Патент на изобретение № 18869 «Способ и устройство для определения геометрической формы сортимента»

Патентообладатель: Учреждение образования «Барановичский государственный университет»

Авторы: Калугин Юрий Константинович, Алифанов Александр Викторович, Федосов Николай Михайлович

ОПИСАНИЕ:

1. Устройство для определения геометрической формы сортимента, содержащее подвижную измерительную раму с боковыми стойками, на каждой боковой стойке с возможностью синхронного возвратно-поступательного движения установлен оптический датчик для сканирования поверхности сортимента, связанный с системой управления, при этом боковые стойки расположены под углом а к горизонтальной оси измерительной рамы, который определен из выражения:

где V_р – скорость движения подвижной измерительной рамы; V_д – скорость движения датчиков.

2. Способ определения геометрической формы сортимента устройством по п. 1, при котором устанавливают сортимент таким образом, чтобы его продольная ось совпадала с горизонтальной осью измерительной рамы, перемещают измерительную раму со скоростью Vр вдоль продольной оси сортимента и одновременно со скоростью Vд возвратно-поступательно перемещают вдоль боковых стоек датчики, передающие сигнал в систему управления, на основе полученных сигналов в системе управления формируют трехмерную модель, определяющую геометрическую форму сортимента.

Изобретение относится к деревообрабатывающему оборудованию и может быть использовано в последующем для базирования фанерных сортиментов в лущильных станках для получения наибольшего количества делового шпона.

Техническая задача, на решение которой направлено данное изобретение, — повышение точности измерений, уменьшение стоимости устройства для определения геометрической формы фанерных сортиментов.

Данная техническая задача решается тем, что устройство для определения геометрической формы сортимента содержит подвижную измерительную раму с боковыми стойками, на каждой боковой стойке с возможностью синхронного возвратно-поступательного движения установлен оптический датчик для сканирования поверхности сортимента, связанный с системой управления, при этом стойки расположены под углом а к горизонтальной оси измерительной рамы, который определен из выражения:

где V_р – скорость движения подвижной измерительной рамы; V_д – скорость движения датчиков.

Данная техническая задача решается способом определения геометрической формы сортимента этим устройством, при котором устанавливают сортимент таким образом, чтобы его продольная ось совпадала с горизонтальной осью измерительной рамы, перемещают измерительную раму со скоростью V_р вдоль продольной оси сортимента и одновременно со скоростью V_д возвратно-поступательно перемешают вдоль боковых стоек датчики, передающие сигнал в систему управления, на основе полученных сигналов в системе управления формируют трехмерную модель, определяющую геометрическую форму сортимента.

Данный способ позволяет с высокой точностью определять геометрическую форму сортимента, так как измерение координат поверхности выполняется при последовательном сканировании периферийной зоны поперечных сечений, расположенных перпендикулярно и под углом а к продольной оси сортимента.

Конструкция устройства, в котором датчики могут перемещаться вдоль боковых стоек подвижной измерительной рамы, позволяет уменьшить количество датчиков и, как следствие, стоимость предложенного устройства. Данные способ и устройство для определения геометрической формы фанерных сортиментов поясняются фигурами, где:

• на фиг. 1 представлен общий вид;
• на фиг. 2 представлена геометрическая базовая модель фанерного сортимента;
• на фиг. 3 представлена схема движения датчиков.

Устройство для определения геометрической формы сортимента 1 содержит подвижную измерительную раму 7 с боковыми стойками 6, на каждой боковой стойке с возможностью синхронного возвратно-поступательного движения установлен оптический датчик 2 для сканирования поверхности сортимента, связанный с системой управления 3, при этом стойки 6 расположены под углом а к горизонтальной оси измерительной рамы, который определен из выражения:

где V_р – скорость движения подвижной измерительной рамы; V_д – скорость движения датчиков.

Устройство для определения геометрической формы фанерных сортиментов 1 работает следующим образом. Датчики 2 совершают синхронные возвратно-поступательные движения вдоль наклонных боковых стоек 6 подвижной измерительной рамы 7. Причем, когда горизонтальные проекции векторов скоростей движения датчиков 2 — Vд, и подвижной рамы 6 — Vр, имеют одинаковое направление, то в систему управления 3 поступает сигнал, характеризующий перпендикулярное поперечное сечение 4 фанерного сортимента 1 в точке 9, совпадающей с началом движения датчика 2. При обратном движении датчика 2, когда горизонтальные проекции векторов скоростей движения Vд направлены противоположно, сигналы, поступающие от датчиков 2, будут описывать наклонное эллипсовидное сечение 5 фанерного сортимента 1.

Способ определения геометрической формы сортимента 1 этим устройством, при котором устанавливают сортимент таким образом, чтобы его продольная ось 8 совпадала с горизонтальной осью измерительной рамы 7, перемещают измерительную раму со скоростью V_р вдоль продольной оси сортимента 8 и одновременно со скоростью V_д возвратно-поступательно перемещают вдоль боковых стоек 6 датчики 2, передающие сигнал в систему управления 3, на основе полученных сигналов в системе управления формируют трехмерную модель, определяющую геометрическую форму сортимента.

Способ определения геометрической формы сортимента 1 осуществляется в ее сканировании датчиками 2, передающими сигналы в систему управления 3, где по этим сигналам формируется трехмерная геометрическая базовая модель, построенная на основе чередования перпендикулярных 4 и наклонных эллипсовидных 5 поперечных сечений фа­нерных сортиментов 1.

Такое чередование перпендикулярных сечений 4 с наклонными поперечными сечениями 5 позволит сформировать достаточно точную трехмерную геометрическую базовую модель фанерного сортимента 1, которая может быть использована для оптимизации последующей обработки сортиментов в станке, и уменьшит количество отходов до минимума.

Такое устройство для определения геометрической формы сортимента и способ определения геометрической формы сортимента этим устройством позволят выполнить достаточно точное измерение координат поверхности и сформировать трехмерную модель с помощью относительно недорогой конструкции, в которой используются всего два датчика.