专利名称：数控旋切机专用变频器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种旋切机的控制系统，更具体地说，涉及一种旋切控制与交流
变频驱动一体化的数控旋切机专用变频器。
背景技术：
现有技术中，旋切机控制系统，普遍采用分体式的"外部旋切专用控制器+通用变 频器"方式，通过"外部旋切控制器"接收、处理当前的旋切刀片的目标位置信息，根据当前 目标位置，计算出木材直径，根据当前的木材直径计算出目标转速，再通过目标转速计算出 目标频率，然后通过数模转换(或数字脉冲方式)，把目标频率传送给通用变频器。通用变 频器驱动电机按照目标速度进行木材加工。目前，市场上普遍采用的这种分体式旋切机控 制系统存在以下缺陷 1、分体式旋切控制器，存在"运算控制"系统和"变频驱动"系统脱节问题；在两个 独立系统的数据传送过程中，信号容易受干扰，容易失真，导致驱动电机速度不稳，木材加 工精度低； 2、分体式旋切控制器，运算控制和变频驱动两个部件独立，增加了系统连线，故障 率较高，机器稳定性下降； 3、分体式旋切控制器，运算控制和变频驱动两个部件独立，增加了机器设备的制 造成本，需要占用更大的空间体积，浪费了资源； 4、分体式旋切控制器，普遍存在性能单一的情况，在位置信号的采集过程中，一般 不能同时兼容电子尺和旋转编码器信号；容易给用户不同种类的机器造成使用不便。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种旋切控 制与交流变频驱动一体化的数控旋切机专用变频器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种数控旋切机专用变频
器，包括用于旋切控制信号处理和交流电机变频控制的中央处理模块，还包括 与所述中央处理模块输入端连接、用于接收驱动轴编码器速度信号并输入到所述
中央处理模块的驱动轴测速模块， 与所述中央处理模块输入端连接、用于接收旋转编码器输出的进刀轴高速脉冲信 号并输入到所述中央处理模块的进刀轴高速脉冲处理模块， 与所述中央处理模块输入端连接、用于接收进刀轴测位电子尺输出的位置信号并 输入到所述中央处理模块的进刀轴模数处理模块， 以及，与所述中央处理模块连接、用于对驱动轴编码器速度信号、进刀轴高速脉冲 信号以及进刀轴测位电子尺输出的位置信号进行运算处理并将计算出的目标频率输出给 中央处理模块的旋切数据处理模块， 与所述中央处理模块输出端连接、用于驱动旋切进刀电机的交流电机变频驱动模
3块。 在本实用新型所述的数控旋切机专用变频器中，还包括与所述中央处理模块连 接、用于输入开关信号的开关量输入模块。 在本实用新型所述的数控旋切机专用变频器中，所述开关量输入模块由光偶隔离 电路组成，所述光偶隔离电路用于接收外部的运行、停止、快进、快退、厚度补充以及位置信 号校正的开关量信号。 在本实用新型所述的数控旋切机专用变频器中，还包括与所述中央处理模块连 接、用于设置电压、电流、频率、切刀位置以及木材直径的数据输入模块。 在本实用新型所述的数控旋切机专用变频器中，还包括用于保存系统当前设置的 电压、电流、频率、切刀位置、木材直径信息的数据存储模块。 在本实用新型所述的数控旋切机专用变频器中，还包括用于连接外部宽屏LCD文 本屏的485通讯模块。 在本实用新型所述的数控旋切机专用变频器中，还包括用于显示电压、电流、频 率、切刀位置、木材直径信息的数据显示模块。 在本实用新型所述的数控旋切机专用变频器中，所述数据显示模块为用于显示中 文数据和数字，便于近距离操作使用的LCD显示器。 在本实用新型所述的数控旋切机专用变频器中，所述数据显示模块为亮度高、便 于远距离观察的LED共阴型数码管。 实施本实用新型的数控旋切机专用变频器，具有以下有益效果本实用新型所述
的数控旋切机专用变频器是一种旋切控制与交流变频驱动一体化的控制器，解决了分体式
旋切控制系统的根源性结构问题，实现旋切进刀电机速度的"运算控制"和"变频驱动"一
体化；避免了数据传送过程中的干扰和失真，提高了木材加工均匀度；大幅度减少了内部
连线，提高了机器的可靠性降低了故障率；降低了制造成本，节约了安装空间。 由于数控旋切机专用变频变频器内部采用高性能CPU，运算速度快，所以系统可以
采用先进的、改良式PID算法，使速度、频率的计算与控制更精确；可以从根本上提高木材
的加工精度，提高机器性能； 由于数控旋切机专用变频变频器内部采用高性能CPU，资源丰富逻辑处理能力强， 可以同时兼容"电子尺"和"旋转编码器"信号，便于用户使用。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中 图1是本实用新型数控旋切机专用变频器的结构框图。
具体实施方式如图1所示，本实用新型的数控旋切机专用变频器包括，中央处理模块1、与中央 处理模块1输入端连接的用于接收驱动轴编码器速度信号的驱动轴测速模块2、与中央处 理模块1输入端连接的用于接收进刀轴高速脉冲信号的进刀轴高速脉冲处理模块3、与中 央处理模块1输入端连接的用于接收进刀轴测位电子尺输入的位置信号的进刀轴模数处 理模块。还包括与中央处理模块1输出端连接的交流电机变频驱动模块9以及旋切数据处理模块7。所述数控旋切机专用变频器还设有开关量输入模块5，用于接收外部的运行、 停止、快进、快退、厚度补充以及位置信号校正的开关量信号；数据输入模块6，用于设置电 压、电流、频率、切刀位置以及木材直径等信息；485通讯模块10用于连接外部宽屏LCD文 本屏；数据显示模块11用于显示电压、电流、频率、切刀位置、木材直径信息以及数据存储 模块8。 在图1所示的优选实施例中，中央处理模块1采用RENESAS公司高性能的32位电 机控制专用CPU-7047芯片；驱动轴测速模块2采用CPU-7047内置的定时器Tl ;进刀轴高 速脉处理速模块3采用CPU-7047内置的定时器T2 ;进刀轴模数处理模块4采用CPU-7047 内置的10位模数处理器；驱动轴测试模块2、进刀轴高速脉冲处理模块3以及进刀轴模数 处理模块4得到的驱动轴编码器速度信号和进刀电机位置信号，经过中央处理模块1，送入 到旋切数据处理模块7，经处理后得到设定的频率信号输出。旋切数据处理模块7将计算 出的目标频率信号送入到中央处理模块1，中央处理模块1将目标频率信号送入交流电机 变频驱动模块9，交流电机变频驱动模块9直接驱动电机按照目标速度运行，以进行旋切加 工。 开关量输入模块5由光偶隔离电路组成，可以接收外部的运行、停止、快进、快退、 补充厚度的开关量信号并将信号送入中央处理模块1。由中央处理模块1统一进行电机的 进、退、厚度增减等处理。 数据输入模块6由数控专用变频控制器内置的按钮以及数字旋钮组成，可以实现 电压、电流、频率、切刀位置、木材直径的设置。 数据存储模块8由专用的SPI存储器24LC256组成，可以保存系统当前设置的电 压、电流、频率、切刀位置、木材直径等信息。 数据显示模块ll，有两种实现方式。采用普通的128*64点阵型LCD，可以显示中 文数据，便于近距离操作使用；采用普通的4个8共阴型数码管显示，亮度高，便于远距离观 察。LCD/LED均可以正常显示以下输入电压、电流、频率、切刀位置、木材直径等信息。 485通讯模块10，由通用型MAXIN公司485IC组成，可以外部连接宽屏LCD文本 屏；用户可以通过外部宽屏LCD文本屏进行电压、电流、频率、木材直径、切刀位置信息的显 示与操作。 以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用 新型的精神和原则内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护 范围内。
权利要求一种数控旋切机专用变频器，其特征在于，包括用于旋切控制信号处理和交流电机变频控制的中央处理模块(1)，还包括与所述中央处理模块输入端连接、用于接收驱动轴编码器速度信号并输入到所述中央处理模块的驱动轴测速模块(2)，与所述中央处理模块输入端连接、用于接收旋转编码器输出的进刀轴高速脉冲信号并输入到所述中央处理模块的进刀轴高速脉冲处理模块(3)，与所述中央处理模块输入端连接、用于接收进刀轴测位电子尺输出的位置信号并输入到所述中央处理模块的进刀轴模数处理模块(4)，以及，与所述中央处理模块连接、用于对驱动轴编码器速度信号、旋转编码器输出的进刀轴高速脉冲信号以及进刀轴测位电子尺输出的位置信号进行运算处理并将计算出的目标频率输出给中央处理模块(1)的旋切数据处理模块(7)，与所述中央处理模块输出端连接、用于驱动旋切进刀电机的交流电机变频驱动模块(9)。
2. 根据权利要求1所述的数控旋切机专用变频器，其特征在于，还包括与所述中央处理模块连接、用于输入开关量信号的开关量输入模块(5)。
3. 根据权利要求2所述的数控旋切机专用变频器，其特征在于，所述开关量输入模块(5)由光偶隔离电路组成，所述光偶隔离电路用于接收外部的运行、停止、快进、快退、厚度补充以及位置信号校正的开关量信号。
4. 根据权利要求1所述的数控旋切机专用变频器，其特征在于，还包括与所述中央处理模块连接、用于设置电压、电流、频率、切刀位置以及木材直径的数据输入模块(6)。
5. 根据权利要求1所述的数控旋切机专用变频器，其特征在于，还包括用于保存系统当前设置的电压、电流、频率、切刀位置、木材直径信息的数据存储模块(8)。
6. 根据权利要求1所述的数控旋切机专用变频器，其特征在于，还包括用于连接外部宽屏LCD文本屏的485通讯模块(10)。
7. 根据权利要求1所述的数控旋切机专用变频器，其特征在于，还包括用于显示电压、电流、频率、切刀位置、木材直径信息的数据显示模块(11)。
8. 根据权利要求7所述的数控旋切机专用变频器，其特征在于，所述数据显示模块(11)为用于显示中文数据和数字，便于近距离操作使用的LCD显示器。
9. 根据权利要求7所述的数控旋切机专用变频器，其特征在于，所述数据显示模块(11)为亮度高、便于远距离观察的LED共阴型数码管。
专利摘要本实用新型涉及一种数控旋切机专用变频器，是一种旋切控制与交流变频驱动一体化的控制器，主要包括中央处理模块、与所述中央处理模块输入端连接的驱动轴测速模块、进刀轴高速脉冲处理模块、进刀轴模数处理模块，与中央处理模块输出端连接的交流电机变频驱动模块以及旋切数据处理模块。解决了分体式旋切控制系统的根源性结构问题，实现旋切进刀电机速度的“旋切运算控制”和“交流变频驱动”一体化；提高了机器的可靠性降低了故障率；降低了制造成本，节约了安装空间。采用高性能中央处理器，运算速度快，系统对速度、频率的计算与控制更精确，提高木材的加工精度；可以同时兼容“电子尺”和“旋转编码器”信号，便于用户使用。
文档编号B27L5/02GK201537961SQ20092020599
公开日2010年8月4日 申请日期2009年10月19日 优先权日2009年10月19日
发明者冯春魁, 张云祥, 徐启元 申请人:深圳市阿尔法变频技术有限公司