浅谈台达机电产品在木工机械上的应用

　　1 前言

　　当前我国经济的快速发展和现代化水平的不断提高，木工行业的发展突飞猛进。尤其是近年来作为国民经济支柱行业的房地产迅速崛起，使得人们对于家具的要求越来越高，这就刺激了各种木工行业的快速发展。近十年来，木工加工制造业经历了许多加工控制和自动控制的技术改革。尽管机电产品出口增势良好，但根据中国机电进出口商会对企业的调研显示：企业成本上升、压力增大、利润下滑。大部分企业认为去年以来导致成本上升的主要因素依次是原材料涨价、人民币升值过快和劳动力价格上涨，并且增长速度均超过企业预期，特别是今年以来人民币升值的速度大大高于企业的预计；同时出口退税和利率上升等因素也是影响企业成本提高的重要因素。综合考虑以上各因素，企业平均成本上升在10~20%左右。

　　台达机电至今已经能为客户提供PLC控制器、温度控制器、计数器、人机界面、变频驱动器、伺服驱动器、数控系统等一系列产品，可以向客户提供完善可靠的机电一体化解决方案。

　　2 工艺分析

　　木工砂光机利用砂带、砂布（纸）砂光工件表面的木工机床。木工砂光机分为滚筒式、带式和盘式3类。滚筒式木工砂光机 采用缠绕砂布（纸）的滚筒砂光木料，有单滚式和多滚式两种。加工时滚筒除作旋转外还能作轴向往复窜动，以减小工件表面粗糙度。单滚式砂光机多采用手动送料，多滚式的工件由压滚和上下进料滚或输送带送入。这类砂光机适用于板材方材拼合板、胶合板、刨花板和纤维板等表面的砂光。带式木工砂光机 把无端的环形砂带张紧在 2个或3个带轮上，驱动砂带作连续运动，一个张紧轮还作少量翘动使砂带产生横向窜动。用于平面加工的砂光机有固定的或移动的工作台；用于曲面加工的砂光机利用砂带的柔性在模板的压力下加工工件。宽带式木工砂光机具有效率高、能保证加工、砂带更换简单等优点，适用于大块人造板、家具用板和装饰板或油漆前后板材的砂光。盘式木工砂光机利用紧贴在旋转圆盘端面上的砂纸砂光工件，有立式和卧式、单盘和双盘之分。工件由手动或机动进给，用于平面砂光，适合于车厢、家具和木模等制造业使用。

　　木工砂光机通常指利用砂带、砂布（纸）砂光工件表面的木工机床。带式木工砂光机把无端的环形砂带张紧在 2个或3个带轮上，驱动砂带作连续运动，一个张紧轮还作少量翘动使砂带产生横向窜动。用于平面加工的砂光机有固定的或移动的工作台。本文系统中的砂光机用于板材的抛光，根据设备的工位可分有八道工序，设备要求不管长短板都能自动砂光，而且可以任意调整砂光板的长短。

　　3 控制系统

　　3.1 系统组成

　　系统硬件配置如表1所示：

　　表1 控制系统硬件配置表

　　控制系统框图如图1所示：

　　图1 控制系统框图

　　3.2 设备分析

　　（1）可编程控制器

　　系统中采用台达DVP60ES00R2 PLC，保证了系统具备较高的动态响应能力，又满足了木工行业对成本控制的要求。通过RS485和变频器进行通讯，通过网络给定控制频率和读取各个工序的输出频率，电流及相应的报警信息。

　　（2）台达变频器

　　系统选用台达VFD-EL系列变频器。八道工序每道工序配置一台1.5Kw的变频器，再加上一台2.2Kw的输送带变频器，共配备了九台变频器。

　　（3）触摸屏操作面板

　　本系统人机对话友好，配置了一台DOP-B05S100触摸屏用于显示运行状况和修改工序的电气参数，方便了工艺操作和系统维护，提高了设备的档次。

　　4 上位机画面及功能

　　（1）功能菜单画面如图2所示。

　　功能菜单包含了参数，状态监控，手动操作，故障检查功能。

　　图2 功能菜单画面

　　（2） 参数设置画面。

　　各个工位的变频器频率通过人机输入，经PLC通过RS485传送道变频器中；通过各个工位时间的设置，可以调整木板砂光的位置。参数设置画面如图3所示。

　　图3 参数设置画面

　　（3）手动画面，可以通过手动操作控制各个工位，便于维护，如图4所示。

　　图4 手动操作画面

　　（4）状态监控画面，可以监控设备的运行状态，通过RS485及时读取变频器的输出频率及工作电流。如图5所示。

　　图5 状态监控画面

　　（5）系统报警画面，监控各个工位是否正常，如图6所示。

　　图6 系统报警画面

　　5 结语

　　木工是一个环境非常恶劣的行业，工作环境对工人的身心健康影响很大，越来越多的木材加工厂开始引进自动化加工设备。本次合作的设备厂家是广东地区生产该类设备的大厂，在本行业具有很强的影响力。系统运行实践证明：台达机电产品组成的强大的整合能力及高性价比的变频器运行稳定，安全可靠，效率极高。