CN106096277A - 一种旋切一体机的进给速度、输出转速的计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋切一体机的进给速度、输出转速的计算方法，采用该种方法计算进给速度时就只需要测得的量是：原木的直径，驱动辊(或压辊)的直径，驱动辊的转速，两驱动辊的中心距，以及单板厚度，而计算输出转速时还需要知道进给电机给进给丝杆的传动比为，进给丝杆的螺距为即可。人们根据旋切机的机械布置来有序的建立坐标系，从而方便工作人员选取恰当的计算参数，从而方便准确的计算出进给量，使得进给速度和输出转速更加可控，使得旋切一体机的工作更加智能化。

Description

一种旋切一体机的进给速度、输出转速的计算方法

技术领域

本发明涉及工业控制领域，更具体地说，它涉及一种旋切一体机。

背景技术

如图1所示，A、B为固定驱动辊，C为进给压尺辊，E为旋切刀片，D为待加工原木。工作时三个辊把待加工原木D抱紧并在同步转动的固定驱动辊A、B带动下旋转，旋转中由旋切刀片切削出成品薄板。由于在旋切中待加工原木D被逐渐切削成薄板，因此直径越来越小，这就要求旋切刀片E与压尺辊C在切削中以速度V同步进给。假设驱动辊与原木问无相对滑动，为了旋切出厚度均匀的单板，原木表面的线速度必须保持恒定，旋切刀片与进给压尺辊进给速度Vx在旋切过程中必须以一定的规律连续变化，即进给速度Vx是旋切刀片E与压尺辊c的进给量x的函数。但目前都是人为估算的进给速度和输出转速，从而导致木片切削厚度和长度不均匀。不够智能且大量浪费了木材，裁剪完整木片的成品率低下。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种旋切一体机的进给速度、输出转速的计算方法，该种计算方法能方便准确的计算出进给量，使得进给速度和输出转速更加可控，使得旋切一体机的工作更加智能化。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种旋切一体机的进给速度计算方法，按照以下步骤推导

a、建立坐标系，并设定水平方向为x轴，设定竖直方向为y轴，设定x轴和y轴的交点为原点0；

b、设定两驱动辊的圆心均处于y轴，且两驱动辊相对x轴对称设置，设定两驱动辊的圆心距为a，两驱动辊和压辊的直径均为d，转速均为n0r/min；

c、设定原木的圆心处于x轴上，两驱动辊和压辊均与原木相切，原木的直径为φ，转速为nr/min；

d、设定旋切刀片的刀尖坐标为(x，0)，刀床进给速度为Vx，输出转速为Nx，旋切时间为t，旋切出的单板厚度为S；

e、假定驱动辊与原木无相对滑动，则驱动辊和原木的表面线速度相等，即：V(驱动辊)＝π*d*n0＝V(原木)＝π*φ*n，从而得出d*n0＝φ*n；

f、随着加工时间在x轴上趋于原点0运动的旋切刀片的刀尖在x轴上的坐标为(x，0)，那么

$x=\frac{\mathrm{\φ}}{2}+\sqrt{{(\frac{\mathrm{\φ}}{2}+\frac{d}{2})}^2-{\left(\frac{a}{2}\right)}^2}=\frac{\mathrm{\φ}}{2}+\frac{1}{2}*\sqrt{{(\mathrm{\φ}+d)}^2-a^2}$

等式两边都求对时间t的导数，则刀床进给速度为：

$V_{\mathrm{\χ}}=\frac{d_x}{d_t}=\frac{1}{2}*(1+\frac{\mathrm{\φ}+d}{\sqrt{{(\mathrm{\φ}+d)}^2-a^2}})*\frac{d_{\mathrm{\φ}}}{d_t}$

从而得出：

$\begin{array}{c}{V}_x=\frac{d_x}{d_t}=-(1+\frac{\mathrm{\φ}+d}{\sqrt{{(\mathrm{\φ}+d)}^2-a^2}})*S*n\\ =-(1+\frac{\mathrm{\φ}+d}{\sqrt{{(\mathrm{\φ}+d)}^2-a^2}})*\frac{d*n_0*S}{\mathrm{\φ}}\end{array}.$

一种旋切一体机的输出转速的计算方法，按照以下步骤推导

a2、应用权利要求1所述的方法计算出刀床进给速度Vx；

b2、设定刀床进给电机给进给丝杆的传动比为i，进给丝杆的螺距为f；

c2、则进给电机的输出转速

由于a2中计算出刀床进给速度Vx，那么进给电机输出转速

$N_x=\frac{i*V_x}{f}=\frac{i*d*n_0*S}{\mathrm{\φ}*f}*(1+\frac{\mathrm{\φ}+d}{\sqrt{{(\mathrm{\φ}-d)}^2-a^2}})$

通过采用上述技术方案，人们根据旋切机的机械布置来有序的建立坐标系，从而方便工作人员选取恰当的计算参数，从而方便准确的计算出进给量，使得进给速度和输出转速更加可控，使得旋切一体机的工作更加智能化。

附图说明

图1为本发明背景技术部分机械结构附图；

图2为本发明坐标系附图说明。

具体实施方式

参照图1至图2对本发明旋切一体机的进给速度和输出转速计算方法实施例做进一步说明。

一种旋切一体机的进给速度计算方法，按照以下步骤推导

a、建立坐标系，并设定水平方向为x轴，设定竖直方向为y轴，设定x轴和y轴的交点为原点0；

b、设定两驱动辊A、B的圆心均处于y轴，且两驱动辊A、B相对x轴对称设置，设定两驱动辊A、B的圆心距为a，两驱动辊A、B和压辊C的直径均为d，转速均为n0r/min；

c、设定原木D的圆心处于x轴上，两驱动辊A、B和压辊C均与原木D相切，原木D的直径为φ，转速为nr/min；

d、设定旋切刀片E的刀尖坐标为(x，0)，刀床进给速度为Vx，输出转速为Nx，旋切时间为t，旋切出的单板厚度为S；

e、假定驱动辊A、B与原木D无相对滑动，则驱动辊A、B和原木D的表面线速度相等，即：V(驱动辊)＝π*d*n0＝V(原木D)＝π*φ*n，从而得出d*n0＝φ*n；

f、随着加工时间在x轴上趋于原点0运动的旋切刀片E的刀尖在x轴上的坐标为(x，0)，那么

$x=\frac{\mathrm{\φ}}{2}+\sqrt{{(\frac{\mathrm{\φ}}{2}+\frac{d}{2})}^2-{\left(\frac{a}{2}\right)}^2}=\frac{\mathrm{\φ}}{2}+\frac{1}{2}*\sqrt{{(\mathrm{\φ}+d)}^2-a^2}$

等式两边都求对时间t的导数，则刀床进给速度为：

$V_{\mathrm{\χ}}=\frac{d_x}{d_t}=\frac{1}{2}*(1+\frac{\mathrm{\φ}+d}{\sqrt{{(\mathrm{\φ}+d)}^2-a^2}})*\frac{d_{\mathrm{\φ}}}{d_t}$

从而得出：

$\begin{array}{c}{V}_x=\frac{d_x}{d_t}=-(1+\frac{\mathrm{\φ}+d}{\sqrt{{(\mathrm{\φ}+d)}^2-a^2}})*S*n\\ =-(1+\frac{\mathrm{\φ}+d}{\sqrt{{(\mathrm{\φ}+d)}^2-a^2}})*\frac{d*n_0*S}{\mathrm{\φ}}\end{array}.$

通过采用上述技术方案，人们根据旋切机的机械布置来有序的建立坐标系，从而方便工作人员选取恰当的计算参数，从而方便准确的计算出进给量，使得旋切一体机的工作更加智能化。需要注意的是，上述涉及到的长度和距离单位，在计算时都应当选取一直的单位(如毫米mm，或者厘米cm，或分米dm)，同样速度单位和转速单位等都应当一致。

采用上述办法计算进给速度Vx时就只需要测得的量是：原木D的直径φ，驱动辊A、B(或压辊C)的直径d，驱动辊A、B的转速n0，两驱动辊A、B的中心距a，以及单板厚度S。从上式不难看出刀床进给速度Vx与原木D直径φ相关，原木D直径φ作为最大的变化量，在旋切过程中越来越小，那么进给速度Vx将会随之越来越大，目前利用电磁调速电动机通过机电一体化的方法，就能够简短快捷的实现刀床进给速度随着原木D直径不断变小而变大的工作，原木D的旋切工作更加智能化。

一种旋切一体机的输出转速的计算方法，

a2、根据上述所得的进给速度Vx方法计算出刀床进给速度Vx；

b2、设定刀床进给电机给进给丝杆的传动比为i，进给丝杆的螺距为f(人们在加工过程中硬件设施的各项标准是稳定的，上述基础量是作为计算的基础数值被测定出备用)；

c2、根据上述的几个基础数值得出，进给电机的输出转速

$N_x=\frac{i*V_x}{f}$

，由于a2中计算出刀床进给速度Vx，那么进给电机输出转速

$N_x=\frac{i*V_x}{f}=\frac{i*d*n_0*S}{\mathrm{\φ}*f}*(1+\frac{\mathrm{\φ}+d}{\sqrt{{(\mathrm{\φ}-d)}^2-a^2}}).$

从上述公式中不难得出，需要测定刀床的输出转速时，首选测得进给电机给进给丝杆的传动比为i，进给丝杆的螺距为f，原木D的直径φ，驱动辊A、B(或压辊C)的直径d，驱动辊A、B的转速n0，两驱动辊A、B的中心距a，以及单板厚度S。由于进给速度时随着原木D直径的不断变小而变大的，而上式中输出转速Nx是随着进给速度的增大而增大的，那么不难得出输出转速Nx也是随着原木D直径的不断变小而变大的。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种旋切一体机的进给速度计算方法，其特征在于：按照以下步骤推导

a、建立坐标系，并设定水平方向为x轴，设定竖直方向为y轴，设定x轴和y轴的交点为原点0；

b、设定两驱动辊的圆心均处于y轴，且两驱动辊相对x轴对称设置，设定两驱动辊的圆心距为a，两驱动辊和压辊的直径均为d，转速均为n0r/min；

c、设定原木的圆心处于x轴上，两驱动辊和压辊均与原木相切，原木的直径为φ，转速为nr/min；

d、设定旋切刀片的刀尖坐标为(x，0)，刀床进给速度为Vx，输出转速为Nx，旋切时间为t，旋切出的单板厚度为S；

e、假定驱动辊与原木无相对滑动，则驱动辊和原木的表面线速度相等，即：V(驱动辊)＝π*d*n0＝V(原木)＝π*φ*n，从而得出d*n0＝φ*n；

f、随着加工时间在x轴上趋于原点0运动的旋切刀片E的刀尖在x轴上的坐标为(x，0)，那么

$x=\frac{\mathrm{\φ}}{2}+\sqrt{{(\frac{\mathrm{\φ}}{2}+\frac{d}{2})}^2-{\left(\frac{a}{2}\right)}^2}=\frac{\mathrm{\φ}}{2}+\frac{1}{2}*\sqrt{{(\mathrm{\φ}+d)}^2-a^2}$

等式两边都求对时间t的导数，则刀床进给速度为：

$V_{\mathrm{\χ}}=\frac{d_x}{d_t}=\frac{1}{2}*(1+\frac{\mathrm{\φ}+d}{\sqrt{{(\mathrm{\φ}+d)}^2-a^2}})*\frac{d_{\mathrm{\φ}}}{d_t}$

从而得出：

$\begin{array}{c}{V}_x=\frac{d_x}{d_t}=-(1+\frac{\mathrm{\φ}+d}{\sqrt{{(\mathrm{\φ}+d)}^2-a^2}})*S*n\\ =-\left(1+\frac{\mathrm{\φ}+d}{\sqrt{{\left(\mathrm{\φ}+d\right)}^2-a^2}}\right)*\frac{d*n_0*S}{\mathrm{\φ}}\end{array}.$

2.一种旋切一体机的输出转速的计算方法，其特征在于：按照以下步骤推导

a2、应用权利要求1所述的方法计算出刀床进给速度Vx；

b2、设定刀床进给电机给进给丝杆的传动比为i，进给丝杆的螺距为f；

c2、则进给电机的输出转速

由于a2中计算出刀床进给速度Vx，那么进给电机输出转速

$N_x=\frac{i*V_x}{f}=\frac{i*d*n_0*S}{\mathrm{\φ}*f}*(1+\frac{\mathrm{\φ}+d}{\sqrt{{(\mathrm{\φ}-d)}^2-a^2}}).$