千百年來,原木一直是木工行業(yè)的主要材料,F(xiàn)在,原木仍是建筑業(yè)和家具制造業(yè)的主要原材料。過去,木材供應(yīng)量大,且主要靠手工加工。而今,木工行業(yè)在提高原材料使用率上壓力很大。雖然全自動加工機(jī)械并非罕見,現(xiàn)代化的先進(jìn)鋸機(jī)自動鋸切原木,速度因原木的種類不同而不同,最高可達(dá)到每分鐘20根。而且切割精度誤差保持在1/l0mm以內(nèi)。原木應(yīng)盡量利用,避免浪費。富通新能源生產(chǎn)銷售木屑切片機(jī)、木材削片機(jī)等機(jī)械設(shè)備。
實際上,原木的形狀和質(zhì)地并非統(tǒng)一均勻。由于年輪的影響,木材結(jié)構(gòu)取決于原木所受到的內(nèi)應(yīng)力。沿原木的外部彎曲形狀切割就是沿著年輪切割。而橫切年輪又會使原木中的應(yīng)力不平衡。當(dāng)木材受潮時,這種不平衡就會顯現(xiàn)出來,導(dǎo)致加工好的工件彎曲變形。
曲線鋸不僅能沿直線切割,而且能沿著由參數(shù)限定的曲線切割。曲線鋸根據(jù)原木的不同形狀鋸切,原木的利用率比直線鋸切提高20%。(如圖一)。由于是曲線鋸切,就產(chǎn)生了彎板、彎柱是否可用的問題。然而,通過干燥處理,彎板、彎柱是可以重新變直的。因此,依照原木的外形切割,可以提高原木的使用率,同時,可提高木材的性能,減少橫向切割而改用沿年輪切割,使原材料品質(zhì)更為均勻,制成品性能更穩(wěn)定,承重能力更強(qiáng)。曲線鋸的較高投入可以很快收回。計算曲線來確定最佳鋸切位置
工業(yè)用曲線鋸由兩個圓鋸作曲線切割。所謂曲線鋸,有不同的型式和概念,但都有一共同之處,即原木都須通過掃描機(jī)。掃描機(jī)對原木的外形進(jìn)行掃描,并將掃描數(shù)據(jù)傳送至控制計算機(jī)中。專用軟件根據(jù)這些數(shù)據(jù),計算出最佳的切割位置和形狀,達(dá)到材料的最佳利用。
有些機(jī)型是將原木穿過一個直立的鋸組,在鋸組中完成切割加工;還有些機(jī)型,原木直接穿過鋸組,原木在幾個軸中移動,形成所需的切割線條;兩者的不同之處在于:完成運動的軸的主方向不同。在這里,必須對水平式設(shè)計與垂直式設(shè)計加以區(qū)別,因為,沿著什么樣的軸作運動,決定了成品的切割曲線。
圖3所示的鋸片組合由置于水平臺板上的兩個定位軸驅(qū)動。第一個軸將雙圓鋸片組合定位,做直線運動。第二個軸驅(qū)動整個鋸組做曲線運動。要使圓鋸片組合進(jìn)行曲線切割,這兩個軸的運動必須協(xié)調(diào)進(jìn)行。由于有動態(tài)切割寬度調(diào)節(jié),外面的兩對圓鋸片的定位取決于所需加工的原木的寬度。一旦在切割前該原木的位置固定下來后,在接下來的整個切割過程中位置都保持不變。控制結(jié)構(gòu)上集中與分散控制相結(jié)合
由于曲線鋸的每一個定位軸的擺放位置大不相同,需要一個驅(qū)動系統(tǒng)的最佳解決方案。這就要求所有與切割相關(guān)的軸都要高度動態(tài)并定位準(zhǔn)確。對諸如切割寬度調(diào)整用的軸,還特別要求設(shè)計緊湊,并能輕松地連接驅(qū)動輪與主機(jī)。
REXROTH公司生產(chǎn)的軸控制器(含IAC -R),通過高度敏感閥門控制這些驅(qū)動輪。智能驅(qū)動輪在閥門里直接關(guān)閉驅(qū)動軸的位置控制環(huán)(如圖4)。在傳動裝置中直接執(zhí)行運動控制功能。機(jī)器控制器通過總線路將指令輸入后,IAC -R就在封閉環(huán)控制下獨立執(zhí)行任務(wù),將軸轉(zhuǎn)移到所需位置。(集合式軸控制器無需加速度。)這樣,就能在動態(tài)條件下精確確定切割寬度?偩路的介入,可擴(kuò)大機(jī)器的識別能力,從而能從軸控制器上獲得實時數(shù)值。
與切割寬度控制裝置的局部控制結(jié)構(gòu)不同的是,雙軸上的控制環(huán)在機(jī)器控制中向中心閉合,控制鋸組。沿清晰劃定的鋸切線條切割這樣復(fù)雜的運動,只有在二個軸獨立運動條件下才能實現(xiàn)。選擇控制器的基本標(biāo)準(zhǔn)就是它能提供所有必需的功能。既然這些功能不能在分散的狀態(tài)下實現(xiàn),連續(xù)的路徑控制須在中央控制器中執(zhí)行。同時,由于原木直徑不同,還得使用直控導(dǎo)向高敏閥門。原木加工行業(yè)中木材的尺寸范圍大,這種選擇是可行的。
包裝涵蓋集中和分散兩種不同概念。REXROTH公司找到了一條針對這兩種結(jié)構(gòu)都適合的方法?紤]到碰撞和振動阻力,鋸機(jī)的應(yīng)用條件要求嚴(yán)格。REXROTH公司多年來取得的在實木加工領(lǐng)域的經(jīng)驗,應(yīng)用在其開發(fā)的IAC -R上。該機(jī)已通過測試,它包括一個綜合的軸控制器、位置測量系統(tǒng)和輥子(如圖5),適合木加工行業(yè)粗糙惡劣的加工環(huán)境。數(shù)字式閉合環(huán)控制電子元件,在設(shè)計上尤其注重結(jié)實耐用;高敏閥門在木工行業(yè)的使用是十分成功的。在輥子底座上安裝數(shù)字定位系統(tǒng),可以保證輥子工作的穩(wěn)定可靠。緊湊的結(jié)構(gòu)極大地降低了電纜的使用,并無需更高水平的控制,這些都進(jìn)一步地成為選擇的關(guān)鍵。
曲線鋸這類鋸機(jī)上的多軸都可見到液壓驅(qū)動系統(tǒng)。雖然這是木加工行業(yè)的特殊要求,但動力強(qiáng)大、控制性強(qiáng)、動態(tài)操作也是選擇液壓驅(qū)動技術(shù)的關(guān)鍵。牢固耐用、使用壽命長,使驅(qū)動器的使用成本降低。由于有了諸如整體定位軸等創(chuàng)新技術(shù),降低了將定位軸安裝到現(xiàn)有控制的難度,并非常緊湊,液壓驅(qū)動系統(tǒng)在該領(lǐng)域愈加受歡迎。