行业应用 | 伺服系统在木工机械上的应用
发布时间：
2021-12-31 11:23
来源：
木工机械是指加工木材、木质板材及木制品的专用加工机械，根据加工对象不同可细分为制材机械、家具机械 、衣/橱柜机械、地板机械、木门机械等不同领域 。
01 行业背景
改革开放后 ，中国木工机械开始蓬勃发展，到2011年我国木工机械行业总产值超过了意大利，2013年超过了德国，现如今 ，木工机械产值世界第一。国内相关生产企业约1200家，从业人员近10万人，工程技术人员6000余人 ，可提供69个品类约1100种木工机械产品，业已形成完整的产品体系和产业链。
02 面临的挑战
目前，在“双碳” 、“数字化 、智能化”和国务院最新出台的节能电机普及推广的行业大背景、制造业核心零部件国产化的大趋势，以及当前世界木材原材料短缺、价格上涨、定制化轻量化家具市场需求等现状下 ，木工机械行业面临不少挑战 。比如：
如何提高加工精度 ，从而减少加工损失 ，提高木材的利用率 。
如何提高设备速度，从而缩短加工和辅助时间，提高生产效率。
如何优化设备，从而节能减排 ，降低成本。
……
总之，“增速提质”是当下木工机械行业的挑战也是转型升级 、创新发展的机遇。
03 解决方案
现如今 ，电子技术 、激光技术、微波技术以及运动控制技术的发展 ，给木工机械的自动化 、柔性化、智能化和集成化带来了新的活力，使木工机械设备的品种不断增加，设备能力不断提升 。
这其中备受大众瞩目的伺服运动控制技术，给木工机械行业设备“增速提质”带来不可小觑的助力，逐渐被广泛运用于木工机械的锯、刨 、铣、钻 、砂光、涂装、包装等常见加工设备当中 。
① 伺服系统在数控雕刻机上的应用
数控雕刻机一般是通过计算机内配置的专用雕刻软件进行设计和排版，并有计算机把设计与排版的信息传送至木工雕刻机控制器，再由控制器把这些信息转化成能驱动伺服系统的信号，带动雕刻头高速旋转，对固定于工作台上的加工材料进行切削 。
根据工作台、加工件大小以及重量不同，一台雕刻机一般需要3-6台伺服电机做高速进给，所选伺服电机的范围一般在200W至1KW之间 。通过伺服运动控制XYZ轴高效响应 、精准定位 ，使得雕刻机不但移动灵活 ，定位精准快速切削，而且在不影响机械系统运动的同时，尽量减少机械转动惯量，振动抑制 ，让整个机械运行平稳安全。这样一来 ，大大减少了切削出错率，提高了生产效率 ，在短时间内更快完成切削，成品精致美观。
②伺服系统在开料机上的应用
现在的开料机一般将自动贴标、自动上料、雕刻、打孔、开料 、自动下料结合于一体，工序无间断 ，流畅、高效、实现效率产出最大化。所以，对精度和速度的要求很高 ，只有精度达到了，开出的板材才能规整，做出漂亮的家具。速度决定了加工效率 ，速度快又稳定，能让开料机发挥高效率，创造更多价值 ，还节能减耗，降低成本。
通过伺服运动控制技术，定位时间2ms以内，定位精度达到±1个脉冲的超越标准性能，轻松实现开料机对精度和速度的要求。同时伺服负载自适应功能，参数自动识别、还有报警、速度到达等显示 ，使得开料机不仅高速精准完成木材的开料 ，还能振动 、抖动抑制，平稳运行。这样一来 ，开料机实现更少的木材耗损率，提升运行效率 。
③伺服系统在封边机上的应用
封边机是一种代替手工将边带封装于木料上的设备 ，其包括有输送、涂胶贴边、切断、前后齐头 、上下修边、上下精修边、上下跟踪 、抛光等多种功能 ，经过多道程序之后 ，可以使得木料成品更干净美观，还能避免木材等发霉变形，抑制有害气体释放。随着定制化解决方案的家装等发展，传统的手动调整扭矩，铣刀前后距离 ，危险系数高、自动化低，拉低整体工作效率 。故而，具有精度高、响应快、安全可靠的伺服系统被广泛应用于封边机设备。
优势在于 ，伺服驱动器响应速度可达到2.4kHZ，速度范围可在1~4500rpm内自适应，实现封边机高效转动响应 。定位±1个脉冲和可内部参数设定的转矩，有效克服惯性力矩 ，保证封边机精度和稳定，封边开孔数量减少，模块快速拼接 ，节省安装工时 ，成品效率提升50%。
此外 ，伺服系统在木工喷绘机械上的使用率同样很高，新型高速往复式喷绘机喷绘定位精准 ，运行效率提升至6m/min，增加了工件单位时间内的通过数量，上漆率也得到大大提高，还有四边锯等木工设备也因伺服系统运行效率大大提升，增速提质 ，从而降低成本，创造更多的价值。
我们都知道，现在与传统不同了，大部分行业机械需增速提质、节能减耗，引进伺服系统的环境下，木工机械虽然起步略晚，但木工机械由于不同对象的材料特性 ，具体结构差别较大 ，对加工特性 、范围、精度等级、产出效率 、切削负荷等亦有截然不同的要求，从而对伺服系统的呼声越来越高。三牛娱乐ATS伺服系统不但具有市面上伺服所具备的功能之外，还掌握底层核心算法，可根据用户需求从硬件到软件提供深度定制 ，满足特殊场合及更加复杂的功能需求。
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