[發明專利]數控無卡軸旋切裝置

在審

• 申請號: 202010018989.4
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111098375A
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 許偉才;王成瑞;王術進;祁世飛;鄧斌;于永鵬;鄒霞;許洪暢;高大明;陳子玉
• 申請（專利權）人: 山東百圣源集團有限公司
• 主分類號: B27L5/02
• 分類號: B27L5/02
• 代理公司: 威海科星專利事務所 37202
• 代理人: 王本紅

1.一種數控無卡軸旋切裝置，包括機座、旋刀裝置、單輥裝置、板壓尺裝置、固定架、刀架體回轉套、斜面軌道、單輥進給傳動裝置、雙輥裝置和PLC變頻控制系統，其特征在于所述板壓尺裝置包括壓尺架、壓尺回轉軸、板壓尺、壓尺固定板、壓尺緊固螺釘、壓尺回轉偏心套、支撐部件、壓尺架回轉扇形蝸輪、蝸桿伺服驅動裝置，所述壓尺架前端設有板壓尺和壓尺固定板，所述板壓尺經壓尺固定板和壓尺緊固螺釘固定在壓尺架上，所述壓尺架后部固定設有蝸桿伺服驅動裝置，后部兩端分別設有壓尺回轉偏心套，前部兩端分別與支撐部件固定連接，所述壓尺回轉軸上固定設有壓尺架回轉扇形蝸輪，所述壓尺回轉軸穿過壓尺架后、其兩端經壓尺回轉偏心套和固定架內的銅套滑動連接，所述壓尺架回轉扇形蝸輪經蝸桿伺服驅動裝置驅動，所述蝸桿伺服驅動裝置經PLC變頻控制系統控制，所述支撐部件下端與壓尺滑道滑動連接，

所述旋刀裝置包括刀架體、裝刀盒、旋刀、壓刀板、壓刀缸、調后角齒輪箱、調后角傳動杠、調后角偏心凸輪、調后角拉桿和刀架體回轉套、調后角伺服電機，所述旋刀裝置前部兩端分別經刀架體與刀架體回轉套相連接，后部兩端分別經調后角傳動杠、調后角偏心凸輪、調后角拉桿相連接，所述刀架體前端頂部設有裝刀盒，所述裝刀盒內設有旋刀，裝刀盒經支撐在刀架體上的壓刀板壓緊，所述壓刀板通過支套和螺桿支撐在刀架體上，下部與固定在刀架體上的壓刀缸相抵觸，所述壓刀缸經液壓控制系統與PLC變頻控制系統相連接，所述調后角偏心凸輪套在調后角傳動杠上，所述調后角偏心凸輪外部連接調后角拉桿，所述刀架體兩端支軸支承在刀架體回轉套上，刀架體回轉套鑲裝在固定架上，所述調后角傳動杠兩端分別與調后角齒輪箱相連接，所述調后角齒輪箱與調后角伺服電機直聯并固定于機座上，所述調后角伺服電機經PLC變頻控制系統控制；

所述雙輥裝置包括雙輥工作臺、雙輥裝置、雙傳動輥、雙輥傳動電機、同步帶輪和編碼器，所述雙輥裝置包括雙輥工作臺進給伺服電機、動力傳動軸、雙輥進給絲杠、雙輥齒輪傳動箱和齒輪進給箱，所述雙輥工作臺上設有雙傳動輥及雙輥傳動電機，所述雙傳動輥經雙輥傳動電機驅動，所述雙輥傳動電機經PLC變頻控制系統控制，所述動力傳動軸兩端分別經聯軸器與雙輥齒輪傳動箱相連接，所述雙輥齒輪傳動箱的傳動齒輪經雙輥工作臺進給伺服電機驅動，所述雙輥齒輪傳動箱裝有傳動齒輪，傳動齒輪將運動傳遞給齒輪進給箱內相嚙合的螺旋錐齒輪，再將運動傳遞給雙輥進給絲杠，所述雙輥齒輪傳動箱的中間輸出軸上設有同步帶輪，所述同步帶輪上固定有編碼器，所述編碼器與PLC變頻控制系統相連接。

2.根據權利要求1所述的一種數控無卡軸旋切裝置，其特征在于所述蝸桿伺服驅動裝置包括蝸桿箱、蝸桿減速機、壓尺調節伺服電機、齒輪、中間介輪、漲套和蝸桿，所述蝸桿箱內平行設有兩個蝸桿，所述蝸桿經軸承與蝸桿箱固定連接，兩個蝸桿分別與壓尺架回轉扇形渦輪相嚙合，其中一個蝸桿一端軸伸經漲套與一個齒輪固定連接，另一蝸桿一端軸伸與蝸桿減速機相連接驅動，另一端與另一個齒輪固定連接，兩個齒輪分別經中間介輪相嚙合連接，所述中間介輪經軸承固定在支軸上，所述支軸固定在蝸桿箱上，所述蝸桿減速機與壓尺調節伺服電機相連接，所述壓尺調節伺服電機經PLC變頻控制系統相連接。

3.根據權利要求2所述的一種數控無卡軸旋切裝置，其特征在于所述數控無卡軸旋轉裝置的控制方法為：開始旋切前，在PLC變頻控制系統的操作屏上，設置好ABCDE五段區間速度，同時設置好相對應的木段直徑，變頻速度設好后，再根據木材情況設置好最終木芯直徑，同時設置好雙輥裝置自動返程的距離以及根據旋切的圓木設置單板的兩個厚度值、兩個刀門間隙值和旋切后角數值，上述程序參數設置好后，開始上木，上木后，按下操作屏上的旋切啟動鍵，PLC變頻控制系統指令雙輥驅動電機、單輥驅動電機、壓尺調節伺服電機、調后角伺服電機、雙輥工作臺進給伺服電機、單傳動輥進給伺服電機動作，壓尺調節伺服電機和蝸桿減速機驅動蝸桿旋轉，蝸桿驅動壓尺架回轉扇形蝸輪旋轉，壓尺架回轉扇形蝸輪帶動壓尺回轉軸旋轉，壓尺回轉軸在壓尺回轉偏心套的偏心作用下，帶動壓尺架經支撐部件沿著壓尺滑道前后位移，進而調整板壓尺刃口與旋刀刃在水平面和垂直面的相對位置，使壓尺刃部在旋切過程中對木段保持均衡的壓榨力；

單輥驅動電機驅動單傳動輥旋轉、雙輥驅動電機驅動雙傳動輥旋轉，同時PLC變頻控制系統控制單傳動輥進給伺服電機動作，驅動單傳動輥進給傳動蝸輪蝸桿和單傳動輥進給傳動杠旋轉并帶動單傳動輥兩端的單傳動輥進給絲杠旋轉，進而帶動單輥工作臺沿著斜面軌道移動；

由于所述雙輥齒輪傳動箱經雙輥工作臺進給伺服電機驅動，所述雙輥齒輪傳動箱裝有傳動齒輪，傳動齒輪將運動傳遞給進給箱內相嚙合的螺旋錐齒輪，再將運動傳遞給雙輥進給絲杠，實現雙輥工作臺位移；單雙輥工作臺的同步進給位移及單雙輥旋轉產生的圓周力驅動木段旋轉，通過旋刀的旋切和板壓尺的擠壓，實現對木段的旋切；

在旋切圓木剛進刀時，旋切速度保持在低速，圓木完全吃刀后，切削速度逐漸提升，在旋切的過程中， PLC變頻控制系統自動控制單輥進給傳動裝置和雙輥裝置運行，單輥進給傳動裝置經單傳動輥進給伺服電機驅動單傳動輥進給傳動蝸輪蝸桿和單傳動輥進給傳動杠旋轉，并帶動單傳動輥兩端的單傳動輥進給絲杠旋轉，實現單輥工作臺的位移；雙輥進給裝置經雙輥工作臺進給伺服電機驅動齒輪副及螺旋錐齒輪副轉動，將運動傳遞輥進給絲杠，實現雙輥工作臺位移，雙輥齒輪傳動箱的中間輸出軸將運動傳遞給編碼器，編碼器采集雙輥工作臺的位移信號并轉換成電信號上傳至PLC變頻控制系統，PLC變頻控制系統程序指令調后角伺服電機動作，使得調后角伺服電機與雙輥工作臺進給伺服電機形成電子齒輪相掛，調后角伺服電機將運動傳遞給偏心凸輪，通過偏心凸輪升程使調后角拉桿帶動刀架體回轉來改變旋切過程中的旋刀后角，整個后角變化隨木段直徑變化自動改變；

在旋切過程中，壓尺調節伺服電機和蝸桿減速機驅動蝸桿旋轉，蝸桿驅動壓尺架回轉扇形蝸輪旋轉，壓尺架回轉扇形蝸輪帶動壓尺回轉軸旋轉，壓尺回轉軸在壓尺回轉偏心套的偏心作用下，帶動壓尺架經支撐部件沿著壓尺滑道前后位移，進而調整板壓尺刃口與旋刀刃在水平面和垂直面的相對位置，使壓尺刃部在旋切過程中對木段保持均衡的壓榨力；

當遇到木段質量不高時，在操作屏上修改板厚，設備在未停機狀態下自動切換至修改后的板厚參數上并繼續旋切，根據不同木芯質量，在不停機狀態下時時設定不同的后角參數，同時，還根據需要通過PLC變頻控制系統中的程序實時改變后角，達到合理的旋刀切削參數，并使得后角參數值在操作屏上實時顯示；

當圓木旋切到程序設定的最終木芯直徑時，即機床移動停止工進，同時開始返程啟動，到達打木芯返程設定值時， PLC變頻控制系統指令打木芯氣缸動作，將小直徑的木芯打掉，當機床到達后限位時停止，即完成了一個工作循環，再二次上木進行一個工作循環。