数控无卡轴旋切机及其专用变频器和进刀自动调速方法

专利名称：数控无卡轴旋切机及其专用变频器和进刀自动调速方法
技术领域：
本发明涉及一种木材加工机械，特别是将圆木切成连续的薄板的无卡轴旋切机。
背景技术：
在现有的无卡轴旋切机中，电机的动力通过机械传动机构带动夹住圆木的三个摩擦滚 即挤压摩擦滚l、上主摩擦滚2、及下主摩擦滚3旋转，从而带动木头旋转，工作台带动挤 压摩擦滚1和刀片连续的往木头方向推进，完成木头的旋切单板的过程。在旋切过程中， 木头由于直径不断变小，转速不断的加快，也就要求工作台的速度是不断加快才能使旋切 出来的单板厚度一致；同时工作台的运动速度还要把由于木头直径变小，不断的往上主摩 擦滚2和下主摩擦滚3中间缝的运动补偿过来，才能达到旋切出的单板厚度一致。
现有无卡轴旋切机安装有挤压摩擦滚1的工作台的推进运行方式有三大类， 一类是采 用调速电机带动推进丝杠运转，这种方式由于精度差，已经被第二类代替了； 二类是发明 人本人01216566.2号实用新型专利，这类目前市场上正在使用，但由于曲线槽的加工精度 和使用磨损，并不是十分完善。三类是由输入文本、PLC控制器(或电脑)、变频器、 电机带动丝杠推动工作台运动，有旋转编码器检测丝杠的转速进行反馈来保证推进速度进 行补偿，比如200420053556.9号实用新型专利和01259484.9号实用新型专利，前一实用新 型专利采用PLC控制器，后一实用新型专利采用电脑来储存刀架位置与刀架进给速度的关 系并做运算，这种方式，白白浪费了变频器的资源，增加了设备的故障率及设备制造成本， 同时设备显得复杂化，比如必须在机架上设置确定刀架位置的多个行程开关，有多个硬件 设备的连接，如电脑及其附设；这类旋切机也不利于操作，因此一直没被市场推广。

发明内容
本发明解决现有技术采用曲线槽则具有配合精度降低、木材加工质量下降的问题，而 采用PLC或电脑控制则有成本太高、结构复杂的问题，设计一种既不需要采用曲线槽，又 能精确控制加工精度，保证木材加工质量，同时成本低廉的数控无卡轴旋切机，本发明还 涉及该旋切机的专用变频器及进刀自动调速方法。
本发明的技术方案是这样的-
数控无卡轴旋切机，包括机架、设置在机架上可移动的工作台、与传动系统相连的推 进电机、设置在机架上受主电机驱动的上主摩擦滚2及下主摩擦滚3，所述工作台上固定连 接有挤压摩擦滚1和切削刀，所述工作台的移动由推进电机通过传动系统驱动，所述推进 电机的转速由变频器调节，所述变频器包括A/D转换器、主控制单元，其特征在于所述工 作台上连接有位移传感器，所述变频器为专用变频器，所述推进电机、位移传感器分别与 专用变频器电相连，所述专用变频器还包括第一关系储存单元、木材直径运算单元、第二 关系储存单元、电机转速运算单元，所述第一关系储存单元储存工作台的位置与木材直径 的对应关系，第二关系储存单元储存不同单板厚度下木材直径与推进电机转速的对应关系， 位移传感器将检测到的工作台位置电信号经A/D转换器转换为数字信号传递给木材直径运 算单元，木材直径运算单元通过调取第一关系储存单元中工作台的位置与木材直径的对应 关系得到木材直径，并将木材直径传递给电机转速运算单元，由电机转速运算单元根据该 木材直径调取第二关系储存单元中对应的推进电机的转速，然后传递给主控制单元，以控 制推进电机的转动，使工作台工进。
所述木材直径运算单元还与一木材直径显示单元相连，所述木材直径显示单元将木材 直径运算单元得到的木材直径送去变频器数码管显示，所述电机转速运算单元还与一推进
电机转速显示单元，所述推进电机转速显示单元将电机转速运算单元得到的推进电机的转 速送去变频器数码管显示。
所述主电机上还连接有第一旋转编码器，所述第一旋转编码器与专用变频器电连接， 所述专用变频器还包括一摩擦滚转速采集单元，该单元与第二关系储存单元相连，用于将 第一旋转编码器得到的实际主电机转速去修正木材直径与推进电机转速的对应关系。
所述推进电机或丝杆上连接有第二旋转编码器，所述专用变频器内设有PID，所述第 二旋转编码器与专用变频器电连接，所述专用变频器还包括一推进电机转速反馈单元，该 单元与主控制单元相连，用于将第二旋转编码器得到的推进电机实际转速反馈给主控制单 元，去修正推进电机的转速。
所述专用变频器还包括快进、快退控制单元，该单元分别与专用变频器端子信号输入 端及主控制单元相连，用于将变频器端子信号输入端的快进、快退信号输入主控制单元， 控制推进电机的快进和快退。
所述专用变频器还包括终点快退及主电机停机控制单元，终点快退及主电机停机控制 单元分别与木材直径运算单元和主控制单元相连，在所述主电机上设置有相应的受主控制
单元控制的继电器，当木材直径运算单元得到的直径是设定的最小直径时，该终点快退及 主电机停机单元工作，通过主控制单元控制推进电机快退，同时控制主电机上的继电器，
使主电机停机。
所述工作台上设置有调整杆，所述调整杆一端与工作台靠近上、下主摩擦滚的一边固 定连接，另一端与位移传感器的拉杆固定连接，调整杆用于调整木材实际直径与计算出的 理论直径的对应关系。
一种专用变频器，用于自动调节无卡轴旋切机推进电机的转速，所述推进电机通过传 动系统推动设置有挤压摩擦滚1和切削刀的工作台移动，并在机架上受主电机驱动的上主 摩擦滚2及下主摩擦滚3的共同作用下，旋切圆木获得单板木材，所述工作台上连接有位 移传感器，所述变频器包括A/D转换器、主控制单元，其特征在于，所述专用变频器与设
置在工作台上的位移传感器和推进电机电连接，所述专用变频器还包括第一关系储存单元、 木材直径运算单元、第二关系储存单元、电机转速运算单元，所述第一关系储存单元储存 工作台的位置与木材直径的对应关系，第二关系储存单元储存不同单板厚度下木材直径与
推进电机转速的对应关系，位移传感器将检测到的工作台位置电信号经A/D转换器转换为 数字信号传递给木材直径运算单元，木材直径运算单元通过调取第一关系储存单元中工作 台的位置与木材直径的对应关系得到木材直径，并将木材直径传递给电机转速运算单元， 由电机转速运算单元根据该木材直径调取第二关系储存单元中推进电机的转速，然后传递 给主控制单元，以控制推进电机的转动，使工作台工进。
所述木材直径运算单元还与一木材直径显示单元相连，所述木材直径显示单元将木材 直径运算单元得到的木材直径送去变频器数码管显示，所述电机转速运算单元还与一推进 电机转速显示单元，所述推进电机转速显示单元将电机转速运算单元得到的推进电机的转 速送去变频器数码管显示。
所述主电机上还连接有第一旋转编码器，所述第一旋转编码器与专用变频器电连接， 所述专用变频器还包括一摩擦滚转速采集单元，该单元与第二关系储存单元相连，用于将 第一旋转编码器得到的实际主电机转速去修正木材直径与推进电机转速的对应关系。
所述推进电机或丝杆上连接有第二旋转编码器，所述专用变频器内设有PID，所述第 二旋转编码器与专用变频器电连接，所述专用变频器还包括一推进电机转速反馈单元，该 单元与主控制单元相连，用于将第二旋转编码器得到的推进电机实际转速反馈给主控制单 元，去修正推进电机的转速。
所述专用变频器还包括快进、快退控制单元，该单元分别与变频器端子信号输入端及
主控制单元相连，用于将变频器端子信号输入端的快进、快退信号输入主控制单元，控制 推进电机的快进和快退。
所述专用变频器还包括终点快退及主电机停机控制单元，终点快退及主电机停机控制 单元分别与木材直径运算单元和主控制单元相连，在所述主电机上设置有相应的受主控制 单元控制的继电器，当木材直径运算单元得到的直径是设定的最小直径时，该终点快退及 主电机停机单元工作，通过主控制单元控制推进电机快退，同时控制主电机上的继电器， 使主电机停机。
一种数控无卡轴旋切机的进刀自动调速方法，所述数控无卡轴旋切机包括设置在机架 上可移动的工作台，所述工作台上固定连接有挤压摩擦滚1和切削刀，所述机架上设置有 受主电机驱动的上主摩擦滚2及下主摩擦滚3,所述工作台的移动由推进电机通过传动系统 驱动，其特征在于所述工作台上连接有位移传感器，所述推进电机、位移传感器分别与专 用变频器电相连，所述专用变频器包括A/D转换器和主控制单元，所述专用变频器执行如
下的进刀自动调速过程
A、 根据所述位移传感器测出的工作台在机架上的位置，由A/D转换器将工作台位置 数值的模拟信号转换为数字信号；
B、 根据工作台位置与圆木直径的关系得到当前木材直径；
C、 将当前木材直径送去显示，同时根据不同厚度下木材直径与推进电机转速的关系 得到该当前木材直径下推进电机的转速；
D、 主控制单元控制推进电机在该转速下运转以推动工作台工进。
上述数控无卡轴旋切机的进刀自动调速方法，在完成了c步骤后，专用变频器执行如
下的步骤
D'、将推进电机转速送去显示。
上述数控无卡轴旋切机的进刀自动调速方法，在完成了 D或D，步骤后，专用变频器
执行如下步骤
E、 判断木材直径是否为设定终止值以及专用变频器端子是否输出有快进或快退命令， 若为设定终止值，做出工作台快退的处理，并控制主电机停机；若为端子的命令，做出工 作台快进或快退的处理；
上述数控无卡轴旋切机的进刀自动调速方法，在完成了D或D'步骤后，专用变频器
执行如下的步骤
F、 对主电机转速通过第一旋转编码器进行检测后得到实际主电机转速，将此实际转
速与设定理论转速比较，如不相同，修正木材直径与推进电机转速的对应关系。
上述数控无卡轴旋切机的进刀自动调速方法，在完成了D或D'步骤后，专用变频器 执行如下的步骤
G、对推进电机转速通过第二旋转编码器进行检测后得到实际推进电机转速，将此实 际转速与计算出的理论转速比较，如不相同，根据两转速的差值进行修正，并将修正结果 传递给主控制单元以调整电机的转速。
技术效果
现有的数控无卡轴旋切机，由于挤压摩擦滚1固定连接在所述工作台上，且机架上受 主电机驱动的上主摩擦滚2及下主摩擦滚3位置也是固定的，因此一旦工作台在机架上的 位置确定，则挤压摩擦滚1与另两个摩擦滚之间所夹住的圆木当前直径就是确定的，又由
于上主摩擦滚2及下主摩擦滚3的线速度恒定，就能得出旋切相应厚度板材时该当前直径
下推进电机的转速。本发明数控无卡轴旋切机将工作台位置与木材直径的关系及不同厚度 调节比例时木材直径与推进电机转速的关系直接储存在专用变频器内，工作时将工作台的 位置通过位移传感器检测出来并调用相应的关系，就能直接由专用变频器得出推进电机的 转速并去控制推进电机，使工作台工进。在工进状态下，主电机持续运转。本发明数控无 卡轴旋切机由于直接通过位移传感器测出工作台的位置并确定木材工作时的直径，省去了 现有自动控制系统必须设置的多个行程开关，使检测非常方便，尤其具有优越性的是，本
发明将需要由电脑、PLC控制器来完成的工作直接由专用变频器来完成，省去了较多的部
件，大大降低了设备成本，同时使得设备的操作变得简单、方便，有利于市场推广。
由于所述木材直径运算单元还与一木材直径显示单元相连，所述木材直径显示单元与 单片机主控制单元相连并送去数码管显示。这样，可以实时得知木材直径，有利于操作者 设定工作行程和监视实际木材直径和理论计算直径的差，以便调整。电机转速运算单元还 与一推进电机转速显示单元，便于观察推进电机的运转状况，以对电机运转的异常及时采 取措施。
由于所述主电机上还设置有与专用变频器电连接第一旋转编码器，并在所述专用变频 器中设置一摩擦滚转速采集单元，该单元与第二关系储存单元相连，能够将第一旋转编码 器得到的实际主电机转速去修正理论计算值，这是因为负载和外界因素的变化会影响木材 单板厚度，因此对摩擦滚的转速通过第一旋转编码器进行采样，发现起转速发生变化，就 对木材直径与推进电机转速的关系进行调整，以保证单板厚度的均匀。
所述推进电机或丝杆上连接有第二旋转编码器，所述专用变频器内设有PID，所述第 二旋转编码器与专用变频器电连接，所述专用变频器设置的推进电机转速反馈单元能将第 二旋转编码器得到的推进电机实际转速反馈给主控制单元，去修正推进电机的转速，因此 可以实现闭环控制。
本发明专用变频器，由于其内的第一关系储存单元、第二关系储存单元分别储存有数 控无卡轴旋切机的工作台位置与木材直径的关系及不同厚度调节比例时木材直径与推进电 机转速的关系，则位移传感器可将检测到的工作台位置电信号经A/D转换器转换为数字信
号传递给木材直径运算单元，木材直径运算单元可调取工作台的位置与木材直径的对应关 系得到木材直径，并将木材直径传递给推进电机转速运算单元，由推进电机转速运算单元 调取第二关系储存单元中的转速，然后传递给单片机主控制单元，就能实现对数控无卡轴 旋切机的自动控制，与通用变频器相比，本发明专用变频器具有了对数控无卡轴旋切机进 行自动控制的功能。
本发明数控无卡轴旋切机的进刀自动调速方法，由于专用变频器能执行进刀自动调速 过程，可以使数控无卡轴旋切机的进刀自动调速的操作非常简单、方便，有利于数控无卡 轴旋切机的推广。


图1是本发明数控无卡轴旋切机硬件结构示意图2是本发明数控无卡轴旋切机专用变频器新增加单元的结构框图3是本发明专用变频器优选的新增加单元的结构框图4是本发明的进刀自动调速流程图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明
图1所述的数控无卡轴旋切机，包括机架4、设置在机架4上可移动的工作台51、与 减速机6相连的推进电机7、设置在机架4上受主电机驱动的上主摩擦滚2及下主摩擦滚3, 工作台51上固定连接有切削刀52、挤压摩擦滚1，工作台51的移动由推进电机7通过减 速机6在内的传动系统55驱动，推进电机7的转速由变频器调节，所述变频器包括A/D转 换器、主控制单元，其特征在于工作台51上连接有位移传感器53，所述变频器为专用变频 器9，推进电机7、位移传感器53分别与专用变频器9电相连，专用变频器9还包括第一
关系储存单元、木材直径运算单元、第二关系储存单元、电机转速运算单元，见图2，所述 第一关系储存单元储存工作台51的位置与木材54的直径的对应关系，第二关系储存单元 储存不同单板厚度(即被旋切出的木板的厚度)下木材54直径与推进电机转速的对应关系， 位移传感器53将检测到的工作台51位置电信号经A/D转换器转换为数字信号传递给木材 直径运算单元，木材直径运算单元通过调取第一关系储存单元中工作台51的位置与木材54 直径的对应关系得到木材直径，并将木材54直径传递给电机转速运算单元，由电机转速运 算单元根据该木材直径调取第二关系储存单元中对应的推进电机7的转速，然后传递给主 控制单元，以控制推进电机的转动，使工作台工进，在工进状态下，主电机保持运转。
见图3，优选地，所述木材直径运算单元还与一木材直径显示单元相连，所述木材直 径显示单元将木材直径运算单元得到的木材直径送去变频器数码管显示，以使操作者能实 时得知木材直径54。通常，在实际操作中，安装好圆木，在专用变频器9上完成相应设置 后就可以启动主电机实施旋切，根据木材直径54的显示，停机后检测实际直径与显示的理 论值的差值，可以调节位移传感器53与工作台51之间的位置关系，使计算值与实际值一 致。具体调节措施可以为在工作台51上设置调整杆56，调整杆56—端与工作台51靠近 上、下主摩擦滚2、 3的一边固定连接，另一端与位移传感器53的拉杆531固定连接，调 整杆56即用于调整木材实际直径与计算出的理论直径的对应关系。
所述电机转速运算单元还与一推进电机转速显示单元，所述推进电机转速显示单元将 电机转速运算单元得到的推进电机的转速送去变频器数码管显示。推进电机的转速显示也 便于操作人员掌握旋切的进程， 一旦发现不正常转速变化，可以及时处理。
优选地，主电机上还连接有第一旋转编码器8，见图1，第一旋转编码器8与专用变频 器9电连接。见图3，所述专用变频器还包括一摩擦滚转速采集单元，该单元与第二关系储 存单元相连，用于将第一旋转编码器得到的实际主电机转速去修正木材直径与推进电机转 速的对应关系。
还优选地，所述推进电机或丝杆上连接有第二旋转编码器82 (见图1)，所述专用变频 器内设有PID，第二旋转编码器82与专用变频器9电连接，图3中所述专用变频器还包括 一推进电机转速反馈单元，该单元与主控制单元相连，用于将第二旋转编码器得到的推进 电机实际转速反馈给主控制单元，去修正推进电机的转速。
图3中，还优选地，所述专用变频器还包括快进、快推控制单元，该单元分别与专用 变频器端子信号输入端及主控制单元相连，用于将变频器端子信号输入端的快进、快退信 号输入主控制单元，控制推进电机的快进和快退。
图4中所述专用变频器执行如下的进刀自动调速过程
A、 根据所述位移传感器测出的工作台在机架上的位置，由A/D转换器将工作台位置 数值的模拟信号转换为数字信号；
B、 根据工作台位置与木材直径的关系得到当前木材直径；
C、 将当前木材直径送去显示，同时根据不同厚度下木材直径与推进电机转速的关系 得到该当前木材直径下推进电机的转速，再将得到的该推进电机转速送去显示。—
D、 主控制单元控制推进电机在该转速下运转以推动工作台工进，在工进状态下主电 机始终保持运转状态。
E、 判断木材直径是否为设定终止值以及专用变频器端子是否输出有快进或快退命令， 若为设定终止值，做出工作台快退的处理，并控制主电机停机；若为端子的命令，做出工 作台快进或快退的处理；
上述数控无卡轴旋切机的进刀自动调速方法，在完成了D步骤后，专用变频器执行如 下的步骤
F、 对主电机转速通过第一旋转编码器进行检测后得到实际主电机转速，将此实际转 速与设定理论转速比较，如不相同，修正木材直径与推进电机转速的对应关系。
上述数控无卡轴旋切机的进刀自动调速方法，在完成了D步骤后，专用变频器执行如 下的步骤
G、 对推进电机转速通过第二旋转编码器进行检测后得到实际推进电机转速，将此实 际转速与计算出的理论转速比较，如不相同，根据两转速的差值进行修正，并将修正结果 传递给主控制单元以调整电机的转速。
上面的F、 G步骤可以同时进行。
具体地，将工作台51带动的位移传感器53采用12位的A/D转换，可分为4000个位 置点(当然也可是其他的数量)；这些点分为起始点，终止点，和工作区，这样各位置点与位 移传感器53传出的电压值比如0-5V —一对应，然后将0--5V通过专用变频器9功能码设 定起点工料直径和终点工料直径；当面板上的工进丌关接通后，工作台带动位移传感器在 工作区内以工进运行，当运行到终止点时便自动以快速退回到起点，再继续工进运行，如 此往复，直到工进开关断开。在工进过程中，快进、快退开关具有优先动作。工作台51工 进过程中，专用变频器9把位移传感器53的信号进行处理，得出当前点的位置，从而得出 木材54的直径，将该直径送去显示的同时，去调取所对应的推进电机7转速信号，驱动推 进电机7运转，旋切出合格的单板。因此实际上本发明是通过由专用变频器对工进区内点
的位置运算，让我们时时了解旋切木材54的直径，而第二关系储存单元储存着在不同厚度 调节比例下木材54的直径与推进电机7转速的关系，可以随时调用，两种关系都可以通过 变频器功能码进行修正，达到精确对应。
在普通的变频器中，只具有直线加速和曲线加速，而且是设定好的，运行过程不受外 接信号的控制，不具备将位移传感器送回的0--5V信号与特定的控制关系进行叠加后送去 控制电机的转速和显示的功能，更不用说改变控制关系。而本发明的专用变频器9由于有 了相应的软件单元，可以实现这些功能，这些功能的实现不是通过复杂的输入文本、PLC 控制器(或电脑)等来实现，而是通过设置位移传感器及相应的各组成参数的对应关系和 运算来实现的，因此不但结构简单，而且操作方便，便于广泛推广。
根据负载的变化会影响单板厚度，可采取如下两种调整方式对推进电机7的转速采
用第二旋转编码器82进行闭环控制；将摩擦滚的转速进行采样，发现起转速发生变化，即
可对第二关系储存单元储存的不同厚度调节比例下木材直径与推进电机转速的对应关系进 行调整，保证单板的厚度，为了降低设备成本，也可将这些功能关闭。
权利要求
1、数控无卡轴旋切机，包括机架、设置在机架上可移动的工作台、与传动系统相连的推进电机、设置在机架上受主电机驱动的上主摩擦滚及下主摩擦滚，所述工作台上固定连接有挤压摩擦滚和切削刀，所述工作台的移动由推进电机通过传动系统驱动，所述推进电机的转速由变频器调节，所述变频器包括A/D转换器、主控制单元，其特征在于所述工作台上连接有位移传感器，所述变频器为专用变频器，所述推进电机、位移传感器分别与专用变频器电相连，所述专用变频器还包括第一关系储存单元、木材直径运算单元、第二关系储存单元和电机转速运算单元，所述第一关系储存单元储存工作台的位置与木材直径的对应关系，第二关系储存单元储存不同单板厚度下木材直径与推进电机转速的对应关系，位移传感器将检测到的工作台位置电信号经A/D转换器转换为数字信号传递给木材直径运算单元，木材直径运算单元通过调取第一关系储存单元中工作台的位置与木材直径的对应关系得到木材直径，并将木材直径传递给电机转速运算单元，由电机转速运算单元根据该木材直径调取第二关系储存单元中对应的推进电机的转速，然后传递给主控制单元，以控制推进电机的转动，使工作台工进。
2、 根据权利要求1所述的数控无卡轴旋切机，其特征在于所述木材直径运算单元还与 一木材直径显示单元相连，所述木材直径显示单元将木材直径运算单元得到的木材直径送 去变频器数码管显示，所述电机转速运算单元还与一推进电机转速显示单元，所述推进电 机转速显示单元将电机转速运算单元得到的推进电机的转速送去变频器数码管显示。
3、 根据权利要求1或2所述的数控无卡轴旋切机，其特征在于所述专用变频器还包括 终点快退及主电机停机控制单元，终点快退及主电机停机控制单元分别与木材直径运算单 元和主控制单元相连，在所述主电机上设置有相应的受主控制单元控制的继电器，当木材 直径运算单元得到的直径是设定的最小直径时，该终点快退及主电机停机单元工作，通过 主控制单元控制推进电机快退，同时控制主电机上的继电器，使主电机停机。
4、 根据权利要求1或2所述的数控无卡轴旋切机，其特征在于所述主电机上还连接有 第一旋转编码器，所述第一旋转编码器与专用变频器电连接，所述专用变频器还包括一摩 擦滚转速采集单元，该单元与第二关系储存单元相连，用于将第一旋转编码器得到的实际 主电机转速去修正木材直径与推进电机转速的对应关系。
5、 根据权利要求1或2所述的数控无卡轴旋切机，其特征在于所述推进电机或丝杆上 连接有第二旋转编码器，所述专用变频器内设有PID，所述第二旋转编码器与专用变频器电 连接，所述专用变频器还包括一推进电机转速反馈单元，该单元与主控制单元相连，用于 将第二旋转编码器得到的推进电机实际转速反馈给主控制单元，去修正推进电机的转速。
6、 根据权利要求1或2所述的数控无卡轴旋切机，其特征在于所述专用变频器还包括 快进、快退控制单元，该单元分别与专用变频器端子信号输入端及主控制单元相连，用于 将变频器端子信号输入端的快进、快退信号输入主控制单元，控制推进电机的快进和快退。
7、 根据权利要求1或2所述的数控无卡轴旋切机，其特征在于所述工作台上设置有调 整杆，所述调整杆一端与工作台靠近上、下主摩擦滚的一边固定连接，另一端与位移传感 器的拉杆固定连接，调整杆用于调整木材实际直径与计算出的理论直径的对应关系。
8、 一种专用变频器，用于自动调节无卡轴旋切机推进电机的转速，所述推进电机通过 传动系统推动设置有挤压摩擦滚和切削刀的工作台移动，并在机架上受主电机驱动的上主 摩擦滚及下主摩擦滚的共同作用下，旋切圆木获得单板木材，所述工作台上连接有位移传 感器，所述变频器包括A/D转换器、主控制单元，其特征在于，所述专用变频器与设置在 工作台上的位移传感器和推进电机电连接，所述专用变频器还包括第一关系储存单元、木 材直径运算单元、第二关系储存单元、电机转速运算单元，所述第一关系储存单元储存工 作台的位置与木材直径的对应关系，第二关系储存单元储存不同单板厚度下木材直径与推 进电机转速的对应关系，位移传感器将检测到的工作台位置电信号经A/D转换器转换为数 字信号传递给木材直径运算单元，木材直径运算单元通过调取第一关系储存单元中工作台 的位置与木材直径的对应关系得到木材直径，并将木材直径传递给电机转速运算单元，由 电机转速运算单元根据该木材直径调取第二关系储存单元中推进电机的转速，然后传递给 主控制单元，以控制推进电机的转动，使工作台工进。
9、 根据权利要求8所述的专用变频器，其特征在于所述木材直径运算单元还与一木材 直径显示单元相连，所述木材直径显示单元将木材直径运算单元得到的木材直径送去变频 器数码管显示，所述电机转速运算单元还与一推进电机转速显示单元，所述推进电机转速 显示单元将电机转速运算单元得到的推进电机的转速送去变频器数码管显示。
10、 根据权利要求8或9所述的专用变频器，其特征在于所述专用变频器还包括终点 快退及主电机停机控制单元，终点快退及主电机停机控制单元分别与木材直径运算单元和 主控制单元相连，在所述主电机上设置有相应的受主控制单元控制的继电器，当木材直径 运算单元得到的直径是设定的最小直径时，该终点快退及主电机停机单元工作，通过主控 制单元控制推进电机快退，同时控制主电机上的继电器，使主电机停机。
11、 根据权利要求8或9所述的专用变频器，其特征在于所述主电机上还连接有第一 旋转编码器，所述第一旋转编码器与专用变频器电连接，所述专用变频器还包括一摩擦滚 转速采集单元，该单元与第二关系储存单元相连，用于将第一旋转编码器得到的实际主电 机转速去修正木材直径与推进电机转速的对应关系；所述推进电机或丝杆上连接有第二旋 转编码器，所述专用变频器内设有PID，所述第二旋转编码器与专用变频器电连接，所述专 用变频器还包括一推进电机转速反馈单元，该单元与主控制单元相连，用于将第二旋转编 码器得到的推进电机实际转速反馈给主控制单元，去修正推进电机的转速。
12、 根据权利要求8或9所述的专用变频器，其特征在于所述专用变频器还包括快进、 快退控制单元，该单元分别与变频器端子信号输入端及主控制单元相连，用于将变频器端 子信号输入端的快进、快退信号输入主控制单元，控制推进电机的快进和快退。
13、 一种数控无卡轴旋切机的进刀自动调速方法，所述数控无卡轴旋切机包括设置在 机架上可移动的工作台，所述工作台上固定连接有挤压摩擦滚1和切削刀，所述机架上设 置有受主电机驱动的上主摩擦滚2及下主摩擦滚3，所述工作台的移动由推进电机通过传动 系统驱动，其特征在于所述工作台上连接有位移传感器，所述推进电机、位移传感器分别 与专用变频器电相连，所述专用变频器包括A/D转换器和主控制单元，所述专用变频器执 行如下的进刀自动调速过程A、 根据所述位移传感器测出的工作台在机架上的位置，由A/D转换器将工作台位置 数值的模拟信号转换为数字信号；B、 根据工作台位置与圆木直径的关系得到当前木材直径；C、 将当前木材直径送去显示，同时根据不同厚度下木材直径与推进电机转速的关系 得到该当前木材直径下推进电机的转速；D、 主控制单元控制推进电机在该转速下运转以推动工作台工进。
14、 根据权利要求13所述的数控无卡轴旋切机的进刀自动调速方法，其特征在于在完 成了C步骤后，专用变频器执行如下的歩骤D'、将推进电机转速送去显示。
15、 根据权利要求13或14所述的数控无卡轴旋切机的进刀自动调速方法，其特征在 于所述数控无卡轴旋切机的进刀自动调速方法，专用变频器还执行如下步骤E、 判断木材直径是否为设定终止值以及专用变频器端子是否输出有快进或快退命令， 若为设定终止值，做出工作台快退的处理，且主控制单元控制主电机停机；若为端子的命令，做出工作台快进或快退的处理。
16、 根据权利要求13或14所述的数控无卡轴旋切机的进刀自动调速方法，其特征在于所述数控无卡轴旋切机的进刀自动调速方法，专用变频器还执行如下的步骤 F、对主电机转速通过第一旋转编码器进行检测后得到实际主电机转速，将此实际转 速与设定理论转速比较，如不相同，修正木材直径与推进电机转速的对应关系。
17、根据权利要求13或14所述的数控无卡轴旋切机的进刀自动调速方法，其特征在 于所述数控无卡轴旋切机的进刀自动调速方法，专用变频器还执行如下的步骤G、对推进电机转速通过第二旋转编码器进行检测后得到实际推进电机转速，将此实际转速与计算出的理论转速比较，如不相同，根据两转速的差值进行修正，并将修正结果传 递给主控制单元以调整电机的转速。
全文摘要
本发明“数控无卡轴旋切机及其专用变频器和进刀自动调速方法”涉及一种木材加工机械及其专用部件和应用方法。本发明的数控无卡轴旋切机在工作台上连接有位移传感器，所述变频器为专用变频器，所述专用变频器还包括第一关系储存单元、木材直径运算单元、第二关系储存单元、电机转速运算单元，所述第一关系储存单元储存工作台的位置与木材直径的对应关系，第二关系储存单元储存不同单板厚度下木材直径与推进电机转速的对应关系，本发明数控无卡轴旋切机直接通过位移传感器测出工作台的位置并确定木材工作时的直径，省去了现有自动控制系统必须设置的多个行程开关，使检测非常方便，特别是本发明将需要由电脑、PLC控制器来完成的工作直接由专用变频器来完成，省去了较多的部件，大大降低了设备成本，同时使得设备的操作变得简单、方便，有利于市场推广。
文档编号B27L5/00GK101100080SQ200710120109
公开日2008年1月9日 申请日期2007年8月9日 优先权日2007年8月9日
发明者吕宝伟 申请人:吕宝伟