Xây dựng mô hình hệ thống tự động xác định hình dạng, kích thước khúc gỗ trong dây chuyền xẻ gỗ tự động

Việc nghiên cứu hệ thống tự động đo, tính toán xác định hình dạng, kích thước khác gỗ là rất cần thiết nhằm nâng cao tỷ lệ thành khí trong công nghệ xẻ gỗ, hiện nay chưa có công trình ng

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Nếu nội dung nghiên cứu của tôi trùng lặp với bất kỳ công trình nghiên cứu nào đã công bố, tôi xin hoàn toàn chụi trách nhiệm và tuân thủ kết luận đánh giá luận văn của Hội đồng khoa học

Biên Hòa, ngày 15 tháng 5 năm 2017

Người cam đoan

Nguyễn Quang Vinh

LỜI CẢM ƠN

Nhân dịp hoàn thành luận văn này cho phép tôi được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới Thầy giáo hướng dẫn khoa học PGS.TS Dương Văn Tài,

đã dành rất nhiều thời gian chỉ bảo tận tình và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Trân trọng cảm ơn lãnh đạo nhà trường, phòng sau Đại học, khoa Cơ điện và Công trình trường Đại học Lâm nghiệp đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành nhiệm vụ học tập và nghiên cứu của mình

Trân trọng cảm ơn Ban giám đốc, phòng Khoa học công nghệ và hợp tác quốc tế Phân hiệu Trường Đại học Lâm nghiệp Miền Nam đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành nhiệm vụ học tập và nghiên cứu của mình

Trân trọng cảm ơn lãnh đạo Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Đồng Nai đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành khóa học và luận văn tốt nghiệp này

Trân trọng cảm ơn các Nhà khoa học, các bạn đồng nghiệp đã đóng góp nhiều ý kiến quý báu trong suốt quá trình làm và hoàn chỉnh luận văn

Biên Hòa, ngày 15 tháng 5 năm 2017

Tác giả luận văn

Nguyễn Quang Vinh

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC HÌNH vii

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 3

3 Phạm vi nghiên cứu 3

3.1 Thiết bị nghiên cứu 3

3.2 Đối tượng nghiên cứu 3

4 Nội dung nghiên cứu 3

4.1.Nghiên cứu lý thuyết: 3

4.2.Nghiên cứu thực nghiệm: 3

Chương 1 4

TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 Khái quát về tình hình chế biến gỗ ở Việt Nam 4

1.2 Khái quát về dây chuyền xẻ gỗ tự động 6

1.3 Tổng quan về các công trình nghiên cứu về dây chuyền xẻ gỗ tự động 11

1.3.1 Các công trình nghiên cứu ở nước ngoài 11

1.3.2 Các công trình nghiên cứu ở trong nước về dây chuyền xẻ gỗ tự động 13

1.4 Tổng quan các công trình nghiên cứu liên quan đến hệ thống tự động xác định hình dạng và kích thước khúc gỗ 15

Chương 2 17

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17

2.1 Đối tượng của quá trình đo 17

2.1.1 Nguyên liệu gỗ nhập khẩu 17

2.1.2 Nguyên liệu gỗ từ rừng trồng 18

2.2 Thiết bị nghiên cứu 19

2.3 Phương pháp nghiên cứu 19

2.4.1 Phương pháp thu thập vàxử lý thông tin 19

2.4.2 Phương pháp tham khảo ý kiến các chuyên gia 19

2.4.3 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 20

2.4.4 Phương pháp đồng dạng và mô phỏng 20

Chương 3 21

XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH HÌNH DẠNG VÀ KÍCH THƯỚC KHÚC GỖ TRONG 21

DÂY CHUYỀN XẺ GỖ TỰ ĐỘNG 21

3.1 Phân tích lựa chọn phương án quét hình dạng, kích thước mặt cắt ngang khúc gỗ 21

3.1.1 Phương án đo tiếp xúc 21

3.1.2 Phương án không tiếp xúc 23

3.1.3 Ứng dụng đo không tiếp xúc trong việc xác định kích thước vật thể 25

3.1.4 Lựa chọn hệ thống quét hình dạng, kích thước mặt cắt ngang khúc gỗ 33

3.2 Đề xuất phương án thiết kế hệ thống quét hình dạng, kích thước mặt cắt ngang khúc gỗ sử dụng tia Laser 34

3.2.1 Cơ sở xác định đường kính khúc gỗ 34

3.2.2 Đề xuất phương án xác định đường kính khúc gỗ 35

3.3 Xây dựng chương trình cho PLC để đo kích thước 44

3.3.1 Kết nối phần cứng PLC 44

3.3.2 Xây dựng lưu đồ thuật toán 48

3.4 Xây dựng cấu trúc truyền thông dữ liệu giữa máy tính và PLC 54

3.4.1 Khởi động chương trình truyền thông 55

3.4.2 Thiết lập truyền thông 55

3.4.3 Thiết lập cấu trúc vùng nhớ 58

3.5 Xây dựng giao diện giám sát và hiển thị dữ liệu 59

3.5.1 Thiết lập Module trong nghiên cứu 59

3.5.2 Xây dựng giao diện hiển thị cho Module - MAIN 61

3.5.4 Thiết kế, xây dựng giao diện cho Module - BÁO CÁO 65

Chương 4 66

NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 66

4.1 Mục đích của nghiên cứu thực nghiệm 66

4.2 Nội dung của nghiên cứu thực nghiệm 66

4.3 Kết quả thực nghiệm 66

4.3.1 Thiết bị thí nghiệm 66

4.3.2 Tổ chức thí nghiệm 67

4.3.3 Kết quả thí nghiệm 67

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70

1 Kết luận 70

2 Kiến nghị 70

TÀI LIỆU THAM KHẢO 1

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1: Bảng tóm tắt thông số của RS485 44Bảng 3.2: Các Module được thiết lập cho nghiên cứu 59Bảng 4.1 : Kết quả xác định đường kính xẻ 69

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Mô hình dây chuyền thiết bị xẻ gỗ tự động 7

Hình 1.2 Mô hình dây chuyền xẻ gỗ tự động đề tài đề xuất thiết kế chế tạo 7

Hình 1.3 Hệ thống rọc rìa trong dây chuyền xẻ gỗ tự động 10

Hình 1.4: Dây chuyền xẻ gỗ tự động do Italia chế tạo 12

Hình 2.1: Gỗ tròn nhập khẩu từ nước ngoài 17

Hình 2.2: Nguyên liệu gỗ tròn đưa vào xẻ từ gỗ rừng trồng 18

Hình 3.1: Kết cấu thước cặp dùng để đo bề mặt ngoài, bề mặt trong và chiều sâu 21 Hình 3.2: Kết cấu đầu dò đo đường kinh và xác định mặt cắt ngang vật thể [12] 22

Hình 3.3: Hệ thống Laser kiểm tra độ kín trong đóng gói sản phẩm 24

Hình 3.4: Hệ thống sensor E3Z-B của hãng Omron 24

Hình 3.5: Cảm biến E3S-CL, phát hiện miếng bánh trên dây chuyền 25

Hình 3.6: Sóng được phát và phản xạ lại từ vật 28

Hình 3.7:TOF tính theo biên độ lớn nhất của tín hiệu phản xạ để tăng độ chính xác 29 Hình 3.8: Nguyên lý đo chiều dày vật thể sử dụng tia laser 31

Hình 3.9:Bộ thu phát Laser IL-600 hãng Keyence 32

Hình 3.10:Bộ thu phát Laser Seri IG hãng Keyence 32

Hình 3.11: Dải đo của Laser Seri IG[22] 33

Hình 3.12: Nguyên lý đo đường kính vật thể tròn bằng sử dụng Laser 35

Hình 3.13: Nguyên lý đo đường kính vật thể tròn bằng Laser với việc lấy mẫu tín hiệu tốc độ chuyển động của vật 36

Hình 3.14: Cấu tạo hệ thống quét hình dạng, kích thước mặt cắt ngang khúc gỗ 36

Hình 3.15: Mặt cắt theo hình chiếu đứng 37

Hình 3.16: Mặt cắt theo hình chiếu cạnh 37

Hình 3.17: Mặt cắt ngang khúc gỗ 38

Hình 3.18:Hệ thống thu thập, xử lý và hiển thị dữ liệu 38

Hình 3.19: Bộ thu phát Laser LV-S71 39

Hình 3.20: Cấu tạo giá lắp và phụ kiện 40

Hình 3.21: PLC FX3G 24MR/ES-A 40

Hình 3.22: Màn hình hiển thị HMI-MT8102iE 42

Hình 3.23:Mức điện áp của RS-422 43

Hình 3.24: IC giao tiếp của chuẩn RS-422 43

Hình 3.25: Lưu đồ thuật toán chương trình chính 49

Hình 3.26: Lưu đồ thuật toán kiểm tra điều kiện đầu vào 50

Hình 3.27: Lưu đồ thuật toán tính bán kính khúc gỗ 51

Hình 3.28: Kết nối truyền thông giữa PC và PLC 54

Hình 3.29: Kết nối truyền thông giữa PC và PLC trong phòng thí nghiệm 54

Hình 3.30: Giao diện thiết lập truyền thông 55

Hình 3.31: Thiết lập Port truyền thông 55

Hình 3.32: Thiết lập thiết bị truyền thông 56

Hình 3.33: Thiết lập giao thức truyền thông 57

Hình 3.34: Kết quả sau khi thiết lập cấu trúc vùng nhớ 58

Hình 3.35: Kết quả thiết lập các Module 60

Hình 3.36: Giao diện lập bản đồ xẻ tối ưu 60

Hình 3.37: Giao diện lập bản đồ xẻ tối ưu 61

Hình 3.38: Panel hiển thị của Modul-MAIN 62

Hình 3.39: Thuật toán vẽ 3D mô phỏng biên dạng khúc gỗ 63

Hình 3.40: Thiết kế hiển thị cho điểm đo thứ nhất 64

Hình 3.41: Kết quả hiển thị cho các điểm đo 64

Hình 3.42: Bảng cơ sở dữ liệu về kích thước khúc gỗ được xây dựng 65

Hình 4.1: Thiết bị thí nghiệm 66

Hình 4.2: Quá trình thí nghiệm 67

Hình 4.3: Quá trình đo bằng hệ thống laser và kiểm tra bằng thước kẹp 68

Hình 4.4: Kết quả đo được hiển thị trên màn hình 69

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu

Việt Nam là nước có nền công nghiệp chế biến gỗ đang phát triển, năm 2016 tổng kim ngạch xuất khẩu gỗ và sản phẩm gỗ của Việt Nam đạt gần 7 tỷ USD, tăng 1,1% so với năm 2015, đứng thứ 7 trong nhóm các mặt hàng, ngành hàng xuất khẩu hàng đầu của Việt Nam.Trong đó, kim ngạch xuất khẩu sản phẩm từ gỗ đạt 5,12 tỷ USD, tăng 7,1% so với năm 2015, chiếm 73,6% tổng kim ngạch xuất khẩu gỗ và sản phẩm gỗ của toàn ngành trong năm 2016

- Xuất khẩu của khối doanh nghiệp FDI

Năm 2016, kim ngạch xuất khẩu G&SPG của các doanh nghiệp FDI đạt 3,3 tỷ USD, xấp xỉ năm ngoái, chiếm 47,36% tổng kim ngạch xuất khẩu G&SPG của cả nước (tỷ lệ này của năm 2015 là 47,84%).Trong đó, xuất khẩu sản phẩm gỗ đạt gần 3 tỷ USD, xấp xỉ năm 2015, chiếm 58,44% tổng kim ngạch xuất khẩu sản phẩm gỗ của

cả nước

- Thị trường xuất khẩu

Năm 2016, Hoa Kỳ tiếp tục là thị trường xuất khẩu G&SPG lớn nhất của Việt Nam, đạt trên 2,8 tỷ USD, tăng 6,93% so với năm 2015, chiếm tới 41% tổng kim ngạch xuất khẩu G&SPG của cả nước Tiếp đến là thị trường Trung Quốc, đạt trên 1 tỷ USD, tăng 3,82% so với năm 2015, chiếm 15% tổng kim ngạch xuất khẩu

Bên cạnh đó, xuất khẩu G&SPG sang thị trường Hàn Quốc, Anh và Australia tăng trưởng khá, với mức tăng lần lượt 16,06%; 6,97% và 7,6% so với năm 2015

Từ đó đã tạo ra hàng triệu việc làm cho xã hội, góp phần giải quyết lao động trong nông nghiệp và nông thôn

Hiện nay việc áp dụng cơ giới hóa trong chế biến lâm sản nói chung và trong sản xuất đồ mộc là rất cao, tỷ lệ áp dụng cơ giới hóa vào trong sản xuất đồ mộc ở một số cơ sở sản xuất đạt 90-95%, hầu hết các khâu sản xuất quan trọng, mặng nhọc điều đã áp dụng cơ giới hóa như khâu xẻ ván, xẻ thanh, khâu bào, đục mộng, đánh nhẵm, sơn phủ

Tuy nhiên việc áp dụng các thiết bị cơ giới hóa trong chế biến gỗ ở Việt Nam còn nhiều hạn chế, thiết bị có năng suất và chất lượng thấp tiêu tốn nhiều điện năng, tốn nhiều công lao động, nhiều thiết bị máy móc chưa phù hợp với đối tường

Năn 2016 Bộ khoa học và Công nghệ đã giao cho trường Đại học Lâm

nghiệp chủ trì đề tài cấp quốc gia về "Nghiên cứu thiết kế chế tạo dây chuyền thiết

bị xẻ gỗ tự động" nhằm nâng cao năng suất và chất lượng ván xẻ, nâng cao tỷ lệ

thành khí và giảm chi phí lao động

Trong dây chuyền xẻ gỗ tự động khâu đầu tiên rất quan trọng đó là phải xác định được hình dạng khích thước khúc gỗ trước khi đưa vào xẻ, các cây gỗ khác nhau có kích thước và hình dạng khác nhau do vậy mỗi cây gỗ trước khi đưa vào xẻ cần phải xác định hình dạng, độ thót ngọn, độ cong và đường kính thân cây

Trong công nghệ xẻ gỗ tự động thì trước khi tiến hành xẻ gỗ thì cần thiết phải lập bản đồ xẻ tối ưu, muốn lập bản đồ xẻ tối ưu được thì cần thiết phải xác định hình dạng và kích thước khúc gỗ đưa vào xẻ Hiện nay ở Việt Nam việc xác định hình dạng và kích thước khác gỗ chủ yếu bằng thước mét, đo bằng thủ công từng cây một, nên không đáp ứng được yêu cầu xẻ gỗ tự động, mặt khác các cây gỗ khác nhau có kích thước và hình dạng khác nhau do vậy mỗi cây gỗ trước khi đưa vào xẻ cần phải xác định hình dạng, độ thót ngọn, độ cong và đường kính thân cây Do vậy việc xác định hình dạng kích thước khúc gỗ phải được thực hiện bằng tự động hóa,

số liệu sau khi xác định được là đầu vào cho phần mềm tự động tính toán lập bản đồ

xẻ tối ưu

Việc nghiên cứu hệ thống tự động đo, tính toán xác định hình dạng, kích thước khác gỗ là rất cần thiết nhằm nâng cao tỷ lệ thành khí trong công nghệ xẻ gỗ, hiện nay chưa có công trình nghiên cứu vấn đề này được công bố ở Việt Nam

Xuất phát từ lý do nêu trên tác giả đã chọn và thực hiện đề tài: “Xây dựng

mô hình hệ thống tự động xác định hình dạng, kích thước khúc gỗ trong dây chuyền xẻ gỗ tự động”

2 Mục tiêu nghiên cứu

Xuất phát từ những lý do thực hiện đề tài đã nêu ở trên chúng tôi đặt mục tiêu nghiên cứu là:

Xây dựng được mô hình hệ thống tự động tính toán xác định hình dạng và kích thước khúc gỗ để làm cơ sở cho quá trình tự động tính toán lập bản đồ xẻ tối ưu

3 Phạm vi nghiên cứu

Do thời gian nghiên cứu có hạn, trong đề tài này chỉ giới hạn các nội dung sau:

3.1 Thiết bị nghiên cứu

Thiết bị nghiên cứu là hệ thống cấp liệu của dây chuyền xẻ gỗ tự động do đề tài cấp nhà nước thiết kế chế tạo

3.2 Đối tượng nghiên cứu

Khúc gỗ đầu vào cho quá trình xẻ tự động

4 Nội dung nghiên cứu

Với phạm vi nghiên cứu đã trình bày ở phần trên Để đạt được mục tiêu của đề tài chúng tôi tập trung giải quyết những nội dung sau:

4.1.Nghiên cứu lý thuyết:

Nội dung nghiên cứu lý thuyết cần giải quyết các vấn đề sau:

- Cơ sở lý thuyết đo vật thể bằng tia laser

- Xây dựng mô hình tính toán xác định hình dạng và kích thước khúc gỗ bằng tia laser

- Thiết lập chương trình tính toán xác định kích thược và hình dạng khúc gỗ

4.2.Nghiên cứu thực nghiệm:

Nghiên cứu thực nghiệm để xác định hình dạng kích thước khúc gỗ, từ kết quả nghiên cứu thực nghiệm để kiểm chứng mô hình lý thuyết

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Khái quát về tình hình chế biến gỗ ở Việt Nam

Trong những năm qua, ngành công nghiệp chế biến gỗ đã có bước phát triển vượt bậc, kim ngạch xuất khẩu hàng năm tăng 30-40%, đã đưa Việt Nam trở thành một trong những quốc gia xuất khẩu đồ gỗ hàng đầu trong khu vực và trên thế giới Lãnh đạo Hiệp hội Gỗ-Lâm sản Việt Nam (VFA) cho biết, năm 2000 cả nước mới chỉ có 741 doanh nghiệp chế biến gỗ lâm sản, đến nay tăng lên 3.934 doanh nghiệp Ngoài ra, cả nước còn có hơn 340 làng nghề với hàng vạn hộ gia đình, cơ sở chế biến gỗ Việt Nam đã hình thành một số trung tâm chế biến, xuất khẩu gỗ lớn như TPHCM, Bình Dương, Bình Định, Đồng Nai… Theo số liệu của Bộ Nông nghiệp

và Phát triển nông thôn thì các doanh nghiệp chế biến gỗ có quy mô đa phần là nhỏ Theo nguồn gốc vốn thì 5% số doanh nghiệp thuộc sở hữu Nhà nước, 95% còn lại là thuộc khu vực tư nhân, trong đó có 16% có vốn đầu tư nước ngoài (FDI) Về lao động, ngành công nghiệp chế biến gỗ chiếm khoảng từ 250.000 – 300.000 lao động Trong đó, 10% lao động có trình độ đại học trở lên; 45-50% lao động thường xuyên được đào tạo, còn lại 35 - 40% lao động giản đơn theo mùa vụ Mặc dù số lượng lao động trong ngành chế biến gỗ rất lớn nhưng đa số lao động chưa được đào tạo bài bản, hoạt động thiếu chuyên nghiệp Bên cạnh đó, sự phân công lao động chưa hợp

lý, giám sát, quản lý vẫn còn thiếu hiệu quả đang là những vẫn đề nổi cộm hiệm nay Năng suất lao động trong ngành chế biến gỗ ở Việt Nam còn thấp: Bằng 50% của Philippines, 40% năng suất lao động của Trung Quốc và chỉ bằng 20% năng suất lao động của Liên minh Châu Âu (EU) Với hiện trạng lao động như hiện tại, vấn đề đào tạo và bổ sung nguồn nhân lực có kỹ thuật cao, có khả năng sử dụng tốt các công nghệ hiện đại trong sản xuất là vấn đề đặc biệt quan trọng đối với ngành hàng chế biến gỗ Về công nghệ sản xuất, các doanh nghiệp gỗ Việt Nam hiện đang phân theo 4 cấp độ: nhóm các doanh nghiệp FDI và các doanh nghiệp lớn và vừa sản xuất sản phẩm xuất khẩu, nhóm các doanh nghiệp sản xuất ván nhân tạo, nhóm các doanh nghiệp chế biến đồ gỗ mỹ nghệ Nhìn chung trong thời gian qua các doanh

nghiệp chế biến gỗ đã có một số nỗ lực trong cải tiến công nghệ sử dụng trong chế biến gỗ Nhiều công nghệ mới, hiện đại như công nghệ xử lý biến tính gỗ, tạo các vật liệu composite gỗ cũng đã được đầu tư vào Việt Nam Tuy nhiên, những công nghệ này cần mức đầu tư tương đối lớn, vượt quá khả năng của doanh nghiệp Việt Nam

Năm 2015, xuất khẩu gỗ và sản phẩm thu về 6,9 tỷ USD, tăng 10,71% so với năm 2014 Dự kiến năm 2016, kim ngạch xuất khẩu gỗ và sản phẩm gỗ đạt 7,2-7,3

tỉ USD, tốc độ tăng trưởng khoảng 8-10% Là mặt hàng đứng thứ 7 trong bảng xếp hạng mặt hàng xuất khẩu của Việt Nam trong năm 2015 đạt kim ngạch trên 1 tỷ USD (7/24 mặt hàng), đã thu về 6,9 tỷ USD, tăng 10,71% so với năm 2014, theo số liệu thống kê sơ bộ của Tổng cục Hải quan Việt Nam

Mặt hàng gỗ và sản phẩm của Việt Nam đã có mặt tại 37 quốc gia trên thế giới và Hoa Kỳ, Nhật Bản, Trung Quốc là những mặt hàng xuất khẩu chủ lực của Việt Nam, trong đó Hoa Kỳ là thị trường đạt kim ngạch cao nhất 2,6 tỷ USD, chiếm 38,2% tổng kim ngạch, tăng 18,22% Đứng thứ hai là thị trường Nhật Bản, tăng 9,50% đạt trên 1 tỷ USD Tuy có vị trí thuận lợi trong việc giao thương hàng hóa nhưng xuất khẩu gỗ và sản phẩm gỗ sang Trung Quốc chỉ đứng thứ ba trong bảng xếp hạng, đạt 982,6 triệu USD, tăng 12,72% so với năm 2014

Nhìn chung, năm 2015, xuất khẩu gỗ và sản phẩm sang các thị trường đều có tốc độ tăng trưởng dương, số thị trường này chiếm 56,7%, trong đó xuất sang thị trường Thái Lan tăng trưởng mạnh vượt trội, tăng 49,3%, kế đến là thị trường Mehico tăng 36,79%, Saudi Arabia tăng 34,42% Ngược lại, số thị trường có tốc độ tăng trưởng âm chỉ chiếm 43,2% và xuất khẩu sang thị trường Séc, Áo, Thụy Sỹ giảm mạnh, giảm lần lượt 71,30%; 50,28% và 43,88% tương ứng với kim ngạch 745,5 nghìn USD; 1,4 triệu USD và 2,4 triệu USD Qua phân tích cho thấy, năm

2015, Việt Nam là quốc gia xuất khẩu đồ gỗ lớn thứ 4 trên thế giới, sau Trung Quốc, Đức, Italy

Theo nhận định của Hội Mỹ nghệ và chế biến gỗ TPHCM (HAWA), xuất khẩu gỗ và sản phẩm gỗ vượt trội hơn so với nhiều ngành hàng chủ lực khác Dự

kiến năm 2016, kim ngạch xuất khẩu gỗ và sản phẩm gỗ đạt 7,2-7,3 tỉ USD, tốc độ tăng trưởng khoảng 8-10%

Trong khi đó, với thị trường trong nước, đồ gỗ đã làm chủ được sân nhà Nếu như nhiều năm qua, ngành gỗ và thủ công mỹ nghệ tập trung xuất khẩu các sản phẩm chế biến sử dụng nhiều lao động, thì nay nhiều doanh nghiệp đã có nhận thức tạo giá trị gia tăng khác như đầu vào thiết kế phát triển sản phẩm, gia tăng hàm lượng công nghệ thiết bị-vật liệu trong chế biến, nâng cao kỹ năng quản lý, dịch vụ, bán hàng… Với nhiều tiềm năng và nỗ lực, ngành chế biến gỗ, lâm sản trở thành một trong những ngành có giá trị xuất khẩu hàng đầu Việt Nam

Đặc biệt, xuất khẩu gỗ sẽ rộng đường tăng trưởng hơn khi dự kiến cuối năm nay, Hiệp định Đối tác tự nguyện (VPA) về tăng cường thực thi luật lâm nghiệp, quản trị rừng và thương mại lâm sản (FLEGT) giữa Việt Nam và Liên minh châu

Âu (EU) sẽ hoàn tất đàm phán và ký kết Đây được đánh giá là cơ hội lớn cho ngành gỗ Việt Nam mở rộng và giữ vững thị trường xuất khẩu EU là thị trường rất tiềm năng cho sản phẩm gỗ của Việt Nam Tuy nhiên, để xuất khẩu gỗ sang thị trường này cần có những tiêu chuẩn khắt khe Trong đó, việc EU đưa ra dự thảo đầu tiên về chương trình hành động FLEGT là ví dụ điển hình Một trong những nội dung quan trọng nhất của chương trình này là ký kết VPA với các quốc gia đối tác xuất khẩu gỗ, sản phẩm gỗ vào EU Nhiều chuyên gia cũng nhận định, Việt Nam ký VPA với EU sẽ tăng niềm tin với các khách hàng Hoa Kỳ, Australia và Nhật Bản - những thị trường đã áp dụng các quy chế tương tự như EU về nguồn gốc gỗ hợp pháp Qua đó, góp phần mở rộng thị trường xuất khẩu quan trọng này cho ngành gỗ Việt Nam

1.2 Khái quát về dây chuyền xẻ gỗ tự động

a) Mô hình dây chuyền thiết bị xẻ gỗ tự động

Để tạo ra dây chuyền thiết bị xẻ gỗ tự động đạt năng suất và chất lượng cao, đề tài đề xuất thiết kế dây chuyền với các hệ thống như trong hình 1.1 và hình 1.2:

Hình 1.1 Mô hình dây chuyền thiết bị xẻ gỗ tự động

Hình 1.2 Mô hình dây chuyền xẻ gỗ tự động đề tài đề xuất thiết kế chế tạo

1- Đống gỗ tròn; 2- Hệ thống cấp liệu tự động ; 3- Hệ thống quét tia laser

4- Hệ thống xoay gỗ, vam kẹp gỗ; 5- Hệ thống cưa xẻ (cưa vòng đứng); 6- Hệ thống cưa rọc rìa, xẻ lại; 7- Đống ván xẻ thành phẩm; 8 - Hệ thống tự động xếp đống, phân loại; 9- Hệ thống tự động thu gom phế liệu, xử lý môi trường; 10- Cabin điều khiển dây chuyền

b) Thuyết minh mô hình dây chuyền xẻ gỗ tự động đề tài đề xuất thiết kế chế tạo

1) Hệ thống phân loại và cấp liệu tự động cho dây chuyền

Đề tài thiết kế hệ thống phân loại cấp liệu tự động với hệ thống quét hình dạng khúc gỗ, khúc gỗ được đưa vào băng truyền và di chuyển trên đó, hệ thống quét tia laser quét toàn bộ hình dạng và kích thước cây gỗ, với phần mềm scans 3D phát hiện khuyết tật, độ cong độ thót ngọn và gửi tín hiệu về bộ vi xử lý trung tâm,

bộ vi xử lý sẽ tự động phân loại cây gỗ

Sau khi cây gỗ được phân loại thì di chuyển trên băng chuyền và chờ sẵn ở

đó, khi nào gỗ trên băng chuyền nạp vào cho hệ thống xoay trở và vam kẹp thì gỗ ở

hệ thống cấp liệu di chuyển vào hệ thống băng chuyền để chờ sẵn ở đó Như vậy trên hệ thống cấp liệu, gỗ luôn chờ sẵn ở đó và tự động cấp liệu cho hệ thống xoay trở gỗ

2) Hệ thống tự động đưa gỗ vào bàn xoay trở gỗ

Gỗ tròn không đi trực tiếp từ hệ thống cấp liệu vào hệ thống vam kẹp được

mà phải qua hệ thống băng chuyền Hệ thống đưa gỗ này nhận gỗ từ hệ thống cấp liệu sau đó di chuyển dọc đến vị trí của vam kẹp, sử dụng hệ thống tay thủy lực đẩy

gỗ vào hệ thống vam kẹp, sau khi đưa gỗ vào hệ thống vam kẹp thì hệ thống này lại

di chuyển về vị trí để nhận gỗ từ hệ thống cấp liệu và chờ sẵn ở đó

3) Hệ thống tự động quét hình dạng, kích thước khúc gỗ

Khúc gỗ sau khi di chuyển trên hệ thống băng chuyền để chuẩn bị đưa vào bàn xoay trở và vam kẹp thì khúc gỗ được hệ thống quét hình dạng để xác định hình dạng và kích thước khúc gỗ, sau khi đã được quét, tín hiệu được truyền về hệ thống tính toán lập bản đồ xẻ tối ưu, bằng phần mềm chuyên dùng xác định được vị trí đặt khúc gỗ cần xẻ, sơ đồ mạch xẻ

4) Hệ thống tự động vam kẹp xoay gỗ và đẩy gỗ vào cưa

Hệ thống vam kẹp gỗ, xoay gỗ và di chuyển gỗ trong quá trình xẻ bao gồm các bộ phận sau:

- Bộ phận xoay trở gỗ để tìm vị trí xẻ tối ưu: cây gỗ sau khi được đưa lên bàn xoay trở và vam kẹp, được cánh tay thủy lực điều khiển bởi chương trình tự động tính toán xoay trở đến vị trí tối ưu, sau khi khúc gỗ đã xoay đến vị trí xác định thì cơ cấu tay thủy lực kẹp chặt khúc gỗ lại, chương trình tự động tính toán vị trí và lập bản

đồ xẻ tối ưu được nhận tín hiệu từ hệ thống quét

- Bộ phận vam kẹp có nhiệm vụ giữ cho khúc gỗ cố định với xe gòng trong quá trình xẻ

- Bộ phận di chuyển gỗ theo chiều dọc khúc gỗ: để quá trình xẻ được thực hiện thì khúc gỗ phải di chuyển vào lưỡi cưa theo chiều dọc khúc gỗ, quá trình di chuyển được thực hiện trên xe gòng, xe gòng có nhiệm vụ di chuyển cây gỗ vào lưỡi cưa, sau đó lùi cây gỗ lại vị trí ban đầu để xẻ mạch tiếp theo, xe gòng di chuyển được bằng tời kéo Quá trình di chuyển xe gòng được điều khiển tự động

- Bộ phận di chuyển theo chiều ngang khúc gỗ: sau khi xẻ xong một mạch xẻ khúc gỗ phải được đẩy vào phía trong lưỡi cưa vào để tạo ra mạch xẻ tiếp theo, cơ cấu đẩy được thực hiện bằng động cơ servo với cơ cấu vít me đai ốc, hành trình đẩy chính bằng chiều dầy tấm ván cần xẻ, quá trình đẩy được lập trình và điều khiển tự động

5) Hệ thống tự động xẻ gỗ

Hệ thống xẻ gỗ được đề tài thiết kế chế tạo là cưa vòng đứng, cưa vòng đứng được lắp cố định có hệ thống cân bằng và giảm rung động, để nâng cao chất lượng sản phẩm cưa vòng đứng được thiết kế có cơ cấu chống dao động cửa lưỡi cưa, hệ thống cưa xẻ bao gồm các bộ phận sau: khung cưa, bánh đà, lưỡi cưa, cơ cấu căng lưỡi cưa tự động, cơ cấu dẫn hướng lưỡi cưa để chống dao động của lưỡi cưa khi cắt

6) Hệ thống tự động rọc rìa

Ván xẻ sau khi xẻ xong ở cưa vòng đứng được hệ thống băng chuyền di chuyển đưa vào hệ thống rọc rìa nếu xẻ suốt hoặc xẻ thanh tùy theo công nghệ xẻ và yêu cầu kích thước sản phẩm xẻ Hệ thống rọc rìa được thực hiện bằng cưa đĩa, để

đẩy gỗ vào cưa đĩa đề tài thiết kế đẩy bằng ru lô, tấm ván sau khi rọc rìa xong được cánh tay bốc xếp thành đống, thanh gỗ sau khi xẻ được hệ thống phân loại và xếp thành đống

Hình 1.3 Hệ thống rọc rìa trong dây chuyền xẻ gỗ tự động

7) Hệ thống tự động xếp đống sản phẩm

Ván xẻ sau khi đã được rọc rìa hoàn chỉnh được cơ cấu bốc xếp thành đống,

cơ cấu bốc được đề tài thiết kế với nguyên lý hút chân không, tấm ván bán chặt vào tay bốc bằng áp lực chân không, sau đó cơ cấu bốc đưa gỗ lên trên và di chuyển ngang và dọc đến vị trí để xếp thành đống Sử dụng xe nâng hàng để di chuyển đống sản phẩm đến kho chứa hoặc đưa đi sấy hoặc đưa đi gia công các công đoạn tiếp theo

8) Hệ thống ca bin điều khiển

Để điều khiển toàn bộ quá trình hoạt động của dây chuyền cần một công nhân điều khiển ngồi tại cabin, trong cabin có bàn điều khiển gồm các nút ấn, màn hình, bàn phím, người điều khiển hoàn toàn có thể thay đổi kích thước ván xẻ và công nghệ xẻ (xẻ suốt hay xẻ hộp)

9) Hệ thống điều khiển trung tâm cho toàn bộ quá trình tự động hóa dây chuyền

Hệ thống điều khiển của dây chuyền được phân thành hai tầng: tầng thứ nhất

là bộ giám sát, điều khiển trung tâm, tầng thứ hai là các mô đun điều khiển thứ cấp bao gồm: mô đun điều khiển hệ thống cấp liệu, mô đun tính toán lập bản đồ xẻ tối

ưu, mô đun điều khiển xoay trở gỗ, mô đun di chuyển xe gòng theo chiều dọc, mô

đun di chuyển gỗ theo chiều ngang (chiều dầy tấm ván), mô đun điều khiển hệ thống xẻ lại, mô đun điều khiển cánh tay bốc Chương trình điều khiển của từng bộ điều khiển thứ cấp được lập trình và nạp vào bộ nhớ của các bộ điều khiển Chương trình quản lý giám sát được nạp vào bộ nhớ của hệ thống điều khiển trung tâm để điều khiển toàn bộ hoạt động của dây chuyền Tùy thuộc vào quy trình công nghệ mong muốn mà người dùng lựa chọn chương trình điều khiển hoặc thiết lập các thông số tương ứng Hệ thống điều khiển giám sát trung tâm sẽ dựa trên các thiết lập này để gửi tín hiệu điều khiển phù hợp tới các hệ thống điều khiển thứ cấp để vận hành dây chuyền nhằm đạt được yêu cầu mong muốn

10) Hệ thống tự động thu gom phế liệu và xử lý môi trường

Toàn bộ phế liệu, bìa bắp sau khi xẻ được hệ thống thu lại một nơi, phế liệu

có thể đưa đến hệ thống băm dăm để sản xuất bột giấy hoặc sản xuất ván nhân tạo hoặc làm nhiên liệu, toàn bộ mùn cưa được thu gom lại để làm nhiên liệu Đề tài sử dụng quạt hút kết hợp xyclon để hút và thu gom mùn cưa và bụi trong quá trình xẻ Với dây chuyền thiết bị xẻ gỗ tự động được nghiên cứu, thiết kế chế tạo đã nêu ở trên đã khắc phục được những tồn tại mà các thiết bị xẻ gỗ đang sử dụng, đáp ứng được mục tiêu của đề tài đặt ra, dây chuyền hoàn toàn được điều khiển tự động, dây chuyền sử dụng hệ thống quét tia laser (scans 3D) để tự động xoay trở gỗ và tự động tính toán lập bản đồ xẻ tối ưu, sau đó sử dụng chương trình xẻ tự động theo bản đồ xẻ tối ưu, với công nghệ sử dụng quét tia laser và phầm mềm xẻ tối ưu đây

là công nghệ mới và tiên tiến nhất trong dây chuyền xẻ tự động hiện nay

1.3 Tổng quan về các công trình nghiên cứu về dây chuyền xẻ gỗ tự động

1.3.1 Các công trình nghiên cứu ở nước ngoài

Gỗ và các sản phẩm từ gỗ đã xuất hiện và gắn liền với cuộc sống của con người

từ lâu đời Tuy nhiên chế biến gỗ chỉ thực sự trở thành một ngành công nghiệp từ khoảng hơn 100 năm trở lại đây với sự ứng dụng của các máy móc cơ giới trong quá trình chế biến gỗ Từ đầu thế kỷ 19 khâu xẻ gỗ, một trong những khâu nặng nhọc trong ngành công nghiệp chế biến gỗ đã được áp dụng cơ giới hóa Thiết bị xẻ

gỗ được áp dụng là cưa sọc, cưa vòng đẩy Tuy nhiên, việc đưa gỗ lên bệ, đẩy gỗ đi vào lưỡi cưa được thực hiện bằng thủ công, nên các thiết bị này cho năng suất và chất lượng mạch xẻ thấp Con người vẫn phải tham gia vào phần lớn các công đoạn của quá trình chế biến Do vậy việc tự động hóa dây truyền xẻ gỗ để giảm sức lao

động của con người, nâng cao chất lượng mạch xẻ gỗ, tăng tỉ lệ thành khí sau xẻ là một trong những yêu cầu mang tính chất cấp bách cần đặt ra

Đầu thế kỷ 21, thiết bị cưa xẻ gỗ đã được tự động hóa trong các khâu như: khâu tiếp liệu (tự động đưa gỗ lên bằng tải, tự động vam kẹp gỗ), tự động lập bản đồ xẻ tối

ưu, tự động trong quá trình xẻ, tự động lấy gỗ ra vv, đều được tính toán lập trình tự động hóa theo chương trình Ưu điểm nổi bật của thiết bị xẻ gỗ tự động là: năng suất

xẻ cao, chất lượng sản phẩm cao, giảm công lao động, tỷ lệ thành phẩm cao

Hiện nay tại các nhà máy chế biến gỗ ở một số nước phát triển như Đức, Italia, Nhật Bản đều sử dụng dây chuyền thiết bị xẻ gỗ tự động, hình 1.5 mô tả dây chuyền

xẻ gỗ tự động do Italia chế tạo

Trên thế giới có nhiều công trình nghiên cứu về thiết bị xẻ gỗ, một số công trình nghiên cứu về quá trình cắt gọt gỗ được giới thiệu trong [3, 4], tài liệu [5, 6] giới thiệu về một số công trình nghiên cứu về tính toán thiết kế các máy gia công gỗ trong đó có thiết bị xẻ gỗ, tài liệu [7, 8] nói về việc nghiên cứu tự động hóa trong các máy gia công gỗ

Tuy nhiên, vì lý do bản quyền các công trình nghiên cứu thiết kế và chế tạo dây chuyền thiết bị xẻ gỗ tự động cũng như các dây chuyền xẻ gỗ tự động đã được chế tạo của nước ngoài chưa được công bố một toàn diện, rông rãi

Hình I.1: Dây chuyền thiết bị xẻ gỗ tự động do Italia chế tạo

Hình 1.4: Dây chuyền xẻ gỗ tự động do Italia chế tạo

Từ năm 1990 đến nay thiết bị cưa xẻ gỗ đã được nghiên cứu và hoàn thiện, đặc biệt là trong những năm gần đây hệ thống cưa xẻ gỗ đã được tự động hóa kết hợp với hệ thống quét tia laser để phân loại gỗ và lập bản đồ xẻ tối ưu, quá trình xẻ và lấy gỗ ra đều được tính toán lập trình tự động hóa theo chương trình Ưu điểm nổi bật của thiết bị xẻ gỗ tự động là: năng suất xẻ cao, chất lượng sản phẩm cao, giảm công lao động, tỷ lệ thành phẩm cao

Hiện nay với sự phát triển của khoa học công nghệ, những tiến bộ trong cơ giới hóa và tự động hóa đã từng bước được các nhà sản xuất tích hợp vào trong thiết bị cưa vòng, đặc biệt là hệ thống cưa vòng đứng như sử dụng hệ thống thủy lực và động cơ servo trong các cơ cấu chuyển động, ứng dụng công nghệ laser, lập trình và điều khiển tự động, nhằm nâng cao năng suất, tăng tỷ lệ lợi dụng và tạo ra ván xẻ có chất lượng tốt hơn (Andreas Malmer, 2011), [4]

Theo các tài liệu [5]; [6], hiện nay tại các nhà máy chế biến gỗ ở một số nước phát triển như Đức, Italia, Nhật Bản đều sử dụng dây chuyền thiết bị xẻ gỗ tự động, trên thực tế có nhiều công ty, hãng chế tạo dây chuyền xẻ gỗ tự động, diển hình là dây chuyền xẻ gỗ tự động nhãn hiệu: Moehringer

Trên thế giới có nhiều công trình nghiên cứu về thiết bị xẻ gỗ, một số công trình nghiên cứu về quá trình cắt gọt [7]; [8], một số công trình nghiên cứu về tính toán thiết kế các máy gia công gỗ trong đó có thiết bị xẻ gỗ [9]; [10]; một số công trình nghiên cứu về tự động hóa trong các máy gia công gỗ [12]; [13 Các công trình công bố chủ yếu tập trung vào nguyên lý tính toán thiết kế, chưa có công trình nào công bố toàn diện tính toán thiết kế và chế tạo dây chuyền thiết bị xẻ gỗ tự động, nhưng trong thực tế hiện nay có rất nhiều dây chuyền xẻ gỗ tự động đã được một số nước phát triển chế tạo và sử dụng

Tóm lại: dây chuyền thiết bị xẻ gỗ tự động đã được các nước phát triển nghiên

cứu và thiết kế chế tạo đưa vào sử dụng trong sản xuất, do bản quyền nên các công trình chưa được công bố rộng rãi

1.3.2 Các công trình nghiên cứu ở trong nước về dây chuyền xẻ gỗ tự động

Hiện nay ở Việt Nam 95% quá trình xẻ gỗ tròn ra gỗ ván được thực hiện bằng cưa vòng nằm và cưa vòng đứng

Loại cưa vòng nằm hiện đang được sử dụng ở Việt Nam có ưu điểm là đơn giản, vốn đầu tư thấp, song loại cưa này có nhiều nhược điểm là lao động nặng nhọc (đưa gỗ lên đà kê, đẩy cưa đều bằng thủ công), năng suất xẻ thấp, nếu xẻ gỗ nhỏ rừng trồng đạt khoảng 2-2,5m3/ca gỗ thành phẩm, nếu xẻ gỗ nhập khẩu đạt 3-4

m3/ca ván thành phẩm Một tồn tại nữa của xẻ gỗ bằng cưa vòng nằm là độ mấp mô

bề mặt tấm ván xẻ lớn, độ lượn sóng của tấm ván xẻ cao, từ đó tỷ lệ lợi dụng gỗ thấp (độ dư gia công lớn), chiều rộng mạch xẻ lớn (gỗ biến thành mùn cưa nhiều) Hiện nay ở Việt Nam một số công ty cơ khí đã cải tiến cưa vanh thành cưa vòng đứng để xẻ gỗ nhỏ rừng trồng, thiết bị có vốn đầu tư thấp khoảng 40 triệu đồng/máy Hoạt động của loại cưa vòng đứng này là gỗ tròn phải cắt thành khúc ngắn từ 0,5- 1,2m, sau đó người công nhân phải đưa khúc gỗ lên mặt bàn xẻ sau đó dùng tay đẩy khúc gỗ vào lưỡi cưa, người thứ 2 bên đối diện kéo khúc gỗ, như vậy

để xẻ được thì phải 2 công nhân Loại cưa cải tiến này phù hợp với xẻ từ gỗ ván ra

gỗ thanh Nếu xẻ từ gỗ tròn ra gỗ thanh thì năng suất đạt khoảng 0,1m3/h gỗ thanh vàsử dụng 3 lao động Tồn lại lớn nhất của loại thiết bị này là công nhân lao động rất nặng nhọc, hay xẩy ra tai nạn lao động, tuy nhiên loại cưa vòng đứng cải tiến này khi xẻ gỗ nhỏ cho năng suất và tỷ lệ thành khí cao hơn cưa vòng nằm

Tuy nhiên, theo báo cáo của dự án CARD, cuộc điều tra, khảo sát ngành chế biến gỗ được tiến hành ở ba miền Bắc, Trung, Nam đã chỉ ra rằng, tỷ lệ thành khí sau xẻ của Việt Nam mới chỉ đạt quanh mức 50% (cụ thể là 53%, 50% và 53% tương ứng cho các miền Bắc, Trung và Nam) Chất lượng thành khí còn hạn chế là

do phụ thuộc quá nhiều vào thủ công, trong đó phụ thuộc lớn vào tay nghề và kinh nghiệm của người công nhân lao động thủ công trong quá trình xẻ Do vậy, để nâng cao hơn nữa chất tỷ lệ thành khí và chất lượng mạch xẻ, cần phải tiến hành nghiên cứu tự động hóa trong xẻ

Năm 2002 Bộ khoa học và Công nghệ đã giao cho Trường Đại học Lâm nghiệp

thực hiện đề tài cấp nhà nước " Nghiên cứu công nghệ và thiết kế chế tạo dây chuyền thiết bị sản xuất ván nhân tạo từ gỗ nhỏ rừng trồng" mã số KC07.10 [10], Kết quả

của đề tài đã thiết kế chế tạo được dây chuyền thiết bị sản xuất ván nhân tạo, dậy chuyền sản xuất ván ghép thanh, đề tài chưa đề cấp đến thiết bị xẻ

Năm 2009 với sự tài trợ của Ngân hàng thế giới (World bank) trong dự án mức B

về "Nâng cao năng lực đào tạo chuyên ngành chế biến lâm sản", PGS.TS.Vũ Khắc

Bẩy và các công sự Trường Đại học Lâm nghiệp đã nghiên cứu đề tài " Xây dựng phần mềm tính toán lập bản đồ xẻ tối ưu", kết quả của đề tài đã xây dựng được phần

mềm tính toán lập bản đồ xẻ tối ưu, hạn chế của đề tài là nhập số liệu vào chương trình bằng thủ công, công trình trên chưa đề cập đến tự động tính toán lập bản đồ xẻ tối ưu

Các đề tài thuộc Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn cũng chỉ tập trung vào công nghệ chế biến gỗ, biến tính gỗ, chưa có đề tài cấp bộ về thiết bị cưa xẻ gỗ tự động

Tóm lại, chế biến gỗ là ngành công nghiệp phát triển ở Việt Nam, có hàng ngàn nhà máy chế biến gỗ với hàng triệu lao động, trong khi đó các công trình nghiên cứu về thiết bị xẻ gỗ tự động còn rất hạn chế

1.4 Tổng quan các công trình nghiên cứu liên quan đến hệ thống tự động xác định hình dạng và kích thước khúc gỗ

Tác giả Patrik purser M.Agr.Sc trong công trình: [17] đã đưa ra hướng dẫn

đo lường gỗ, các thủ tục tiêu chuẩn để đo gỗ tròn cho mục đích bán ở Ai Len, chưa

đề cập đến thiết bị đo

Tác giả Vincenzo Piuri và Fabio Scotti trong công trình:[20] đã thiết kế hệ thống phân loại gỗ tự động bằng cách sử dụng quang phổ huỳnh quang, công trình trên đề cập đến phận loại theo màu sắc và khuyết tật gỗ, chưa xác định hình dạng và kích thước gỗ tròn

Tác giả Richard W.Conners, Charles W.Mcmillin, Kingyao Lin, và Ramon

E Vasquez-espinosa trong công trình [22] đã xác định các khiếm khuyết bề mặt trong gỗ trong hệ thống chế biến gỗ tự động bằng tia laser

Tác giả Chen J, Wang X, Cao J trong công trình [24] đã đề cập đến phát triển bộ cảm biến CCD CCD tốc độ cao để sử dụng trong chế biến gỗ

Tác giả Wen X, Zhou Y F, Mu H H [26], đã công bố thuật toán để bù đắp lỗi hình học trong phép đo giao thoáng laser sử dụng trong thiết kế & Sản xuất Máy móc

Công trình [27] của tác giả Li X F, Yao W, Zhao X H, đã công bố kết quả hiệu chuẩn chung của hệ thống đo đa cảm biến ứng dụng trong đo lường gỗ

Tác giả Li Bing, Sun Bin, Chen Lei, Wei Xiang [18], đã công bố kết quả ứng dụng cảm biến chuyển vị laser để đo bề mặt tự do

Tác giả Xie Z X, Zhang H J, Zhang G X trong công trình [25], đã công bố các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác đo của máy dò tam giác laser và các phương pháp bù

Tác giả Luo L Q trong công trình [17] đã nghiên cứu về tối ưu hóa tam giác laze trên thiết bị

Công trình [21] đã nghiên cứu phân tích lỗi trong phép đo laser tam giác và phương pháp nâng cao độ chính xác

Tác giả Song K C, Zhang G X trong công trình [28] đã Nghiên cứu đặc tính của đầu dò quét tam giác laser

Tác giả Saar, O Martens [32], đã công bố kết quả nghiên cứu về Máy quét laze dựa trên DSP

Tóm lại: Đã có một số công trình ứng dụng tia laser trong dây chuyền xẻ gỗ

tự động, nhưng chưa có công trình nghiên cứu xác định hình dạng và kích thước khúc gỗ

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng của quá trình đo

Đối tượng của quá trình đo là các khúc gỗ khác nhau đưa vào hệ thống xẻ đặc điểm của các khúc gỗ khác nhau có kích thước và hình dạng khác nhau, độ cong, độ thoát ngọn khác nhau, từ đó sơ đồ bản đồ xẻ cũng khác nhau Theo điều tra khảo sát đối tượng đầu vào của dây chuyền xẻ gỗ tự động bao gồm một số loại gỗ như sau:

2.1.1 Nguyên liệu gỗ nhập khẩu

Ở Việt Nam hàng năm nhập khẩu khoảng 5 triệu m3 gỗ phục vụ cho nhu cầu chế biến gỗ xuất khẩu và tiêu dùng nội địa, trong đó khoảng 3 triệu m3 gỗ tròn và 2 triệu m3 gỗ xẻ một số loại gỗ nhập khẩu chủ yếu là:

- Gỗ Keo nhập về từ Malaysia, Indonesia

- Gỗ Bạch đàn đỏ nhập về từ Úc và một số nước Nam Mỹ

- Gỗ Tần bì, sồi nhập về từ Châu Âu

- Gỗ Tếch nhập về từ châu phi, Mianma

Hình 2.1: Gỗ tròn nhập khẩu từ nước ngoài

* Đặc điểm của gỗ tròn nhập khẩu

- Đường kính gỗ lớn D= 40-80 cm, chiều dài lớn từ 5-15m

Hình 2.2: Nguyên liệu gỗ tròn đưa vào xẻ từ gỗ rừng trồng

* Đặc điểm của gỗ rừng trồng của Việt Nam

- Đường kính gỗ nhỏ, D=15-30cm, chiều dài ngắn từ 2-1,5m

- Gốc có bạch vè, độ cong và độ thót ngọn lớn

- Vỏ dầy, gỗ rẽ bị nứt khi xẻ, nhiều mắt chết

Những đặc điểm trên dẫn đến tỷ lệ thành khí thấp khoảng 40-45%, tỷ lệ lợi dụng thấp, ngoài ra gỗ nhỏ nên năng suất xẻ thấp, chất lượng ván xẻ thấp, giá trị sản phẩm thấp

2.2 Thiết bị nghiên cứu

Thiết bị nghiên cứu là hệ thống cấp liệu tự động, trên đó có hệ thống quét tia laser để tự động tính toán xác định kích thước và hình dạng khúc gỗ, hệ thống cấp liệu được thể hiện trên hình 2.3

Hình 2.3: Hệ thống cấp liệu tự động trong dây chuyền xẻ gỗ tự động

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Phương pháp thu thập vàxử lý thông tin

- Thu thập thông tin qua sách báo, tạp chí, internet để phân tích tình hình nghiên cứu áp dụng các thiết bị xác định kích thước mặt cắt ngang khúc gỗ

- Điều tra khảo sát các thiết bị xác định kích thước mặt cắt ngang khúc gỗ hiện nay ở Việt Nam, điều tra chủng loại thiết bị, kích thước khúc gỗ, qui cách và yêu cầu của ván xẻ, sử lý số liệu được thực hiện theo tiêu chuẩn điều tra chuyên ngành trong lâm nghiệp

2.4.2 Phương pháp tham khảo ý kiến các chuyên gia

- Trao đổi với các chuyên gia trong nước về lĩnh vực đo lường, điều khiển và

tự động hóa để tính toán lựa chọn phương pháp đo và xác định kích thước mặt cắt ngang khúc gỗ

- Trao đổi và tham khảo ý kiến các chuyên gia

- Trao đổi với một số nhân viên kỹ thuật của các hãng chế tạo thiết bị đo nổi tiếng như Keyence-Nhật Bản, hãng Omron-Nhật Bản, hãng Mitsubishi-Nhật Bản, hãng Autonic-Hàn Quốc, hãng Weint-Đài Loan

2.4.3 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

Tìm hiểu qua giáo trình và sách báo trong và ngoài nước để tiến hành các nội dung nghiên cứu lý thuyết sau:

- Kỹ thuật cảm biến và đo lường

- Công nghệ Laser trong ứng dụng cảm biến

- Nguyên lý xử lý tín hiệu và truyền thông công nghiệp

- Kỹ thuật lập trình và điều khiển PLC

- Giao diện giám sát và hiển thị người máy HMI

2.4.4 Phương pháp đồng dạng và mô phỏng

Sử dụng phương pháp đồng dạng và mô phỏngđể mô phỏng các thiết kế và các hoạt động của hệ thống xác định kích thước mặt cắt ngang khúc gỗ trên máy vi tính trong phòng thí nghiệm, từ đó hoàn thiện thiết kế

Chương 3 XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH

HÌNH DẠNG VÀ KÍCH THƯỚC KHÚC GỖ TRONG

DÂY CHUYỀN XẺ GỖ TỰ ĐỘNG 3.1 Phân tích lựa chọn phương án quét hình dạng, kích thước mặt cắt ngang khúc gỗ

Trong kỹ thuật đo lường nói chung và kỹ thuật xác định kích thước đường kính vật thể nói riêng, có hai phương án chủ yếu để xác định kích thước vật thể bao gồm phương án đo tiếp xúc và phương án đo không tiếp xúc Sau đây, chúng ta sẽ đi đánh giá ưu nhược điểm của từng phương pháp

3.1.1 Phương án đo tiếp xúc

a) Phương án sử dụng thước cặp

Cấu tạo

Thước cặp là dụng cụ đo để đánh xác định kích thước của bề mặt trong hoặc bề mặt ngoài trên cơ sở di chuyển của một con trượt có một mỏ đo trên thân trước một thang đo gắn khắc trên một xứng vững và một mỏ cố định

Cấu tạo thước kẹp bao gồm (hình 3.1): 1- Thân trước, 2-con trượt, 3-mỏ (đo) cố định, 4- mỏ (đo) di trượt, 5-các mặt đo cho kích thước đo ngoài, 6-các mặt đo cho các kích thước đo trong, 7-thanh đo chiều sau, 8- các mặt đo để đo chiều sau, 9-thang đo của du xích, 10-thang đó chính, 11-vít hãm, 12-cơ cấu kẹp

Hình 3.1: Kết cấu thước cặp dùng để đo bề mặt ngoài, bề mặt trong và chiều

sâu

- Do quá trình đo phải tiếp xúc với bề mặt vật đo và sự di chuyển của mỏ (đo) di trượt là các quá trình sinh ra ma sát, hiện tượng bào mòn theo thời gian sẽ xuất hiện

Do vậy, sai số của thước tăng và độ chính xác của phép đo sẽ giảm dần theo thời gian

- Quá trình đo phụ thuộc nhiều vào yếu tố con người (đọc giá trị kích thước vật thể)

- Mức độ tự động hóa thấp, do vậy việc lấy tín hiện từ thước kẹp để tích hợp trong một hệ thống tự động là thấp

b) Phương án sử dụng đầu dò

1

2

345

Hình 3.2: Kết cấu đầu dò đo đường kinh và xác định mặt cắt ngang vật thể [12]

Cấu tạo

Để đo đường kính cũng như xác định được mặt cắt ngang vât thể (1), cấu tạo của đầu dò bao gồm: 2- đầu do (có thể di chuyển theo phương tịnh tiến khi tiếp xúc với vật (1), 3- phần vỏ (bên trong sử dụng các vạch phát quang), 4- bộ phận thu phát

tín hiệu, 5- dây cấp nguồn và dây tín hiệu

Ưu điểm

- Kết cấu đơn giản

- Mức độ tự động hóa cao, có thể lấy tín hiệu để tích hợp vào các hệ

thống tự động hóa

- Độ chính xác cao

- Có thể ứng dụng cho các vật có bề mặt lồi lõm

Nhược điểm

- Do tiếp xúc cơ, có hiện tượng mài mòn của đầu dò theo thời gian, do vậy

dung sai tăng và độ chính xác sẽ giảm dần với thời gian sử dụng

c) Đánh giá chung

Việc đo đường kính và xác định mặt cắt ngang của vật thể thông qua phương án tiếp xúc có ưu điểm là kết cấu đơn giản, dễ sử dụng Tuy nhiên nhược điểm chung của phương án tiếp xúc là có sự mài mòn do tiếp xúc ma sát, do vậy dung sai sẽ tăng và độ chính xác sẽ giảm dần theo thời gian sử dụng

3.1.2 Phương án không tiếp xúc

3.1.2.1 Kiểm tra độ kín hộp thực phẩm

Một số loại thực phẩm đựng trong hộp nhựa hoặc hộp kim loại thường được đóng kín bằng nắp mỏng sau khi rút bớt không khí bên trong Sự chênh lệch áp suất khiến cho mặt nắp lõm xuống Nếu bao không kín, không khí bên ngoài lọt vào làm cân bằng áp suất, nắp hộp sẽ không lõm xuống Bằng cách kiểm tra độ lõm của nắp, sensor laser ZX sẽ cảnh báo cho hệ thống điều khiển loại sản phẩm không đạt chất lượng trên băng chuyền với tốc độ cao (hình 3.3)

Hình 3.3: Hệ thống Laser kiểm tra độ kín trong đóng gói sản phẩm

3.1.2.2 Phát hiện chai PET

Ngành sản xuất đồ uống đặc biệt sử dụng rất nhiều bao bì dạng chai nhựa PET trong Hình dạng của các chai thay đổi từ hình tròn đến hình vuông với các gờ cạnh Một số loại cảm biến của hãng Omron có thể dung cho các ứng dụng này (cảm biến

mã hiệu E3Z-B, hình 3.4) E3Z-B có thể phát hiện tốt các loại chai dung tích từ 500

ml (hoặc nhỏ hơn) cho tới 2lít, xếp đơn lẻ hoặc từng dãy, khoảng cách phát hiện từ 0.5 m đến 2 m

Hình 3.4: Hệ thống sensor E3Z-B của hãng Omron

3.1.2.3 Phát hiện mức chất lỏng bên trong hộp chưa kín

Để phát hiện chất lỏng bên trong hộp không trong suốt (thường làm từ nguyên liệu giấy), có thể dùng nhiều loại cảm biến quang tùy trường hợp kích cỡ và chất liệu bao bì Cảm biến 3Z-T61 với tia sáng mạnh có thể xuyên qua vỏ bọc giấy bên ngoài và bởi vậy có thể phát hiện được mức chất lỏng bên trong hộp Đây là loại cảm biến quang thu phát, có khoảng cách phát hiện tới 15m.Trong trường hợp hộp dày có thể dùng loại E2K-C là cảm biến tiệm cận (loại điện dung) công suất lớn để phát hiện có chất lỏng bên trong hộp hay không E2K-C có khoảng cách phát hiện tới 25 mm

3.1.2.4 Phát hiện vật trên băng chuyền

Dây chuyền sản xuất thường có yêu cầu phát hiện vật với kích thước, hình dáng, chất liệu và màu sắc khác nhau mà không cần phải thay đổi cài đặt phức tạp Trong

trường hợp này, việc dùng loại cảm biến thu phát, phản xạ gương hay phản xạ thông thường đều không có tác dụng do tính chất vật thể không ổn định.Để giải quyết vấn

đề này, cảm biến E3S-CL (hình 3.5) được chế tạo chuyên dụng cho các ứng dụng này với khoảng cách phát hiện xác định (distance setting) từ 4-50 cm và điều chỉnh được dễ dàng Công nghệ distance setting cho phép phát hiện vật thể nằm trong vùng khoảng cách nhất định, và như vậy không bị ảnh hưởng bởi nền đằng sau vật thể hay mầu sắc, chất liệu, bề mặt vật thể

Hình 3.5: Cảm biến E3S-CL, phát hiện miếng bánh trên dây chuyền

3.1.3 Ứng dụng đo không tiếp xúc trong việc xác định kích thước vật thể

3.1.3.1 Đo độ dầy vật thể bằng sóng siêu âm

kiểm tra, T là chu kỳ của xung đồng hồ đưa vào bộ đếm để số hóa độ rộng xung, t là

thời gian truyền của xung siêu âm giữa hai mặt phân giới

Các vật liệu khác nhau truyền sóng âm với vận tốc khác nhau, vận tốc nhanh trong các vật liệu cứng và chậm hơn trong vật liệu mềm Vận tốc âm có thể thay đổi đáng kể theo nhiệt độ Do vậy luôn luôn phải hiệu chuẩn thiết bị đo chiều dày bằng siêu âm với vận tốc âm trong vật liệu cần đo, độ chính xác của phép đo phụ thuộc vào phép hiệu chuẩn này

- Sóng âm trong dải MHz không truyền tốt trong không khí, nên chất dẫn âm sẽ được sử dụng để lấp đầy khoảng trống giữa đầu dò và chi tiết cần kiểm tra để đạt được sự truyền âm tốt Các chất dẫn âm thông dụng là glycerin, propylene glycol, nước, dầu và gel

- Có ba cách thông dụng để đo khoảng thời gian sóng âm truyền qua chi tiết:

Cách 1: Đo khoảng thời gian giữa xung kích phát sóng âm và xung phản xạ đầu

tiên từ mặt đáy của chi tiết

Cách 2: Đo khoảng thời gian giữa xung phản xạ từ mặt trước và từ mặt đáy đầu

tiên của chi tiết

Cách 3: Đo khoảng thời gian giữa hai xung phản xạ từ mặt đáy liên tiếp

Dạng đầu dò và cách đo cụ thể sẽ tùy theo ứng dụng mà lựa chọn thích hợp

2 Phân tích đặc điểm

Trong các ứng dụng đo bằng siêu âm, sự lựa chọn thiết bị và đầu dò sẽ phụ thuộc vào vật liệu cần đo, dải chiều dày, kích thước hình học, nhiệt độ, yêu cầu về

độ chính xác và những điều kiện đặc biệt

- Vật liệu: Loại vật liệu và dải chiều dày sẽ đo là những yếu tố quan trọng trong việc lựa chọn thiết bị và đầu dò Rất nhiều vật liệu kỹ thuật thông thường bao gồm phần lớn kim loại, gốm, và thủy tinh truyền sóng âm rất hiệu quả và có thể đo dải rộng cho chiều dày Phần lớn các chất dẻo hấp thụ sóng âm nhanh hơn vì vậy dải đo chiều dày cao nhất bị hạn chế nhiều Cao su, sợi thủy tinh, và nhiều loại vật liệu tổng hợp suy giảm sóng âm nhiều hơn nên yêu cầu thiết bị có khả năng truyền sâu cùng với bộ thu/phát hoạt động ở tần số thấp

- Chiều dày: Dải chiều dày cũng đóng vai trò quyết định tới loại thiết bị và đầu dò mà lựa chọn Nói chung, vật liệu mỏng đo ở tần số cao và vật liệu dày hoặc vật liệu suy giảm âm nhiều cần đo ở tần số thấp Đầu dò trễ thường được sử dụng cho vật liệu quá mỏng, tuy nhiên đối với đầu dò trễ và nhúng “chiều dày lớn nhất có thể đo được” bị hạn chế bởi ảnh hưởng sự lặp lại của xung phản xạ từ hai bề mặt Trong một số trường hợp yêu cầu đo dải chiều dày rộng hoặc có nhiều loại vật liệu,

có thể yêu cầu nhiều loại đầu dò

- Kích thước và hình dáng: Khi độ cong của bề mặt càng lớn, hiệu quả truyền

âm giữa đầu dò và chi tiết kiểm tra càng giảm, nên khi độ cong tăng lên thì kích thước của đầu dò cần phải giảm đi Phép đo trên bề mặt cong đột ngột, đặc biệt là mặt lõm, có thể yêu cầu đầu dò trễ đặc biệt bám sát mặt cần đo hoặc đầu dò nhúng

để sự truyền âm đạt được hiệu quả Đầu dò trễ hoặc nhúng cũng có thể được sử dụng để đo ở các đường rãnh, lỗ hổng và những khu vực tương tự nhưng sự tiếp cận

bị hạn chế

- Nhiệt độ: Đầu dò tiếp xúc thông thường có thể sử dụng trên bề mặt có nhiệt

độ tới 50o C Nhưng nếu sử dụng đầu dò tiếp xúc trên vật liệu nóng hơn có thể gây

hư hại bởi ảnh hưởng của sự giãn nở vì nhiệt Trong những trường hợp như vậy nên

sử dụng đầu dò trễ với phần trễ chịu nhiệt, đầu dò nhúng, hoặc đầu dò kép chịu được nhiệt độ cao

- Độ chính xác: Rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo trong ứng dụng nhất định, bao gồm việc chuẩn thiết bị, tính đồng nhất của vận tốc

âm trong vật liệu, độ suy giảm và tán xạ âm, độ thô ráp của bề mặt, độ cong bề mặt,

sự tiếp xúc và sự không song song của hai mặt phân cách Tất cả những yếu tố này cần được xem xét khi lựa chọn thiết bị và đầu dò Với phép hiệu chuẩn đúng, phép

đo có thể đạt độ chính xác 0.001 mm Độ chính xác trong một ứng dụng nhất định

có thể xác định tốt nhất thông qua sử dụng mẫu đối chứng đã biết chính xác chiều dày Nói chung, thiết bị sử dụng đầu dò trễ hoặc đầu dò nhúng với cách đo 3 thì có

khả năng xác định chiều dày của chitiết chính xác nhất

3.1.3.2 Đo độ dầy vật thể bằng sóng rađio

OF2

cT

D d

Hình 3.7:TOF tính theo biên độ lớn nhất của tín hiệu phản xạ để tăng độ chính

xác

2 Phân tích đặc điểm

Sai số của phương pháp thời gian truyền có thể do các nguyên nhân sau:

- Sự thay đổi tốc độ truyền sóng

- Không xác định chính xác được thời gian đến của xung phản xạ

- Sai số của mạch sử dụng để đo thời gian truyền

- Sự tương tác của sóng tới với bề mặt của đối tượng cần đo khoảng cách

3.1.3.3 Đo độ dầy vật thể bằng sóng Laser

1 Khái niệm Laser

Laser là tên của những chữ cái đầu của thuật ngữ bằng tiếng Anh “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation’’ (Sự khuếch đại ánh sáng bằng bức xạ kích hoạt) Laser là nguồn ánh sáng nhân tạo thu được nhờ sự khuếch đại ánh sáng bằng bức xạ phát ra khi kích hoạt cao độ các phần tử của một môi trường vật chất tương ứng Laser là ánh sáng có nhiều tính chất đặc biệt hơn hẳn ánh sáng

tự nhiên hay nhân tạo khác và có những công dụng rất hữu ích có thể áp dụng trong rất nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật và đời sống, tạo nên cả một cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật sau khi nó ra đời Sự ra đời cùa Laser bắt nguồn từ thuyết lượng

tử do nhà bác học A Einstein phát minh ra năm 1916 Đến năm 1954, các nhà bác học Anh, Mỹ đã đồng thời sáng chế ra máy phát tia laser ứng dụng vào thực tế Các thử nghiệm laser trên người bắt đầu từ những năm 1960 Từ năm1964, đã bắt đầu ứng dụng laser trong các trị liệu về Da (chuyên khoa da liễu),

2 Các tính chất của tia Laser

- Độ đơn sắc cao: Laser là chùm ánh sáng mà các tia sáng của nó có mức chênh lệch bước sóng nhỏ nhất, so với các chùm sáng đơn sắc khác Sự chênh lệch bước sóng này còn gọi là phổ ánh sáng của chùm ánh sáng.Tính chất này rất quan trọng vì hiệu quả tác dụng của laser khi tương tác với vật chất, với các tổ chức sinh học phụ thuộc vào độ đơn sắc này

- Độ định hướng cao:Khác với các nguồn sáng khác, các tia sáng Laser được

chọn lọc chỉ phát ra những tia vuông góc với gương, nên hầu như song song với nhau (hay góc mở giữa các tia là rất nhỏ) Nhờ vậy, laser có độ định hướng lý tưởng,

có thể chiếu đi rất xa, đến mức người ta có thể dùng laser để đo những khoảng cách trong vũ trụ

- Mật độ phổ (độ chói) rất cao: Độ chói của nguồn sáng được tính bằng cách

chia công suất của chùm sáng cho độ rộng của phổ Vì độ rộng của phổ Laser rất nhỏ nên laser có độ tập trung các tia sáng rất cao, hay nói cách khác là độ chói rất cao so với các nguồn sáng khác

- Công suất của laser: Tùy loại laser mà có nguồn sáng công suất khác nhau

Có những loại laser công suất mạnh tương đương công suất 1 vạn nhà máy điện 1 triệu KW Những nguồn laser công suất mạnh có thể sử dụng trong công nghiệp nặng như khoan cắt vật liệu, hay chế tạo các loại vũ khí, khí tài quân sự Các loại laser sử dụng trong y học là những laser có công suất thấp như laser He–Ne công suất chỉ khoảng từ 2MW đến 10MW

3 Những công dụng của laser

Ngày nay, người ta đã chế tạo ra được gần 500 loại laser khác nhau, ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực:

Đo đạc những khoảng cách cực lớn, như trong ngành thiên văn (đo khoảng cách từ trái đất đến các hành tinh và khoảng cách giữa các hành tinh trong vũ trụ)

- Thiết lập dẫn đường như các loại bom, tên lửa được dẫn đường bằng laser

- Thông tin liên lạc

- Công nghiệp nặng như hàn, cắt kim loại

- Công nghệ chế tạo vũ khí

- Trong y học (chuẩn đoán và điều trị bệnh, săn sóc thẩm mỹ)

4 Ứng dụng Laser trong đo kích thước vật thể

a) Phương án sử dụng tia laser đơn

- Nguyên lý hoạt động của đo kích thước vật thể được mô tả thông qua hình 3.9 (đã được hãng keyence chế tạo , Seri IL-600) Đầu phát Laser phát ra một nguồn Laser, qua thấu kính hội tụ C được tập trung thành một chùm tia laser có năng

lượng lơn hơn, khi đến bề mặt vật thể, chùm tia laser sẽ được phản xạ trở lại, qua

thấu kính thu nhận và đến mặt cảm nhận tín hiệu CCD Chiều dày vật cần đo x được

tính theo công thức sau

Thấu kính thu nhận

Mặt cảm nhận tín hiệu (CCD)

Hình 3.8: Nguyên lý đo chiều dày vật thể sử dụng tia laser

Bề dày vật cần

đo 200-1000 mm

Hình 3.9:Bộ thu phát Laser IL-600 hãng Keyence

- Ưu điểm: Khoảng cách vị trí giữa đầu thu phát của Laser và vật cần đo được

tăng lên, vì độ định hướng và năng lượng của chùm Laser lớn

- Nhược điểm: Từ công thức 3 cho thấy, phương pháp này chỉ sử dụng cho

các vật thể có bề mặt đồng phẳng Đối với một mặt cầu, khối hình trụ thì phương pháp trên không phát huy tác dụng

b) Phương án sử dụng laser vệt đo đường kính vật thể

Nguyên lý hoạt động của bộ thu phát laser vệt khá đơn giản, bao gồm bộ phận phát laser và bộ phận thu laser Cấu tạo của vệt laser bao gồm nhiều tia laser có kích thước nhỏ (độ định hướng cao), số tia laser thu được phụ thuộc vào đường kính của vật cần đo (đường kính lớn thì số tia laser bị chắn lớn, đường kính nhỏ thì số lượng tia laser bị chắn nhỏ) Từ số lượng tia laser thu được sẽ dễ dàng tính được đường kính của vật cần đo

Hình 3.10:Bộ thu phát Laser Seri IG hãng Keyence