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液壓原（yuán）木旋切機床的數控化改造設計（jì）研究

2016-7-26 來源：齊齊哈爾工（gōng）程（chéng）學院作者：李國昌

摘要：科學技術的進步使得傳統的液壓原木旋切機床已經無法（fǎ）適應時代的發展，對其進（jìn）行改造能夠極大程度的提高其運行效率，同時也能夠最大程度的保證其性能。文章主要論述的是有關液壓原（yuán）木旋切機（jī）床（chuáng）的數控化改造設計的問題。首先，文（wén）章對（duì）機床數控化改造需要考（kǎo）慮（lǜ）的因素進行了分析，繼而在此（cǐ）基礎上對其數控化改造方案（àn）進行了闡述，最後，根據對全文的總結，文章又提出了液壓原木旋切（qiē）機床數控化改造需要注意的問題進行了（le）簡要的（de）概（gài）述，希望通（tōng）過文章的論述，能（néng）夠（gòu）使液壓原木（mù）旋切機床數控化改造技（jì）術得到進一步的優化與完善，從而（ér）更大程度的保證改（gǎi）造效果。

關鍵詞：液壓原木旋（xuán）切機床；數控化改（gǎi）造；設（shè）計

液壓原木旋切機床板材加工在我國的存在已經（jīng）經曆了很長的時間，在（zài）傳（chuán）統的工藝下，數控化還未被應用其中，因（yīn）此其加工過程往往具有精度低的特點，同時其效（xiào）率（lǜ）也無法得到很好的（de）保證。隨著科（kē）學技術（shù）的不斷發展，數控化技術也開始出現（xiàn）在（zài）人（rén）們的視野中，將其應用到液壓原木旋切（qiē）機床板（bǎn）材加工過程中，完（wán）成機床的改造，對於其性能以及精確度的（de）提（tí）高都具有重要價值，因此（cǐ），有必要針對這一問題進行研究。

1、機床數控（kòng）化改造應考慮的因素（sù）

機床數控（kòng）化（huà）改造過程中需要（yào）考慮的因素有很多（duō），性（xìng）價比、舊機床的性能、舊機床隨機技術資料的分析以及改造內容與考核（hé）標準都是必（bì）須要考慮的問（wèn）題，以下文章分別針對上述因素進行分析。

1.1 性價比

性價比（bǐ）是任何領域在工作中都必須注重的問題，高性價比能夠極大程度的降低企業的成本，對於其經濟效益的提高具有很重要（yào）意義，在機（jī）床數控化改造過程（chéng）中，性（xìng）價（jià）比（bǐ）同樣是需要考慮的主要因素。在機床數控化改造之前，工作人員需要對市場上同種（zhǒng）數控機床的價格以及性能（néng）進行（háng）考察，要將（jiāng）價格與性能兩者結合（hé）起來對數控機（jī）床進行分析，而針對性價比較為類似的數控（kòng）起床而言，主要應考慮的便是其供貨時間，總的來說，供貨時間能夠與現實需要相（xiàng）吻（wěn）合的數（shù）控（kòng）機床可以（yǐ）被優先考慮。通常情況下，小型數控車等設備往往價格不高，對其改（gǎi）造的費用與購買新設備的費用不會存在太大的差距，因此，沒有必要針對這一部分機（jī）床進行改造，可以將其替換為新設備。

1.2 舊機床的性能（néng）

舊機（jī）床往往會存在很長的閑置時間，在這段時間內，其性能及（jí）精（jīng）度（dù）等必定會極大程度的降低，想要對其進行改造（zào），就（jiù）必須要針對其性能進行分析，一旦發展存在性能無法滿足實（shí）際需求的情況，必須要對其進（jìn）行修複，以使其能夠最大程（chéng）度的與實際改造需（xū）要相符合，這對於改造工作（zuò）的順利完成具有重（chóng）要價值。

1.3 舊機床隨機技術資料分析

有關舊機床的技術資料對（duì）於改造工作具有重要（yào）價值，從（cóng）某種程度上講，對其（qí）隨機技術資料（liào）的分析有利（lì）於為改造（zào）工作提供參考。總的來說，需要分析的資料主要包括以（yǐ）下幾點：

第一，要對機床的外觀進行仔細（xì）檢查，以（yǐ）便及時發（fā）現其中的缺陷，在發現缺陷（xiàn）時要做好記錄工作。第（dì）二，要對機床（chuáng）的潤滑油進行檢查，對於不能符合實際需要（yào）的潤滑油，要及時（shí）對其進（jìn）行更換。第三，要（yào）對機床的動作進行檢查，一旦發（fā）現動作中存在不連貫以及不靈活的現象，一（yī）定要做好（hǎo）記錄工作，並及時對其進行維修。第四，要對機床的工作精（jīng）度以及（jí）幾（jǐ）何精度進行檢（jiǎn）驗。

1.4 改造內容及考核標準

改造內容具有複雜性的（de）特點。首先，要對機床的原功能進行恢複，針對存在故障的機床，要通（tōng）過維修以恢複其功能，而對於維修費用與購買費用類似、或維修費（fèi）用大於購（gòu）買費（fèi）用的（de）機床而（ér）言，可以直接通過購買新的（de）機床將其替換。其（qí）次，NC化對於機床數控化改造也十分重要，對普通機床進行改造的目的也是為了使其成為NC機床。再次，要做好（hǎo）翻新工作，要對性能（néng）無法滿足NC係統的機床的係統進行更新（xīn）。最後，要提高改造技術的創新性，要最大程度的提高機床的性能以及運行效率。

針對改造的考核標準而言，需要注意以下考核標準：首先，要將改造的費用控製在新購進機床價格的30%以內，同（tóng）時其使用效率也（yě）要達到新機床的70%～80%之內。其次，要將數控化改造（zào）的投入回收期控製在一定範圍內，一般而言需（xū）要使其低於購買新機（jī）床的回收期的一半以下。

2、液壓原木旋（xuán）切機床數控化改造方案

對液壓原木旋切機床數控（kòng）化的（de）改造需要按照一定的方案進行。針對無卡軸液壓傳動原木旋切機床的數控化改造而言，其主要思路為把剝木進給刀（dāo）架的控製方式由液壓控製方式改（gǎi）為交流（liú）伺服電動機控製方式。這（zhè）一改（gǎi）造過程需要采（cǎi）用原木旋切機床專用的NC控（kòng）製器（qì）來（lái）完（wán）成，需要（yào）注意（yì）的是，對NC控製器的應用需要遵循一定的原（yuán）則（zé），要嚴格按照相（xiàng）應流程進行。

文章中設計的數字旋切機床控製器的係統框架圖及其功（gōng）能圖，如圖1和圖2所示。

圖1 係統框架圖

圖2 係統功能圖

通過對數字旋切機床控製器的（de）係統框架（jià）圖及其功能（néng）圖的分析可以看出，旋切（qiē）原木控製係統的核心部位（wèi）為旋木專用NC控製器，控製器中會包括顯示以及（jí）按鍵的部（bù）分（fèn），用（yòng）來對參數進行修改與完善。同時包括控製麵板，設置控製麵板的主要目的是為了完成對機床（chuáng）的操作控製。另外，伺服驅動控製以及步進驅動控製也是係統的重要組成部分，前者的主要功能是控製刀架進給，而後者的主要功能則是控製刀口調節。

通過係統（tǒng）功（gōng）能圖可以看出，其操作過程（chéng）主要包括回零方式、自動（dòng）方式執行以及手動方式三（sān）種。其中回零方（fāng）式能夠按快退鍵執行回（huí）零（líng），相對於回零方式而言，手動方式能夠（gòu）實現的功能有很多，主（zhǔ）要包括快進、快退、慢（màn）進、慢退以及剝皮五種功能。

3、液壓原木旋切機床數控化改造需要注意的問題

在液壓原（yuán）木旋切機（jī）床數控化改造設計中需要注意的問題有很多（duō），其中伺（sì）服驅動（dòng）器及其電動機的選擇、恒力控製的（de）實現以及速度匹配控製（zhì）中的（de）控製算法對於改造過程均（jun1）具有重要價值，以下文章主要針對上（shàng）述三點需要注（zhù）意的問（wèn）題進行了簡（jiǎn）要的分析。對液壓原木旋切機床數控化改造設計（jì）中需要注意（yì）的問題的（de）了解（jiě）對於改造過（guò）程的順利實現具有重要價值，同時也是改造效果（guǒ）能夠達（dá）到最好的主要保證，因此（cǐ），有（yǒu）必要針對這一問題進行分析。

3.1 伺（sì）服驅動器及其電動機的選擇

對伺服驅動器及其電（diàn）動機的選擇是在液壓旋切機床數控改造過程中必須注意的一項問題，總的（de）來說，旋切機床在運行以及改造的過程中需要（yào）的功率較大，而（ér）功率的保證需要（yào）伺服驅動係統的（de）保證才能完（wán）成，就目前的（de）情況看，市場上能夠滿（mǎn）足旋切機床改造的伺服驅動係（xì）統十分短缺，國外存（cún）在能夠達（dá）到相應（yīng）要求的設備，但從國外引進對於成本（běn）的要求極高，因此，可以選擇國產的伺服驅動係統，通過一係列的改造去使其能夠滿足相（xiàng）應需要。對此，可以選擇兩台4 kW的（de）電動（dòng）機及其伺服驅動（dòng）器，通過兩者的配合使用，能夠使功率被有效的滿足，同時也能夠最大程度的使成本得到控製（zhì），這對於旋切機床改造工作的順利完成具（jù）有重要價值。但要認識到，想要使兩者伺（sì）服（fú）驅動器能夠同（tóng）時發揮作用，就必須要（yào）實現對兩者的同時控製，這（zhè）需要工作人員特別加以重視。

3.2 恒力控製的實現

恒力控製的實現也（yě）是必須要注意的一項問題。通常情（qíng）況下，恒力控製的實現並不困難，僅僅通過為伺服驅動器（qì）發出轉矩信號便可以完成，但想要在兩台伺服電（diàn）動機下實現恒力的控製，其難度便（biàn）會相對較高，總的來說（shuō），需要控製的內容包括以下（xià）兩點：首先要控製兩台伺服電動機，使其能夠達到位置同步，其次，要在上述前（qián）提下進行恒力控製。這（zhè）就要求伺服驅動器不應僅僅（jǐn）能夠滿足發出轉矩信號的功能，同時還要控製輸出（chū）位置（zhì）的脈衝。一般而言，在最開始的位置，脈衝需要被快速輸（shū）出，這時指令位置與實際位置必（bì）定會存在一定程度的偏差，對此，需（xū）要將偏差值控製在（zài）一定範圍內，並保持其（qí）恒定。在恒力控製結束時，位置脈衝的輸出（chū）便會被（bèi）停止，而此時，工作人員（yuán）需要對指令位置以及實際位置進行考（kǎo）察，計算出兩者的偏（piān）差（chà）值，並將偏差值與標準值對比，如果小於標準值，則必須要對其進行調整。

3.3 速度匹配控製中的控（kòng）製算法

在速度匹配控製中，控製算法必須要得到足夠的重視。無卡軸原木旋切（qiē）機床在旋（xuán）切過程（chéng）中，往往會帶動原木（mù）旋切滾筒的運（yùn）行，滾筒的運（yùn）行具有一定的角度，在角度恒定時，如果傳動比確定，那麽（me）便可以得出電（diàn）動機（jī）運行所需要的轉速，總的來說，可以將原木的速度設置為（wéi）VM，同時可（kě）以將其直徑設置為DM，滾筒的速度為VG，滾筒的直徑為DG，電動機以及絲杠的傳動比（bǐ）為λ，絲杠螺距可以設置為L，剝板（bǎn）的厚度（dù）可以設置為H，伺服電動機的速度為VS。設（shè）置完成之後，可以通過以下公式來完成計算：

①原木線速（sù）度（dù）與滾筒線速度：

vM*DM=vG*DG；vM=（vG*DG）DM

②傳動關係：

vs=（2*vM*H）/λ

將（1）與（2）結合到一起可以（yǐ）得出以下公式：

vs=（2*vG*DG*H）/（λDM）

根據這一公式便能夠完成控製計算過程。

4、結語

通過上述（shù）文章可（kě）以看出，對液壓（yā）原木（mù）旋切機床的數控化改造已經成（chéng）為了當前這一（yī）領域發展的主（zhǔ）要趨勢，傳統的機床由於具有效率低（dī）的特點，因此已經無法適應（yīng）時代的發展。具體改造過程中，所包含的內容有很多，這需要改造方麵的工作人員一一的去對其進行了解，除此之外，改造（zào）過程還必須要按照相應的方案來（lái）進行，這是保證改造過程順利（lì）進行（háng）的基礎（chǔ）。最後，在改造過程中，還（hái）應注意伺服驅動器及其電動機的選擇以及恒力控製的（de）實現與速度匹配控製中的控製算法（fǎ）的問題，這樣才能最（zuì）大程（chéng）度的保證改造效果。

參考文獻：

[1] 潘月鬥,許鎮琳,徐東桂.液壓原木旋切機床的數控化改（gǎi）造設計[J].機床與（yǔ）液壓,2006,(7).

[2] 方勇.基於C630車床數控旋壓機床改造的研究[D].合肥：合（hé）肥工業（yè）大學,2007,(6).

[3] 許偉才,孫秀娟.數控（kòng）液壓單卡軸旋切機的設計創新[J].林業機（jī）械與木工設備（bèi）,2015,(2).

[4] 李建東.智能型旋切定心機器人中定心（xīn）優化研究[D].哈爾濱:東北林業大學,2001.

[5] 孫義剛.國內首台(套):數控液壓雙（shuāng）卡軸旋切機[J].現代製造技術與裝備,2010,(11).

[6] 袁旭.數控帶鋸跑車軟件係（xì）統的（de）研究與實（shí）現[D].哈爾濱:東北林業大學,2007,(5).

[7] 邵（shào）光智,王成瑞.數控液壓（yā）雙卡軸旋切機的設計創（chuàng）新[J].林業機（jī）械與木工設備,2010,(11).

[8] 陳磊.原木無卡軸旋切機自動控製係統的研究[D].南京:南京林業大學,2006,(6).

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