摘要:为了克服机械式旋切机控制精度低、原材料浪费严重等缺点,进行了柔性数控旋切系统的研究。该系统首次将运 动控制卡应用于旋切机的控制系统,不仅简化了旋切机的结构，而且进刀精确，运动平稳，木芯直径减小到中15画左右， 大大提高了单板的旋切质量和木材的利用率。

关键词:柔性;数控;旋切机;运动控制器

中图分类号:TP273文献标识码:A文章编号:1671—3133(2010)09—0035~03

旋切机是胶合板生产中的关键设备，在很大程度 上决定了单板和胶合板的质量。我国目前的旋切机 大部分采用的是机械式控制，不仅设备笨重、控制精 度低⑴，而且加工范围窄，原材料浪费严重。将微电 子技术、计算机技术和机械技术于一体的柔性数控加 工技术应用于旋切机上，研发出的柔性数控旋切系 统，不但设备结构简单、控制精度高，而且还可以扩大 加工范围[2]、提高原材料的利用率。
1柔性数控旋切系统的组成

柔性数控旋切系统的主要组成如图1所示。根据 质量要求拟定的加工参数,经输人装置传输到由运动 控制卡和相应的软件组成的数控系统,数控系统根据 机床反馈的信息控制旋切机的自定心装置、进给伺服 系统、卡轴转换系统、刀头摆动系统以及主轴转动 等[3]。

11运动控制器

运动控制器是柔性数控旋切系统的核心单元，本
图1柔性数控旋切系统的主要组成

系统使用的运动控制器是固高公司生产的GE系列 GE400-SE-PCI型运动控制器,其核心由数字信号处 理器(DSP)和现场可编程逻辑门阵列（FPGA)组成, 可以实现多轴协调运动和髙速的点位运动，从而实现 髙性能的控制计算。

驱动器和传感器与GE400-SE-PCI型运动控制器 通过端子板连接，其端口的定义如表1所示。

.2看门狗设置

GE400-SE-PCI型运动控制器提供看门狗功能，实 时监视运动控制器的工作状态。JP3为看门狗跳线选择 器，通过跳线设置使看门狗有效后，当控制器死机时,看 门狗在延时150ms后自动使运动控制器复位。

1.3输入、输出连接方法

GE400-SE-PCI型运动控制器的输人信号包括驱 动报警信号、原点信号和限位信号;输出信号包括驱 动允许、驱动报警复位等，其连接方法如图2所示。
限位开关
部电源由用户提供>
图2专用输入、输出信号连接图
2柔性数控旋切系统的建立

2.1系统框图

本系统针对目前机械控制式旋切机存在的主要 问题，运用微电子技术、计算机技术和机械技术，将运 动控制卡应用于旋切机,并在旋刀机构上加装了振动 36
设施，旋切时在数控系统的控制下，不同的位置振动 频率是不一样的，从而实现了振动旋切。在主电动机 回路中安装了相应的传感器，用以检测主电动机的电 流变化，为控制系统提供控制参考数据，判断旋切工 况,输出控制指令给主电动机和振动电动机;旋切进 刀根据原材料和加工参数变化而变化，最终实现柔性 旋切。在进行控制软件的运算时，其运算方程是九次 多项式，使木材旋切的旋切轨迹更加逼近阿基米德螺 旋线，保证了加工过程中单板厚度的均匀稳定性。

柔性数控旋切系统框图如图3所示，主要由计算 机和相关的控制软件、GE400-SE-PCI型运动控制器、 连接板、驱动器和电动机等组成。在图3所示的四台 电动机中，第一台电动机为主驱动电动机，主要功能 是让木料在不打滑的状态下完成设定的运转形式;第 二台电动机是刀床进给电动机，它带动变速齿轮改变 了力矩，变速齿轮又带动丝杠,使丝杠具有足够的力 矩让刀床按系统指令进行旋切加工;第三台电动机是 卡头更换电动机，同时也是压辊的驱动动力;第四台 电动机是刀头摆动电动机，主要任务是让刀头根据木 料直径的大小，使刀具切人木料的角度始终为最佳角 度，保证切削力最小。