一、前言(yan)
近(jin)年來國內建材、家(jia)具、裝潢等(deng)行(xing)業得到了空前發展，促使人造板、膠合(he)板等(deng)制造產(chan)業快(kuai)速發展，對木(mu)材旋切(qie)設(she)備(bei)(bei)的需求也(ye)與日俱(ju)增(zeng)。但縱觀目(mu)前國內所使用的旋切(qie)機設(she)備(bei)(bei)相(xiang)對比(bi)較落后，自動化程度低、生產(chan)效(xiao)率也(ye)低。因此，新型旋切(qie)機設(she)備(bei)(bei)的研制成為生產(chan)企業當務之急。
經了解目前(qian)多(duo)層板(ban)(ban)生產(chan)廠家在(zai)(zai)(zai)(zai)單板(ban)(ban)生產(chan)過(guo)程中(zhong),大(da)多(duo)采(cai)用有卡定心圓(yuan)木(mu)旋(xuan)(xuan)(xuan)切(qie)(qie)機(ji)，這種設備加(jia)工(gong)精度(du)高，質量(liang)好。但是,由于(yu)卡心的存在(zai)(zai)(zai)(zai)，當(dang)所旋(xuan)(xuan)(xuan)切(qie)(qie)圓(yuan)木(mu)直(zhi)徑在(zai)(zai)(zai)(zai)200mm左(zuo)右時(shi)，就(jiu)無(wu)法在(zai)(zai)(zai)(zai)有卡旋(xuan)(xuan)(xuan)切(qie)(qie)機(ji)上(shang)加(jia)工(gong)；而且圓(yuan)木(mu)直(zhi)徑較(jiao)小時(shi)，圓(yuan)木(mu)剛度(du)降(jiang)低，旋(xuan)(xuan)(xuan)切(qie)(qie)單板(ban)(ban)質量(liang)較(jiao)差，如果將(jiang)剩余(yu)的木(mu)芯拋棄或(huo)加(jia)工(gong)成(cheng)木(mu)工(gong)芯板(ban)(ban),均會造成(cheng)原材料的極大(da)浪(lang)費(fei)，從而增加(jia)單板(ban)(ban)的生產(chan)成(cheng)本。于(yu)是廠家普(pu)遍采(cai)用無(wu)卡圓(yuan)木(mu)旋(xuan)(xuan)(xuan)切(qie)(qie)機(ji)對剩余(yu)木(mu)芯進行再次旋(xuan)(xuan)(xuan)切(qie)(qie)， 以使原材料得(de)到了充分利用。本文將(jiang)著重(zhong)論述(shu)變頻器在(zai)(zai)(zai)(zai)有卡旋(xuan)(xuan)(xuan)切(qie)(qie)機(ji)上(shang)的應用。
一、旋切機的分類
旋(xuan)(xuan)(xuan)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)機(ji)按(an)所加工圓木(mu)(mu)是否繞自(zi)身軸(zhou)線旋(xuan)(xuan)(xuan)轉分(fen)為(wei)(wei)(wei)同心(xin)旋(xuan)(xuan)(xuan)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)和(he)(he)(he)偏心(xin)旋(xuan)(xuan)(xuan)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)兩(liang)類(lei)。同心(xin)旋(xuan)(xuan)(xuan)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)機(ji)又分(fen)有卡(ka)(ka)軸(zhou)旋(xuan)(xuan)(xuan)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)機(ji)和(he)(he)(he)無卡(ka)(ka)軸(zhou)旋(xuan)(xuan)(xuan)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)機(ji)兩(liang)種，有卡(ka)(ka)軸(zhou)旋(xuan)(xuan)(xuan)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)機(ji)中(zhong)(zhong)木(mu)(mu)段(duan)(duan)由(you)卡(ka)(ka)軸(zhou)來驅動，也可(ke)由(you)卡(ka)(ka)軸(zhou)與動力(li)防(fang)彎壓輥或(huo)刺盤聯合來驅動。由(you)卡(ka)(ka)軸(zhou)旋(xuan)(xuan)(xuan)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)機(ji)按(an)卡(ka)(ka)軸(zhou)對木(mu)(mu)段(duan)(duan)的(de)(de)夾緊方法又分(fen)為(wei)(wei)(wei)機(ji)械(xie)(xie)夾緊和(he)(he)(he)液(ye)壓夾緊；按(an)木(mu)(mu)段(duan)(duan)每段(duan)(duan)的(de)(de)卡(ka)(ka)軸(zhou)數又可(ke)分(fen)為(wei)(wei)(wei)單(dan)卡(ka)(ka)軸(zhou)和(he)(he)(he)雙卡(ka)(ka)軸(zhou)。機(ji)械(xie)(xie)夾緊的(de)(de)卡(ka)(ka)軸(zhou)均為(wei)(wei)(wei)單(dan)卡(ka)(ka)軸(zhou)；液(ye)壓夾緊的(de)(de)軸(zhou)有單(dan)卡(ka)(ka)軸(zhou)和(he)(he)(he)雙卡(ka)(ka)軸(zhou)。其中(zhong)(zhong)，偏心(xin)旋(xuan)(xuan)(xuan)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)可(ke)獲(huo)得(de)精美(mei)的(de)(de)徑(jing)向(xiang)花紋，但生產率比(bi)同心(xin)旋(xuan)(xuan)(xuan)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)的(de)(de)低(di)。旋(xuan)(xuan)(xuan)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)機(ji)按(an)旋(xuan)(xuan)(xuan)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)木(mu)(mu)段(duan)(duan)的(de)(de)尺寸(cun)可(ke)分(fen)為(wei)(wei)(wei)大、中(zhong)(zhong)、小(xiao)型，大型旋(xuan)(xuan)(xuan)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)機(ji)可(ke)旋(xuan)(xuan)(xuan)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)木(mu)(mu)段(duan)(duan)最大長(chang)度(du)在(zai)(zai)2m以(yi)上(shang)，木(mu)(mu)段(duan)(duan)最大直(zhi)徑(jing)可(ke)達(da)1.6m；中(zhong)(zhong)型旋(xuan)(xuan)(xuan)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)機(ji)旋(xuan)(xuan)(xuan)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)木(mu)(mu)段(duan)(duan)長(chang)度(du)為(wei)(wei)(wei)1-2m，木(mu)(mu)段(duan)(duan)直(zhi)徑(jing)在(zai)(zai)0.5-1.6m；小(xiao)型旋(xuan)(xuan)(xuan)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)機(ji)旋(xuan)(xuan)(xuan)切(qie)(qie)(qie)(qie)(qie)木(mu)(mu)段(duan)(duan)的(de)(de)最大長(chang)度(du)一般在(zai)(zai)1m以(yi)下，直(zhi)徑(jing)在(zai)(zai)0.5m以(yi)下。
二(er)、旋切(qie)的基本原理
旋(xuan)(xuan)切(qie)(qie)的(de)一(yi)般(ban)方法是(shi)：左(zuo)右卡(ka)軸(zhou)夾(jia)緊木(mu)段兩端并帶動(dong)其旋(xuan)(xuan)轉，安裝在刀床(chuang)上(shang)的(de)旋(xuan)(xuan)刀刀刃平行于卡(ka)軸(zhou)軸(zhou)線并沿其垂直(zhi)方向作進給運動(dong)，沿木(mu)段年輪方向旋(xuan)(xuan)切(qie)(qie)出等(deng)厚的(de)單板(ban)無論是(shi)恒(heng)轉速旋(xuan)(xuan)切(qie)(qie)，還是(shi)恒(heng)線速旋(xuan)(xuan)切(qie)(qie)，為(wei)了獲得(de)一(yi)定厚度(du)的(de)單板(ban)，都應使(shi)卡(ka)軸(zhou)每轉一(yi)轉，刀床(chuang)的(de)進給量保(bao)持(chi)不變，其進給量大(da)小等(deng)于單板(ban)的(de)名義厚度(du)，改變這(zhe)個進給量，就可獲得(de)不同厚度(du)的(de)單板(ban)。
三、旋切(qie)系統(tong)描述
木(mu)工旋(xuan)切機用于將圓木(mu)沿徑向，刨切成(cheng)厚薄均勻(yun)的整張木(mu)皮(pi)，作為制(zhi)造人造膠合板的原材料。
; 木(mu)工旋(xuan)切機由以下幾部(bu)分組成(cheng)：主傳動電機、減速箱、壓輥、進給電機、減速機、進給絲桿、被動輥以及刀(dao)床、刀(dao)床位移傳感器等。
主傳動(dong)電(dian)(dian)機(ji)帶動(dong)壓輥(gun)恒速(su)運行，被(bei)動(dong)輥(gun)和(he)(he)刀床則由進(jin)給電(dian)(dian)機(ji)推動(dong)，根據圓木(mu)的實(shi)時(shi)直徑（D0）和(he)(he)設定的木(mu)皮厚(hou)度(du)（h）變速(su)運行。直徑越小，進(jin)給電(dian)(dian)機(ji)推動(dong)刀床的速(su)度(du)就越快，進(jin)給速(su)度(du)N=F﹙D0,h﹚，從(cong)而保證(zheng)刨(bao)出的木(mu)皮厚(hou)薄(bo)均勻。
傳統圓(yuan)木無心旋切機的(de)(de)控(kong)制主要是采(cai)用T2系列電(dian)磁調(diao)速(su)(su)器(qi)變(bian)(bian)頻調(diao)速(su)(su)的(de)(de)方法，通過(guo)采(cai)用手動調(diao)節(jie)旋扭或用凸(tu)輪(lun)曲線調(diao)節(jie)的(de)(de)方式改變(bian)(bian)控(kong)制器(qi)的(de)(de)輸入電(dian)壓來(lai)改變(bian)(bian)電(dian)機的(de)(de)速(su)(su)度(du)。這(zhe)種旋切控(kong)制方法產(chan)生的(de)(de)板(ban)厚誤差達(da)1mm之多。因此設計一套(tao)能夠準確控(kong)制旋刀(dao)移(yi)動速(su)(su)度(du)達(da)到控(kong)制旋切板(ban)材厚度(du)的(de)(de)系統就顯得尤為重要。系統設計的(de)(de)基本(ben)思路：
(1)建立準確的數學(xue)模型;
(2)替代原(yuan)有的速度控(kong)制系統，達到精確的速度控(kong)制。
四、使用普(pu)傳PI9000系列(lie)變頻器的優勢
1、變頻器采用了DSP（32位(wei)數字信(xin)號處理器）為(wei)核心的控制單元，實現高速性能控制；
2、根據刀床(chuang)位移傳感器(qi)的(de)檢測(ce)數據，實時高(gao)速(su)計算刀床(chuang)進(jin)給(gei)速(su)度，刨切木皮厚薄均勻，精度高(gao)，表面(mian)光(guang)滑；
3、切削厚度連續可(ke)設定，0.1mm厚度誤差，滿(man)足不同規格需求(qiu)；
4、優異速(su)度(du)控制(zhi)精度(du)，低(di)頻轉矩特性，良好弱磁(ci)控制(zhi)；
5、自動識別電機參數，智能(neng)整定到(dao)最佳控制模式；
6、結構簡單(dan)，低成(cheng)本(ben)，高可(ke)靠性，安裝調試簡單(dan)，工人(ren)操(cao)作方便；
7、針對(dui)復(fu)雜的(de)(de)旋(xuan)切對(dui)象，啟(qi)動轉矩大(da)，確保(bao)電機(ji)在低(di)速重切削時有強勁(jing)切削力并且出力均勻,保(bao)證旋(xuan)切的(de)(de)平穩及高速停刀(dao)再啟(qi)動工作；
8、調速(su)范圍寬，旋切速(su)度(du)快，生產效率高，能夠滿(man)足(zu)較高出板線速(su)度(du)要(yao)求的場(chang)合。
五、PI9000現場參數設置及詳解
現場旋切機(ji)主電機(ji)為(wei)一臺三(san)相交流異(yi)步(bu)電動機(ji)，功(gong)率為(wei)30kW，六極，額定(ding)頻率為(wei)50Hz，額(e)(e)定(ding)電(dian)壓(ya)為380V，額(e)(e)定(ding)電(dian)流為60A，額(e)(e)定(ding)轉速為980r/m，防(fang)護等級為IP44。選(xuan)45KW變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)（PI9230 045G3），采用(yong)矢量控(kong)(kong)制方式，實際運(yun)行電(dian)流在額(e)(e)定(ding)電(dian)流的70%左右，考慮帶載啟動及(ji)不(bu)同木料的負載擾動，變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)加大了兩檔，按調試后運(yun)行情況來看，該現場選(xuan)用(yong)37KW變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)也(ye)夠用(yong)。PI9000系列變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)具有短路、過(guo)(guo)載、過(guo)(guo)壓(ya)、缺相、失(shi)速等多重保護功(gong)能(neng)和(he)故障信號輸出，能(neng)效保證系統(tong)安全(quan)高(gao)效的運(yun)行。該現場存在木屑粉塵，注意變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)的防(fang)塵，實際使用(yong)時(shi)變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)裝在電(dian)控(kong)(kong)柜內，柜子具備(bei)防(fang)塵功(gong)能(neng)。
參數設(she)置，F0.00=0（無PG矢量控(kong)制(zhi)，需要先(xian)輸入(ru)b0.00-b0.05電(dian)(dian)機(ji)參數,b0.27設(she)為(wei)1后(hou)按下(xia)RUN鍵運行(xing)，進(jin)行(xing)異步電(dian)(dian)機(ji)靜(jing)止自(zi)學(xue)習(xi)；然后(hou)脫開電(dian)(dian)機(ji)，b0.27設(she)為(wei)2后(hou)按下(xia)PUN鍵運行(xing)，進(jin)行(xing)異步電(dian)(dian)機(ji)全面(mian)自(zi)學(xue)習(xi)）
F0.11=1（端子控制）
F0.03=2（頻率指令由(you)模擬輸入(ru)AI1給(gei)定）
F0.13=30 (加速(su)時間)
F0.14=30（減速時間）
變頻器控制原(yuan)理圖：
結束語
普傳(chuan)變(bian)頻器在旋(xuan)切(qie)(qie)機(ji)上的(de)(de)應用簡化了傳(chuan)統旋(xuan)切(qie)(qie)機(ji)的(de)(de)機(ji)械(xie)(xie)結構，消除了傳(chuan)統機(ji)械(xie)(xie)設備因磨損造成(cheng)的(de)(de)誤差(cha)，提高(gao)了旋(xuan)切(qie)(qie)精度。提高(gao)了機(ji)械(xie)(xie)設備的(de)(de)效(xiao)率(lv)和木材的(de)(de)利用率(lv)。 通過變(bian)頻調(diao)速取代傳(chuan)統勵磁調(diao)速，節能效(xiao)果明顯，選(xuan)用時需(xu)注(zhu)意變(bian)頻器選(xuan)型及防(fang)塵。
