專利名稱：數控無卡軸旋切機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及木材加工機械，尤其涉及一種能將一定長度的圓木旋切成連續的薄板，以便用于制造各種單板和膠合板的無卡軸旋切機。
背景技術：
無卡軸旋切機的主要工作機構和原理如圖1所示，一根既起壓緊作用又起送進作用的擠壓摩擦輥7和兩根壓緊著圓木23、起摩擦驅動作用的表面壓花的主摩擦輥51、52支撐著圓木23，一把能進行切削的旋切刀8在擠壓摩擦輥7的下方切入圓木內。工作時始終在全長方向上壓住圓木的摩擦輥向相同的方向轉動，驅動圓木旋轉，同時還使圓木向旋切刀8送進，于是就能把圓木旋切成薄板24。由于沒有卡軸，因此旋切到最后所剩的木芯直徑很小，能顯著提高出板率。
磁調速無卡軸旋切機包括機架、刀架及驅動刀架移動的裝置，機架上通過軸承座安裝有上下分布的兩根主磨擦輥，機架上還設有導軌，刀架可在導軌上滑動，刀架上通過軸承座安裝有擠壓磨擦輥，擠壓磨擦輥下方固定安裝有旋切刀。上、下主磨擦輥和擠壓磨擦輥兩端連接著由鏈輪和鏈條組成的鏈傳動裝置，由電機驅動下主摩擦輥轉動。磁調速無卡軸旋切機是采用磁調速電機通過傳動系統驅動刀架移動，當刀架處于切削運動時，以固定在刀架上的曲線模板的運動，推動與曲線緊密配合的安裝在機架上的推桿齒條，并帶動與其嚙合的齒輪軸轉動，通過齒輪軸旋轉量的變化來改變電位控制器的阻值，從而調節電動機的瞬間轉速，達到調節刀架進刀速度的目的。由于磁調速電機輸出為恒轉矩式，低速時輸出功率很小，而在低速時又需旋切大直徑木芯，因此，所旋切單板厚度會偏薄。同時，控制磁調速電機輸出速度是用曲線模板模擬手旋變位器開關實現的，改變旋切單板厚度時必須憑經驗調整曲線模板位置和角度以改變電機速度，因此很難使旋切出的單板達到所需厚度。另外曲線模板長期與刀架接觸配合，容易造成磨損，使其配合精度降低，造成木材加工質量下降。
實用新型內容為了克服現有磁調速無卡軸旋切機無法準確、穩定地控制旋切單板厚度的問題，本實用新型提供一種數控無卡軸旋切機，它能根據圓木直徑大小的變化自動調節旋切刀進刀速度，使旋切出的薄板厚度均勻、精度高。
實用新型所采用的技術方案是數控無卡軸旋切機，包括帶導軌的機架、可在導軌上移動的刀架、上主磨擦輥、下主磨擦輥、擠壓磨擦輥、旋切刀；上下分布的兩根主磨擦輥通過軸承座固定安裝在機架上，擠壓磨擦輥通過軸承座固定安裝在刀架上，旋切刀固定安裝在擠壓磨擦輥的下方，上、下主磨擦輥和擠壓磨擦輥兩端連接著由鏈輪和鏈條組成的鏈傳動裝置，由主電機驅動下主摩擦輥轉動；刀架的移動由工進電機通過傳動系統驅動；其特征在于工進電機的控制端接數控裝置的輸出端，數控裝置包括檢測圓木直徑大小的數據采集裝置、接收數據并進行處理的可編程控制器、通過D/A模塊接收可編程控制器處理結果從而調節工進電機轉速的變頻器；所述的檢測圓木直徑大小的數據采集裝置由旋轉編碼器、齒輪和齒條組成，旋轉編碼器通過固定支架安裝在機架底座的一側面上，齒輪與旋轉編碼器的轉軸固定連接，齒條固定在刀架上，齒條與齒輪相嚙合；旋轉編碼器的輸出端與可編程控制器相連接。
所述的機架底座上還固定有導向槽，齒條可在導向槽內滑動，齒條的齒露在導向槽外。
所述的齒條的一端通過連桿與支架相連接，支架固定安裝在刀架的底面上，齒條與連桿、連桿與支架之間采用浮動式連接。
所述的驅動刀架移動的傳動系統包括蝸輪蝸桿減速機、絲桿、螺母，蝸輪蝸桿減速機固定在機架底座后端的左右兩邊，工進電機固定在兩個蝸輪蝸桿減速機的中間，通過傳動軸與蝸輪蝸桿減速機的輸入端相連，絲桿與蝸輪蝸桿減速機的輸出端相連，螺母固定安裝在刀架的兩側，絲桿從螺母中穿過，絲桿上的螺紋與螺母的螺紋相嚙合。
本實用新型的有益效果是一、由于采用上述結構，當刀架移動時，帶動刀架上的齒條移動，齒條又帶動機架上的齒輪轉動，從而使旋轉編碼器的轉軸轉動，借助旋轉編碼器將移動刀架的位移信號轉化為電信號傳給可編程序控制器，通過可編程序控制器的邏輯運算來控制變頻器的輸出頻率進而控制工進電機的轉速，即可實現實時跟蹤圓木直徑，穩定準確地旋切出厚度均勻的單板；二、機架底座上固定有導向槽，齒條在導向槽內移動，可避免旋切薄板時齒條發生振動，與齒輪無法很好地嚙合；三、工進電機位于兩個蝸輪蝸桿減速機的中間，從而使兩個蝸輪蝸桿減速機的運動同步。
圖1是本實用新型旋切單板的工作原理圖。
圖2是本實用新型的主視圖。
圖3是本實用新型的俯視圖。
圖4是本實用新型數控裝置的原理圖。
具體實施方式
本實用新型一個實施例的結構，如圖2、圖3、圖4所示，該數控無卡軸旋切機由機械部分、數控裝置兩大部分組成。
該數控無卡軸旋切機的機械部分包括機架1、旋轉編碼器2、齒輪3、齒條4、主磨擦輥5、鏈條6、擠壓磨擦輥7、旋切刀8、刀架9、螺母10、絲桿11、蝸輪蝸桿減速機12、導軌13、主電機14、鏈輪15、傳動軸16、工進電機17。上下分布的兩根主磨擦輥51、52通過軸承座固定安裝在機架1上，下主磨擦輥52的一端通過聯軸器與減速器輸出軸相連接，減速器輸入軸通過另一個聯軸器與主電機14相連接，主電機固定安裝在機架1上；機架1底座的后端的左右兩邊各安裝有蝸輪蝸桿減速機12，位于兩個蝸輪蝸桿減速機12中間位置處固定安裝有工進電機17，工進電機17通過傳動軸16與蝸輪蝸桿減速機12的輸入端相連接，蝸輪蝸桿減速機12輸出端連接有絲桿11；機架1的底座的一側面上安裝有一對行程開關29、30，行程開關29為最小極限開關，行程開關29所處的位置設定為起測點，與PLC可編程序控制器20相連接，行程開關30為最大極限開關，與PLC可編程序控制器20相連接，機架1的底座的一側面通過固定支架安裝旋轉編碼器2，齒輪3與旋轉編碼器2的轉軸相連接，齒輪3位于機架1底座與旋轉編碼器2之間；在機架1的底座上還固定安裝有開口向下的導向槽25，導向槽25位于齒輪3的上方；機架1底座上固定安裝有導軌13。刀架9可在導軌13上移動，刀架9上通過軸承座安裝有擠壓磨擦輥7，擠壓磨擦輥7的下方還固定安裝有旋切刀8，刀架9的兩側固定安裝有螺母10，絲桿11從螺母10中穿過，絲桿11上的螺紋與螺母10的螺紋相嚙合。齒條4的一端通過連桿26與支架28相連接，支架28固定安裝在刀架9的底面上，齒條4與連桿26、連桿26與支架28之間通過銷軸27浮動式連接，齒條4的形狀為倒凸字形、置于導向槽25內，齒條4的齒朝下，齒露在導向槽25外，并可在導向槽25內自由滑動，齒條4的肩為滑動配合面，齒條4與齒輪3相嚙合。上、下主磨擦輥51、52和擠壓磨擦輥7兩端通過鍵聯接有鏈輪15，上、下主磨擦輥51、52的鏈輪15通過鏈條6連接，下主磨擦輥52與擠壓磨擦輥7的鏈輪15通過鏈條6與中間傳動軸的鏈輪連接。
該數控無卡軸旋切機的數控裝置包括控制按鈕18、厚度設定開關19、PLC可編程序控制器20、D/A模塊21、變頻器22等部分。控制按鈕18由起動、緊急制動、快進、快退、工進等按鈕組成。控制按鈕18、厚度設定開關19及旋轉編碼器2的輸出端與PLC可編程控制器20相連接，PLC可編程控制器20的輸出端與D/A模塊21相連接，D/A模塊21與變頻器22相連接，變頻器22與工進電機17相連接，控制按鈕18中的起動按鈕通過繼電器控制主電機的起動。
該數控無卡軸旋切機的工作原理為首先根據所需的單板厚度調整厚度設定開關19到所需的數值，根據要求的最小木芯尺寸調整最小極限行程開關29至適當位置，根據圓木大小調整最大極限開關30至適當位置；按下控制按鈕18中的起動按鈕時，主電機14轉動時，帶動下主磨擦輥52轉動，然后通過磨擦輥兩端的鏈傳動裝置帶動上主磨擦輥51和擠壓磨擦輥7同時一起轉動；按下控制按鈕18的快進按鈕，工進電機17轉動，在傳動軸16的帶動下，蝸輪蝸桿減速機12也轉動，從而帶動安裝在減速機上的絲桿11一起轉動，由于絲桿11與刀架上的螺母10相嚙合，刀架9開始快進，安裝在刀架9上的擠壓磨擦輥7、旋切刀8等一起沿導軌13移動，同時帶動齒條4移動、齒輪3轉動，旋轉編碼器2也開始運轉，當刀架9的擋塊觸及最小極限行程開關29時，刀架9停止移動；此時同時按下控制按鈕18中的工進停止、快退、主電機停止按鈕，確定初始起測點，刀架9開始快退；刀架9快退至適當位置時，按下控制按鈕18中的工進按鈕，刀架9開始工進，厚度設定開關19所設定單板24的厚度信號與旋轉編碼器2輸出的位移電信號同時輸入到PLC可編程控制器20，PLC可編程控制器20將實時采集到的所有信號進行邏輯運算，并將運算結果通過D/A模塊21輸入到變頻器22，變頻器22根據D/A模塊21的模擬信號的變化改變變頻器22輸出的頻率，從而控制工進電機的轉速，進而通過傳動系統控制旋切刀8的進刀速度，使進刀速度能根據木芯直徑大小的變化而變化，旋切出厚薄均勻的單板；當旋切到設定的最小木芯的尺寸時，即起測點位置時，刀架9自動開始快速后退，當刀架9退至與將要旋切的下一根圓木大小相適應的位置時，按下控制按鈕18中的停止按鈕，刀架9停止運動。當數控無卡旋切機在運行過程中遇到突發性故障時，按下控制按鈕18中的緊急制動按鈕，將立即切斷所有電源，數控無卡旋切機馬上停止運轉。
權利要求1.數控無卡軸旋切機，包括帶導軌的機架、可在導軌上移動的刀架、上主磨擦輥、下主磨擦輥、擠壓磨擦輥、旋切刀；上下分布的兩根主磨擦輥通過軸承座固定安裝在機架上，擠壓磨擦輥通過軸承座固定安裝在刀架上，旋切刀固定安裝在擠壓磨擦輥的下方，上、下主磨擦輥和擠壓磨擦輥兩端連接著由鏈輪和鏈條組成的鏈傳動裝置，由主電機驅動下主摩擦輥轉動；刀架的移動由工進電機通過傳動系統驅動；其特征在于工進電機的控制端接數控裝置的輸出端，數控裝置包括檢測圓木直徑大小的數據采集裝置、接收數據并進行處理的可編程控制器、通過D/A模塊接收可編程控制器處理結果從而調節工進電機轉速的變頻器；所述的檢測圓木直徑大小的數據采集裝置由旋轉編碼器、齒輪和齒條組成，旋轉編碼器通過固定支架安裝在機架底座的一側面上，齒輪與旋轉編碼器的轉軸固定連接，齒條固定在刀架上，齒條與齒輪相嚙合；旋轉編碼器的輸出端與可編程控制器相連接。
2.根據權利要求1所述的數控無卡軸旋切機，其特征在于所述的機架底座上還固定有導向槽，齒條可在導向槽內滑動，齒條的齒露在導向槽外。
3.根據權利要求1或2所述的數控無卡軸旋切機，其特征在于所述的齒條的一端通過連桿與支架相連接，支架固定安裝在刀架的底面上，齒條與連桿、連桿與支架之間采用浮動式連接。
4.根據權利要求1或2所述的數控無卡軸旋切機，其特征在于所述的驅動刀架移動的傳動系統包括蝸輪蝸桿減速機、絲桿、螺母，蝸輪蝸桿減速機固定在機架底座后端的左右兩邊，工進電機固定在兩個蝸輪蝸桿減速機的中間，通過傳動軸與蝸輪蝸桿減速機的輸入端相連，絲桿與蝸輪蝸桿減速機的輸出端相連，螺母固定安裝在刀架的兩側，絲桿從螺母中穿過，絲桿上的螺紋與螺母的螺紋相嚙合。
專利摘要本實用新型公開了一種數控無卡軸旋切機，包括帶導軌的機架、可在導軌上移動的刀架、上下主摩擦輥、擠壓摩擦輥、旋切刀，刀架的移動由工進電機通過傳動系統驅動；工進電機的控制端接數控裝置的輸出端，數控裝置包括檢測圓木直徑大小的數據采集裝置、接收數據并進行處理的可編程控制器、變頻器；所述的檢測圓木直徑大小的數據采集裝置由旋轉編碼器、齒輪和齒條組成，旋轉編碼器安裝在機架底座的一側面上，齒輪與旋轉編碼器的轉軸固定連接，齒條固定在刀架上，齒條與齒輪相嚙合；旋轉編碼器的輸出端與可編程控制器相連接。本實用新型可實現實時跟蹤圓木直徑，穩定準確地旋切出厚度均勻的單板，并且傳動可靠，維護及調試十分方便。
文檔編號B27L5/02GK2719530SQ20042005355
公開日2005年8月24日 申請日期2004年9月1日 優先權日2004年9月1日
發明者林澤國 申請人:林澤國