專利名稱：一種基于鍘刀旋切機(jī)變頻器最后整張控制裝置及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于鍘刀旋切機(jī)變頻器最后整張控制裝置及控制方法。
背景技術(shù)：
人造板是木材綜合利用的途徑之一，隨著我國(guó)膠合板工業(yè)長(zhǎng)足的發(fā)展，特別在產(chǎn)量上取得突飛猛進(jìn)的成績(jī)，我國(guó)已經(jīng)成為名副其實(shí)的膠合板生產(chǎn)大國(guó)，但是受到技術(shù)含量低，生產(chǎn)質(zhì)量低的制約，產(chǎn)生了木材的低效率應(yīng)用和浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供了一種不浪費(fèi)木材材料、木材生廣效率聞、質(zhì)量聞的基于側(cè)刀旋切機(jī)變頻器最后整張控制裝置及控制方法。為達(dá)到發(fā)明目的本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種基于鍘刀旋切機(jī)變頻器最后整張控制裝置，其特征在于包括旋切原木的旋切刀， 所述旋切刀連接在控制其進(jìn)給的絲桿上，所述絲桿與控制其進(jìn)給量的進(jìn)給電機(jī)連接，所述進(jìn)給電機(jī)連接在控制其運(yùn)轉(zhuǎn)的主控變頻器上；所述旋切刀設(shè)置在輸送切割后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(jī)，所述鍘刀機(jī)與控制鍘刀運(yùn)轉(zhuǎn)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(jī)，所述單雙棍電機(jī)上連接有由其控制的驅(qū)動(dòng)原木運(yùn)轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)雙棍。進(jìn)一步，所述進(jìn)給電機(jī)與絲桿之間連接有絲桿編碼器。絲桿該編碼器通過(guò)檢驗(yàn)進(jìn)給電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)控制旋切刀在絲杠上的進(jìn)給量。進(jìn)一步，所述單雙棍電機(jī)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(guò)計(jì)算驅(qū)動(dòng)雙棍一轉(zhuǎn)所發(fā)出的脈沖來(lái)檢驗(yàn)驅(qū)動(dòng)雙棍的轉(zhuǎn)速，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給主控變頻器，主控變頻器通過(guò)數(shù)據(jù)來(lái)控制單雙棍電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向以及轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間。進(jìn)一步，所述驅(qū)動(dòng)雙棍包括分別設(shè)立在原木兩側(cè)的定驅(qū)動(dòng)雙棍和動(dòng)驅(qū)動(dòng)雙棍。本發(fā)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(jī)對(duì)一定寬度c單板鍘刀動(dòng)作所需的時(shí)間T,
旋切厚度H根據(jù)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(tái)高度，
0 -極角，是由Ox方向算起的；
送皮速度V,可根據(jù)公式v=2 *rl*n0/60 (2) 得出，
nO-驅(qū)動(dòng)雙棍轉(zhuǎn)速， rl~驅(qū)動(dòng)雙棍半徑；
每塊單板鍘刀動(dòng)作所需要的時(shí)間T根據(jù)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(shí)速度U、瞬時(shí)加速度a、在t時(shí)間內(nèi)旋切刀在參考點(diǎn)后走過(guò)的行程X、旋切刀在nT時(shí)間內(nèi)走過(guò)的最大行程Xn，
旋切刀的瞬時(shí)速度u根據(jù)公式u=H*v/2Ji*r (4) 得出，
V-送皮轉(zhuǎn)速， r-原木瞬時(shí)半徑；
瞬時(shí)加速度a根據(jù)公式 a=H2*v2/4 2*r3 (5) 得出；
在t時(shí)間內(nèi)旋切刀在參考點(diǎn)后走過(guò)的行程X根據(jù)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(shí)間內(nèi)走過(guò)的最大行程Xn根據(jù)公式(7)得出，
當(dāng)?shù)谝粋€(gè)T時(shí)間內(nèi)，旋切刀走過(guò)的行程為，
Xl= / [vOT+aT2/2]dr r G
,
當(dāng)?shù)诙€(gè)T時(shí)間內(nèi)，旋切刀走過(guò)的行程為，
X2= / [2vOT+2aT2]dr r G
，
當(dāng)?shù)趎個(gè)T時(shí)間內(nèi)，旋切刀走過(guò)的行程為，
Xn= / [nvOT+a n2T2/2]dr r G
；Xn ^ R-s ；R-Xn-s ^ Xl (7) s-原木最后旋切完所剩的原木半徑；
(3)要確定旋切刀從Xn到達(dá)離原木圓心s距離所用時(shí)間Tl，
從Xn到達(dá)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(dāng)旋切刀運(yùn)行到Xn時(shí)的瞬間速度；
根據(jù)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后的式子為根號(hào)里面的；
(4)要確定最后整張旋切所需時(shí)間Tl內(nèi)主控變頻器接收到的單雙棍編碼器發(fā)出的脈沖數(shù)M2，
Tl時(shí)間內(nèi)接收到的脈沖數(shù)M2根據(jù)公式M2=M1*T1/T (10) 得出，
Ml為單雙棍編碼器在一個(gè)c寬度的單板所發(fā)出的脈沖數(shù)；
(5)要確定原木在瞬時(shí)半徑r時(shí)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速nl、當(dāng)原木轉(zhuǎn)速為nl時(shí),每分鐘絲杠前進(jìn)的行程S、絲杠的轉(zhuǎn)速n2、進(jìn)給電機(jī)的轉(zhuǎn)速n，
原木的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速nl根據(jù)公式nl=n0*rl/r (r/min) (11)得出，
nO-驅(qū)動(dòng)雙棍轉(zhuǎn)速， rl-驅(qū)動(dòng)雙棍半徑；
當(dāng)原木轉(zhuǎn)速為nl時(shí)，每分鐘絲杠前進(jìn)的行程S根據(jù)公式 S=2H*nO* rl/r (12)得出；
絲杠的轉(zhuǎn)速n2根據(jù)公式n2=S/M=2H*nO*rl/Mr (r/min) (13)得出，
M-絲杠的螺距；
進(jìn)給電機(jī)轉(zhuǎn)速n根據(jù)公式 n=n2*N=2H*nO*D*N/M*r (r/min) (14)得出，N-絲杠調(diào)速轉(zhuǎn)機(jī)的齒輪傳動(dòng)比；
(6)要確定鍘刀變頻器動(dòng)作的延遲時(shí)間T2，
延遲時(shí)間T2根據(jù)公式T2=d/v (15)得出，
d-旋切刀到鍘刀點(diǎn)的距離，
V-送皮速度；
(7)要確定半徑為R的原木在絲杠上的零參考點(diǎn)；
(8)主控變頻器根據(jù)上述步驟確定的參數(shù)控制進(jìn)給電機(jī)、皮子輸送帶、單雙棍電機(jī)、鍘刀變頻器的運(yùn)行，從而控制絲桿、旋切刀、鍘刀機(jī)、驅(qū)動(dòng)雙棍、原木的運(yùn)行，主控變頻器根據(jù)得到的最后整張旋切所需時(shí)間Tl得出單雙棍編碼器所能發(fā)出的脈沖數(shù)M2來(lái)控制單雙棍電機(jī)的最后運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間、運(yùn)轉(zhuǎn)速度，并且控制鍘刀機(jī)的最后鍘刀時(shí)間。本發(fā)明的工作原理，當(dāng)在原木旋切過(guò)程中經(jīng)過(guò)n個(gè)鍘刀機(jī)周期T后，最后整張旋切的周期Tl小于鍘刀機(jī)周期T，主控變頻器根據(jù)得到的最后時(shí)間Tl得出單雙棍編碼器所能發(fā)出的脈沖數(shù)M2來(lái)控制單雙棍電機(jī)的最后運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間、運(yùn)轉(zhuǎn)速度，并且控制鍘刀機(jī)的最后鍘刀時(shí)間。主控變頻器通過(guò)絲杠編碼器可以計(jì)算絲杠在進(jìn)給電機(jī)在轉(zhuǎn)速n時(shí)，旋切刀在絲杠上所走過(guò)的行程，當(dāng)旋切刀運(yùn)行到旋切點(diǎn)時(shí)，主控變頻器發(fā)送一個(gè)T2時(shí)刻的延時(shí)信號(hào)給鍘刀變頻器。本發(fā)明的有益效果原木得到很好的利用，減少原木的浪費(fèi)。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的旋切示意圖。圖3是本發(fā)明的旋切刀行進(jìn)的行程示意圖。圖4是本發(fā)明的各參數(shù)運(yùn)算流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，但并不將本發(fā)明局限于這些具體實(shí)施方式
。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明涵蓋了權(quán)利要求書范圍內(nèi)所可能包括的所有備選方案、改進(jìn)方案和等效方案。參見(jiàn)圖1-4，一種基于鍘刀旋切機(jī)變頻器最后整張控制裝置，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(jìn)給的絲桿2上，所述絲桿2與控制其進(jìn)給量的進(jìn)給電機(jī)3連接，所述進(jìn)給電機(jī)3連接在控制其運(yùn)轉(zhuǎn)的主控變頻器4上；所述旋切刀I設(shè)置在輸送切割后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(jī)6，所述鍘刀機(jī)6與控制鍘刀運(yùn)轉(zhuǎn)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(jī)8，所述單雙棍電機(jī)8 上連接有由其控制的驅(qū)動(dòng)原木運(yùn)轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)雙棍。所述進(jìn)給電機(jī)3與絲桿2之間連接有絲桿編碼器12。絲桿該編碼器12通過(guò)檢驗(yàn)進(jìn)給電機(jī)3的轉(zhuǎn)速來(lái)控制旋切刀I在絲杠2上的進(jìn)給量。所述單雙棍電機(jī)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(guò)計(jì)算驅(qū)動(dòng)雙棍一轉(zhuǎn)所發(fā)出的脈沖來(lái)檢驗(yàn)驅(qū)動(dòng)雙棍的轉(zhuǎn)速，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給主控變頻器4，主控變頻器4通過(guò)數(shù)據(jù)來(lái)控制單雙棍電機(jī)8的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向以及轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間。所述驅(qū)動(dòng)雙棍包括分別設(shè)立在原木13兩側(cè)的定驅(qū)動(dòng)雙棍9和動(dòng)驅(qū)動(dòng)雙棍10。本發(fā)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(jī)對(duì)一定寬度c單板鍘刀動(dòng)作所需的時(shí)間T,
旋切厚度H根據(jù)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(tái)高度，
0 -極角，是由Ox方向算起的；
送皮速度V,可根據(jù)公式v=2 *rl*n0/60 (2) 得出， nO-驅(qū)動(dòng)雙棍轉(zhuǎn)速， rl-驅(qū)動(dòng)雙棍半徑；
每塊單板鍘刀動(dòng)作所需要的時(shí)間T根據(jù)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(shí)速度U、瞬時(shí)加速度a、在t時(shí)間內(nèi)旋切刀在參考點(diǎn)后走過(guò)的行程X、旋切刀在nT時(shí)間內(nèi)走過(guò)的最大行程Xn，
旋切刀的瞬時(shí)速度u根據(jù)公式u=H*v/2Ji*r (4) 得出，
V-送皮轉(zhuǎn)速， r-原木瞬時(shí)半徑；
瞬時(shí)加速度a根據(jù)公式 a=H2*v2/4 2*r3 (5) 得出；
在t時(shí)間內(nèi)旋切刀在參考點(diǎn)后走過(guò)的行程X根據(jù)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(shí)間內(nèi)走過(guò)的最大行程Xn根據(jù)公式(7)得出，
當(dāng)?shù)谝粋€(gè)T時(shí)間內(nèi)，旋切刀走過(guò)的行程為，
Xl= / [vOT+aT2/2]dr r G
,
當(dāng)?shù)诙€(gè)T時(shí)間內(nèi)，旋切刀走過(guò)的行程為，
X2= / [2vOT+2aT2]dr r G
，
當(dāng)?shù)趎個(gè)T時(shí)間內(nèi)，旋切刀走過(guò)的行程為，
Xn= / [nvOT+a n2T2/2]dr r G
；Xn ^ R-s ；R-Xn-s ^ Xl (7) s-原木最后旋切完所剩的原木半徑；
(3)要確定旋切刀從Xn到達(dá)離原木圓心s距離所用時(shí)間Tl，
從Xn到達(dá)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(dāng)旋切刀運(yùn)行到Xn時(shí)的瞬間速度；
根據(jù)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后的式子為根號(hào)里面的；(4)要確定最后整張旋切所需時(shí)間Tl內(nèi)主控變頻器接收到的單雙棍編碼器發(fā)出的脈沖數(shù)M2，
Tl時(shí)間內(nèi)接收到的脈沖數(shù)M2根據(jù)公式M2=M1*T1/T (10) 得
出，
Ml為單雙棍編碼器在一個(gè)c寬度的單板所發(fā)出的脈沖數(shù)；
(5)要確定原木在瞬時(shí)半徑r時(shí)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速nl、當(dāng)原木轉(zhuǎn)速為nl時(shí),每分鐘絲杠前進(jìn)的行程S、絲杠的轉(zhuǎn)速n2、進(jìn)給電機(jī)的轉(zhuǎn)速n，
原木的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速nl根據(jù)公式nl=n0*rl/r (r/min) (11)得出，
nO-驅(qū)動(dòng)雙棍轉(zhuǎn)速， rl-驅(qū)動(dòng)雙棍半徑；
當(dāng)原木轉(zhuǎn)速為nl時(shí)，每分鐘絲杠前進(jìn)的行程S根據(jù)公式S=2H*nO* rl/r (12) 得出；
絲杠的轉(zhuǎn)速n2根據(jù)公式 n2=S/M=2H*nO*rl/Mr (r/min) (13)得出，
M-絲杠的螺距；
進(jìn)給電機(jī)轉(zhuǎn)速n根據(jù)公式 n=n2*N=2H*nO*D*N/M*r (r/min) (14)得出，
N-絲杠調(diào)速轉(zhuǎn)機(jī)的齒輪傳動(dòng)比；
(6)要確定鍘刀變頻器動(dòng)作的延遲時(shí)間T2，
延遲時(shí)間T2根據(jù)公式T2=d/v (15)得出，
d-旋切刀到鍘刀點(diǎn)的距離，
V-送皮速度；
(7)要確定半徑為R的原木在絲杠上的零參考點(diǎn)；
(8)主控變頻器根據(jù)上述步驟確定的參數(shù)控制進(jìn)給電機(jī)、皮子輸送帶、單雙棍電機(jī)、鍘刀變頻器的運(yùn)行，從而控制絲桿、旋切刀、鍘刀機(jī)、驅(qū)動(dòng)雙棍、原木的運(yùn)行，主控變頻器根據(jù)得到的最后整張旋切所需時(shí)間Tl得出單雙棍編碼器所能發(fā)出的脈沖數(shù)M2來(lái)控制單雙棍電機(jī)的最后運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間、運(yùn)轉(zhuǎn)速度，并且控制鍘刀機(jī)的最后鍘刀時(shí)間。本發(fā)明的工作原理，當(dāng)在原木旋切過(guò)程中經(jīng)過(guò)n個(gè)鍘刀機(jī)周期T后，最后整張旋切的周期Tl小于鍘刀機(jī)周期T，主控變頻器根據(jù)得到的最后時(shí)間Tl得出單雙棍編碼器所能發(fā)出的脈沖數(shù)M2來(lái)控制單雙棍電機(jī)的最后運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間、運(yùn)轉(zhuǎn)速度，并且控制鍘刀機(jī)的最后鍘刀時(shí)間。主控變頻器通過(guò)絲杠編碼器可以計(jì)算絲杠在進(jìn)給電機(jī)在轉(zhuǎn)速n時(shí)，旋切刀在絲杠上所走過(guò)的行程，當(dāng)旋切刀運(yùn)行到旋切點(diǎn)時(shí)，主控變頻器發(fā)送一個(gè)T2時(shí)刻的延時(shí)信號(hào)給鍘刀變頻器。
權(quán)利要求
1.一種基于鍘刀旋切機(jī)變頻器最后整張控制裝置，其特征在于包括旋切原木的旋切刀，所述旋切刀連接在控制其進(jìn)給的絲桿上，所述絲桿與控制其進(jìn)給量的進(jìn)給電機(jī)連接，所述進(jìn)給電機(jī)連接在控制其運(yùn)轉(zhuǎn)的主控變頻器上；所述旋切刀設(shè)置在輸送切割后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(jī)，所述鍘刀機(jī)與控制鍘刀運(yùn)轉(zhuǎn)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(jī)，所述單雙棍電機(jī)上連接有由其控制的驅(qū)動(dòng)原木運(yùn)轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)雙棍。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于鍘刀旋切機(jī)變頻器最后整張控制裝置，其特征在于所述進(jìn)給電機(jī)與絲桿之間連接有絲桿編碼器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種基于鍘刀旋切機(jī)變頻器最后整張控制裝置，其特征在于所述單雙棍電機(jī)與主控變頻器之間連接有單雙棍編碼器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于鍘刀旋切機(jī)變頻器最后整張控制裝置，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)雙棍包括分別設(shè)立在原木兩側(cè)的定驅(qū)動(dòng)雙棍和動(dòng)驅(qū)動(dòng)雙棍。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于鍘刀旋切機(jī)變頻器最后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(jī)對(duì)一定寬度c單板鍘刀動(dòng)作所需的時(shí)間T,旋切厚度H根據(jù)公式
全文摘要
一種基于鍘刀旋切機(jī)變頻器最后整張控制裝置，包括旋切原木的旋切刀，所述旋切刀連接在控制其進(jìn)給的絲桿上，所述絲桿與控制其進(jìn)給量的進(jìn)給電機(jī)連接，所述進(jìn)給電機(jī)連接在控制其運(yùn)轉(zhuǎn)的主控變頻器上；所述旋切刀設(shè)置在輸送切割后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(jī)，所述鍘刀機(jī)與控制鍘刀運(yùn)轉(zhuǎn)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(jī)，所述單雙棍電機(jī)上連接有由其控制的驅(qū)動(dòng)原木運(yùn)轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)雙棍。本發(fā)明的有益效果原木得到很好的利用，減少原木的浪費(fèi)。
文檔編號(hào)B23Q15/013GK102601835SQ201110449929
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者富勤飛, 肖海樂(lè) 申請(qǐng)人:嘉興市佳樂(lè)科儀有限公司