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1、-1. 机器原理说明棍子由传动系统带动匀速旋转，双棍与单棍速度一样。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，开场时转速慢，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
2、，产生一个渐变的非线性进给速度。2. 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，各段直径一样，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：1. 圆木由粗变细过程中的半径变化引起的刀台跟进速度 2. 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3. 刀台总的进给速度 v=+木头截面的面积变化率不变。即：C CvE, 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，单次加工时也为给定值。于是=为木头半径相
3、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L50300350mm，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：l292.4mm切削完毕时，圆木剩余直径约30mm，
4、此时到达行程终点，此时l值为 l=55.3mm,即加工完毕时，位移传感器最小测量距离为55.3mm.则进给过程中,如下图的三角形中有如下关系式：l=Rhl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：lRhR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CVE=E mm/s r为棍子半径，R为当前木头半径v11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=Vk; 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一样。I 电动机轴到丝
5、杠轴传动比；Ns 丝杠转速；Nd 电动机转速；F 变频器频率；Ns=v7.5;Nd=NsI;F=Nd2/60;F=v7.5I2/60 =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。#includestdio.h#includefloat 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 0.25mm*/float Ns; /*丝杠转速*/void mai
6、n()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; /*全局变量负初值*/N=65;E=1.5;if(fp=fopen(l_v.t*t,w)=NULL) printf(can not open filen); e*it(0); for(l=292.4;l=55.3;l=l-5.3) r=lr(l); c=cc(); v=velocity(r
7、,c); Ns=v*7.5; printf(l=%fv=%fn,l,v); fprintf(fp,l=%fR=%fv=%fNs=%f n,l,r,v,Ns); printf(-n); printf(-); printf(n-n); fclose(fp);float lr(float l) /*根据测量位移求当前木头半径，l为测得位移值，r为半径值*/float r; r=(l*l+101)/(100+2*l);return r;float cc()float v,c; v=2*3.14159265*65*50/60.0; /*棍子转速 2NR/60 单位 mm/s */ c=N*50*E;/*
8、 printf(n gun zi zhuan su %fn,v); printf(n chang shu c de zhi %fn,c); */return c;float gougu(float r) /*利用勾股定理求三角形的高*/float b,h; b=50+r; h=sqrt(b*b-51*51);return h;float velocity(float r,float c) /* 根据当前木头的半径值求刀台进给速度*/float v;/* printf(ban jing fen su du %f n,c/(2*3.1415926*r); */ v=(c/(60*r)*(r+50)
9、/(sqrt(r*r+100*r-101)+1);return v;以5mm为一个计算周期，给出如下表所示的数据：l=292.399994R=124.998184v=1.329515Ns=9.971363 l=287.100006R=122.407906v=1.358626Ns=10.189694 l=281.800018R=119.819542v=1.389023Ns=10.417672 l=276.500031R=117.233170v=1.420793Ns=10.655944 l=271.200043R=114.648903v=1.454028Ns=10.905211 l=265.900
10、055R=112.066833v=1.488832Ns=11.166244 l=260.600067R=109.487091v=1.525317Ns=11.439880 l=255.300064R=106.909775v=1.563606Ns=11.727046 l=250.000061R=104.335030v=1.603833Ns=12.028750 l=244.700058R=101.762993v=1.646148Ns=12.346109 l=239.400055R=99.193810v=1.690714Ns=12.680352 l=234.100052R=96.627640v=1.7
11、37712Ns=13.032839 l=228.800049R=94.064659v=1.787344Ns=13.405077 l=223.500046R=91.505051v=1.839832Ns=13.798742 l=218.200043R=88.949013v=1.895427Ns=14.215703 l=212.900040R=86.396767v=1.954406Ns=14.658045 l=207.600037R=83.848541v=2.017081Ns=15.128107 l=202.300034R=81.304596v=2.083803Ns=15.628520 l=197.
12、000031R=78.765198v=2.154967Ns=16.162251 l=191.700027R=76.230652v=2.231021Ns=16.732656 l=186.400024R=73.701279v=2.312474Ns=17.343552 l=181.100021R=71.177444v=2.399905Ns=17.999289 l=175.800018R=68.659531v=2.493980Ns=18.704847 l=170.500015R=66.147964v=2.595461Ns=19.465958 l=165.200012R=63.643223v=2.705
13、232Ns=20.289240 l=159.900009R=61.145813v=2.824318Ns=21.182383 l=154.600006R=58.656307v=2.953914Ns=22.154354 l=149.300003R=56.175339v=3.095425Ns=23.215687 l=144.000000R=53.703609v=3.250508Ns=24.378809 l=138.699997R=51.241890v=3.421134Ns=25.658503 l=133.399994R=48.791054v=3.609659Ns=27.072447 l=128.099991R=46.352074v=3.818927Ns=28.641954 l=122.799988R=43.926037v=4.052392Ns=30.392941 l=117.499985R=41.514172v=4.314289Ns=32.357170 l=112.199982R=39.117870v=4.609861Ns=34.573963 l=106.899979R=36.738708v=4.945668Ns=37.092506
