專利名稱：一種旋切剪板一體化控制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及木工機械控制領(lǐng)域，具體涉及一種旋切剪板一體化控制系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
近年來，在我國逐漸興起的木業(yè)加工行業(yè)伴隨著科技的發(fā)展，走在科技前列的機械設(shè)備企業(yè)已逐漸研發(fā)出應(yīng)用于木工的旋切剪板一體機。然而實踐中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的旋切剪板一體機的自動化程度低，從而導(dǎo)致旋切、剪板的精度也相應(yīng)較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種旋切剪板一體化控制系統(tǒng)及方法，能夠解決現(xiàn)有旋切剪板一體機的自動化程度低，從而導(dǎo)致旋切、剪板的精度也相應(yīng)較低的問題。本發(fā)明第一方面提供一種旋切剪板一體化控制方法，包括主機的旋切特性曲線算法模塊建立旋切機數(shù)學(xué)模型，并計算出旋切機變頻器的運行頻率，以實現(xiàn)旋切機絲桿的精確推進(jìn)；主機的矢量控制特性算法模塊利用變頻矢量控制算法控制旋切機變頻器在低頻運行狀態(tài)下輸出穩(wěn)定的轉(zhuǎn)矩，以保證旋切機旋切出板的均勻性和光澤性；主機的尾刀整張率算法模塊接收系統(tǒng)一體化設(shè)計模塊發(fā)出的啟動信號并輸出啟動信號給從機，以保證剪板最后一張的尾張率；從機的鍘刀飛剪算法模塊按照預(yù)先設(shè)定的鍘皮寬度對旋切出板進(jìn)行滾剪；從機的矢量控制特性算法模塊從算法上保證剪板速度的穩(wěn)定，使剪板出板保持一致性；系統(tǒng)一體化設(shè)計模塊進(jìn)行主機與從機之間的數(shù)據(jù)交換；系統(tǒng)客戶化設(shè)計模塊配置主機和從機的系統(tǒng)參數(shù)。本發(fā)明第二方面提供一種旋切剪板一體化控制系統(tǒng)，包括主機、系統(tǒng)一體化設(shè)計模塊、系統(tǒng)客戶化設(shè)計模塊以及從機，其中，所述主機包括旋切特性曲線算法模塊、矢量控制特性算法模塊以及尾刀整張率算法模塊；所述從機包括鍘刀飛剪算法模塊和矢量控制特性算法模塊；所述主機的旋切特性曲線算法模塊，用于建立旋切機數(shù)學(xué)模型，并計算出旋切機變頻器的運行頻率，以實現(xiàn)旋切機絲桿的精確推進(jìn)；所述主機的矢量控制特性算法模塊，用于利用變頻矢量控制算法控制旋切機變頻器在低頻運行狀態(tài)下輸出穩(wěn)定的轉(zhuǎn)矩，以保證旋切機旋切出板的均勻性和光澤性；所述主機的尾刀整張率算法模塊，用于接收系統(tǒng)一體化設(shè)計模塊發(fā)出的啟動信號并輸出啟動信號給從機，以保證剪板最后一張的尾張率；所述從機的鍘刀飛剪算法模塊，用于按照預(yù)先設(shè)定的鍘皮寬度對旋切出板進(jìn)行滾剪；
所述從機的矢量控制特性算法模塊，用于從算法上保證剪板速度的穩(wěn)定，使剪板出板保持一致性；所述系統(tǒng)一體化設(shè)計模塊，用于進(jìn)行主機與從機之間的數(shù)據(jù)交換；所述系統(tǒng)客戶化設(shè)計模塊，用于配置主機和從機的系統(tǒng)參數(shù)。本發(fā)明所提供的旋切剪板一體化控制系統(tǒng)及方法具備自動化程度高，旋切、剪板的精度也相應(yīng)較高等的優(yōu)點。


為了更清楚地說明本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明實施例提供一種旋切剪板一體化控制方法的流程圖；圖2是本發(fā)明實施例提供一種旋切剪板一體化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明實施例提供一種尾刀整張率算法實施例的示意圖；圖4是本發(fā)明實施例提供的旋切剪板一體化控制系統(tǒng)的一種工作實施例流程圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明提供一種旋切剪板一體化控制系統(tǒng)及方法，具備自動化程度高，旋切、剪板的精度也相應(yīng)較高等的優(yōu)點。以下分別進(jìn)行詳細(xì)說明。請參閱圖1，圖1是本發(fā)明實施例提供一種旋切剪板一體化控制方法的流程圖。如圖1所示，該方法可以包括以下步驟。101、主機的旋切特性曲線算法模塊建立旋切機數(shù)學(xué)模型，并計算出旋切機變頻器的運行頻率，以實現(xiàn)旋切機絲桿的精確推進(jìn)；102、主機的矢量控制特性算法模塊利用變頻矢量控制算法控制旋切機變頻器在低頻運行狀態(tài)下輸出穩(wěn)定的轉(zhuǎn)矩，以保證旋切機旋切出板的均勻性和光澤性；103、主機的尾刀整張率算法模塊接收系統(tǒng)一體化設(shè)計模塊發(fā)出的啟動信號并輸出啟動信號給從機，以保證剪板最后一張的尾張率；104、從機的鍘刀飛剪算法模塊按照預(yù)先設(shè)定的鍘皮寬度對旋切出板進(jìn)行滾剪；105、從機的矢量控制特性算法模塊從算法上保證剪板速度的穩(wěn)定，使剪板出板保
持一致性；106、系統(tǒng)一體化設(shè)計模塊進(jìn)行主機與從機之間的數(shù)據(jù)交換；107、系統(tǒng)一體化設(shè)計模塊配置主機和從機的系統(tǒng)參數(shù)。圖1所描述的旋切剪板一體化控制方法中，主機的尾刀整張率算法模塊還計算出旋切剪板的尾刀，以保證最后出來的一張是預(yù)先設(shè)定的剪板的整張。圖1所描述的旋切剪板一體化控制方法具備自動化程度高，旋切、剪板的精度也相應(yīng)較高等的優(yōu)點。請參閱圖2，圖2是本發(fā)明實施例提供一種旋切剪板一體化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。如圖2所示，該系統(tǒng)可以包括主機1、系統(tǒng)一體化設(shè)計模塊2、系統(tǒng)客戶化設(shè)計模塊3以及從機4，其中，主機I包括旋切特性曲線算法模塊11、矢量控制特性算法模塊12以及尾刀整張率算法模塊13 ;從機4包括鍘刀飛剪算法模塊41和矢量控制特性算法模塊42，其中；所述主機I的旋切特性曲線算法模塊11，用于建立旋切機數(shù)學(xué)模型，并計算出旋切機變頻器的運行頻率，以實現(xiàn)旋切機絲桿的精確推進(jìn)；所述主機I的矢量控制特性算法模塊12，用于利用變頻矢量控制算法控制旋切機變頻器在低頻運行狀態(tài)下輸出穩(wěn)定的轉(zhuǎn)矩，以保證旋切機旋切出板的均勻性和光澤性；所述主機I的尾刀整張率算法模塊13，用于接收系統(tǒng)一體化設(shè)計模塊發(fā)出的啟動信號并輸出啟動信號給從機，以保證剪板最后一張的尾張率；所述從機4的鍘刀飛剪算法模塊41，用于按照預(yù)先設(shè)定的鍘皮寬度對旋切出板進(jìn)行滾剪；所述從機4的矢量控制特性算法模塊42，用于從算法上保證剪板速度的穩(wěn)定，使剪板出板保持一致性；所述系統(tǒng)一體化設(shè)計模塊2，用于進(jìn)行主機I與從機4之間的數(shù)據(jù)交換；所述系統(tǒng)客戶化設(shè)計模塊3，用于配置主機I和從機4的系統(tǒng)參數(shù)。在圖2所描述的旋切剪板一體化控制系統(tǒng)中，主機I的尾刀整張率算法模塊13，還用于計算出旋切剪板的尾刀，以保證最后出來的一張是預(yù)先設(shè)定的剪板的整張。在圖2所描述的旋切剪板一體化控制系統(tǒng)中，旋切特性曲線算法模塊11用于依照旋切機工作特點，建立數(shù)學(xué)模型，計算出旋切機變頻器的運行頻率，以實現(xiàn)旋切機絲桿的精確推進(jìn)。在圖2所描述的旋切剪板一體化控制系統(tǒng)中，矢量控制特性算法模塊12用于實現(xiàn)變頻矢量控制算法。由于旋切機走的是螺旋曲線，其變頻器大部分時間是運行在低頻狀態(tài)下，矢量控制特性算法模塊12通過變頻矢量控制算法，可控制變頻器在低頻運行狀態(tài)下，輸出轉(zhuǎn)矩的穩(wěn)定，以保證絲桿推進(jìn)的穩(wěn)定，從而保證低頻狀態(tài)下旋切出板的均勻性和光澤性。在圖2所描述的旋切剪板一體化控制系統(tǒng)中，尾刀整張率算法模塊13用于接受系統(tǒng)一體化設(shè)計模塊2發(fā)出的啟動信號，輸出從機啟動信號。由于旋切剪板一體機采用旋切出板先出先鍘的原則，尾刀整張率算法模塊13經(jīng)過計算出從機啟動時刻，從而啟動從機進(jìn)行剪板，保證旋切到最小木心，旋切機刀架后退時，鍘刀鍘下最后一刀停止后，剩下的木皮剛好是用戶設(shè)定的想要的整張。在圖2所描述的旋切剪板一體化控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)一體化設(shè)計模塊2用于系統(tǒng)邏輯控制及主機和從機互聯(lián)信號的處理。互聯(lián)信號是相互的，主機把信號處理好送給從機，從機接受到信號后按照模塊內(nèi)預(yù)設(shè)的協(xié)議進(jìn)行動作，處理完成后又反饋給主機，達(dá)到主從的協(xié)調(diào)配和，完成預(yù)定的功能。在圖2所描述的旋切剪板一體化控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)客戶化設(shè)計模塊3用于客戶化功能的設(shè)計。系統(tǒng)客戶化設(shè)計模塊3與主機和從機都會進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。用于進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置，人機界面的顯示，系統(tǒng)故障診斷等。
在圖2所描述的旋切剪板一體化控制系統(tǒng)中，鍘刀飛剪算法模塊41用于實現(xiàn)從機接受到主機發(fā)出的啟動信號后，進(jìn)行預(yù)先設(shè)定的鍘皮寬度的滾剪。同時，鍘刀飛剪算法模塊41中加入了飛剪算法，很好的避免了滾剪過程中的堵板問題。飛剪算法還可有效地實現(xiàn)鍘切不同寬度板皮時與恒速運轉(zhuǎn)的膠輥實現(xiàn)同步速。在圖2所描述的旋切剪板一體化控制系統(tǒng)中，矢量控制特性算法模塊42用于接受系統(tǒng)客戶化設(shè)計模塊3設(shè)定的參數(shù)，計算出變頻運行的頻率，從算法上保證剪板速度的穩(wěn)定，使剪板出板保持一致性。在圖2所描述的旋切剪板一體化控制系統(tǒng)中，因為是主從控制，為了使系統(tǒng)更有效、實時的分配和完成任務(wù)，系統(tǒng)一體化設(shè)計模塊2把主機控制和從機響應(yīng)結(jié)合起來，使系統(tǒng)最小化處理，使系統(tǒng)更穩(wěn)定可靠。在圖2所描述的旋切剪板一體化控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)客戶化設(shè)計模塊3為客戶做客戶化的設(shè)計，另外，預(yù)留有可擴展的接口，使系統(tǒng)更具有廣泛性。在圖2所描述的旋切剪板一體化控制系統(tǒng)中，尾刀整張率算法模塊13為處理好尾刀整張，做了詳細(xì)的處理，如圖3所示，為尾刀整張算法的實施例，其中O :表示記憶圓木直徑；(D0 :表示啟動時刻的圓木直徑；AY :表不尾張偏差；AL :表示圓木啟動時刻到記憶時刻的相對長度X :表示設(shè)定的軋寬；其中，尾刀整張率算法模塊13通過整張率的計算使AY趨0發(fā)展，達(dá)到了尾刀整張設(shè)計的要求。在圖2所描述的旋切剪板一體化控制系統(tǒng)中，為了使尾刀整張更好，引入二級數(shù)據(jù)緩存對過程數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，即Data[n], 一級數(shù)據(jù)存儲，掉電保存，每次上電以此基準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取、計算，可以保證每次尾刀偏差修正到正常的范圍；DataO) I [m] 二級數(shù)據(jù)存儲，過程會以一級存儲基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，不受先前存儲的數(shù)據(jù)影響?？梢员ＷC尾刀偏差越來越小。本發(fā)明提供的旋切剪板一體化控制系統(tǒng)的工作流程如圖4所示，包括以下步驟步驟SlOO :主機接受外部端子啟動指令，驅(qū)動絲桿進(jìn)給，旋切出板。步驟SlOl :主機啟動后，進(jìn)入整張點計算，計算完整張點則執(zhí)行步驟S102，否則不執(zhí)行。步驟S102 :整張點計算完成，啟動鍘刀，開始鍘旋切出板。步驟S103 :實時檢測當(dāng)前旋切圓木直徑，判斷是否到達(dá)停刀條件(即最小木心)，如果是，執(zhí)行步驟S104，否則繼續(xù)旋切、剪板。步驟S104 :執(zhí)行步驟S103時，系統(tǒng)實時檢測停刀條件，當(dāng)?shù)竭_(dá)停刀條件后，執(zhí)行步驟S104，并且把鍘刀停到預(yù)先設(shè)定的位置，以便下次啟刀使用。步驟S105 :鍘刀停穩(wěn)后，系統(tǒng)旋切過程結(jié)束，為下次旋切剪板作準(zhǔn)備。圖2所描述的旋切剪板一體化控制系統(tǒng)具備自動化程度高，旋切、剪板的精度也相應(yīng)較高等的優(yōu)點。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解上述實施例的各種方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，該程序可以存儲于一計算機可讀存儲介質(zhì)中，存儲介質(zhì)可以包括閃存盤、只讀存儲器(Read-Only Memory,ROM)、隨機存取器(Random AccessMemory, RAM)、磁盤或光盤等。以上對本發(fā)明實施例所提供的方法和系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種旋切剪板一體化控制方法，其特征在于，包括主機的旋切特性曲線算法模塊建立旋切機數(shù)學(xué)模型，并計算出旋切機變頻器的運行頻率，以實現(xiàn)旋切機絲桿的精確推進(jìn)；主機的矢量控制特性算法模塊利用變頻矢量控制算法控制旋切機變頻器在低頻運行狀態(tài)下輸出穩(wěn)定的轉(zhuǎn)矩，以保證旋切機旋切出板的均勻性和光澤性；主機的尾刀整張率算法模塊接收系統(tǒng)一體化設(shè)計模塊發(fā)出的啟動信號并輸出啟動信號給從機，以保證剪板最后一張的尾張率；從機的鍘刀飛剪算法模塊按照預(yù)先設(shè)定的鍘皮寬度對旋切出板進(jìn)行滾剪；從機的矢量控制特性算法模塊從算法上保證剪板速度的穩(wěn)定，使剪板出板保持一致系統(tǒng)一體化設(shè)計模塊進(jìn)行主機與從機之間的數(shù)據(jù)交換；系統(tǒng)客戶化設(shè)計模塊配置主機和從機的系統(tǒng)參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括主機的尾刀整張率算法模塊計算出旋切剪板的尾刀，以保證最后出來的一張是預(yù)先設(shè)定的剪板的整張。
3.一種旋切剪板一體化控制系統(tǒng)，其特征在于，包括主機、系統(tǒng)一體化設(shè)計模塊、系統(tǒng)客戶化設(shè)計模塊以及從機，其中，所述主機包括旋切特性曲線算法模塊、矢量控制特性算法模塊以及尾刀整張率算法模塊；所述從機包括鍘刀飛剪算法模塊和矢量控制特性算法模塊；所述主機的旋切特性曲線算法模塊，用于建立旋切機數(shù)學(xué)模型，并計算出旋切機變頻器的運行頻率，以實現(xiàn)旋切機絲桿的精確推進(jìn)；所述主機的矢量控制特性算法模塊，用于利用變頻矢量控制算法控制旋切機變頻器在低頻運行狀態(tài)下輸出穩(wěn)定的轉(zhuǎn)矩，以保證旋切機旋切出板的均勻性和光澤性；所述主機的尾刀整張率算法模塊，用于接收系統(tǒng)一體化設(shè)計模塊發(fā)出的啟動信號并輸出啟動信號給從機，以保證剪板最后一張的尾張率；所述從機的鍘刀飛剪算法模塊，用于按照預(yù)先設(shè)定的鍘皮寬度對旋切出板進(jìn)行滾剪；所述從機的矢量控制特性算法模塊，用于從算法上保證剪板速度的穩(wěn)定，使剪板出板保持一致性；所述系統(tǒng)一體化設(shè)計模塊，用于進(jìn)行主機與從機之間的數(shù)據(jù)交換；所述系統(tǒng)客戶化設(shè)計模塊，用于配置主機和從機的系統(tǒng)參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述主機的尾刀整張率算法模塊，還用于計算出旋切剪板的尾刀，以保證最后出來的一張是預(yù)先設(shè)定的剪板的整張。
全文摘要
旋切剪板一體化控制系統(tǒng)及方法，該方法包括主機的旋切特性曲線算法模塊建立旋切機數(shù)學(xué)模型，計算旋切機變頻器的運行頻率，實現(xiàn)旋切機絲桿精確推進(jìn)；主機的矢量控制特性算法模塊利用變頻矢量控制算法控制旋切機變頻器在低頻狀態(tài)下輸出穩(wěn)定轉(zhuǎn)矩，保證旋切機旋切出板的均勻性和光澤性；主機的尾刀整張率算法模塊接收系統(tǒng)一體化設(shè)計模塊發(fā)出的啟動信號并輸出給從機；從機的鍘刀飛剪算法模塊按預(yù)設(shè)的鍘皮寬度對旋切出板作滾剪；從機的矢量控制特性算法模塊從算法上保證剪板速度的穩(wěn)定，使剪板出板保持一致性；系統(tǒng)一體化設(shè)計模塊進(jìn)行主機與從機之間的數(shù)據(jù)交換；系統(tǒng)一體化設(shè)計模塊配置主機和從機的系統(tǒng)參數(shù)。本發(fā)明自動化程度高，旋切、剪板的精度高。
文檔編號G05B19/418GK102999033SQ20121051331
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者姜仲文, 蔣治軍, 張雪林 申請人:深圳市藍(lán)海華騰技術(shù)有限公司