Устройство для управления подачей ножевого суппорта лущильного станка

 

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, а именно к оборудованию для производства лущеного шпона. Целью изобретения является повышение точности работы устройства, его быстродействия и расширение его технологических возможностей. Устройство содержит телескопические шпиндели 2 и 3. которые удерживают чурак 1, привод, гидроцилиндры 11 и 12, связанные с ножевым суппортом 10, дросселирующие гидрораспределители 15 и 16, шаговые электродвигатели 17 и 18 с системой управления и насосную установку 26. Блок управления вырабатывает команды для шаговых электродвигателей 17 и 18, которые перемещают валики 20 управления в гайках 14 винтовых преобразователей. Плунжеры 21 перемещаясь , открывают выходные окна дросселирующих гидрораспределителей 15 и 16, в результате чего поршни гидроцилиндров 11 и 12 приходят в движение и перемещают по заданной программе ножевой суппорт 10. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 B 27 5/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4414022/15 (22) 21,04.88 (46) 15.09.91. Бюл, N 34 (71) Московский лесотехнический институт (72) В.M.Êóçíåöîâ и О.А.Новиков (53) 674,093.26 — 41 6. 05(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hL 816745, кл. В 27 1 5/02, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОДАЧЕЙ НОЖЕВОГО СУППОРТА ЛУЩИЛЬНОГО СТАНКА (57) Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, а именно к оборудованию для производства лущеного шпона. Целью изобретения является повышение точности работы устройства, его быстродействия и расширение его

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, а именно к оборудованию для производства лущеного шпонд, Целью изобретения является повышение точности работы устройства, его быстродействия и расширение его технологических возможностей.

На фиг.1 изображена принципиальная гидрокинематическая схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — структурная схема системы управления; на фиг,3 — функциональная схема блока синхронизации импульсов; на фиг.4 — циклограмма работы механизма подачи; на фиг.5 — связь триггера с блоком синхронизации импульсов.

Разлущиваемый чурак 1 зажимается выдвижными телескопическими шпинделями

2 и 3, приводимыми во вращение электродвигателем 4 через клиноременную переда„„. Ж„„1676804 A l технологических возможностей. Устройство содержит телескопические шпиндели 2 и 3, которые удерживают чурак 1, привод, гидроцилиндры 11 и 12, связанные с ножевым суппортом 10, дросселирующие гидрораспределители 15 и 16, шаговые электродвигатели 17 и 18 с системой управления и насосную установку 26. Блок управления вырабатывает команды для шаговых элект-родвигателей 17 и 18, которые перемещают валики 20 управления в гайках 14 винтовых преобразователей. Плунжеры 21 перемещаясь, открывают выходные окна дросселирующих гидрораспределителей 15 и 16, в результате чего поршни гидроцилиндров 11 и 12 приходят в движение и перемещают по заданной программе ножевой суппорт 10. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. чу 5, вал 6 механизма синхронизации шпинделей и косозубые шестерни 7. На валу шестерни 8 механизма синхронизации шпинделей установлен диск фотоэлектрического импульсного датчика 9, который при каждом обороте шпинделя посылает в систему управления определенное количество

2 электрических импульсов.

Поперечная подача ножевого суппорта

10 осуществляется двумя гидроцилиндрами

11 и 12. Каждый гидроцилиндр связан двумя гидролиниями 13 и 14 с выходными окнами соответствующего четырехкромочного дросселирующего гидрораспределителя 15 и 16. Управление дросселирующими гидрораспределителями 15 и 16 осуществляется шаговыми электродвигателями 17 и 18 с помощью винтовых преобразователей, состоящих из гайки 19, смонтированной в шарикоподшипниках, и взаимодействую1676804

t,Q

50 щего с ней валика управления 20 с резьбовым концом.

Винтовой преобразователь на входе каждого дросселирующего гидрораспределителя,предназначен для преобразования углов поворота ротора шагового двигателя в соответствующее линейное смещение плунжера 21, Величина перемещения ножевого суппорта 10 контролируется фотоэлектрическим импульсным датчиком 22, который установлен соосно с винтом 23 обратного винтового механизма и связан с ним посредством беззазорной муфты. Винт 23 смонтирован в радиально-упорных шарикоподшипниках 24 и взаимодействует с гайкой 25, установленной в суппорте.

Перемещению суппорта 10 на шаг резьбы соответствует один полный оборот винта и связанного с ним ротора датчика 22, формирующего при этом определенное количес.гва22 электрических импульсов.

Гидросистема питается от насосной установки 26. ..Система управления шаговыми электродвигателями (фиг.2 и 4) состоит из импульсного датчика частоты вращения шпинделей 9, импульсного датчика перемещений суппорта 22, делителей частоты 27—

29, схемы запрета 30, блока синхронизации импульсов 31, блока 32 управления шаговыми двигателями (БУШД), генератора импульсов 33, управляющего триггера 34, фотоэлектрического датчика 35, датчиков 36 и 37 исходного и конечного положения ножевого суппорта.

Электронный блок синхронизации импульсов (фиг.3) выполнен на базе тактового генератора 38 и логической схемы, состоящей из элементов ИЛИ 39, 40 D-триггеров

41 и 42 с инверсными динамическими входами D и входами сброса SR и элементов И

43 и 44, Блок синхронизации импульсов имеет два прямых входа 45 и 46, два реверсивных входа 47 и 48, прямой выход 49 и реверсивный выход 50.

Связь элементов блока синхронизации отражена на функциональной схеме, показанной на фиг,З, Прямой вход 45 блока синхронизации соединен через схему запрета 30 и делитег.ь частоты 27 с выходом импульсного датчика

9 частоты вращения шпинделей (фиг.2), а реверсивный вход 47 соединен через схему запрета 30 с генератором импульсов 33.

Прямой 46 и реверсивный 48 входа 6Jlo ка синхронизации соединень; через деллтели частоты 28 и 29 соответственно с реверсивным и прямым выходами импульсного датчика 22 перемещений ножевого суппорта, Выходы 49 и 50 блока синхронизации 31 соединены соответственно с прямым и реверсивным выходами БУШД 32, Принцип действия блока 31 синхронизации импульсов основан на том, что импульсы, поступающие на его входы, запоминаются.О-триггерами 41 и 42 и выводятся на его выходы через элементы И 43 и

44 только при подаче на вторые входы этих элементов импульсов тактового генератора

38. Так как на элементы 43 и 44 тактовые импульсы поступают с прямого л инверсного выхода генератора 38, то поступившие одновременно на прямой и реверсивный входы блока 31 импульсы проходят на его выходы со сдвигом друг относительно друга на половину периода следования тактовых импульсов, что исключает неопределенное состояние БУШД 32, Частота тактовых импульсов устанавливается на один-два порядка выше частоты управляющих импульсов.

Прошедший на выход импульс пост;.",:.— ет на вход SR соответствующего D-триггера и возвращает его B исходное положение.

Элем.=нты ИЛИ 39 и 40 позволяют производить логическое сложение сигналов, следующих по прямым входам 45 и 46 на вход D-триггера 41, и сигналов, следующих по реверсивным входам 47 и 48 на вход

D-триггера 42. Это обеспечивает работу устройства как в режлме движения ножевого суппорта "вперед", так и в режиме отвода ножевого суппорта в исходное положение.

Устройство работает следующим образом.

Настройка станка на заданную толщину шпона, а также обдиро сную подачу производится с помощью регулируемых делителел 27 и 29 частоты импульсов.

Необходимые коэффициенты деления оператор задает перед началом разлущивания партии чураков.

Разлущиваемый чурак 1 центрируется, зажимается и приводится во вращение телескопическими шпинделями " и 3. При этом ножевол суппорт 10 находится в исходHQM пол жении„соответствующем диаметру обрабатываемого чурака.

При постугглении команды "Пуск" в делители 27 и 28 вводятся коэффлциенты деления К1 и К2, соответствующие режиму обдирочной подачи, и одновременно срабатывает управляющий триггер 34. В результате импульсы от датчика 9 через делитель частоты 27 и схему запрета 30 поступают на прямой вход 45 блока 31 синхронизации импульсов, проходят на его прямой выход

49» поступают на прямой вход БУШД 32.

1676804

25

N =o(fn -fp ) где 4и, fp — частоты импульсов, поступающих соответственно на прямой и реверсивный входы БУШД; 5

Q угловая дискрета шаговых двигателей.

Если fw= fp, то роторы шаговых двигате- лей 17 и 18 вращаются в ту или иную сторону, изменяя положение плунжеров 5 дросселирующих гидрораспределителей 15 и 16, а следовательно, скорость перемещения поршней гидроцилиндров 11, 12 и связанного с ними ножевого суппорта 10.

В БУШД 32 импульсы распределяются по фазам шаговых двигателей 17 и 18 в последовательности, определяемой необходимым направлением перемещения ножевого суппорта 10, усиливаются по мощности и подаются на управляющие обмотки шаговых двигателей 17 и 18.

При включении шаговых электродвигателей 17 и 18 начинают вращаться гайки 19 винтовых преобразователей, в которые ввинчиваются валики управления 20.

Плунжеры 21 смещаются из нейтрального положения и открывают выходные окна дросселирующих гидрораспределителей

15 и 16. В результате поршни гидроцилиндров 11 и 12 приходят в движение и начинают перемещать ножевой суппорт 10.

Подключение шаговых двигателей 17 и

18 параллельно к выходам одного блока 32 управления шаговыми двигателями обеспечивает синхронное перемещение поршней гидроцилиндров 11 и 12.

Поступательное перемещение суппорта.10 с помощью импульсного датчика 22 преобразуется в последовательность импульсов обратной связи, число которых N<>< пропорционально величине, а частота f« скорости перемещения суппорта 10, Импульсы по каналу обратной связи через делитель частоты 29 поступают на реверсивный вход 48 блока 31 синхронизации импульсов, проходят на его реверсивный выход 50 и поступают на реверсивный вход

БУШД 32.

Таким образом, ва время перемещения ножевого суппорта управляющие импульсы поступают как на прямой, так и на реверсивный входы БУШД 32. При этом шаговые двигатели 17 и 18 работают в режиме двухчастотного управления, обеспечивающего широтно-импульсную модуляцию фазных напряжений шаговых двигателей. Частота вращения роторов шаговых двигателей 17 и

18 в этом случае определяется выражением

При равенстве частот, т,е. f< = fp, роторы шаговых двигателей 17 и 18 останавливаются, удерживая плунжеры дросселирующих гидрораспределителей в положении, соответствующем установившейся скорости перемещения ножевого суп порта, обеспечивающей заданную делителями величину подачи.

После того. как чурак приобрел правильную цилиндрическую форму и срезаемый шпон пошел в виде сплошной ленты, срабатывает фотоэлектрический датчик 35 (фиг.4) и переключает суппорт с режима обдирочной подачи на рабочую. При этом величина подачи определяется значениями коэффициентов деления К1 и Кг, которые вводятся в делители частоты 27 и 29 по команде.датчика 35.

В результате перемещение ножевого суппорта 10 на каждый оборот шпинделей 2 и 3 остается постоянным и соответствует толщине срезаемого шпона:

Zi Srz

2г К1 где Z>, Z2 — количество импульсов, формируемое за один оборот соответственно импульсным датчиком 9 частоты вращения шпинделей и импульсным датчиком 22 перемещения ножевого суппорта 10;

S — шаг винта 23 обратной связи;

К1 и Кг — соответственно коэффициенты деления делителей частоты 27 и 29, Таким образом, при помощи делителей частоты 27 и 29 возможно задание практически любой скорости движения ножевого суппорта 10, а следовательно. толщины шпона.

В процессе разлущивания чурака ножевой суппорт приближается к оси.шпинделей. При наименьшем допускаемом размере остатка (карандаша) срабатывает датчик 37 конечного положения суппорта.

При этом сигнал поступает на управляющий триггер 34, который переключает схему 30 запрета и на вход БУШД 32 начинают поступать импульсы от генератора импульсов

33. Начинается ускоренный отвод ножевого суппорта в исходное положение, определяемое датчиком 36 исходного положения ножевого суп порта.

Во время отвода в исходное положение на вход 46 блока 31 синхронизации импульсов через делитель 28 частоты поступают импульсы с реверсивного выхода датчика 22 перемещений ножевого суппорта.

Формула изобретения

1676804

1. Устройство для управления подачей ножевого суппорта лущильного станка, включающее насосную установку, исполнительные гидроцилиндры, связанные с суппортом, первый дросселирующий гидрораспределитель с выполненным в виде шагового электродвигателя приводом перемещения его плунжера, импульсный датчик частоты вращения шпинделей, подключенный к входу первого делителя частоты импульсов, блок управления шаговыми электродвигателями, генератор импульсов, схему запрета, триггер, а также датчики исходного и конечного положения суппорта, причем выход делителя частоты подключен к первому входу схемы запрета, а выход триггера — к второму ее входу, причем первый выход блока управления шаговыми двигателями посредством шагового двигателя связан с плунжером дросселирующего гидрораспределителя, при этом штоковая полость первого исполнительного гидроцилиндра связана с первой, а бесштоковая — с второй линиями первого дросселирующего гидрораспределителя, третья и четвертая линии которого объединены и связаны со сливом, а пятая соединена с выходом насосной установки, с возможностью сообщения в одном положении плунжера первой линии с четвертой, а второй — с пятой, а во втором положении плунжера первой линии — с пятой, а второй — с третьей, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности в работе устройства, повышения быстродействия и расширения его технологических возможностей, оно снабжено вторым дросселирующим гидрораспределителем с соответствующим шаговым электродвигателем на входе, включенным аналогично первому дросселирующему гидрораспределителю к второму гидроцилиндру, импульсным датчиком перемещения суппорта, вторым и третьим делителями частоты импульсов, 5

15

40 ми элементов И, а каждая пара входов блока синхронизации содержит по одному входу от каждого элемента ИЛИ.

35 электронным блоком синхронизации импульсов, который имеет два прямых и два реверсивных входа, а также прямой и реверсивный выходы, причем первый прямой вход подключен к первому выходу схемы запрета, второй прямой вход соединен через второй делитель частоты с реверсивным выходом импульсного датчика перемещений суппорта, первый реверсивный вход соединен с вторым выходом схемы запрета, второй вход которой связан с генератором импульсов, второй реверсивный вход соединен через делитель частоты с прямым выходом импульсного датчика перемещений суппорта, а прямой и реверсивный выходы блока синхронизации импульсов подключены соответственно к прямому и реверсивному входам блока управления шаговыми электродвигателями, к второму выходу которого подключен параллельно первому второй шаговый двигатель второго дросселирующего гидрораспределителя.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок синхронизации импульсов выполнен в виде тактового генератора с прямым и инверсным выходами и двух цепей, каждая иэ которых содержит элемент

ИЛИ, О-z риггер с динамическим инверсным управляющим входом и входом сброса и двухвходовый элемент И, причем в каждой цепи выход элемента ИЛИ подключен к входу О-триггера, выход которого соединен с входом элемента И, второй вход элемента И соединен. в первой цепи с прямым, а во второй — с инверсным выходами тактового генератора, выход элемента И соединен с входом сброса О-триггера, при этом выходы блока синхронизации образованы выхода1676804

ФиО

1676804

1676804

Д ппЬвепнадхнпа

ВИОЛ ЯООх308

Составитель В. Андриевский

Техред М.Моргентал Корректор Э. Лончакова

Редактор Н.Горват

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ,3071 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5