變頻器在木工機械的運用

1. 簡述
木工機械是指在木材加工工藝中，將木材加工的半成品加工成為木制品的一類機床。家具機械是木工機械的重要組成部分。木工機械種類繁多，早期的拖動系統以往大多采用皮帶輪傳動或滑差電機等方式調速，目前常用變頻器調速，不僅使調速穩定、效率提高，而且使結構更加緊湊、自動化程度更高。
各工控產品應用場合
變頻器：
該行業所選變頻器僅只是為了實現調速或實現高速，因此對變頻器沒有特別要求。主要設備：旋切機、切片機、包覆機、覆膜機、封邊機、砂邊機、砂光機。
用于精確定位，主要設備：封邊機、木工雕刻機、木工機床。
PLC：
用于實現順序及自動控制，主要設備：木工帶鋸機、貼面機械、砂邊機
2．旋切機
使用產品：臺灣東元、臺安變頻器 7200GS(22KW)、N310(5.5/7.5KW)
旋切機是生產膠合板的主要設備之一，用于將一定長度的圓木旋切成均勻厚度的薄片。按照旋切方式分為：有卡旋切機、無卡旋切機。
對變頻器性能要求：
因為旋切機多用在偏遠的山區或經濟相對落后的地區，所以電源電壓偏低或不穩是應用在該行業的變頻器必須要面對的問題，還有就是散熱和耐環境性能要好。由于同步電機轉速穩定、過載能力強、效率高，在此行業逐步得到應用。
行業分布：河北、福建、廣西
競爭廠牌：施耐德、英威騰、偉創、阿爾法、士林
3．砂光機、砂邊機
使用產品：HMI(OP10)、PLC、變頻器(E312 1.5/2.2KW)、編碼器（或HMI、專用變頻器、行程開關）
⑴ 砂光機主要包括：通用寬帶砂光機、底漆砂光機、曲面砂光機、圓棒砂光機、仿型砂光機等。其利用砂帶、砂布(紙)砂光木工件表面，適合異性線條的砂光，減少人力，增進產能。
此種砂光機可根據砂架、砂頭的不同安裝位置，可一次同時砂削三個面兩角，由上圖可以看出從進料位開始, 1號砂架是砂削木塊上側面；2號、3號砂架是砂削及拋光木塊右側面；4號、5號砂頭是砂削及拋光木塊左側面，一次性共砂削三個面，進料處有一個光電開關，送料電機配有一個編碼器用于計算加工量及計算位置。砂架、砂頭的數量可根據要求增減，可由PLC程序控制其有效/無效。
砂光機設備上一般會采用多臺變頻器（4～8臺），控制砂帶、砂輪及輸送帶，通過無極調速，能滿足各種材質需求，操作方便。
砂光機設備會根據加工量增加來啟動氣閥進行仿形輪的自動進給補償，保證砂頭不會因磨輪的磨損而改變砂削效果。
對變頻器性能要求：
要求變頻器具有2路繼電器輸出；具有通訊功能，可實現與觸摸屏或PLC通訊。
對PLC性能要求：
要求PLC可接收高速脈沖輸入，內建RS-232和RS-485兩個通訊接口。
行業分布：山東、廣東
競爭廠牌：臺達、施耐德
4．封邊機
使用產品：變頻器（臺安N310 2.2KW）、HMI、PLC
產品分類：直線封邊機、曲線封邊機、后成型封邊機、T型封邊機、手動封邊機、全自動封邊機、半自動封邊機。
基本工序：輸送——涂膠—— 切斷——前后齊頭——上下修邊——上下精修邊——上下刮邊——拋光。
全自動封邊機
該設備所選變頻器只是為了實現調速或是為了實現高速，因此對所選用變頻器沒有特別要求。一般要求一臺變頻器拖動多臺高速電機（2～6臺），運行頻率在100～300Hz,因一臺變頻器拖動多臺電機高速運行，所以需要選擇VF控制，且VF曲線需要自定義。        對變頻器性能要求：
要求變頻器最高頻率可達400Hz、具有通訊功能，可實現多臺變頻器與HMI通訊。
封邊機高速電機
行業分布：廣東、浙江、山東
競爭廠牌：愛得利、臺達、亞泰、四方
5．木工鋸機
使用產品：PLC
主要包括：帶鋸機、圓鋸機、數控裁板鋸等
木工帶鋸機是環狀帶鋸條張緊在兩個鋸輪上，環狀帶鋸條由電動機通過鋸輪帶動，作連續切削運動。按照用途分類，帶鋸機可以分為鋸切原木的跑車帶鋸機和剖分板材或方材的在剖帶鋸機。
在跑車帶鋸機中，跑車的動力設備是裝配在底盤上的電動機，經過齒輪傳動，帶動跑車的主軸進行往復運動。跑車前進為工作行程，跑車后退為返回行程。電動機的正轉和反轉控制跑車工作臺的前進和后退。
為了保證系統的控制精度，跑車帶鋸機控制系統采用閉環控制。根據旋轉編碼器反饋回來的脈沖信號計算跑車工作臺的實際距離。當跑車工作臺到達設定距離后，PLC輸出制動信號，停止跑車的運行，實現跑車的定位。PLC控制系統共有8個開關輸入，包括1個高速脈沖信號、1個接近開關信號及啟動、停止、進車、退車、點動等。2個開關量輸出為制動接觸器和后退繼電器，分別控制跑車的停止、運動方向。
木工帶鋸機動作流程
根據跑車工作臺運行過程的要求，PLC將當前發送的脈沖值和觸摸屏的設定值進行比較。如果當前值小于設定值，系統立即輸出制動信號，然后等待下一次前進信號的輸入。當系統需要鋸路補償時，程序會根據用戶選擇的補償量進行鋸路補償。
行業分布：山東、上海、河北
競爭廠牌：和利時、信捷、艾默生
6．木工銑床
所用產品：變頻器（E310 3.7KW）、伺服
主要包括：電腦雕刻機、木工雕刻機、數控鏤銑機、木工鏤銑機
木工雕刻機主要用于木器加工，使其更具美觀價值，如家具裝飾、屏風雕刻等。木工雕刻機種類繁多，品牌也很多，從而導致價格、性能參差不齊。在國內比較知名的雕刻機生產企業有精雕，啄木鳥，銘龍等。
性能要求：
在此設備使用，幾乎全采用外部位置控制，伺服電機驅動絲桿運動。要求伺服響應速度快、控制精度高。
行業分布：山東、上海、安徽、江蘇
競爭廠牌：四方、臺達
8．家具及木工機械的發展趨勢：
（1）提高木材的綜合利用率；
（2）提高生產效率和自動化程度；
（3）提高加工精度；
（4）應用高新技術；
（5）發展柔性化，集成化加工制造系統。
注：
木工機械包括，
貼面機械——真空覆膜機、貼紙機、包覆機、涂膠機、分切機、覆面機
鋸切機械——精密推臺鋸、帶鋸機、數控裁板鋸
鉆孔機械——單排鉆、多排鉆、雙端排鉆
封邊機械——直線封邊機、曲線封邊機、全自動封邊機、半自動封邊機、T型封邊機、后成型封邊機
砂光機械——通用寬帶砂光機、底漆砂光機、曲面砂光機、圓棒砂光機
木工車床——仿形車床、圓棒車床
木工銑床——電腦雕刻機、木工雕刻機、數控鏤銑機
切割機械——無卡旋切機、有卡旋切機、薄木皮剪切機、切角機