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英威騰Goodrive12變頻器在旋切機(jī)上的應(yīng)用

   2012年06月27日 15:39  
  摘要:森林資源的日益匾乏,對(duì)木材資源的綜合利用已成為擺在木工設(shè)備制造業(yè)和木材加工業(yè)面前的重要課題。英威騰電氣股份有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)的Goodrive12高性能矢量變頻器以其高穩(wěn)定性,高可靠性及優(yōu)異的剎車(chē)控制性能,在中型木材旋切機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域獲得*。
  
  關(guān)鍵詞:Goodrive12木材加工機(jī)械無(wú)卡旋切機(jī)
  
  一、引言
  
  目前多層板生產(chǎn)廠家在單板生產(chǎn)過(guò)程中,采用傳統(tǒng)的有卡定心圓木旋切機(jī)進(jìn)行加工,這種加工方法精度高,質(zhì)量好。但是,由于卡心的存在,旋切圓木直徑在200mm左右時(shí),就無(wú)法在有卡旋切機(jī)上加工;而且圓木直徑較小時(shí),圓木剛度降低,旋切單板質(zhì)量較差,這時(shí)如果將剩余的木芯拋棄或加工成木工芯板,均會(huì)造成原材料的極大浪費(fèi),從而增加單板的生產(chǎn)成本。于是廠家普遍采用無(wú)卡圓木旋切機(jī)對(duì)剩余木芯進(jìn)行再次旋切,使原材料得到了充分利用。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,機(jī)床工業(yè)也有了飛躍的發(fā)展:體現(xiàn)在新技術(shù)的廣泛應(yīng)用和企業(yè)效益的明顯改善。本文將著重論述變頻器在無(wú)卡旋切機(jī)上的應(yīng)用。
  
  二、旋切機(jī)的特點(diǎn)
  
  Goodrive12旋切機(jī)變頻器是在英威騰Goodrive300變頻器產(chǎn)品平臺(tái)上開(kāi)發(fā)的一款產(chǎn)品。變頻器將旋切機(jī)原控制系統(tǒng)中的控制器/PLC功能集成到變頻器內(nèi),可將控制器/PLC省掉,并且具有旋切和分?jǐn)嘁惑w控制。用于木材的旋切加工,具有旋切厚度均勻、,木材分?jǐn)鄷r(shí)可控制zui后一張木材長(zhǎng)度,*符合客戶需求,可以使客戶無(wú)縫切換。在與同類(lèi)競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品相比,具有以下產(chǎn)品功能優(yōu)勢(shì):
  
  1、*厚度補(bǔ)償,效果更佳;
  
  2、定時(shí)停機(jī),還來(lái)更加靈活的商務(wù)操作;
  
  3、旋切、定長(zhǎng)分?jǐn)嘁惑w控制。
  
  客戶對(duì)價(jià)格敏感,可通過(guò)簡(jiǎn)易設(shè)計(jì)、經(jīng)濟(jì)定位,在OEM客戶中具有價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力。
  
  圖1旋切機(jī)現(xiàn)場(chǎng)示意圖
  
  三、旋切機(jī)的控制要求
  
  本文僅以國(guó)內(nèi)某廠家生產(chǎn)的旋切機(jī)使用現(xiàn)場(chǎng)的要求為例進(jìn)行說(shuō)明,具體控制要求如下:
  
  Ø優(yōu)異速度控制精度,低頻轉(zhuǎn)矩特性,良好弱磁控制;
  
  Ø剎車(chē)性能優(yōu)異,必須滿足急停急啟,且正反轉(zhuǎn)切換必須迅速;
  
  Ø調(diào)試簡(jiǎn)單,支持參數(shù)靜態(tài)自學(xué)習(xí);
  
  Ø良好的過(guò)載能力及環(huán)境適應(yīng)能力,運(yùn)行可靠性高;
  
  ØEMC性能優(yōu)異,避免變頻對(duì)外造成干擾;
  
  Ø旋切厚度誤差在±0.01mm,旋切長(zhǎng)度誤差在±20mm
  
  輸入的參數(shù)見(jiàn)表1:
  
  表1輸出參數(shù)表
  
  四、系統(tǒng)原理及控制實(shí)現(xiàn)
  
  4.1旋切機(jī)關(guān)鍵部件示意圖
  
  圖2旋切機(jī)示意圖
  
  4.2控制實(shí)現(xiàn)
  
  Ø按啟動(dòng)開(kāi)關(guān),變頻器開(kāi)始工作,壓輥電機(jī)先啟動(dòng)(由變頻器輸出繼電器控制壓輥電機(jī)接觸器)
  
  Ø壓輥電機(jī)啟動(dòng)后,經(jīng)過(guò)絲桿電機(jī)啟動(dòng)延時(shí)時(shí)間,絲桿電機(jī)啟動(dòng),如按下快進(jìn)開(kāi)關(guān)則按快進(jìn)速度進(jìn)刀,否則按圓木實(shí)際直徑計(jì)算速度進(jìn)刀(通過(guò)絲桿電機(jī)編碼器的輸入得到刀臺(tái)位移量,計(jì)算出圓木實(shí)際直徑,再根據(jù)數(shù)學(xué)模型得到絲桿電機(jī)的進(jìn)給速度),當(dāng)旋切刀碰到前行程開(kāi)關(guān)(圓點(diǎn)復(fù)位開(kāi)關(guān))時(shí),壓輥電機(jī)立即停止,同時(shí)絲桿電機(jī)按設(shè)定的快退速度退刀至退刀截止位置(張口設(shè)定位置)或退刀轉(zhuǎn)換進(jìn)刀位移,再進(jìn)刀,依次循環(huán)。退刀過(guò)程中,當(dāng)壓輥電機(jī)停止時(shí)間大于壓輥電機(jī)再啟動(dòng)時(shí)間時(shí),壓輥電機(jī)再啟動(dòng),如下圖3所示。
  
  圖3旋切刀原理示意圖
  
  Ø絲桿電機(jī)在進(jìn)刀時(shí),如果按下快退開(kāi)關(guān),則立即快速退刀,在退刀或按圓木直徑計(jì)算進(jìn)刀時(shí),如果按下快進(jìn)開(kāi)關(guān),則立即快速進(jìn)刀。
  
  Ø前行程點(diǎn)同時(shí)為原點(diǎn)復(fù)位點(diǎn)。在進(jìn)刀旋切過(guò)程中,當(dāng)碰到前行程開(kāi)關(guān)時(shí),自動(dòng)退刀,并進(jìn)行原點(diǎn)復(fù)位,防止干擾導(dǎo)致位移量偏差的產(chǎn)生。
  
  在開(kāi)始旋切圓木后,變頻器輸出信號(hào)控制分切機(jī)變頻器進(jìn)行切割,同時(shí)開(kāi)始計(jì)算旋切木塊的長(zhǎng)度,當(dāng)長(zhǎng)度達(dá)到設(shè)定的切割長(zhǎng)度時(shí),再次輸出信號(hào)控制分切機(jī)變頻器進(jìn)行切割,然后再次開(kāi)始計(jì)算長(zhǎng)度,依次循環(huán)。
  
  l在旋切的過(guò)程中可通過(guò)厚度加減按鈕來(lái)控制木片的厚度;在控制切割電機(jī)變頻器時(shí),可通過(guò)長(zhǎng)度切換開(kāi)關(guān),在設(shè)定的長(zhǎng)度1和長(zhǎng)度2間進(jìn)行切換。
  
  l任何時(shí)候按停止開(kāi)關(guān),變頻器立即停止輸出。
  
  l整個(gè)變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電氣接線如圖4所示。
  
  圖4電氣接線圖
  
  五、系統(tǒng)接線及調(diào)試步驟
  
  5.1系統(tǒng)接線
  
  變頻器S1接受啟動(dòng)信號(hào)、S2接收停機(jī)信號(hào)、S3接刀臺(tái)快進(jìn)信號(hào)、S4接刀臺(tái)快退信號(hào)、S5接厚度切換信號(hào)、S6接長(zhǎng)度切換信號(hào)、S7接圓點(diǎn)復(fù)位行程開(kāi)關(guān)、S8接厚度加0.01mm信號(hào)、HDI接厚度減0.01mm信號(hào)、R01繼電器輸出接驅(qū)動(dòng)輥控制信號(hào)、Y1接控制切刀變頻啟動(dòng)信號(hào)。
  
  5.2系統(tǒng)調(diào)試步驟
  
  調(diào)試主要包括參數(shù)自學(xué)習(xí)、圓點(diǎn)、木頭自學(xué)習(xí)和調(diào)試兩個(gè)階段。
  
  首先將電機(jī)參數(shù)輸入變頻器,輸入后將P00.01改為0,通過(guò)P00.15改為2(靜態(tài)自學(xué)習(xí)),學(xué)習(xí)完畢后對(duì)參數(shù)表2上所述的參數(shù)一一輸入變頻器內(nèi)。調(diào)試步驟如下。
  
  Ø將變頻器安裝在控制柜中,接電源線和電機(jī)線,編碼器的連接(編碼器測(cè)量切刀位置時(shí)使用)
  
  Ø接好所有的控制線,接線方式見(jiàn)圖2旋切機(jī)接線圖示。快進(jìn)、快退時(shí)判斷轉(zhuǎn)向是否正確。不正確調(diào)整電機(jī)相序。觀察文本屏顯示位移量判斷編碼器方向是否正確。不正確調(diào)整編碼器的A、B接線。
  
  Ø根據(jù)客戶提供的機(jī)械參數(shù)按(參數(shù)表一)從文本上輸入?yún)?shù);
  
  Ø原點(diǎn)位置確定:將圓點(diǎn)復(fù)位行程開(kāi)關(guān)(也是前限位)安裝在距機(jī)座60mm左右,圓點(diǎn)復(fù)位開(kāi)關(guān)選用常閉點(diǎn)時(shí),P5.10值需要修改為40.
  
  Ø將兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輥之間的距離(張口)調(diào)整到100mm左右。用直尺量壓輥和驅(qū)動(dòng)輥之間的距離(圖二切刀位置),將測(cè)量數(shù)據(jù)輸入到“當(dāng)前位移點(diǎn)(圓點(diǎn)自學(xué)習(xí)用)”然后“圓點(diǎn)木頭自學(xué)習(xí)”數(shù)改為“1”,啟動(dòng)電機(jī)開(kāi)始圓點(diǎn)自學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)完畢后,再用尺寸測(cè)量壓輥和驅(qū)動(dòng)輥之間的距離(切刀位置)是否和文本屏上顯示的“當(dāng)前位移”一致(誤差在0.5mm以內(nèi)),如果有偏差在“位移補(bǔ)償量”內(nèi)輸入偏差值,圓點(diǎn)自學(xué)習(xí)完成。
  
  Ø先空載試機(jī),觀察大變頻器頻率是否是勻加速上升,且是否達(dá)到變頻器的zui大值,如果達(dá)到zui大值調(diào)整變頻器P00.03、P00.04參數(shù),適當(dāng)增加頻率上限。
  
  Ø找一根木頭開(kāi)始旋切,測(cè)量旋切出來(lái)的木板厚度,是否和設(shè)定值一致(誤差在±0.1mm)如果誤差大就修改“厚度補(bǔ)償”數(shù)(少多少補(bǔ)多少,多多少減多少)。旋切出來(lái)的每張木頭長(zhǎng)度是否和設(shè)定值一直,如果誤差大就調(diào)整“剪切系數(shù)”百分比。
  
  Ø找兩根有代表性的木頭(一根直徑大的木頭和一根直徑小的木頭)去皮后進(jìn)行自學(xué)習(xí),將“圓點(diǎn)木頭自學(xué)習(xí)”數(shù)分別改為“2”:、“3‘,啟動(dòng)電機(jī)開(kāi)始大、小木頭自學(xué)習(xí),將木頭選切完畢后,自學(xué)習(xí)完成。
  
  Ø找一根木頭(木頭的直徑在兩個(gè)代表性木頭之間)開(kāi)始旋切,觀察zui后一張的尺寸是否達(dá)到設(shè)定值,如果實(shí)際值大于設(shè)定值,就在“尾刀補(bǔ)償”加多少,小于設(shè)定值,就在“尾刀補(bǔ)償”減多少。
  
  例如:設(shè)定值為600mm,zui后一張實(shí)際尺寸為720mm,就在“尾刀補(bǔ)償”加120mm。
  
  5.3變頻器參數(shù)設(shè)置
  
  變頻器部分關(guān)鍵參數(shù)見(jiàn)表2。
  
  表2變頻器參數(shù)表
  
  本系統(tǒng)變頻器具有短路、過(guò)載、過(guò)壓、缺相、失速等多種保護(hù)和故障輸出功能,能有效保證系統(tǒng)安全的運(yùn)行。
  
  六、結(jié)束語(yǔ)
  
  隨著控制技術(shù)的發(fā)展,英威騰Goodrive12高性能矢量變頻器在中型木材旋切機(jī)上成功應(yīng)用,提供更高性價(jià)比變頻器,解決很多國(guó)產(chǎn)品牌不能有效解決的技術(shù)問(wèn)題,很大的提高了木材的利用率。

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