无卡轴旋切机机构及自动化控制设计.doc

摘要:木材在人们的生活中是必不可少的。世界上目前人口数量为70亿，每家每户都需要装修，然而家具绝大部分都是木制的，因此，人类对木材的需求极大。

目前，世界上许多国家仍然在使用有卡旋切机，它旋切后剩余部分的直径很大，资源利用率低，而且旋切出的板材精度低。因此，本次毕业设计主要研究如何提高原木的高利用率以及如何提高木材加工精度以达到使用条件。只有这样，才能在不久的将来慢慢解决木材资源在人们日常生活供需的问题。以往的单板旋切机器，由于它加工后留下的木芯半径过大，造成我国珍贵的木材资源浪费。同时，在生产加工过程中确保无卡轴旋切机的单板厚度尺寸很难。针对上述难点本设计通过研究无卡轴旋切机的基本原理和旋切曲线的走向，并且构建了变速进给系统的数学模型。

关键词 旋切、原木使用率、单板旋切厚度、进给机构

目录

摘要

Abstract

1绪论-1

1.1课题来源及其目的-1

1.2旋切机分类以及性能-1

2整体设计-3

2.1工作原理-3

2.2进给系统设计-3

2.3控制设计-3

3无卡轴旋切机变速进给系统设计-4

3.1工作原理-4

3.2无卡轴旋切机单板旋切厚度-4

3.3恒线速旋切时旋切进给-4

3.3.1旋切刀进给速度-4

3.3.2旋切轨迹-5

3.4进给系统的设计-10

3.4.1验算滚珠丝杠的动载荷-11

3.4.2确定传动效率-11

3.4.3滚珠丝杠的刚度校核-12

3.4.3.1滚珠丝杠的拉压变形量-12

3.4.3.2滚珠与螺纹滚道间的变形量-12

3.4.3.3校核压杆的稳定性-13

3.4.3.4滚珠丝杠的防护-14

3.5选择合适的直齿锥齿轮-14

3.5.1选择齿轮的各技术参数-14

3.5.2齿轮强度计算-15

3.5.2.1查找上式中各个参数的值-16

3.5.2.2计算-17

3.5.3计算直齿锥齿轮的几何尺寸-18

3.5.4按齿根弯曲强度进行校验-18

3.6计算齿轮轴并进行校核-19

3.6.1计算齿轮轴的强度-19

3.6.2验算齿轮轴的刚度-20

3.7减速器的选择与计算-21

3.8计算进给电机并选择-22

3.8.1进给电机类型的选择-22

3.8.2选择永磁同步交流伺服电动机的型号-22

3.8.3电机的工作情况-22

3.8.4电机的安装尺寸-23

3.8.5电机的转速-23

4无卡轴旋切机自动化设计-24

4.1控制系统流程图-24

4.2计算拉线式位移传感器及其选型-24

4.3单片机的选择、计算、程序编写及其接线-25

4.3.1选择合适的单片机-25

4.3.2硬件接线-25

4.3.3矩阵键盘输入板厚、直径、延时-26

4.3.4进给电机的正反转控制-27

4.3.5电机的开启、暂停、停止与继电器的选择-27

4.3.5.1进给电机的控制-27

4.3.5.2三个主运动电机的控制-27

4.3.5.3电压放大器选型-28

4.3.5.4计算继电器及选型-28

4.3.6输入功能切换-28

4.4变频器的选择-28

4.4.1变频器的选择-28

4.4.2压尺辊安装高度与刀架进给原点的设定-29

4.4.3旋切机工作循环周期-30

4.4.3.1在原点疾速时间计算-30

4.4.3.2进给时间计算-30

4.4.3.3计算快退时间-31

4.4.3.4旋切机的工作效率-31

4.5位移频率对照表制作-32

4.6计数器与定时器的初值计算-33

4.6.1进给计数器T0初值计算-33

4.6.2快退计数器T0初值计算-33

4.6.3定时数器T1初值计算-34

4.6.4确定技术定时器工作方式-34

结论-35

致谢-36

参考文献-37