目前多層板生產(chǎn)廠家在單板生產(chǎn)過程中, 采用的基本上是控制文本+變頻器的控制方案。該控制方案控制部分在文本，文本通過刀臺位置計(jì)算變頻器旋切頻率進(jìn)而通過通訊往變頻器寫頻達(dá)到控制旋切的目的。此方案有以下缺點(diǎn)：

1） 控制界面粗糙：控制文本界面相較于觸摸屏操作，人機(jī)交互性差，畫面不夠美觀。
2） 控制和驅(qū)動分開：變頻器頻率通過文本通訊給定，通訊信號易受干擾，在強(qiáng)干擾的 環(huán)境下尾張控制不好甚至無法正常運(yùn)行。

使用觸摸屏一體化控制方案，控制界面美觀大氣，人機(jī)交互性良好，旋切控制部分在變頻器，觸摸屏只做顯示，即使通訊受到干擾，也不會影響正常運(yùn)行，系統(tǒng)穩(wěn)定性更佳。

 

旋切機(jī)的特點(diǎn)

CT210旋切機(jī)專用變頻器是在CT200變頻器產(chǎn)品平臺上開發(fā)的一款專用產(chǎn)品。變頻器將旋切機(jī)專用控制邏輯集成到變頻器內(nèi)，并且具有旋切、分?jǐn)嗪蛽v軸一體控制。用于木材的旋切加工，具有旋切厚度均勻、精確，尾張控制精確等優(yōu)點(diǎn)，完全符合客戶需求?？梢允箍蛻魺o縫切換。在與同類競爭產(chǎn)品相比，具有以下產(chǎn)品功能優(yōu)勢：

□ 獨(dú)特厚度補(bǔ)償，效果更佳；
□ 定時停機(jī)，還來更加靈活的商務(wù)操作；
□ 旋切、定長分?jǐn)?、搗軸一體控制；
□ 觸控一體化方案。

圖1 旋切機(jī)現(xiàn)場示意圖

圖2 變頻器應(yīng)用現(xiàn)場

 

旋切機(jī)的控制要求

具體要求如下：

□ 優(yōu)異的人機(jī)交互，人機(jī)界面美觀清晰，密碼保護(hù)準(zhǔn)確可靠；
□ 良好的速控精度，優(yōu)異的低頻出力，超大木頭旋切也可保證旋切厚度均勻；
□ 良好弱磁控制，完美適用于高速旋切；
□ 剎車性能優(yōu)異，急停急啟0.2S，正反轉(zhuǎn)切換快速穩(wěn)定；
□ 良好的過載能力及環(huán)境適應(yīng)能力，運(yùn)行可靠性高；
□ 旋切厚度誤差在±0.01mm，尾張旋切長度誤差在±15mm；
□ 精確的旋切根數(shù)、木皮張數(shù)統(tǒng)計(jì)；
□ 支持操作桿和人機(jī)界面操控切換，可靠性更佳；

 

觸摸屏人機(jī)顯示界面如下：

圖3 觸摸屏主畫面

系統(tǒng)原理及控制實(shí)現(xiàn)

 

旋切機(jī)關(guān)鍵部件示意圖

圖4 旋切機(jī)示意圖

控制實(shí)現(xiàn)

□ 按啟動開關(guān)，變頻器開始工作，壓輥電機(jī)先啟動（由變頻器輸出繼電器控制壓輥電機(jī)接觸器）
□ 壓輥電機(jī)啟動后，經(jīng)過絲桿電機(jī)啟動延時時間，絲桿電機(jī)啟動，如按下快進(jìn)開關(guān)則按快進(jìn)速度進(jìn)刀，否則按圓木實(shí)際直徑計(jì)算速度進(jìn)刀（通過絲桿電機(jī)編碼器的輸入得到刀臺位移量，計(jì)算出圓木實(shí)際直徑，再根據(jù)數(shù)學(xué)模型得到絲桿電機(jī)的進(jìn)給速度），當(dāng)旋切刀碰到前行程開關(guān)（圓點(diǎn)復(fù)位開關(guān)）時，壓輥電機(jī)立即停止，同時絲桿電機(jī)按設(shè)定的快退速度退刀至退刀截止位置（張口設(shè)定位置）或退刀轉(zhuǎn)換進(jìn)刀位移，再進(jìn)刀，依次循環(huán)。退刀過程中，當(dāng)壓輥電機(jī)停止時間大于壓輥電機(jī)再啟動時間時，壓輥電機(jī)再啟動，如下圖3所示。

圖5 旋切刀原理示意圖

□ 絲桿電機(jī)在進(jìn)刀時，如果按下快退開關(guān)，則立即快速退刀，在退刀或按圓木直徑計(jì)算進(jìn)刀時，如果按下快進(jìn)開關(guān)，則立即快速進(jìn)刀。
□ 前行程點(diǎn)同時為原點(diǎn)復(fù)位點(diǎn)。在進(jìn)刀旋切過程中，當(dāng)碰到前行程開關(guān)時，自動退刀，并進(jìn)行原點(diǎn)復(fù)位，防止干擾導(dǎo)致位移量偏差的產(chǎn)生。
□ 在開始旋切圓木后，變頻器輸出信號控制分切機(jī)變頻器進(jìn)行切割，同時開始計(jì)算旋切木塊的長度，當(dāng)長度達(dá)到設(shè)定的切割長度時，再次輸出信號控制分切機(jī)變頻器進(jìn)行切割，然后再次開始計(jì)算長度，依次循環(huán)。
□ 在旋切的過程中可通過厚度切換來切換旋切厚度；在控制切割電機(jī)變頻器時，可通過長度切換，在設(shè)定的長度1和長度2間進(jìn)行切換。
□ 任何時候按停止開關(guān)，變頻器立即停止輸出。

整個變頻驅(qū)動系統(tǒng)的電氣接線如圖4所示:

圖6 電氣接線圖

系統(tǒng)接線及調(diào)試步驟

 

系統(tǒng)接線

變頻器S1接受啟動信號、S2接收停機(jī)信號、S3接刀臺快進(jìn)信號、S4接刀臺快退信號、S5接行程開關(guān)、S6接光電開關(guān)、S7接急停開關(guān)、T1繼電器輸出接驅(qū)動輥控制信號、T2繼電器接控制自動搗軸信號、DO輸出接切刀變頻起停端子、HDI1/HDI2接編碼器A、B脈沖。

系統(tǒng)調(diào)試步驟

調(diào)試主要包括電機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)、長度/厚度調(diào)整、木頭自學(xué)習(xí)和尾張調(diào)整等幾個階段。

第一步：電機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)。將電機(jī)參數(shù)輸入變頻器，輸入后將F00.01改為0，通過F02.26改為2（靜態(tài)自學(xué)習(xí)），大約一分鐘自學(xué)習(xí)完畢。自學(xué)習(xí)完畢后將F00.01改為1。

第二步：廠家參數(shù)設(shè)置。廠家參數(shù)包括驅(qū)動輥轉(zhuǎn)速、直徑、中心距、絲桿螺距、傳動比等機(jī)械參數(shù)和快進(jìn)快退、補(bǔ)償增益等功能參數(shù)，根據(jù)廠家的實(shí)際機(jī)械數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置。廠家參數(shù)界面如下：

圖7  觸摸屏廠家參數(shù)界面

第三步：用戶參數(shù)設(shè)置。用戶參數(shù)包括參數(shù)設(shè)置和參數(shù)校準(zhǔn)功能，參數(shù)設(shè)置包括旋切厚度、旋切長度、木芯和張口設(shè)定。旋切參數(shù)校準(zhǔn)包括厚度校準(zhǔn)、長度校準(zhǔn)、尾張校準(zhǔn)和木頭自學(xué)習(xí)等功能。

人機(jī)界面還支持兩套旋切厚度和剪切長度的切換，使用更加便利。

圖8  觸摸屏用戶參數(shù)界面

第四步：木頭自學(xué)習(xí)。張口張到最大，用戶參數(shù)調(diào)試中將木頭自學(xué)習(xí)設(shè)置為2，啟動后即可進(jìn)行木頭自學(xué)習(xí)，自動退刀后木頭自學(xué)習(xí)完畢。

第五步：尾張校準(zhǔn)。如果實(shí)際尾張長度與設(shè)定的長度有偏差，將實(shí)際尾張長度輸入，系統(tǒng)自動校準(zhǔn)尾張補(bǔ)償，即可完成尾張校準(zhǔn)。

值得注意的是，本人機(jī)界面為了方便用戶調(diào)試，專門提供了系統(tǒng)調(diào)試指導(dǎo)界面。界面如下：

圖8 觸摸屏用戶幫助界面

通過用戶幫助界面，調(diào)試步驟更加明確簡潔，客戶使用更加便利。

5.3變頻器參數(shù)設(shè)置

 

旋切變頻器部分關(guān)鍵參數(shù)見表2。

功能碼	設(shè)定值	功能描述	備注
F21.00	1	旋切機(jī)功能使能	一定要先設(shè)置這兩個 參數(shù)
F05.01	1	恢復(fù)出廠設(shè)置
F00.00	1	開環(huán)矢量1控制模式
F00.01	1	端子控制起停
F00.11	0.3S	加速時間
F00.12	0.3S	減速時間
F01.01	——	額定功率	一定要按照電機(jī)銘牌 進(jìn)行設(shè)置
F01.02	——	額定頻率
F01.03	——	額定轉(zhuǎn)速
F01.04	——	額定電壓
F01.05	——	額定電流
F02.21	0/1	速度檢出方式	不做轉(zhuǎn)速檢出/轉(zhuǎn)速檢出停機(jī)
F06.08	47	厚度切換
F06.09	48	長度切換
F06.11	080	端子極性選擇	根據(jù)實(shí)際極性設(shè)置DI7采用常閉輸入
F07.024	29	T2功能為打搗軸功能
F21組	旋切機(jī)專用功能在文本參數(shù)中設(shè)置即可

 

鍘刀電機(jī)參數(shù)設(shè)置

功能碼	設(shè)定值	功能描述	備注
F00.01	1	端子控制起停
F00.02	2	模擬量AI1設(shè)定頻率
F00.14	0.5S	加速時間	可根據(jù)需要適當(dāng)調(diào)整
F00.15	0.5S	減速時間	可根據(jù)需要適當(dāng)調(diào)整
F01.01	——	額定功率	一定要按照電機(jī)銘牌進(jìn)行設(shè)置
F01.02	——	額定頻率
F01.03	——	額定轉(zhuǎn)速
F01.04	——	額定電壓
F01.05	——	額定電流
F02.12	2.00Hz	直流制動開始頻率	加直流制動鍘刀剎車更平穩(wěn)
F02.14	100%	直流制動電流
F02.15	1.00S	直流制動時間
F06.09	1	開關(guān)量濾波次數(shù)
F06.22	0.5S	AI1濾波時間

本系統(tǒng)變頻器具有短路、過載、過壓、缺相、失速等多種保護(hù)和故障輸出功能，能有效保證系統(tǒng)安全高效的運(yùn)行。

 

結(jié)束語

隨著控制技術(shù)的發(fā)展，CT210系列高性能矢量變頻器在中型木材旋切機(jī)上成功應(yīng)用，提供更高性價(jià)比變頻器，不僅有效解決了尾張整張，還提供了更加優(yōu)化人機(jī)操作界面和更加方便的調(diào)試方法，在提高木材的利用率的同時，極大地方便了用戶使用。