变频器在原木旋切机上的应用探讨

变频器在原木旋切机上的应用探讨

摘要：中国森林资源且木材需求量非常之大，据统计，木材短缺量已经达到5000万立方，供需矛盾的加剧，为开发利用小径木材技术造成了客观上的前提。欧瑞传动YM2000变频器成功应用于原木旋切机上，系统稳定可靠，有效利用了小木芯，生产的胶合板满足指标要求。

关键词：数控无卡旋切机欧瑞传动YM2000

新型无卡轴木材旋切机通过变频调速控制单板的旋切,由于采用新型结构和机电一体化系统的设计，具有较高自动化程度，提高木材利用率，具有良好的市场推广价值。

1 原系统分析

旋切机是胶合板生产线或单板生产线上的重要设备,分为有卡轴旋切机和无卡轴旋切机。前者简称有卡，即在木头的两头用卡头卡住进行旋切，卡头直径一般是100 mm左右，这将导致在100 mm以内的木芯不能有效利用。

无卡轴旋切机主要由主体机架、双辊系统、单辊系统、刀架、传动系统、电气系统等组成，采用数字伺服控制技术和变频控制技术，提高了生产单板精度，将有卡轴旋切机旋切剩余的木芯进行二次利用，将木芯旋切成不同厚度的单板。

2 变频器在新型数控无卡轴旋切机上的应用方案

2.1 旋切机工作原理

木料安放在传动棍上，主电动机带动传动辊与压辊产生旋转力矩使原木旋转，由进给电机通过传动装置使推动轮与原木紧贴。编码器和刀床移位传感器控制刀具与原木产生切向运动，随着原木直径减小，刀床移位传感器控制刀具进给，保证所切削下的木皮薄厚一致。

2.2 详细参数说明

(1)厚度设定1：设定需要的木皮厚度（单位mm）。

(2)厚度调节1：用来设定“厚度设定1”的调节。“厚度调节1”计算方法如下：厚度调节1=设定厚度1.7÷实际厚度1.6=1.063，既为厚度调节1值。

(3)厚度不一致调节1：假如切出来的木皮前后不一致时应调节此参数。例如：切出的木皮前薄后厚时，应量一下在木头直径大约200 mm处切出来的木皮厚度，假设比设定值薄了0.2 mm，则把“厚度不一致调节1”设入“1.00+0.20=1.20”。

(4)头刀调节：旋切过程中，中途停机后再启动会有个头刀，如果这个头刀厚（薄），应适当减小（增加）此参数。

(5)中途停机尾刀调节：旋切木头中途停机会有个尾刀，如果这

个尾刀薄（厚度）了，需要加大（减少）此参数。

(6)尾刀调节：此参数用来调节尾刀厚薄。尾刀厚（薄）了应适当减小（增加）此参数，建议增加减小幅度不要太大。

(7)最小木棍直径：此参数调节最后剩余的木棍直径（单位毫米）。例如，碰到行程开关后剩余的木棍直径为32 mm，当我们需要木棍直径大于32 mm时就不用动行程开关，只需要设入所需直径即可，如果设入50 mm工作时会自动得到50 mm直径的木棍。

(8)最小木棍直径调节：用来调节“最小木棍直径”,如果输出的木棍直径与设定的最小木棍直径偏大，应适当调小“最小木棍直径调节”，反之调大。

(9)刀台自动后退距离（单位毫米）：可根据木头大小适当调节刀台张口。

(10)加速时间：用来调节频率往上加的快慢，均匀度不好时应调节此参数。

(11)减速时间：用来调节频率往下减的快慢，均匀度不好时应调节此参数。

(12)均匀度调节：用以调节切割出的木皮均匀度，当均匀度不好时应适当调节此参数，一般设定为15。

2.3 使用注意事项

(1)在自检功能打开状态下，如果出现了过流、欠压等保护后请不要断电，直接按操作面板上的“停/复”键重启机器，等机器重启后操作前进、后退摇杆拿出木头，然后断电后再上电方可进行正常操作。

(2)在自检功能关闭状态下，如果改动了“偏移”、“编码器线数”、“螺杆丝距”、“单双辊直径”、“双辊中心距”、“上电自检功能开关”这些参数，改完后请断电，再次上电后请操作机器使行程开关动作一次后方可进行正常工作。

(3)双辊编码器故障及解决。自检完成后请按上升键，切换到显示转速的界面，运行当双辊转动时请看看显示的转速是否准确，如果有变化的数据显示，应检查“双辊编码器线数”此参数设置的值是否和实际双辊编码器一致；如果显示的数据为固定值，且比实际转速大，请“双辊最小转速调节”设为比较小的值；

(4)行程开关相关问题。机器碰到行程开关后刀台还继续往前走，应检查一下行程开关是否损坏，或者是线是否接错；如果机器不能前进，只能后退，应检测行程开关被接成常闭模式，或者损坏。

(5)切出的木皮厚度与实际偏差很大，应检查传动比参数是否设对，再检查运行时双辊转速是否检测准确。如果这两个都没问题，应调整厚度参数来改善。

(6)单双辊不转故障，如果进给电机运行，刀台正常向前推进，但是单双辊不转，应检查TA2,TC2端子上的线是否有问题。

(7)切出的木棍直径变化时，应换个新的接触器试试，或者把行程开关调得小点，把“最小木棍直径调节”设为所需的直径，让机器在最后碰不到行程开关就自动后退，切出的木棍直径符合要求。

(8)工作电流要求。正常时工作电流大约为4到7安。当工作电流达到10安以上时应请检查切刀是否钝了，或换把磨好的刀试试。

(9)如果跳进给编码器错误应检查进给编码器的A,B线是否接反了。

(10)如果跳进给编码器无数据应检查进给编码器是否损坏或线完全接错了。

3 变频器控制的优势

欧瑞传动YM2000变频器成功应用于原木旋切机自动控制系统上，具有以下显著特点：

①CPU采用DSP高速处理芯片保证直径计算精确，从而保证出皮更均匀。②中途停机无薄皮、无尾刀。③三相电源电压波动范围宽以保证农村，山区，或离变压器较远的用户在电压波动范围大，经常电压较低的用户能正常使用。④电流矢量控制，低频力矩大。保证在旋切大木头、较硬材质木材和阴阳木时，有足够的力矩。⑤断电再开

机自检时间比其他品牌节省70%,大大提高工作效率。⑦独立的风道设计，高温环境散热效果明显，后期变频器维护更简单。⑧三层防护处理工艺，确保变频器更能适应潮湿的工作环境。

4 结语

基于对原木旋切机工艺的分析，设计了专用的变频器，针对性较强，运行性能得到了很大的改善，同时集成度高，操作简便，具有可靠的保护和故障诊断功能。软、硬件设计都突出数字化、模块化的特点。选择模块化、集成化的先进器件，提高驱动性能、可靠性和输出频率范围，经过大量模拟实验和现场调试，已达到预期的效果。

随着国内木工行业的飞速发展，对木材的需求将逐年增加，专用变频器以其丰富的功能，将会得到更为广泛的应用。

参考文献

[1] 马小亮.高性能变频调速及其典型控制系统[M.]北京：机械工业出版社，2010.