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基本介紹

木材由原木經(jīng)過(guò)去皮機(jī)、旋切機(jī)、裁板機(jī)即可按要求加工成為一定長(zhǎng)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(jī)為裁板機(jī)前道工序，目前其生產(chǎn)效率較高，在自動(dòng)裁板機(jī)應(yīng)用之前，大多采用人工半自動(dòng)裁板機(jī)，即人為通過(guò)靠板測(cè)定裁切距離，利用腳踏開(kāi)關(guān)控制切刀裁斷，切斷精度低，效率低下，通常一臺(tái)旋切機(jī)要配置三臺(tái)裁板機(jī)才能保證連續(xù)生產(chǎn)，且耗費(fèi)大量人工，隨著企業(yè)對(duì)提高生產(chǎn)效率和控制精度、降低人力成本的需要，對(duì)于自動(dòng)裁板機(jī)的需求越來(lái)越急迫。

本案例主要介紹采用全系列臺(tái)達(dá)機(jī)電產(chǎn)品如何實(shí)現(xiàn)數(shù)控裁板機(jī)設(shè)備的自動(dòng)化控制。

設(shè)備介紹

（1） 機(jī)架
機(jī)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(jī)臺(tái)震動(dòng)影響。
（2） 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
包括一臺(tái)4kW傳送電機(jī)和一臺(tái)2.2kW裁切電機(jī)以及相關(guān)減速機(jī)和齒輪鏈輪機(jī)構(gòu)，是設(shè)備動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。傳送電機(jī)由臺(tái)達(dá)VFD037E43A變頻器驅(qū)動(dòng)，經(jīng)過(guò)1∶19的鏈輪減速帶動(dòng)送料機(jī)構(gòu)和出料機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，完成進(jìn)料和出料動(dòng)作。裁切電機(jī)由臺(tái)達(dá)VFD037VE43A-2變頻器驅(qū)動(dòng)，經(jīng)1∶17減速機(jī)傳動(dòng)到裁切軸完成裁切動(dòng)作。
（3） 送料機(jī)構(gòu)
由皮帶輥及傳送皮帶組成，將旋切機(jī)旋切成型的木板輸送到裁切機(jī)構(gòu)，要求采用平接皮帶保證傳送平穩(wěn)，避免待切料跳動(dòng)影響編碼器計(jì)長(zhǎng)。
（4） 裁切機(jī)構(gòu)
裁切機(jī)構(gòu)是整個(gè)設(shè)備關(guān)鍵部分，它由上刀輥和下膠輥構(gòu)成，刀輥長(zhǎng)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(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)即完成裁切動(dòng)作。一般來(lái)說(shuō)刀輥有較大的慣量，剪切時(shí)會(huì)對(duì)設(shè)備機(jī)臺(tái)造成沖擊，對(duì)驅(qū)動(dòng)器的功率需求也較大，特別是電機(jī)直驅(qū)方式需要的電機(jī)功率就更大了，在此采用小功率電機(jī)加減速機(jī)方式驅(qū)動(dòng)，降低了設(shè)備的成本。
（5） 出料機(jī)構(gòu)
出料機(jī)構(gòu)也是由皮帶輥及傳送皮帶組成，長(zhǎng)度約4米，將裁切后木板送出并堆碼。
（6） 光電檢測(cè)系統(tǒng)
設(shè)備共有三個(gè)木板檢測(cè)光電開(kāi)關(guān)和一個(gè)原點(diǎn)光電開(kāi)關(guān)，主要用于檢測(cè)有無(wú)待切料和待切料有無(wú)缺陷，以及切刀原點(diǎn)位置檢測(cè)。
（7） 計(jì)長(zhǎng)編碼器機(jī)構(gòu)
設(shè)備配置兩個(gè)編碼器，其中一個(gè)安裝于進(jìn)料部分，作為待切料計(jì)長(zhǎng)，也是切刀運(yùn)動(dòng)的主軸位置回饋信號(hào)，切刀軸根據(jù)計(jì)長(zhǎng)編碼器反饋的脈沖信號(hào)作裁切動(dòng)作，保證裁切長(zhǎng)度的精度要求，由此可見(jiàn)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(shí)在機(jī)械安裝時(shí)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(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，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(gè)編碼器安裝于切刀輥電機(jī)軸，作為切刀自閉環(huán)反饋信號(hào)。
（8） 電氣控制系統(tǒng)
電氣控制采用臺(tái)達(dá)整體方案，主要由臺(tái)達(dá)機(jī)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(jiàn)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(jī)達(dá)到了以下的要求：
1、 設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中可隨時(shí)調(diào)整預(yù)先設(shè)定好的裁切長(zhǎng)度，包括快切長(zhǎng)度、設(shè)定長(zhǎng)度、尾板長(zhǎng)度三種長(zhǎng)度的切換，以達(dá)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(shí)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(guò)光電檢測(cè)木板缺陷并作相應(yīng)處理。
5、 切刀運(yùn)動(dòng)需要加減速平滑，盡量減少對(duì)變頻器和電機(jī)的超頻使用以及對(duì)設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)的沖擊。

通過(guò)對(duì)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(tái)達(dá)20PM已內(nèi)置飛剪功能，可采用以DVP-20PM為控制核心的臺(tái)達(dá)整體解決方案完成對(duì)切刀控制，實(shí)現(xiàn)設(shè)備控制要求，傳動(dòng)控制示意圖如圖3