RU2664312C2 - Method for length cutting of logs along spiral of archimedes and machine for its implementation - Google Patents

Abstract

FIELD: woodworking industry.SUBSTANCE: group of inventions relates to the woodworking industry, in particular, to length cutting of logs. At first, a workpiece of a given thickness and width is cut out. Then, using a angular movement mechanism, the log is turned counterclockwise to the thickness of the workpiece. When each next workpiece is cut out, the deepening towards the center of the log progresses uniformly along the uniformly rotating radius, creating the effect of Archimedes' spiral. Machine for longitudinal cutting of logs consists of a frame of the log fixing body, mechanism of clamping logs, log turning device and saw blades. Machine is additionally equipped with a CNC indicating device, which, using the set parameters, can consistently process the whole log, progressing uniformly to the center along a uniformly rotating radius, creating the effect of Archimedes' spiral.EFFECT: higher efficiency.2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к деревообработке и может быть использовано для получения заготовок с радиальным расположением волокон древесины.The invention relates to woodworking and can be used to obtain blanks with a radial arrangement of wood fibers.

Известен способ изготовления радиальных пиломатериалов, заключающийся в том, что круглые лесоматериалы сначала распиливают на лесопильной раме на сердцевинные доски и сегменты. После этого распиливают сегменты, получая из срединной части радиальные пиломатериалы, а из боковых зон - секторы. Секторы распиливают, разместив их в лесопильном станке наружной поверхностью вниз таким образом, чтобы плоскости пропилов были параллельны радиальной. У полученных заготовок обрезают кромки на круглопильном станке (см. Межов И.С., Осипова Л.К. Производство радиальных пиломатериалов и заготовок. - М.: Деревообрабатывающая промышленность, 1966, №3, с. 8-10).A known method of manufacturing radial lumber, which consists in the fact that round timber is first sawn on a sawmill frame on the core boards and segments. After that, the segments are cut, receiving radial lumber from the middle part, and sectors from the side zones. Sectors are sawn, placing them in the sawmill with the outer surface down so that the cut planes are parallel to the radial. The obtained blanks are cut off at the circular saw (see Mezhov IS, Osipova LK Production of radial lumber and blanks. - M.: Woodworking industry, 1966, No. 3, p. 8-10).

Недостатком этого способа является его высокая трудоемкость из-за необходимости выполнения нескольких последовательных операций на различных станках, а также недостаточный выход продукции из-за использования универсального, не приспособленного для производства специальных пиломатериалов оборудования.The disadvantage of this method is its high complexity due to the need to perform several sequential operations on various machines, as well as the insufficient yield due to the use of universal equipment not suitable for the production of special lumber.

Известен способ изготовления радиальных пиломатериалов, который позволяет увеличить выход пилопродукции (патент РФ №2045387, МПК B27B 1/00). Данный способ заключается в выполнении в кряже радиальных пропилов, в делении кряжа на секторы для распиловки их на заготовки трапециевидного сечения, одну из пластей каждой из которых образуют при отделении от центральной зоны кряжа, в соединении заготовок в полуфабрикаты по граням, образованным радиальными пропилами, и при повороте каждой второй заготовки вокруг продольной оси на 180 градусов при совмещении одноименных концов трапециевидных заготовок.A known method of manufacturing radial lumber, which allows to increase the output of sawn products (RF patent No. 2045387, IPC B27B 1/00). This method consists in performing radial cuts in the ridge, dividing the ridge into sectors for sawing them into trapezoidal cross-sections, one of the layers of each of which is formed when separating from the central zone of the ridge, in connecting the blanks to semi-finished products along the faces formed by the radial cuts, and when turning every second workpiece around the longitudinal axis by 180 degrees while combining the ends of the same name with trapezoidal workpieces.

Недостатком этого способа является высокая трудоемкость изготовления продукции ввиду усложненности технологического процесса и необходимости выполнения большого числа операций при значительном объеме механизированного труда, имеет место снижение выхода продукции за счет потерь древесины при формировании пиломатериалов прямоугольной формы путем удаления периферийных и центральных зон заготовок после склеивания.The disadvantage of this method is the high complexity of manufacturing products due to the complexity of the process and the need to perform a large number of operations with a significant amount of mechanized labor, there is a decrease in output due to wood losses during the formation of rectangular timber by removing the peripheral and central zones of the workpieces after gluing.

Известен станок для изготовления радиальных пиленых заготовок (патент РФ №53210, МПК B27C 1/00). Для производства древесных деталей на данном станке используется полубревно, распиленное или расколотое по диаметру пополам. Плоскость распила является базой для укладки полубревна на подвижную каретку станка, имеющую гидравлический зажим, систему продольного перемещения вдоль четырех пильных агрегатов, механизмы поперечного и углового перемещений платформы с полубревном и автоматическую настройку режущих агрегатов станка на заданный размер детали. Поперечным транспортером полубревно подается к пильным агрегатам до конечного выключателя на наружной стороне детали и поворачивается против часовой стрелки до выключателя по нижней плоскости полубревна. Затем устанавливаются две другие пилы горизонтального и вертикального раскроя на размер выпиливаемой детали и включается механизм продольного перемещения каретки. После вырезки одной детали полубревно поворачивается на толщину детали, и цикл повторяется до тех пор, пока первое полукольцо не будет распилено на заготовки установленного размера. Затем полубревно снова подвигается к пилам на ширину детали с помощью механизма поперечного перемещения заготовки и обрабатывается следующее полукольцо. Недостатком является маленькая динамика при работе станка, так как прямой и обратный ход подвижной каретки, с закрепленным полубревном, занимает больше времени и требует большего пространства, что ограничивает длину обрабатываемого полубревна до 1 метра.A known machine for the manufacture of radial sawn blanks (RF patent No. 53210, IPC B27C 1/00). For the production of wood parts, this machine uses a half-log, sawn or split in half in diameter. The cutting plane is the basis for laying the half-log on the movable carriage of the machine, which has a hydraulic clamp, a system of longitudinal movement along four saw units, mechanisms for lateral and angular movement of the platform with a half-log and automatic adjustment of the cutting units of the machine to a given part size. The semi-log conveyor transmits the semi-log to the saw units to the end switch on the outside of the part and rotates counterclockwise to the switch along the lower plane of the half log. Then two other horizontal and vertical saws are set to the size of the part to be cut and the longitudinal movement of the carriage is activated. After cutting one part, the half-log is rotated by the thickness of the part, and the cycle is repeated until the first half-ring is sawn into blanks of a specified size. Then the semi-log is again moved to the saws to the width of the part using the mechanism of transverse movement of the workpiece and the next half-ring is processed. The disadvantage is the small dynamics during the operation of the machine, since the forward and reverse stroke of the movable carriage, with a fixed half-log, takes longer and requires more space, which limits the length of the processed half-log to 1 meter.

Ближайшим аналогом является способ выпиливания радиальных заготовок из полубревна (патент РФ №2310555, МПК B27B 1/00), по которому бревно распиливают пополам вдоль его оси, затем укладывают базовой поверхностью, совпадающей с радиусом бревна, на подвижную каретку, фиксируют и механизмом поперечного перемещения полубревна подают в зону обработки на ширину заготовки, где последовательно пильно-фрезерными агрегатами вырезают заготовку заданной толщины и ширины, после этого полубревно механизмом углового перемещения поворачивают против часовой стрелки на толщину заготовки. Цикл повторяют до вырезания всего полукольца, затем полубревно вновь устанавливают в исходную позицию и подают в зону обработки на ширину заготовки, и цикл повторяют до тех пор, пока все полубревно не будет распилено на заготовки.The closest analogue is a method of sawing radial blanks from a half-log (RF patent No. 2310555, IPC B27B 1/00), by which the log is sawn in half along its axis, then laid with the base surface, which coincides with the radius of the log, on a movable carriage, and the transverse movement mechanism is also fixed half logs are fed into the processing zone to the width of the workpiece, where a workpiece of a given thickness and width is successively cut with saw-milling units, after which the half-log is rotated counterclockwise by the angular movement mechanism arrows on the thickness of the workpiece. The cycle is repeated until the entire half-ring is cut, then the half-log is again set to its original position and fed into the processing zone to the width of the workpiece, and the cycle is repeated until the entire half-log is sawn into blanks.

Использование этого способа требует предварительной распиловки бревна пополам вдоль продольной оси, что увеличивает трудоемкость производства заготовок.Using this method requires preliminary sawing the log in half along the longitudinal axis, which increases the complexity of the production of blanks.

Задачей, стоящей перед автором, является создание способа распилки бревна, позволяющего повысить производительность станка по изготовлению пиленых заготовок.The challenge facing the author is to create a method of sawing logs, which allows to increase the productivity of the machine for the manufacture of sawn blanks.

Задача решается благодаря продольному раскрою бревна по спирали Архимеда, в обратном направлении, от крайней точки до середины его окружности.The problem is solved thanks to the longitudinal cutting of the logs in a spiral of Archimedes, in the opposite direction, from the extreme point to the middle of its circumference.

Спираль Архимеда - плоская кривая, которую описывает точка, движущаяся равномерно поступательно от центра по равномерно вращающемуся радиусу.The Archimedes spiral is a plane curve that is described by a point moving uniformly translationally from the center along a uniformly rotating radius.

На фиг. 1 изображена схема вырезания детали заготовки пильными агрегатами.In FIG. 1 shows a scheme for cutting a workpiece part with saw units.

На фиг. 2 изображена схема реализации заявленного способа продольного раскроя бревна по спирали Архимеда.In FIG. 2 shows a diagram of the implementation of the claimed method of longitudinal cutting of a log in a spiral of Archimedes.

На фиг. 3 изображен станок для раскроя бревна по спирали Архимеда (вид сбоку).In FIG. 3 shows a machine for cutting logs in a spiral of Archimedes (side view).

На фиг. 4 изображен станок для раскроя бревна по спирали Архимеда (вид спереди).In FIG. 4 shows a machine for cutting logs in a spiral of Archimedes (front view).

Для реализации данного способа необходим станок, состоящий из:To implement this method requires a machine consisting of:

1. Устройства цифровой индикации с ЧПУ.1. CNC digital readout devices.

2. Корпуса оборудования.2. Equipment housings.

3. Шкафа с инструментом.3. Tool cabinet.

4. Электродвигателя поворотного устройства бревна.4. Electric motor rotary device logs.

5. Механизма зажима пиноли бревна.5. The mechanism for clamping the pine logs.

6. Поворотного устройства бревна.6. The rotary device of the log.

7. Бревна.7. Logs.

8. Детали заготовки.8. Details of the workpiece.

9. Рамы корпуса крепления бревна.9. Frames of the frame for attaching the log.

10. Вертикального линейного модуля.10. The vertical linear module.

11. Электродвигателя вертикального резания.11. The electric motor of vertical cutting.

12. Электродвигателя горизонтального резания.12. The electric motor of horizontal cutting.

13. Горизонтального линейного модуля.13. The horizontal linear module.

14. Шагового двигателя (ШД) горизонтального линейного модуля.14. The stepper motor (SH) of the horizontal linear module.

15. Шагового двигателя (ШД) вертикального линейного модуля.15. Stepper motor (BH) of the vertical linear module.

16. Корпуса блока пильных агрегатов.16. Housing block saw units.

17. Магнитной профильной рельсовой направляющей блока пильных агрегатов.17. Magnetic profile rail guide block saw units.

18. Корпуса крепления бревна с механизацией.18. Cases of fastening logs with mechanization.

19. Магнитной профильной рельсовой направляющей корпуса станка.19. Magnetic profile rail guide housing of the machine.

20. Рамы корпуса блока пильных агрегатов.20. The frame body of the block saw units.

21. Рельсового магнитного пути.21. The rail magnetic track.

22. Стойки поперечной устойчивости (анкер).22. Racks of lateral stability (anchor).

23. Диска вертикального резания («а»).23. The vertical cutting disc ("a").

24. Диска вертикального резания («б»).24. The vertical cutting disc ("b").

25. Диска горизонтального резания («а»).25. The horizontal cutting disc ("a").

26. Диска горизонтального резания («б»).26. The horizontal cutting disc ("b").

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Бревно 7 с двух сторон надежно закрепляется на станке с помощью механизма зажима пиноли 5. В устройство индикации с ЧПУ 1 вносятся все параметры последовательной обработки бревна и размеры деталей заготовки 8, которых необходимо получить на выходе. При помощи дисков вертикального 23, 24 и горизонтального 25, 26 резания происходит выпиливание деталей заготовки 8 из бревна 7 (фиг. 1). Ствол бревна 7 начинает резаться с его крайней (поверхностной) точки способом продольного резания по радиусу самого бревна 7 (фиг. 2). После каждой вырезанной детали заготовки 8 бревно 7 при помощи поворотного устройства 6 поворачивается против часовой стрелки на угол, равный толщине следующей детали заготовки 8, при этом равномерно поступательно углубляясь к центру бревна по равномерно вращающемуся радиусу, создавая эффект спирали Архимеда. Цикл вырезания деталей заготовки 8 продолжается до тех пор, пока бревно не будет распилено до его центральной части - «карандаша».The log 7 from two sides is securely fixed to the machine using the pinole clamping mechanism 5. All parameters for sequential processing of the log and the dimensions of the workpiece 8, which must be obtained at the output, are entered into the indicating device with CNC 1. Using the vertical disks 23, 24 and horizontal 25, 26 cutting, the parts of the workpiece 8 are cut out from the log 7 (Fig. 1). The trunk of the log 7 begins to be cut from its extreme (surface) point by the method of longitudinal cutting along the radius of the log 7 itself (Fig. 2). After each cut part of the workpiece 8, the log 7 is rotated counterclockwise by an angle equal to the thickness of the next part of the workpiece 8, while uniformly translationally deepening to the center of the log along a uniformly rotating radius, creating the effect of an Archimedes spiral. The cycle of cutting the details of the workpiece 8 continues until the log is sawn to its central part - “pencil”.

Пошаговое врезание от поверхности к центру бревна 7 с изменением положения в пространстве детали заготовки 8, после каждого цикла, можно также назвать эффектом «баум-корректора».Step-by-step insertion from the surface to the center of the log 7 with a change in position in the space of the workpiece 8, after each cycle, can also be called the effect of "Baum corrector".

Таким образом, задача изобретения по созданию способа распиловки бревна, который обеспечивает 100%-ный выход пиленых деталей заготовок при высоком полезном выходе готовой продукции, решена.Thus, the task of the invention to create a method of sawing logs, which provides 100% yield of sawn parts of the workpieces with a high useful yield of finished products, is solved.

Claims (2)

1. Способ продольного раскроя бревна, где последовательно вырезают заготовку заданной толщины и ширины, после чего механизмом углового перемещения поворачивают бревно против часовой стрелки на толщину заготовки, отличающийся тем, что при вырезании каждой следующей заготовки идет равномерно-поступательно углубление к центру бревна по равномерно-вращающемуся радиусу, создавая эффект спирали Архимеда.1. A method of longitudinal cutting of a log, where a workpiece of a predetermined thickness and width is successively cut, after which the log is rotated counterclockwise by the angular displacement mechanism to the thickness of the workpiece, characterized in that when cutting each next workpiece, the recess to the center of the log is uniformly progressively recessed rotating radius, creating the effect of the spiral of Archimedes. 2. Станок для продольной распиловки бревен, состоящий из рамы корпуса крепления бревна, механизма зажима пиноли бревна, поворотного устройства бревна, пильных дисков, отличающийся тем, что станок дополнительно снабжен устройством индикации ЧПУ, позволяющим с заложенными в него параметрами последовательно обрабатывать целое бревно, равномерно-поступательно углубляясь к центру по равномерно-вращающемуся радиусу, создавая эффект спирали Архимеда.2. A machine for longitudinal sawing of logs, consisting of a frame of the log mounting frame, a mechanism for clamping the log pins, a rotary device of the log, saw blades, characterized in that the machine is additionally equipped with a CNC indication device, which allows it to sequentially process the whole log uniformly - steadily deepening toward the center along a uniformly rotating radius, creating the effect of a spiral of Archimedes.

Images