专利名称：一种有卡轴、无卡轴智能型旋切机装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种旋切机装置，特别适用一种有卡轴、无卡轴智能型 旋切机装置。
背景技术：
现有的有卡、无卡旋切机其传动系统主要采用齿轮、凸轮和链传动。其 主要缺点是精度低，结构不紧凑，操作不方便，改变木皮的厚度需要替换挂 轮。现有的数控旋切机在一定程度上改掉了上述缺点，但也带来了新的缺点。 如不能对主运动电机进行控制，致使进给电机速度过高，高出额定转速2 3倍，使旋切机的动态特性很差，机床的使用寿命及安全性均降低。 发明内容
本实用新型的目的是提供一种结构筒单，使用及操作方便，能使加工的 木皮厚度均匀，表面光滑，使旋切机的动态特性好，机床的使用寿命长，使 用安全可靠的一种有卡轴、无卡轴智能型旋切机装置。
为了克服现有技术的不足，本实用新型的技术方案是这样解决的 一种 有卡轴智能型旋切机装置，包括由机械和电气控制两部分组成，本实用新型 的改进之处在于一个触摸屏连接一个控制器，其控制器连接进给电机驱动器 和主电机驱动器，进给电机驱动器的信号输入到进给电机，迸给电机连接到 进给减速器和进给编码器，其进给编码器的信号又输入到进给电机驱动器， 进给运动减速器连接到圆锥齿轮驱动其旋转，旋转的圆锥齿轮带动丝杠旋转，丝杠固定连接在刀座上，刀座上固定连接刀具；主电机驱动器连接到主电机， 主电机连接到主电机编码器，主电机编码器又将信号返回到主电机驱动器， 主电机连接到主减速器驱动其旋转，主减速器连接一个卡头，卡头带动原木 旋转，原木在单压辊的配合作用下，通过刀座上固定连接的刀具旋切木皮， 所述触摸屏的界面包括由主窗口、操作窗口、设置窗口、卡头进退控制窗口 组成。
一种无卡轴智能型旋切机装置，包括由机械和电气控制两部分组成，本 实用新型的改进之处在于一个触摸屏连接一个控制器，其控制器连接进给电 机驱动器和主电机驱动器，进给电机驱动器连接到进给电机，进给电机连接 到进给运动减速器和进给运动编码器，其进给编码器的信号又输入到进给电 机驱动器，进给减速器连接到圆锥齿轮驱动其旋转，旋转的圆锥齿轮带动丝 杠旋转，丝杠固定连接在刀座上，刀座上固定连接刀具；主电机驱动器连接 到主电机，主电机连接到主电机编码器，主电机编码器又将信号返回到主电 机驱动器，主电机连接到主减速器驱动其旋转，主减速器连接双压辊，双压 辊的旋转驱动原木旋转，原木在单压辊及双压辊的摩擦力作用下，通过刀座 上固定连接的刀具旋切木皮，触摸屏的界面包括由主窗口、操作窗口、设置 窗口组成。
本实用新型与现有技术相比，结构筒单，使用及操作方便，使旋切出的 木皮均匀度大大提高。由于控制主运动，使进给电机的速度不至过高，改善 了旋切机的动态特性。提高了旋切机的使用寿命和安全性，旋切出的木皮可 以制作胶合板，广泛适用于木材加工企业或个人作坊。
图1为本实用新型有卡轴旋切原理结构示意框图； 图2为本实用新型无卡轴旋切原理结构示意框图3为图1的主窗口界面结构示意框图；图4为图3的操作窗口界面结构示意框图5为图3的设置窗口界面结构示意框图6为图3的卡头轴进退控制窗口界面结构示意框图7为图1的有卡轴旋切机运动程序流程示意框图8为图1的无卡轴旋切机运动程序流程示意框图。
具体实施方式
附图为本实用新型的实施例。
以下结合附图对发明的内容作进一步说明-
参照图l，图3所示，有卡轴智能型旋切机装置，包括由机械和电气控制 两部分组成，其特征在于一个触摸屏18连接一个控制器17，控制器17分连 接进给电机驱动器12和主电机驱动器13，进给电机驱动器12连接到进给电 机10,进给电机10连接到进给减速器9和进给编码器11，进给编码器11的 信号又输入到进给电机驱动器12，进给减速器9连接到圆锥齿轮8驱动其旋 转，旋转的圆锥齿轮8带动丝杠7旋转，丝杠7固定连接在刀座5上，刀座5 上固定连接刀具6;主电机驱动器13连接到主电机15，主电机15连接到主 电机编码器16，主电机编码器16又将信号返回到主电机驱动器13，主电机 15连接到主减速器14驱动其旋转，主减速器14连接一个卡头1，卡头l带 动原木2旋转，原木2在单压辊3的配合作用下，通过刀座5上固定连接的 刀具6旋切原木2，所述触摸屏18的界面包括由主窗口的操作窗口20、设置 窗口 21、卡头进退控制窗口 22组成。
图2所示，无卡轴智能型旋切机装置，包括由机械和电气控制两部分组 成，其特征在于一个触摸屏18连接一个控制器17，控制器17连接进给电机 驱动器12和主电机驱动器13，进给电机驱动器12连接到进给电机10，进给 电机10连接到进给减速器9和进给编码器11，其进给编码器11的信号又输 入到进给电机驱动器12，进给减速器9连接到圆锥齿轮8驱动其旋转，旋转的圆锥齿轮8带动丝杠7旋转，丝杠7固定连接在刀座5上，刀座5上固定 连接刀具6;主电机驱动器13连接到主电机15，主电机15连接到主电机编 码器16，主电机编码器16又将信号返回到主电机驱动器13，主电机15连接 到主减速器14驱动其旋转，主减速器14连接双压辊19，双压辊19的旋转驱 动原木2旋转，原木2在单压辊3及双压辊19的摩擦力作用下，通过刀座5 上固定连接的刀具6旋切原木2，所述触摸屏18的界面包括由操作窗口 20、 设置窗口 21组成。
图4所示，所述操作窗口 20显示原点开关23、远限位开关24、置有快 进按钮25、快退按钮26、旋切按钮27、空转按钮28、停止按钮29、回原点 按钮30、当前原木直径输入数据31、装夹按钮32、返回按钮33。
图5所示，所述设置窗口 21置有木皮厚度输入数据34、最大原木直径输 入数据35、旋至最小直径输入数据36、返回按钮37。
图6所示，所述卡头进退控制窗口 22置有卡头近限位开关38、卡头远限 位开关39、卡头进开关40、卡头退开关41、旋切停开关42、卡头停开关43、 操作开关44、返回开关45。
图7所示为图1的有卡轴旋切机旋切运动程序流程示意框图，第一步
在操作窗口20上单击"旋切"，第二步根据公式(1)和(2)，计算主运动电机
的运动参数，控制电机15的运动；第三步读取主运动编码器16的参数， 根据公式(3)，计算进给运动电机10的运动参数，控制进给电机10的运动； 第四步读取进给运动编码器ll的参数，计算当前原木直径《，査询是否按
下停止按钮，若按下，则停止，否则重复第二、三步。
图8所示为图1的无卡轴旋切机运动程序流程示意框图，第一步在操 作窗口20上单击"旋切"，第二步根据公式(4)，计算主运动电机的运动参 数，控制电机15的运动；第三步读取主运动编码器16的参数，根据公式(5)，计算进给运动电机10的运动参数，控制进给电机10的运动；第四步读取 进给运动编码器ll的参数，计算当前原木直径《，査询是否按下停止按钮， 若按下，则停止，否则重复第二 四步。 旋切机的智能控制系统
1、有卡旋切机智能控制系统的控制策略
在有卡旋切机的旋切过程中，若不使用驱动器13控制主运动电机15的 运动，则主运动电机15将(以的额定转速)恒角速旋转，原木亦恒角速旋转。 随着旋切过程的进行，原木的直径越来越小，因此，原木的线速度(亦即切 削速度)越来越小。当切削速度较小时，木皮的表面质量较差。这就要求对 主电机的运动实行控制，使原木在旋切过程中保持恒线速。 主运动电机的速度控制方程为
《
其中，《 为主运动电机的转速，《为原木的直径，^为比例系数。 在切削力一定的条件下，原木直径大时，切削力产生的扭矩大，原木直
径小时，切削力产生的扭矩小。这就要求主运动电机15在原木直径大时，输
出的转矩大，在原木直径小时，输出的转矩小。
主运动电机的输出转矩控制方程为
rm = k《 (2) 其中，乙为主运动电机的转矩，4为比例系数。
为了旋切出均匀的厚度为/木皮，刀刃相对于原木的运动规律为阿基米德 螺线。亦即
"、=、,"J (3)其中，"'为进给运动电机的转速，、为比例系数。
2、无卡旋切机智能控制系统的控制策略
在无卡旋切机的旋切过程中，若不使用驱动器13控制主电机15的运动， 则主电机15将(以的额定转速)恒角速驱动双压辊19作旋转运动，双压辊 19驱动原木2作恒线速转动。随着旋切过程的进行，原木的直径越来越小， 原木的转速越来越快，进给电机10的转速也随之越来越快。当进给电机10 的转速"、.达到允许的最大转速"、._时，若主电机15继续(以的额定转速)恒 角速转动，则进给电机10将跟不上主电机15的步伐。因此，当 < 5._时， 主电机15应驱动原木2作恒线速转动；当"3 _时，主电机15应驱动原木 2作恒角速转动。
主电机15的控制方程为
<formula>formula see original document page 9</formula> (4)
其中，"^为主运动电机15的额定转速，A,，fl,a均为常数。
为了旋切出均匀的厚度为/木皮，刀刃相对于原木的运动规律仍为阿基米 德螺线。
进给电机10的控制方程为
<formula>formula see original document page 9</formula>
其中，*2为比例系数。
智能有卡旋切机旋切过程计算实例 在公式(1) (3)中，取u-450000(附附.r/min)， ~m = 0,05(W. M / ww) ， 、、 = 0.1(1 / /nm)设木皮厚度/ = l(mw)
当旋切至原木直径《=400mw时，由公式(1) (3)计算得 主电机转速 = 1125(〃 mm) 进给电机转距 Tm=20(W.w) 进给电机的转速为& =112.5(Wmin)
当旋切至原木直径《=300画时，由公式(1) (3)计算得 主电机转速 " = 1500(r / min) 进给电机转距 r ,=15(W.w) 进给电机的转速为",=150(Wmin)
智能无卡旋切机旋切过程计算与上类同，所使用的公式为(4)和(5)。 对于直径较大的或木质较硬的木材可以采用智能有卡旋切机装置，木材直
径较小的或木质较软的可采用智能无卡旋切机。
综上所述，本实用新型的控制系统中的触摸屏、编码器、驱动器、控制
器均为市售产品，各电气元器件的具体电路原理图为现有技术，只要是一个
普通的电气工程师按照框图所述的各电气元器件将它连接起来，即可实现发
明目的，故此未给出各电气元器件的具体电路原理图。
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权利要求1、一种有卡轴智能型旋切机装置，包括由机械和电气控制两部分组成，其特征在于一个触摸屏(18)连接一个控制器(17)，其控制器(17)分两路分别连接进给电机驱动器(12)和主电机驱动器(13)，所述进给电机驱动器(12)连接到进给电机(10)，进给电机(10)连接到进给减速器(9)，进给编码器(11)的信号又输入到进给电机驱动器(12)，进给减速器(9)连接到圆锥齿轮(8)驱动其旋转，旋转的圆锥齿轮(8)带动丝杠(7)旋转，丝杠(7)固定连接在刀座(5)上，刀座(5)上固定连接刀具(6)；所述主电机驱动器(13)连接到主电机(15)，主电机(15)连接到主减速器(14)驱动其旋转，主减速器(14)连接一个卡头(1)，卡头(1)带动原木(2)旋转，原木(2)在单压辊(3)的摩擦力作用下作旋转运动，刀座(5)上固定连接的刀具(6)旋切原木(2)，主电机编码器(16)连接到主电机(15)，将信号返回到主电机驱动器(13)，所述触摸屏(18)的界面包括由主窗口的操作窗口(20)、设置窗口(21)、卡头进退控制窗口(22)组成。
2、 一种无卡轴智能型旋切机装置，其特征在于一个触摸屏(18)连接一 个控制器(17)，其控制器(17)分两路连接进给电机驱动器(12)和主电机 驱动器(13)，所述进给电机驱动器(12)连接进给电机(10)，进给电机(10) 连接到进给减速器(9)和进给编码器(11)，进给编码器(11)的信号又输入 到进给电机驱动器(12)，进给减速器(9)连接到圆锥齿轮(8)驱动其旋转， 旋转的圆锥齿轮(8)带动丝杠(7)旋转，丝杠(7)固定连接在刀座(5)上， 刀座(5)上固定连接刀具(6);主电机驱动器(13)连接到主电机(15)，主 电机编码器(16)将信号返回到主电机驱动器(13)，主电机(15)连接到主 减速器(14)驱动其旋转，主减速器(14)连接双压辊(19)旋转并驱动原木(2)旋转，原木(2)在单压辊(3)及双压辊(19)的摩擦力作用下，通过 刀座(5)上固定连接刀具(6)旋切原木(2)，所述触摸屏(18)的界面包括由主窗口、操作窗口、设置窗口组成'
专利摘要本实用新型公开了有卡轴、无卡轴智能型旋切机装置。触摸屏连接控制器，进给电机驱动器连接到进给电机、进给减速器和进给编码器，编码器信号输入到进给电机驱动器、减速器连接到圆锥齿轮驱动其旋转，旋转的圆锥齿轮带动丝杠旋转，丝杠固定连接在刀座上，刀座上固定连接刀具；主电机驱动器连接到主电机、编码器，编码器又将信号返回到主电机驱动器，主电机连接到减速器驱动其旋转，减速器连接一个卡头，卡头带动原木旋转，原木在单压辊配合作用下，通过刀座上固定连接的刀具旋切原木，结构简单，使用及操作方便，使旋切出的木皮均匀度大大提高。由于控制主运动，使进给电机速度不至过高，改善了旋切机动态特性。提高了旋切机的使用寿命和安全性。
文档编号B27L5/00GK201161430SQ200720031869
公开日2008年12月10日 申请日期2007年5月25日 优先权日2007年5月25日
发明者周生祥 申请人:周生祥