大型原木快速定心装置的制作方法

1.本实用新型涉及上木机技术领域，具体地说是一种大型原木快速定心装置。


背景技术：

2.对于大型原木的定心上木结构，本技术人于2021/9/22向专利局申请了专利号为：2021111095861，专利名称为：全自动智能上料定心旋切堆垛单板加工生产线的发明专利，设有机架和plc控制系统，其特征在于所述机架上依次设有相连接的原木横向输送装置、阶梯式步进上木装置、原木自动定心装置、原木自动转移装置、原木自动旋切装置、单板运输装置、单板自动剪切装置和单板自动堆垛装置，其中，原木自动定心装置包括立柱、顶梁、底架、v形接木槽、粗定心装置和精定心装置，所述粗定心装置包括原木移动架、原木支撑架、升降滑块、升降滑轨、原木升降驱动装置、原木对中装置、原木落料信号开关和对射信号开关，所述原木落料信号开关和对射信号开关分别固定在立柱上，且两个对射信号开关分别位于两个立柱上，以利于检测对原木两端的直径信息，所述原木升降驱动装置、原木对中装置、原木落料信号开关和对射信号开关分别与plc控制系统连接，所述立柱上固定有升降滑轨、原木升降驱动装置和原木对中装置，升降滑块与升降滑轨滑动连接，所述原木移动架一端与升降滑块固定连接，所述原木移动架一端两侧与升降滑轨滑动连接，另一端上端固定有原木支撑架，所述原木支撑架上端呈v型，两个立柱上镜像设有原木对中装置，所述精定心装置包括滑台座、十字滑板、水平板、水平直线导轨副、x向伺服电机、垂直直线导轨副、y向伺服电机、水平滚珠丝杠副、垂直滚珠丝杠副、水平丝母、垂直丝母、卡轴装置、原木图像采集装置和原木精定位对射开关，所述x向伺服电机、y向伺服电机和卡轴装置、原木图像采集装置和原木精定位对射开关分别与plc控制系统电连接，所述原木图像采集装置固定在顶梁上，所述原木精定位对射开关固定在立柱上，所述滑台座中心设有卡轴穿孔，所述滑台座一侧面与立柱固定连接，另一侧面经垂直直线导轨副与十字滑板一侧面设有的垂直滑道滑动连接，所述滑台座上端固定有y向伺服电机，所述垂直滚珠丝杠副经轴承、轴承座与滑台座固定连接，所述垂直滚珠丝杠副与y向伺服电机的输出轴固定连接，所述垂直滚珠丝杠副与垂直丝母螺纹连接，所述十字滑板中心设有可以使得卡轴在x轴、y轴方向移动的通孔，所述十字滑板一侧与垂直丝母固定连接，所述十字滑板另一侧面经水平直线导轨副与水平板上的水平滑道滑动连接，所述十字滑板上固定有x向伺服电机，所述水平直线导轨副间设有水平滚珠丝杠副和水平丝母，所述水平滚珠丝杠副与水平丝母螺纹连接，所述水平滚珠丝杠副经轴承、轴承座与十字滑板固定连接，所述水平滚珠丝杠副端部与x向伺服电机输出轴固定连接，所述水平丝母与水平板固定连接，所述水平板中心设有能够固定安装卡轴装置的固定孔，所述卡轴装置是由前轴套、后轴套、卡轴、卡盘、滑动轴承、前轴承座、后轴承、后轴承座、从动轮、主动轮、卡轴旋转伺服电机、卡轴轴向移动气缸、限位销、闷盖、法兰和前轴承，所述前轴套前部依次活动穿过滑台座上的卡轴穿孔、十字滑板上的通孔、固定穿过水平板上的固定孔并经固定架与水平板固定连接，后端经轴承座与后轴套固定连接，所述前轴套、前轴承座和后轴套同轴依次连接，所述后轴套上端轴向设有导向通槽，所述卡轴前端
与卡盘固定连接，后部依次穿过所述前轴套、前轴承座、其后端经后轴套内的后轴承、后轴承座与闷盖固定连接，所述卡轴与固定在前轴套上的滑动轴承滑动连接，所述卡轴上轴向设有导向键，所述卡轴与前轴承座间设有从动轮，所述限位销活动穿过导向通槽、其下端与后轴承座固定连接，所述从动轮内孔和键槽与卡轴和导向键轴向滑动连接、径向经导向键固定连接，外周两端分别经前轴承与前轴承座固定连接，所述从动轮经传动装置穿过前轴承座下端设有的通孔与固定在后轴套上的卡轴旋转伺服电机的输出轴上的主动轮相连接，所述卡轴旋转伺服电机经plc控制系统控制，所述卡轴轴向移动气缸固定在后轴套后端，所述卡轴轴向移动气缸的伸缩杆穿过后轴套后端、经法兰与闷盖固定连接，所述卡轴轴向移动气缸经plc控制系统控制。
3.上述这种结构在对原木自动定心上木时，当阶梯式步进上木装置3中的第一根原木经阶梯上木架移动到原木对中装置中的v形接木槽中时，立柱上设置的原木落料信号开关将信息上传至plc控制系统，原木落料信号开关将原木到位信息上传至plc控制系统，plc控制系统即指令原木对中装置动作，对原木进行对中处理，对中后，原木对中装置回位，plc控制系统再指令原木升降驱动装置动作，带动原木支撑架支撑原木上移，在上移过程中，通过对射信号开关感应原木两端的直径信息并上传至plc控制系统，plc控制系统时时根据左端原木的直径信息调整左立柱上的原木升降驱动装置的行程，同时，根据右端原木的直径信息调整右立柱上的原木升降驱动装置的高度行程，以此调整原木两端的在同一高度，实现了原木两端原点的粗定位。
4.当粗定位调整完毕，plc控制系统即指令原木升降驱动装置继续上升至精定心工位，同时plc控制系统一边指令卡轴旋转伺服电机动作，卡轴旋转伺服电机输出轴上的主动轮经传动装置带动从动轮旋转，从动轮经导向键带动卡轴旋转；一边还指令卡轴轴向移动气缸动作，在限位销的限位作用下，避免驱动卡轴轴向作直线移动时，卡轴轴向移动气缸旋转，卡轴则在卡轴轴向移动气缸的动力作用下经导向键沿着从动轮上的从动轮内孔和键槽轴向滑动，对原木两端进行旋转卡紧，同时，plc控制系统指令原木升降驱动装置下移回位，当粗定心后的原木被卡紧后，plc控制系统再控制卡轴轴向移动气缸处于当前保压状态，并继续指令卡轴旋转伺服电机旋转，卡轴旋转伺服电机经主传动轮、传动装置和从传动轮带动卡轴继续旋转，卡轴带动原木旋转360
°
，在原木旋转过程中，原木图像采集装置实时采集原木轮廓信息并上传至plc控制系统，该信息通过与plc控制系统中设置的理想中心程序数据比对计算出原木两端的x向、y向的调整量，达到对原木自动精确调整轴轴心的作用，进而使得原木旋切出的单板达到最大出板量；
5.在原木旋转360
°
后，plc控制系统即指令卡轴旋转伺服电机停止旋转，plc控制系统再根据计算出的原木轮廓信息指令y向伺服电机或x向伺服电机动作，实时调整原木两端的x、y向的位置，使得原木两端的圆心调整在同一轴心上；具体为：在y方向调整时，y向伺服电机带动垂直滚珠丝杠副旋转，垂直滚珠丝杠副带动垂直丝母和与垂直丝母固定的十字滑板沿着垂直直线导轨上下移动，来调整水平板上卡轴装置的y轴方向的中心位置，在x方向调整时，x向伺服电机带动水平滚珠丝杠副旋转，水平滚珠丝杠副带动水平丝母和与水平丝母固定的十字滑板沿着水平直线导轨副前后移动，来调整水平板上卡轴装置的x轴方向的中心位置，当plc控制系统控制原木定心调整完成后，plc控制系统即指令原木自动定心转移装置动作。
6.由此可见，这种结构不但结构复杂，而且，定心时需要粗定心和精定心二次定心，设备定心过程繁琐，设备成本高，工作效率极低。


技术实现要素：

7.本实用新型为了解决上述现有技术的实质性不足，提供一种结构简单、工作效率高、定心快捷、设备成本低的大型原木快速定心装置。
8.本实用新型解决上述技术问题采用的技术手段是：
9.一种大型原木快速定心装置，包括左立柱1、右立柱2、顶梁3、底架4、v形接木槽5、原木对中装置6、原木落料信号开关和plc控制系统，所述顶梁3位于底架4上方，所述顶梁3和底架4左端与左立柱1固定连接，右端与右立柱2固定连接，所述底架4中部固定有v形接木槽5，所述左立柱1和右立柱2上分别镜像设有原木对中装置6，所述原木落料信号开关安装在左立柱1或右立柱2上，所述原木对中装置6和原木落料信号开关分别与plc控制系统连接，其特征在于左立柱上设有能够对原木左端进行一次定心的左同步定心装置7，右立柱上设有能够对原木右端进行一次定心的右同步定心装置8，所述左同步定心装置和右同步定心装置分别经plc控制系统的程序控制各自的行程，使得对中后的左端原木的圆心和右端原木的圆心在同一水平轴线上，以达到对原木进行快速定心的作用。
10.本实用新型所述左同步定心装置7包括左下滑座7-1、左上滑座7-2、左上连接框架7-3、左下连接框架7-4、左下v叉座7-5、左上定心v叉座7-6，左上链轮7-7、左下链轮7-8、左上链条7-9、左下链条7-10和左升降油缸7-11，
11.所述左立柱1上设有滑道1-1，所述左立柱1上部经滑道滑动套设有左上滑座7-2，下部经滑道滑动设有左下滑座7-1，所述左立柱1下端一侧设有左升降油缸7-11，所述左升降油缸7-11经液压系统与plc控制系统相连接，
12.所述左上滑座7-2内侧经左上连接框架7-3与左上定心v叉座7-6固定连接，所述左上定心v叉座7-6的v形开口朝下，
13.所述左下滑座7-1内侧经左下连接框架7-4与左下v叉座7-5固定连接，所述左下v叉座7-5v形开口朝上，且左下v叉座7-5和左上定心v叉座7-6的开口相对并与同一圆周相切，以利于通过左下v叉座7-5的开口和左上定心v叉座7-6的v形开口同时对原木的x向、y向圆心进行控制，
14.所述左上链轮7-7经轴承固定在上左上支轴上，所述左上支轴两端与固定在左立柱上端或顶梁上的左上链轮座固定连接，
15.所述左下链轮7-8经轴承固定在左下支轴上，所述左下支轴两端与固定在左立柱下端或底架上的左下链轮座固定连接，
16.所述左上链条7-9绕过左上链轮7-7后，一端链节经销轴与左上滑座7-2上端固定连接，另一端链节经销轴与左下滑座7-1上端固定连接，
17.所述左下链条7-10绕过左下链轮7-8后，一端链节经销轴与左上滑座7-2下端固定连接，另一端链节经销轴与左下滑座7-1下端固定连接，
18.所述左升降油缸7-11下端与左立柱1或底架固定连接，上端经伸缩杆与左下滑座7-1连接，以利于通过左升降油缸7-11驱动左下滑座7-1上升或下降，左下滑座7-1经左上链条7-9和左下链条7-10同步带动左上滑座7-2下降或上升至相同的距离，使得左下v叉座和
左上定心v叉座同时卡住原木左端，对原木的圆心位置直接定位，进而实现了原木轴心左端圆心的一步定心；
19.所述右同步定心装置8包括右下滑座8-1、右上滑座8-2、右上连接框架8-3、右下连接框架8-4、右下v叉座8-5、右上定心v叉座8-6，右上链轮8-7、右下链轮8-8、右上链条8-9、右下链条8-10和右升降油缸8-11，
20.所述右立柱2上设有右滑道2-1，所述右立柱2上部经滑道滑动套设有右上滑座8-2，下部经滑道滑动设有右下滑座8-1，所述右立柱2下端一侧设有右升降油缸8-11，所述右升降油缸8-11经液压系统与plc控制系统相连接，
21.所述右上滑座和左上滑座的高度相同，所述右上滑座8-2内侧经右上连接框架8-3与右上定心v叉座8-6固定连接，所述右上定心v叉座8-6的v形开口朝下扩开，
22.所述右下滑座和左下滑座的高度相同，所述右下滑座8-1内侧经右下连接框架8-4与右下v叉座8-5固定连接，所述右下v叉座8-5v形开口朝上扩开，且右下v叉座8-5和右上定心v叉座8-6的开口相对并与同一圆周相切，以利于通过右下v叉座8-5的开口和右上定心v叉座8-6的开口同时对原木右端的圆心进行控制，
23.所述右上链轮8-7经轴承固定在右上支轴上，所述右上支轴两端分别与右上链轮8-7座固定连接，
24.所述右下链轮8-8经轴承固定在右下支轴上，所述右下支轴两端分别与右下链轮8-8座固定连接，
25.所述右上链条8-9绕过右上链轮8-7后，一端链节经销轴与右上滑座8-2上端固定连接，另一端链节经销轴与右下滑座8-1上端固定连接，
26.所述右下链条8-10绕过右下链轮8-8后，一端链节经销轴与右上滑座8-2下端固定连接，另一端链节经销轴与右下滑座8-1下端固定连接，
27.所述右升降油缸8-11下端与右立柱2固定连接，上端经伸缩杆与右下滑座8-1连接，以利于通过右升降油缸8-11驱动右下滑座8-1上升或下降，右下滑座8-1经右上链条8-9和右下链条8-10同步带动右上滑座8-2下降或上升至相同的距离，使得右下v叉座和右上定心v叉座同时卡住原木右端，对原木右端的圆心位置直接定位，进而实现了原木左右两端的一次性定心。
28.本实用新型由于采用上述结构，具有结构简单、工作效率高、定心快捷、设备成本低等优点。
附图说明
29.图1是本发明大型原木快速定心装置的实施例的结构示意图。
30.图2是图1的a-a的剖视图。
31.图3是图1中b的局部放大图。
32.图4是图1中c的局部放大图。
33.附图标记：左立柱1、右立柱2、顶梁3、底架4、v形接木槽5、原木对中装置6、左同步定心装置7、右同步定心装置8、左下滑座7-1、左上滑座7-2、左上连接框架7-3、左下连接框架7-4、左下v叉座7-5、左上定心v叉座7-6，左上链轮7-7、左下链轮7-8、左上链条7-9、左下链条7-10、左升降油缸7-11、右下滑座8-1、右上滑座8-2、右上连接框架8-3、右下连接框架
8-4、右下v叉座8-5、右上定心v叉座8-6、右上链轮8-7、右下链轮8-8、右上链条8-9、右下链条8-10、右升降油缸8-11。
具体实施方式
34.下面结合附图和实施例对本实用新型进行说明。
35.如附图所示，一种大型原木快速定心装置，包括左立柱1、右立柱2、顶梁3、底架4、v形接木槽5、原木对中装置6、原木落料信号开关和plc控制系统，所述顶梁3位于底架4上方，所述顶梁3和底架4左端与左立柱1固定连接，右端与右立柱2固定连接，所述底架4中部固定有v形接木槽5，所述左立柱1和右立柱2上分别镜像设有原木对中装置6，所述原木落料信号开关安装在左立柱1或右立柱2上，所述原木对中装置6和原木落料信号开关分别与plc控制系统连接，其特征在于左立柱上设有能够对原木左端进行一次定心的左同步定心装置7，右立柱上设有能够对原木右端进行一次定心的右同步定心装置8，所述左同步定心装置和右同步定心装置分别经plc控制系统的程序控制各自的行程，使得对中后的左端原木的圆心和右端原木的圆心在同一水平轴线上，以达到对原木进行快速定心的作用。
36.本实用新型所述左同步定心装置7包括左下滑座7-1、左上滑座7-2、左上连接框架7-3、左下连接框架7-4、左下v叉座7-5、左上定心v叉座7-6，左上链轮7-7、左下链轮7-8、左上链条7-9、左下链条7-10和左升降油缸7-11，
37.所述左立柱1上设有滑道1-1，所述左立柱1上部经滑道滑动套设有左上滑座7-2，下部经滑道滑动设有左下滑座7-1，所述左立柱1下端一侧设有左升降油缸7-11，所述左升降油缸7-11经液压系统与plc控制系统相连接，
38.所述左上滑座7-2内侧经左上连接框架7-3与左上定心v叉座7-6固定连接，所述左上定心v叉座7-6的v形开口朝下，
39.所述左下滑座7-1内侧经左下连接框架7-4与左下v叉座7-5固定连接，所述左下v叉座7-5v形开口朝上，且左下v叉座7-5和左上定心v叉座7-6的开口相对并与同一圆周相切，以利于通过左下v叉座7-5的开口和左上定心v叉座7-6的v形开口同时对原木的x向、y向圆心进行控制，
40.所述左上链轮7-7经轴承固定在上左上支轴上，所述左上支轴两端与固定在左立柱上端或顶梁上的左上链轮座固定连接，
41.所述左下链轮7-8经轴承固定在左下支轴上，所述左下支轴两端与固定在左立柱下端或底架上的左下链轮座固定连接，
42.所述左上链条7-9绕过左上链轮7-7后，一端链节经销轴与左上滑座7-2上端固定连接，另一端链节经销轴与左下滑座7-1上端固定连接，
43.所述左下链条7-10绕过左下链轮7-8后，一端链节经销轴与左上滑座7-2下端固定连接，另一端链节经销轴与左下滑座7-1下端固定连接，
44.所述左升降油缸7-11下端与左立柱1或底架固定连接，上端经伸缩杆与左下滑座7-1连接，以利于通过左升降油缸7-11驱动左下滑座7-1上升或下降，左下滑座7-1经左上链条7-9和左下链条7-10同步带动左上滑座7-2下降或上升至相同的距离，使得左下v叉座和左上定心v叉座同时卡住原木左端，对原木的圆心位置直接定位，进而实现了原木轴心左端圆心的一步定心；
45.所述右同步定心装置8包括右下滑座8-1、右上滑座8-2、右上连接框架8-3、右下连接框架8-4、右下v叉座8-5、右上定心v叉座8-6，右上链轮8-7、右下链轮8-8、右上链条8-9、右下链条8-10和右升降油缸8-11，
46.所述右立柱2上设有右滑道2-1，所述右立柱2上部经滑道滑动套设有右上滑座8-2，下部经滑道滑动设有右下滑座8-1，所述右立柱2下端一侧设有右升降油缸8-11，所述右升降油缸8-11经液压系统与plc控制系统相连接，
47.所述右上滑座和左上滑座的高度相同，所述右上滑座8-2内侧经右上连接框架8-3与右上定心v叉座8-6固定连接，所述右上定心v叉座8-6的v形开口朝下扩开，
48.所述右下滑座和左下滑座的高度相同，所述右下滑座8-1内侧经右下连接框架8-4与右下v叉座8-5固定连接，所述右下v叉座8-5v形开口朝上扩开，且右下v叉座8-5和右上定心v叉座8-6的开口相对并与同一圆周相切，以利于通过右下v叉座8-5的开口和右上定心v叉座8-6的开口同时对原木右端的圆心进行控制，
49.所述右上链轮8-7经轴承固定在右上支轴上，所述右上支轴两端分别与右上链轮8-7座固定连接，
50.所述右下链轮8-8经轴承固定在右下支轴上，所述右下支轴两端分别与右下链轮8-8座固定连接，
51.所述右上链条8-9绕过右上链轮8-7后，一端链节经销轴与右上滑座8-2上端固定连接，另一端链节经销轴与右下滑座8-1上端固定连接，
52.所述右下链条8-10绕过右下链轮8-8后，一端链节经销轴与右上滑座8-2下端固定连接，另一端链节经销轴与右下滑座8-1下端固定连接，
53.所述右升降油缸8-11下端与右立柱2固定连接，上端经伸缩杆与右下滑座8-1连接，以利于通过右升降油缸8-11驱动右下滑座8-1上升或下降，右下滑座8-1经右上链条8-9和右下链条8-10同步带动右上滑座8-2下降或上升至相同的距离，使得右下v叉座和右上定心v叉座同时卡住原木右端，对原木右端的圆心位置直接定位，进而实现了原木左右两端的一次性定心。
54.本实用新型在使用时，启动plc控制系统，当阶梯式步进上木装置中的第一根原木经阶梯上木架移动到v形接木槽中时，立柱上设置的原木落料信号开关将信息上传至plc控制系统，原木落料信号开关将原木到位信息上传至plc控制系统，plc控制系统即指令原木对中装置动作，对原木进行对中处理，对中后，原木对中装置回位，plc控制系统再分别指令左升降油缸和右升降油缸动作，左升降油缸的伸缩杆伸出顶起左下滑座，左下滑座带动左下v叉座上升，左下v叉座顶起v形接木槽上的原木左端上移，原木左端在左下v叉座的v形开口两侧斜面的作用下自动向v形槽的中心靠拢，在左下v叉座带动原木左端上移的同时，左上滑座经与左下滑座连接的左下链条和左上链条拉动同步下移，使得左上定心v叉座和左下v叉座同步向左端圆心靠拢来夹持原木左端，当左上定心v叉座和左下v叉座对原木左端夹持后，原木左端在左上定心v叉座和左下v叉座夹持作用下其小径端圆心与左上定心v叉座和左下v叉座形成的左端圆心相吻合，当控制系统接收到左升降油缸的顶力信息超出设定值后，控制系统即指令左升降油缸停止上升；
55.同理，在左升降油缸动作时，控制系统还同时指令右升降油缸的伸缩杆伸出顶起右下滑座，右下滑座带动右下v叉座上升，右下v叉座顶起v形接木槽上的原木右端上移，原
木右端在右下v叉座的v形开口两侧斜面的作用下自动向v形槽的中心靠拢，在右下v叉座带动原木右端上移的同时，右上滑座经与右下滑座连接的右下链条和右上链条拉动同步下移，使得右上定心v叉座和右下v叉座同步向右端圆心靠拢来夹持原木右端，当右上定心v叉座和右下v叉座对原木右端夹持后，原木右端在右上定心v叉座和右下v叉座夹持作用下其大径端圆心与右上定心v叉座和右下v叉座形成的右端圆心相吻合，当控制系统接收到右升降油缸的顶力信息超出设定值后，控制系统即指令右升降油缸停止上升，此时，原木的轴线正好位于左端圆心和右端圆心的连接水平线上，进而实现了原木的快速定心。
56.本实用新型由于采用上述结构，具有结构简单、工作效率高、定心快捷、设备成本低等优点。