台达机系列电产品在木线条砂光机上的实际应用

摘 要： 介绍了利用台达机电产品对木线条砂光设备整合开发应用。利用台达机电产品及机械配合研发直线型和L型之较复杂的直线仿形砂光机，该砂光机械设备能一次砂削三个面两个角木线条。
关键词： 木线条 砂光 人机界面 可编程控制器 变频器
1 引言
　　实木质装饰线条（又称木线条）是室内装饰用基础建筑材料。室内装饰工程的实木线条主要用于美化和保护装饰面板的收口位置，例如门套线、平板线、半圆线、阴角线、百叶线等。实木质线条由专用机械将各种木材剖析加工而成。由于木线条细长，对于木质要求较高，需用柚木、山毛榉（大多为红榉）、白木、水曲柳、椴木等“无节木”树材加工。木线条的加工质量是装饰效果的关键。木线条表面加工工艺的优劣，对油漆后的装饰成品形态和视觉效果有直接影响。
　　自动化木线条砂光机属于木材表面精加工专用木工机械。自动线条砂光机是专业对各种形状木线条进行砂光的机器，利用砂带、砂布(纸)砂光木工件表面，适合异性线条的砂光，减少人力，增进产能。复杂的直线仿形边的砂光，砂带速度和送料速度均采用无级变速。
2 基于台达机电一体化技术的砂光机
2.1 机械结构
　　（1）砂光功能与整机结构。适用于直线和L型较复杂之直线仿形砂光机，能一次同时砂削三个面两角。
整机结构参见图1。从进料位可看出,工位砂架1号是砂削木块上侧面；工位2号、3号是砂削及抛光木块右侧面；工位4号、5号是砂削及抛光木块左侧面，一次性共砂削三个面，进料处有一个光电开关，送料电机配有一个编码器计算加工量及计算位置。
　　（2）无级调速。砂带砂轮速度采用变频调速，能满足各种材质需求，操作方便。
　　（3）进给工位自动补偿。根据加工量增加来启动气阀进行仿形轮的自动进给补偿，保证砂头不会因磨轮的磨损而改变砂削效果。

图1砂光机整机
2．2　机械性能设计
机械性能设计是机电一体化自动化系统设计的基础。机械性能设计参参见表1。
表1砂光机机械性能
工作宽度范围50-130mm三角砂架砂带线速8-18m/s
工件最小长度>=660mm三角砂架倾斜角度0- +90
工件厚度范围10-80mm砂带张紧气压0.2-0.3Mpa
三角砂架磨削最大有效宽度60mm压模块顶出气压0.3-0.5Mpa
单轴砂架磨削最大有效宽度80mm砂头砂带线速度8-13m/s
送料速度9.0-57m/min砂头可倾斜角度0- +90
送料电机1台(PCS)380V、50Hz、1.5KW、1400r/min电气总功率12.86KW
三角砂架电机3台(PCS)380V、50Hz、2.2KW、1410r/min外形尺寸6050*2000*1750mm
三角砂架摇摆电机3台(PCS)380V、50Hz、0.12KW、1400r/min　　
砂头电机2台(PCS)380V、50Hz、2.2KW、1410r/min　　
2．3 台达自动化体系设计
根据设备装置及工艺的要求，选择台达SV 系列PLC自动化技术平台。台达SV系列是台达Slim家族的新成员，不但体积小而且性能高，由于一个28点的主机上就有4信道200kHz高速脉冲输入和4通道200kHz高速脉冲输出，所以一台机器上只要一个28点的主机即可实现。另外，SV系列PLC超强的网络通讯功能为设备联网和工厂信息化提供了可能性，使客户无需增加额外的硬件投资即可实现轻松联网。满足了砂光机工艺高速计数要求。
电气自动化总配置选择台达机电产品： 台达触摸屏DOP57CSTD； SV 系列PLC主机DVP28SV11R；8DI/8DO继电器扩展模块DVP16SP11R；8DO继电器扩展模块DVP08SN11R；高功能低噪音迷你型变频器VFD022M43B分别驱动1号砂架电机 、2号砂架电机、3号砂头电机、4号砂架电机、5号砂头电机。系统构架参见图2。

图2 系统构架
2.3人机界面与操作
　　根据工艺的要求，在设计时每一个工位是独立分开的，可以任意选择，方便用户操作。在每一个工位里有一个隐藏按钮,启用了工位才可以按取隐藏按钮进入启用工位的参数设定及调试监控，如图3 、图4所示。

图3 工位选择

图4工位操作
　　　图4中每一个砂架上都配有一个吹灰阀吹干净砂削的木削粉。压模块推出长度设定:指木块起始端从光电开关ON时编码器开始有料计数达到设定此置时压模块推出开始削木块。压模块退回长度设定:指木块尾端从光电开关为OFF时编码器开始无料计数达到此设定数值时为退出压模块停止砂削木块。每个工位的旋转速度（变频器速度）在触摸屏上调整改变了以前在面板上调节。砂架2、4同理。

图5 砂头3工位操作

图6砂头5工位操作
　　　图5显示砂头工位3控制画面，砂头推出长度设定跟压模块推出长度设定动作原理一样,砂头是用来抛光木块用的，而砂架上的是砂纸用来打磨用的，两者的功能用途不一样。此画面有补偿阀有开关选择可启用或者关闭此工功能，开始此功能时，须设定位置来补偿，这设定值是指在砂头抛光木块多少个厘米开始补偿一次，实现不会因为砂轮抛光木块多而直径减小，造成抛光不到木块。后面有一个显示值可实时观看到当次补偿后的抛光木块数量。砂头工位5原理相同控制画面。
2.4故障处理
　　　触摸屏设计报警画面如图7图所示。当有报警时此画面会自动调出，并显示当前的警报故障。
　　　从警报内容可看出，警报号1—5分别是变频器通信故障，当没有接通信线时或者说通信断了及接错了，都会报站号的变频器通信故障报警,以便电气工程师查询；警报号8—12分别是变频器过载报警；警报号13指输送电机过载；14号编码器故障，没有接编码器或者说相位接错及缺相者会报14 编码器信号错误。 在总个机械上装有多个急停按钮，因此在触摸屏上专做一个子画面显示急停按钮信息。当任何一个急停按钮按下时，触摸屏会自动跳出图7的子画面并一直显示，直到全部急停按钮都释放后，图7画面会自动关闭。总个电气有报警信息显示，方便电工及操作工的故障排除。
3 结束语
　　　该设备用于装饰线条的直线异行面砂光,是高档木线条、竹线条等饰条生产的理想设备，能大幅提升的产品品质，提高生产效率，降低加工成本，有效解决了高档线条生产中砂光环节用工多、工作粉尘大、质量难于控制等问题。台达机电产品在木工行业广泛运用得到木工加工行业用户的好评。机电产品功能灵活性以及技术支持深受众多木工设备制造商电气工程师欢迎。