專利名稱：一種有卡軸、無卡軸智能型旋切機裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種旋切機裝置，特別適用一種有卡軸、無卡軸智能型 旋切機裝置。
背景技術：
現有的有卡、無卡旋切機其傳動系統主要采用齒輪、凸輪和鏈傳動。其 主要缺點是精度低，結構不緊湊，操作不方便，改變木皮的厚度需要替換掛 輪。現有的數控旋切機在一定程度上改掉了上述缺點，但也帶來了新的缺點。 如不能對主運動電機進行控制，致使進給電機速度過高，高出額定轉速2 3倍，使旋切機的動態特性很差，機床的使用壽命及安全性均降低。 發明內容
本實用新型的目的是提供一種結構筒單，使用及操作方便，能使加工的 木皮厚度均勻，表面光滑，使旋切機的動態特性好，機床的使用壽命長，使 用安全可靠的一種有卡軸、無卡軸智能型旋切機裝置。
為了克服現有技術的不足，本實用新型的技術方案是這樣解決的 一種 有卡軸智能型旋切機裝置，包括由機械和電氣控制兩部分組成，本實用新型 的改進之處在于一個觸摸屏連接一個控制器，其控制器連接進給電機驅動器 和主電機驅動器，進給電機驅動器的信號輸入到進給電機，迸給電機連接到 進給減速器和進給編碼器，其進給編碼器的信號又輸入到進給電機驅動器， 進給運動減速器連接到圓錐齒輪驅動其旋轉，旋轉的圓錐齒輪帶動絲杠旋轉，絲杠固定連接在刀座上，刀座上固定連接刀具；主電機驅動器連接到主電機， 主電機連接到主電機編碼器，主電機編碼器又將信號返回到主電機驅動器， 主電機連接到主減速器驅動其旋轉，主減速器連接一個卡頭，卡頭帶動原木 旋轉，原木在單壓輥的配合作用下，通過刀座上固定連接的刀具旋切木皮， 所述觸摸屏的界面包括由主窗口、操作窗口、設置窗口、卡頭進退控制窗口 組成。
一種無卡軸智能型旋切機裝置，包括由機械和電氣控制兩部分組成，本 實用新型的改進之處在于一個觸摸屏連接一個控制器，其控制器連接進給電 機驅動器和主電機驅動器，進給電機驅動器連接到進給電機，進給電機連接 到進給運動減速器和進給運動編碼器，其進給編碼器的信號又輸入到進給電 機驅動器，進給減速器連接到圓錐齒輪驅動其旋轉，旋轉的圓錐齒輪帶動絲 杠旋轉，絲杠固定連接在刀座上，刀座上固定連接刀具；主電機驅動器連接 到主電機，主電機連接到主電機編碼器，主電機編碼器又將信號返回到主電 機驅動器，主電機連接到主減速器驅動其旋轉，主減速器連接雙壓輥，雙壓 輥的旋轉驅動原木旋轉，原木在單壓輥及雙壓輥的摩擦力作用下，通過刀座 上固定連接的刀具旋切木皮，觸摸屏的界面包括由主窗口、操作窗口、設置 窗口組成。
本實用新型與現有技術相比，結構筒單，使用及操作方便，使旋切出的 木皮均勻度大大提高。由于控制主運動，使進給電機的速度不至過高，改善 了旋切機的動態特性。提高了旋切機的使用壽命和安全性，旋切出的木皮可 以制作膠合板，廣泛適用于木材加工企業或個人作坊。
圖1為本實用新型有卡軸旋切原理結構示意框圖； 圖2為本實用新型無卡軸旋切原理結構示意框圖3為圖1的主窗口界面結構示意框圖；圖4為圖3的操作窗口界面結構示意框圖5為圖3的設置窗口界面結構示意框圖6為圖3的卡頭軸進退控制窗口界面結構示意框圖7為圖1的有卡軸旋切機運動程序流程示意框圖8為圖1的無卡軸旋切機運動程序流程示意框圖。
具體實施方式
附圖為本實用新型的實施例。
以下結合附圖對發明的內容作進一步說明-
參照圖l，圖3所示，有卡軸智能型旋切機裝置，包括由機械和電氣控制 兩部分組成，其特征在于一個觸摸屏18連接一個控制器17，控制器17分連 接進給電機驅動器12和主電機驅動器13，進給電機驅動器12連接到進給電 機10,進給電機10連接到進給減速器9和進給編碼器11，進給編碼器11的 信號又輸入到進給電機驅動器12，進給減速器9連接到圓錐齒輪8驅動其旋 轉，旋轉的圓錐齒輪8帶動絲杠7旋轉，絲杠7固定連接在刀座5上，刀座5 上固定連接刀具6;主電機驅動器13連接到主電機15，主電機15連接到主 電機編碼器16，主電機編碼器16又將信號返回到主電機驅動器13，主電機 15連接到主減速器14驅動其旋轉，主減速器14連接一個卡頭1，卡頭l帶 動原木2旋轉，原木2在單壓輥3的配合作用下，通過刀座5上固定連接的 刀具6旋切原木2，所述觸摸屏18的界面包括由主窗口的操作窗口20、設置 窗口 21、卡頭進退控制窗口 22組成。
圖2所示，無卡軸智能型旋切機裝置，包括由機械和電氣控制兩部分組 成，其特征在于一個觸摸屏18連接一個控制器17，控制器17連接進給電機 驅動器12和主電機驅動器13，進給電機驅動器12連接到進給電機10，進給 電機10連接到進給減速器9和進給編碼器11，其進給編碼器11的信號又輸 入到進給電機驅動器12，進給減速器9連接到圓錐齒輪8驅動其旋轉，旋轉的圓錐齒輪8帶動絲杠7旋轉，絲杠7固定連接在刀座5上，刀座5上固定 連接刀具6;主電機驅動器13連接到主電機15，主電機15連接到主電機編 碼器16，主電機編碼器16又將信號返回到主電機驅動器13，主電機15連接 到主減速器14驅動其旋轉，主減速器14連接雙壓輥19，雙壓輥19的旋轉驅 動原木2旋轉，原木2在單壓輥3及雙壓輥19的摩擦力作用下，通過刀座5 上固定連接的刀具6旋切原木2，所述觸摸屏18的界面包括由操作窗口 20、 設置窗口 21組成。
圖4所示，所述操作窗口 20顯示原點開關23、遠限位開關24、置有快 進按鈕25、快退按鈕26、旋切按鈕27、空轉按鈕28、停止按鈕29、回原點 按鈕30、當前原木直徑輸入數據31、裝夾按鈕32、返回按鈕33。
圖5所示，所述設置窗口 21置有木皮厚度輸入數據34、最大原木直徑輸 入數據35、旋至最小直徑輸入數據36、返回按鈕37。
圖6所示，所述卡頭進退控制窗口 22置有卡頭近限位開關38、卡頭遠限 位開關39、卡頭進開關40、卡頭退開關41、旋切停開關42、卡頭停開關43、 操作開關44、返回開關45。
圖7所示為圖1的有卡軸旋切機旋切運動程序流程示意框圖，第一步
在操作窗口20上單擊"旋切"，第二步根據公式(1)和(2)，計算主運動電機
的運動參數，控制電機15的運動；第三步讀取主運動編碼器16的參數， 根據公式(3)，計算進給運動電機10的運動參數，控制進給電機10的運動； 第四步讀取進給運動編碼器ll的參數，計算當前原木直徑《，査詢是否按
下停止按鈕，若按下，則停止，否則重復第二、三步。
圖8所示為圖1的無卡軸旋切機運動程序流程示意框圖，第一步在操 作窗口20上單擊"旋切"，第二步根據公式(4)，計算主運動電機的運動參 數，控制電機15的運動；第三步讀取主運動編碼器16的參數，根據公式(5)，計算進給運動電機10的運動參數，控制進給電機10的運動；第四步讀取 進給運動編碼器ll的參數，計算當前原木直徑《，査詢是否按下停止按鈕， 若按下，則停止，否則重復第二 四步。 旋切機的智能控制系統
1、有卡旋切機智能控制系統的控制策略
在有卡旋切機的旋切過程中，若不使用驅動器13控制主運動電機15的 運動，則主運動電機15將(以的額定轉速)恒角速旋轉，原木亦恒角速旋轉。 隨著旋切過程的進行，原木的直徑越來越小，因此，原木的線速度(亦即切 削速度)越來越小。當切削速度較小時，木皮的表面質量較差。這就要求對 主電機的運動實行控制，使原木在旋切過程中保持恒線速。 主運動電機的速度控制方程為
《
其中，《 為主運動電機的轉速，《為原木的直徑，^為比例系數。 在切削力一定的條件下，原木直徑大時，切削力產生的扭矩大，原木直
徑小時，切削力產生的扭矩小。這就要求主運動電機15在原木直徑大時，輸
出的轉矩大，在原木直徑小時，輸出的轉矩小。
主運動電機的輸出轉矩控制方程為
rm = k《 (2) 其中，乙為主運動電機的轉矩，4為比例系數。
為了旋切出均勻的厚度為/木皮，刀刃相對于原木的運動規律為阿基米德 螺線。亦即
"、=、,"J (3)其中，"'為進給運動電機的轉速，、為比例系數。
2、無卡旋切機智能控制系統的控制策略
在無卡旋切機的旋切過程中，若不使用驅動器13控制主電機15的運動， 則主電機15將(以的額定轉速)恒角速驅動雙壓輥19作旋轉運動，雙壓輥 19驅動原木2作恒線速轉動。隨著旋切過程的進行，原木的直徑越來越小， 原木的轉速越來越快，進給電機10的轉速也隨之越來越快。當進給電機10 的轉速"、.達到允許的最大轉速"、._時，若主電機15繼續(以的額定轉速)恒 角速轉動，則進給電機10將跟不上主電機15的步伐。因此，當 < 5._時， 主電機15應驅動原木2作恒線速轉動；當"3 _時，主電機15應驅動原木 2作恒角速轉動。
主電機15的控制方程為
<formula>formula see original document page 9</formula> (4)
其中，"^為主運動電機15的額定轉速，A,，fl,a均為常數。
為了旋切出均勻的厚度為/木皮，刀刃相對于原木的運動規律仍為阿基米 德螺線。
進給電機10的控制方程為
<formula>formula see original document page 9</formula>
其中，*2為比例系數。
智能有卡旋切機旋切過程計算實例 在公式(1) (3)中，取u-450000(附附.r/min)， ~m = 0,05(W. M / ww) ， 、、 = 0.1(1 / /nm)設木皮厚度/ = l(mw)
當旋切至原木直徑《=400mw時，由公式(1) (3)計算得 主電機轉速 = 1125(〃 mm) 進給電機轉距 Tm=20(W.w) 進給電機的轉速為& =112.5(Wmin)
當旋切至原木直徑《=300畫時，由公式(1) (3)計算得 主電機轉速 " = 1500(r / min) 進給電機轉距 r ,=15(W.w) 進給電機的轉速為",=150(Wmin)
智能無卡旋切機旋切過程計算與上類同，所使用的公式為(4)和(5)。 對于直徑較大的或木質較硬的木材可以采用智能有卡旋切機裝置，木材直
徑較小的或木質較軟的可采用智能無卡旋切機。
綜上所述，本實用新型的控制系統中的觸摸屏、編碼器、驅動器、控制
器均為市售產品，各電氣元器件的具體電路原理圖為現有技術，只要是一個
普通的電氣工程師按照框圖所述的各電氣元器件將它連接起來，即可實現發
明目的，故此未給出各電氣元器件的具體電路原理圖。
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權利要求1、一種有卡軸智能型旋切機裝置，包括由機械和電氣控制兩部分組成，其特征在于一個觸摸屏(18)連接一個控制器(17)，其控制器(17)分兩路分別連接進給電機驅動器(12)和主電機驅動器(13)，所述進給電機驅動器(12)連接到進給電機(10)，進給電機(10)連接到進給減速器(9)，進給編碼器(11)的信號又輸入到進給電機驅動器(12)，進給減速器(9)連接到圓錐齒輪(8)驅動其旋轉，旋轉的圓錐齒輪(8)帶動絲杠(7)旋轉，絲杠(7)固定連接在刀座(5)上，刀座(5)上固定連接刀具(6)；所述主電機驅動器(13)連接到主電機(15)，主電機(15)連接到主減速器(14)驅動其旋轉，主減速器(14)連接一個卡頭(1)，卡頭(1)帶動原木(2)旋轉，原木(2)在單壓輥(3)的摩擦力作用下作旋轉運動，刀座(5)上固定連接的刀具(6)旋切原木(2)，主電機編碼器(16)連接到主電機(15)，將信號返回到主電機驅動器(13)，所述觸摸屏(18)的界面包括由主窗口的操作窗口(20)、設置窗口(21)、卡頭進退控制窗口(22)組成。
2、 一種無卡軸智能型旋切機裝置，其特征在于一個觸摸屏(18)連接一 個控制器(17)，其控制器(17)分兩路連接進給電機驅動器(12)和主電機 驅動器(13)，所述進給電機驅動器(12)連接進給電機(10)，進給電機(10) 連接到進給減速器(9)和進給編碼器(11)，進給編碼器(11)的信號又輸入 到進給電機驅動器(12)，進給減速器(9)連接到圓錐齒輪(8)驅動其旋轉， 旋轉的圓錐齒輪(8)帶動絲杠(7)旋轉，絲杠(7)固定連接在刀座(5)上， 刀座(5)上固定連接刀具(6);主電機驅動器(13)連接到主電機(15)，主 電機編碼器(16)將信號返回到主電機驅動器(13)，主電機(15)連接到主 減速器(14)驅動其旋轉，主減速器(14)連接雙壓輥(19)旋轉并驅動原木(2)旋轉，原木(2)在單壓輥(3)及雙壓輥(19)的摩擦力作用下，通過 刀座(5)上固定連接刀具(6)旋切原木(2)，所述觸摸屏(18)的界面包括由主窗口、操作窗口、設置窗口組成'
專利摘要本實用新型公開了有卡軸、無卡軸智能型旋切機裝置。觸摸屏連接控制器，進給電機驅動器連接到進給電機、進給減速器和進給編碼器，編碼器信號輸入到進給電機驅動器、減速器連接到圓錐齒輪驅動其旋轉，旋轉的圓錐齒輪帶動絲杠旋轉，絲杠固定連接在刀座上，刀座上固定連接刀具；主電機驅動器連接到主電機、編碼器，編碼器又將信號返回到主電機驅動器，主電機連接到減速器驅動其旋轉，減速器連接一個卡頭，卡頭帶動原木旋轉，原木在單壓輥配合作用下，通過刀座上固定連接的刀具旋切原木，結構簡單，使用及操作方便，使旋切出的木皮均勻度大大提高。由于控制主運動，使進給電機速度不至過高，改善了旋切機動態特性。提高了旋切機的使用壽命和安全性。
文檔編號B27L5/00GK201161430SQ200720031869
公開日2008年12月10日 申請日期2007年5月25日 優先權日2007年5月25日
發明者周生祥 申請人:周生祥