一种数控剖竹机换刀机构制造技术

一种数控剖竹机换刀机构，其特征是：刀盘轴前端开有一个中心盲孔，在接近盲孔尾部垂直于中心盲孔加工了一个U形槽，刀盘、圆盘挡板、压簧依次从刀盘轴前端装入，直至刀盘靠紧刀盘轴上的轴环，将吸盘轴插入刀盘轴的中心盲孔中，圆柱销分别穿入穿出圆盘挡板、刀盘轴和吸盘轴后，用两个螺钉将圆盘挡板紧固在刀盘上；在吸盘轴前面安装有磁铁安装座，圆盘磁铁固定在磁铁安装座上，安装好圆盘磁铁的端面与吸盘轴端面的间距为L2；在刀盘左侧的机架上装有摩擦件支座、电动推杆，摩擦件支座的孔中置有圆弧摩擦件，圆弧摩擦件一头与电动推杆铰接，另一头与刀盘外圆相对；与竹筒正对的刀盘背面设置了一个刀盘挡件，刀盘挡件与刀盘背面的间距为L1。

A tool changing mechanism of numerical control bamboo cutting machine

【技术实现步骤摘要】
一种数控剖竹机换刀机构
：本技术涉及竹子加工领域中的一种数控剖竹机换刀机构，具体地说：在剖开竹条的宽度要求下，根据测量出的竹筒小头直径，更换不同竹筒对心机构与剖竹组合刀时，既能使换刀轻便、准确定位，剖竹时，在巨大撞击力作用下又不会使刀盘变形的一种数控剖竹机换刀机构。
技术介绍
：现有的一种数控剖竹机示意图如图1所示，其工作原理是：推板1停在机架尾部，竹筒由输送机构从机架左侧送入两个V形支撑4中，竹筒在送入到两个V形支撑的过程中，由测量装置测出竹筒小头直径(竹筒输送机构和竹筒测量装置图中未画出)，控制系统根椐测量出的竹筒小头直径和要求剖开竹条的宽度计算出竹筒能剖开的竹条片数，步进电机6经蜗杆减速器5带动刀盘8转动，将对应的竹筒对心机构与剖竹组合刀7(7-12片刀，如图5所示)转至与竹筒3对心的位置；然后驱动链2带动推板1将竹筒3推向竹筒对心机构与剖竹组合刀7后，竹筒3与剖竹组合刀自动对心，竹筒3被等分剖开，随后退回到机架尾部停下(在推板1将竹筒3推向剖竹组合刀的过程中，两个V形支撑4需要让开推板1前行的通道；当推板1返回到机架尾部的过程中，两个V形支撑4回到初始位置，具体内容略)，完成一根竹筒的剖开。在竹片制成的竹制品中，通常需将剖竹机剖开的扇形截面竹条经四面刨加工后成矩形截面的竹片，然后再进行后续加工，所以剖竹机剖开的扇形截面竹条在宽度方向必须留有一定的加工余量，例如：矩形截面的竹片宽度要求20mm，那么剖开的扇形截面竹条小头弦宽至少22mm，下表中列出了剖竹组合刀刀片数与对应的竹筒小头直径范围。r>剖竹组合刀刀片数789101112对应的竹筒直径范围50.5-57.358.4-64.664.7-70.171.2-7878.1-84.985-91.8剖竹组合刀刀片数1314151617对应的竹筒范围91.9-98.798.8-105.7105.8-112.6112.7-119.5119.6-126.4毛竹接近根部的直径通常在100mm左右，一般可锯成二至三段(每段1900mm)，靠近竹尖的一段竹筒小头直径最小，所以竹筒小头直径范围大多数都在50-120mm之间，截断竹筒时按直径大小将竹筒分为两类，即直径50-90mm和90-120，当加工完直径50-90mm后，再换一批与90-120mm相对应的竹筒对心机构与剖竹组合刀(12-17片刀)在剖竹过程中，若不同的竹筒对心机构与剖竹组合刀所处的位置如图5所示，11片刀所处的位置是剖竹组合刀的工作位置，当测量装置测出竹筒小头直径分别在85-91.8mm或50.5-57.3mm范围内时，对应的刀片数分别为12和7，刀盘需顺时针旋转60度或120度；当测量装置测出竹筒小头直径在71.2-78mm、64.7-70.1mm范围内时，对应的刀片数分别为10和9，刀盘需逆时针旋转60度或120度；当测量装置测出竹筒小头直径为58.4-64.6mm时，对应的刀片数为8，刀盘需顺时针旋转180度；当测量装置测出竹筒小头直径为78.1-84.9mm时，对应的刀片数为11，刀盘无需旋转，由此可以看出，在换刀过程中，刀盘旋转走的是最近路径，刀盘旋转的最大角度为180度。而现有的数控剖竹机剖一根竹筒较理想时间为8.5秒钟，其中，竹筒输送机构将竹筒输送至竹筒V形支撑所需时间为2秒，换刀时间确定为2.5秒(若测量出的竹筒小头直径与上一次剖开的竹筒小头直径在同一直径范围内，就不需要换刀，所以换刀时间为0秒；若测量出的竹筒小头直径与上一次剖开的竹筒小头直径不在同一直径范围内，刀盘就需要转动，按刀盘设置的转速，最远路径时需要2.5秒，因此换刀工序设置的时间为2.5秒)，其中有0.5秒与竹筒输送所花的2秒中的后0.5秒重叠(此时竹筒输送机构已运行1.5秒，即测量装置测出竹筒小头直径后，换刀机构就随即启动)，锁住刀盘后延时0.2秒，圆盘磁铁吸合吸盘轴0.3秒；推板在剖竹完成后并退回到机架尾部所花时间4.2秒(其中有0.2秒与竹筒输送所花的2秒中的前0.2秒重叠，即推板在没有完全退回到机架尾部前0.2秒时，竹筒输送就开始启动)，在各个环节所分配的时间中，还包括了电器元件通电后的反应时间。然而，现有的数控剖竹机在使用过程中刀盘极易变形，大大降低了刀盘的使用寿命，而且在8.5秒时间内也完不成一次剖竹过程，其主要原因是：由于加工误差始终存在(若刀盘背面和刀盘挡件均按8级精度要求来加工，其平面度误差分别为80um和50um)，再加上安装误差和初期使用后刀盘的微变形，其总误差可能达到200um；又由于刀盘挡件安装好后的位置是固定的，所以将6把不同刀片数的剖竹组合刀的刀盘背面分别转至与刀盘挡件相对的位置时，可能出现的情况是：要么是刀盘背面只有一次与刀盘挡件紧贴，其余5次均有贴合不好或有间隙的情况；要么是刀盘转动时摩擦阻力大或根本转不动。若是前者，剖竹时，在巨大撞击力的作用下，就会使刀盘产生变形，缩短刀盘的使用寿命；若是后者，延长了换刀时间或刀盘根本无法转动。为解决上述问题，换刀前，最好使刀盘背面不与刀盘挡件接触，两端面之间留有一定的间隙，换刀结束后，刀盘作轴向移动，使刀盘背面紧贴刀盘挡件，剖竹结束后，再使刀盘回到刀盘作轴向移动前的位置，这样就能保证6把不同刀片数的剖竹组合刀的刀盘背面分别转至与刀盘挡件相对的位置时都能与刀盘挡件紧贴，既可解决刀盘在巨大撞击力作用下的变形问题，也可使换刀时刀盘背面无摩擦阻力；然而，由于刀盘直径为1000mm，质量大，按12r/min的转速旋转起来到达指定位置后，步进电机停止旋转，尽管步进电机有制动功能，单级蜗杆减速器也有自锁功能，但由于刀盘质量大，按12r/min转动后突然停下，会产生很大的惯性力，再加上传动机构中的微小间隙，所以刀盘旋转到位后不能立即停下，会来回缓慢摆动多次才能停下，这样缓慢摆动多次约花3-5秒的时间，就会使剖一根竹筒多花3-5秒的时间，大大降低了剖竹机的生产率(因为只能在刀盘停止摆动后，剖竹才能开始)，所以，换刀到位后需有一锁紧装置瞬间锁住刀盘，延时一会后松开，然后刀盘作轴向移动。
技术实现思路
：本技术的目的是为数控剖竹机提供一种在换刀前后能使刀盘产生轴向移动，既能使换刀轻便、准确定位，剖竹时在巨大撞击力作用下又不会使刀盘变形的一种换刀机构。本技术的技术解决方案是：一种数控剖竹机换刀机构，包括刀盘、刀盘挡件、圆弧摩擦件、摩擦件支座、电动推杆、刀盘轴、圆盘挡板、导向平键、圆柱销、磁铁安装座、圆盘磁铁、吸盘轴、压簧、螺钉、带滚动轴承的轴承座，其特征是：刀盘轴前端开有一个中心盲孔，在接近盲孔尾部垂直于中心盲孔加工了一个U形槽，刀盘、圆盘挡板、压簧依次从刀盘轴前端装入，直至刀盘靠紧刀盘轴上的轴环，然后分别从刀盘轴两端装入带滚动轴承的轴承座；将吸盘轴插入刀盘轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数控剖竹机换刀机构，包括刀盘(8)、刀盘挡件(9)、圆弧摩擦件(10)、摩擦件支座(11)、电动推杆(12)、刀盘轴(13)、圆盘挡板(14)、导向平键(15)、圆柱销(16)、磁铁安装座(17)、圆盘磁铁(18)、吸盘轴(19)、压簧(20)、螺钉(21)、带滚动轴承的轴承座(22)，其特征是：刀盘轴(13)前端开有一个中心盲孔，在接近盲孔尾部垂直于中心盲孔加工了一个U形槽，刀盘(8)、圆盘挡板(14)、压簧(20)依次从刀盘轴(13)前端装入，直至刀盘(8)靠紧刀盘轴(13)上的轴环，然后分别从刀盘轴(13)两端装入带滚动轴承的轴承座(22)；将吸盘轴(19)插入刀盘轴(13)的中心盲孔中，圆柱销(16)分别穿过圆盘挡板(14)上的径向孔、刀盘轴(13)上的U形槽、吸盘轴(19)上的圆孔、刀盘轴(13)上的U形槽和圆盘挡板(14)上的径向孔后，用两个螺钉(21)将圆盘挡板(14)紧固在刀盘(8)上；在吸盘轴(19)前面安装有磁铁安装座(17)，圆盘磁铁(18)固定在磁铁安装座(17)上，安装好圆盘磁铁(18)的端面与吸盘轴(19)端面的间距为L2；在刀盘(8)左侧的机架上装有摩擦件支座(11)、电动推杆(12)，摩擦件支座(11)的孔中置有圆弧摩擦件(10)，圆弧摩擦件(10)一头与电动推杆(12)铰接，另一头与刀盘(8)外圆相对；与竹筒正对的刀盘(8)背面设置了一个刀盘挡件(9)，刀盘挡件(9)与刀盘(8)被面的间距为L1。/n...

【技术特征摘要】
1.一种数控剖竹机换刀机构，包括刀盘(8)、刀盘挡件(9)、圆弧摩擦件(10)、摩擦件支座(11)、电动推杆(12)、刀盘轴(13)、圆盘挡板(14)、导向平键(15)、圆柱销(16)、磁铁安装座(17)、圆盘磁铁(18)、吸盘轴(19)、压簧(20)、螺钉(21)、带滚动轴承的轴承座(22)，其特征是：刀盘轴(13)前端开有一个中心盲孔，在接近盲孔尾部垂直于中心盲孔加工了一个U形槽，刀盘(8)、圆盘挡板(14)、压簧(20)依次从刀盘轴(13)前端装入，直至刀盘(8)靠紧刀盘轴(13)上的轴环，然后分别从刀盘轴(13)两端装入带滚动轴承的轴承座(22)；将吸盘轴(19)插入刀盘轴(13)的中心盲孔中，圆柱销(16)分别穿过圆盘挡板(14)上的径向孔、刀盘轴(13)上的U形槽、吸盘轴(19)上的圆孔、刀盘轴(13)上的U形槽和圆盘挡板(14)上的径向孔后，用两个螺钉(21)将圆盘挡板(14)紧固在刀盘(8)上；在吸盘轴(19)前面安装有磁铁安装座(17)，圆盘磁铁(18)固定在磁铁安装座(17)上，安装好圆盘磁铁(18)的端面与吸盘轴(19)端面的间距为L2；在刀盘(8)左侧的机架上装有摩擦件支座(11)、电动推杆(12)，摩擦件支座(11)的孔中置有圆弧摩擦件(10)，圆弧摩擦件(10)一头与电动推杆(12)铰接，另一头与刀盘(8)外圆相对；与竹筒正对的刀盘(8)背面设置了一个刀盘挡件(9)，刀盘挡件(9)与刀盘(8)被面的间距为L1。


2.如权利要求1所述的一种数控剖竹机换刀机构，其特征是：导向平键(15)与刀盘轴(13)上的键槽为过盈配合、与刀盘(8)轮毂中的键槽为间隙配合，刀...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂桥安，何斌辉，马晨波，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32