新型可自动换刀的竹木剖分仿生刀具系统技术方案

本发明专利技术提供一种新型可自动换刀的竹木剖分仿生刀具系统，包括环形刀架和旋转刀盘，环形刀架具有外环圈和一内环圈，在内环圈侧壁上设刀片穿槽，在环形刀架上设若干刀库，在外环圈的内侧壁上设轴向槽；旋转刀盘上设若干换刀装置，换刀装置等于或少于所述轴向槽；每个换刀装置包括轴向推进器、刀片进给装置、刀片和刀片锁紧装置，在轴向推进器上设置推进驱动机构，刀片进给装置通过可分离结构可分离地固定在推进驱动机构上，刀片设置在该刀片进给装置上；刀片进给装置上包括一径向驱动装置；刀片设置在径向驱动装置上，刀头轴心固定装置，是心轴，其上设置若干V型槽，对应设置所述刀片导向槽所在的射线。本刀具系统结构紧凑、经济实用且换刀效率高。

A new bionic cutting tool system for bamboo and wood cutting

【技术实现步骤摘要】
新型可自动换刀的竹木剖分仿生刀具系统
本专利技术属于竹材木材加工机械
，涉及一种将毛竹或木材加工成竹条或木条且能够自动进料快速对心的连续剖分竹木的破竹木设备，尤其是提供一种在该设备中的可自动换刀的仿生刀具系统。
技术介绍
由于现在的破竹机自动化的程度不高，破竹工作是由人机合作共同完成，加工好的竹段由操作者拿起，让竹段的一端抵在破竹机的推竹座上同时还要使得竹段与破竹刀盘对心，启动推竹座的驱动装置，推着竹段向破竹刀盘行进，直到竹段的另一端接触破竹刀盘并被破竹刀盘上的刀片将竹段完全破开，操作者才能松开托着竹段的手，转身再去拿起另一竹段重复前面的操作进行破竹。更重要的是竹段有粗有细，而加工的竹片宽度有一个要求的范围，因此，竹段直径变化还要通过人工更换刀座上的破竹刀盘以增减在圆周上设置刀片的数量，由此可知，现有破竹机在破竹过程中，人工操作所占的比重过大，操作者的劳动强度大，重复性动作多，对于劳动工人的技术要求较高，企业投入人工的成本也过大，因此，现有的破竹机已经不能满足生产发展的需求。现有技术中，为了应对竹段直径变化，提供一种可换刀的破竹刀盘机构，如图1所示，该可换刀的破竹刀盘机构包括一刀座02，该刀座02固设在机架01上，在该刀座02上设置一破竹工位，在机架上可转动地设置一刀架，该刀架为一圆盘，在圆盘的一个设定直径的圆周上设置若干破竹刀盘03，各个破竹刀盘03上的破竹刀片数量不同、疏密不同，转动刀架，可以使得其上的各个破竹刀盘来到破竹工位上，从而实现换刀盘以适于剖分直径不同竹段的目的。这样的机构，可以方便地更换刀盘，但是该机构存在体积庞大的缺陷，而且，对应不同的竹材直径，要准备多个刀片不同的破竹刀盘03不够经济，另外，还存在换刀所需时间较长以及工作效率不高的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于改进现有技术的不足，提供一种结构紧凑、经济实用且换刀效率高的新型可自动换刀的竹木剖分仿生刀具系统。本专利技术的目的是这样实现的：一种新型可自动换刀的竹木剖分仿生刀具系统，包括一环形刀架和一旋转刀盘，该环形刀架具有一外环圈和一内环圈，其同心地套合相对固定，该内环圈以内的空间为内环区域，该内环圈和该外环圈之间的空间为外环区域，在内环圈的侧壁上设置若干刀片穿槽，在所述环形刀架上设有如若干刀库，所述刀库，设置在所述外环区域中，其包括沿射线方向设置的刀片导向槽；在所述外环圈的内侧壁上设置若干轴向槽，该刀片导向槽与其所在射线上的所述内环圈上的所述刀片穿槽及所述外环圈上的所述轴向槽对应；该旋转刀盘上设有若干换刀装置，当该旋转刀盘与所述环形刀架同轴线设置，该若干换刀装置与所述环形刀架上的外环圈上的所述轴向槽轴向对应，所述换刀装置等于或少于所述轴向槽；每个所述换刀装置包括轴向推进器、刀片进给装置、刀片和刀片锁紧装置，若干个所述轴向推进器设置在所述旋转刀盘上的一个圆周上，在该轴向推进器上设置推进驱动机构，该推进驱动机构上连接一轴向伸出部，所述刀片进给装置通过可分离结构可分离地固定在该轴向伸出部上；所述刀片进给装置设置在所述轴向伸出部上，其包括一径向驱动装置，为一直线运动驱动装置；所述刀片设置在所述径向驱动装置上，以使得当一个所述轴向推进器中的推进驱动机构推动轴向伸出部轴向移动令刀片进给装置进入所述环形刀架的所述外环圈中的一个所述轴向槽时，所述刀片进给装置位于所述外环区域内，所述刀片位于所述刀库中，在所述径向驱动装置作用下，刀片即进入所述内环区域；所述刀片锁紧装置包括一刀头轴心固定装置，其是一心轴，该心轴以其轴线与环形刀架的轴线重合的位置设置在所述内环圈（3）中，在该心轴的侧壁上，设置若干V型槽，每个该V型槽对应一个设置所述刀片导向槽所在的射线，使得当所述刀片进给装置的径向驱动装置推送刀片进入内环区域时，该刀片的端部嵌入相应的该V型槽中卡固固定。V型槽角度和刀片角度一致。优选地，所述刀片在沿所述轴线的宽度方向上，外端即刀尾较窄、内端即刀头较宽，在面向要加工的竹段或木段一侧，刀片的端面由环形刀架的中心为向外即向后倾斜的结构，与垂直于所述轴线的平面即破切面夹一角度。优选地，所述刀片端面的倾角在5~20度之间。因此，优选该角度为15度。优选地，作为所述刀库的每个所述刀片导向槽，设置在所述内环圈的外圆周壁上，由两个槽侧壁板立于所述刀片穿槽槽口的两侧边缘上形成该刀片导向槽。所述刀片进给装置中的推进件与所述刀片的连接形式为固定连接，或铰接连接，或螺接。最佳选择为刀片进给装置中的推进件和刀片铰接连接。优选地，所述刀片的与所述刀片进给装置连接的刀尾设置一刀片尾部横梁，所述刀片进给装置的推进件与该刀片尾部横梁构成两个铰接连接点。优选地，所述刀片尾部横梁的宽度大于刀尾的宽度。优选地，所述外环圈、内环圈和心轴，通过一固定刀片固为一体，所述外环圈的一个所述轴向槽中固设一固定刀片，该固定刀片径向穿过所述刀库和所述内环圈上对应的刀片穿槽并与所述心轴固定；固定刀片是为了让其他的刀片相对于环形刀架只能在纵向移动，不能横向移动。所述心轴可以固定在机架上。所述环形刀架可以固定在机架上。所述刀片进给装置可以是气缸装置，也可以是直线电机装置，还可以是普通的电机，例如是步进电机，连接一丝杠螺母构成的螺旋机构，所述丝杠连接电机输出轴，所述螺母上固连所述刀片。作为所述气缸装置，包括气缸和活塞杆，两个该气缸连接在一气缸座横梁上，气缸座横梁和轴向伸出部之间通过设置的可分离结构连接；所述活塞杆上连接所述刀片。作为所述直线电机装置，包括定子和动子，其中的定子可分离地固定在所述轴向伸出部上，直线运动的动子上固连所述刀片。如果是所述螺旋机构，包括电机、丝杠和螺母，其中，所述电机连接一丝杠螺母构成的螺旋机构，所述电机固定在可分离地固定在所述轴向伸出部上，所述丝杠连接电机输出轴，只能直线移动的所述螺母上连接所述刀片。所述电机优选为步进电机。本专利技术提供的可自动换刀的竹木剖分仿生刀具系统，与现有技术中的破竹刀盘比较，相当于只有一个破切刀盘，通过在同一个破切刀盘中对刀片的数量进行调整，从而调整破切刀片之间的间距，以适应直径不同竹段的剖分加工。在本刀具系统中，内环区域就是破切区域，破切刀片以射线方式密集地设置在外环区域内，如同海星一样；每一条射线上的刀片连接一个刀片进给装置，根据破切设备对于竹段直径的采集信息，给相应的刀片进给装置下达指令，使得相应的刀片进入内环区域，形成设定疏密程度的破切刀盘，进行竹段剖分。通过设置旋转刀盘，将刀片进给装置以及刀片可分离地设置在旋转刀盘上，可以根据破竹的具体需求，在设定的外环圈上的具体轴向槽中推入设定数量的刀片进给装置。这样的结构比起将刀片进给装置直接固定在外环圈上，可以减少刀片进给装置的数量。优选地，所述刀头轴心固定装置的心轴内部设有电磁装置，当刀片在所述V型槽中就位时，电磁装置的电磁阀开启，使得刀片与V型槽通过磁力吸引而锁紧。电磁装置通过磁力对刀片实施锁紧，其原理是：磁力锁紧装置的设计和电磁铁一样本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型可自动换刀的竹木剖分仿生刀具系统，其特征在于：包括一环形刀架和一旋转刀盘（6），/n该环形刀架具有一外环圈（4）和一内环圈（3），其同心地套合相对固定，该内环圈（3）以内的空间为内环区域，该内环圈和该外环圈之间的空间为外环区域，在该内环圈（3）也是刀盘的侧壁上设置若干刀片穿槽（31），在所述环形刀架上设有若干刀库，所述刀库，设置在所述外环区域中，其包括沿射线方向设置的刀片导向槽（32）；在所述外环圈（4）的内侧壁上设置若干轴向槽（41），该刀片导向槽（32）与其所在射线上的所述内环圈（3）上的所述刀片穿槽（31）及所述外环圈（4）上的所述轴向槽（41）对应；/n该旋转刀盘（6）上设有若干换刀装置，该旋转刀盘（6）与所述环形刀架同轴线设置，该若干换刀装置与所述环形刀架上的外环圈（4）上的所述轴向槽（41）轴向对应，所述换刀装置等于或少于所述轴向槽（41）；/n每个所述换刀装置包括轴向推进器（8）、刀片进给装置（7）、刀片（2）和刀片锁紧装置，/n若干个所述轴向推进器（8）设置在所述旋转刀盘（6）上的一个圆周上，在该轴向推进器（8）上设置推进驱动机构，该推进驱动机构上连接一轴向伸出部（81），所述刀片进给装置（7）通过可分离结构（810）可分离地固定在该轴向伸出部（81）上，所述刀片（2）设置在该刀片进给装置（7）上；/n所述刀片进给装置（7）设置在所述轴向伸出部（81）上，其包括一径向驱动装置，为一直线运动驱动装置；/n所述刀片设置在所述径向驱动装置上，以使得当一个所述轴向推进器（8）中的推进驱动机构推动轴向伸出部（81）轴向移动令刀片进给装置进入所述环形刀架的所述外环圈（4）中的一个所述轴向槽（41）时，所述刀片进给装置（7）位于所述外环区域内，所述刀片（2）位于所述刀库中，在所述径向驱动装置作用下，刀片即进入所述内环区域；/n所述刀片锁紧装置包括一刀头轴心固定装置，其是一心轴（1），该心轴（1）以其轴线与环形刀架的轴线重合的位置设置在所述内环圈（3）中，在该心轴（1）的侧壁上，设置若干V型槽（11），每个该V型槽（11）对应一个设置所述刀片导向槽所在的射线，使得当所述刀片进给装置（7）的径向驱动装置推送刀片进入内环区域时，该刀片的端部嵌入相应的该V型槽中卡固固定。/n...

【技术特征摘要】
1.一种新型可自动换刀的竹木剖分仿生刀具系统，其特征在于：包括一环形刀架和一旋转刀盘（6），
该环形刀架具有一外环圈（4）和一内环圈（3），其同心地套合相对固定，该内环圈（3）以内的空间为内环区域，该内环圈和该外环圈之间的空间为外环区域，在该内环圈（3）也是刀盘的侧壁上设置若干刀片穿槽（31），在所述环形刀架上设有若干刀库，所述刀库，设置在所述外环区域中，其包括沿射线方向设置的刀片导向槽（32）；在所述外环圈（4）的内侧壁上设置若干轴向槽（41），该刀片导向槽（32）与其所在射线上的所述内环圈（3）上的所述刀片穿槽（31）及所述外环圈（4）上的所述轴向槽（41）对应；
该旋转刀盘（6）上设有若干换刀装置，该旋转刀盘（6）与所述环形刀架同轴线设置，该若干换刀装置与所述环形刀架上的外环圈（4）上的所述轴向槽（41）轴向对应，所述换刀装置等于或少于所述轴向槽（41）；
每个所述换刀装置包括轴向推进器（8）、刀片进给装置（7）、刀片（2）和刀片锁紧装置，
若干个所述轴向推进器（8）设置在所述旋转刀盘（6）上的一个圆周上，在该轴向推进器（8）上设置推进驱动机构，该推进驱动机构上连接一轴向伸出部（81），所述刀片进给装置（7）通过可分离结构（810）可分离地固定在该轴向伸出部（81）上，所述刀片（2）设置在该刀片进给装置（7）上；
所述刀片进给装置（7）设置在所述轴向伸出部（81）上，其包括一径向驱动装置，为一直线运动驱动装置；
所述刀片设置在所述径向驱动装置上，以使得当一个所述轴向推进器（8）中的推进驱动机构推动轴向伸出部（81）轴向移动令刀片进给装置进入所述环形刀架的所述外环圈（4）中的一个所述轴向槽（41）时，所述刀片进给装置（7）位于所述外环区域内，所述刀片（2）位于所述刀库中，在所述径向驱动装置作用下，刀片即进入所述内环区域；
所述刀片锁紧装置包括一刀头轴心固定装置，其是一心轴（1），该心轴（1）以其轴线与环形刀架的轴线重合的位置设置在所述内环圈（3）中，在该心轴（1）的侧壁上，设置若干V型槽（11），每个该V型槽（11）对应一个设置所述刀片导向槽所在的射线，使得当所述刀片进给装置（7）的径向驱动装置推送刀片进入内环区域时，该刀片的端部嵌入相应的该V型槽中卡固固定。


2.根据权利要求1所述的刀具系统，其特征在于：所述刀片（2）在沿所述轴线的宽度方向上，外端较窄、内端较宽，在面向要加工的竹段或木段一侧，刀片的端面（20）由环形刀架的中心为向外即向后倾斜的结构，与垂直于所述轴线的平面即破切面夹一角度（A1）；和/或，
作为所述刀库的每个所述刀片导向槽（32），设置在所述内环圈（3）的外圆周壁上，由两个槽侧壁板（321）立于所述刀片穿槽（31）槽口的两侧边缘上形成该刀片导向槽（32）；和/或，
所述刀头轴心固定装置的心轴内部设有电磁装置；和/或，
所述刀片进给装置（7）中的推进件（71）与所述刀片的连接形式为固定连接，或铰接连接，或螺接；和/或，
所述刀片（2）的与所述刀片进给装置（7）连接的刀尾设置一刀片尾部横梁（22），所述刀片进给装置（7）的推进件与该刀片尾部横梁（22）构成两个铰接连接点；和/或，
刀片尾部横梁的宽度大于刀尾的宽度，和/或，
所述刀片端面与所述环形刀架的轴线相交的角度即倾角（A1）在5~20度之间。


3.根据权利要求1所述的刀具系统，其特征在于：所述外环圈（4）的一个所述轴向槽（41）中固设一固定刀片（9），该固定刀片（9）径向穿过所述刀库和所述内环圈（3）上对应的刀片穿槽（31）并与所述心轴固定；和/或，
所述心轴（1）固定在机架上；和/或，
所述环形刀架固定在机架上；和/或，
所述刀片进给装置（7）择一选择如下结构：
是气缸装置，包括气缸（70）和活塞杆（70a），两个该气缸（70）连接在一气缸座横梁（701）上，气缸座横梁（701）和轴向伸出部（81）之间通过设置的可分离结构（810）连接；所述活塞杆（70a）上连接所述刀片（2）；
是直线电机装置，包括定子和动子，其中的所述定子可分离地固定在所述轴向伸出部（81）上，直线运动的动子上固连所述刀片（2）；
是电机连接一丝杠螺母构成的螺旋机构，所述电机可分离地固定在所述轴向伸出部（81）上，所述丝杠连接电机输出轴，只能直线...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建波，刘延鹤，傅万四，张彬，常飞虎，蒋鹏飞，罗梅，
申请(专利权)人：国家林业和草原局北京林业机械研究所，中国林业科学研究院林业新技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11