專利名稱：旋板機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從圓木上切削出層板的旋板機(jī)。更準(zhǔn)確地說，本發(fā)明涉及一種無心旋板機(jī)，在切削過程中，它不需要用轉(zhuǎn)軸從圓木兩端支撐和驅(qū)動圓木。
在針對旋板機(jī)切削操作的有效改進(jìn)中，很重要的一個(gè)目標(biāo)是使圓木切削到盡可能小的直徑。但是，由于圓木兩端支撐和驅(qū)動圓木的轉(zhuǎn)軸的存在，使得圓木不能切削到比轉(zhuǎn)軸直徑更小的程度。為了克服這一問題，提出了一種無心旋板機(jī)，這種旋板機(jī)在切削過程的開始或中間，讓轉(zhuǎn)軸從圓木兩端移開，用轉(zhuǎn)軸之外的其它合適方式來支撐圓木。
一種這樣的無心旋板機(jī)已經(jīng)被公開，例如轉(zhuǎn)讓給提出本專利申請的同一個(gè)轉(zhuǎn)讓人的美國專利NO.5,141,038。這種旋板機(jī)包括一個(gè)帶有切削刀頭的刀架，一個(gè)從圓周方向驅(qū)動圓木的圓周驅(qū)動裝置，以及一個(gè)可轉(zhuǎn)動的支承滾子，滾子位于與刀架相對的圓木的另一側(cè)，并在切削過程中與圓木的外表面接觸，滾子從圓木的另一側(cè)的上方支撐或支承圓木，并且可以檢測目前的圓木圓周速度。這種旋板機(jī)還包括一系列滾子，它們位于圓木的下方，可以通過移動與圓木外表面保持接觸，從而從下方支撐圓木。
在這種無心旋板機(jī)切削過程的開始階段，轉(zhuǎn)軸與圓木的兩個(gè)軸端接觸，刀架根據(jù)轉(zhuǎn)軸的速度，以受控的變化的進(jìn)給速率移向圓木，這樣在圓木旋轉(zhuǎn)的每一轉(zhuǎn)中，刀架上的刀頭都在圓木上切入一個(gè)預(yù)定的深度。在切削過程中一個(gè)任意合適的時(shí)刻，也就是說，當(dāng)圓木已經(jīng)大致切削成圓柱形之后的某一時(shí)刻，支承滾子開始與圓木外表面接觸，于是轉(zhuǎn)軸從圓木的兩端移開。滾子與圓木建立接觸后，它們以與刀架相同的進(jìn)給速率向圓木軸心移動，從而與圓木外表面保持接觸，支承圓木并檢測圓木的圓周速度。當(dāng)轉(zhuǎn)軸從圓木上移開后，根據(jù)目前的圓木角速度來實(shí)現(xiàn)刀架的進(jìn)給，這個(gè)角速度可以由控制裝置根據(jù)目前的圓木圓周速度和目前的圓木直徑計(jì)算出來，其中目前圓木直徑可以通過目前刀架位置判斷出來。
這種現(xiàn)有無心旋板機(jī)的缺點(diǎn)在于，它有許多的支承滾子，這些滾子都需要被控制成與刀架同步運(yùn)動，因此旋板機(jī)的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，相應(yīng)的維修保養(yǎng)工作也就十分困難，并且費(fèi)用很高。
因此，本發(fā)明的目的就是提供針對上面旋板機(jī)的一種改進(jìn)的無心旋板機(jī)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種旋板機(jī)，它包括一對在圓木兩端支撐并驅(qū)動圓木的轉(zhuǎn)軸，一個(gè)帶有切削刀頭的可滑動的刀架，刀頭的頂端有切削刃，將刀架移向原木軸向中心的裝置，以及一個(gè)圓周驅(qū)動裝置，該裝置與靠近刀頭的切削刃的圓木的外表面實(shí)現(xiàn)驅(qū)動接觸，從而轉(zhuǎn)動圓木。在旋板機(jī)切削過程的中間，轉(zhuǎn)軸從圓木兩端移開。這種旋板機(jī)還包括一個(gè)可滑動的支承裝置，支承裝置位于與刀架相對的圓木的另一側(cè)，一對可轉(zhuǎn)動的滾子位于支承裝置上并隨其一起運(yùn)動。這對滾子上下放置，它們的軸線與圓木軸線平行。另外還有沿直線方向移動支承裝置的驅(qū)動裝置，從而可以移動滾子，使其與圓木外表面建立接觸，然后再使與圓木外表面保持接觸的滾子逐漸移向刀架。支承裝置上的滾子的放置方式使得它們的軸線與一條假想線的距離大致相同，這條假想線與圓木軸線垂直相交并平行于支承裝置的移動方向。旋板機(jī)還包括一個(gè)控制裝置，控制裝置可以控制刀架和支承裝置的驅(qū)動裝置，使得刀架和支承裝置以可變化的速度同步運(yùn)動，從而切削出期望厚度的層板。
在本發(fā)明的優(yōu)先實(shí)施例中，還提供了檢測當(dāng)前圓木半徑的裝置和檢測當(dāng)前圓木旋轉(zhuǎn)速度的裝置，控制裝置根據(jù)各個(gè)檢測裝置檢測出的當(dāng)前圓木半徑和當(dāng)前圓木旋轉(zhuǎn)速度，實(shí)現(xiàn)刀架和支承裝置的可變速度的同步運(yùn)動。圓木半徑檢測裝置與刀架驅(qū)動裝置作用相連，以測量刀架的目前位置。兩個(gè)滾子中的一個(gè)由圓木通過接觸來帶動，圓木旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置與這個(gè)滾子作用相連，從而測量圓木的圓周速度。兩個(gè)滾子中的另一個(gè)主動地驅(qū)動圓木，幫助轉(zhuǎn)動圓木。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，圓周驅(qū)動裝置包括一可轉(zhuǎn)動的滾柱，滾柱軸線與圓木軸線平行，滾柱外表面上有許多凸起，用于實(shí)現(xiàn)與圓木外表面的驅(qū)動配合。在另一個(gè)實(shí)施例中，圓周驅(qū)動裝置包括一系列驅(qū)動輪，這些驅(qū)動輪在與圓木軸線平行的方向上間隔排列，以實(shí)現(xiàn)與圓木外表面之間的驅(qū)動配合。在這個(gè)實(shí)施例中，還包括許多壓桿，每根壓桿位于兩個(gè)相鄰的驅(qū)動輪之間，用于壓住靠近刀頭的切削刃的圓木的外表面。
當(dāng)加工具有不規(guī)則外表面的圓木時(shí)，在圓木已經(jīng)大致切削成圓柱形后，控制裝置啟動支承裝置的驅(qū)動裝置，使?jié)L子與圓木的外表面建立接觸。另一方面，如果加工已經(jīng)切削成大致圓柱形的圓木，那么就可以取消轉(zhuǎn)軸。在這種情況下，設(shè)置滑動支承裝置使得它在一條傾斜方向的直線上移動，從而在移向刀架的過程中，支承裝置逐漸升高。
下面參考附圖，對根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述，對于熟悉本發(fā)明領(lǐng)域的人們來說，本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將會十分清楚。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的旋板機(jī)的優(yōu)先實(shí)施例的側(cè)視示意圖；圖2是圖1中旋板機(jī)所用的滾柱的局部放大正視圖；圖3是表示圖2中滾柱的支座的局部透視圖；圖4是從圖1中點(diǎn)劃線E-E處沿箭頭方向的示意圖，為了表示得清楚，圖中去掉了圓木。
圖5是從圖4中點(diǎn)劃線G-G處沿箭頭方向的局部橫截面示意圖；圖6是從圖1中點(diǎn)劃線H-H處沿箭頭方向的示意圖，為了表示得清楚，圖中去掉了圓木；圖7是從圖6中點(diǎn)劃線K-K處沿箭頭方向的示意圖；圖8是表示正在切削的圓木的橫截面示意圖，此時(shí)一對轉(zhuǎn)軸已從圓木兩端離開；圖9是與圖8相似的視圖，它表示了本發(fā)明的一個(gè)改進(jìn)實(shí)施例；圖10也是與圖8相似的視圖，它表示了本發(fā)明的另一個(gè)改進(jìn)實(shí)施例；圖11是橫截面示意圖，表明了本發(fā)明的另一改進(jìn)實(shí)施例；圖12是與圖8相似的視圖，它表示了本發(fā)明的另一改進(jìn)實(shí)施例；圖13是與圖8相似的視圖，它表示了本發(fā)明的另一改進(jìn)實(shí)施例；首先參考圖1，它表示了根據(jù)本發(fā)明的旋板機(jī)的優(yōu)先實(shí)施例，旋板機(jī)具有一對轉(zhuǎn)軸S(圖中只表示了一個(gè)轉(zhuǎn)軸)，轉(zhuǎn)軸與圓木1的軸端接觸并按箭頭方向旋轉(zhuǎn)，從而支撐和驅(qū)動圓木，一個(gè)可往復(fù)移動的刀架4，它可以移向或遠(yuǎn)離圓木1的軸心，刀架上具有切削刀頭2，刀頭的刀刃線與刀架移動方向垂直。切削刀頭2與圓木外周接觸，從圓木1上旋切出層板T。刀架4上還有滾柱3，滾柱軸線與刀頭2的刀刃方向平行，滾柱從圓周方向驅(qū)動圓木，同時(shí)壓緊靠近刀頭2的刀刃處的圓木。旋板機(jī)還具有一個(gè)支承裝置25，該裝置安放在與刀架4相對的圓木1的另一側(cè)，以及一個(gè)控制旋板機(jī)操作的控制裝置22。支承裝置25可以在水平方向上往復(fù)移動，可以移向或遠(yuǎn)離刀架4，支承裝置上帶有一對上下放置的滾子37和38。
參考圖2，它表示了滾柱3的一部分，滾柱外表面上具有許多菱形凸塊6，它們可以通過在一根直徑16mm的圓柱形棒材的外周上切削出兩組深度約0.5mm且寬度約0.5mm的螺旋槽5來得到，切削一組螺旋槽時(shí)，其間距大約為3mm，其螺旋線方向與圓柱形棒材外表面上平行于棒材軸線的假想線之間夾角約為15度，另一組螺旋槽5按類似的方法切削，但其螺旋線與第一組螺旋槽5相交，從而在圓柱形棒材的外表面上形成許多菱形凸塊6。這些凸塊6的目的是為了改善滾柱3與圓木外表面的驅(qū)動配合。
現(xiàn)在參考圖1和圖3，圖中表示了一些滾柱支座8，支座8固定在作為刀架4的一部分的板塊7上，這些支座在與刀頭2的刀刃相平行的方向上并排放置。每個(gè)滾柱支座8的寬度約為35mm，在其下部形成環(huán)形凹槽9，凹槽內(nèi)表面11的曲率半徑與滾柱3大致相同，也就是說大約8mm。內(nèi)表面11的圓弧長度大于滾柱3的半周弧長。這樣，滾柱支座8的內(nèi)凹槽9與其它支座的相似的凹槽一起，形成一個(gè)與刀刃方向平行的安裝槽，滾柱3插入這個(gè)槽中，并可在其中轉(zhuǎn)動，如圖4所示。滾柱3兩端具有相對的軸端(圖4中表示了一端)，軸端可轉(zhuǎn)動地支撐在一對分隔開的滾柱軸端支座10中，支座10也固定在板塊7上。滾柱的每個(gè)軸端上帶有一個(gè)鏈輪(沒有表示)，鏈輪上裝配有由電機(jī)18(圖1)驅(qū)動的驅(qū)動鏈條12，由鏈條12帶動滾柱3旋轉(zhuǎn)。電機(jī)18具有扭矩限制器(沒有表示)，當(dāng)滾柱3與圓木沒有形成驅(qū)動接觸時(shí)，電機(jī)帶動滾柱3以60米/分的圓周速度旋轉(zhuǎn)。
如圖3和圖5所示，每個(gè)滾柱支座8具有兩個(gè)進(jìn)水通道13，進(jìn)水通道從支座的后面通向內(nèi)周表面11。每個(gè)通道13通過一個(gè)水管14與分配水管15相連，分配水管具有閉合端部并沿與刀頭2的刀刃相平行的方向放置，其長度與滾柱支座8的總寬度大致相同。分配水管15通過一根水管17與貯水罐16相連，這樣，貯水罐中的水在重力作用下，通過水管17、15、14和通道13到達(dá)在凹槽9中旋轉(zhuǎn)的滾柱3上，于是，水充滿于滾柱3的螺旋槽5中，潤滑并冷卻滾柱3。
再參考圖1，刀架4包括一對進(jìn)給螺桿19，螺桿通過螺紋配合裝在刀架4的一對內(nèi)螺紋孔中(沒有表示)，刀架4還包括一個(gè)可變速的驅(qū)動裝置21，例如伺服電機(jī)，從而同步地驅(qū)動進(jìn)給螺桿19，使刀架4按照本發(fā)明領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)已知的方式相對于圓木1往復(fù)移動。與進(jìn)給螺桿19相配合的是一個(gè)檢測器20，例如旋轉(zhuǎn)編碼器，檢測器可以累計(jì)每個(gè)進(jìn)給螺桿的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，從而判斷出目前的圓木半徑，圓木半徑相當(dāng)于圓木1的軸心和刀頭2的刃端之間的距離。如圖1中所示，電機(jī)21與控制裝置22相連，從控制裝置那里接受控制信號，以受控的可變化的進(jìn)給速率移動刀架4，從而切削出期望厚度的層板T。檢測器20也連接到控制裝置22，以給其提供代表目前圓木半徑的信號。
轉(zhuǎn)軸S可以由任意合適的驅(qū)動裝置驅(qū)動，例如液壓缸(沒有表示)，移向或遠(yuǎn)離圓木1的兩端，從而實(shí)現(xiàn)或解除與圓木兩端的配合。轉(zhuǎn)軸S在可變速的驅(qū)動裝置24例如直流電機(jī)的驅(qū)動下，按箭頭所示方向旋轉(zhuǎn)(圖中為順時(shí)針方向，驅(qū)動裝置與控制裝置22相連。這樣，轉(zhuǎn)軸S也提供了使圓木1旋轉(zhuǎn)的一部分驅(qū)動力。轉(zhuǎn)軸驅(qū)動裝置包括一個(gè)檢測器23，例如旋轉(zhuǎn)編碼器，通過累計(jì)給定時(shí)間長度內(nèi)的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)圈數(shù)(也就是說rpm)來監(jiān)測轉(zhuǎn)軸的速度。速度檢測器23也連接到控制裝置22，以提供代表目前轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速的信號。
這樣，控制裝置22根據(jù)檢測器23判斷出的目前圓木旋轉(zhuǎn)速度來控制電機(jī)21的操作，從而使刀架3按受控的變化的進(jìn)給速率進(jìn)給，切削出期望厚度的層板T，這在前面已經(jīng)提到過，同時(shí)，控制裝置根據(jù)檢測器23判斷出的目前圓木半徑來控制轉(zhuǎn)軸電機(jī)24的操作，使得轉(zhuǎn)軸S以逐漸增加的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，從而在圓木直徑隨切削過程不斷減小的情況下，驅(qū)動圓木1以大致恒定的圓周速度旋轉(zhuǎn)。在所示的實(shí)施例中，電機(jī)24驅(qū)動轉(zhuǎn)軸S，使圓木1以大致恒定的圓周速度旋轉(zhuǎn)，其速度略小于前面提到的滾柱3的速度，大約為58米/分。
如圖1和圖6所示，支承裝置25包括一對滑塊31，滑塊位于旋板機(jī)相對的兩端，滑動安裝在固定基座32上，滑塊31下端的燕尾槽安裝在基座32的對應(yīng)的導(dǎo)軌上。這樣，滑塊31和支承裝置25可以沿圖1雙箭頭所示的直線方向移動。如圖6所示，滑塊31具有一個(gè)內(nèi)螺紋孔，分別有一個(gè)進(jìn)給螺桿30通過螺紋與其配合。進(jìn)給螺桿30由可變速的驅(qū)動裝置34，例如伺服電機(jī)，驅(qū)動其旋轉(zhuǎn)。
如圖6和圖7所示，支承裝置25帶有一對上下安置的滾子37和38，滾子軸線與圓木1的軸線平行，滾子可轉(zhuǎn)動地支撐在支承件39中的軸承上(沒有表示)，支承件固定在L型的支承塊36上，而支承塊固定在空心塊35上，空心塊具有矩形橫截面，共兩端分別固定于滑塊31上。在本實(shí)施例中，每個(gè)滾子直徑大約115mm，軸向長度略大于圓木1的長度，兩個(gè)滾子37和38的按滾子軸線間距離計(jì)算的徑向間距大約為145mm。如圖7所示，這對滾子37、38在安置時(shí)，其軸線與假想線X-X的距離大致相同，假想線X-X與圓木1的軸線垂直相交，并與支承裝置25的移動方向平行。
L型支承塊36的長度小于空心塊35的長度，并安裝在空心塊35的中間，這樣，在空心塊35兩端的空余部分就可以安裝鏈條41和同步皮帶43，如圖6所示，鏈條41和皮帶43將在后面敘述。
支承裝置25還包括一個(gè)檢測器33，例如旋轉(zhuǎn)編碼器，檢測器累計(jì)支承裝置25的任意一個(gè)進(jìn)給螺桿30的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，從而判斷出圓木1的軸心和與圓木接觸的滾子37、38的外表面之間的距離。如圖1中虛線所示，電機(jī)34和檢測器33與控制裝置22相連。
上滾子37通過鏈條41和安裝在支承塊36頂部的電機(jī)40相連，驅(qū)動上滾子37按圖7中箭頭所示方向旋轉(zhuǎn)，圓周速度大約為62米/分，略高于滾柱3的速度?？招膲K35的底部安裝有一個(gè)檢測器42，例如脈沖計(jì)數(shù)器，檢測器有一根轉(zhuǎn)軸和一個(gè)與軸一起旋轉(zhuǎn)的帶齒輪(沒有表示)，這個(gè)帶齒輪通過同步皮帶43與下轉(zhuǎn)子38軸上一個(gè)相似的帶齒輪(沒有表示)相連，這樣，下轉(zhuǎn)子38的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)可以由檢測器42檢測。檢測器42連接到控制裝置22上，提供一個(gè)脈沖信號，代表了滾子38目前的圓周速度，從而也就代表了圓木目前的圓周速度。通過這樣的安排，檢測器42和20向控制裝置22提供了必要的信息，用于算出以在給定長度的時(shí)間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)(也就是說rpm)來表示的圓木1的轉(zhuǎn)速，且轉(zhuǎn)軸已經(jīng)從圓木兩端離開，即使這時(shí)轉(zhuǎn)軸速度檢測器23不起作用，控制裝置可以根據(jù)這個(gè)計(jì)算出來的轉(zhuǎn)速，產(chǎn)生一個(gè)控制信號給電機(jī)21，控制刀架4按切削期望厚度的層板T的相應(yīng)的速度進(jìn)給。同時(shí)控制裝置22也控制電機(jī)34的操作，同步地驅(qū)動進(jìn)給螺桿30，使支承裝置25按受控的變化的速度移向刀架4，這將在后面敘述。
根據(jù)本發(fā)明的旋板機(jī)的控制裝置22的工作原理如下面的描述。
在旋板機(jī)工作的初期，當(dāng)轉(zhuǎn)軸S與圓木1相嚙合來支撐和驅(qū)動圓木時(shí)，刀架上的刀頭2與圓木接觸，進(jìn)行切削，支承裝置27處于從圓木外周退開的位置，控制裝置22根據(jù)來自轉(zhuǎn)軸速度檢測器23的信號產(chǎn)生一個(gè)控制信號(“第一控制信號”)，使電機(jī)21在圓木的每一轉(zhuǎn)中帶動刀架4移動一個(gè)預(yù)定的距離，從而從圓木上切削出期望厚度的層板T。同時(shí)，控制裝置22根據(jù)來自圓木直徑檢測器20的信號控制轉(zhuǎn)軸電機(jī)24的操作，使圓木以大致恒定的圓周速度旋轉(zhuǎn)。
在圓木1被切削成大致圓柱形后，在一個(gè)適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻，由旋板機(jī)操作人員手動施加一個(gè)操作控制信號給控制裝置22，從而啟動電機(jī)34帶動支承裝置25快速移向圓木1。這種快速運(yùn)動一直進(jìn)行，直到圓木1的軸心和滾子37、38的與圓木相接觸的外表面之間的距離大致等于圓木軸心和刀頭2的刀刃之間的距離，前一個(gè)距離可以用檢測器33來判斷，后一個(gè)距離可以用檢測器20來判斷，(考慮到層板的厚度，更準(zhǔn)確地說，后一個(gè)距離是指圓木軸心與切削刃在阿基米德螺線上的距離)，然后，控制裝置22使電機(jī)34按照與刀架4相同的進(jìn)給速度移動支承裝置25。因此，在圓木直徑隨層板切削而不斷減小的過程中，滾子37和38也不斷地移向圓木軸心，以保持和圓木外表面的接觸。在切削過程中，下滾子38被旋轉(zhuǎn)的圓木1所帶動，使得檢測器42可以檢測圓木1的圓周速度?？刂蒲b置22根據(jù)來自檢測器42和檢測器20的信號，計(jì)算出切削期望厚度層板所需要的刀架進(jìn)給速率，并產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(“第二控制信號”)來實(shí)現(xiàn)這樣的進(jìn)給速率。需要指出的是，此時(shí)上面提到的第一控制信號的作用仍然有效，而第二控制信號也被提供給控制裝置21。
這種切削狀態(tài)持續(xù)進(jìn)行，直到檢測器20檢測的距離達(dá)到一個(gè)略大于轉(zhuǎn)軸S半徑的預(yù)定值，此時(shí)控制裝置22作用從第一控制信號切換到第二控制信號，繼續(xù)保持刀架4和支承裝置25的同步運(yùn)動。這種切換操作完成之后，控制裝置22產(chǎn)生一個(gè)信號給上面提到的液壓缸，使兩個(gè)轉(zhuǎn)軸S離開圓木的兩端，回到各自的初始位置。
當(dāng)圓木1進(jìn)一步切削，檢測器20檢測到的距離達(dá)到一個(gè)預(yù)定值，例如40mm時(shí)，控制裝置22使電機(jī)21和34停止刀架4和支承裝置25的移動，然后使它們從圓木1移開，回到各自的初始位置。
下面將仔細(xì)地解釋上面描述的旋板機(jī)優(yōu)先實(shí)施例的工作過程。
在旋板機(jī)切削工作開始之前，轉(zhuǎn)軸S與圓木1的兩個(gè)軸端嚙合，支撐并驅(qū)動圓木，而刀架4和支承裝置25位于各自的初始位置。然后，電機(jī)21被啟動，在控制裝置22根據(jù)轉(zhuǎn)軸速度檢測器23的信號所產(chǎn)生的前面提到的第一控制信號的作用下，將刀架移向圓木1。如同前面提到過的那樣，轉(zhuǎn)軸應(yīng)當(dāng)隨圓木1軸心和刀頭2刃端之間距離的減小而不斷地加速，所以在刀架4移向圓木1的過程中，轉(zhuǎn)軸的速度在逐漸地增加。
同時(shí)，刀架4上的刀頭2和滾柱3和圓木外表面相接觸，開始切削操作，圓木1于是被滾柱3和轉(zhuǎn)軸S共同所驅(qū)動。由于滾柱驅(qū)動電機(jī)18裝有扭矩限制器，滾柱3和圓木外表面之間的接觸阻力使?jié)L柱3的旋轉(zhuǎn)速度減小，達(dá)到與轉(zhuǎn)軸驅(qū)動下的圓木的圓周速度相應(yīng)的速度。這樣，在旋板機(jī)切削操作的初始階段，圓木1在轉(zhuǎn)軸S和滾柱3共同提供的驅(qū)動力作用下旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)旋板機(jī)操作人員觀察到旋板機(jī)切出的層板不再有不連續(xù)的部分，也就是說連續(xù)的層板開始從圓木上切削出來時(shí)，也就是說當(dāng)圓木1已經(jīng)切成了圓柱形狀時(shí)，他操作旋板機(jī)的控制板，向控制裝置22手動施加一個(gè)信號。作為對這一信號的響應(yīng)，控制裝置22啟動電機(jī)34，使支承裝置25快速移向圓木1，直到檢測器20和檢測器33檢測到的距離大致相同，也就是說，直到滾子37和38開始與圓木外表面相接觸。然后，如圖1中所示的狀態(tài)支承裝置25連同與圓木外表面接觸的滾子37、38一起，在控制裝置22的第一控制信號的作用下，按照與刀架4同步的速度進(jìn)給。
滾子37和38從與刀架4相對的圓木的另一側(cè)與圓木外表面接觸，起到支承作用，這樣當(dāng)圓木隨切削過程的進(jìn)行直徑減到較小時(shí)，可以防止圓木在刀架4的刀頭2和滾柱3的作用力作用下，在水平方向向另一側(cè)彎曲。上滾子37由電機(jī)40驅(qū)動，圓周速度大約為62米/分，相對于圓木1的58米/分的圓周速度，滾子37會在圓木外表面上滑轉(zhuǎn)，并提供一部分驅(qū)動力，幫助轉(zhuǎn)動圓木。
當(dāng)切削操作進(jìn)行到檢測器20檢測到的圓木半徑達(dá)到一個(gè)略大于轉(zhuǎn)軸半徑的預(yù)定值時(shí)，控制裝置22作用將第一控制信號切換到第二控制信號，在第二控制信號作用下，刀架4和支承裝置25繼續(xù)保持同步的受控的變化的進(jìn)給速度，切削出期望厚度的層板T。在從第一控制信號切換到第二控制信號時(shí)，控制裝置22啟動液壓缸，使轉(zhuǎn)軸S從圓木的兩個(gè)軸端移開，回到各自的初始位置，此后，旋板機(jī)工作在圖8所示的無心狀態(tài)下操作。
參考圖8，參考符號F1指示了下滾子38作用于圓木1軸心的力，或者說如圖所示的指向右上方的力。如圖所示，力F1的垂直分量F2指向上方，在刀頭2切削圓木1時(shí)，這個(gè)力幫助支撐和固定圓木，使其不會落下。從圖中很容易看出，上滾子37提供一個(gè)向上的摩擦力，在圓木的無心狀態(tài)下也起到支撐圓木的作用。
當(dāng)檢測器20檢測到的圓木半徑進(jìn)一步減小到大約40mm的預(yù)定值時(shí)，控制裝置22使電機(jī)21和34停止刀架4和支承裝置25的運(yùn)動，然后使它們離開圓木1，回到各自的初始位置。相應(yīng)地，剩下的直徑很小的圓木芯在自重作用下落下。
從上面的描述中可以清楚地看出，這種裝有一對與圓木外表面相接觸并可與刀架4一起同步移動的滾子的旋板機(jī)，在結(jié)構(gòu)上優(yōu)于上面提到的現(xiàn)有技術(shù)，因而也更易于維修保養(yǎng)，并且使得圓木可以切削到更小的直徑。
如同對于本發(fā)明領(lǐng)域較為熟悉的人們所能明白的那樣，本發(fā)明可以在上面的優(yōu)先實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行多種變化。下面將描述根據(jù)本發(fā)明的旋板機(jī)的其它一些實(shí)施例。
(1)參考圖9，它表示了第一改進(jìn)實(shí)施例，它與上面的優(yōu)先實(shí)施例的區(qū)別在于，它用一個(gè)帶齒輪組合件代替了滾柱3，帶齒輪組合件包括一根驅(qū)動軸44和許多帶齒輪46，驅(qū)動軸軸線與圓木1軸線平行，由一個(gè)電機(jī)(沒有表示)驅(qū)動按箭頭方向旋轉(zhuǎn)，每個(gè)帶齒輪厚度大約5mm，它們安裝在驅(qū)動軸44上，隨驅(qū)動軸一起旋轉(zhuǎn)，帶齒輪間彼此間隔約35mm。如圖所示，每個(gè)帶齒輪46有許多與圓木外表面咬合的凸出的齒牙45。在任意兩個(gè)相鄰的帶齒輪46之間，有一個(gè)壓桿47，壓桿固定安裝在刀架4的板塊7上，壓桿的下端有一個(gè)壓頭部47a，壓頭靠近刀頭4的刀刃，以在切削過程中壓在圓木外表面上。
本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，由于帶齒輪46的齒牙45與圓木的外表面咬合，使得圓木的驅(qū)動更加可靠，圓周速度更加穩(wěn)定，其缺點(diǎn)在于，切削出的層板T的一面上將留下齒痕。
(2)參考圖10，第二改進(jìn)實(shí)施例與第一改進(jìn)實(shí)施例的區(qū)別在于，用輪或盤片48代替了帶齒輪46，盤片安裝在驅(qū)動軸44上并隨驅(qū)動軸一起旋轉(zhuǎn)，每個(gè)盤片具有平整的外表面，另一個(gè)區(qū)別在于，每個(gè)壓桿47具有一個(gè)支撐桿49，支撐桿的下端(沒有表示)固定在刀架4上，支撐桿的頂端形成一個(gè)凹槽，用于容納相應(yīng)的壓桿47的下端。壓桿47的下端由支撐桿49支撐，因而可以防止壓桿在切削過程中可能出現(xiàn)的彎曲。
在本實(shí)施例中，盤片48靠摩擦力驅(qū)動圓木，所以，盤片48作用于圓木外表面的壓力應(yīng)當(dāng)大于圖9中的實(shí)施例的壓力。但是使用盤片48也有其優(yōu)點(diǎn)，這樣在切削出的層板的表面上就不會出現(xiàn)齒牙45所導(dǎo)致的齒痕。
盡管盤片48的放置如圖10中那樣，即盤片48的外表面和圓木1的外表面以及層板T的上表面都接觸，但驅(qū)動盤片48的驅(qū)動軸可高于圖10所示的位置而安裝，所以盤片48可僅與圓木外表面之間構(gòu)成壓力接觸。
(3)在圖1的優(yōu)先實(shí)施例中，使用了與進(jìn)給螺桿19相配合的檢測器20來判斷圓木半徑，但在滾子37、38與圓木外表面相接觸后，可使利用累計(jì)支承裝置25的進(jìn)給螺桿30的轉(zhuǎn)動圈數(shù)的檢測器33，來達(dá)到判斷圓木徑向尺寸的目的。圓木半徑還可以用除了上述檢測器之外的其它方式檢測，例如漫反射型光學(xué)開關(guān)(optical switch of diffuse reflectiontype)，它向圓木外表面發(fā)射一束光線，然后接收反射回來的光線，從而計(jì)算出繼電器與圓木外表面之間的距離，或者使用機(jī)械式檢測裝置，它有一根桿，桿的一端是鉸點(diǎn)，另一端放在圓木外表面上，隨著圓木直徑的減小，桿可在自重作用下繞其鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動。
(4)為了在轉(zhuǎn)軸S退回其初始位置后繼續(xù)檢測圓木的旋轉(zhuǎn)速度，可以使用一個(gè)獨(dú)立于滾子37、38的另一個(gè)滾子，這個(gè)滾子與圓木外表面接觸，并與一個(gè)如同42的脈沖計(jì)數(shù)器相連?；蛘咭部梢杂靡粋€(gè)合適的速度傳感器與圓木的軸端接觸，用來在轉(zhuǎn)軸S退回初始位置后測量圓木的速度，其測量值為給定時(shí)間長度內(nèi)的轉(zhuǎn)動圈數(shù)(也就是說rpm)。
(5)如對于本發(fā)明領(lǐng)域較為熟悉的人們所能理解的那樣，由進(jìn)給螺桿19、30和相應(yīng)的電機(jī)21、34構(gòu)成的驅(qū)動刀架4和支承裝置25的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，可以分別用液壓缸代替。在這種情況下，檢測器20、33的檢測方式也應(yīng)轉(zhuǎn)換成合適的檢測方式，例如，檢測液壓缸的活塞桿的運(yùn)動。
(6)如果旋轉(zhuǎn)圓木1的驅(qū)動力已經(jīng)足夠時(shí)，例如，當(dāng)使用圖9實(shí)施例中的齒牙咬合式的圓周驅(qū)動時(shí)，支承裝置25中驅(qū)動上滾子37的電機(jī)40可以去掉，讓滾子37、38都成為惰輪。
(7)反過來，如果圓木1的驅(qū)動力不夠時(shí)，滾子37的外表面可以包上一層如橡膠的彈性材料，以增加滾子與圓木外表面之間的摩擦力，或者，可以在滾子上形成許多與圖9中驅(qū)動輪46的齒牙45相似的凸起。
(8)作為進(jìn)一步的改進(jìn)，支承裝置25的滾子37、38可以更換，用電機(jī)驅(qū)動下滾子從而驅(qū)動圓木1，用圓木帶動上滾子來檢測旋轉(zhuǎn)速度。在這種情況下，上滾子也可以在其外表面上包上彈性材料或者形成齒狀凸起，如同上面描述的那樣。
(9)如同前面參考圖8的說明中所提到的那樣，當(dāng)轉(zhuǎn)軸S從圓木軸端離開之后，下滾子38對圓木1的作用力的向上的垂直分量F2至少應(yīng)當(dāng)能防止圓木落下來。通過增加上滾子37的驅(qū)動力，或者如上面的改進(jìn)實(shí)施例那樣用下滾子作為驅(qū)動滾子，可以增加這種使圓木保持在切削位置的作用力。只要能提供足夠的作用力，用于在沒有轉(zhuǎn)軸S的情況下支撐圓木，滾子37、38不一定非得在水平方向移動，如圖11所示的那樣，支承裝置25可以在與水平方向成一定夾角的方向上移動。更具體地說，支承裝置25可以以傾斜向下的方向接近圓木1的軸心。在這種情況下，滾子37、38的軸線與假想線Y-Y(圖11)的距離大致相同，假想線Y-Y與圓木軸線垂直相交并與支承裝置25的移動方向平行。但支承裝置25這樣安放時(shí)，支撐圓木的向上的作用力的數(shù)值將會減小。為了防止圓木1落下，假想線Y-Y與水平線的夾角應(yīng)在一定范圍內(nèi)選擇，即當(dāng)轉(zhuǎn)軸S離開后，即使對于圓木1可能的最大重量來說，也要具有足夠的支撐圓木的力。
實(shí)際上，如果滾子37、38的安置使得如圖12所示的下滾子38與圓木外表面的接觸點(diǎn)B，低于通過圓木軸線的水平線R-R與橫截面圖上圓木外表面線的交點(diǎn)A，那么圓木就不會落下來，因此，接觸點(diǎn)B與刀頭2的刀刃端的距離小于點(diǎn)A與刀刃端的距離。
(10)圖13表示了本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步的改進(jìn)實(shí)施例，它與圖11的改進(jìn)實(shí)施例的區(qū)別在于，支承裝置25從相對水平線斜向上方的方向接近圓木1的軸心。在本實(shí)施例中，滾子37、38的安置使得兩個(gè)滾子的軸線與假想線Z-Z的距離大致相同，假想線Z-Z與圓木軸線垂直相交并平行于支承裝置25的移動方向。兩個(gè)滾子37、38都是惰輪，下滾子38有一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)器(未示)，用于檢測圓木1的旋轉(zhuǎn)速度。如圖11所示，本實(shí)施例的旋板機(jī)的圓周驅(qū)動裝置具有圖9實(shí)施例中那樣的固定安裝在驅(qū)動軸44上的帶齒輪46。
本實(shí)施例與前面描述的實(shí)施例的區(qū)別還在于，取消了轉(zhuǎn)軸S。從圖13中可以看到，圓木50由下滾子38和刀頭2的刀刃支撐，驅(qū)動輪46與圓木外表面沒有接觸。更具體地說，圖13所示的旋板機(jī)最好是用于加工傳統(tǒng)的旋板機(jī)切削后剩下的直徑足夠大，仍可進(jìn)一步切削的圓木芯，其切削方式將在下面描述。
在旋板機(jī)接受一根待切削的圓木芯50之前，支承裝置25和刀架4這樣設(shè)置，使下滾子38和刀頭2刃端之間的距離略小于圓木芯50的直徑。圓木芯50從上方裝入到下滾子38和刀頭2之間，如圖13所示。然后，刀架4和支承裝置25按照前面的實(shí)施例中所描述的方式那樣，以同步的受控的變化的速度相向運(yùn)動。由于不斷進(jìn)給的下滾子38將圓木芯50向上頂起，圓木芯50將與滾子37，38以及圓周驅(qū)動的齒牙45都建立接觸，于是切削過程開始。
盡管具有圖13所示的相對水平線傾斜移動的支承裝置的本實(shí)施例可以在切削圓柱形圓木芯時(shí)取消轉(zhuǎn)軸，但這并不排除它可以在用于切削具有不規(guī)則外表面的圓木時(shí)加上轉(zhuǎn)軸。還要指出的是，用于圓周驅(qū)動的44、45、46可以用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中提到過的其它圓周驅(qū)動系統(tǒng)來代替。
權(quán)利要求
1.一種用于從圓木上切削層板的旋板機(jī)，它包括一對可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸，用于從圓木兩個(gè)軸端支撐和驅(qū)動圓木，所述的轉(zhuǎn)軸在旋板機(jī)切削操作的中間可從圓木的軸端移開；一個(gè)可滑動的刀架，刀架上帶有切削刀頭，刀頭的頂端有切削刃；使所述的刀架向圓木軸心移動的裝置；一個(gè)圓周驅(qū)動裝置，它在靠近所述的刀頭的切削刃的地方與圓木外表面接觸，從而驅(qū)動圓木；一個(gè)可滑動的支承裝置，位于與刀架相對的圓木的另一側(cè)，一對滾子位于所述的支承裝置上并隨其一起移動，滾子上下放置，滾子的軸線與圓木的軸線平行，使所述的支承裝置直線移動的裝置，它先使所述的滾子向圓木移動從而與圓木外表面接觸，然后在保持與圓木外表面相接觸的狀態(tài)下使?jié)L子進(jìn)一步相對所述的刀架移動，所述的滾子這樣設(shè)置使得兩個(gè)滾子的軸線與一條假想線的距離大致相同，這條假想線與圓木軸線垂直相交并平行于所述的支承裝置的移動方向；用于控制所述的刀架和所述的支承裝置的移動裝置的控制裝置，它使得刀架和支承裝置以變化的進(jìn)給速率同步運(yùn)動，從而切削出期望厚度的層板。
2.如權(quán)利要求1中的旋板機(jī)，其特征在于，它還包括檢測當(dāng)前圓木半徑的裝置和檢測當(dāng)前圓木旋轉(zhuǎn)速度的裝置，所述的控制裝置根據(jù)所述的檢測裝置檢測出的當(dāng)前圓木半徑和當(dāng)前圓木旋動速度，來實(shí)現(xiàn)刀架和支承裝置的同步運(yùn)動。
3.如權(quán)利要求2中的旋板機(jī)，其特征在于所述的圓木旋轉(zhuǎn)速度的檢測裝置檢測的是圓木的圓周速度。
4.如權(quán)利要求3中的旋板機(jī)，其特征在于，所述的兩個(gè)滾子中有一個(gè)是由旋轉(zhuǎn)的圓木通過接觸來帶動的，所述的圓木旋轉(zhuǎn)速度的檢測裝置與這個(gè)滾子作用相連。
5.如權(quán)利要求4中的旋板機(jī)，其特征在于，所述的兩個(gè)滾子的另一個(gè)用來主動地驅(qū)動圓木和幫助轉(zhuǎn)動圓木。
6.如權(quán)利要求4中的旋板機(jī)，其特征在于，所述的一個(gè)滾子位于所述的另一個(gè)滾子的下方。
7.如權(quán)利要求2中的旋板機(jī)，其特征在于，所述的圓木半徑的檢測裝置與所述的刀架移動裝置作用相連。
8.如權(quán)利要求2中的旋板機(jī)，其特征在于，所述的圓木半徑的檢測裝置與所述的支承裝置的移動裝置相連。
9.如權(quán)利要求1中的旋板機(jī)，其特征在于，在圓木大致切削成圓柱形之后，所述的控制裝置啟動支承裝置的移動裝置，使得所述的滾子與圓木外表面之間實(shí)現(xiàn)接觸。
10.如權(quán)利要求1中的旋板機(jī)，其特征在于所述的圓周驅(qū)動裝置包括一根可轉(zhuǎn)動的滾柱，滾柱軸線與圓木軸線平行，滾柱外表面上有許多凸起，從而實(shí)現(xiàn)與圓木外表面之間的驅(qū)動配合。
11.如權(quán)利要求1中的旋板機(jī)，其特征在于，所述的圓周驅(qū)動裝置包括一系列輪子，它們在與圓木軸線平行的方向上相間排列，它們與圓木外表面之間實(shí)現(xiàn)驅(qū)動配合，所述的旋板機(jī)還包括多個(gè)壓桿，每根壓桿位于兩個(gè)相鄰的輪子之間，用于壓住靠近所述刀頭的切削刃處的圓木外表面。
12.如權(quán)利要求11中的旋板機(jī)，其特征在于，每個(gè)所述的驅(qū)動輪都包括一個(gè)帶齒輪。
13.如權(quán)利要求11中的旋板機(jī)，其特征在于，每個(gè)所述的驅(qū)動輪包括一個(gè)具有平整的外表面的輪子。
14.如權(quán)利要求1中的旋板機(jī)，其特征在于，所述的圓周驅(qū)動裝置以大致恒定的圓周速度轉(zhuǎn)動圓木。
15.如權(quán)利要求1中的旋板機(jī)，其特征在于，所述的支承裝置沿水平方向向圓木軸心移動。
16.如權(quán)利要求1中的旋板機(jī)，其特征在于，所述的支承裝置沿相對水平線的傾斜方向向圓木軸心移動。
17.一種用于從圓木上切削層板的旋板機(jī)，它包括一個(gè)可滑動的刀架，刀架上帶有切削刀頭，刀頭的頂端有切削刃；使所述的刀架向圓木軸心移動的裝置；一個(gè)圓周驅(qū)動裝置，它在靠近所述的刀頭的切削刃的地方與圓木外表面接觸，從而驅(qū)動圓木；一個(gè)可滑動的支承裝置，位于與刀架相對的圓木的另一側(cè)，支承裝置在相對水平線傾斜的方向上移動，一對滾子位于所述的支承裝置上并隨其一起移動，滾子上下放置，滾子的軸線與圓木的軸線平行。使所述的支承裝置直線移動從而使?jié)L子朝向刀架移動的裝置，所述的支承裝置沿其移動的相對水平線傾斜的直線這樣取向，使得支承裝置在移向刀架的過程中逐漸升高，它先使所述的滾子向圓木移動從而與圓木外表面接觸，然后在保持與圓木外表面相接觸的狀態(tài)下使?jié)L子進(jìn)一步相對所述的刀架移動，所述的滾子的放置使得兩個(gè)滾子的軸線與一條假想線的距離大致相同，這條假想線與圓木軸線垂直并平行于所述的支承裝置的移動方向；用于控制所述的刀架和所述的支承裝置的移動裝置的控制裝置，它使得刀架和支承裝置以變化的進(jìn)給率同步運(yùn)動，從而切削出期望厚度的層板。
18.如權(quán)利要求17中的旋板機(jī)，其特征在于，它還包括檢測當(dāng)前圓木半徑的裝置和檢測當(dāng)前圓木旋轉(zhuǎn)速度的裝置，所述的控制裝置根據(jù)所述的檢測裝置檢測出的當(dāng)前圓木半徑和當(dāng)前圓木旋動速度，來實(shí)現(xiàn)刀架和支承裝置的同步運(yùn)動。
19.如權(quán)利要求18中的旋板機(jī)，其特征在于所述的圓木旋轉(zhuǎn)速度的檢測裝置檢測的是圓木的圓周速度。
20.如權(quán)利要求19中的旋板機(jī)，其特征在于，所述的兩個(gè)滾子中有一個(gè)是由旋轉(zhuǎn)的圓木通過接觸來帶動的，所述的圓木旋轉(zhuǎn)速度的檢測裝置與這個(gè)滾子作用相連。
21.如權(quán)利要求20中的旋板機(jī)，其特征在于，所述的兩個(gè)滾子的另一個(gè)用來主動地驅(qū)動圓木和幫助轉(zhuǎn)動圓木。
22.如權(quán)利要求20中的旋板機(jī)，其特征在于，所述的一個(gè)滾子位于所述的另一個(gè)滾子的下方。
23.如權(quán)利要求18中的旋板機(jī)，其特征在于，所述的圓木半徑的檢測裝置與所述的刀架移動裝置作用相連。
24.如權(quán)利要求18中的旋板機(jī)，其特征在于，所述的圓木半徑的檢測裝置與所述的支承裝置的移動裝置相連。
25.如權(quán)利要求17中的旋板機(jī)，其特征在于所述的圓周驅(qū)動裝置包括一可轉(zhuǎn)動的滾柱，滾柱軸線與圓木軸線平行，滾柱外表面上有許多凸起，從而實(shí)現(xiàn)與圓木外表面之間的驅(qū)動配合。
26.如權(quán)利要求17中的旋板機(jī)，其特征在于，所述的圓周驅(qū)動裝置包括一系列帶齒輪子，它們在與圓木軸線平行的方向上相間排列，它們與圓木外表面之間實(shí)現(xiàn)驅(qū)動配合，所述的旋板機(jī)還包括一系列壓桿，每根壓桿位于兩個(gè)相鄰的帶齒輪子之間，用于壓住靠近所述刀頭的切削刃處的圓木外表面。
27.如權(quán)利要求26中的旋板機(jī)，其特征在于，每個(gè)所述的驅(qū)動輪都包括一個(gè)帶齒輪。
28.如權(quán)利要求26中的旋板機(jī)，其特征在于，每個(gè)所述的驅(qū)動輪包括一個(gè)具有平整的外表面的輪子。
29.如權(quán)利要求17中的旋板機(jī)，其特征在于，所述的圓周驅(qū)動裝置以大致恒定的圓周速度轉(zhuǎn)動圓木。
全文摘要
一種無心旋板機(jī),它具有可滑動的支承裝置,該裝置位于相對刀架的圓木的另一側(cè)。支承裝置上有一對上下放置的滾子,滾子的軸線與圓木軸線平行。滾子的放置使得它們的軸線與一條假想線的距離大致相同,這條假想線與圓木軸線垂直相交并平行于支承裝置的移動方向。在旋板機(jī)切削過程中,滾子與圓木外表面接觸后,刀架和支承裝置以受控的變化速度同步移動,從而切削出期望厚度的層板。
文檔編號B23Q15/02GK1187410SQ9710873
公開日1998年7月15日 申請日期1997年12月19日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月20日
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