英威腾Goodrive12变频器在旋切机上的应用

摘  要：森林资源的日益匾乏, 对木材资源的综合高效利用已成为摆在木工设备制造业和木材加工业面前的重要课题。英威腾电气股份有限公司自主研发生产的Goodrive12高性能矢量变频器以其高稳定性，高可靠性及优异的刹车控制性能，在中型木材旋切机应用领域获得一致好评。

关键词：Goodrive12   木材加工机械  无卡旋切机

一、引言

目前多层板生产厂家在单板生产过程中, 采用传统的有卡定心圆木旋切机进行加工，这种加工方法精度高，质量好。但是, 由于卡心的存在， 旋切圆木直径在200mm 左右时，就无法在有卡旋切机上加工；而且圆木直径较小时， 圆木刚度降低， 旋切单板质量较差， 这时如果将剩余的木芯抛弃或加工成木工芯板,均会造成原材料的极大浪费，从而增加单板的生产成本。 于是厂家普遍采用无卡圆木旋切机对剩余木芯进行再次旋切， 使原材料得到了充分利用。随着经济的快速发展，机床工业也有了飞跃的发展：体现在新技术的广泛应用和企业效益的明显改善。本文将着重论述变频器在无卡旋切机上的应用。

二、旋切机的特点

Goodrive12旋切机专用变频器是在英威腾Goodrive300变频器产品平台上开发的一款专用产品。变频器将旋切机原控制系统中的控制器/PLC功能集成到变频器内，可将控制器/PLC省掉，并且具有旋切和分断一体控制。用于木材的旋切加工，具有旋切厚度均匀、精确，木材分断时可精确控制最后一张木材长度，完全符合客户需求，可以使客户无缝切换。在与同类竞争产品相比，具有以下产品功能优势：

1、独特厚度补偿，效果更佳；

2、定时停机，还来更加灵活的商务操作；

3、旋切、定长分断一体控制。

客户对价格敏感，可通过简易设计、经济定位，在OEM客户中具有价格竞争力。

图1 旋切机现场示意图

三、旋切机的控制要求

本文仅以国内某厂家生产的旋切机使用现场的要求为例进行说明，具体控制要求如下：

Ø      优异速度控制精度，低频转矩特性，良好弱磁控制；

Ø      刹车性能优异，必须满足急停急启，且正反转切换必须迅速；

Ø      调试简单，支持参数静态自学习；

Ø      良好的过载能力及环境适应能力，运行可靠性高；

Ø      EMC性能优异，避免变频对外造成干扰；

Ø      旋切厚度误差在±0.01mm，旋切长度误差在±20mm

输入的参数见表1：

表1 输出参数表

四、系统原理及控制实现

4.1    旋切机关键部件示意图

图2 旋切机示意图

4.2    控制实现

Ø      按启动开关，变频器开始工作，压辊电机先启动（由变频器输出继电器控制压辊电机接触器）

Ø      压辊电机启动后，经过丝杆电机启动延时时间，丝杆电机启动，如按下快进开关则按快进速度进刀，否则按圆木实际直径计算速度进刀（通过丝杆电机编码器的输入得到刀台位移量，计算出圆木实际直径，再根据数学模型得到丝杆电机的进给速度），当旋切刀碰到前行程开关（圆点复位开关）时，压辊电机立即停止，同时丝杆电机按设定的快退速度退刀至退刀截止位置（张口设定位置）或退刀转换进刀位移，再进刀，依次循环。退刀过程中，当压辊电机停止时间大于压辊电机再启动时间时，压辊电机再启动，如下图3所示。

图3 旋切刀原理示意图

Ø      丝杆电机在进刀时，如果按下快退开关，则立即快速退刀，在退刀或按圆木直径计算进刀时，如果按下快进开关，则立即快速进刀。

Ø      前行程点同时为原点复位点。在进刀旋切过程中，当碰到前行程开关时，自动退刀，并进行原点复位，防止干扰导致位移量偏差的产生。