CN202556532U

CN202556532U - 柔性数控旋切机

Info

Publication number: CN202556532U
Application number: CN 201220168992
Authority: CN
Inventors: 刘品潇; 王林鸿; 陈红毅; 陈连山; 吕德永; 刘硕; 刘永强; 王路宽; 梁秀山; 张洪峰; 刘宏伟
Original assignee: Nanyang Institute of Technology
Current assignee: Nanyang Institute of Technology
Priority date: 2012-04-20
Filing date: 2012-04-20
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2022-04-20

Abstract

本实用新型公开了一种柔性数控旋切机，具有刀床进给机构、夹持机构、驱动系统、刀具机构、刀头摆动机构和数控系统，刀床进给机构由进给箱及进刀座两部分组成，刀具机构具有刀床，刀床上装有旋刀和压尺，其中：所述数控系统由计算机、运动控制器、连接板、伺服驱动器、伺服电机和控制软件构成，连接板连接数控系统的硬件，运动控制器通过伺服驱动器驱动连接伺服电机，所述伺服电机包括主驱动电机、刀床进给电机、卡头更换电机和刀头摆动电机；所述夹持机构为大卡头-小卡头转换机构，所述进给箱具有三个主动辊，三个主动辊始终与原木接触。与现有技术相比，提高旋切机的加工范围，有效的提高原材料的利用率，降低成本。

Description

柔性数控旋切机

技术领域

本实用新型属于木材加工设备技术领域，具体涉及一种柔性数控加工技术应用于旋切机上的柔性数控旋切机。

背景技术

随着全球经济的快速发展及人民生活水平的不断提高，建筑工程行业、装修装璜行业、办公及家庭家具行业等发展迅速，对胶合板的需求量愈来愈大，对产品质量要求也愈来愈高。旋切机是胶合板生产中板材机械设备中的关键设备，在很大程度上决定了单板和胶合板的质量。传统的木材旋切采用有卡轴旋切，这些机械式的单卡轴旋切机，由于存在卡芯，小于一定直径的木材就无法旋切，木段旋切后的剩余木芯直径大，一般为60mm左右，浪费木材。卡头直径越大，木段旋切后的剩余木芯直径也越大，这无疑是给日趋枯竭的木材资源雪上加霜。如果采用卡头直径小，在旋切大直径木段时，由于木段和卡头的接触面太小，木段承受不了切削所需的扭矩，而使木段拧芯出现打滑现象。为了解决此问题，市场上研制出了液压双卡轴旋切机，即当木段直径大时，用大卡头旋切，当木段旋切一定直径后，自动改用小卡头旋切，这样木芯直径有所下降。但当木段旋切到一定的直径后，由于卡头的轴向力，刀体和压尺的共同作用，会使木段出现弯曲，或卡头与木段相接触处的木材出现劈裂现象而不能正确旋切，故木芯直径仍较大。无卡轴旋切机没有用来夹持原木的卡轴，靠驱动辊驱动原木进行旋切。由于没有卡轴，减小了剩余木芯直径，使木材利用率提高10%以上，可把木段最小直径旋到40mm左右。无卡轴旋切机的研制成功使我国的胶合板设备有了一个较大进步。在旋切机的控制方面，绝大多数胶合板生产厂家在单板生产过程中，主要采用机械和人工操作相结合，自动控制程度低，劳动强度大，加工精度不高，影响胶合板产品的质量。但这些旋切机大部分采用的是机械式的控制，设备笨重，存在能源消耗大，工作环境恶劣，环境污染严重；控制精度低，加工精度有限；自动化程度低，劳动强度大，生产效率低；加工范围窄，原材料浪费严重等缺点。

实用新型内容

为解决现有技术存在的上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种设备结构简化，控制精度高，加工质量好，自动化程度高，扩大加工范围，提高原材料利用率的柔性数控旋切机。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：该柔性数控旋切机具有刀床进给机构、夹持机构、驱动系统、刀具机构、刀头摆动机构和数控系统，刀床进给机构由进给箱及进刀座两部分组成，刀具机构具有刀床，刀床上装有旋刀和压尺，其特征在于：所述数控系统由计算机、运动控制器、连接板、伺服驱动器、伺服电机和控制软件构成，连接板连接数控系统的硬件，运动控制器通过伺服驱动器驱动连接伺服电机，所述伺服电机包括主驱动电机、刀床进给电机、卡头更换电机和刀头摆动电机；所述夹持机构为大卡头-小卡头转换机构，所述进给箱具有三个主动辊，三个主动辊始终与原木接触，在其中的一个主动辊的外表面上设有小刀齿。

所述大卡头-小卡头转换机构包括一大卡头和小卡头，大卡头套装在小卡头上，大小卡头可相对移动并分别与卡头更换电机连接。

采用上述技术方案的有益效果：该柔性数控旋切机用数控系统取代机械旋切机笨重的凸轮凹道结构，使旋切机结构简化，降低了消耗和污染，数控系统可以使设备的机械结构大为简化，能够自动提供、满足不同的切削厚度要求的进给速度变化规律控制信号，实现设备的智能化、数控化，使设备的操作更加简便高效，大大提高设备的技术性能，降低能源消耗，改善工作环境，减少环境污染；提高控制精度，提高加工质量；降低劳动强度，提高生产效率，缩短产品的制造周期；同时利用数控系统的柔性加工特性，采用原木表面裂隙法，由于主动辊的外表面上设有小刀齿，在旋切单板的过程中使单板紧面产生大量的裂纹，使单板间纤维的结合受到一定程度的破坏，以消除其内应力，从而获得柔软平整的单板。夹持机构为大卡头-小卡头转换机构，当木芯直径较大时，采用大卡头夹持，旋切到一定尺寸时大卡头在更换电机的带动下由小卡头夹持，大卡头退出，旋切至小卡头位置时，小卡头也退出，由进给箱的三个主动辊始终与原木接触，在其中的一个主动辊的外表面上设有小刀齿，通过主动辊的驱动带动原木旋转，实现无卡切削。提高旋切机的加工范围，有效的提高原材料的利用率，降低成本。

该柔性数控旋切机主要特点如下：

1、旋切速度快，生产效率高。出板线速度达35m/min，以1.2mm板厚测算每班产量可达40m3左右。

2、板厚种类多。可在0.1mm～4mm之间（无级变速）任选。

3、剩余木芯小。最小木芯直径仅15mm，木材利用率高。

4、单板精度好。经初步检测，达到有卡旋切机的板厚精度。

5、整机一体化，自动化程度高，维护方便。对操作者技术素质要求较低，参数设定好以后，一键即可完成全部操作。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施例作进一步详细的说明。

图1为本实用新型柔性数控旋切机的总体结构示意图。

图2为主动辊的结构示意图。

图3为图2的左视图。

图4为柔性数控旋切机控制系统框图。

具体实施方式

如图1所示的柔性数控旋切机，具有机座1，机座1上设有刀床进给机构、夹持机构、驱动系统、刀具机构、刀头摆动机构和数控系统。刀床进给机构由进给箱7及进刀座4两部分组成，刀床进给电机2驱动蜗杆3，蜗杆3与蜗轮6配合传动，蜗轮6驱动丝杆5转动，从而带动刀具机构的进给。刀具机构具有刀床11，刀床11上装有旋切刀9、大刀具8和压尺，刀具机构固定在刀床进给机构10上。如图2、3所示柔性数控旋切机进料口具有三个主动辊12、16、17，三个主动辊始终与原木13接触，在主动辊16的外表面上设有小刀齿26对原木进行柔性处理，即采用原木表面裂隙法，在旋切单板的过程中使单板紧面产生大量的裂纹，使单板间纤维的结合受到一定程度的破坏，以消除其内应力，从而获得柔软平整的单板。夹持机构包括有大卡头14、小卡头15及其转换机构，大卡头14套装在小卡头15外侧，大小卡头可相对移动并分别与卡头更换电机连接。当原木直径较大时由大卡头14进行夹紧，当原木切削至大卡头位置时小卡头伸出夹紧，大卡头退出，当原木切削至小卡头位置时小卡头退出，由三个主动辊12、16、17驱动原木旋转，实现无卡切削。如图4所示的柔性数控旋切机的数控系统由计算机18、运动控制器19、连接板20、伺服驱动器21、伺服电机22、23、24、25和控制软件构成，连接板20连接数控系统的硬件，运动控制器19通过伺服驱动器21驱动连接伺服电机，伺服电机包括主驱动电机22、刀床进给电机23、卡头更换电机24和刀头摆动电机25。

Claims

1.一种柔性数控旋切机，具有刀床进给机构、夹持机构、驱动系统、刀具机构、刀头摆动机构和数控系统，刀床进给机构由进给箱及进刀座两部分组成，刀具机构具有刀床，刀床上装有旋刀和压尺，其特征在于：所述数控系统由计算机、运动控制器、连接板、伺服驱动器、伺服电机和控制软件构成，连接板连接数控系统的硬件，运动控制器通过伺服驱动器驱动连接伺服电机，所述伺服电机包括主驱动电机、刀床进给电机、卡头更换电机和刀头摆动电机；所述夹持机构为大卡头-小卡头转换机构，所述进给箱具有三个主动辊，三个主动辊始终与原木接触，在其中的一个主动辊的外表面上设有小刀齿。

2.根据权利要求1所述的柔性数控旋切机，其特征在于：所述大卡头-小卡头转换机构包括一大卡头和小卡头，大卡头套装在小卡头上，大小卡头可相对移动并分别与卡头更换电机连接。