一種基於鍘刀旋切機變頻器最後整張控制裝置及控制方法
2023-04-30 22:24:06
專利名稱：一種基於鍘刀旋切機變頻器最後整張控制裝置及控制方法
技術領域：
本發明涉及一種基於鍘刀旋切機變頻器最後整張控制裝置及控制方法。
背景技術：
人造板是木材綜合利用的途徑之一，隨著我國膠合板工業長足的發展，特別在產量上取得突飛猛進的成績，我國已經成為名副其實的膠合板生產大國，但是受到技術含量低，生產質量低的制約，產生了木材的低效率應用和浪費。
發明內容
本發明的目的是提供了一種不浪費木材材料、木材生廣效率聞、質量聞的基於側刀旋切機變頻器最後整張控制裝置及控制方法。為達到發明目的本發明採用的技術方案是
一種基於鍘刀旋切機變頻器最後整張控制裝置，其特徵在於包括旋切原木的旋切刀， 所述旋切刀連接在控制其進給的絲杆上，所述絲杆與控制其進給量的進給電機連接，所述進給電機連接在控制其運轉的主控變頻器上；所述旋切刀設置在輸送切割後原木皮子的皮子輸送帶下，所述皮子輸送帶與主控變頻器連接，所述皮子輸送帶旁安裝有鍘刀機，所述鍘刀機與控制鍘刀運轉的鍘刀變頻器連接，所述鍘刀變頻器與主控變頻器連接；所述主控變頻器上連接有單雙棍電機，所述單雙棍電機上連接有由其控制的驅動原木運轉的驅動雙棍。進一步，所述進給電機與絲杆之間連接有絲杆編碼器。絲杆該編碼器通過檢驗進給電機的轉速來控制旋切刀在絲槓上的進給量。進一步，所述單雙棍電機與主控變頻器之間連接有單雙棍編碼器。單雙棍編碼器通過計算驅動雙棍一轉所發出的脈衝來檢驗驅動雙棍的轉速，並將數據發送給主控變頻器，主控變頻器通過數據來控制單雙棍電機的轉速和轉向以及轉動時間。進一步，所述驅動雙棍包括分別設立在原木兩側的定驅動雙棍和動驅動雙棍。本發明所述控制裝置的控制方法，其步驟如下
(I)要確定旋切刀的旋切厚度H、皮子輸送帶的送皮速度V、鍘刀機對一定寬度c單板鍘刀動作所需的時間T,
旋切厚度H根據公式R2=a2*02+h2 (I) 得出，
R-原木初始半徑，
a-阿基米德螺旋線的分分割圓，a=H/2 ， h_刀臺高度，
0 -極角，是由Ox方向算起的；
送皮速度V,可根據公式v=2 *rl*n0/60 (2) 得出，
nO-驅動雙棍轉速， rl~驅動雙棍半徑；
每塊單板鍘刀動作所需要的時間T根據公式T= 60c/2 *rl*n0 (3) 得出，C-單板寬度；
(2)要確定旋切刀的瞬時速度U、瞬時加速度a、在t時間內旋切刀在參考點後走過的行程X、旋切刀在nT時間內走過的最大行程Xn，
旋切刀的瞬時速度u根據公式u=H*v/2Ji*r (4) 得出，
V-送皮轉速， r-原木瞬時半徑；
瞬時加速度a根據公式 a=H2*v2/4 2*r3 (5) 得出；
在t時間內旋切刀在參考點後走過的行程X根據公式
X= / [v0*t+a*t2/2]dr r G
(6) 得出， v0-旋切刀初始初速；
旋切刀在nT (n> I)時間內走過的最大行程Xn根據公式(7)得出，
當第一個T時間內，旋切刀走過的行程為，
Xl= / [vOT+aT2/2]dr r G
,
當第二個T時間內，旋切刀走過的行程為，
X2= / [2vOT+2aT2]dr r G
，
當第n個T時間內，旋切刀走過的行程為，
Xn= / [nvOT+a n2T2/2]dr r G
；Xn ^ R-s ；R-Xn-s ^ Xl (7) s-原木最後旋切完所剩的原木半徑；
(3)要確定旋切刀從Xn到達離原木圓心s距離所用時間Tl，
從Xn到達離原木圓心s距離的行程f，
f=R-Xn-s= f [vn Tl +a Tl2/2]dr r G [Xn , R-s] (8) vn-當旋切刀運行到Xn時的瞬間速度；
根據公式(8)可以求得Tl，
Tl= V [H2V2 /16 JI2 Xn2- H2V2 /16 Ji2 (R-s) 2 ]/R-Xn-s (9)
注V後的式子為根號裡面的；
(4)要確定最後整張旋切所需時間Tl內主控變頻器接收到的單雙棍編碼器發出的脈衝數M2，
Tl時間內接收到的脈衝數M2根據公式M2=M1*T1/T (10) 得出，
Ml為單雙棍編碼器在一個c寬度的單板所發出的脈衝數；
(5)要確定原木在瞬時半徑r時的瞬時轉速nl、當原木轉速為nl時,每分鐘絲槓前進的行程S、絲槓的轉速n2、進給電機的轉速n，
原木的瞬時轉速nl根據公式nl=n0*rl/r (r/min) (11)得出，
nO-驅動雙棍轉速， rl-驅動雙棍半徑；
當原木轉速為nl時，每分鐘絲槓前進的行程S根據公式 S=2H*nO* rl/r (12)得出；
絲槓的轉速n2根據公式n2=S/M=2H*nO*rl/Mr (r/min) (13)得出，
M-絲槓的螺距；
進給電機轉速n根據公式 n=n2*N=2H*nO*D*N/M*r (r/min) (14)得出，N-絲槓調速轉機的齒輪傳動比；
(6)要確定鍘刀變頻器動作的延遲時間T2，
延遲時間T2根據公式T2=d/v (15)得出，
d-旋切刀到鍘刀點的距離，
V-送皮速度；
(7)要確定半徑為R的原木在絲槓上的零參考點；
(8)主控變頻器根據上述步驟確定的參數控制進給電機、皮子輸送帶、單雙棍電機、鍘刀變頻器的運行，從而控制絲杆、旋切刀、鍘刀機、驅動雙棍、原木的運行，主控變頻器根據得到的最後整張旋切所需時間Tl得出單雙棍編碼器所能發出的脈衝數M2來控制單雙棍電機的最後運轉時間、運轉速度，並且控制鍘刀機的最後鍘刀時間。本發明的工作原理，當在原木旋切過程中經過n個鍘刀機周期T後，最後整張旋切的周期Tl小於鍘刀機周期T，主控變頻器根據得到的最後時間Tl得出單雙棍編碼器所能發出的脈衝數M2來控制單雙棍電機的最後運轉時間、運轉速度，並且控制鍘刀機的最後鍘刀時間。主控變頻器通過絲槓編碼器可以計算絲槓在進給電機在轉速n時，旋切刀在絲槓上所走過的行程，當旋切刀運行到旋切點時，主控變頻器發送一個T2時刻的延時信號給鍘刀變頻器。本發明的有益效果原木得到很好的利用，減少原木的浪費。
圖I是本發明的結構示意圖。圖2是本發明的旋切示意圖。圖3是本發明的旋切刀行進的行程示意圖。圖4是本發明的各參數運算流程圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例來對本發明進行進一步說明，但並不將本發明局限於這些具體實施方式
。本領域技術人員應該認識到，本發明涵蓋了權利要求書範圍內所可能包括的所有備選方案、改進方案和等效方案。參見圖1-4，一種基於鍘刀旋切機變頻器最後整張控制裝置，包括旋切原木13的旋切刀1，所述旋切刀I連接在控制其進給的絲杆2上，所述絲杆2與控制其進給量的進給電機3連接，所述進給電機3連接在控制其運轉的主控變頻器4上；所述旋切刀I設置在輸送切割後原木皮子的皮子輸送帶5下，所述皮子輸送帶5與主控變頻器4連接，所述皮子輸送帶5旁安裝有鍘刀機6，所述鍘刀機6與控制鍘刀運轉的鍘刀變頻器7連接，所述鍘刀變頻器7與主控變頻器4連接；所述主控變頻器4上連接有單雙棍電機8，所述單雙棍電機8 上連接有由其控制的驅動原木運轉的驅動雙棍。所述進給電機3與絲杆2之間連接有絲杆編碼器12。絲杆該編碼器12通過檢驗進給電機3的轉速來控制旋切刀I在絲槓2上的進給量。所述單雙棍電機8與主控變頻器4之間連接有單雙棍編碼器11。單雙棍編碼器 11通過計算驅動雙棍一轉所發出的脈衝來檢驗驅動雙棍的轉速，並將數據發送給主控變頻器4，主控變頻器4通過數據來控制單雙棍電機8的轉速和轉向以及轉動時間。所述驅動雙棍包括分別設立在原木13兩側的定驅動雙棍9和動驅動雙棍10。本發明所述控制裝置的控制方法，其步驟如下
(1)要確定旋切刀的旋切厚度H、皮子輸送帶的送皮速度V、鍘刀機對一定寬度c單板鍘刀動作所需的時間T,
旋切厚度H根據公式R2=a2*02+h2 (I) 得出，
R-原木初始半徑，
a-阿基米德螺旋線的分分割圓，a=H/2 ， h_刀臺高度，
0 -極角，是由Ox方向算起的；
送皮速度V,可根據公式v=2 *rl*n0/60 (2) 得出， nO-驅動雙棍轉速， rl-驅動雙棍半徑；
每塊單板鍘刀動作所需要的時間T根據公式T= 60c/2 *rl*n0 (3) 得出，
C-單板寬度；
(2)要確定旋切刀的瞬時速度U、瞬時加速度a、在t時間內旋切刀在參考點後走過的行程X、旋切刀在nT時間內走過的最大行程Xn，
旋切刀的瞬時速度u根據公式u=H*v/2Ji*r (4) 得出，
V-送皮轉速， r-原木瞬時半徑；
瞬時加速度a根據公式 a=H2*v2/4 2*r3 (5) 得出；
在t時間內旋切刀在參考點後走過的行程X根據公式
X= / [vO*t+a*t2/2]dr r G
(6) 得出， vO-旋切刀初始初速；
旋切刀在nT (n> I)時間內走過的最大行程Xn根據公式(7)得出，
當第一個T時間內，旋切刀走過的行程為，
Xl= / [vOT+aT2/2]dr r G
,
當第二個T時間內，旋切刀走過的行程為，
X2= / [2vOT+2aT2]dr r G
，
當第n個T時間內，旋切刀走過的行程為，
Xn= / [nvOT+a n2T2/2]dr r G
；Xn ^ R-s ；R-Xn-s ^ Xl (7) s-原木最後旋切完所剩的原木半徑；
(3)要確定旋切刀從Xn到達離原木圓心s距離所用時間Tl，
從Xn到達離原木圓心s距離的行程f，
f=R-Xn-s= f [vn Tl +a Tl2/2]dr r G [Xn , R-s] (8) vn-當旋切刀運行到Xn時的瞬間速度；
根據公式(8)可以求得Tl，
Tl= V [H2V2 /16 JI2 Xn2- H2V2 /16 Ji2 (R-s) 2 ]/R-Xn-s (9)
注V後的式子為根號裡面的；(4)要確定最後整張旋切所需時間Tl內主控變頻器接收到的單雙棍編碼器發出的脈衝數M2，
Tl時間內接收到的脈衝數M2根據公式M2=M1*T1/T (10) 得
出，
Ml為單雙棍編碼器在一個c寬度的單板所發出的脈衝數；
(5)要確定原木在瞬時半徑r時的瞬時轉速nl、當原木轉速為nl時,每分鐘絲槓前進的行程S、絲槓的轉速n2、進給電機的轉速n，
原木的瞬時轉速nl根據公式nl=n0*rl/r (r/min) (11)得出，
nO-驅動雙棍轉速， rl-驅動雙棍半徑；
當原木轉速為nl時，每分鐘絲槓前進的行程S根據公式S=2H*nO* rl/r (12) 得出；
絲槓的轉速n2根據公式 n2=S/M=2H*nO*rl/Mr (r/min) (13)得出，
M-絲槓的螺距；
進給電機轉速n根據公式 n=n2*N=2H*nO*D*N/M*r (r/min) (14)得出，
N-絲槓調速轉機的齒輪傳動比；
(6)要確定鍘刀變頻器動作的延遲時間T2，
延遲時間T2根據公式T2=d/v (15)得出，
d-旋切刀到鍘刀點的距離，
V-送皮速度；
(7)要確定半徑為R的原木在絲槓上的零參考點；
(8)主控變頻器根據上述步驟確定的參數控制進給電機、皮子輸送帶、單雙棍電機、鍘刀變頻器的運行，從而控制絲杆、旋切刀、鍘刀機、驅動雙棍、原木的運行，主控變頻器根據得到的最後整張旋切所需時間Tl得出單雙棍編碼器所能發出的脈衝數M2來控制單雙棍電機的最後運轉時間、運轉速度，並且控制鍘刀機的最後鍘刀時間。本發明的工作原理，當在原木旋切過程中經過n個鍘刀機周期T後，最後整張旋切的周期Tl小於鍘刀機周期T，主控變頻器根據得到的最後時間Tl得出單雙棍編碼器所能發出的脈衝數M2來控制單雙棍電機的最後運轉時間、運轉速度，並且控制鍘刀機的最後鍘刀時間。主控變頻器通過絲槓編碼器可以計算絲槓在進給電機在轉速n時，旋切刀在絲槓上所走過的行程，當旋切刀運行到旋切點時，主控變頻器發送一個T2時刻的延時信號給鍘刀變頻器。
權利要求
1.一種基於鍘刀旋切機變頻器最後整張控制裝置，其特徵在於包括旋切原木的旋切刀，所述旋切刀連接在控制其進給的絲杆上，所述絲杆與控制其進給量的進給電機連接，所述進給電機連接在控制其運轉的主控變頻器上；所述旋切刀設置在輸送切割後原木皮子的皮子輸送帶下，所述皮子輸送帶與主控變頻器連接，所述皮子輸送帶旁安裝有鍘刀機，所述鍘刀機與控制鍘刀運轉的鍘刀變頻器連接，所述鍘刀變頻器與主控變頻器連接；所述主控變頻器上連接有單雙棍電機，所述單雙棍電機上連接有由其控制的驅動原木運轉的驅動雙棍。
2.根據權利要求I所述的一種基於鍘刀旋切機變頻器最後整張控制裝置，其特徵在於所述進給電機與絲杆之間連接有絲杆編碼器。
3.根據權利要求I或2所述的一種基於鍘刀旋切機變頻器最後整張控制裝置，其特徵在於所述單雙棍電機與主控變頻器之間連接有單雙棍編碼器。
4.根據權利要求3所述的一種基於鍘刀旋切機變頻器最後整張控制裝置，其特徵在於所述驅動雙棍包括分別設立在原木兩側的定驅動雙棍和動驅動雙棍。
5.根據權利要求I所述的一種基於鍘刀旋切機變頻器最後整張控制裝置的控制方法， 其步驟如下(1)要確定旋切刀的旋切厚度H、皮子輸送帶的送皮速度V、鍘刀機對一定寬度c單板鍘刀動作所需的時間T,旋切厚度H根據公式
全文摘要
一種基於鍘刀旋切機變頻器最後整張控制裝置，包括旋切原木的旋切刀，所述旋切刀連接在控制其進給的絲杆上，所述絲杆與控制其進給量的進給電機連接，所述進給電機連接在控制其運轉的主控變頻器上；所述旋切刀設置在輸送切割後原木皮子的皮子輸送帶下，所述皮子輸送帶與主控變頻器連接，所述皮子輸送帶旁安裝有鍘刀機，所述鍘刀機與控制鍘刀運轉的鍘刀變頻器連接，所述鍘刀變頻器與主控變頻器連接；所述主控變頻器上連接有單雙棍電機，所述單雙棍電機上連接有由其控制的驅動原木運轉的驅動雙棍。本發明的有益效果原木得到很好的利用，減少原木的浪費。
文檔編號B23Q15/013GK102601835SQ201110449929
公開日2012年7月25日 申請日期2011年12月29日 優先權日2011年12月29日
發明者富勤飛, 肖海樂 申請人:嘉興市佳樂科儀有限公司