CN108127743B - 一种无卡旋切机尾板整张方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无卡旋切机尾板整张方法，首先根据预存的圆木直径与所需时间的关系，获取待切圆木旋切至最小圆木直径所需的总时间T；而后根据预存的单张标准板周期T0，对总时间T计算取余获得余数部分时间Ty；进而控制铡刀在丝杆启动的时刻起到铡切形成头板之间所用的时间等于余数部分时间Ty；而后控制铡刀每间隔单张标准板周期T0进行切割，且实时调整旋切厚度H，以使旋切厚度H满足：H＝Txs*Hr/Tzs，式中，Hr为初始设置的厚度值，Txs为总时间T减去实际旋切时间后的实际剩余时间，Tzs为理论剩余时间。应用本发明上述方法，有效提高了尾板整张精度，提高了木材的使用率。

Description

一种无卡旋切机尾板整张方法

技术领域

本发明涉及木材加工技术领域，更具体地说，涉及一种无卡旋切机尾板整张方法。

背景技术

无卡旋切机传动装置主要包括定驱动双辊电机、动驱动单辊电机、定驱动双辊、动驱动单辊、旋切刀具、铡刀电机、铡刀刀具、进给电机、精密丝杆、进给变频器和铡刀变频器。

双辊电机为两个定双辊提供轴向转动力矩，带动圆木轴向转动，单辊电机驱动单辊旋转，同时通过进给机座推进挤压圆木，使圆木保持贴合在定双辊上持续获得转动力矩，定双辊和动单辊轴向平行，确保圆木能保持匀速转动。定驱动双辊电机和动驱动单辊电机通过工频驱动或变频器驱动，获得恒定转速；进给变频器通过工艺参数计算得到进给频率，用于驱动丝杆电机使整个进给机座按进给频率推进，推进的过程保持旋切刀具向圆木表面切入固定厚度，随着圆木转动，圆木被旋切成具有一定均匀厚度的木板。旋切出的木板通过动驱动单辊电机机械传动的胶辊带动输出，此时由铡刀变频器驱动铡刀电机，铡刀电机带动铡刀刀具旋转，当刀具到达与胶辊相切合时，完成对木板的铡切，当铡刀变频器频率恒定时，将切出长度固定的单板。

在旋切参数设置阶段，主要工艺参数如单板长度、出板厚度、定双辊和动单辊直径、定双辊和动单辊转速、进给电机传动比和铡刀电机传动比，都通过进给变频器进行设置。丝杠位置通过进给电机上的编码器实时获取，另通过调节行程开关来调整好最小圆头直径。

施切机的工作过程为，进给变频器按设置好的工艺参数运行，开始旋切累计出板，同时，通过模拟量、总线通讯或其他方式将铡刀旋转频率，送给铡刀变频器，用于驱动铡刀电机带动铡刀刀具旋转，完成对已出木板的周期铡切，从而形成相同的整张单板。当圆木的直径固定时，最终旋切出来的木板总长度是固定的。开始旋切后，铡刀切出的第一张单板称为头板，最后切出的一张单板称为尾板。

实际加工中，圆木外层的木质较差，内层木质较好。因此从提高木质的利用率的角度，希望能保证尾板为整张，头板可以不是整张。传统的尾板整张实施方法中，采用面积相等的方法，即如下公式，得到出板的总长度L。

式中，D为圆木直径，R_min为最小圆木直径，H为出板的厚度。

再将计算出的总长度对整张单板长度进行求余运算，得到头板的长度值，实际旋切时，出板到达头板长度即进行铡切，剩余的长度即为整张单板长度的整数倍，从而使得尾板为整张。

但在具体实施中，圆木在旋切过程中因自身重量不断减少或电网电压波动，将使得驱动辊转速发生波动，造成头板后的剩余实际出板相比计算值偏大或偏小，从而无法保证剩余实际出板长度为整张单板长度整数倍，最终造成尾板长度严重偏离整张长度。

综上所述，如何有效地解决无卡旋切机尾板整张精度较差等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种无卡旋切机尾板整张方法，该无卡旋切机尾板整张方法可以有效地解决无卡旋切机尾板整张精度较差的问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种无卡旋切机尾板整张方法，包括步骤：

S1：根据预存的圆木直径与所需时间的关系，获取待切圆木旋切至最小圆木直径所需的总时间T；

S2：根据预存的单张标准板周期T0，对所述总时间T计算取余获得余数部分时间Ty；

S3：控制铡刀在丝杆启动的时刻起到铡切形成头板之间所用的时间等于所述余数部分时间Ty；

S4：控制所述铡刀每间隔所述单张标准板周期T0进行切割，且实时调整旋切厚度H，以使所述旋切厚度H满足：

H＝Txs*Hr/Tzs

式中，Hr为初始设置的厚度值，Txs为所述总时间T减去实际旋切时间后的实际剩余时间，Tzs为由当前丝杆位置根据所述预存的圆木直径与所需时间的关系计算获得的理论剩余时间。

优选地，上述无卡旋切机尾板整张方法中，所述步骤S1中预存的圆木直径与所需时间的关系，具体包括：

由最大圆木直径旋切至最小圆木直径的过程中，圆木直径每减小预设值所需的时间。

优选地，上述无卡旋切机尾板整张方法中，所述步骤S1之前还包括：

进行空载自学习，学习旋刀能够旋切的最大圆木直径至最小圆木直径的旋切过程中，圆木直径每减小预设值所需的时间，并存储。

优选地，上述无卡旋切机尾板整张方法中，所述空载自学习还包括：

学习铡刀切割所述单张标准板的周期T0，并存储。

优选地，上述无卡旋切机尾板整张方法中，所述预设值具体为1mm。

优选地，上述无卡旋切机尾板整张方法中，所述步骤S3具体包括：

根据预存的所述铡刀由固定的启动位置起刀至切木板位置所需的时间Tq，控制所述铡刀在丝杆启动的时刻起延迟预设时间Td后启动，Td+Tq＝Ty。

优选地，上述无卡旋切机尾板整张方法中，所述步骤S1之前还包括：

进行空载自学习，学习所述铡刀由固定的启动位置起刀至切木板位置所需的时间Tq，并存储。

优选地，上述无卡旋切机尾板整张方法中，所述铡刀的刀具旋转轴上固定有与所述铡刀同轴转动的感应部件，与所述感应部件配合设置有感应传感器，且所述感应部件在所述铡刀切木板时与所述感应传感器重合，以使所述感应传感器发出感应信号；

所述学习所述铡刀由固定的启动位置起刀至切木板位置所需的时间Tq，具体包括：

学习所述铡刀由固定的启动位置起刀至第一次所述感应传感器发出感应信号的时间Tq。

优选地，上述无卡旋切机尾板整张方法中，所述感应部件为遮挡部，所述感应传感器为与所述遮挡部配合的光电开关。

优选地，上述无卡旋切机尾板整张方法中，所述遮挡部为一端与所述旋转轴固定连接的遮挡条。

应用本发明提供的无卡旋切机尾板整张方法，首先根据预存的圆木直径与所需时间的关系，获取待切圆木旋切至最小圆木直径所需的总时间T；而后根据预存的单张标准板周期T0，对所述总时间T计算取余获得余数部分时间Ty；进而控制铡刀在丝杆启动的时刻起延时所述余数部分时间Ty切割头板；而后控制所述铡刀每间隔所述单张标准板周期T0进行切割，且实时调整旋切厚度H，以使所述旋切厚度H满足：

H＝Txs*Hr/Tzs

式中，Hr为初始设置的厚度值，Txs为所述总时间T减去实际旋切时间后的实际剩余时间，Tzs为由当前丝杆位置根据所述预存的圆木直径与所需时间的关系计算获得的理论剩余时间。

通过实时调整旋切厚度，保证实际旋切从切割头板后来到最小圆木直径的时间与总时间T减去余数部分时间Ty的整数部分时间Tz一致，从而保证尾板整板精度。有效提高尾板整张的精度，避免在旋切过程中，圆木直径减小带来负载减小，或电网电压波动，带来的驱动辊转速波动，造成尾板整张精度差而无法使用的问题，有效地提高了木材的使用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个具体实施例的无卡旋切机尾板整张方法的流程示意图；

图2为出板铡切调整时间分配示意图。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种无卡旋切机尾板整张方法，以提高尾板整张的精度，进而提高木材的使用率。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图2，图1为本发明一个具体实施例的无卡旋切机尾板整张方法的流程示意图；图2为出板铡切调整时间分配示意图。

在一个具体实施例中，本发明提供的无卡旋切机尾板整张方法，包括以下步骤：

S1：根据预存的圆木直径与所需时间的关系，获取待切圆木旋切至最小圆木直径所需的总时间T；

施切机圆木切割时，进给变频器按设置好的工艺参数运行，对于待切圆木，根据该工艺参数下预存的圆木直径与所需时间的关系，如由最大圆木直径至最小圆木直径过程中，直径每减小1mm所需的时间关系，确定待切圆木旋切至最小圆木直径所需的总时间T。

S2：根据预存的单张标准板周期T0，对所述总时间T计算取余获得余数部分时间Ty；

根据上述工艺参数下预存的单张标准板周期T0，也就是旋切单板所需的时间，总时间T除以单张标准板周期T0取余，余数部分时间Ty则对应不是整张的部分，整数部分时间Tz则对应整板。

S3：控制铡刀在丝杆启动的时刻起到铡切形成头板之间所用的时间等于所述余数部分时间Ty；延时所述余数部分时间Ty切割头板；

也就是旋切开始后，控制铡刀在丝杆启动的时刻起延时余数部分时间Ty切割出头板，即出板到达头板长度即进行铡切，头板即对应不是整张的部分，从而剩余的即为整张的整数倍。因而有效利用了圆木内层木质较好的部分，提高了木材利用率。

S4：控制所述铡刀每间隔所述单张标准板周期T0进行切割，且实时调整旋切厚度H，以使所述旋切厚度H满足：

H＝Txs*Hr/Tzs

式中，Hr为初始设置的厚度值，也就是上述工艺参数中设置的厚度值；Txs为所述总时间T减去实际旋切时间后的实际剩余时间，也就是总时间T减去旋切至当前所花费的实际旋切时间后所得的实际剩余时间；Tzs为由当前丝杆位置根据所述预存的圆木直径与所需时间的关系计算获得的理论剩余时间。

铡切出头板后，剩余部分对应整板的整数倍，故铡刀每间隔单张标准板周期T0进行切割，以切割出完整板。在此过程中，加入实时修正算法，对实时厚度进行修正，通过上式调整实时的旋切厚度，以保证总的出板长度不变，从而保证整张精度。

应用本发明提供的无卡旋切机尾板整张方法，首先根据预存的圆木直径与所需时间的关系，获取待切圆木旋切至最小圆木直径所需的总时间T；而后根据预存的单张标准板周期T0，对所述总时间T计算取余获得余数部分时间Ty；进而控制铡刀在丝杆启动的时刻起到铡切形成头板之间所用的时间等于所述余数部分时间Ty；而后控制所述铡刀每间隔所述单张标准板周期T0进行切割，且实时调整旋切厚度H，以使所述旋切厚度H满足：

H＝Txs*Hr/Tzs

式中，Hr为初始设置的厚度值，Txs为所述总时间T减去实际旋切时间后的实际剩余时间，Tzs为由当前丝杆位置根据所述预存的圆木直径与所需时间的关系计算获得的理论剩余时间。通过实时调整旋切厚度，保证实际旋切从切割头板后来到最小圆木直径的时间与总时间T减去余数部分时间Ty的整数部分时间Tz一致，从而保证尾板整板精度。有效提高尾板整张的精度，避免在实际工作过程中，圆木直径随旋切减小带来负载减小，或电网电压波动，带来的驱动辊转速波动，造成尾板整张精度差而无法使用的问题，有效地提高了木材的使用率。

进一步地，所述步骤S1中预存的圆木直径与所需时间的关系，具体包括：

由最大圆木直径旋切至最小圆木直径的过程中，圆木直径每减小预设值所需的时间，其中最大圆木直径为旋刀能够旋切的最大直径。也就是将最大圆木直径的圆木旋切至最小原木直径的过程中，对圆木直径每减小预设值分别所需要的时间进行存储，进而根据该关系，对于不同外径的待切圆木均能够由该关系获得旋切所需要的总时间。圆木直径每次减小的预设值具体为1mm，根据需要也可以设置为其他数值。

进一步地，所述步骤S1之前还包括：

进行空载自学习，学习旋刀能够旋切的最大圆木直径至最小圆木直径的旋切过程中，圆木直径每减小预设值所需的时间，并存储该时间。也就是通过空载自学习的方式，预先获取圆木直径与所需时间的关系。空载自学习，即不旋切圆木，根据丝杆的位置反映圆木直径随时间的关系并进行存储，以便后续对待切圆木进行旋切时的精确控制。

更进一步地，所述空载自学习还包括：

学习铡刀切割所述单张标准板的周期T0，并存储。也就是在上述空载自学习过程中，对铡刀切割单张标准板的周期T0同时进行自学习并存储。

在上述各实施例的基础上，所述步骤S3具体包括：

根据预存的所述铡刀由固定的启动位置起刀至切木板位置所需的时间Tq，控制所述铡刀在丝杆启动的时刻起延迟预设时间Td后启动，即Td+Tq＝Ty。也就是通过确定铡刀的起刀位置，以达到对铡刀的精确控制。通过预存的铡刀由固定的起刀位置到切木板位置所需的时间Tq，在丝杆启动时刻起延迟预设时间Td后铡刀再由固定起刀位置起刀，从而当其切木板时的时刻恰好满足余数部分时间，从而确保了头板切割长度满足要求。

进一步地，空载自学习还包括学习所述铡刀由固定的启动位置起刀至切木板位置所需的时间Tq，并存储。也就是通过空载自学习的方式，预先获取铡刀由固定的启动位置起刀至切木板位置所需的时间Tq。具体地，在圆木直径与所需时间的关系也通过空载自学习获取的情况下，则可在该空载自学习的过程中，学习铡刀由固定的启动位置起刀至切木板位置所需的时间Tq。

更进一步地，所述铡刀的刀具旋转轴上固定有与所述铡刀同轴转动的感应部件，与所述感应部件配合设置有感应传感器，且所述感应部件在所述铡刀切木板时与所述感应传感器重合，以使所述感应传感器发出感应信号；

所述学习所述铡刀由固定的启动位置起刀至切木板位置所需的时间Tq，具体包括：

学习所述铡刀由固定的启动位置起刀至第一次所述感应传感器发出感应信号的时间Tq。

也就是通过在铡刀刀具的旋转轴上固定感应部件，感应部件与铡刀同步转动，感应传感器与感应部件配合，在感应部件随铡刀转动至切木板时触发感应传感器发出感应信号。从而对铡刀的起刀位置进行标识，并保持后续铡刀均由该固定的起刀位置起刀，从而能够精确控制铡刀起刀至切木板的时间，避免了铡刀起刀位置不同对整板精度的不良影响，为尾板整张提供了硬件基础。

具体的，所述感应部件为遮挡部，所述感应传感器为与所述遮挡部配合的光电开关。优选的，所述遮挡部为一端与所述旋转轴固定连接的遮挡条。安装时，在铡刀刀具旋转轴上同轴安装挡条，旁边安装固定光电开关，当档条随刀具旋转轴转至光电开关处时，将产生识别信号送给进给变频器，通过调整挡条在铡刀刀具旋转轴上的安装角度，使铡刀切木板位置时的挡条恰好与光电开关重合，用于标识铡刀切木板时的位置。根据需要，感应部件及感应传感器也可以采用其他能够感应位置的结构。

在设置有光电传感器的基础上，则步骤S4中通过实时调整旋切厚度，保证了实际旋切从第一次铡刀光电信号来到最小木头直径的时间与Tz一致。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种无卡旋切机尾板整张方法，其特征在于，包括步骤：

S1：根据预存的圆木直径与所需时间的关系，获取待切圆木旋切至最小圆木直径所需的总时间T；

S2：根据预存的单张标准板周期T0，对所述总时间T计算取余获得余数部分时间Ty；

S3：控制铡刀在丝杆启动的时刻起到铡切形成头板之间所用的时间等于所述余数部分时间Ty；

S4：控制所述铡刀每间隔所述单张标准板周期T0进行切割，且实时调整旋切厚度H，以使所述旋切厚度H满足：

H＝Txs*Hr/Tzs

式中，Hr为初始设置的厚度值，Txs为所述总时间T减去实际旋切时间后的实际剩余时间，Tzs为由当前丝杆位置根据所述预存的圆木直径与所需时间的关系计算获得的理论剩余时间。

2.根据权利要求1所述的无卡旋切机尾板整张方法，其特征在于，所述步骤S1中预存的圆木直径与所需时间的关系，具体包括：

由最大圆木直径旋切至最小圆木直径的过程中，圆木直径每减小预设值所需的时间。

3.根据权利要求2所述的无卡旋切机尾板整张方法，其特征在于，所述步骤S1之前还包括：

进行空载自学习，学习旋刀能够旋切的最大圆木直径至最小圆木直径的旋切过程中，圆木直径每减小预设值所需的时间，并存储。

4.根据权利要求3所述的无卡旋切机尾板整张方法，其特征在于，所述空载自学习还包括：

学习铡刀切割所述单张标准板的周期T0，并存储。

5.根据权利要求2所述的无卡旋切机尾板整张方法，其特征在于，所述预设值具体为1mm。

6.根据权利要求1-5任一项所述的无卡旋切机尾板整张方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：

根据预存的所述铡刀由固定的启动位置起刀至切木板位置所需的时间Tq，控制所述铡刀在丝杆启动的时刻起延迟预设时间Td后启动，Td+Tq＝Ty。

7.根据权利要求6所述的无卡旋切机尾板整张方法，其特征在于，所述步骤S1之前还包括：

进行空载自学习，学习所述铡刀由固定的启动位置起刀至切木板位置所需的时间Tq，并存储。

8.根据权利要求7所述的无卡旋切机尾板整张方法，其特征在于，所述铡刀的刀具旋转轴上固定有与所述铡刀同轴转动的感应部件，与所述感应部件配合设置有感应传感器，且所述感应部件在所述铡刀切木板时与所述感应传感器重合，以使所述感应传感器发出感应信号；

所述学习所述铡刀由固定的启动位置起刀至切木板位置所需的时间Tq，具体包括：

学习所述铡刀由固定的启动位置起刀至第一次所述感应传感器发出感应信号的时间Tq。

9.根据权利要求8所述的无卡旋切机尾板整张方法，其特征在于，所述感应部件为遮挡部，所述感应传感器为与所述遮挡部配合的光电开关。

10.根据权利要求9所述的无卡旋切机尾板整张方法，其特征在于，所述遮挡部为一端与所述旋转轴固定连接的遮挡条。

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