(旋切机控制计算.docVIP

机器原理说明 棍子由传动系统带动匀速旋转，双棍与单棍速度相同。 圆木由于受刀台进给的压力，与棍子之间有很大的摩擦力，棍子的旋转带动木头旋转，旋转过程中，木头逐渐被切成薄片。木头的线速度与棍子线速度相等。 由于棍子的线速度是一定的，所以木头的线速度也固定不变，切削过程中，木头直径逐渐变小，因此木头转速越来越快。木头每转一圈，半径减小一个木皮的厚度值，开始时转速慢，半径变化率小。木头很细时，转速很快，半径变化率很大。而刀台要根据木头直径的变化进给，切削初期，木头直径变化速度慢，刀台进给速度慢，切削后期，木头直径变化很快，刀台也要快速进给。这样就要求刀台的进给系统根据木头直径的变化过程调整进给速度，产生一个渐变的非线性进给速度。 旋切机进给过程中位移速度函数关系的建立。 进给的速度位移规律： 通过数学方法，建立木头切削过程中的速度位移关系。速度为刀台的进给速度，位移为双棍中心线距刀尖点的距离。由于木头为圆柱形，各段直径相同，只研究圆柱木头截面的变化过程， 刀台进给的直线速度由两个分量组成： 圆木由粗变细过程中的半径变化引起的刀台跟进速度 木头变细的过程中，圆心位置也要相应移动，由圆心位置改变引起的刀台跟进速度 刀台总的进给速度 v=+ 木头截面的面积变化率不变。即： ＝C C＝vE, v为木头线速度，等于棍子线速度为恒值。E为木头切片的厚度，单次加工时也为已知给定值。 ＝ 于是= 为木头半径相对时间的变化率。则为 即 ＝ 木头圆心位置变化引起的刀台进给速度： 木头圆心，双棍两圆心的中线点，与双棍之一的圆心构成直角三角形，圆心位置变化引起的刀台进给速度＝。高长h通过直角三角形由勾股定理求出： h= = ＝ =× 于是刀台的进给速度： v=+ ＝＋× ＝×（＋1） 公式中的R为加工过程中木头的半径，值是不断变化的，半径值由位移传感器测量后计算得到。 设计加工圆木最大直径为250mm,刀台最大开口为 300mm，刀台在最大开口位置时，刀尖点与双棍连心线的距离 L＝50＋300＝350mm，此时l值最大为350mm，即位移传感器的最大行程为350mm. 设木头最大直径为250mm，则切削初始时，l值为： l＝＝292.4mm 切削结束时，圆木剩余直径约30mm，此时达到行程终点，此时l值为 l＝=55.3mm,即加工结束时，位移传感器最小测量距离为55.3mm. 则进给过程中,如图所示的三角形中有如下关系式： l=R＋h l―――刀尖点与双棍中心线的距离。 R―――木头半径 h―――三角形的高线 于是根据位移l求得当前圆木的半径值： l＝R＋h ＝R＋ 解上述方程： R＝ 设棍子转速为N（ r/min），切片厚度为E mm; 木头截面的面积变化率 C＝VE=×E mm/s r为棍子半径，R为当前木头半径 v ＝×（＋1） ＝×（＋1） 由于进给速度V与变频器的频率之间为线性关系，故建立频率速度关系为： F=V×k; k为常数比例系数。 设传动系统电动机轴到丝杠轴的传动比为I，电动机极对数为2，计算时认为电动机同步转速与运转速度相同。 I 电动机轴到丝杠轴传动比； Ns 丝杠转速； Nd 电动机转速； F 变频器频率； Ns=v×7.5; Nd=Ns×I; F=Nd×2/60; F=v×7.5×I×2/60 =v× 即变频器频率值是一个以传动系统传动比为系数，与进给速度成正比的函数值。 用C程序模拟加工过程，计算加工过程中每时刻木头的半径值，l值，及相应的刀台进给速度值。计算程序如下所示。 #include stdio.h #include math.h float A; /*A 为双棍的中心距，一般为102mm*/ float N; /*N 为双棍转速，一般为65r/min*/ float E; /*E为切片的厚度，取值范围为 0.2－5mm*/ float Ns; /*丝杠转速*/ void main() { float gougu(float r); float velocity(float r,float c); /* 函数调用声明*/ float lr(float l); float cc(); float l,h,r,c,v; /*此处v为 刀台的进给速度,r 为木头的半径*/ FILE *fp; A=102;