CN115741924B - 四凸轮驱动无卡旋切机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了四凸轮驱动无卡旋切机，涉及无卡旋切机技术领域，包括基础组件，所述基础组件包括规格相同的基础底座和基础顶座，且基础底座和基础顶座之间固定有两个边撑框以及两个主撑框，还包括设置于基础顶座上的旋切组件以及双辊座，所述基础顶座的顶部设置有用于驱动双辊座的摆动组件以及用于驱动摇臂摆动的驱动组件；本发明进刀凸轮和退刀凸轮的形状严格按照旋切工艺要求结合机构参数设计，进刀凸轮和退刀凸轮的转速与旋切线速度旋切厚度线性相关，不随旋切直径变化而变化；能够控制程序简化，故障低、精度高；同时，摇臂的两个摆动方向由进刀凸轮和退刀凸轮分别控制，减小凸轮的行程以及径向尺寸，传动角变大并且受力合理。

Description

四凸轮驱动无卡旋切机

技术领域

本发明涉及无卡旋切机技术领域，尤其是涉及四凸轮驱动无卡旋切机。

背景技术

现有技术中的无卡旋切机的进刀运动与旋切直径、旋切厚度、旋切速度、双辊直径及中心距有关，是一种变加速直线运动，其进刀速度与旋切厚度、旋切速度成正比，近似与旋切的实时直径成反比。以旋切直径范围500-30为例，旋切同一厚度的单板调速比可达22.74，再考虑旋切厚度的不同要求调速比会成倍增加。

经检索公开号为CN211566237U的专利文件，公开了一种加工厚度均匀的木材旋切机，包括机台、压辊机构、旋切刀以及进给机构；所述压辊机构与所述旋切刀均固定于所述机台上，所述压辊机构的挤压辊位于所述旋切刀的刀刃处；所述进给机构靠近旋切刀的一侧设置有两个进料压辊，加工时，所述进给机构推动两个所述进料压辊往所述旋切刀方向移动。压辊机构与旋切刀固定不动，使得在加工时不易晃动，从而使得木材在通过压辊机构推动到旋切刀位置时方向不易改变，使得旋切刀不易磨损；且进料压辊与旋切刀之间的间距也不会因为晃动而改变，从而使得加工出来的木材厚度均匀。

基于以上检索结合现有技术发现：目前广泛应用的无卡旋切机的进给运动的调速主要采用变频无机调速驱动进刀丝杠来实现的，虽然调速精度尚可亦存在以下不足：

（1）同一机器配置旋切厚度范围不宜过宽，过宽适旋范围需调整进刀速比；

（2）受变频器低频性能限制，进刀电机及变频器的功率配置较大；

（3）需配置编码器或位移传感器实时检测木材直径，作为易损件，一旦编码器或位移传感器失效，容易影响单板精度甚至会引起闯车事故，损坏机器；

（4）设备制造成本高，后期的维修服务需要专业的技术人员，维护成本高，能耗高寿命低；在此之前的10-20年间曾有一主流的机械调速机型大齿轮曲线板无卡旋切机，大齿轮上固定有等距曲线沟槽直接驱动安装在刀座上的滚轮实现进给，因其径向尺寸较大其加工的最大直径受到限制，且沟槽变形大精度较差，压力角大传动角小滚轮悬臂受力不合理；现已淡出市场被数控无卡旋切机取代。

发明内容

本发明的目的在于提供四凸轮驱动无卡旋切机，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明的技术方案是：四凸轮驱动无卡旋切机，包括基础组件，所述基础组件包括规格相同的基础底座和基础顶座，且基础底座和基础顶座之间固定有两个边撑框以及两个主撑框，还包括设置于基础顶座上的旋切组件以及双辊座，还包括；

用于驱动双辊座的摆动组件，所述摆动组件包括两个固定安装于基础顶座上的安装块，且两个安装块之间共同转动连接有摆臂轴，所述摆臂轴的两端均键连接有摇臂，且两个摇臂的顶端均通过活动轴转动连接有连杆，两个所述连杆的另一端与双辊座活动连接，两个摇臂之间转动连接有从动辊一和从动辊二；

用于驱动摇臂摆动的驱动组件，所述驱动组件包括进刀凸轮、退刀凸轮以及驱动单元，所述基础顶座上开设有用于为驱动组件提供运行空间的敞口，所述进刀凸轮和退刀凸轮的中心处均固定连接有中心轴杆，且两个中心轴杆的两端均转动连接有立架，所述立架与基础顶座固定连接，所述进刀凸轮和退刀凸轮均呈蜗形。

优选的，所述驱动单元包括固定安装于基础顶座上的伺服电机，且伺服电机的输出轴通过联轴器连接有蜗杆，两个所述中心轴杆的一端均键连接有与蜗杆相适配的蜗轮，且蜗杆和蜗轮的升角小于摩擦角。

优选的，所述退刀凸轮的外侧弧壁与从动辊二相贴合，进刀凸轮的内侧弧壁与从动辊一相贴合。

优选的，所述摆动组件还包括两个分别固定安装于两个摇臂外侧壁上的导向环杆，两个所述主撑框与基础顶座之间开设有两组安装口，且每组安装口固定安装有限位弧轨，所述限位弧轨与导向环杆形成滑动配合。

优选的，所述基础顶座的顶部外壁一端固定安装有支撑架，且支撑架上固定安装有多个等距离分布的导轨，所述双辊座的底端固定连接有多个与导轨形成滑动配合的滑块。

优选的，所述双辊座上固定安装有固定轴，且固定轴的两端与两个连杆转动连接。

优选的，所述双辊座的一侧外壁固定安装有两对延伸杆，且每对延伸杆之间转动连接有驱动辊，两个驱动辊连接有外接动力系统。

优选的，两个所述驱动辊的圆周外壁两端均固定连接有橡胶螺旋筋，且两个橡胶螺旋筋的螺旋方向相反，每个所述橡胶螺旋筋上均开设有沉槽，沉槽的剖面形状呈V形结构，两个所述驱动辊的中端均固定连接有多个波状凸带，且多个波状凸带采用硅胶材质。

优选的，所述旋切组件包括固定安装于基础顶座上的刀座，且刀座的一侧转动设置有抵辊，所述刀座靠近抵辊的一端固定安装有旋切刀。

优选的，两个所述摇臂的内侧壁上均固定安装有加强筋，且两个导向环杆圆周外壁一侧与摇臂之间固定连接有多个爪块。

本发明通过改进在此提供四凸轮驱动无卡旋切机，与现有技术相比，具有如下改进及优点：

其一：本发明当两个摇臂以摆臂轴为圆心摆动时，能够通过两个转动连接的连杆对双辊座产生推拉作用，从而驱动双辊座进行移动；具体是，当摇臂向旋切组件方向摆动时，会通过连杆对双辊座产生拉力，使得双辊座靠近旋切组件实现进刀；当摇臂向双辊座方向摆动时，通过连杆对双辊座产生推力，使得双辊座远离旋切组件并实现退刀；

其二：本发明进刀凸轮和退刀凸轮的形状严格按照旋切工艺要求结合机构参数设计，进刀凸轮和退刀凸轮的转速与旋切线速度旋切厚度线性相关，不随旋切直径变化而变化；能够控制程序简化，故障低、精度高；同时，摇臂的两个摆动方向由进刀凸轮和退刀凸轮分别控制，相较于传统的设计，有效减小了凸轮的行程以及径向尺寸，传动角变大并且受力合理；综上，本发明中的进退刀方式，相较传统的凸轮机构力学合理性有大幅改进，其精度不输数控，并且稳定性更好；

其三：本发明通过上述结构的设置，当两个摇臂摆动时，两个导向环杆在限位弧轨中滑动，对摇臂的摆动起到支撑、导向作用，从而有效提高摇臂摆动的稳定性，保证了该装置进退刀的平稳进行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明的整体立体结构示意图；

图2为本发明的侧视结构示意图；

图3为本发明的主视结构示意图；

图4为本发明的半剖结构示意图；

图5为本发明的驱动单元立体结构示意图；

图6为本发明的限位弧轨立体结构示意图；

图7为本发明的驱动辊立体结构示意图。

附图标记：

1、基础组件；11、边撑框；12、基础顶座；13、基础底座；14、敞口；15、主撑框；2、摆动组件；21、安装块；211、摆臂轴；22、摇臂；221、加强筋；23、导向环杆；24、爪块；25、限位弧轨；3、支撑架；31、滑块；4、双辊座；41、固定轴；42、延伸杆；43、驱动辊；431、橡胶螺旋筋；432、沉槽；433、波状凸带；44、导轨；5、连杆；51、从动辊一；52、从动辊二；6、进刀凸轮；61、退刀凸轮；62、中心轴杆；63、立架；7、旋切组件；71、刀座；72、抵辊；73、旋切刀；8、驱动单元；81、伺服电机；82、蜗轮；83、蜗杆。

具体实施方式

下面对本发明进行详细说明，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。

本发明通过改进在此提供四凸轮驱动无卡旋切机，本发明的技术方案是：

如图1至图7所示，本发明实施例提供了四凸轮驱动无卡旋切机，包括基础组件1，基础组件1包括规格相同的基础底座13和基础顶座12，且基础底座13和基础顶座12之间固定有两个边撑框11以及两个主撑框15，还包括设置于基础顶座12上的旋切组件7以及双辊座4，基础顶座12的顶部设置有用于驱动双辊座4的摆动组件2以及用于驱动摇臂22摆动的驱动组件。

摆动组件2包括两个固定安装于基础顶座12上的安装块21，且两个安装块21之间共同转动连接有摆臂轴211，摆臂轴211的两端均键连接有摇臂22，且两个摇臂22的顶端均通过活动轴转动连接有连杆5，两个连杆5的另一端与双辊座4活动连接，两个摇臂22之间转动连接有从动辊一51和从动辊二52；通过上述结构的设置，当两个摇臂22以摆臂轴211为圆心摆动时，能够通过两个转动连接的连杆5对双辊座4产生推拉作用，从而驱动双辊座4进行移动；具体是，当摇臂22向旋切组件7方向摆动时，会通过连杆5对双辊座4产生拉力，使得双辊座4靠近旋切组件7实现进刀；当摇臂22向双辊座4方向摆动时，通过连杆5对双辊座4产生推力，使得双辊座4远离旋切组件7并实现退刀。

驱动组件包括进刀凸轮6、退刀凸轮61以及驱动单元8，基础顶座12上开设有用于为驱动组件提供运行空间的敞口14，进刀凸轮6和退刀凸轮61的中心处均固定连接有中心轴杆62，且两个中心轴杆62的两端均转动连接有立架63，立架63与基础顶座12固定连接，进刀凸轮6和退刀凸轮61均呈蜗形；通过上述结构的设置，进刀凸轮6和退刀凸轮61能够借助从动辊一51和从动辊二52的传动作用，对摇臂22产生驱动力，并使得摇臂22发生摆动；具体是，当进刀凸轮6和退刀凸轮61呈逆时针转动时，进刀凸轮6的内侧弧面对从动辊一51产生作用力，并推动摇臂22朝旋切组件7摆动，实现进刀；当进刀凸轮6和退刀凸轮61呈顺时针转动时，退刀凸轮61的外侧弧面对从动辊二52产生抵靠力，从而推动摇臂22向双辊座4摆动，实现退刀。

参阅图5和图6，驱动单元8包括固定安装于基础顶座12上的伺服电机81，且伺服电机81的输出轴通过联轴器连接有蜗杆83，两个中心轴杆62的一端均键连接有与蜗杆83相适配的蜗轮82，且蜗杆83和蜗轮82的升角小于摩擦角；通过上述结构的设置，伺服电机81运行时，能够带动蜗杆83转动，并经过蜗轮82的传动作用，带动中心轴杆62转动，并实现对进刀凸轮6和退刀凸轮61的驱动；利用设置蜗杆83和蜗轮82的升角小于摩擦角，使得蜗杆83和蜗轮82的传动具备自锁性，有利于提高进刀凸轮6和退刀凸轮61的稳定性。

参阅图1、图2和图4，退刀凸轮61的外侧弧壁与从动辊二52相贴合，进刀凸轮6的内侧弧壁与从动辊一51相贴合，需要说明的是，进刀凸轮6和退刀凸轮61的形状严格按照旋切工艺要求结合机构参数设计，进刀凸轮6和退刀凸轮61的转速与旋切线速度旋切厚度线性相关，不随旋切直径变化而变化；通过上述结构的设置，能够控制程序简化，故障低、精度高；同时，摇臂22的两个摆动方向由进刀凸轮6和退刀凸轮61分别控制，相较于传统的设计，有效减小了凸轮的行程以及径向尺寸，传动角变大并且受力合理。

作为本发明的进一步方案，摆动组件2还包括两个分别固定安装于两个摇臂22外侧壁上的导向环杆23，两个主撑框15与基础顶座12之间开设有两组安装口，且每组安装口固定安装有限位弧轨25，限位弧轨25与导向环杆23形成滑动配合；通过上述结构的设置，当两个摇臂22摆动时，两个导向环杆23在限位弧轨25中滑动，对摇臂22的摆动起到支撑、导向作用，从而有效提高摇臂22摆动的稳定性，保证了该装置进退刀的平稳进行。

进一步的，基础顶座12的顶部外壁一端固定安装有支撑架3，且支撑架3上固定安装有多个等距离分布的导轨44，双辊座4的底端固定连接有多个与导轨44形成滑动配合的滑块31；通过上述结构的设置，双辊座4能够在支撑架3上滑动，并带动后续的驱动辊43移动，调节驱动辊43与后续抵辊72之间的距离。

进一步的，双辊座4上固定安装有固定轴41，且固定轴41的两端与两个连杆5转动连接。

进一步的，双辊座4的一侧外壁固定安装有两对延伸杆42，且每对延伸杆42之间转动连接有驱动辊43，两个驱动辊43连接有外接动力系统；通过上述结构的设置，外接动力系统为两个驱动辊43提供动力，两个驱动辊43转动时，对物料提供动力，保证旋切作业的顺利进行。

参阅图7，两个驱动辊43的圆周外壁两端均固定连接有橡胶螺旋筋431，且两个橡胶螺旋筋431的螺旋方向相反，每个橡胶螺旋筋431上均开设有沉槽432，沉槽432的剖面形状呈V形结构，两个驱动辊43的中端均固定连接有多个波状凸带433，且多个波状凸带433采用硅胶材质；通过上述结构的设置，利用设置的橡胶螺旋筋431，在驱动辊43转动过程中，橡胶螺旋筋431能够对木材两端起到传动力，当投放长度较短的木料，出现木料偏移时，木料与一侧的橡胶螺旋筋431接触程度更大，从而该橡胶螺旋筋431产生更大的传动力，促进木料移动并处于中间位置，有利于木料快速居中，有利于保证木材在装置的中间位置进行加工，有利于保证装置的作业时的稳定性；利用设置的沉槽432以及波状凸带433，能够使驱动辊43与木材表面充分接触，提高摩擦力，避免在加工木材过程中驱动辊43发生空转的情况，有利于保证木材加工的顺利进行。

进一步的，旋切组件7包括固定安装于基础顶座12上的刀座71，且刀座71的一侧转动设置有抵辊72，刀座71靠近抵辊72的一端固定安装有旋切刀73。

作为本发明的更进一步方案，两个摇臂22的内侧壁上均固定安装有加强筋221，且两个导向环杆23圆周外壁一侧与摇臂22之间固定连接有多个爪块24；通过上述结构的设置，加强筋221的设置，有利于提高两个摇臂22的结构强度；利用设置的多个爪块24，能够提高导向环杆23安装的稳定性。

需要说明的是：对于双辊座4固定而刀座71行走的旋切机，该发明同样适用，只需将双辊座4与刀座71的位置互换即可。

具体的工作方法是：使用时，利用伺服电机81运行，带动蜗杆83转动，并经过蜗轮82的传动作用，带动中心轴杆62转动；利用设置蜗杆83和蜗轮82的升角小于摩擦角，使得蜗杆83和蜗轮82的传动具备自锁性，提高进刀凸轮6和退刀凸轮61的稳定性，当进刀凸轮6和退刀凸轮61呈逆时针转动时，进刀凸轮6的内侧弧面对从动辊一51产生作用力，并推动摇臂22朝旋切组件7摆动，实现进刀；当进刀凸轮6和退刀凸轮61呈顺时针转动时，退刀凸轮61的外侧弧面对从动辊二52产生抵靠力，从而推动摇臂22向双辊座4摆动；当摇臂22向旋切组件7方向摆动时，通过连杆5对双辊座4产生拉力，使得双辊座4靠近旋切组件7实现进刀；当摇臂22向双辊座4方向摆动时，通过连杆5对双辊座4产生推力，使得双辊座4远离旋切组件7并实现退刀；当两个摇臂22摆动时，两个导向环杆23在限位弧轨25中滑动，对摇臂22的摆动起到支撑、导向作用，提高摇臂22摆动的稳定性，保证该装置进退刀的平稳进行；进刀凸轮6和退刀凸轮61的形状严格按照旋切工艺要求结合机构参数设计，进刀凸轮6和退刀凸轮61的转速与旋切线速度旋切厚度线性相关，不随旋切直径变化而变化；通过上述结构的设置，使该旋切机控制程序简化，故障低、精度高；同时，摇臂22的两个摆动方向由进刀凸轮6和退刀凸轮61分别控制，相较于传统的设计，有效减小凸轮的行程以及径向尺寸，传动角变大并且受力合理；利用设置的橡胶螺旋筋431，在驱动辊43转动过程中，橡胶螺旋筋431对木材两端起到传动力，当投放长度较短的木料，出现木料偏移时，木料与一侧的橡胶螺旋筋431接触程度更大，从而该橡胶螺旋筋431产生更大的传动力，促进木料移动并处于中间位置，使木料快速居中，有利于保证木材在装置的中间位置进行加工，从而保证装置的作业时的稳定性；利用设置的沉槽432以及波状凸带433，使驱动辊43与木材表面充分接触，提高摩擦力，避免在加工木材过程中驱动辊43发生空转的情况，保证木材加工的顺利进行。

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 (7)

1.四凸轮驱动无卡旋切机，包括基础组件（1），所述基础组件（1）包括规格相同的基础底座（13）和基础顶座（12），且基础底座（13）和基础顶座（12）之间固定有两个边撑框（11）以及两个主撑框（15），其特征在于：还包括设置于基础顶座（12）上的旋切组件（7）以及双辊座（4），所述基础顶座（12）的顶部设置有用于驱动双辊座（4）的摆动组件（2）以及用于驱动摇臂（22）摆动的驱动组件；所述摆动组件（2）包括两个固定安装于基础顶座（12）上的安装块（21），且两个安装块（21）之间共同转动连接有摆臂轴（211），所述摆臂轴（211）的两端均键连接有摇臂（22），且两个摇臂（22）的顶端均通过活动轴转动连接有连杆（5），两个所述连杆（5）的另一端与双辊座（4）活动连接，两个摇臂（22）之间转动连接有从动辊一（51）和从动辊二（52）；所述驱动组件包括进刀凸轮（6）、退刀凸轮（61）以及驱动单元（8），所述基础顶座（12）上开设有用于为驱动组件提供运行空间的敞口（14），所述进刀凸轮（6）和退刀凸轮（61）的中心处均固定连接有中心轴杆（62），且两个中心轴杆（62）的两端均转动连接有立架（63），所述立架（63）与基础顶座（12）固定连接，所述进刀凸轮（6）和退刀凸轮（61）均呈蜗形，所述双辊座（4）的一侧外壁固定安装有两对延伸杆（42），且每对延伸杆（42）之间转动连接有驱动辊（43），两个驱动辊（43）连接有外接动力系统，两个所述驱动辊（43）的圆周外壁两端均固定连接有橡胶螺旋筋（431），且两个橡胶螺旋筋（431）的螺旋方向相反，每个所述橡胶螺旋筋（431）上均开设有沉槽（432），沉槽（432）的剖面形状呈V形结构，两个所述驱动辊（43）的中端均固定连接有多个波状凸带（433），且多个波状凸带（433）采用硅胶材质，所述退刀凸轮（61）的外侧弧壁与从动辊二（52）相贴合，进刀凸轮（6）的内侧弧壁与从动辊一（51）相贴合。

2.根据权利要求1所述的四凸轮驱动无卡旋切机，其特征在于：所述驱动单元（8）包括固定安装于基础顶座（12）上的伺服电机（81），且伺服电机（81）的输出轴通过联轴器连接有蜗杆（83），两个所述中心轴杆（62）的一端均键连接有与蜗杆（83）相适配的蜗轮（82），且蜗杆（83）和蜗轮（82）的升角小于摩擦角。

3.根据权利要求1所述的四凸轮驱动无卡旋切机，其特征在于：所述摆动组件（2）还包括两个分别固定安装于两个摇臂（22）外侧壁上的导向环杆（23），两个所述主撑框（15）与基础顶座（12）之间开设有两组安装口，且每组安装口固定安装有限位弧轨（25），所述限位弧轨（25）与导向环杆（23）形成滑动配合。

4.根据权利要求1所述的四凸轮驱动无卡旋切机，其特征在于：所述基础顶座（12）的顶部外壁一端固定安装有支撑架（3），且支撑架（3）上固定安装有多个等距离分布的导轨（44），所述双辊座（4）的底端固定连接有多个与导轨（44）形成滑动配合的滑块（31）。

5.根据权利要求1所述的四凸轮驱动无卡旋切机，其特征在于：所述双辊座（4）上固定安装有固定轴（41），且固定轴（41）的两端与两个连杆（5）转动连接。

6.根据权利要求1所述的四凸轮驱动无卡旋切机，其特征在于：所述旋切组件（7）包括固定安装于基础顶座（12）上的刀座（71），且刀座（71）的一侧转动设置有抵辊（72），所述刀座（71）靠近抵辊（72）的一端固定安装有旋切刀（73）。

7.根据权利要求3所述的四凸轮驱动无卡旋切机，其特征在于：两个所述摇臂（22）的内侧壁上均固定安装有加强筋（221），且两个导向环杆（23）圆周外壁一侧与摇臂（22）之间固定连接有多个爪块（24）。

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