直線電機 提升設備經濟性"/>

四家德國企業進行的密切合作表明，如今在德國也可以進行有競爭力的質量優良的加工。Neu-Anspach市Schlapp-Moebel公司是桌、椅和床的制造廠家。該公司總經理以專利形式為自己的技術做了保險，此技術的根本原則是由鋸廠將原木板材(厚木板)鋸或切成與生產相關的長方形木條時盡量減少下腳料。該公司和特種機器制造商Roehmig公司一起，共同研制了相應的機器。

圖2 這種粗板材切割和配送設備表明，在狹小空間工作的搬運軸、直線電動機、數字圖像處理以及CNC加工軸能夠將材料消耗減少50%

達姆施塔特市Soft Control公司是此項目的軟件編制和數字圖像識別的伙伴。作為第四個系統伙伴，SEW-Eurodrive公司則提供了合適的驅動和控制技術。

機器自動尋找最佳鋸口

四家合作公司共同研制出了一臺機器，這臺機器可以先把5.5m長、0.7m寬和2~5cm厚堆放的厚木板用攝像系統將其上面和下面掃描進去。圖像處理軟件把需要鋸切的長木條板材放在沒有枝杈孔、沒有帶皮板和裂紋的好材料區，并為后面的CNC加工生成運行訂單。板材向下給出后被推進鋸切區，這樣就可以切成和鋸成一塊木板。與此同時，攝像系統又對下一塊木板進行掃描。

鋸切區設有兩個進料滑座。鋸掉板頭后，鋸切平臺向木板的進給方向轉動±15°，鋸片重新回轉到縱向。斜鋸對驅動和控制技術要求特別高，因為供料滑座必須與進給軸同步，使鋸口干凈而且板直。若許多個小型長木條相互并排適合用一塊大木板，則進給必須在鋸后盡快返回，進給軸也必須重新定向。SEW-Eurodrive公司提供的系統方案在變速器、電動機、變頻器和機器控制裝置上是可以設定刻度的，對于在價格上特別敏感的輔助軸，采用沒有傳感器帶正齒輪聯動機構的異步電動機，如可以經過分散的變頻器Movimot或者開關柜變頻器Movitrac進行控制。對于節拍較快及動態性能強的機器部件來說，可以使用直線電動機和行星齒輪變速器伺服電機，控制則可采用驅動變頻器Movidrive或者模塊結構帶有中間耦合能量交換的伺服系統Moviaxis進行。這樣在實踐中，比如在采用Moviaxis時，當雙軸橋門的提升軸需要有大的保持電流而運行軸正在加速或者正在延遲時，則可以全部放棄制動電阻。因此，當制動電阻是位于開關柜頂部時，也就沒有了因易燃的木質灰塵造成的危險。

圖1 在直線運行軸上，旋轉式驅動裝置可以用直線電動機取代。已經改做直線電機的機器制造廠家報告說，在總體設計時，通過減少零件、采用模塊式機器組件以及縮短通過時間，總共可以節約成本達20%

采用配套的系統方案時，驅動單元是通過機器的控制裝置Movi-PLC進行協調的。鋸切設備的CNC軸上采用的同步運行技術包共可用于64個軸。Movi-PLC“Handling”應用方案適合于最多四個內置的坐標軸，而且也可用于前置的Pick-&-Place軸。

借助圖像界面，機器操作員可以分析橋門運動學的支撐點，將其組裝成軌道。通過自動磨光，節拍時間也得到了優化，整體運動將變得和諧而且節約了材料。通過卸料或接收(斷點)部位的等待位置和可變的移交(Override)速度，操作單元可以和前置的或后置的材料流達到同步。

直線電機簡化整體結構

原先對木板的進給軸和圓盤鋸的上料軸計劃采用旋轉式電動機結構。在第一次推薦SEW-Eurodrive公司帶有安裝冷卻橋的SL2電動機Advance之后，很快就清楚地認識到，這種電機可以和普通減速馬達一樣簡單地進行安裝。采用旋轉式方案時，需要有適配器、耦合器、轉矩支架或者各種不同的其他小器件。而SL2 Advance電動機可以簡單地用螺釘把磁板安裝在型鋼導軌上，并用符合DIN 654-1的標準引導車把電動機推上去即可。已經轉產直線電動機的其它廠家報告說，總體結構通過減少零件數目、采用模塊式機器組件以及縮短通過時間，可以節約成本達20%。

CNC軸的進給和上料滑座裝備上SL2直線電動機的其他原因還有不需要額外的輔助裝置，比如在該線段上安裝第二個傳感器，即可達到高動態性能和高精度。進給時，木板對鋸的壓力高達4 000 N，而且能夠以很高的動態性能將木板撤回。在加速能力、運行功率、剛性、定位精度以及動態性能等方面，進給軸對驅動裝置提出的要求往往極高。

后續加工的功率從根本上取決于下一次鋸切開始的等待時間。材料的運輸是一項必要的功能，但并不是創造價值的工序。假如在進給時發生意外的運行阻塞或者卡殼，直線電動機可以立即切斷，并在故障排除之后馬上處于重新運行的準備狀態。主軸的軸或齒輪皮帶則往往由于主軸卡死或者齒輪皮帶的脹伸或跳帶而發生令人不愉快的停車。

圖3 直線電動機可以像普通減速馬達一樣進行安裝。而在采用旋轉電機方案時，則需要有適配器、耦合器、轉矩支架或者各種不同的其他小器件

虛擬的控制傳感器負責加工軸與進給軸的同步性，所有驅動裝置都是耦合在控制傳感器上的。在Movi-PLC的基礎上，控制傳感器是技術包的組成部分，它和物理驅動裝置一樣是可以簡單定位的。高一級的設備控制裝置只是向模塊控制裝置Movi-PLC發送運行數組。這里使用的是直線Hiperface絕對值傳感器。這種傳感器適合于6m/s以下的運行速度和40m的運行長度，適合于較大的安裝公差，安裝公差可達±0.8mm。所有軸在接通后可全都立即處于準備完畢可以運行的狀態。第四個驅動裝置將加工平臺連同進給軸和圓盤鋸回轉到下一次鋸切的合適角度。為了達到最佳的節拍時間，這里使用了一臺高動態性能的同步伺服電機CMP63。在鋸切下料期間，進行對下一塊木板的掃描。這道工序由一臺平面變速馬達負責。所有電動機都采用Movidrive變頻器進行控制，這些變頻器經系統總線與模塊控制裝置Movi-PLC連接在一起。

圖3 直線電動機可以像普通減速馬達一樣進行安裝。而在采用旋轉電機方案時，則需要有適配器、耦合器、轉矩支架或者各種不同的其他小器件

應用專家提供項目支持

在整個項目過程中，從第一次詢價到最終用戶驗收，幫助特別大的是本地區的一家技術咨詢伙伴提供的支持。他在計算驅動裝置和選擇各種組件時提供了支持，對直線電動機組件的安裝進行了培訓，對變頻器和電動機進行了調試和試運行，在各軸的優化方面提供了幫助，編制了模塊控制裝置的SPS程序，并在控制層面上對SPS的接口連接提供了咨詢，而且在關鍵時刻也能迅速趕到了現場。