數控無卡軸旋切機及其專用變頻器和進刀自動調速方法
2023-10-08 15:14:24 2
專利名稱：數控無卡軸旋切機及其專用變頻器和進刀自動調速方法
技術領域：
本發明涉及一種木材加工機械，特別是將圓木切成連續的薄板的無卡軸旋切機。
背景技術：
在現有的無卡軸旋切機中，電機的動力通過機械傳動機構帶動夾住圓木的三個摩擦滾 即擠壓摩擦滾l、上主摩擦滾2、及下主摩擦滾3旋轉，從而帶動木頭旋轉，工作檯帶動擠 壓摩擦滾1和刀片連續的往木頭方向推進，完成木頭的旋切單板的過程。在旋切過程中， 木頭由於直徑不斷變小，轉速不斷的加快，也就要求工作檯的速度是不斷加快才能使旋切 出來的單板厚度一致；同時工作檯的運動速度還要把由於木頭直徑變小，不斷的往上主摩 擦滾2和下主摩擦滾3中間縫的運動補償過來，才能達到旋切出的單板厚度一致。
現有無卡軸旋切機安裝有擠壓摩擦滾1的工作檯的推進運行方式有三大類， 一類是採 用調速電機帶動推進絲槓運轉，這種方式由於精度差，已經被第二類代替了； 二類是發明 人本人01216566.2號實用新型專利，這類目前市場上正在使用，但由於曲線槽的加工精度 和使用磨損，並不是十分完善。三類是由輸入文本、PLC控制器(或電腦)、變頻器、 電機帶動絲槓推動工作檯運動，有旋轉編碼器檢測絲槓的轉速進行反饋來保證推進速度進 行補償，比如200420053556.9號實用新型專利和01259484.9號實用新型專利，前一實用新 型專利採用PLC控制器，後一實用新型專利採用電腦來儲存刀架位置與刀架進給速度的關 系並做運算，這種方式，白白浪費了變頻器的資源，增加了設備的故障率及設備製造成本， 同時設備顯得複雜化，比如必須在機架上設置確定刀架位置的多個行程開關，有多個硬體 設備的連接，如電腦及其附設；這類旋切機也不利於操作，因此一直沒被市場推廣。
發明內容
本發明解決現有技術採用曲線槽則具有配合精度降低、木材加工質量下降的問題，而 採用PLC或電腦控制則有成本太高、結構複雜的問題，設計一種既不需要採用曲線槽，又 能精確控制加工精度，保證木材加工質量，同時成本低廉的數控無卡軸旋切機，本發明還 涉及該旋切機的專用變頻器及進刀自動調速方法。
本發明的技術方案是這樣的-
數控無卡軸旋切機，包括機架、設置在機架上可移動的工作檯、與傳動系統相連的推 進電機、設置在機架上受主電機驅動的上主摩擦滾2及下主摩擦滾3，所述工作檯上固定連 接有擠壓摩擦滾1和切削刀，所述工作檯的移動由推進電機通過傳動系統驅動，所述推進 電機的轉速由變頻器調節，所述變頻器包括A/D轉換器、主控制單元，其特徵在於所述工 作臺上連接有位移傳感器，所述變頻器為專用變頻器，所述推進電機、位移傳感器分別與 專用變頻器電相連，所述專用變頻器還包括第一關係儲存單元、木材直徑運算單元、第二 關係儲存單元、電機轉速運算單元，所述第一關係儲存單元儲存工作檯的位置與木材直徑 的對應關係，第二關係儲存單元儲存不同單板厚度下木材直徑與推進電機轉速的對應關係， 位移傳感器將檢測到的工作檯位置電信號經A/D轉換器轉換為數位訊號傳遞給木材直徑運 算單元，木材直徑運算單元通過調取第一關係儲存單元中工作檯的位置與木材直徑的對應 關係得到木材直徑，並將木材直徑傳遞給電機轉速運算單元，由電機轉速運算單元根據該 木材直徑調取第二關係儲存單元中對應的推進電機的轉速，然後傳遞給主控制單元，以控 制推進電機的轉動，使工作檯工進。
所述木材直徑運算單元還與一木材直徑顯示單元相連，所述木材直徑顯示單元將木材 直徑運算單元得到的木材直徑送去變頻器數碼管顯示，所述電機轉速運算單元還與一推進
電機轉速顯示單元，所述推進電機轉速顯示單元將電機轉速運算單元得到的推進電機的轉 速送去變頻器數碼管顯示。
所述主電機上還連接有第一旋轉編碼器，所述第一旋轉編碼器與專用變頻器電連接， 所述專用變頻器還包括一摩擦滾轉速採集單元，該單元與第二關係儲存單元相連，用於將 第一旋轉編碼器得到的實際主電機轉速去修正木材直徑與推進電機轉速的對應關係。
所述推進電機或絲杆上連接有第二旋轉編碼器，所述專用變頻器內設有PID，所述第 二旋轉編碼器與專用變頻器電連接，所述專用變頻器還包括一推進電機轉速反饋單元，該 單元與主控制單元相連，用於將第二旋轉編碼器得到的推進電機實際轉速反饋給主控制單 元，去修正推進電機的轉速。
所述專用變頻器還包括快進、快退控制單元，該單元分別與專用變頻器端子信號輸入 端及主控制單元相連，用於將變頻器端子信號輸入端的快進、快退信號輸入主控制單元， 控制推進電機的快進和快退。
所述專用變頻器還包括終點快退及主電機停機控制單元，終點快退及主電機停機控制 單元分別與木材直徑運算單元和主控制單元相連，在所述主電機上設置有相應的受主控制
單元控制的繼電器，當木材直徑運算單元得到的直徑是設定的最小直徑時，該終點快退及 主電機停機單元工作，通過主控制單元控制推進電機快退，同時控制主電機上的繼電器，
使主電機停機。
所述工作檯上設置有調整杆，所述調整杆一端與工作檯靠近上、下主摩擦滾的一邊固 定連接，另一端與位移傳感器的拉杆固定連接，調整杆用於調整木材實際直徑與計算出的 理論直徑的對應關係。
一種專用變頻器，用於自動調節無卡軸旋切機推進電機的轉速，所述推進電機通過傳 動系統推動設置有擠壓摩擦滾1和切削刀的工作檯移動，並在機架上受主電機驅動的上主 摩擦滾2及下主摩擦滾3的共同作用下，旋切圓木獲得單板木材，所述工作檯上連接有位 移傳感器，所述變頻器包括A/D轉換器、主控制單元，其特徵在於，所述專用變頻器與設
置在工作檯上的位移傳感器和推進電機電連接，所述專用變頻器還包括第一關係儲存單元、 木材直徑運算單元、第二關係儲存單元、電機轉速運算單元，所述第一關係儲存單元儲存 工作檯的位置與木材直徑的對應關係，第二關係儲存單元儲存不同單板厚度下木材直徑與
推進電機轉速的對應關係，位移傳感器將檢測到的工作檯位置電信號經A/D轉換器轉換為 數位訊號傳遞給木材直徑運算單元，木材直徑運算單元通過調取第一關係儲存單元中工作 臺的位置與木材直徑的對應關係得到木材直徑，並將木材直徑傳遞給電機轉速運算單元， 由電機轉速運算單元根據該木材直徑調取第二關係儲存單元中推進電機的轉速，然後傳遞 給主控制單元，以控制推進電機的轉動，使工作檯工進。
所述木材直徑運算單元還與一木材直徑顯示單元相連，所述木材直徑顯示單元將木材 直徑運算單元得到的木材直徑送去變頻器數碼管顯示，所述電機轉速運算單元還與一推進 電機轉速顯示單元，所述推進電機轉速顯示單元將電機轉速運算單元得到的推進電機的轉 速送去變頻器數碼管顯示。
所述主電機上還連接有第一旋轉編碼器，所述第一旋轉編碼器與專用變頻器電連接， 所述專用變頻器還包括一摩擦滾轉速採集單元，該單元與第二關係儲存單元相連，用於將 第一旋轉編碼器得到的實際主電機轉速去修正木材直徑與推進電機轉速的對應關係。
所述推進電機或絲杆上連接有第二旋轉編碼器，所述專用變頻器內設有PID，所述第 二旋轉編碼器與專用變頻器電連接，所述專用變頻器還包括一推進電機轉速反饋單元，該 單元與主控制單元相連，用於將第二旋轉編碼器得到的推進電機實際轉速反饋給主控制單 元，去修正推進電機的轉速。
所述專用變頻器還包括快進、快退控制單元，該單元分別與變頻器端子信號輸入端及
主控制單元相連，用於將變頻器端子信號輸入端的快進、快退信號輸入主控制單元，控制 推進電機的快進和快退。
所述專用變頻器還包括終點快退及主電機停機控制單元，終點快退及主電機停機控制 單元分別與木材直徑運算單元和主控制單元相連，在所述主電機上設置有相應的受主控制 單元控制的繼電器，當木材直徑運算單元得到的直徑是設定的最小直徑時，該終點快退及 主電機停機單元工作，通過主控制單元控制推進電機快退，同時控制主電機上的繼電器， 使主電機停機。
一種數控無卡軸旋切機的進刀自動調速方法，所述數控無卡軸旋切機包括設置在機架 上可移動的工作檯，所述工作檯上固定連接有擠壓摩擦滾1和切削刀，所述機架上設置有 受主電機驅動的上主摩擦滾2及下主摩擦滾3,所述工作檯的移動由推進電機通過傳動系統 驅動，其特徵在於所述工作檯上連接有位移傳感器，所述推進電機、位移傳感器分別與專 用變頻器電相連，所述專用變頻器包括A/D轉換器和主控制單元，所述專用變頻器執行如
下的進刀自動調速過程
A、 根據所述位移傳感器測出的工作檯在機架上的位置，由A/D轉換器將工作檯位置 數值的模擬信號轉換為數位訊號；
B、 根據工作檯位置與圓木直徑的關係得到當前木材直徑；
C、 將當前木材直徑送去顯示，同時根據不同厚度下木材直徑與推進電機轉速的關係 得到該當前木材直徑下推進電機的轉速；
D、 主控制單元控制推進電機在該轉速下運轉以推動工作檯工進。
上述數控無卡軸旋切機的進刀自動調速方法，在完成了c步驟後，專用變頻器執行如
下的步驟
D'、將推進電機轉速送去顯示。
上述數控無卡軸旋切機的進刀自動調速方法，在完成了 D或D，步驟後，專用變頻器
執行如下步驟
E、 判斷木材直徑是否為設定終止值以及專用變頻器端子是否輸出有快進或快退命令， 若為設定終止值，做出工作檯快退的處理，並控制主電機停機；若為端子的命令，做出工 作臺快進或快退的處理；
上述數控無卡軸旋切機的進刀自動調速方法，在完成了D或D'步驟後，專用變頻器
執行如下的步驟
F、 對主電機轉速通過第一旋轉編碼器進行檢測後得到實際主電機轉速，將此實際轉
速與設定理論轉速比較，如不相同，修正木材直徑與推進電機轉速的對應關係。
上述數控無卡軸旋切機的進刀自動調速方法，在完成了D或D'步驟後，專用變頻器 執行如下的步驟
G、對推進電機轉速通過第二旋轉編碼器進行檢測後得到實際推進電機轉速，將此實 際轉速與計算出的理論轉速比較，如不相同，根據兩轉速的差值進行修正，並將修正結果 傳遞給主控制單元以調整電機的轉速。
技術效果
現有的數控無卡軸旋切機，由於擠壓摩擦滾1固定連接在所述工作檯上，且機架上受 主電機驅動的上主摩擦滾2及下主摩擦滾3位置也是固定的，因此一旦工作檯在機架上的 位置確定，則擠壓摩擦滾1與另兩個摩擦滾之間所夾住的圓木當前直徑就是確定的，又由
於上主摩擦滾2及下主摩擦滾3的線速度恆定，就能得出旋切相應厚度板材時該當前直徑
下推進電機的轉速。本發明數控無卡軸旋切機將工作檯位置與木材直徑的關係及不同厚度 調節比例時木材直徑與推進電機轉速的關係直接儲存在專用變頻器內，工作時將工作檯的 位置通過位移傳感器檢測出來並調用相應的關係，就能直接由專用變頻器得出推進電機的 轉速並去控制推進電機，使工作檯工進。在工進狀態下，主電機持續運轉。本發明數控無 卡軸旋切機由於直接通過位移傳感器測出工作檯的位置並確定木材工作時的直徑，省去了 現有自動控制系統必須設置的多個行程開關，使檢測非常方便，尤其具有優越性的是，本
發明將需要由電腦、PLC控制器來完成的工作直接由專用變頻器來完成，省去了較多的部
件，大大降低了設備成本，同時使得設備的操作變得簡單、方便，有利於市場推廣。
由於所述木材直徑運算單元還與一木材直徑顯示單元相連，所述木材直徑顯示單元與 單片機主控制單元相連並送去數碼管顯示。這樣，可以實時得知木材直徑，有利於操作者 設定工作行程和監視實際木材直徑和理論計算直徑的差，以便調整。電機轉速運算單元還 與一推進電機轉速顯示單元，便於觀察推進電機的運轉狀況，以對電機運轉的異常及時採 取措施。
由於所述主電機上還設置有與專用變頻器電連接第一旋轉編碼器，並在所述專用變頻 器中設置一摩擦滾轉速採集單元，該單元與第二關係儲存單元相連，能夠將第一旋轉編碼 器得到的實際主電機轉速去修正理論計算值，這是因為負載和外界因素的變化會影響木材 單板厚度，因此對摩擦滾的轉速通過第一旋轉編碼器進行採樣，發現起轉速發生變化，就 對木材直徑與推進電機轉速的關係進行調整，以保證單板厚度的均勻。
所述推進電機或絲杆上連接有第二旋轉編碼器，所述專用變頻器內設有PID，所述第 二旋轉編碼器與專用變頻器電連接，所述專用變頻器設置的推進電機轉速反饋單元能將第 二旋轉編碼器得到的推進電機實際轉速反饋給主控制單元，去修正推進電機的轉速，因此 可以實現閉環控制。
本發明專用變頻器，由於其內的第一關係儲存單元、第二關係儲存單元分別儲存有數 控無卡軸旋切機的工作檯位置與木材直徑的關係及不同厚度調節比例時木材直徑與推進電 機轉速的關係，則位移傳感器可將檢測到的工作檯位置電信號經A/D轉換器轉換為數字信
號傳遞給木材直徑運算單元，木材直徑運算單元可調取工作檯的位置與木材直徑的對應關 系得到木材直徑，並將木材直徑傳遞給推進電機轉速運算單元，由推進電機轉速運算單元 調取第二關係儲存單元中的轉速，然後傳遞給單片機主控制單元，就能實現對數控無卡軸 旋切機的自動控制，與通用變頻器相比，本發明專用變頻器具有了對數控無卡軸旋切機進 行自動控制的功能。
本發明數控無卡軸旋切機的進刀自動調速方法，由於專用變頻器能執行進刀自動調速 過程，可以使數控無卡軸旋切機的進刀自動調速的操作非常簡單、方便，有利於數控無卡 軸旋切機的推廣。
圖1是本發明數控無卡軸旋切機硬體結構示意圖2是本發明數控無卡軸旋切機專用變頻器新增加單元的結構框圖3是本發明專用變頻器優選的新增加單元的結構框圖4是本發明的進刀自動調速流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明做進一步的說明
圖1所述的數控無卡軸旋切機，包括機架4、設置在機架4上可移動的工作檯51、與 減速機6相連的推進電機7、設置在機架4上受主電機驅動的上主摩擦滾2及下主摩擦滾3, 工作檯51上固定連接有切削刀52、擠壓摩擦滾1，工作檯51的移動由推進電機7通過減 速機6在內的傳動系統55驅動，推進電機7的轉速由變頻器調節，所述變頻器包括A/D轉 換器、主控制單元，其特徵在於工作檯51上連接有位移傳感器53，所述變頻器為專用變頻 器9，推進電機7、位移傳感器53分別與專用變頻器9電相連，專用變頻器9還包括第一
關係儲存單元、木材直徑運算單元、第二關係儲存單元、電機轉速運算單元，見圖2，所述 第一關係儲存單元儲存工作檯51的位置與木材54的直徑的對應關係，第二關係儲存單元 儲存不同單板厚度(即被旋切出的木板的厚度)下木材54直徑與推進電機轉速的對應關係， 位移傳感器53將檢測到的工作檯51位置電信號經A/D轉換器轉換為數位訊號傳遞給木材 直徑運算單元，木材直徑運算單元通過調取第一關係儲存單元中工作檯51的位置與木材54 直徑的對應關係得到木材直徑，並將木材54直徑傳遞給電機轉速運算單元，由電機轉速運 算單元根據該木材直徑調取第二關係儲存單元中對應的推進電機7的轉速，然後傳遞給主 控制單元，以控制推進電機的轉動，使工作檯工進，在工進狀態下，主電機保持運轉。
見圖3，優選地，所述木材直徑運算單元還與一木材直徑顯示單元相連，所述木材直 徑顯示單元將木材直徑運算單元得到的木材直徑送去變頻器數碼管顯示，以使操作者能實 時得知木材直徑54。通常，在實際操作中，安裝好圓木，在專用變頻器9上完成相應設置 後就可以啟動主電機實施旋切，根據木材直徑54的顯示，停機後檢測實際直徑與顯示的理 論值的差值，可以調節位移傳感器53與工作檯51之間的位置關係，使計算值與實際值一 致。具體調節措施可以為在工作檯51上設置調整杆56，調整杆56—端與工作檯51靠近 上、下主摩擦滾2、 3的一邊固定連接，另一端與位移傳感器53的拉杆531固定連接，調 整杆56即用於調整木材實際直徑與計算出的理論直徑的對應關係。
所述電機轉速運算單元還與一推進電機轉速顯示單元，所述推進電機轉速顯示單元將 電機轉速運算單元得到的推進電機的轉速送去變頻器數碼管顯示。推進電機的轉速顯示也 便於操作人員掌握旋切的進程， 一旦發現不正常轉速變化，可以及時處理。
優選地，主電機上還連接有第一旋轉編碼器8，見圖1，第一旋轉編碼器8與專用變頻 器9電連接。見圖3，所述專用變頻器還包括一摩擦滾轉速採集單元，該單元與第二關係儲 存單元相連，用於將第一旋轉編碼器得到的實際主電機轉速去修正木材直徑與推進電機轉 速的對應關係。
還優選地，所述推進電機或絲杆上連接有第二旋轉編碼器82 (見圖1)，所述專用變頻 器內設有PID，第二旋轉編碼器82與專用變頻器9電連接，圖3中所述專用變頻器還包括 一推進電機轉速反饋單元，該單元與主控制單元相連，用於將第二旋轉編碼器得到的推進 電機實際轉速反饋給主控制單元，去修正推進電機的轉速。
圖3中，還優選地，所述專用變頻器還包括快進、快推控制單元，該單元分別與專用 變頻器端子信號輸入端及主控制單元相連，用於將變頻器端子信號輸入端的快進、快退信 號輸入主控制單元，控制推進電機的快進和快退。
圖4中所述專用變頻器執行如下的進刀自動調速過程
A、 根據所述位移傳感器測出的工作檯在機架上的位置，由A/D轉換器將工作檯位置 數值的模擬信號轉換為數位訊號；
B、 根據工作檯位置與木材直徑的關係得到當前木材直徑；
C、 將當前木材直徑送去顯示，同時根據不同厚度下木材直徑與推進電機轉速的關係 得到該當前木材直徑下推進電機的轉速，再將得到的該推進電機轉速送去顯示。—
D、 主控制單元控制推進電機在該轉速下運轉以推動工作檯工進，在工進狀態下主電 機始終保持運轉狀態。
E、 判斷木材直徑是否為設定終止值以及專用變頻器端子是否輸出有快進或快退命令， 若為設定終止值，做出工作檯快退的處理，並控制主電機停機；若為端子的命令，做出工 作臺快進或快退的處理；
上述數控無卡軸旋切機的進刀自動調速方法，在完成了D步驟後，專用變頻器執行如 下的步驟
F、 對主電機轉速通過第一旋轉編碼器進行檢測後得到實際主電機轉速，將此實際轉 速與設定理論轉速比較，如不相同，修正木材直徑與推進電機轉速的對應關係。
上述數控無卡軸旋切機的進刀自動調速方法，在完成了D步驟後，專用變頻器執行如 下的步驟
G、 對推進電機轉速通過第二旋轉編碼器進行檢測後得到實際推進電機轉速，將此實 際轉速與計算出的理論轉速比較，如不相同，根據兩轉速的差值進行修正，並將修正結果 傳遞給主控制單元以調整電機的轉速。
上面的F、 G步驟可以同時進行。
具體地，將工作檯51帶動的位移傳感器53採用12位的A/D轉換，可分為4000個位 置點(當然也可是其他的數量)；這些點分為起始點，終止點，和工作區，這樣各位置點與位 移傳感器53傳出的電壓值比如0-5V —一對應，然後將0--5V通過專用變頻器9功能碼設 定起點工料直徑和終點工料直徑；當面板上的工進丌關接通後，工作檯帶動位移傳感器在 工作區內以工進運行，當運行到終止點時便自動以快速退回到起點，再繼續工進運行，如 此往復，直到工進開關斷開。在工進過程中，快進、快退開關具有優先動作。工作檯51工 進過程中，專用變頻器9把位移傳感器53的信號進行處理，得出當前點的位置，從而得出 木材54的直徑，將該直徑送去顯示的同時，去調取所對應的推進電機7轉速信號，驅動推 進電機7運轉，旋切出合格的單板。因此實際上本發明是通過由專用變頻器對工進區內點
的位置運算，讓我們時時了解旋切木材54的直徑，而第二關係儲存單元儲存著在不同厚度 調節比例下木材54的直徑與推進電機7轉速的關係，可以隨時調用，兩種關係都可以通過 變頻器功能碼進行修正，達到精確對應。
在普通的變頻器中，只具有直線加速和曲線加速，而且是設定好的，運行過程不受外 接信號的控制，不具備將位移傳感器送回的0--5V信號與特定的控制關係進行疊加後送去 控制電機的轉速和顯示的功能，更不用說改變控制關係。而本發明的專用變頻器9由於有 了相應的軟體單元，可以實現這些功能，這些功能的實現不是通過複雜的輸入文本、PLC 控制器(或電腦)等來實現，而是通過設置位移傳感器及相應的各組成參數的對應關係和 運算來實現的，因此不但結構簡單，而且操作方便，便於廣泛推廣。
根據負載的變化會影響單板厚度，可採取如下兩種調整方式對推進電機7的轉速採
用第二旋轉編碼器82進行閉環控制；將摩擦滾的轉速進行採樣，發現起轉速發生變化，即
可對第二關係儲存單元儲存的不同厚度調節比例下木材直徑與推進電機轉速的對應關係進 行調整，保證單板的厚度，為了降低設備成本，也可將這些功能關閉。
權利要求
1、數控無卡軸旋切機，包括機架、設置在機架上可移動的工作檯、與傳動系統相連的推進電機、設置在機架上受主電機驅動的上主摩擦滾及下主摩擦滾，所述工作檯上固定連接有擠壓摩擦滾和切削刀，所述工作檯的移動由推進電機通過傳動系統驅動，所述推進電機的轉速由變頻器調節，所述變頻器包括A/D轉換器、主控制單元，其特徵在於所述工作檯上連接有位移傳感器，所述變頻器為專用變頻器，所述推進電機、位移傳感器分別與專用變頻器電相連，所述專用變頻器還包括第一關係儲存單元、木材直徑運算單元、第二關係儲存單元和電機轉速運算單元，所述第一關係儲存單元儲存工作檯的位置與木材直徑的對應關係，第二關係儲存單元儲存不同單板厚度下木材直徑與推進電機轉速的對應關係，位移傳感器將檢測到的工作檯位置電信號經A/D轉換器轉換為數位訊號傳遞給木材直徑運算單元，木材直徑運算單元通過調取第一關係儲存單元中工作檯的位置與木材直徑的對應關係得到木材直徑，並將木材直徑傳遞給電機轉速運算單元，由電機轉速運算單元根據該木材直徑調取第二關係儲存單元中對應的推進電機的轉速，然後傳遞給主控制單元，以控制推進電機的轉動，使工作檯工進。
2、 根據權利要求1所述的數控無卡軸旋切機，其特徵在於所述木材直徑運算單元還與 一木材直徑顯示單元相連，所述木材直徑顯示單元將木材直徑運算單元得到的木材直徑送 去變頻器數碼管顯示，所述電機轉速運算單元還與一推進電機轉速顯示單元，所述推進電 機轉速顯示單元將電機轉速運算單元得到的推進電機的轉速送去變頻器數碼管顯示。
3、 根據權利要求1或2所述的數控無卡軸旋切機，其特徵在於所述專用變頻器還包括 終點快退及主電機停機控制單元，終點快退及主電機停機控制單元分別與木材直徑運算單 元和主控制單元相連，在所述主電機上設置有相應的受主控制單元控制的繼電器，當木材 直徑運算單元得到的直徑是設定的最小直徑時，該終點快退及主電機停機單元工作，通過 主控制單元控制推進電機快退，同時控制主電機上的繼電器，使主電機停機。
4、 根據權利要求1或2所述的數控無卡軸旋切機，其特徵在於所述主電機上還連接有 第一旋轉編碼器，所述第一旋轉編碼器與專用變頻器電連接，所述專用變頻器還包括一摩 擦滾轉速採集單元，該單元與第二關係儲存單元相連，用於將第一旋轉編碼器得到的實際 主電機轉速去修正木材直徑與推進電機轉速的對應關係。
5、 根據權利要求1或2所述的數控無卡軸旋切機，其特徵在於所述推進電機或絲杆上 連接有第二旋轉編碼器，所述專用變頻器內設有PID，所述第二旋轉編碼器與專用變頻器電 連接，所述專用變頻器還包括一推進電機轉速反饋單元，該單元與主控制單元相連，用於 將第二旋轉編碼器得到的推進電機實際轉速反饋給主控制單元，去修正推進電機的轉速。
6、 根據權利要求1或2所述的數控無卡軸旋切機，其特徵在於所述專用變頻器還包括 快進、快退控制單元，該單元分別與專用變頻器端子信號輸入端及主控制單元相連，用於 將變頻器端子信號輸入端的快進、快退信號輸入主控制單元，控制推進電機的快進和快退。
7、 根據權利要求1或2所述的數控無卡軸旋切機，其特徵在於所述工作檯上設置有調 整杆，所述調整杆一端與工作檯靠近上、下主摩擦滾的一邊固定連接，另一端與位移傳感 器的拉杆固定連接，調整杆用於調整木材實際直徑與計算出的理論直徑的對應關係。
8、 一種專用變頻器，用於自動調節無卡軸旋切機推進電機的轉速，所述推進電機通過 傳動系統推動設置有擠壓摩擦滾和切削刀的工作檯移動，並在機架上受主電機驅動的上主 摩擦滾及下主摩擦滾的共同作用下，旋切圓木獲得單板木材，所述工作檯上連接有位移傳 感器，所述變頻器包括A/D轉換器、主控制單元，其特徵在於，所述專用變頻器與設置在 工作檯上的位移傳感器和推進電機電連接，所述專用變頻器還包括第一關係儲存單元、木 材直徑運算單元、第二關係儲存單元、電機轉速運算單元，所述第一關係儲存單元儲存工 作臺的位置與木材直徑的對應關係，第二關係儲存單元儲存不同單板厚度下木材直徑與推 進電機轉速的對應關係，位移傳感器將檢測到的工作檯位置電信號經A/D轉換器轉換為數 字信號傳遞給木材直徑運算單元，木材直徑運算單元通過調取第一關係儲存單元中工作檯 的位置與木材直徑的對應關係得到木材直徑，並將木材直徑傳遞給電機轉速運算單元，由 電機轉速運算單元根據該木材直徑調取第二關係儲存單元中推進電機的轉速，然後傳遞給 主控制單元，以控制推進電機的轉動，使工作檯工進。
9、 根據權利要求8所述的專用變頻器，其特徵在於所述木材直徑運算單元還與一木材 直徑顯示單元相連，所述木材直徑顯示單元將木材直徑運算單元得到的木材直徑送去變頻 器數碼管顯示，所述電機轉速運算單元還與一推進電機轉速顯示單元，所述推進電機轉速 顯示單元將電機轉速運算單元得到的推進電機的轉速送去變頻器數碼管顯示。
10、 根據權利要求8或9所述的專用變頻器，其特徵在於所述專用變頻器還包括終點 快退及主電機停機控制單元，終點快退及主電機停機控制單元分別與木材直徑運算單元和 主控制單元相連，在所述主電機上設置有相應的受主控制單元控制的繼電器，當木材直徑 運算單元得到的直徑是設定的最小直徑時，該終點快退及主電機停機單元工作，通過主控 制單元控制推進電機快退，同時控制主電機上的繼電器，使主電機停機。
11、 根據權利要求8或9所述的專用變頻器，其特徵在於所述主電機上還連接有第一 旋轉編碼器，所述第一旋轉編碼器與專用變頻器電連接，所述專用變頻器還包括一摩擦滾 轉速採集單元，該單元與第二關係儲存單元相連，用於將第一旋轉編碼器得到的實際主電 機轉速去修正木材直徑與推進電機轉速的對應關係；所述推進電機或絲杆上連接有第二旋 轉編碼器，所述專用變頻器內設有PID，所述第二旋轉編碼器與專用變頻器電連接，所述專 用變頻器還包括一推進電機轉速反饋單元，該單元與主控制單元相連，用於將第二旋轉編 碼器得到的推進電機實際轉速反饋給主控制單元，去修正推進電機的轉速。
12、 根據權利要求8或9所述的專用變頻器，其特徵在於所述專用變頻器還包括快進、 快退控制單元，該單元分別與變頻器端子信號輸入端及主控制單元相連，用於將變頻器端 子信號輸入端的快進、快退信號輸入主控制單元，控制推進電機的快進和快退。
13、 一種數控無卡軸旋切機的進刀自動調速方法，所述數控無卡軸旋切機包括設置在 機架上可移動的工作檯，所述工作檯上固定連接有擠壓摩擦滾1和切削刀，所述機架上設 置有受主電機驅動的上主摩擦滾2及下主摩擦滾3，所述工作檯的移動由推進電機通過傳動 系統驅動，其特徵在於所述工作檯上連接有位移傳感器，所述推進電機、位移傳感器分別 與專用變頻器電相連，所述專用變頻器包括A/D轉換器和主控制單元，所述專用變頻器執 行如下的進刀自動調速過程A、 根據所述位移傳感器測出的工作檯在機架上的位置，由A/D轉換器將工作檯位置 數值的模擬信號轉換為數位訊號；B、 根據工作檯位置與圓木直徑的關係得到當前木材直徑；C、 將當前木材直徑送去顯示，同時根據不同厚度下木材直徑與推進電機轉速的關係 得到該當前木材直徑下推進電機的轉速；D、 主控制單元控制推進電機在該轉速下運轉以推動工作檯工進。
14、 根據權利要求13所述的數控無卡軸旋切機的進刀自動調速方法，其特徵在於在完 成了C步驟後，專用變頻器執行如下的歩驟D'、將推進電機轉速送去顯示。
15、 根據權利要求13或14所述的數控無卡軸旋切機的進刀自動調速方法，其特徵在 於所述數控無卡軸旋切機的進刀自動調速方法，專用變頻器還執行如下步驟E、 判斷木材直徑是否為設定終止值以及專用變頻器端子是否輸出有快進或快退命令， 若為設定終止值，做出工作檯快退的處理，且主控制單元控制主電機停機；若為端子的命令，做出工作檯快進或快退的處理。
16、 根據權利要求13或14所述的數控無卡軸旋切機的進刀自動調速方法，其特徵在於所述數控無卡軸旋切機的進刀自動調速方法，專用變頻器還執行如下的步驟 F、對主電機轉速通過第一旋轉編碼器進行檢測後得到實際主電機轉速，將此實際轉 速與設定理論轉速比較，如不相同，修正木材直徑與推進電機轉速的對應關係。
17、根據權利要求13或14所述的數控無卡軸旋切機的進刀自動調速方法，其特徵在 於所述數控無卡軸旋切機的進刀自動調速方法，專用變頻器還執行如下的步驟G、對推進電機轉速通過第二旋轉編碼器進行檢測後得到實際推進電機轉速，將此實際轉速與計算出的理論轉速比較，如不相同，根據兩轉速的差值進行修正，並將修正結果傳 遞給主控制單元以調整電機的轉速。
全文摘要
本發明「數控無卡軸旋切機及其專用變頻器和進刀自動調速方法」涉及一種木材加工機械及其專用部件和應用方法。本發明的數控無卡軸旋切機在工作檯上連接有位移傳感器，所述變頻器為專用變頻器，所述專用變頻器還包括第一關係儲存單元、木材直徑運算單元、第二關係儲存單元、電機轉速運算單元，所述第一關係儲存單元儲存工作檯的位置與木材直徑的對應關係，第二關係儲存單元儲存不同單板厚度下木材直徑與推進電機轉速的對應關係，本發明數控無卡軸旋切機直接通過位移傳感器測出工作檯的位置並確定木材工作時的直徑，省去了現有自動控制系統必須設置的多個行程開關，使檢測非常方便，特別是本發明將需要由電腦、PLC控制器來完成的工作直接由專用變頻器來完成，省去了較多的部件，大大降低了設備成本，同時使得設備的操作變得簡單、方便，有利於市場推廣。
文檔編號B27L5/00GK101100080SQ200710120109
公開日2008年1月9日 申請日期2007年8月9日 優先權日2007年8月9日
發明者呂寶偉 申請人:呂寶偉