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生物質顆粒燃料飼料配方新聞動態

 

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曲線鋸—提高木材加工能力的新技術

發布時間:2013-12-24 09:47    來源:未知

    歪斜地鋸木材——定是弄錯了。其實不然。現在,先進的鋸機能做到精確地鋸出弧形,盡可能避免浪費材料。每根木頭的最佳切削位置都經過數學計算。REXROTH公司的電動液壓驅動裝置能引導鋸片運動,實時調整,精確地進行曲線切割。
    千百年來,原木一直是木工行業的主要材料。現在,原木仍是建筑業和家具制造業的主要原材料。過去,木材供應量大,且主要靠手工加工。而今,木工行業在提高原材料使用率上壓力很大。雖然全自動加工機械并非罕見,現代化的先進鋸機自動鋸切原木,速度因原木的種類不同而不同,最高可達到每分鐘20根。而且切割精度誤差保持在1/l0mm以內。原木應盡量利用,避免浪費。富通新能源生產銷售木屑切片機、木材削片機等機械設備。
    實際上,原木的形狀和質地并非統一均勻。由于年輪的影響,木材結構取決于原木所受到的內應力。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力不平衡。當木材受潮時,這種不平衡就會顯現出來,導致加工好的工件彎曲變形。
    曲線鋸不僅能沿直線切割,而且能沿著由參數限定的曲線切割。曲線鋸根據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,使原材料品質更為均勻,制成品性能更穩定,承重能力更強。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。掃描機對原木的外形進行掃描,并將掃描數據傳送至控制計算機中。專用軟件根據這些數據,計算出最佳的切割位置和形狀,達到材料的最佳利用。
    有些機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,必須對水平式設計與垂直式設計加以區別,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動。第一個軸將雙圓鋸片組合定位,做直線運動。第二個軸驅動整個鋸組做曲線運動。要使圓鋸片組合進行曲線切割,這兩個軸的運動必須協調進行。由于有動態切割寬度調節,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。控制結構上集中與分散控制相結合
    由于曲線鋸的每一個定位軸的擺放位置大不相同,需要一個驅動系統的最佳解決方案。這就要求所有與切割相關的軸都要高度動態并定位準確。對諸如切割寬度調整用的軸,還特別要求設計緊湊,并能輕松地連接驅動輪與主機。
    REXROTH公司生產的軸控制器(含IAC -R),通過高度敏感閥門控制這些驅動輪。智能驅動輪在閥門里直接關閉驅動軸的位置控制環(如圖4)。在傳動裝置中直接執行運動控制功能。機器控制器通過總線路將指令輸入后,IAC -R就在封閉環控制下獨立執行任務,將軸轉移到所需位置。(集合式軸控制器無需加速度。)這樣,就能在動態條件下精確確定切割寬度。總線路的介入,可擴大機器的識別能力,從而能從軸控制器上獲得實時數值。
    與切割寬度控制裝置的局部控制結構不同的是,雙軸上的控制環在機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雜的運動,只有在二個軸獨立運動條件下才能實現。選擇控制器的基本標準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下實現,連續的路徑控制須在中央控制器中執行。同時,由于原木直徑不同,還得使用直控導向高敏閥門。原木加工行業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構都適合的方法。考慮到碰撞和振動阻力,鋸機的應用條件要求嚴格。REXROTH公司多年來取得的在實木加工領域的經驗,應用在其開發的IAC -R上。該機已通過測試,它包括一個綜合的軸控制器、位置測量系統和輥子(如圖5),適合木加工行業粗糙惡劣的加工環境。數字式閉合環控制電子元件,在設計上尤其注重結實耐用;高敏閥門在木工行業的使用是十分成功的。在輥子底座上安裝數字定位系統,可以保證輥子工作的穩定可靠。緊湊的結構極大地降低了電纜的使用,并無需更高水平的控制,這些都進一步地成為選擇的關鍵。
    曲線鋸這類鋸機上的多軸都可見到液壓驅動系統。雖然這是木加工行業的特殊要求,但動力強大、控制性強、動態操作也是選擇液壓驅動技術的關鍵。牢固耐用、使用壽命長,使驅動器的使用成本降低。由于有了諸如整體定位軸等創新技術,降低了將定位軸安裝到現有控制的難度,并非常緊湊,液壓驅動系統在該領域愈加受歡迎。

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