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基本介紹

木材由原木經(jīng)過去皮機、旋切機、裁板機即可按要求加工成為一定長寬和厚度尺寸的木板，作為生產(chǎn)木工板、裝飾板、膠合板等的原材料，我們?nèi)粘Ｉ钏醚b飾的木材都是以裁斷后的木板加工而成的。

旋切機為裁板機前道工序，目前其生產(chǎn)效率較高，在自動裁板機應(yīng)用之前，大多采用人工半自動裁板機，即人為通過靠板測定裁切距離，利用腳踏開關(guān)控制切刀裁斷，切斷精度低，效率低下，通常一臺旋切機要配置三臺裁板機才能保證連續(xù)生產(chǎn)，且耗費大量人工，隨著企業(yè)對提高生產(chǎn)效率和控制精度、降低人力成本的需要，對于自動裁板機的需求越來越急迫。

本案例主要介紹采用全系列臺達機電產(chǎn)品如何實現(xiàn)數(shù)控裁板機設(shè)備的自動化控制。

設(shè)備介紹

（1） 機架
機架由角鋼框架構(gòu)成，設(shè)置有地腳螺釘作為固定用，減輕設(shè)備機臺震動影響。
（2） 傳動機構(gòu)
包括一臺4kW傳送電機和一臺2.2kW裁切電機以及相關(guān)減速機和齒輪鏈輪機構(gòu)，是設(shè)備動力傳動系統(tǒng)。傳送電機由臺達VFD037E43A變頻器驅(qū)動，經(jīng)過1∶19的鏈輪減速帶動送料機構(gòu)和出料機構(gòu)運動，完成進料和出料動作。裁切電機由臺達VFD037VE43A-2變頻器驅(qū)動，經(jīng)1∶17減速機傳動到裁切軸完成裁切動作。
（3） 送料機構(gòu)
由皮帶輥及傳送皮帶組成，將旋切機旋切成型的木板輸送到裁切機構(gòu)，要求采用平接皮帶保證傳送平穩(wěn)，避免待切料跳動影響編碼器計長。
（4） 裁切機構(gòu)
裁切機構(gòu)是整個設(shè)備關(guān)鍵部分，它由上刀輥和下膠輥構(gòu)成，刀輥長約2米，直徑280毫米，有單刀和雙刀兩種方式可選，可裁切最大寬度為1.8米的木板，當(dāng)?shù)遁伜湍z輥相對旋轉(zhuǎn)運動時即完成裁切動作。一般來說刀輥有較大的慣量，剪切時會對設(shè)備機臺造成沖擊，對驅(qū)動器的功率需求也較大，特別是電機直驅(qū)方式需要的電機功率就更大了，在此采用小功率電機加減速機方式驅(qū)動，降低了設(shè)備的成本。
（5） 出料機構(gòu)
出料機構(gòu)也是由皮帶輥及傳送皮帶組成，長度約4米，將裁切后木板送出并堆碼。
（6） 光電檢測系統(tǒng)
設(shè)備共有三個木板檢測光電開關(guān)和一個原點光電開關(guān)，主要用于檢測有無待切料和待切料有無缺陷，以及切刀原點位置檢測。
（7） 計長編碼器機構(gòu)
設(shè)備配置兩個編碼器，其中一個安裝于進料部分，作為待切料計長，也是切刀運動的主軸位置回饋信號，切刀軸根據(jù)計長編碼器反饋的脈沖信號作裁切動作，保證裁切長度的精度要求，由此可見此編碼器的精度關(guān)系到設(shè)備的整體精度，可選用較高分辨率編碼器，同時在機械安裝時要求穩(wěn)定可靠，一般采用較大重量或有張力的金屬滾輪壓在待切木板上，保證之間的接觸及摩擦和無相對運動，編碼器軸安裝于金屬滾輪，不直接與待切物料接觸受力；另一個編碼器安裝于切刀輥電機軸，作為切刀自閉環(huán)反饋信號。
（8） 電氣控制系統(tǒng)
電氣控制采用臺達整體方案，主要由臺達機電產(chǎn)品構(gòu)成，包含主控制器、變頻器、文本顯示器、編碼器、PG卡等，其中主控制器20PM為控制核心，完成設(shè)備控制功能。

設(shè)備示意圖 見圖1、圖2

應(yīng)用規(guī)劃及效果

綜合分析工藝需求，數(shù)控裁板機達到了以下的要求：
1、 設(shè)備運行過程中可隨時調(diào)整預(yù)先設(shè)定好的裁切長度，包括快切長度、設(shè)定長度、尾板長度三種長度的切換，以達到節(jié)省原料的目的。
2、 滿足±1mm精度控制的要求。
3、 切刀裁切時保證其線速度與木板送料線速度相同，避免了速度差造成擋板或拉板，這樣切斷口比較整齊，沖擊比較小。
4、 通過光電檢測木板缺陷并作相應(yīng)處理。
5、 切刀運動需要加減速平滑，盡量減少對變頻器和電機的超頻使用以及對設(shè)備機械結(jié)構(gòu)的沖擊。

通過對設(shè)備控制要求的分析，這是比較典型的飛剪裁切功能應(yīng)用，而臺達20PM已內(nèi)置飛剪功能，可采用以DVP-20PM為控制核心的臺達整體解決方案完成對切刀控制，實現(xiàn)設(shè)備控制要求，傳動控制示意圖如圖3