一.概述

林業資源不僅關乎經濟也是環保的基石，整個林業資源涵蓋了培育和保護森林以取得木材和其他林產品、利用林木的自然特性以發揮防護作用的重要作用，是國民經濟的重要組成部分之一。

但隨著林業資源日益稀缺，木材資源的綜合利用成為木工設備制造和木材加工行業面臨的重要問題。目前，在單板生產過程中，多層板廠家使用的是傳統的夾芯對中原木旋切機，精度高，質量好。但由于夾持中心的存在，當旋轉圓木直徑在200 mm左右時，無法在帶夾持的旋轉切割機上加工。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，充分利用了原材料。

二、原木無卡旋切機的工作原理。

原木由兩個旋轉中心固定輥和一個旋轉中心移動輥驅動，產生旋轉切割動力。驅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，由機床刃隙調節裝置根據旋切板的厚度進行調節，旋切刃的移動速度通過控制系統控制驅動電機的轉速。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，驅動輥的轉速是恒定的，即原木的旋轉線速度是恒定的，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，是一個非線性關系。傳統原木無心旋切機的控制主要采用2T系列電磁調速器變頻調速的方法，通過手動調節旋鈕或凸輪曲線調節來改變控制器。這種旋切控制方式造成的厚度誤差高達1 mm，因此，設計一個能夠精確控制旋切刀移動速度的系統來控制旋切板的厚度就顯得尤為重要。

系統設計的基本思想是:

(1)建立準確的數學模型；

(2)接管原有的速度控制系統，實現更精確的速度控制。

三、旋切機變頻控制系統。

基于旋切機的工作原理，三科自主研發了一套適用于目前市場上各種類型旋切機的系統。在山東、河北、廣西、江西等地實際應用后，解決了眾多機械廠家對旋切設備數控化、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，扭矩響應為20毫秒，穩態精度≤ 3%。速比可達1: 200，穩速精度為0.2 ℅，180℅額定扭矩可輸出0.5HZ，旋切機應用變頻技術具有以下技術優勢:

（1）對于復雜的旋轉切割物體，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。確保平穩的旋轉切割和高速切割停止和重啟。

（2）實時動態高速運行保證旋切厚度始終保持在設定值，使單板在正常旋切下的均勻性誤差在0.1mm以內，在一些機械設備中，潤滑良好，連接工藝準確，誤差可在0.05 mm以內。

（3）強大的減速和制動能力，確保刀盤瞬間停止。

（4）適應能力強。根據旋轉切割機的特點，工作電壓設計在較寬的范圍內。在電壓波動的情況下，輸出轉矩保持不變，在額定電壓60℅以上，即可滿足旋切的正常工作。這項技術對于農村電網環境差的許多場合特別有效。

（5）調速范圍寬，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、旋轉切割機控制器的性能特點。

（1）采用旋轉編碼器作為測距傳感器，可將測量精度提高到0.01毫米；；

（2）旋轉編碼器用于測量滾筒的實際轉速，可以避免電網電壓不穩定對旋轉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域的電子直尺都可以穩定運行；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；

（5）多種工作模式，可全面實現旋切過程自動化，有效保障操作人員人身安全；

（6）內置開關電源使系統工作更穩定，抗干擾能力更強。

四、結語

由三科變頻技術有限公司設計的切割機控制系統，既簡化了傳統旋切機的機械結構，也消除了傳統機械設備磨損帶來的誤差，提高了旋切精度。提高機械設備的效率和木材的利用率。SKI600矢量通用型變頻器在各地的木材加工企業中廣泛使用后，客戶普遍反響良好，尤其是在一些旋切機設備集中的地區，已經形成了一定的知名度。