一.概述
林業(yè)資源不僅關(guān)乎經(jīng)濟也是環(huán)保的基石，整個林業(yè)資源涵蓋了培育和保護森林以取得木材和其他林產(chǎn)品、利用林木的自然特性以發(fā)揮防護作用的重要作用，是國民經(jīng)濟的重要組成部分之一。
但隨著林業(yè)資源日益稀缺，木材資源的綜合利用成為木工設(shè)備制造和木材加工行業(yè)面臨的重要問題。目前，在單板生產(chǎn)過程中，多層板廠家使用的是傳統(tǒng)的夾芯對中原木旋切機，精度高，質(zhì)量好。但由于夾持中心的存在，當旋轉(zhuǎn)圓木直徑在200 mm左右時，無法在帶夾持的旋轉(zhuǎn)切割機上加工。此外，當原木直徑較小時，原木的剛度降低，單板質(zhì)量較差。如果將剩余的木芯丟棄或加工成木工芯板，會大大浪費原材料，從而增加單板的生產(chǎn)成本。因此，廠家一般采用無卡原木旋切機對剩余木芯進行再旋轉(zhuǎn)，充分利用了原材料。
二、原木無卡旋切機的工作原理。
原木由兩個旋轉(zhuǎn)中心固定輥和一個旋轉(zhuǎn)中心移動輥驅(qū)動，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)切割動力。驅(qū)動輥的中心支撐與旋切機相對固定并一起移動，使得旋切機可以從原木中挖出薄板，單板的厚度由移動輥與旋切機刀刃之間的間隙和旋切機的移動速度控制。
無卡旋切機工作原理示意圖：
滾切刃和旋切刃之間的間隙相對固定，由機床刃隙調(diào)節(jié)裝置根據(jù)旋切板的厚度進行調(diào)節(jié)，旋切刃的移動速度通過控制系統(tǒng)控制驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速。因此，旋切機的移動速度間接決定了單板的厚度。
從上圖中我們可以看出，驅(qū)動輥的轉(zhuǎn)速是恒定的，即原木的旋轉(zhuǎn)線速度是恒定的，原木的角速度隨著原木直徑的變化而變化，即原木旋轉(zhuǎn)一次所需的時間也隨之變化，所以旋切機的移動速度是一個變量值，是一個非線性關(guān)系。傳統(tǒng)原木無心旋切機的控制主要采用2T系列電磁調(diào)速器變頻調(diào)速的方法，通過手動調(diào)節(jié)旋鈕或凸輪曲線調(diào)節(jié)來改變控制器。這種旋切控制方式造成的厚度誤差高達1 mm，因此，設(shè)計一個能夠精確控制旋切刀移動速度的系統(tǒng)來控制旋切板的厚度就顯得尤為重要。
系統(tǒng)設(shè)計的基本思想是:
(1)建立準確的數(shù)學模型；
(2)接管原有的速度控制系統(tǒng)，實現(xiàn)更精確的速度控制。
三、旋切機變頻控制系統(tǒng)。
基于旋切機的工作原理，三科自主研發(fā)了一套適用于目前市場上各種類型旋切機的系統(tǒng)。在山東、河北、廣西、江西等地實際應(yīng)用后，解決了眾多機械廠家對旋切設(shè)備數(shù)控化、自動化的要求。總體來說，反響還不錯。
1、三科變頻旋切機控制系統(tǒng)采用SKI600通用矢量型變頻器。SKI600采用TI新一代DSP芯片，其超高速運算保證了復雜矢量計算的完全實現(xiàn)，扭矩響應(yīng)為20毫秒，穩(wěn)態(tài)精度≤ 3%。速比可達1: 200，穩(wěn)速精度為0.2 ℅，180℅額定扭矩可輸出0.5HZ，旋切機應(yīng)用變頻技術(shù)具有以下技術(shù)優(yōu)勢:
（1）對于復雜的旋轉(zhuǎn)切割物體，啟動扭矩大，保證了電機在低速重切割時具有強大的切割力和均勻的輸出。確保平穩(wěn)的旋轉(zhuǎn)切割和高速切割停止和重啟。
（2）實時動態(tài)高速運行保證旋切厚度始終保持在設(shè)定值，使單板在正常旋切下的均勻性誤差在0.1mm以內(nèi)，在一些機械設(shè)備中，潤滑良好，連接工藝準確，誤差可在0.05 mm以內(nèi)。
（3）強大的減速和制動能力，確保刀盤瞬間停止。
（4）適應(yīng)能力強。根據(jù)旋轉(zhuǎn)切割機的特點，工作電壓設(shè)計在較寬的范圍內(nèi)。在電壓波動的情況下，輸出轉(zhuǎn)矩保持不變，在額定電壓60℅以上，即可滿足旋切的正常工作。這項技術(shù)對于農(nóng)村電網(wǎng)環(huán)境差的許多場合特別有效。
（5）調(diào)速范圍寬，旋切速度快，效率高，可滿足板材出料線速度高的場合要求。
2、旋轉(zhuǎn)切割機控制器的性能特點。
（1）采用旋轉(zhuǎn)編碼器作為測距傳感器，可將測量精度提高到0.01毫米；；
（2）旋轉(zhuǎn)編碼器用于測量滾筒的實際轉(zhuǎn)速，可以避免電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定對旋轉(zhuǎn)切割厚度造成的誤差。
（3）可以選擇多種傳感器組合，無論是單編碼器還是雙編碼器或者某些區(qū)域的電子直尺都可以穩(wěn)定運行；更大程度滿足新老客戶的使用需求；
（4）采用高檔液晶屏，中文顯示，帶來豐富的人機界面，實時顯示工作狀態(tài)；
（5）多種工作模式，可全面實現(xiàn)旋切過程自動化，有效保障操作人員人身安全；
（6）內(nèi)置開關(guān)電源使系統(tǒng)工作更穩(wěn)定，抗干擾能力更強。
四、結(jié)語
三科變頻器設(shè)計的切割機變頻控制系統(tǒng)，既簡化了傳統(tǒng)旋切機的機械結(jié)構(gòu)，也消除了傳統(tǒng)機械設(shè)備磨損帶來的誤差，提高了旋切精度。提高機械設(shè)備的效率和木材的利用率。SKI600矢量通用變頻器在各地的木材加工企業(yè)中廣泛使用后，客戶普遍反響良好，尤其是在一些旋切機設(shè)備集中的地區(qū)，已經(jīng)形成了一定的知名度。
