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

(я)5 В 27 В ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ТНО ОПИСАНК ПАТЕНТУ ЕИ ЕТЕН СКОРО- РАСПИВ И(46) 07,02,93. Бюл, М 571) Ухтинский индустриальный инстит(73) Ухтинский индустриальный инстит(56) Авторское свидетельство СССРК. 1685043, кл, В 27 В 5/24, 1989,54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯСТИ НАДВИГАНИЯ ПИЛЫ ПРИЛОВ КЕ ЛЕСОМАТЕРИАЛОт Изобретение относится к лесной про-мышленности,Известен способ регулирования скорости надвигания пилы при поперечной распиловке лесоматериалов, заключающийся в автоматическом вводе поправки на поперечный размер, например, бревен, измерении удельного сопротивления резания и корректирование скорости надвигания по величине отклонейия удельного сопротивления резанию от его значения в предыдущем случае.Недостатком известного способа является отсутствие возможности управления вдинамике, сложность его аппаратной реализации, а также сложность эксплуатации оборудования в связи с большим числом операций настройки, что затрудняет работу оператора, снижает производительность процессаИзвестен способ регулирования скорости надвигания пилы при поперечной распиловке лесоматериалов и устройство для его осуществления, включающее формироУСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Использование: средства деревообработки. Сущность изобретения: формируют сигнал, пропорциональный току в любой из фаз цепи питания электродвигателя привода пилы, после чего сравнивают данный сигнал с установленной величиной, По результатам сравнения, реализуемом на нелинейном элементе с лямбда-характеристикой, регулируют число оборотов привода подачи. 2 с.п.ф-лы, 2 ил. вание первого сигнала, пропорционального величине тока в одной из фаз питания электродвигателя привода дисковой пилы, и регулирование числа оборотов электродвигателя привода подачи лесоматериала, формирование второго сигнала, пропорционального величине тока в другой фазе питания электродвигателя привода дисковой пилы, после чего оба сигнала подают на инерционные цепи с разными постоянными времени и между соответствующими выходными сигналами формируют разностный сигнал, по величине которого корректируют число оборотов электродвигателя привода подачи лесоматериала.Способ реализует регулирование по производной и позволяет оптимизировать процесс пиления при резких динамических нагрузках. Однако, когда нагрузка нарастает плавно, т,е. длительность фронта формирования нагрузки, обусловленная ростом тока нагрузки электродвигателя привода велика, то выходной сигнал, который пропорционален производной фронта изменения, 17940093может оказаться равным нулю, что может группами задания ширины зоньэ регулиропривести к выходу электродвигателя из вания.строя. Таким образом, существенным недо- Изобретение иллюстрируется следую;статком рассмотренного способа и устрой- щими примерами, На фиг.1 а приведена схества, является исключение процесса 5 ма регенеративного оптрона, содержащаярегулирования при плавных измененияхто- регулируемый источник 1 напряжения алека нагрузки электродвигателя, что. сущест- мента подсветки (источник уставок), эле-.венно снижает надежность устройств, мент подсветки оптрона 2, фоторезистор 3,реализованных по данному способу. Кроме элемент 4 излучения положительной опти- .того, устройство сложно в эксплуатации в 10 ческой обратной связи, переменное сопро .связи с большим числом настроек. тивление нагрузки 5, источник питания 6Цель изобретения - повышение эффек- цепи. регенеративного оптрона. Известно,тивности процесса пиления путем увеличе- что оптрон с положительной оптической обния точности и надежности регулирования ратной связью имеет вольт-амперную хаскорости надвигания пилы при быстро ме рактеристику с ярко выраженнымняющихся и плавно изменяющихся нагруз- падающим участком, определяющим отриках, цательное динамическое сопротивлениеПоставленная цель достигается тем, что (3,4), Срабатывание оптрона; т,е. его опров способ регулирования скорости надвига- кидывание в неустойчивых точках вольт-ам-.ния пилы при распиловке лесоматериалов, 20 перной характеристики определяетсявключающем формирование сигнала, про- тремя факторами,порционального величине тока в одной из 1, Изменением напряжения на элеменфаз питания электродвигателя привода пи- те подсветки. В этомслучаепроисходит,сме-:.лы, операцию сравнения этого сигнала и щение точки максимума вольт-ампернойрегулирование числа оборотов электродви характеристики, определяющей уровень погателя. привода подачи, введена операция рога срабатывания оптрона. Вольт-ампер.сравнения сформированного сигнала с за- ные характеристики, приведенные наданной на нелинейном элементе с В-харак- фиг.1 б, определяются различным напряжетеристикой и при превышении заданного кием на элементе подсветки, при этом чемзначения напряжения увеличивают нагруз- З 0 больше. уровень этого напряжения, тем нику данного нелинейного элемента и умень- же уровень срабатывания оптрона, Точка М 1шают напряжение питания обмотки определяет минимальный уровень напрявозбукдения электродвигателя привода жения элемента подсветки, а точка Мз -подачи, в противном случае уменьшают на- максимальный. Таким образом, задавая тогрузку нелинейного элемента и одновре или иное напряжение на элементе 2 подменно увеличивают напряжение питания светкиспомощьюисточникауставок 1,мож-обмотки возбуждения электродвигателя но задавать тот или иной уровень порогапривода подачи, срабатывания регенеративного оптрона.Указанная цель достигается также и 2. Изменением напряжения питания истем, что в устройство для регулирования 40 точника 6 последовательной цепи регенераскорости подачи пилы, содержащее транс- тивного оптрона, Б этом случае линияформатор тока для включения в фазу пита- нагрузки, обусловленная .постоянным знания электродвигателя привода дисковой чением сопротивления 5, смещаетсяпаралгпилы, резистор нагрузки трансформатора. лельно самой себе под углом й, величинавведен регенеративный оптрон, последова-. 45 которого определяется сопротивлением нательная цепь которого с переменным сопро- грузки 5. При этом, чем больше напряжениетивлением нагрузки через надстроечный на элементе подсветки нужно иметь, чтобырезистор подключены к вторичной обмотке получить точку сопряжения М 1, определяютрансформатора тока, элемент подсветки щую опрокидывание оптрона для данногооптрона подключен к регулируемому источ сопротивления нагрузки, при котором токнику опорного напряжения уставок, выход скачком возрастает от значения 1 до значерегенеративного оптрона подключен через ния 2(фиг,1 в), Уменьшение напряжения исдифференцирующую цепь к электронному . точника б приводит к снижению уровняключу в цепи управления микродвигателя, линии нагрузки и при достижении положекоторый кинематически связан со скользя ния СР, когда происходит сопряжение лищим контактом переменного сопротивле- нии нагрузки со второй неустойчивой точкиния нагрузки регенеративного Оптрона и Мг происходит обратное срабатывание оптскользящим контактом потенциометра об- рона, при котором ток скачком уменьшаетсямотки возбуждения двигателя привода под- от значения з до значенияэ. Таким обраачи лесоматериала, а такЖе с контактными зом, изменение напряжения питания цепирегенеративного оптрона приводит к срабатыванию регенеративного оптрона, при котором ток в его цепи либо скачком возрастает либо скачком убывает,3, Изменение сопротивления 5 в цепи нагрузки регенеративного оптрона, Изменение сопротивления нагрузки приводит к изменению угла наклона нагрузочной прямой а (фиг.1 в). что изменяет положение точки сопряжения вольт-амперной характеристики регенеративного оптрона и нагрузочной прямой при постоянном напряжении на элементе подсветки и постоянном напряжении источника 6,В предлагаемом способе реализованы все три метода управления регенеративным оптроном. С помощью источника 1 (фиг,1 а) устанавливается то или иное напряжение уставки на элементе подсветки 2, которым определяется уровень порога срабатывания, т,е, точка максимума вольт-амперной характеристики (фиг,1 б), Этот уровень порога срабатывания, в определенной пропорции, определяет допустимый ток электродвигателя привода пилы, Напряжение вторичной обмотки трансформатора, пропорциональное току нагрузки электродвигателя привода пилы, подается на цепь питания регенеративного оптрона 3, 4 и 5, а его изменение, определяемое сопротивлением резания (нагрузкой) приводит к перемещению линии нагрузки (фиг.1 в). Предположим, в исходном состоянии линия нагрузки занимала положение ЕЕ, но при увеличенийсопротивления резанию, возрос ток электродвигателя привода пилы, что привело к увеличению напряжения в цепи питания регенеративного оптрона и перемещению линии нагрузки к положению, например АВ, при котором имеется неустойчивая точка сопряжения М 1, а это, в свою очередь, приведет к срабатыванию оптрона, т,е, броску тока в его цепи от значения 1 до 12 (фиг.1 в), который может быть использован для формирования сигнала управления электроприводом скорости подачи лесоматериала с одновременным увеличением сопротивления 5 нагрузки оптрона, Увеличение сопротивления 5 нагрузки приводит к выходу линии нагрузки из состояния сопряжения с вольт-амперной характеристикой за счет увеличения угла до а 1, что может быть использовано для окончания процесса управления уменьшением скорости подачи лесоматериала,При уменьшении сопротивления резанию линия нагрузки смещается вниз, так как ток потребления электродвигателя привода пилы уменьшается и может занять положение, например СО, при котором имеет место неустойчивая точка сопряжения М 2, наблюдается обратный бросок тока в сторону его уменьшения от значенияз до 1 л, который может быть использован для увеличения скорости подачи лесоматериала с одновременным уменьшением сопротивления нагрузки до значения угла ар, что приведет к выводу линии нагрузки из зоны сопряжения с неустойчивой точкой вольтампернбй характеристики и может быть использовано для остановки процесса управления скорости подачи лесоматериала, Таким образом, непосредственное управление уровнем порога срабатывания и самим срабатыванием регенеративного оптрона в зависимости от тока потребления электродвигателя привода пилы может быть использовано для регулирования скорости 20 подачи лесоматериала,Схема устройства, реализованного поописанному способу, представлена на фиг,2. Устройство для регулирования скорости надвигания пилы при распиловке лесо материалов содержит электродвигатель 1привода пилы, трансформатор тока 2, подстроечное сопротивление 3, оптрон 4, потенциометр 5 уставок, источник 6 опорного напряжения, емкость 7 и резистор 8 диффе ренцирующей цепи, электронный ключ 9,например ЯЯ триггер, микроэлектродвигатель управления 10, регулируемое сопротивление 11 нагрузки регенеративного оптрона, регулируемое сопротивление 12 35 источника 13, обмотки возбуждения 14 электродвигателя 15 привода надвигания пилы, контактные группы 16 задания ширины зоны регулирования.В фазу питания электродвигателя 1 40 включена первичная обмотка трансформатора 2 тока, его вторичная обмотка подключена к подстроечному сопротивлению 3.часть напряжения с которой подается на цепь питания регенеративного оптрона 4, 45 последовательно в цепькоторого включенорегулируемое сопротивление 11 нагрузки с контактной группой 16 задания ширины зоны регулирования, С регулируемого сопротивления 5 источника опорного напряжения 50 6 часть напряжения уставок подается на.элемент подсветки оптрона 4, Выход регенеративной цепи оптрона 4 подключен через дифференцирующую цепь, состоящую из конденсатора 7 и резистора 8 к входу 55 электронного ключа 9, например ЯЯ триггера, выход которого через управляющую контактную группу 16 подключен к цепи управления микроэлектродвигатель 10, Приводной вал двигателя 10 кинематически1794009 10 15 20 25 30 35 40 устройства в целом 50 связан со скользящим контактом регулируемых сопротивлений 11 и 12, а также с контактной группой 16. Регулируемое сопротивление 12 включено по схеме потенциометра к источнику напряжения 13, часть напряжения с которого подключена к обмотке возбуждения 14 электродвигателя привода 15 надвигания пилы,Устройство работает следующим образом.Перед началом работы задается уставка напряжения на элемент подсветки оптрона 4 с помощью потенциометра 5 уставок, скользящий контакт потенциометров 11 и 12 устанавливается в среднее положение, потенциаметром З.задается такое значение напряжения питания цепи регенеративного оптрона 4, чтобы линия нагрузки занимала среднее положение, т.е, практически совпадала бы с линией нагрузки ЕГ (фиг,1 в). При надвигании пилы с равномерной скоростью вследствие изменения сопротивления резанию возможно либо увеличение тока электродвигателяпилы, либо его уменьшение, При увеличении тока нагрузки электродвигателянапрякение вторичной обмотки трансформатора 2 возрастает, возрастает и часть напряжения, снимаемая с потенциометра 3, что приводит к смещению линии нагрузки. Если линия нагрузки займет положение АВ (фиг.1 в), то произойдет опрокидывание оптрона с броском тока от значениядо 2, Бросок тока дифференцируется цепью 7 и 8 и запускает первый триггер ключа 9 положительным перепадом импульса, с одновременной установкой в исходное положение второго триггера электронного ключа 9; На выходе первого триггера формируется сигнал управления микроэлектродвигателя 10, который приведет в движение ротор двигателя с одновремецным переме. щением скользящих контактов потенциометров 11 и 12, при этом сопротивление 11 будет увеличиваться и будет уменьшаться напряжение, снимаемое с части сопротивления 12, которое питает обмотку возбуждения электродвигателя 14 привода надвигания, а это приведет к уменьшению скорости надвигания и увеличение углалиФормула изобретения1. Способ регулирования скорости надвигания пилы при распиловке лесоматериалов, включающий формирование сигнала,пропорционального величине тока в одной из фаз питания электродвигателя привода пилы, сравнение этого сигнала с заданной величиной и регулирование числа обонии нагрузки, т.е. ее смещению вниз относительно неустойчивой точки М 1. При смещении скользящего контакта потенциометра 16 до контактной группы 16, установленной заранее в определенной зоне регулирования, происходит сброс первого триггера электронного ключа Я и останов микроэлектродвигателя 10. Скорость подачи при этом будет несколько меньше. При уменьшении сопротивления резанию ток нагрузки уменьшается, что может привести к смещению линии нагрузки к положению СО, При этом ток броском уменьшает значения от з до 4 бросок уменьшения тока формируется цепью 7 и 8 в отрицательный импульс, которым запускается второй триггер электронного ключа 9, при этом формируется реверсивный сигнал управления и микродвигатель 10 начинает вращаться в другую сторону, уменьшая сопротивление 11 и увеличивая напряжение на обмотке возбуждения 14, что приведет к повышению. скорости надвигания. Останов микродвигателя 10 произойдет по достижении установленной контактной группы 16, Однако останов двигателя 10 в срединном положении линии нагрузки можно производить и без контактной группы 16, используя для этого сброс триггера ключа 9 при смещении линии нагрузки из области неустойчивой точки М 1 или М 2 (фиг.1 в), Возникающий перепад напряжений при этом может быть использован для формирования импульса противоположной полярности, который и может быть использован для установа триг- . гера в исходное состояние.Таким образом, устройство, реализуемое по предложенному способу, отслекивает малейшие изменения сопротивления резанию и в зависимости от этого меняет скорость надвигания,.Способ и устройство позволяет отслеживать как быстро изменяющиеся моменты изменения сопротивления резанию, так и плавно изменяющиеся45 нагрузки, что позволяет существенно повысить надежность технологического процесса и повысить эффективность применения ротов электродвигателя привода подачи, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности, сравнение сформированного сигнала с заданной величиной осуществляют на нелинейном элементе с лямбда-характеристикой и при превышении заданного значения увеличивают нагрузку данного нелинейного элемента и уменьшают напряжение питания обмотки возбуждения электродвигателя привода подачи, в противном случае, уменьшают нагрузку нелинейного элемента и одновременно увеличивают напряжение питания обмотки возбуждения электродвигателя привода подачи.2, Устройство для регулирования скорости надвигания пилы при распиловке лесоматериалов, содержащее трансформатор тока для включения в фазу питания электродвигателя привода пилы, резистор нагрузки трансформатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности, оно снабжено регенеративным оптроном с источником опорного напряжения и нагрузочным резистором, дифференцирующей цепью, электронным ключом, микродвигателем, переменным сопротивлением .нагрузки регенеративного оптрона с контактнымигруппами задания ширины зоны регулирования и потенциометром обмотки возбуждения двигателя привода подачи, при этом выход резистора нагрузки трансформатора посредством цепи нагрузки регене рати в но го оптрона сообщен с дифференциальной цепью, выход которой связан с первым входом электронного ключа, нагрузкой последнего является микродвигатель, вал которого кинематически связан с движком переменного сопротивления нагрузки регенеративного оптрона и движком потенциометра обмотки возбуждения двигателя привода подачи, причем контактные группы .задания ширины зоны регулирования электрически связаны и подключены к второму входу электронного ключа,1794009 Составитель В. ПерминовРедактор С, Кулакова Техред М,Уоргентал Корректор О. Густ каз 520 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужго агарина, 101