专利名称：插接机铣齿工序的自动控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种由气动和电气元件组成的用在木工机械短料铣齿插接机上作铣齿工序自动控制的装置。
将短木料铣齿榫后拼接制成长尺寸的规整料，可提高木材利用率8～10％以上，经济效益显著。在短料铣齿插接机上加工时，铣齿工序多采用螺母丝杆夹紧工件，手推工件进给(或单纯采用液压缸推工作台作进给运动)，还包括夹紧、放松工件，退出工件等步骤，操作原始，劳动强度大、速度慢、工效低。为了使铣齿工序自动化，以提高工效和减少劳动强度，可采用可编程序控制器作铣齿工序的自动控制装置。例如，按铣齿工序的所需步骤装工件、侧压夹紧工件、工作台进给铣齿榫、侧压放松工件、推出工件后再次侧压夹紧工件、工作台后退、侧压放松、卸下工件，只要针对不同木料工件的宽度尺寸，编好不同的程序输入PC机即可控制铣齿工序的自动完成。采用上述技术虽然加工效果理想，但微机在市场上价格很高，对木工机床而言，在经济上承受不了。
本实用新型的目的是设计一种能让铣齿插接机铣齿工序动作自动完成的自动控制装置，达到采用较少的气动和电气控制元件使整个铣齿工序的各个程序步骤自动化。
下面结合实施例和附图对本实用新型控制装置的工作原理和程序步骤进行详细描述。
图1为铣齿工序中在工作台上作侧压夹紧动作的装置结构示意图。
图2是本实用新型控制装置中电子式顺序信号控制器的电路原理图。
本实用新型的铣齿工序采用气动和电气元件联合控制，铣齿用的装置结构主要包括工作台、用于移动工作台的送料缸、用于铣齿榫的铣刀架、用于从侧面夹紧工件的工装夹具(即采用侧压气缸夹紧，见
图1)、用于铣齿榫后避免工作台后退移动时工件与铣刀碰撞的推料气缸、以及若干个行程开关和电磁阀等组成。铣齿工序设计成能按 以下所示的程序步骤自动进行装工件——侧压夹紧(第一次发讯)——工作台进给铣齿——侧压放松(第二次发讯)——推料气缸推料——推料气缸复原——侧压夹紧(第三次发讯)——工作台后退——侧压放松——卸下工件(铣齿工序自动循环完成)。
上述铣齿工序从“装工件”到“卸下工件”共有十个程序步骤。其中“工作台进给”和“工作台后退”二个程序是用一个送料缸和相应的两个电磁阀来控制(附图中未画出)，这两个电磁阀中的一个作为“工作台进给”的控制执行元件，另一个作为“工作台后退”的控制执行元件，工作台进给到位和后退到位各用一个行程开关(图中未画出)来直接控制下一个“侧压放松”程序；其中“推料气缸推料”和“推料气缸复原”两个程序是用一个气动缸和一个电磁阀来控制(图中未画出)，推料气缸推料到位时，利用一个推料到位行程开关直接控制“推料气缸复原”程序，而推料气缸复原到位时，又利用另一个复原到位行程开关来直接控制下一个“侧压夹紧”程序；其中“装工件”后的第一次“侧压夹紧”程序是用按钮开关直接启动控制，这时整个铣齿工序的自动循环控制便开始进行；其中“侧压夹紧”和“侧压放松”的程序是由一个侧压气缸和二个电磁阀来控制，其装置结构示意图见
图1。参照
图1，其中1送料缸，2工作台，3工件，4侧压板，5框架，6撞块，7导向杆，8侧压气缸，9侧压行程开关，10和11为气路管道，12电磁阀YV2，13电磁阀YV1。当电磁阀YV113得电(YV1＋)，电磁阀YV212失电(YV2－)时，气路管道10进气，气路管道11出气，侧压气缸8将侧压板4(与侧压气缸活塞杆相连)前推侧压夹紧工件3，当YV1－和YV2＋时，则侧压放松。从
图1可看出，装有撞块6的导向杆7与侧压气缸活塞杆相连，侧压气缸8的行程是随工件3的宽度b的变化而变化。由于在铣齿插接机上待加工木料的宽度b变化范围很大(一般在12～130mm之间)，因此侧压气缸8的活塞行程变化也很大，这就造成对不同宽度的工件3，导向杆7上的撞块6与侧压行程开关9触点相碰触的位置也不同，所以铣齿工序自动控制系统的控制信号发讯就不能直接用侧压行程开关9发讯(即不能直接用侧压行程开关9直接控制下一个程序步骤)。而从整个铣齿工序自动循环控制过程中，可看出侧压气缸8必须先后发出三个控制信号才能完成整个铣齿工序的自动循环第一次为“侧压夹紧”后发讯，控制并通过相应的电磁阀和送料缸1命令工作台2进给；第二次为“侧压放松”后发讯，控制并通过相应的电磁阀命令推料气缸推料；第三次又为“侧压夹紧”发讯，控制并通过相应的电磁阀和送料缸1命令工作台2后退。由于这三个控制信号无论如何不能在侧压气缸8上直接用侧压行程开关9作为定位发讯，如何让侧压行程开关9发出的先后三次控制信号(作为三个主控信号)，经过电子控制线路处理后，再分别由三个控制信号发讯器输出三个不同的控制信号来命令“工作台进给”、“推料气缸推料”和“工作台后退”，成了设计铣齿工序自动循环控制系统的技术难题。所以，本实用新型的特征还包括设计一种“电子式顺序信号控制器”来完成对各个程序步骤的自动控制，即让三个主控信号先后输入该电子式顺序信号控制器的输入端，经过信号处理转换后，分别由三个控制信号发讯器输出三个不同的控制信号。图2就是电子式顺序信号控制器的电路原理图，其控制步骤原理如下所示
参照图2，电源部分由整流二极管V组成的桥式全波整流电路和由电阻R4，电容器C4、C5组成的π型滤波器组成。桥式整流器正端与π型滤波器R4及C5正极的交点1相联，桥式整流器的负端与π型滤波器C4及C5的负极交点O相联。控制信号发讯器Ⅰ是由继电器K1、起续流作用的二极管V1、电容器C1和电阻R1组成，继电器K1线圈和二极管V1并联，电容器C1正极和二极管V1负极相联。二极管V1正极与电阻R1相联。同样控制信号发讯器Ⅱ是由继电器K2、二极管V2、电容器C2和电阻R2组成，控制信号发讯器Ⅲ是由继电器K3、二极管V3、电容器C3和电阻R3组成，其各元件的联接方法都与控制信号发讯器Ⅰ相同。从图2还可看出在该控制器的三个控制信号发讯器之间设有继电器触点自保和互联。如继电器K1线圈的一端用K1常开触点自保，而另一端以K1常闭触点互联。K1常开触点的另一端则与K2常闭触点互联，其他各级也是同样方法连接。主控信号从3、4两点输入，主控信号由侧压行程开关9发出(当侧压气缸8作侧压夹紧或侧压放松时，导向杆7上的撞块6都会碰一下侧压行程开关9，使之依次发出三个主控信号)。清零信号从图2的2、3两点输入。清零信号用铣齿机电气控制箱上的一个按钮开关发出(图中未画出)，在每次铣齿工序结束后，就对电路清零一次，使它进入下一个工序的自动循环控制。
顺序信号控制器的工作原理如下当电路清零后，第一个主控信号输入时，3、4两点瞬时短接，π型滤波器输出电压U2直接通过二极管V1对电容器C1充电，即C1充电电压UC1＝U2时，UC1加在继电器K1和电阻R1上，此时在K1线圈上的分压UK1使K1线圈吸合，这样，电路中的K1常开触点闭合，12、13两点短接。瞬间主控信号解除，3、4两点断开，此时U2电压加到13点上，且K1常闭触点打开，即11、24两点断开，K1线圈自保，此时K1输出第一个控制信号让相应的电磁阀得电。
当第二个主控信号输入时，3、4两点又瞬时短接，U2直接通过二极管V2对电容器C2进行充电，即C2充电电压UC2＝U2时，UC2加在继电器K2和电阻R2上，此时在K2线圈上的分压UK2使K2线圈吸合，使电路中的K2常开触点闭合，K2常闭触点打开，这样13、23两点断开而使K1失电，24、34两点也断开，而23与22两点短接。瞬间主控信号解除，3、4两点断开，U2从23点使K2线圈自保，此时输出第二个控制信号让相应的电磁阀得电。同样，可输出第三个控制信号。
本控制装置的顺序信号控制器还可扩展为多级控制信号发讯器，以作为自动控制电路中多级不定程发讯使用。加一级信号发讯器只要增加一个继电器K一个电容器C，一个电阻R和一个二极管V，电路连接方式同上。
本实用新型的整个电路上的电子和电器元件可集中组装在一个印刷电路板上，因此具有便于组装、调试和抗干扰能力的优点。使用本控制装置所用的电子和电器元件少，造价低廉，适合木工机床造价要求低的要求，并能够做到选取最少的气动和电气控制元件来控制铣齿工序的整个程序步骤自动完成。
权利要求1.一种由气动和电气元件组成的用于短料铣齿插接机上作铣齿工序自动控制的装置，它包括工作台2，用于移动工作台的送料缸1、铣刀架、夹紧工件用的侧压气缸8、推出工件用的推料气缸，以及配有若干行程开关和电磁阀的电气控制装置，其特征是a、工作台2进给到位和后退到位、推料气缸推料到位和复原到位各自所配设的行程开关分别用于直接控制下一个程序步骤；b、在侧压夹紧位置上所设置一个侧压行程开关9，它在侧压气缸8作侧压夹紧和侧压放松动作时，可先后发出三个控制信号(作为三个主控信号)分别输入电子式顺序信号控制器，经过信号处理转换后，分别输出三个控制信号；c、可对三个主控信号进行信号处理转换的电子式顺序信号控制器是由整流二极管V组成的桥式全波整流电路、由电阻R4、电容C4和C5组成的π型滤波器以及三个控制信号发讯器Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ共同组成，其中控制信号发讯器Ⅰ又是由继电器K1、二极管V1、电容C1和电阻R1组成，继电器K1的线圈和二极管V1并联，电容C1正极和二极管V1负极相联，二极管V1正极与电阻R1相联，同样控制信号发讯器Ⅱ、Ⅲ分别由继电器K2、K3、二极管V2、V3，电容C2、C3和电阻R2、R3组成，各元件的联接方法都与控制信号发讯器Ⅰ相同，在控制信号发讯器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ之间还设有继电器触点自保和互连，如继电器K1线圈的一端用K1常开触点自保，而另一端用K1常闭触点互联，K1常开触点的另一端则与K2常闭触点互联，其他各级也是同样方法连接。
2.按权利要求1规定的铣齿工序自动控制装置，其特征是所述的在侧压行程开关9上发出的三个主控信号，分别从电子式顺序信号控制器的3、4两点输入，而清零信号从2、3两点输入。
3.按权利要求1规定的铣齿工序自动控制装置，其特征是所述的电子式顺序信号控制器上的控制信号发讯器(有三级)可以再增加扩展为多级信号发讯器。
专利摘要用于短料铣齿插接机上作铣齿工序的自动控制装置，包括工作台、铣刀架、侧压气缸和电气控制等部分，其特征是在侧压气缸位置上的行程开关所发出的三个控制信号分别输入本实用新型所设计的电子式顺序信号控制装置，经过信号转换后可分别输出三个不同的控制信号。采用本装置可代替价格昂贵的可编程序控制器，具有便于组装调试和抗干扰的优点，做到了选用最少的气动和电气元件来控制铣齿工序的自动循环。
文档编号B27F1/00GK2066379SQ9020079
公开日1990年11月28日 申请日期1990年1月17日 优先权日1990年1月17日
发明者陈淑英, 林宜华, 林祥营 申请人:福州木工机床研究所