[发明专利]数控无卡轴旋切装置

权利要求书

1.一种数控无卡轴旋切装置，包括机座、旋刀装置、单辊装置、板压尺装置、固定架、刀架体回转套、斜面轨道、单辊进给传动装置、双辊装置和PLC变频控制系统，其特征在于所述板压尺装置包括压尺架、压尺回转轴、板压尺、压尺固定板、压尺紧固螺钉、压尺回转偏心套、支撑部件、压尺架回转扇形蜗轮、蜗杆伺服驱动装置，所述压尺架前端设有板压尺和压尺固定板，所述板压尺经压尺固定板和压尺紧固螺钉固定在压尺架上，所述压尺架后部固定设有蜗杆伺服驱动装置，后部两端分别设有压尺回转偏心套，前部两端分别与支撑部件固定连接，所述压尺回转轴上固定设有压尺架回转扇形蜗轮，所述压尺回转轴穿过压尺架后、其两端经压尺回转偏心套和固定架内的铜套滑动连接，所述压尺架回转扇形蜗轮经蜗杆伺服驱动装置驱动，所述蜗杆伺服驱动装置经PLC变频控制系统控制，所述支撑部件下端与压尺滑道滑动连接，

所述旋刀装置包括刀架体、装刀盒、旋刀、压刀板、压刀缸、调后角齿轮箱、调后角传动杠、调后角偏心凸轮、调后角拉杆和刀架体回转套、调后角伺服电机，所述旋刀装置前部两端分别经刀架体与刀架体回转套相连接，后部两端分别经调后角传动杠、调后角偏心凸轮、调后角拉杆相连接，所述刀架体前端顶部设有装刀盒，所述装刀盒内设有旋刀，装刀盒经支撑在刀架体上的压刀板压紧，所述压刀板通过支套和螺杆支撑在刀架体上，下部与固定在刀架体上的压刀缸相抵触，所述压刀缸经液压控制系统与PLC变频控制系统相连接，所述调后角偏心凸轮套在调后角传动杠上，所述调后角偏心凸轮外部连接调后角拉杆，所述刀架体两端支轴支承在刀架体回转套上，刀架体回转套镶装在固定架上，所述调后角传动杠两端分别与调后角齿轮箱相连接，所述调后角齿轮箱与调后角伺服电机直联并固定于机座上，所述调后角伺服电机经PLC变频控制系统控制；

所述双辊装置包括双辊工作台、双辊装置、双传动辊、双辊传动电机、同步带轮和编码器，所述双辊装置包括双辊工作台进给伺服电机、动力传动轴、双辊进给丝杠、双辊齿轮传动箱和齿轮进给箱，所述双辊工作台上设有双传动辊及双辊传动电机，所述双传动辊经双辊传动电机驱动，所述双辊传动电机经PLC变频控制系统控制，所述动力传动轴两端分别经联轴器与双辊齿轮传动箱相连接，所述双辊齿轮传动箱的传动齿轮经双辊工作台进给伺服电机驱动，所述双辊齿轮传动箱装有传动齿轮，传动齿轮将运动传递给齿轮进给箱内相啮合的螺旋锥齿轮，再将运动传递给双辊进给丝杠，所述双辊齿轮传动箱的中间输出轴上设有同步带轮，所述同步带轮上固定有编码器，所述编码器与PLC变频控制系统相连接。

2.根据权利要求1所述的一种数控无卡轴旋切装置，其特征在于所述蜗杆伺服驱动装置包括蜗杆箱、蜗杆减速机、压尺调节伺服电机、齿轮、中间介轮、涨套和蜗杆，所述蜗杆箱内平行设有两个蜗杆，所述蜗杆经轴承与蜗杆箱固定连接，两个蜗杆分别与压尺架回转扇形涡轮相啮合，其中一个蜗杆一端轴伸经涨套与一个齿轮固定连接，另一蜗杆一端轴伸与蜗杆减速机相连接驱动，另一端与另一个齿轮固定连接，两个齿轮分别经中间介轮相啮合连接，所述中间介轮经轴承固定在支轴上，所述支轴固定在蜗杆箱上，所述蜗杆减速机与压尺调节伺服电机相连接，所述压尺调节伺服电机经PLC变频控制系统相连接。

3.根据权利要求2所述的一种数控无卡轴旋切装置，其特征在于所述数控无卡轴旋转装置的控制方法为：开始旋切前，在PLC变频控制系统的操作屏上，设置好ABCDE五段区间速度，同时设置好相对应的木段直径，变频速度设好后，再根据木材情况设置好最终木芯直径，同时设置好双辊装置自动返程的距离以及根据旋切的圆木设置单板的两个厚度值、两个刀门间隙值和旋切后角数值，上述程序参数设置好后，开始上木，上木后，按下操作屏上的旋切启动键，PLC变频控制系统指令双辊驱动电机、单辊驱动电机、压尺调节伺服电机、调后角伺服电机、双辊工作台进给伺服电机、单传动辊进给伺服电机动作，压尺调节伺服电机和蜗杆减速机驱动蜗杆旋转，蜗杆驱动压尺架回转扇形蜗轮旋转，压尺架回转扇形蜗轮带动压尺回转轴旋转，压尺回转轴在压尺回转偏心套的偏心作用下，带动压尺架经支撑部件沿着压尺滑道前后位移，进而调整板压尺刃口与旋刀刃在水平面和垂直面的相对位置，使压尺刃部在旋切过程中对木段保持均衡的压榨力；

单辊驱动电机驱动单传动辊旋转、双辊驱动电机驱动双传动辊旋转，同时PLC变频控制系统控制单传动辊进给伺服电机动作，驱动单传动辊进给传动蜗轮蜗杆和单传动辊进给传动杠旋转并带动单传动辊两端的单传动辊进给丝杠旋转，进而带动单辊工作台沿着斜面轨道移动；

由于所述双辊齿轮传动箱经双辊工作台进给伺服电机驱动，所述双辊齿轮传动箱装有传动齿轮，传动齿轮将运动传递给进给箱内相啮合的螺旋锥齿轮，再将运动传递给双辊进给丝杠，实现双辊工作台位移；单双辊工作台的同步进给位移及单双辊旋转产生的圆周力驱动木段旋转，通过旋刀的旋切和板压尺的挤压，实现对木段的旋切；

在旋切圆木刚进刀时，旋切速度保持在低速，圆木完全吃刀后，切削速度逐渐提升，在旋切的过程中， PLC变频控制系统自动控制单辊进给传动装置和双辊装置运行，单辊进给传动装置经单传动辊进给伺服电机驱动单传动辊进给传动蜗轮蜗杆和单传动辊进给传动杠旋转，并带动单传动辊两端的单传动辊进给丝杠旋转，实现单辊工作台的位移；双辊进给装置经双辊工作台进给伺服电机驱动齿轮副及螺旋锥齿轮副转动，将运动传递辊进给丝杠，实现双辊工作台位移，双辊齿轮传动箱的中间输出轴将运动传递给编码器，编码器采集双辊工作台的位移信号并转换成电信号上传至PLC变频控制系统，PLC变频控制系统程序指令调后角伺服电机动作，使得调后角伺服电机与双辊工作台进给伺服电机形成电子齿轮相挂，调后角伺服电机将运动传递给偏心凸轮，通过偏心凸轮升程使调后角拉杆带动刀架体回转来改变旋切过程中的旋刀后角，整个后角变化随木段直径变化自动改变；

在旋切过程中，压尺调节伺服电机和蜗杆减速机驱动蜗杆旋转，蜗杆驱动压尺架回转扇形蜗轮旋转，压尺架回转扇形蜗轮带动压尺回转轴旋转，压尺回转轴在压尺回转偏心套的偏心作用下，带动压尺架经支撑部件沿着压尺滑道前后位移，进而调整板压尺刃口与旋刀刃在水平面和垂直面的相对位置，使压尺刃部在旋切过程中对木段保持均衡的压榨力；

当遇到木段质量不高时，在操作屏上修改板厚，设备在未停机状态下自动切换至修改后的板厚参数上并继续旋切，根据不同木芯质量，在不停机状态下时时设定不同的后角参数，同时，还根据需要通过PLC变频控制系统中的程序实时改变后角，达到合理的旋刀切削参数，并使得后角参数值在操作屏上实时显示；

当圆木旋切到程序设定的最终木芯直径时，即机床移动停止工进，同时开始返程启动，到达打木芯返程设定值时， PLC变频控制系统指令打木芯气缸动作，将小直径的木芯打掉，当机床到达后限位时停止，即完成了一个工作循环，再二次上木进行一个工作循环。