, Таким обра-. зом, в зависимости от тока нагрузки электродвигателя пилы, которым определя- ется напряжение питания последовательной цепи регенеративного оптрона от момента формирования пилообразного напряжения элемента подсветки 2 до срабатывания последовательной цепи регенеративного оптрона, что фиксируется броском напряжения на сопротивлении нагрузки 5. Заполняя этот интервал времени, пропорциональный сопротивлению резания, импульсами опорной частоты, количество которых в данном интервале определится сопротивлением резания, и считывая это количество импульсов, а затем подавая их на цифровой манипулятор можно реализовывать управление скоростью надвигания привода пилы, На фиг. 2 приведена блок-схема устройства по описанному способу.

Устройство регулирования скорости надвигания пилы при распиловке лесоматериалов содержит электродвигатель 1 привода пилы, трансформатор тока 2, первичная обмотка которого включена в фазу питания электродвигателя 1 привода пилы, а его вторичная обмотка подключена к потенциометру 3. скользящий контакт которрго и общая ширина через электронный ключ 4 подключены к цепи питания оптрона 5, его элемент подсветки подключен к генератору линейно-нарастающего напряжения 6, в последовательную цепь оптрона 5 включено сопротивление нагрузки 7, выход с которого через дифференцирующую цепь В (и 9) подключен к.входу триггера 10, выход триггера подключен к первому входу схемы 11 совпадения, а к ее второму входу подключен выход генератора 12 импульсов опорной частоты, выход схемы совпадения подключен к счетному входу счетчика 13, его сбросовая шина подключена к блоку 14 пуска, а

1831419

15

35

55 выход счетчика подключен к входу управления цифрового манипулятора 15, который непосредственно воздействует на электрический или гидравлический привод 16 подачи лесоматериалов, изменяя его скорость нэдвигания, герконное реле 17 и его контакты 18 и 19.

Устройство работае следующим образом.

Первоначально с помощью потенциометра 3 устанавливается напряжение питания регенеративной ц .пи оптрона 5, соответствующее тому или иному режиму пиления с предварительным учетом сопротивления резанию лесоматериалов. Затем нажимают кнопку запуска или включают автоматический запуск блока запуска 14, в результате чего импульсом запуска производится запуск генератора 6 линейно-нарастающего напряжения и начинается формирование линейно-нарастающего напряжения (фиг, За), которое приложено к элементу подсветки оптрона 5. Одновременно блок запуска 14 пусковым импульсом устанавливает триггер 10 в исходное состояние, в результате чего на его выходе формируется выходной импульс (эпюра, фиг.

Зг), обнуляет счетчик 13, открывает электронный ключ 4, тем самым подавая напряжение питания с вторичной обмотки трансформатора 2 тока, пропорциональное току нагрузки электродвигателя 1 привода пилы, э следовательно, и пропорциональное сопротивлению резанию, к последовательной цепи регенеративного оптрона 5. С ростом лнейно-нарастающего напряжения на элементе подсветки оптрона 5 происходит смещение точки максимума М вольт-амперной характеристики регенеративной цепи вниз (фиг. 16) и при достижении точки сопряжения М1(фиг, .1в) происходит срабатывание оптрона (нэпряжение срабатывания U

11. Таким образом, от момента запуска t = 0 до момента t срабатывания регенеративного оптрона 5 на выходе триггера 1 будет сформирован разрешающий импульс (фиг.

Зг), который открывает нэ этот период времени 0-t схему совпадения 11. Нэ второй вход схемы совпадения 11 поступают импульсы генератора 12 опорной частоты (фиг.

Зд). а на ее выходе формируются пакеты импульсов опорной частоты при разрешающем импульсе на выходе триггера 10, т.е. в момент времени от 0 до t, которые поступают на счетчик 13, считываются им и информация с счетчика в виде двоичного параллельного кода поступает на цифровой манипулятор 15, который непосредственно реализует цифровое управление приводом надвигания. При срабатывании триггера 10 по входу R от дифимпульса, сформированного при броске напряжения на сопротивлении 7 нагрузки оптрона 5, запирается электронный ключ 4 и последовательная цепь регенеративного оптрона 5 обеспечивается. т.е; устройство подготавливается к следующему циклу, который начинается с подачей пусковбго импульса в момент времени tz. Число импульсов опорной частоты, сформированное в пакете (фиг. 3e), служит для управления скоростью надвигания и определяется напряжением вторичной обмотки трансформатора 2 тока, которое однозначно определяется сопротивлением резанию, Действительно, с увеличением сопротивления резанию возрастает ток нагрузки электродвигателя 1, увеличивается напряжение вторичной обмотки трансформатора тока 2, что приведет к смещению линии нагрузки регенеративного оптрона

АВ (фиг. 1в) и определит точку сопряжения с вольт-амперной характеристикой оптрона при меньших значениях напряжения подсветки, т.е. увеличение сопротивления резанию уменьшает уровень напряжения срабатывания линейно-нарастающего напряжения, уменьшает интервал времени разрешающего импульса на выходе триггера 10 и уменьшает число импульсов, сформированных в пакете управления.

Устройство, реализованное по предлагаемому способу, позволяет.очень высоко поднять точность управления процессом пиления, а преобразование измеренной информации в цифровой код позволяет включить устройство в общую систему АСУ ТП, что определяет дальнейший уровень развития технологии, Формула изобретения

1, Способ регулирования скорости надвигания пилы при распиловке лесоматериалов, включающий формирование сигнала, пропорционального величине тока в одной иэ фаз питания электродвигателя привода пилы, и регулирование, по результатам сравнения этой величины с заданным пороговым значением, скорости надвигания пилы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, сформированный сиг1831419 нал сравнивают на нелинейной элементе с

il-характеристикой, пороговое значение срабатывания которого изменяют по периодическому линейно-нарастающему закону, формируют отрезок времени от начала появления линейно-нарастающепмигналв до момента срабатывания нелинейного элемента, после чего данный отрезок времени заполняют импульсами опорной частоты, а скорость надвигания пилы корректируют пропорционально числу импульсов заполнения в каждом интервале времени, 2. Устройство регулирования скорости надвигания пилы при распиловке лесоматериалов, содержащее привод подачи и трансформатор тока для включения в фазу питания электродвигателя пилы с резисторов нагрузки трансформатора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено генератором линейнонарастающего напряжения, регенера«ивным оптроном, электронным ключом, дифференцирующей цепью, триггером, схемой совпадения, счетчиком, цифровым манипулятором, генератором импульсов опорной частоты и блоком пуска, при этом выход генератора линейно-нарастающего напря5 жения подключен к элементу подсветки регенеративного оптрона, последовательная цепь которого посредством контактных элементов электронного ключа связана с выводами резистора нагрузки трансформатора и

10 посредством дифференцирующей цепи — с входом триггера, причем выход последнего подключен к одному из входов схемы совпадения и R-входу электронного ключа, а выход схемы совпадения посредством

15 последовательно связанных счетчика и цифрового манипулятора подсоединен к входу привода подачи, кроме того, выход генератора импульсов опорной частоты связан с вторым входом схемы совпадений, а выход

20 блока пуска подключен к соответствующим входам счетчика, генератора линейно-нарастающего напряжения и S-входу электронного ключа.

1831418

1831419

Редактор 3.Ходакова

Заказ 2537 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Я р

У ф д

Составитель В.Перминов

Техред М. Моргентал Корректор М.Керецман