一种原木脱皮切皮一体机

1.本发明专利属于木材加工设备技术领域，具体涉及一种原木脱皮切皮一体机。


背景技术：

2.木质家具制作的木材原料一般分为实木和人造板两种。其中人造板是由加工好的木皮经过胶合、拼接、压合、打磨处理，然后就形成了最初的人造板。而这些木材的提供是将砍伐好的树木经过脱皮处理，再放进旋切机切出来的。
3.传统的旋切机具有将去皮的原木切成木皮的作用，能够满足一般生产需求，但是整个生产木皮流程依旧较为繁琐，去皮和切皮过程一般都是分开独立处理的，先去皮再切皮，这样去皮后的木材还需要搬运至起皮装置处理，费时费力；且生产过程中由于原木形状不规则导致切出的木皮碎片较多，材料浪费较大，需要人工修补表面漏洞，劳动成本较高。尽管木皮碎片后续会被人工拼接为低质人造板，但是又多了一道人力成本，且木皮碎片加工程序比普通人造板更为困难。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决背景技术中提及的问题，提供一种原木脱皮切皮一体机，能将原木固定在一处同时完成脱皮和切皮过程，而且能实现形状不规则原木均匀脱皮和切皮。
5.为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：一种原木脱皮切皮一体机，包括第一机架、第二机架、原木固定和驱动装置、切断装置和传送装置，所述第一机架和第二机架间隔相对设置；所述第一机架和第二机架上安装有原木固定和驱动装置；第二机架上安装有切断装置和传送装置，所述切断装置设置在传送装置上方，用于切断树皮，所述第二机架上安装有第一驱动轴，所述第一驱动轴两端镜像固定有换刀架，所述换刀架分为两段，分别设置在第一驱动轴径向两侧；所述两段换刀架端部分别设置有旋切刀和脱皮刀，所述第一驱动轴、旋切刀和脱皮刀均设置有传感器和独立电机；所述传感器和独立电机与设置在机体外的plc控制器连接，所述plc控制器通过pid控制系统控制第一驱动轴、旋切刀和脱皮刀；所述传送装置设置在旋切刀或脱皮刀与原木接触的下方，用于承接并传输原木处理后的材料。
6.作为优选，所述原木固定和驱动装置包括第一驱动辊、第二驱动辊和转动辊；第一驱动辊和第二驱动辊转动固定在第一机架上，两者通过链条连接；所述第一驱动辊或第二驱动辊与独立电机连接；所述第二机架上设有第一电动伸缩杆，所述第一电动伸缩杆端部设有转动辊，通过第一电动伸缩杆带动转动辊与第一驱动辊和第二驱动辊相互配合夹持原木。
7.作为优选，所述旋切刀包括第一激光传感器、若干旋切刀头和第二驱动轴，所述旋切刀头环形等距设置在第二驱动轴侧壁，所述旋切刀头上设置有第一激光传感器；作为优选，所述脱皮刀包括脱皮刀头、铰接刀架、伸缩杆和第三驱动轴；所述第三
驱动轴侧壁固接有若干排伸缩杆，每排都有若干伸缩杆环形等距分布在第三驱动轴侧壁上；所述伸缩杆包括第二电动伸缩杆和从动伸缩杆，两者间隔设置；所述铰接刀架包括若干十字单元，每个十字单元由两根等长弧形杆组成，相邻十字单元的弧形杆端部铰接；所述伸缩杆的伸缩端穿过每个十字单元弧形杆接触处，将弧形杆铰接在一起；所述伸缩端设有径向凸起限位块，用于限制弧形杆沿伸缩杆轴向位移；所述伸缩杆伸缩端伸出铰接刀架的部分与脱皮刀头固接在一起；所述第二电动伸缩杆内部设置有压力传感器。
8.作为优选，所述传送装置包括传送挡板和传送带；所述传送挡板靠近传送带端转动连接在第二机架上，并与独立电机连接；另一端位于旋切刀或脱皮刀下方，用于承接原木处理后的材料，所述传送带位于传送挡板下方；所述第二机架上设有光电传感器，用于监测原木表面光洁度、切皮情况和原木与转动辊的距离。
9.作为优选，所述切断装置设置在传送挡板上方，所述切断装置采用曲柄滑块结构，其中滑块下端为切皮刀。
10.作为优选，所述传送带末端设有碎片收集装置，所述木屑收集装置包括风扇、侧挡板和碎片存储盒；所述碎片存储盒顶部开口，两侧边设有向上延伸的侧挡板，所述侧挡板位于传送带两侧，侧挡板顶部固接有风扇。
11.作为优选，所述碎片收集装置右侧设有木皮收集装置，木皮收集装置包括外环、内传送带、若干收集盒和第二激光传感器；所述收集盒一侧铰接在内传送带上，相对的另一侧滑动连接在外环内壁；所述收集盒两端开口，用于承装木皮；所述第二激光传感器设置在外环内壁，用于监测收集盒位置以及收集盒是否装满。
12.作为优选，所述碎片收集装置和木皮收集装置之间还设有木皮推压装置，所述木皮推压装置也采用曲柄滑块结构，滑块的末端设有若干与收集盒开口相匹配的推杆。
13.作为优选，所述第一驱动轴内部设置有力矩传感器，所述第二驱动轴、第三驱动轴、切断装置和木皮推压装置都连接有独立电机；所述第一激光传感器、力矩传感器压力传感器、光电传感器、第二激光传感器和所有独立电机分别与plc控制器连接。
14.本发明的有益效果是：1、将旋切刀和脱皮刀设置在第一驱动轴的两侧，通过第一驱动轴的转动来切换两种刀，使得原木只需要放置在原木固定和驱动装置上，即可实现脱皮和去皮，而无需在脱皮后再转运至切皮装置，节约了人力物力，提高了工作效率。
15.2、采用pid控制系统来控制旋切刀和脱皮刀与原木的接触力度，能实现对形状不规则的原木，均匀脱皮和切皮，能有效切出大小均匀、连续的木皮，避免了木材的浪费，提升了旋切效果。
16.3、伸缩杆分为第二电动伸缩杆和从动伸缩杆，由第二电动伸缩杆通过铰接刀架带动从动伸缩杆一起进行伸缩，这样无需给每个伸缩杆供电，而且只需在第二电动伸缩杆内设置压力传感器即可，减少了成本并减小了plc控制器控制难度。
17.4、碎片收集装置通过风扇，能将传送带送来的原木脱皮和切皮初始阶段产生的碎片状木材吹进碎片存储盒中，从而实现对碎片木材的有效回收，避免资源浪费，而且整个收集过程无需人工参与，同时还节约了人力资源。
18.5、木皮收集装置批量收集木皮，然后统一送至后续的多条处理流水线，避免了通过人工将收集的木皮再分发至不同处理流水线的过程，节约了人力，提高了工作效率。
附图说明
19.图1为本发明的立体结构示意图；图2为旋切刀示意图；图3为脱皮刀结构示意图；图4为脱皮刀头立体示意图；图5为铰接刀架立体结构图；图6为图5中a处局部放大示意图；图7为第二电动伸缩杆剖视图；图8为碎片收集装置结构示意图；图9为木皮收集装置结构示意图；图10为木皮推压装置结构示意图；图11为实际接触力fr（k）随测量次数的变化曲线图。
20.图中标记名称：11、第一机架，12、第二机架，123、传送挡板；21、第一驱动辊，22、第二驱动辊，23、转动辊；31、旋切刀，311、激光传感器，312、旋切刀头，313、第二驱动轴；32、第一驱动轴，321、力矩传感器；33、脱皮刀，331、脱皮刀头，332、铰接刀架，333、伸缩杆，334、第三驱动轴，335、压力传感器；34、换刀架，37、光电传感器；41、传送挡板，412、传送带；42、碎片收集装置，421、plc控制器，422、风扇，423、侧挡板，424、碎片存储盒；43、木皮推压装置，431、固定底座，432、第一限位环，433、第四驱动轴、434、第二连接杆，435、第三连接杆，436推杆；44、木皮收集装置，441、外环，442、内传送带，443、收集盒，444、第二激光传感器；51、第四连接杆，52、第五驱动轴，53、切皮刀，54、第二限位环。
具体实施方式
21.以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
22.需要注意的是，发明中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
23.如图1所示，本发明提供了一种原木脱皮切皮一体机，包括从左至右依次设置的第一机架11、原木固定和驱动装置、第二机架12（第二机架12上安装有切断装置、传送装置）、碎片收集装置42、木皮推压装置43和木皮收集装置44；所述第一机架11和第二机架12之间留有空隙；所述原木固定和驱动装置包括第一驱动辊21、第二驱动辊22和转动辊23；第一驱动辊21和第二驱动辊22转动固定在第一机架11上，两者通过链条连接，并且其中一个与独立电机连接，通过一个驱动辊带动另一个驱动辊沿同方向转动，此处的独立电机沿顺时针方向转动；所述第二机架12上设有第一电动伸缩杆（第一电动伸缩杆未在图中画出），所述第一电动伸缩杆端部设有转动辊23，通过第一电动伸缩杆带动转动辊23左右移动，从而使转动辊23与第一驱动辊21和第二驱动辊22相互配合夹持原木，且转动辊23不与电机连接，作为从动辊，主要起到对原木的支撑和夹持作
用；所述第一驱动辊21、第二驱动辊22和转动辊23侧壁设有若干径向凸起，用于增加与原木摩擦力，从而更好的夹持和驱动原木转动；原木通过第一驱动辊21和第二驱动辊22的驱动而实现逆时针转动；第二机架12上安装有切断装置和传送装置，所述传送装置包括传送挡板41和传送带412；所述传送挡板41右下端转动连接在第二机架12上，并与独立电机连接，传送挡板另一端位于旋切刀31或脱皮刀33下方，用于承接原木处理后的材料，通过独立电机控制传动挡板41转动，从而根据原木的直径变化，调整传送挡板41与原木和旋切刀头或者脱皮刀头的距离，以免木材碎片或者木皮不能掉落至传送挡板41上；所述传送带412位于传送挡板41下方，用于承接原木处理后的材料；所述第二机架12上在传送档板41和转动辊23之间，设有光电传感器37，用于监测原木表面光洁度、切皮情况和原木与转动辊23的距离，监测原木光洁程度是为了判断是否需要将脱皮刀33更换为旋切刀31；监测切皮情况是为了判断所切的木皮是否已经呈连续状（非断裂的碎片状），从而决定是否要启动切断装置；监测原木与转动辊23的距离，实际是监测原木的直径变化情况，随着旋切的进行，原木直径将越来越小，当小到一定程度时原木将会与转动辊23分离，此时需要通过plc控制器421控制第一电动伸缩杆，将转动辊23相左推动，从而继续夹紧原木；所述传送装置上方设置有切断装置，所述切断装置采用曲柄滑块结构，本实施例采用的具体结构如下（也可采用其他形式的曲柄滑块结构）：包括第四连接杆51（相当于曲柄）、第五驱动轴52、切皮刀53（相当于滑块）和第二限位环54；所述第五驱动轴52转动连接在第二机架12上，并与独立电机连接；所述第四连接杆51一端与第四驱动轴52铰接，另一端与切皮刀53铰接；所述第一限位环54固定在第二机架12上，所述切皮刀53穿过第一限位环54，从而控制切皮刀53只能作线性往复运动；当旋切刀31能均匀连续的切出木皮后，通过plc控制器421控制与第五驱动轴52连接的独立电机，按照设定的合理转速转动，从而控制切皮刀53有节奏的切断木皮；所述第二机架12顶部安装有第一驱动轴32，所述第一驱动轴32也连接有独立电机，而且第一驱动轴32内部设有力矩传感器321，所述力矩传感器321用于接收刀头与原木接触的压力，并传递给plc控制器421，由plc控制器421判断是否要旋转第一驱动轴32，以加大或减小刀头与原木的接触压力；所述第一驱动轴32前后两端镜像固定有换刀架34；所述换刀架34分为两段，两端换刀架34可以采用如图1所示的镜像分布在第一驱动轴32左右两侧，也可以不采用镜像对称的方式，但要确保能通过第一驱动轴32的旋转，将两端换刀架34上的刀头有效分开，不能同时使两种刀头与原木接触；所述两段换刀架34端部分别设置有旋切刀31和脱皮刀33,通过第一驱动轴32的旋转来切换旋切刀31和脱皮刀33，从而完成旋切木皮或者对原木进行脱皮。
24.如图2所示，所述旋切刀31包括第一激光传感器311、四种旋切刀头312和第二驱动轴313，所述旋切刀头312环形等距设置在第二驱动轴313侧壁，所述旋切刀头312在靠近第二驱动轴313侧设置有第一激光传感器311，第一激光传感器311用于监测原木表平的平整程度，以及所切削的木皮厚薄程度并将信息传递给plc控制器421，从而通过plc控制器421控制第二驱动轴313，微调旋切刀头312与原木的接触距离（也即调节两者的接触压力），从而调整木皮的厚度；四种旋切刀头长短和材质不同，可以根据木材的材质、大小选择合适的旋切刀头312（本实施例采用了四种旋切刀头，具体种类可以根据实际需要设置）。
25.如图3所示，所述脱皮刀33包括脱皮刀头331、铰接刀架332、伸缩杆333、第三驱动轴334；所述第三驱动轴334侧壁从前往后固接有十排伸缩杆333（十排的分布可参考图4的十排脱皮刀头分布），每排都有八个伸缩杆333环形等距分布在第三驱动轴334侧壁上；所述伸缩杆333包括第二电动伸缩杆和从动伸缩杆，两者间隔设置；如图5所示，所述铰接刀架332包括若干十字单元，每个十字单元由两根等长弧形杆组成，相邻十字单元的弧形杆端部铰接（如图6所示），所有十字单元围成一个类圆环形，弧形杆的端部向圆心弯曲；所述伸缩杆333的伸缩端穿过每个十字单元弧形杆接触处，将弧形杆铰接在一起；所述伸缩端设有径向凸起限位块，将十字单元的两根弧形杆卡在其中，用于限制弧形杆沿伸缩杆轴向位移；所述伸缩杆333伸缩端伸出铰接刀架332的部分与脱皮刀头331固接在一起，每个脱皮刀头331相互独立（图4仅为简易视图，实际每个刀头独立分开）。
26.如图7所示，所述第二电动伸缩杆内部设置有压力传感器335，用于监测脱皮刀头331与原木的接触压力并传递给plc控制器421，从而根据需要控制第二电动伸缩杆伸缩以调节脱皮刀头331与原木的接触压力。
27.如图8所示，优选的实施方案，还可以在传送带412末端设有碎片收集装置42，所述木屑收集装置包括风扇422、侧挡板423和碎片存储盒424；所述碎片存储盒424顶部开口，存储盒424内部可以设置抽屉，用于承装碎片木材，当装满后方便取出倾倒后放回继续使用；两侧边设有向上延伸的侧挡板423，所述侧挡板423位于传送带412两侧，侧挡板423用于遮挡碎片木材，防止其从两侧掉落不能落入碎片存储盒424中；侧挡板423顶部固接有风扇422，风扇422可以将刚从传送带412掉落的碎片木材吹入碎片存储盒424中，更有效的收集碎片木材；还可以在风扇422的顶部安装plc控制器421，需注意，plc控制器421可以安装在机体外部任意合适的位置，不一定要装在风扇422顶部。
28.如图10所示，优选的在碎片收集装置42右侧还可以设置木皮收集装置44，木皮收集装置包括外环441、内传送带442、若干收集盒443和第二激光传感器444；所述外环441为两短边为向外凸出为半圆的矩形状，而内传送带442的形状与外环441相匹配；所述收集盒443为两端开口的矩形盒，其一侧壁铰接在内传送带442的传送履带的外表面上，相对的另一侧壁滑动连接在外环441内壁，该滑动连接可以采用在收集盒443侧壁设设凸起的t型导轨，在外环441内壁设置与t型导轨相匹配的凹槽，从而配合实现滑动连接；通过内传送带442的转动，带着收集盒443在外环441和内传送带442围成的环形空间内转动；该环形空间两侧呈矩形的空间，其中一个矩形空间正对着传送412末端；所述第二激光传感器444设置在外环441内壁，用于监测收集盒443位置以及收集盒443是否装满，通过激光传感器444将若干收集盒443中的一个定位在传送带412末端，并且根据收集盒443承装木皮的情况，来调节收集盒443的高度（随着收集盒443承装木皮，逐渐调低其高度，以便新的木皮能叠在已装的木皮上）。
29.如图9所示，优选的实施方案，在碎片收集装置42和木皮收集装置44之间还可以设置木皮推压装置43，所述木皮推压装置43也采用曲柄滑块结构，包括固定底座431，第一限位环432，第四驱动轴433，第二连接杆434，第三连接杆435，推杆436；所述第四驱动轴433焊接在固定底座431上，第二限位环432通过固定轴焊接在固定底座431上；第二连接杆434一端铰接在第四驱动轴433上，另一端与第三连接杆435铰接，所述第三连接杆435穿过第一限
位环432，与第二连接杆434保持水平；第三连接杆435伸出第一限位环432的端部焊接有垂直于第三连接杆435的固定板，固定板上焊接有六排推杆436；所述推杆436端部形状与收集盒443的开口相匹配；推杆436正对着木皮收集装置的另一个矩形空间；当激光传感器444监测到有六个收集盒443已经装满木皮后，通过内传送带442带动收集盒443移动到与推杆436相对的位置，由第四驱动轴433转动，带动其向前顶，将收集盒443内的木皮推导后续的六排传送架上，运送到后续处理流水线上。
30.本发明所有的电机和传感器都与plc控制器421连接，传感器向plc控制器421传递信息，由plc控制器控制电机运转。
31.本发明的旋切刀31和脱皮刀33由plc控制器421采用pid控制系统控制第一驱动轴、旋切刀和脱皮刀,采用增量式pid公式计算出实际接触力为fr的控制值，控制器通过不同的控制值输出控制fr的大小。经过多次采样fr大小，进行计算，得到最终结果，保持目标输出量fc大小总是趋向并等于恒力，从而能实现对形状不规则原木的完整脱皮，提高脱皮后原木表面的洁净度；以及控制旋切刀31的旋切力度大小，从而切出厚度均匀的木皮，减少旋切产生的木皮碎片；所述pid控制系统原理如下：实际接触力大小为输入量，设实际接触力为fr，目标输出量为fc（即plc控制器421控制旋切刀或脱皮刀与原木的接触力为fc），pid控制方法分为两步：第一步：在plc控制器421中预先设置好参数kp、ki和kd的值，kp、ki和kd分别为比例、积分和微分参数；第二步：通过pid逻辑公式计算出脱皮刀331或旋切刀31与原木的接触压力大小；所用pid逻辑公式采用的是增量式pid控制公式，具体如下：u(k+1)=kp*[e(k)-e(k-1)]/λ+ki* e(k)/λ+kd*[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]/λ+u(k) （1）k：为第k次对实际接触力fr（k）采样k-1：为第k-1次对实际接触力fr（k-1）采样（k-2和k+1依次类推）e(k)：为第k次测量时，设定的目标输出量fc（0）与实际接触力fr（k）之差λ：为设定参数u(k):为第k次计算的目标输出量fc（k）的控制量；u(k)可以根据实际情况设置上限值，以免输出压力过大，超过刀头能承受的阈值，损坏刀头。
[0032]
目标输出量fc的计算公式为：fc（k）=λu(k)
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（2）通过公式（1）和（2），即可根据实际接触力fr的实时反馈，动态计算目标输出量fc，通过plc控制器421控制脱皮刀331或旋切刀31与原木的实际接触力fr，快速逼近设定的目标输出量fc（0）；下面通过具体案例予以说明，为了方便，下面具体案例仅以脱皮刀331的控制过程为例：设定目标输出量fc（0）=800n，λ=10，kp=0.1，ki=0.95，kd=0.01；则初始状态下，e(1)=fc（0）-fr=800-0=800n，e(0)、e(-1)和u(1)都不存在，其值皆为0；
将上述值带入公式（1）可得u(2)=kp*[e(1)-e(0)]/λ+ki* e(1)/λ+kd*[e(1)-2e(0)+e(-1)]/λ+u(1)
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=0.1*800/10+0.95*800/10+0.01*800/10
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=84.8根据公式（2）可得fc（2）=λu(2)=10*84.8=848n（需注意，该值仅做演示方便说明，实际操作时会调整kp、ki和kd值，使目标输出量fc（k）尽量不超出设定目标输出量fc（0）太多）则plc控制器421控制伸缩杆333中的第二电动伸缩杆，使其与原木的接触压力为848n，但由于原木在旋转，而原木的表面与脱皮刀331的距离也在变化，当第二电动伸缩杆根据命令作出调整后，因为原木与脱皮刀331距离的变化，压力传感器335测得的实际接触压力fr（2）并不一定是848n，可能高，也可能低，只能以实测为准；本实施例为了说明，假定fr（2）=869n，大于目标输出量fc（2）即848n，将这些值再带入公式（1）和（2），得出对应的目标输出量fc（3），共进行13次模拟，所得计算结果如表1所示，实际接触力fr（k）随测量次数的变化曲线如图11所示；表1模拟计算结果ke(k)e(k-1)e(k-2)fru(k)设定目标输出量fc(0)180000008002-69800086984.80800372-6980072869.998004-3572-6983582.068005-5-357280578.868006-15-5-3581580.468007-1-15-580179.9480081-1-1579980.178009-11-180180.00800100-1180079.988001100-180080.018001200080080.008001300080080.00800通过该具体案例可以看出，本发明采用的pid控制系统，能够适应各种形状的原木，并根据测得的实际接触力动态的调整目标输出量，使得实际接触力快速逼近设定的目标输出量，而不会因为原木表面形状不规则，到时实际接触压力一直变化，而无法明确输出压力（即刀头与原木的接触压力）的调整量，无法实现刀头与原木保持稳定的接触压力；比如上述具体案例中，如果未采用pid控制系统，那么在初始状态下，plc控制系统421会直接控制伸缩杆333的第二电动伸缩杆，使其输出的压力值为800n，而根据模拟情况可知，第2次测量得到的实际接触力要大于初始状态下给出的输出压力值（这种情况可因为原木部分有凸起，原木与刀头的距离小于初始状态下的距离），那么实际接触力会大于800n，甚至可能会超过刀头可承受阈值，损坏刀头；当然实际情况也可能不同于上述案例，实际接触力会小于800n，而plc控制器421如果根据反馈的差值调整第二电动伸缩杆的输出
压力，再下一次的实际接触力又是完全未知的，在这种不确定性中，来回调整，可能都是无效的，无法实现本发明采用的pid控制系统的效果。
[0033]
本发明提供的一种原木脱皮切皮一体机的工作原理如下：将原木卡接在第一驱动辊21、第二驱动辊22和转动辊23之间，由第一驱动辊21或第二驱动辊22转动从而驱动原木转动；再通过第一驱动轴32转动，带动换刀架34转动，将脱皮刀33转至与原木表面接触，之后第一驱动轴32停止转动并保持固定；由plc控制器421通过pid控制系统调整各个第二电动伸缩杆的伸缩长度，从而调整脱皮刀头331相对于第三驱动轴334的直径，继而调整了脱皮刀头331与原木的接触压力，因为脱皮刀头331有十排，且每排由plc控制器421独立控制，通过pid控制系统，能实现对原木均匀的脱皮，避免因原木形状不规则而有部分未脱皮；脱皮完成后第一驱动轴32再次旋转，将旋切刀31转至与原木相抵接触，而旋切刀31可以通过第二驱动轴313转动来根据木材的材质和大小切换合适的旋切刀头312，而旋切刀头312与原木的接触力通过力矩传感器321传递给plc控制421，plc控制器421通过pid控制系统实现旋切刀头312保持合适的接触压力，从而切除厚度均匀的木皮；原木脱皮和切皮产生的木材通过传送机构送至后续的碎片回收装置42和木皮收集装置44；初始阶段产生的树皮和碎片的木皮有碎片回收装置42回收，后续旋切产生的木皮在传送过程中通过切断装置，由plc控制器421控制，按照设定长度切断，通过木材本身的韧性传递至木皮回收装置44的收集盒443内；当每集满六盒就由木皮推压装置，将收集盒443内的木皮统一推送至后续的处理流水线上进行处理。
[0034]
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种原木脱皮切皮一体机，包括第一机架（11）、第二机架（12）、原木固定和驱动装置、切断装置和传送装置，所述第一机架（11）和第二机架（12）间隔相对设置；所述第一机架（11）和第二机架（12）上安装有原木固定和驱动装置；第二机架（12）上安装有切断装置和传送装置，所述切断装置设置在传送装置上方，用于切断树皮，其特征在于：所述第二机架（12）上安装有第一驱动轴（32），所述第一驱动轴（32）两端镜像固定有换刀架（34），所述换刀架（34）分为两段，分别设置在第一驱动轴（32）径向两侧；所述两段换刀架（34）端部分别设置有旋切刀（31）和脱皮刀（33），所述第一驱动轴（32）、旋切刀（31）和脱皮刀（33）均设置有传感器和独立电机；所述传感器和独立电机与设置在机体外的plc控制器（421）连接，所述plc控制器（421）通过pid控制系统控制第一驱动轴（32）、旋切刀（31）和脱皮刀（33）；所述传送装置设置在旋切刀（31）或脱皮刀（33）与原木接触的下方，用于承接并传输原木处理后的材料。2.根据权利要求1所述的原木脱皮切皮一体机，其特征在于：所述原木固定和驱动装置包括第一驱动辊（21）、第二驱动辊（22）和转动辊（23）；第一驱动辊（21）和第二驱动辊（22）转动固定在第一机架（11）上，两者通过链条连接；所述第一驱动辊（21）或第二驱动辊（22）与独立电机连接；所述第二机架（12）上设有第一电动伸缩杆，所述第一电动伸缩杆端部设有转动辊（23），通过第一电动伸缩杆带动转动辊（23）与第一驱动辊（21）和第二驱动辊（22）相互配合夹持原木；所述第一驱动辊（21）、第二驱动辊（22）和转动辊（23）侧壁设有若干径向凸起。3.根据权利要求2所述的原木脱皮切皮一体机，其特征在于：所述旋切刀（31）包括第一激光传感器（311）、若干旋切刀头（312）和第二驱动轴（313），所述旋切刀头（312）环形等距设置在第二驱动轴（313）侧壁，所述旋切刀头（312）上设置有第一激光传感器（311）。4.根据权利要求3所述的原木脱皮切皮一体机，其特征在于：所述脱皮刀（33）包括脱皮刀头（331）、铰接刀架（332）、伸缩杆（333）和第三驱动轴（334）；所述第三驱动轴（334）侧壁固接有若干排伸缩杆（333），每排都有若干伸缩杆（333）环形等距分布在第三驱动轴（334）侧壁上；所述伸缩杆（333）包括第二电动伸缩杆和从动伸缩杆，两者间隔设置；所述铰接刀架（332）包括若干十字单元，每个十字单元由两根等长弧形杆组成，相邻十字单元的弧形杆端部铰接；所述伸缩杆（333）的伸缩端穿过每个十字单元弧形杆接触处，将弧形杆铰接在一起；所述伸缩端设有径向凸起限位块，用于限制弧形杆沿伸缩杆轴向位移；所述伸缩杆（333）伸缩端伸出铰接刀架（332）的部分与脱皮刀头（331）固接在一起；所述第二电动伸缩杆内部设置有压力传感器（335）。5.根据权利要求4所述的原木脱皮切皮一体机，其特征在于：所述传送装置包括传送挡板（41）和传送带（412）；所述传送挡板（41）靠近传送带端转动连接在第二机架（12）上，并与独立电机连接；另一端位于旋切刀（31）或脱皮刀（33）下方，用于承接原木处理后的材料，所述传送带（412）位于传送挡板（41）下方；所述第二机架（12）上设有光电传感器（37），用于监测原木表面光洁度、切皮情况和原木与转动辊（23）的距离。6.根据权利要求5所述的原木脱皮切皮一体机，其特征在于：所述切断装置设置在传送挡板（41）上方，所述切断装置采用曲柄滑块结构，其中滑块下端为切皮刀（53）。7.根据权利要求6所述的原木脱皮切皮一体机，其特征在于：所述传送带（412）末端设有碎片收集装置（42），所述木屑收集装置包括风扇（422）、侧挡板（423）和碎片存储盒
（424）；所述碎片存储盒（424）顶部开口，两侧边设有向上延伸的侧挡板（423），所述侧挡板（423）位于传送带（412）两侧，侧挡板（423）顶部固接有风扇（422）。8.根据权利要求7所述的原木脱皮切皮一体机，其特征在于：所述碎片收集装置（42）右侧设有木皮收集装置（44），木皮收集装置包括外环（441）、内传送带（442）、若干收集盒（443）和第二激光传感器（444）；所述收集盒（443）一侧铰接在内传送带（442）上，相对的另一侧滑动连接在外环（441）内壁；所述收集盒（443）两端开口，用于承装木皮；所述第二激光传感器（444）设置在外环（441）内壁，用于监测收集盒（443）位置以及收集盒（443）是否装满。9.根据权利要求8所述的原木脱皮切皮一体机，其特征在于：所述碎片收集装置（42）和木皮收集装置（44）之间还设有木皮推压装置（43），所述木皮推压装置（43）也采用曲柄滑块结构，滑块的末端设有若干与收集盒（443）开口相匹配的推杆（436）。10.根据权利要求9所述的原木脱皮切皮一体机，其特征在于：所述第一驱动轴（32）内部设置有力矩传感器（321），所述第二驱动轴（313）、第三驱动轴（334）、切断装置和木皮推压装置（43）都连接有独立电机；所述第一激光传感器（311）、力矩传感器（321）压力传感器（335）、光电传感器（37）、第二激光传感器（444）和所有独立电机都与plc控制器（421）连接。

技术总结
本发明提供一种原木脱皮切皮一体机，属于木材加工设备技术领域，包括第一机架、第二机架、原木固定和驱动装置、切断装置和传送装置，所述第一机架和第二机架间隔相对设置；所述第一机架和第二机架上安装有原木固定和驱动装置；第二机架上安装有切断装置和传送装置，所述切断装置设置在传送装置上方，用于切断树皮，所述第二机架上安装有第一驱动轴，第一驱动轴两侧设有旋切刀和脱皮刀，通过转动来切换两种刀头；机体外设置有PLC控制器，所述PLC控制器通过PID控制系统控制第一驱动轴、旋切刀和脱皮刀；本发明能实现对不规则原木的均匀脱皮，避免有树皮未脱除；以及切出厚度均匀的木皮，减少碎片木皮产生，避免浪费；而且整个过程无需移动原木。无需移动原木。无需移动原木。


技术研发人员：李国豪 万伟豪 胡左轩 孙家凡 严培 罗薛琦 黄臻臻 程驰
受保护的技术使用者：南京工程学院
技术研发日：2023.01.30
技术公布日：2023/7/31