直线电机 提升设备经济性"/>

四家德国企业进行的密切合作表明，如今在德国也可以进行有竞争力的质量优良的加工。Neu-Anspach市Schlapp-Moebel公司是桌、椅和床的制造厂家。该公司总经理以专利形式为自己的技术做了保险，此技术的根本原则是由锯厂将原木板材(厚木板)锯或切成与生产相关的长方形木条时尽量减少下脚料。该公司和特种机器制造商Roehmig公司一起，共同研制了相应的机器。

图2 这种粗板材切割和配送设备表明，在狭小空间工作的搬运轴、直线电动机、数字图像处理以及CNC加工轴能够将材料消耗减少50%

达姆施塔特市Soft Control公司是此项目的软件编制和数字图像识别的伙伴。作为第四个系统伙伴，SEW-Eurodrive公司则提供了合适的驱动和控制技术。

机器自动寻找最佳锯口

四家合作公司共同研制出了一台机器，这台机器可以先把5.5m长、0.7m宽和2~5cm厚堆放的厚木板用摄像系统将其上面和下面扫描进去。图像处理软件把需要锯切的长木条板材放在没有枝杈孔、没有带皮板和裂纹的好材料区，并为后面的CNC加工生成运行订单。板材向下给出后被推进锯切区，这样就可以切成和锯成一块木板。与此同时，摄像系统又对下一块木板进行扫描。

锯切区设有两个进料滑座。锯掉板头后，锯切平台向木板的进给方向转动±15°，锯片重新回转到纵向。斜锯对驱动和控制技术要求特别高，因为供料滑座必须与进给轴同步，使锯口干净而且板直。若许多个小型长木条相互并排适合用一块大木板，则进给必须在锯后尽快返回，进给轴也必须重新定向。SEW-Eurodrive公司提供的系统方案在变速器、电动机、变频器和机器控制装置上是可以设定刻度的，对于在价格上特别敏感的辅助轴，采用没有传感器带正齿轮联动机构的异步电动机，如可以经过分散的变频器Movimot或者开关柜变频器Movitrac进行控制。对于节拍较快及动态性能强的机器部件来说，可以使用直线电动机和行星齿轮变速器伺服电机，控制则可采用驱动变频器Movidrive或者模块结构带有中间耦合能量交换的伺服系统Moviaxis进行。这样在实践中，比如在采用Moviaxis时，当双轴桥门的提升轴需要有大的保持电流而运行轴正在加速或者正在延迟时，则可以全部放弃制动电阻。因此，当制动电阻是位于开关柜顶部时，也就没有了因易燃的木质灰尘造成的危险。

图1 在直线运行轴上，旋转式驱动装置可以用直线电动机取代。已经改做直线电机的机器制造厂家报告说，在总体设计时，通过减少零件、采用模块式机器组件以及缩短通过时间，总共可以节约成本达20%

采用配套的系统方案时，驱动单元是通过机器的控制装置Movi-PLC进行协调的。锯切设备的CNC轴上采用的同步运行技术包共可用于64个轴。Movi-PLC“Handling”应用方案适合于最多四个内置的坐标轴，而且也可用于前置的Pick-&-Place轴。

借助图像界面，机器操作员可以分析桥门运动学的支撑点，将其组装成轨道。通过自动磨光，节拍时间也得到了优化，整体运动将变得和谐而且节约了材料。通过卸料或接收(断点)部位的等待位置和可变的移交(Override)速度，操作单元可以和前置的或后置的材料流达到同步。

直线电机简化整体结构

原先对木板的进给轴和圆盘锯的上料轴计划采用旋转式电动机结构。在第一次推荐SEW-Eurodrive公司带有安装冷却桥的SL2电动机Advance之后，很快就清楚地认识到，这种电机可以和普通减速马达一样简单地进行安装。采用旋转式方案时，需要有适配器、耦合器、转矩支架或者各种不同的其他小器件。而SL2 Advance电动机可以简单地用螺钉把磁板安装在型钢导轨上，并用符合DIN 654-1的标准引导车把电动机推上去即可。已经转产直线电动机的其它厂家报告说，总体结构通过减少零件数目、采用模块式机器组件以及缩短通过时间，可以节约成本达20%。

CNC轴的进给和上料滑座装备上SL2直线电动机的其他原因还有不需要额外的辅助装置，比如在该线段上安装第二个传感器，即可达到高动态性能和高精度。进给时，木板对锯的压力高达4 000 N，而且能够以很高的动态性能将木板撤回。在加速能力、运行功率、刚性、定位精度以及动态性能等方面，进给轴对驱动装置提出的要求往往极高。

后续加工的功率从根本上取决于下一次锯切开始的等待时间。材料的运输是一项必要的功能，但并不是创造价值的工序。假如在进给时发生意外的运行阻塞或者卡壳，直线电动机可以立即切断，并在故障排除之后马上处于重新运行的准备状态。主轴的轴或齿轮皮带则往往由于主轴卡死或者齿轮皮带的胀伸或跳带而发生令人不愉快的停车。

图3 直线电动机可以像普通减速马达一样进行安装。而在采用旋转电机方案时，则需要有适配器、耦合器、转矩支架或者各种不同的其他小器件

虚拟的控制传感器负责加工轴与进给轴的同步性，所有驱动装置都是耦合在控制传感器上的。在Movi-PLC的基础上，控制传感器是技术包的组成部分，它和物理驱动装置一样是可以简单定位的。高一级的设备控制装置只是向模块控制装置Movi-PLC发送运行数组。这里使用的是直线Hiperface绝对值传感器。这种传感器适合于6m/s以下的运行速度和40m的运行长度，适合于较大的安装公差，安装公差可达±0.8mm。所有轴在接通后可全都立即处于准备完毕可以运行的状态。第四个驱动装置将加工平台连同进给轴和圆盘锯回转到下一次锯切的合适角度。为了达到最佳的节拍时间，这里使用了一台高动态性能的同步伺服电机CMP63。在锯切下料期间，进行对下一块木板的扫描。这道工序由一台平面变速马达负责。所有电动机都采用Movidrive变频器进行控制，这些变频器经系统总线与模块控制装置Movi-PLC连接在一起。

图3 直线电动机可以像普通减速马达一样进行安装。而在采用旋转电机方案时，则需要有适配器、耦合器、转矩支架或者各种不同的其他小器件

应用专家提供项目支持

在整个项目过程中，从第一次询价到最终用户验收，帮助特别大的是本地区的一家技术咨询伙伴提供的支持。他在计算驱动装置和选择各种组件时提供了支持，对直线电动机组件的安装进行了培训，对变频器和电动机进行了调试和试运行，在各轴的优化方面提供了帮助，编制了模块控制装置的SPS程序，并在控制层面上对SPS的接口连接提供了咨询，而且在关键时刻也能迅速赶到了现场。