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地址：山東省費縣城東工業園柔性數控旋切系統的研究與應用
摘要:為了克服機械式旋切機控制精度低、原材料浪費嚴重等缺點,進行了柔性數控旋切系統的研究。該系統首次將運 動控制卡應用于旋切機的控制系統,不僅簡化了旋切機的結構，而且進刀精確，運動平穩，木芯直徑減小到中15畫左右， 大大提高了單板的旋切質量和木材的利用率。
關鍵詞:柔性;數控;旋切機;運動控制器
中圖分類號:TP273文獻標識碼:A文章編號:1671—3133(2010)09—0035~03
旋切機是膠合板生產中的關鍵設備，在很大程度 上決定了單板和膠合板的質量。我國目前的旋切機 大部分采用的是機械式控制，不僅設備笨重、控制精 度低⑴，而且加工范圍窄，原材料浪費嚴重。將微電 子技術、計算機技術和機械技術于一體的柔性數控加 工技術應用于旋切機上，研發出的柔性數控旋切系 統，不但設備結構簡單、控制精度高，而且還可以擴大 加工范圍[2]、提高原材料的利用率。
1柔性數控旋切系統的組成
柔性數控旋切系統的主要組成如圖1所示。根據 質量要求擬定的加工參數,經輸人裝置傳輸到由運動 控制卡和相應的軟件組成的數控系統,數控系統根據 機床反饋的信息控制旋切機的自定心裝置、進給伺服 系統、卡軸轉換系統、刀頭擺動系統以及主軸轉動 等[3]。
11運動控制器
運動控制器是柔性數控旋切系統的核心單元，本
圖1柔性數控旋切系統的主要組成
系統使用的運動控制器是固高公司生產的GE系列 GE400-SE-PCI型運動控制器,其核心由數字信號處 理器(DSP)和現場可編程邏輯門陣列（FPGA)組成, 可以實現多軸協調運動和髙速的點位運動，從而實現 髙性能的控制計算。
驅動器和傳感器與GE400-SE-PCI型運動控制器 通過端子板連接，其端口的定義如表1所示。
.2看門狗設置
GE400-SE-PCI型運動控制器提供看門狗功能，實 時監視運動控制器的工作狀態。JP3為看門狗跳線選擇 器，通過跳線設置使看門狗有效后，當控制器死機時,看 門狗在延時150ms后自動使運動控制器復位。
1.3輸入、輸出連接方法
GE400-SE-PCI型運動控制器的輸人信號包括驅 動報警信號、原點信號和限位信號;輸出信號包括驅 動允許、驅動報警復位等，其連接方法如圖2所示。
限位開關
部電源由用戶提供>
圖2專用輸入、輸出信號連接圖
2柔性數控旋切系統的建立
2.1系統框圖
本系統針對目前機械控制式旋切機存在的主要 問題，運用微電子技術、計算機技術和機械技術，將運 動控制卡應用于旋切機,并在旋刀機構上加裝了振動 36
設施，旋切時在數控系統的控制下，不同的位置振動 頻率是不一樣的，從而實現了振動旋切。在主電動機 回路中安裝了相應的傳感器，用以檢測主電動機的電 流變化，為控制系統提供控制參考數據，判斷旋切工 況,輸出控制指令給主電動機和振動電動機;旋切進 刀根據原材料和加工參數變化而變化，最終實現柔性 旋切。在進行控制軟件的運算時，其運算方程是九次 多項式，使木材旋切的旋切軌跡更加逼近阿基米德螺 旋線，保證了加工過程中單板厚度的均勻穩定性。
柔性數控旋切系統框圖如圖3所示，主要由計算 機和相關的控制軟件、GE400-SE-PCI型運動控制器、 連接板、驅動器和電動機等組成。在圖3所示的四臺 電動機中，第一臺電動機為主驅動電動機，主要功能 是讓木料在不打滑的狀態下完成設定的運轉形式;第 二臺電動機是刀床進給電動機，它帶動變速齒輪改變 了力矩，變速齒輪又帶動絲杠,使絲杠具有足夠的力 矩讓刀床按系統指令進行旋切加工;第三臺電動機是 卡頭更換電動機，同時也是壓輥的驅動動力;第四臺 電動機是刀頭擺動電動機，主要任務是讓刀頭根據木 料直徑的大小，使刀具切人木料的角度始終為最佳角 度，保證切削力最小。
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