一.概述
林業(yè)資源不僅關(guān)乎經(jīng)濟(jì)也是環(huán)保的基石，整個(gè)林業(yè)資源涵蓋了培育和保護(hù)森林以取得木材和其他林產(chǎn)品、利用林木的自然特性以發(fā)揮防護(hù)作用的重要作用，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分之一。
但隨著林業(yè)資源日益稀缺，木材資源的綜合利用成為木工設(shè)備制造和木材加工行業(yè)面臨的重要問題。目前，在單板生產(chǎn)過程中，多層板廠家使用的是傳統(tǒng)的夾芯對(duì)中原木旋切機(jī)，精度高，質(zhì)量好。但由于夾持中心的存在，當(dāng)旋轉(zhuǎn)圓木直徑在200 mm左右時(shí)，無法在帶夾持的旋轉(zhuǎn)切割機(jī)上加工。此外，當(dāng)原木直徑較小時(shí)，原木的剛度降低，單板質(zhì)量較差。如果將剩余的木芯丟棄或加工成木工芯板，會(huì)大大浪費(fèi)原材料，從而增加單板的生產(chǎn)成本。因此，廠家一般采用無卡原木旋切機(jī)對(duì)剩余木芯進(jìn)行再旋轉(zhuǎn)，充分利用了原材料。
二、原木無卡旋切機(jī)的工作原理。
原木由兩個(gè)旋轉(zhuǎn)中心固定輥和一個(gè)旋轉(zhuǎn)中心移動(dòng)輥驅(qū)動(dòng)，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)切割動(dòng)力。驅(qū)動(dòng)輥的中心支撐與旋切機(jī)相對(duì)固定并一起移動(dòng)，使得旋切機(jī)可以從原木中挖出薄板，單板的厚度由移動(dòng)輥與旋切機(jī)刀刃之間的間隙和旋切機(jī)的移動(dòng)速度控制。
無卡旋切機(jī)工作原理示意圖：
滾切刃和旋切刃之間的間隙相對(duì)固定，由機(jī)床刃隙調(diào)節(jié)裝置根據(jù)旋切板的厚度進(jìn)行調(diào)節(jié)，旋切刃的移動(dòng)速度通過控制系統(tǒng)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。因此，旋切機(jī)的移動(dòng)速度間接決定了單板的厚度。
從上圖中我們可以看出，驅(qū)動(dòng)輥的轉(zhuǎn)速是恒定的，即原木的旋轉(zhuǎn)線速度是恒定的，原木的角速度隨著原木直徑的變化而變化，即原木旋轉(zhuǎn)一次所需的時(shí)間也隨之變化，所以旋切機(jī)的移動(dòng)速度是一個(gè)變量值，是一個(gè)非線性關(guān)系。傳統(tǒng)原木無心旋切機(jī)的控制主要采用2T系列電磁調(diào)速器變頻調(diào)速的方法，通過手動(dòng)調(diào)節(jié)旋鈕或凸輪曲線調(diào)節(jié)來改變控制器。這種旋切控制方式造成的厚度誤差高達(dá)1 mm，因此，設(shè)計(jì)一個(gè)能夠精確控制旋切刀移動(dòng)速度的系統(tǒng)來控制旋切板的厚度就顯得尤為重要。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思想是:
(1)建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型；
(2)接管原有的速度控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)更精確的速度控制。
三、旋切機(jī)變頻控制系統(tǒng)。
基于旋切機(jī)的工作原理，三科自主研發(fā)了一套適用于目前市場(chǎng)上各種類型旋切機(jī)的系統(tǒng)。在山東、河北、廣西、江西等地實(shí)際應(yīng)用后，解決了眾多機(jī)械廠家對(duì)旋切設(shè)備數(shù)控化、自動(dòng)化的要求。總體來說，反響還不錯(cuò)。
1、三科變頻旋切機(jī)控制系統(tǒng)采用SKI600通用矢量型變頻器。SKI600采用TI新一代DSP芯片，其超高速運(yùn)算保證了復(fù)雜矢量計(jì)算的完全實(shí)現(xiàn)，扭矩響應(yīng)為20毫秒，穩(wěn)態(tài)精度≤ 3%。速比可達(dá)1: 200，穩(wěn)速精度為0.2 ℅，180℅額定扭矩可輸出0.5HZ，旋切機(jī)應(yīng)用變頻技術(shù)具有以下技術(shù)優(yōu)勢(shì):
（1）對(duì)于復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)切割物體，啟動(dòng)扭矩大，保證了電機(jī)在低速重切割時(shí)具有強(qiáng)大的切割力和均勻的輸出。確保平穩(wěn)的旋轉(zhuǎn)切割和高速切割停止和重啟。
（2）實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)高速運(yùn)行保證旋切厚度始終保持在設(shè)定值，使單板在正常旋切下的均勻性誤差在0.1mm以內(nèi)，在一些機(jī)械設(shè)備中，潤(rùn)滑良好，連接工藝準(zhǔn)確，誤差可在0.05 mm以內(nèi)。
（3）強(qiáng)大的減速和制動(dòng)能力，確保刀盤瞬間停止。
（4）適應(yīng)能力強(qiáng)。根據(jù)旋轉(zhuǎn)切割機(jī)的特點(diǎn)，工作電壓設(shè)計(jì)在較寬的范圍內(nèi)。在電壓波動(dòng)的情況下，輸出轉(zhuǎn)矩保持不變，在額定電壓60℅以上，即可滿足旋切的正常工作。這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于農(nóng)村電網(wǎng)環(huán)境差的許多場(chǎng)合特別有效。
（5）調(diào)速范圍寬，旋切速度快，效率高，可滿足板材出料線速度高的場(chǎng)合要求。
2、旋轉(zhuǎn)切割機(jī)控制器的性能特點(diǎn)。
（1）采用旋轉(zhuǎn)編碼器作為測(cè)距傳感器，可將測(cè)量精度提高到0.01毫米；；
（2）旋轉(zhuǎn)編碼器用于測(cè)量滾筒的實(shí)際轉(zhuǎn)速，可以避免電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定對(duì)旋轉(zhuǎn)切割厚度造成的誤差。
（3）可以選擇多種傳感器組合，無論是單編碼器還是雙編碼器或者某些區(qū)域的電子直尺都可以穩(wěn)定運(yùn)行；更大程度滿足新老客戶的使用需求；
（4）采用高檔液晶屏，中文顯示，帶來豐富的人機(jī)界面，實(shí)時(shí)顯示工作狀態(tài)；
（5）多種工作模式，可全面實(shí)現(xiàn)旋切過程自動(dòng)化，有效保障操作人員人身安全；
（6）內(nèi)置開關(guān)電源使系統(tǒng)工作更穩(wěn)定，抗干擾能力更強(qiáng)。
四、結(jié)語(yǔ)
三科變頻器設(shè)計(jì)的切割機(jī)變頻控制系統(tǒng)，既簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)旋切機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，也消除了傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備磨損帶來的誤差，提高了旋切精度。提高機(jī)械設(shè)備的效率和木材的利用率。SKI600矢量通用變頻器在各地的木材加工企業(yè)中廣泛使用后，客戶普遍反響良好，尤其是在一些旋切機(jī)設(shè)備集中的地區(qū)，已經(jīng)形成了一定的知名度。
