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如何利用伺服自动化实现成本降低和产能最大化?

2017-07-06 09:11
雷本祖
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  木材加工机器制造商采用伺服控制获得了更高的精度和产能。一块2x4英尺大小的木料是建筑工业的基本商品,这也是为什么木材加工业的领导者开始使用复杂的自动化来在这样价格敏感的产品上获得竞争优势。

  利用自动化创造一个解决方案

  WaneShear科技公司创造了一款锯木机,将加工坡口放置到规格材上,能生产出2x4英尺、2x6英尺、2x8英尺以及更大的板材。该设备是由美国加利福尼亚州的WaneShear公司制造的,对于将从原木毛料上锯下来的粗加工板材加工成尺寸一致的产品来说,所在地点是一个挑战,而且粗加工板材的宽度和长度在进入切边机之前可能有很大不同。要在价格波动反复无常的建筑行业里保持稳定利润率所带来的压力,必然要求企业不断提高产量,这进而增加了技术方面的挑战。

  传统的切边自动化设备使用液压部件。液压系统可以提供应用场合所需要的强大的、高转矩的输出,可是经常会发生液压用的液体泄漏。漏出的液体会损坏板材导致无法销售。液体也会与锯末混合在一起变成粘稠的物质,会粘到机器上很难清理掉。

  “我们知道如果从液压系统转换到伺服自动化,操作员可以解决我们的很多问题,”RonMcGehee讲到,他是WaneShear公司的董事长和首席设备设计师,并且持有与锯木机相关的超过25项发明专利。“在过去,我们并没有仔细关注伺服自动化,那是因为我们认为伺服系统不能提供完成工作所需要的转矩强度,而且它们太大了,如果不重新设计无法安装到我们现有的机器设备空间内。”

  这种看法在过去几年中发生了改变,原因是伺服电机的占地面积已经减小,而且新的、更加强大的伺服电机已经开始问世。

  “已经到了需要新方式的时代了,而且我们看到这样的机遇将会帮助我们成为行业领导者。”McGehee说道。

  用于切边机的伺服自动化

  伺服运动为WaneShear切边机提供了提高精度的机会,这样会使每一根原木制造出更多可用的板材。WaneShear是率先使用视觉系统以及变频传动来为切边操作集结原料板材的。集结板材特别具有挑战,因为对一个不规则的板材开方并不总是需要完美的直线切割。切割角经常有六种角度变化,常规做法是需要使用精确的经常必须为了补偿板材边缘形状的变化而快速变化的凸轮。由于板材是划分质量等级的,更好的切割质量将意味着可以卖出更高的价格。

  在一个拥挤的锯木厂里,WaneShear制造的切边机必须与其他设备集成在一起,这对于切边工艺自动化来说呈现了一系列不同的挑战。在摆满了各种其他设备的锯木厂车间里,每一台切边机都要经过定制才能安装在可用的空间内,这使得减小每台机器的占地面积变得至关重要。

  “在狭小空间内将机器连接起来变得非常重要,”McGehee说道。“如果我们可以在相同的物理空间上使用伺服代替齿轮箱和液压设备,在不增加集成问题的情况下,我们就可以为我们的客户增加产能。”控制系统的集成也同样重要,大部分工厂为他们的生产设备使用以可编程逻辑控制器(PLC)为核心的控制架构。“PLC属于客户的舒适区,”McGehee说道,“不管你增加什么自动化系统,都要与PLC集成,而且集成过程要尽量少地给锯木厂车间的工作人员制造麻烦,否则他们不会买帐。”

  当考虑转换到伺服控制的时候,可靠性是用户对WaneShear提出来的主要的顾虑和要求。锯木厂必须一天24小时,一年365天不间断运行才能保证利润。这种对可靠性的要求使得McGehee以及工程团队的其他人员需要一家能够应对不同挑战场合且提供可靠的伺服电机和工程支持的运动控制制造商。

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