行業應用 | 伺服系統在木工機械上的應用
發布時間：
2021-12-31 11:23
來源：
木工機械是指加工木材、木質板材及木制品的專用加工機械，根據加工對象不同可細分為制材機械、家具機械、衣/櫥柜機械、地板機械、木門機械等不同領域。
01 行業背景
改革開放后，中國木工機械開始蓬勃發展，到2011年我國木工機械行業總產值超過了意大利，2013年超過了德國，現如今，木工機械產值世界第一。國內相關生產企業約1200家，從業人員近10萬人，工程技術人員6000余人，可提供69個品類約1100種木工機械產品，業已形成完整的產品體系和產業鏈。
02 面臨的挑戰
目前，在“雙碳”、“數字化、智能化”和國務院最新出臺的節能電機普及推廣的行業大背景、制造業核心零部件國產化的大趨勢，以及當前世界木材原材料短缺、價格上漲、定制化輕量化家具市場需求等現狀下，木工機械行業面臨不少挑戰。比如：
如何提高加工精度，從而減少加工損失，提高木材的利用率。
如何提高設備速度，從而縮短加工和輔助時間，提高生產效率。
如何優化設備，從而節能減排，降低成本。
……
總之，“增速提質”是當下木工機械行業的挑戰也是轉型升級、創新發展的機遇。
03 解決方案
現如今，電子技術、激光技術、微波技術以及運動控制技術的發展，給木工機械的自動化、柔性化、智能化和集成化帶來了新的活力，使木工機械設備的品種不斷增加，設備能力不斷提升。
這其中備受大眾矚目的伺服運動控制技術，給木工機械行業設備“增速提質”帶來不可小覷的助力，逐漸被廣泛運用于木工機械的鋸、刨、銑、鉆、砂光、涂裝、包裝等常見加工設備當中。
① 伺服系統在數控雕刻機上的應用
數控雕刻機一般是通過計算機內配置的專用雕刻軟件進行設計和排版，并有計算機把設計與排版的信息傳送至木工雕刻機控制器，再由控制器把這些信息轉化成能驅動伺服系統的信號，帶動雕刻頭高速旋轉，對固定于工作臺上的加工材料進行切削。
根據工作臺、加工件大小以及重量不同，一臺雕刻機一般需要3-6臺伺服電機做高速進給，所選伺服電機的范圍一般在200W至1KW之間。通過伺服運動控制XYZ軸高效響應、精準定位，使得雕刻機不但移動靈活，定位精準快速切削，而且在不影響機械系統運動的同時，盡量減少機械轉動慣量，振動抑制，讓整個機械運行平穩安全。這樣一來，大大減少了切削出錯率，提高了生產效率，在短時間內更快完成切削，成品精致美觀。
②伺服系統在開料機上的應用
現在的開料機一般將自動貼標、自動上料、雕刻、打孔、開料、自動下料結合于一體，工序無間斷，流暢、高效、實現效率產出最大化。所以，對精度和速度的要求很高，只有精度達到了，開出的板材才能規整，做出漂亮的家具。速度決定了加工效率，速度快又穩定，能讓開料機發揮高效率，創造更多價值，還節能減耗，降低成本。
通過伺服運動控制技術，定位時間2ms以內，定位精度達到±1個脈沖的超越標準性能，輕松實現開料機對精度和速度的要求。同時伺服負載自適應功能，參數自動識別、還有報警、速度到達等顯示，使得開料機不僅高速精準完成木材的開料，還能振動、抖動抑制，平穩運行。這樣一來，開料機實現更少的木材耗損率，提升運行效率。
③伺服系統在封邊機上的應用
封邊機是一種代替手工將邊帶封裝于木料上的設備，其包括有輸送、涂膠貼邊、切斷、前后齊頭、上下修邊、上下精修邊、上下跟蹤、拋光等多種功能，經過多道程序之后，可以使得木料成品更干凈美觀，還能避免木材等發霉變形，抑制有害氣體釋放。隨著定制化解決方案的家裝等發展，傳統的手動調整扭矩，銑刀前后距離，危險系數高、自動化低，拉低整體工作效率。故而，具有精度高、響應快、安全可靠的伺服系統被廣泛應用于封邊機設備。
優勢在于，伺服驅動器響應速度可達到2.4kHZ，速度范圍可在1~4500rpm內自適應，實現封邊機高效轉動響應。定位±1個脈沖和可內部參數設定的轉矩，有效克服慣性力矩，保證封邊機精度和穩定，封邊開孔數量減少，模塊快速拼接，節省安裝工時，成品效率提升50%。
此外，伺服系統在木工噴繪機械上的使用率同樣很高，新型高速往復式噴繪機噴繪定位精準，運行效率提升至6m/min，增加了工件單位時間內的通過數量，上漆率也得到大大提高，還有四邊鋸等木工設備也因伺服系統運行效率大大提升，增速提質，從而降低成本，創造更多的價值。
我們都知道，現在與傳統不同了，大部分行業機械需增速提質、節能減耗，引進伺服系統的環境下，木工機械雖然起步略晚，但木工機械由于不同對象的材料特性，具體結構差別較大，對加工特性、范圍、精度等級、產出效率、切削負荷等亦有截然不同的要求，從而對伺服系統的呼聲越來越高。奧通ATS伺服系統不但具有市面上伺服所具備的功能之外，還掌握底層核心算法，可根據用戶需求從硬件到軟件提供深度定制，滿足特殊場合及更加復雜的功能需求。
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