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    1 前言

    當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和現(xiàn)代化水平的不斷提高，木工行業(yè)的發(fā)展突飛猛進(jìn)。尤其是近年來作為國民經(jīng)濟(jì)支柱行業(yè)的房地產(chǎn)迅速崛起，使得人們對于家具的要求越來越高，這就刺激了各種木工行業(yè)的快速發(fā)展。近十年來，木工加工制造業(yè)經(jīng)歷了許多加工控制和自動(dòng)控制的技術(shù)改革。許多應(yīng)用設(shè)備從原始的機(jī)械控制開始，逐漸發(fā)展到結(jié)合機(jī)械結(jié)構(gòu)的繼電器邏輯控制，但是傳統(tǒng)的繼電器控制存在控制效率低，抗干擾性差，設(shè)備故障率高等問題，隨著當(dāng)前自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)逐漸為PLC和變頻器的控制所代替。隨著木工行業(yè)的發(fā)展，相應(yīng)的對于木工機(jī)械設(shè)備的要求越來越高，相應(yīng)的控制難度也越來越高，控制系統(tǒng)自動(dòng)化程度要求也愈來愈高，根據(jù)設(shè)備不同會應(yīng)用到不同種類的工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品，客戶需要根據(jù)控制對象的不同選擇相應(yīng)的設(shè)備來進(jìn)行控制系統(tǒng)的構(gòu)建。

    臺達(dá)機(jī)電至今已經(jīng)能為客戶提供PLC控制器、溫度控制器、計(jì)數(shù)器、人機(jī)界面、變頻驅(qū)動(dòng)器、伺服驅(qū)動(dòng)器、數(shù)控系統(tǒng)等一系列產(chǎn)品，可以向客戶提供完善可靠的機(jī)電一體化解決方案。本文基于臺達(dá)產(chǎn)品構(gòu)建了一套先進(jìn)的砂光機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)砂光機(jī)的高效工作和電氣控制，值得業(yè)界借鑒并推廣。

    2 工藝分析

    木工砂光機(jī)通常指利用砂帶、砂布(紙)砂光工件表面的木工機(jī)床。帶式木工砂光機(jī)把無端的環(huán)形砂帶張緊在 2個(gè)或3個(gè)帶輪上,驅(qū)動(dòng)砂帶作連續(xù)運(yùn)動(dòng)，一個(gè)張緊輪還作少量翹動(dòng)使砂帶產(chǎn)生橫向竄動(dòng)。用于平面加工的砂光機(jī)有固定的或移動(dòng)的工作臺。本文系統(tǒng)中的砂光機(jī)用于板材的拋光，根據(jù)設(shè)備的工位可分有八道工序，即：粗銑－精銑－擺動(dòng)砂光－擺動(dòng)砂光－第二次粗銑－第二次精銑－固定砂光－固定砂光。設(shè)備要求不管長短板都能自動(dòng)砂光，而且可以任意調(diào)整砂光板的長短。

    3 控制系統(tǒng)

    3.1 系統(tǒng)組成

    系統(tǒng)硬件配置如表1所示：

                   

                                   表1 控制系統(tǒng)硬件配置表

    控制系統(tǒng)框圖如圖1所示：

                   

                                           圖1 控制系統(tǒng)框圖

    3.2 設(shè)備分析

    （1）可編程控制器
    系統(tǒng)中采用臺達(dá)DVP60ES00R2 PLC，保證了系統(tǒng)具備較高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力,又滿足了木工行業(yè)對成本控制的要求。通過RS485和變頻器進(jìn)行通訊,通過網(wǎng)絡(luò)給定控制頻率和讀取各個(gè)工序的輸出頻率，電流及相應(yīng)的報(bào)警信息。

    （2）臺達(dá)變頻器
    系統(tǒng)選用臺達(dá)VFD-EL系列變頻器。八道工序每道工序配置一臺1.5Kw的變頻器，再加上一臺2.2Kw的輸送帶變頻器，共配備了九臺變頻器。

    （3）觸摸屏操作面板
    本系統(tǒng)人機(jī)對話友好，配置了一臺DOP-B05S100觸摸屏用于顯示運(yùn)行狀況和修改工序的電氣參數(shù)，方便了工藝操作和系統(tǒng)維護(hù)，提高了設(shè)備的檔次。

    4 上位機(jī)畫面及功能

    （1）功能菜單畫面如圖2所示。
    功能菜單包含了參數(shù)，狀態(tài)監(jiān)控，手動(dòng)操作，故障檢查功能。

                   

                                                 圖2 功能菜單畫面

    （2） 參數(shù)設(shè)置畫面。
    各個(gè)工位的變頻器頻率通過人機(jī)輸入，經(jīng)PLC通過RS485傳送道變頻器中；通過各個(gè)工位時(shí)間的設(shè)置，可以調(diào)整木板砂光的位置。參數(shù)設(shè)置畫面如圖3所示。

                   

                                             圖3 參數(shù)設(shè)置畫面

    （3）手動(dòng)畫面，可以通過手動(dòng)操作控制各個(gè)工位，便于維護(hù)，如圖4所示。

                   

                                            圖4 手動(dòng)操作畫面

    （4）狀態(tài)監(jiān)控畫面，可以監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，通過RS485及時(shí)讀取變頻器的輸出頻率及工作電流。如圖5所示。

                   

                                                 圖5 狀態(tài)監(jiān)控畫面

    （5）系統(tǒng)報(bào)警畫面，監(jiān)控各個(gè)工位是否正常，如圖6所示。

                   

                                                         圖6 系統(tǒng)報(bào)警畫面

    5 結(jié)語

    木工是一個(gè)環(huán)境非常惡劣的行業(yè)，工作環(huán)境對工人的身心健康影響很大，越來越多的木材加工廠開始引進(jìn)自動(dòng)化加工設(shè)備。本次合作的設(shè)備廠家是廣東地區(qū)生產(chǎn)該類設(shè)備的大廠，在本行業(yè)具有很強(qiáng)的影響力。系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)踐證明：臺達(dá)機(jī)電產(chǎn)品組成的強(qiáng)大的整合能力及高性價(jià)比的變頻器運(yùn)行穩(wěn)定，安全可靠，效率極高，完全能滿足行業(yè)各種運(yùn)行環(huán)境的要求，必將在木工行業(yè)得到廣泛的推廣和應(yīng)用。