Раскрой бревна онлайн. Программа оптимизации распила - SawsOptimization. Виды распила древесины

Для получения на выходе высокого процента пиломатериалов из круглых брёвен, применяют несколько разных технологий, включающих определённые циклы действий. По времени распиловка круглого леса и трудозатратность процесса бывает разной, в зависимости от выбранного метода обработки, места проведения работ, сезона. Так, некоторые предприятия строят цеха по первичной обработке сырья рядом с местом заготовок леса и экономят на этом.

В обработку идут не только стволы, но и большие ветки. Заготовки круглого леса сортируются по размерам и наличию коры. Стволы, не прошедшие сортировки, используются в дальнейшем для черновых работ (изготовления строительных лесов и др.). При приёмке сырья от поставщика проверяется не только кубатура, но и наличие повреждений, гнили, сучков – такие материалы не соответствуют техническим условиям. Изъяны древесины снижают на выходе процент готовой продукции, а сучки могут повредить оборудование.

Перед распиловкой часто проводится окорка стволов (удаление коры на специальном станке) – этот процесс необязателен, но считается экономичным:

• из-за отсутствия застрявших камушков и песка в коре пила сохраняется от преждевременного износа;
• повышается качество стружечного материала;
• некоторые предприятия не принимают в обработку горбыль с неокоренных брёвен;
• погрешность результатов при сортировке леса с помощью электроники снижается.

Типы раскройки леса

Прежде всего надо определиться с типом распила – их несколько. Тангенциальный – разрез идёт по касательной к годичным кольцам, поверхность получается с узорами в виде колец, арок. Доски, полученные таким способом, дешевле, но имеют высокие проценты усушки и разбухания.

Радиальный – разрез по радиусу, перпендикулярен годичным кольцам, рисунок равномерный, выход доски небольшой, но она отличается повышенным качеством и большей прочностью.

Рустикальный – проводится под любым углом, видны дефекты, сучки, заболонь и др.

Способы распила

Для каждого конкретного случая выбирается способ распила.

Вразвал – самый экономичный, почти без отходов, высокий процент готового леса. На выходе получаются необрезные доски и два горбыля.

С брусовкой – вначале получают двухкантный брус, необрезные доски, два горбыля. Затем брус распиливается перпендикулярно спилу на обрезные доски, по краям получаются две необрезные доски и два горбыля.

Секторный – вначале бревно распиливается на 4–8 секторов, а затем каждый из них на радиальные или тангенциальные материалы. Иногда в центре выпиливаются несколько необрезных досок.

Развально-сегментный – при таком распиле в центре ствола выпиливают две или несколько необрезных досок, а по бокам – из сегментов распиливаются обрезные односторонние доски.

Брусово-сегментный – похож на развально-сегментный, только в середине бревна выпиливается двухкантный брус, который затем распиливается на обрезные доски. Процент выхода пиломатериалов большой.

Круговой – после отпила одной или нескольких необрезных досок бревно поворачивается на 90 0 и отпиливаются следующие доски. Такой метод применяется, когда крупное бревно поражено в центре ядровой гнилью. С его помощью отделяется здоровая от низкокачественной древесины.

Агрегатный – с применением фрезерных инструментов и круглых пил одновременно с качественными пиломатериалами получают на выходе технологичную щепу (вместо горбылей и реек). Такая комплексная обработка леса позволяет рационально использовать сырьё и трудовые затраты. Получается безотходное производство готового пиломатериала.

Необходимый инструмент

Выбор инструментов зависит от количества планируемой готовой продукции, её качества и размеров изделий. Чаще всего распил выполняют циркулярной пилой. На определённых этапах производства требуется применение специальных станков.

Циркулярная пила выполняет точные надрезы в любых направлениях, прекрасно справляется с любыми размерами бревна, подходит для профессионального и домашнего использования.

Применяется для домашнего использования, когда надо заготовить небольшое количество пиломатериалов. Проще выполнить более трудную работу с помощью бензопилы, чем покупать дорогое оборудование. К ней понадобятся только специальная насадка, закрепитель для ствола и направляющие распила.

Станки для снятия коры. Они довольно дорогие, но при регулярном использовании на предприятии, где выполняются большие объёмы работ, быстро окупаемы. Их необязательно использовать, но желательно, потому что при этом можно получить ряд экономических преимуществ и удобств в производственном процессе.

А также понадобится:

• Дисковый станок – для получения из леса необрезных материалов на выходе.
• Ленточная пилорама даёт выход качественных пиломатериалов и низкий процент отходов.
• Рамная пилорама – не нуждается в фундаменте и её можно устанавливать прямо в местах лесозаготовок.
• Универсальные станки способны дать на выходе даже из низкосортной древесины качественный материал.

На предприятиях с массовым производством для получения сверхточных и качественных изделий устанавливаются целые комплексы современного оборудования, и распиловка леса проводится любой сложности.

Технологическая карта распиловки

Для подсчёта оптимального процента получения из бревна готовых пиломатериалов составляется карта распиловки леса. Эти расчёты можно сделать самостоятельно или воспользоваться специальной компьютерной программой. Такую информацию ещё можно получить в обычном справочнике, где собрана информация о проведении лесопильных работ.

Карта раскроя позволяет определить, сколько будет на выходе готовых изделий, какой процент отходов пойдёт на переработку. По этим данным, можно определить конечную стоимость продукции. Результат может во многом зависеть от породы леса. Существуют некоторые меры для увеличения процента выхода пиломатериалов.

Процент пиломатериала на выходе – это готовая для использования в работе, полезная древесина. Отходы – сырьё для получения плит МДФ, ДСП, ДВП. Эти объёмы будут зависеть от диаметра дерева, видов изготавливаемых изделий из цельной древесины, варианта пиления.

Процент из кругляка

Точный подсчёт каждого кубометра древесины – дорогого натурального сырья, важен на каждом деревообрабатывающем предприятии. Кубометры круглого леса подсчитывают несколькими способами.

По объёму транспорта. На каждый вид транспорта подсчитывается и устанавливается своя кубатура леса. Например, в вагоне вмещается 70,5 кубов круглой древесины. Тогда в трёх вагонах её будет 22,5 кубов. Такой метод подсчёта ускоряет приёмку сырья, особенно это важно при большом количестве поступившего груза. Но при этом существует большая погрешность в результатах подсчётов таким способом.

Расчёт по объёму одного ствола. Если вся лесозаготовка состоит из одинаковых по размеру лесоматериалов, то подсчитав объём одного, можно сосчитать их все и умножить на кубатуру одного. Такой способ более точный, но требует много времени и привлечения большего количества работников для приёмки груза.

Автоматизированные системы с измерительными рамками. Эти измерения дают более высокие проценты точности, чем проводимые людьми. Когда брёвна проходят через измерительную рамку, то учитываются все утолщения и кривизна ствола и даже сучки. При этом можно сразу и сортировать стволы.

Способ подсчёта путём умножения объёма на коэффициент. Измеряется высота, ширина, длина штабеля и умножается на коэффициент. Такой подсчёт быстрый, но с низким процентом точности. Применяется когда надо срочно определить количество кубометров.

Зависимость итогового процента выхода от технологии пиления

Чтобы увеличить выход готовых пиломатериалов, необходимо оптимизировать сам процесс распиловки. Особенно это касается работы с заготовками, имеющими кривизну, повреждения или другие изъяны:

• Сначала надо выбрать и запустить в производство только качественный лес.
• Затем выбрать стволы с повреждениями на торцах (гнилью, трещинами) и сделать отторцевание этих мест.
• При участке ствола с гнилой сердцевиной, надо его удалить, а оставшуюся древесину разрезать на пиломатериалы. Они будут короче, но лучшего качества.
• А также для получения высококачественной доски подходит метод кругового распила.
• Выше процент выхода при распиловке лесоматериалов с большим диаметром.

Выход также зависит от качества бревна, сорта древесины, используемого оборудования. Новое качественное, хорошо настроенное оборудование позволяет обрабатывать стволы почти без потерь.

Эффективность раскроя леса можно увеличить, если принимать заранее специальные меры. Для этого надо произвести точные расчёты с помощью цифровых программ. Если это делать вручную, то процент брака на выходе будет больше. Следует заранее учесть, что из хвойных пород леса получается больше процент на выходе пиломатериалов. Потому что стволы у них ровные, большие, менее подвержены гниению и поэтому почти без брака. Из лиственных большой объём часто выбраковывается.

Для рационального использования древесины лучше брать короткие брёвна. Но в отечественном производстве обычно для распиловки берут стволы длиной от 4 м и более. Из-за их кривизны на выходе получается большой процент брака.

Все фото из статьи

В этой статье мы расскажем о том, как выполняется раскрой бревна на ленточной пилораме. Кроме того, мы рассмотрим, каковы критерии подбора того или иного способа обработки древесины и как это влияет на характеристики готовых пиломатериалов.

Способы раскроя бревен для получения различных пиломатериалов разрабатывались и совершенствовались с давних пор, так как это единственная возможность получить из цельного ствола дерева обрезную доску, брус и прочие категории аналогичных изделий.

С давних пор по сей день способы обработки древесины эволюционировали, а кроме того, появилось новое более производительное оборудование, позволяющее получить необходимые пиломатериалы быстро и с минимальным количеством производственных отходов.

Особенности переработки древесины

Инструкция обработки сырья и получения пилопродукции состоит из целого ряда технологических операций, включая продольный раскрой бревен, торцовку пиломатериалов и обрезку по ширине, сортировку по типоразмерам, сортировку по качеству изготовления, сушку и складирование.

Каждый из перечисленных этапов важен с точки зрения качества готовой продукции. Но, именно раскрой является наиболее трудоёмким и ответственным этапом, в ходе которого формируются основные характеристики готовых пиломатериалов.

Составление плана раскроя бревен на пиломатериалы (выбор подходящего способа переработки) зависит от породы древесины, от типоразмеров сырья, от степени влажности, от плотности и твердости и от многих других факторов. Разумеется, способ переработки сырья в немалой степени определяется исходя из уровня технической оснащенности предприятия.

Рассмотрим, какое оборудование применяется для промышленной распиловки древесины и какие способы актуальны для каждой категории этого оборудования.

Оборудование для раскроя и особенности его применения

Для продольного раскроя бревен применяются следующие категории оборудования:

• Одиночные ленточные или круглые (циркулярные) пилы – традиционное решение, используемое с давних пор.
• Группа рамных пил — более прогрессивное решение, которое позволяет существенно повысить производительность переработки сырья без ущерба для качества готовой продукции.

Рассмотрим подробнее особенности применения перечисленных категорий оборудования.

1. Индивидуальная распиловка - это метод, при котором применяются одиночные пилы. В этом случае за один проход пилы удается получить только один рез. Поэтому древесный ствол целиком удается раскроить за несколько проходов.

Важно: Преимуществом индивидуальной распиловки является независимость каждого последующего реза от предыдущего.
То есть, распиловка может осуществляться в разных плоскостях.
В итоге появляется возможность более рационально использовать те или иные свойства разных частей бревна.

В то же время этот метод малопроизводителен, а потому не пригоден для применения в условиях крупных деревообрабатывающих предприятий.

1. Групповая распиловка - это технологический процесс, в ходе которого используется группа рамных пил.
   Преимуществом данного метода является то, что бревно разделывается полностью за один проход. За счет этого экономится время и, как следствие, удешевляется продукция. Но нужно помнить, что групповая распиловка выполняется в одной плоскости.
   На сегодняшний день наибольшее распространение получили следующие категории оборудования для групповой распиловки:

• узко-просветные вертикальные рамы, станки с круглыми пилами, фрезернопильные станки (диаметр перерабатываемого сырья от 14 до 22 см).
• средне-просветные вертикальные рамы (диаметр от 24 до 48 см)
• широко-просветные вертикальные рамы, двойные и четверные агрегаты ленточнопильного типа (диаметр перерабатываемого сырья свыше 50 см).

Для обработки бревен на ленточной пилораме необходимо придерживаться принятой технологии. Таким образом можно получить максимальное количество качественных материалов — досок и бруса. Но предварительно следует ознакомиться с основными правилами раскроя.

Виды распила древесины

На первом этапе из бревна формируется лафет. Для этого по двум его сторонам делают срезы. В некоторых случаях обработку выполняют с четырех сторон. Предварительно составляется карта ленточного распила заготовки, на которой указывают размеры компонентов.

Определяющим параметром при выборе схемы является направление обработки бревна. В частности — движение режущей кромки относительно годовых колец. Согласно этому формируются пиломатериалы различного качества, обладающие уникальным внешним видом. От этого зависит не только их эстетические качества, но и цена.

Различают следующие типы распилов:

• тангенциальный. Разрез выполняется по касательной относительно годовых колец. В результате этого на поверхности формируются продолговатые узоры в виде арок, колец;
• радиальный. Для его выполнения необходима перпендикулярная обработка по годовым кольцам. Особенностью является равномерный рисунок;
• поперечный. Обработка происходит поперек волокон, рисунок среза представляет собой ровный срез годовых колец;
• рустикальный. Может делаться под любым углом, содержит определенное количество сучков, заболонь или других аналогичных им дефектов.

Нередко в деревообрабатывающей промышленности используются отходы ленточной распиловки бревна — горбыль. С одной стороны ровная плоскость, а другая остается необработанной.

Для составления максимально точного раскроя рекомендуется использовать специальные программы. Они учитывают не только габариты исходного материала, но и породу древесины.

Распиловка на пилораме с вращением бревна на 180°

Для формирования максимального количества досок рекомендуется использовать технологию, при которой некоторые процессы ленточной обработки поворачиваются на 180°. Это позволяет добиться максимального количества пиломатериалов с различными типами распилов.

Принцип обработки заключается в выполнении первоначальных резов по краям бревна, находящиеся под углом 90° относительно друг друга. Они послужат основанием для дальнейшей ленточной резки. Работы осуществляются на оборудовании с вертикальным расположением режущих элементов. Диаметр ствола должен быть не менее 26 сантиметров.

Поэтапный порядок выполнения работ.

1. Обработка стороны со срезанной кромлевой частью. В результате этого получаются две доски.
2. Разворот заготовки на 90°. Рез выполняется с противоположной части. Количество изделий варьируется от 3 до 4.
3. Повторный разворот на 90°. Происходит обработка основной части исходного материала. В зависимости от планируемых может получиться 7-8 заготовок.

Несмотря на все свои положительные качества, этот метод имеет один существенный недостаток — низкая скорость производства. Его рекомендуется применять на оборудовании, в котором предусмотрен блок автоматического изменения положения бревна относительно режущей части станка.

Подробная схема чаще всего применяется для изготовления рустикальных досок, к которым предъявляются пониженные требования качества.

Распиловка на пилораме с вращением бревна на 90°

Для изготовления тангенциальных и радиальных досок рекомендуется применять другую методику. Она заключается в планомерной ленточной обработке бревна с одновременным анализом дефектов. Таким образом можно получить изделия требуемого качества.

После удаления сучьев заготовка помещается на подающую станину распиловочного станка. Затем необходимо выполнить следующие действия.

1. Удаление первичного горбыля. Выполняется до тех пор, пока ширина основания не составит 110-115 мм.
2. Съем необрезной доски толщиной около 28 мм.
3. Если количество дефектов на поверхности превышает требуемый уровень — выполняется разворот материала на 90°. При достаточно высоком качестве доски выполняется отрезание следующей.
4. Повторение операции.

Подобная методика применима для обрабатывающих установок, у которых одна режущая поверхность или есть функция временного демонтажа остальных.

При достаточно большом количестве дефектов можно не откладывать заготовку, а выполнить ее обработку методом разворота на 180°.

Вышеописанная методика ленточной обработки может быть применена для создания любых конфигураций деревянных изделий. Зачастую область сердцевины используют для формирования бруса, а остальные части — для изготовления досок. Но могут быть исключения — все зависит от требуемой формы заготовок.

На качество работы влияет текущее состояние пилорамы, уровень заточки пил и скорость обработки. Эти факторы обязательно необходимо учитывать перед началом производственного процесса. В случае необходимости выполняется профилактика или ремонт оборудования.

В видеоматериале показана методика распиловки бревен на самодельной ленточной пилораме:

Расчет оптимального распила бревна с помощью программы Excel. Для каждой лесопилки важно максимально минимизировать сырьевые отходы производства. От этого существенно зависит рентабельность производства строительного бревна.

Пример расчета распила строительных бревен в программе Excel

Программа для расчета распила бревна будет полезна малым предпринимателям готовым создать свой бизнес по производству оцилиндрованных бревен и стройки деревянных

На распил поступает некоторое количество бревен, длиной 10 метров каждая. Лесопилкой заключен контракт на поставку сырья из древесины в таком количестве:

• 100 бревен по 5 метров;
• 200 бревен по 4 метра;
• 300 бревен по 3 метра.

Каким будет оптимальное количество бревен, которые должны быть распилены для выполнения контрактных условий? Иными словами, как распилить доски с минимальным количеством отходов производства?



Решение задачи на распилы бревен

Для составления модели решения необходимо определить все возможные варианты распила бревна длинною по 10 метров каждое на 3-, 4- и 5-метровые отрезки с учетом длины отходов. Результатом таких расчетов является выявление 6 вариантов распила:

1. 2 бруса по 5м (0м отходов).
2. 2 бруса 5м + 4м (1м отходов).
3. 2 бруса 5м + 3м (2м отходов).
4. 3 бруса 3м + 3м + 4м (0м отходов).
5. 2 бруса по 4м (2м отходов).
6. 3 бруса по 3м (1м отходов).

По условию задачи X і распиливаются способом і. Тогда будет верна схема:

F = X 1 + X 2 + X 3 + X 4 + X 5 + X 6 => min

Можно составить такую систему:

Следующим шагом будет подготовка таблицы Microsoft Excel, которая будет содержать исходные условия задачи.

Для расчета левой части ограничения и целевой функции вводятся соответствующие формулы. Ячейки J3:J5 заполоните этими формулами:

А в ячейку B8 введите формулу: =СУММ(B7:G7).

Далее заполняется форма модулей «Поиск решения» и «Параметры поиска решения». Для этого перейдите на ячейку B8 и воспользуйтесь инструментом на вкладке «ДАННЫЕ»-«Анализ»-«Поиск решения». Если на этой вкладке у Вас отсутствует данный инструмент, тогда ознакомьтесь с инструкцией.