木材加工机械制造商采用伺服控制以获得更高的精度和生产率。一块尺寸为24英尺的木材是建筑行业的基本商品，这就是为什么木材加工行业的领导者开始使用复杂的自动化技术，以在这种对价格敏感的产品中获得竞争优势。通过自动化创建解决方案WaneShear技术公司创建了一台锯床，通过在规格板上放置加工槽，可以生产2x4英尺、2x6英尺、2x8英尺以及更大的板。该设备由美国加利福尼亚州的WaneShear公司制造。将原木毛料锯成的毛料板加工成相同尺寸的产品是一个挑战，在进入切边机之前，毛料板的宽度和长度可能会有很大差异。在价格波动的建筑行业保持稳定利润率的压力，必然要求企业不断提高产量，进而增加技术挑战。传统的自动修边设备使用液压元件。液压系统可以提供应用所需的强大的高扭矩输出，但液压流体泄漏经常发生。漏出的液体会损坏木板，使其滞销。液体还会和锯末混合，变成粘稠的物质，粘在机器上，很难清洗。“我们知道，如果我们从液压系统切换到伺服自动化，操作员可以解决我们的许多问题，”RonMcGehee说，他是WaneShear公司的董事长兼首席设备设计师，拥有超过25项与锯木厂相关的发明专利。“过去，我们没有密切关注伺服自动化。这是因为我们认为伺服系统无法提供完成工作所需的扭矩强度，而且它们太大了，如果不重新设计，就无法安装在我们现有的机械和设备空间中。”这种观点在过去几年中已经发生了变化，因为伺服电机的占地面积已经减少，新的更强大的伺服电机已经开始问世。“现在是寻找新方法的时候了，我们看到这样的机会将帮助我们成为行业领导者。”麦吉说。伺服自动化用于切边机的伺服运动为切边机提供了提高精度的机会，这将使每根原木产生更多可用的板材。WaneShear是第一个使用视觉系统和变频驱动来装配原材料和板材进行切边操作的公司。组装板材尤其具有挑战性，因为切割不规则板材并不总是需要完美的直线切割。切割角度通常有六个角度变化，常规做法是使用精确的凸轮，该凸轮必须快速变化以补偿板边缘形状的变化。由于盘子按质量分等级，更好的切割质量意味着可以卖更高的价格。在拥挤的锯木厂中，由WaneShear制造的切边机必须与其他设备集成，这对切边过程的自动化提出了一系列不同的挑战。在充斥着各种其他设备的锯木厂车间，每台切边机都必须定制安装在可用空间内，这使得减少每台机器的占地面积变得至关重要。“在小空间内连接机器非常重要，”McGehee说。“如果我们能够在相同的物理空间中使用伺服系统来代替齿轮箱和液压设备，我们就可以在不增加集成问题的情况下为客户提高生产能力。”控制系统的集成同样重要。大多数工厂使用可编程逻辑控制器(PLC)作为其生产设备的核心控制架构。“PLC属于客户的舒适区，”McGehee说。“不管加什么自动化系统，都要和PLC集成，集成过程要给锯木厂车间的工人造成尽可能小的麻烦，否则他们不会买。”在考虑切换到伺服控制时，可靠性是用户对WaneShear提出的主要关注点和要求。锯木厂必须一年365天、一天24小时不间断地运转，以确保利润。
这种对可靠性的要求使得McGehee和工程团队的其他成员需要一个能够应对不同挑战情况并提供可靠伺服电机和工程支持的运动控制制造商。视觉系统识别目标应用中的技术挑战始于待切割板材的组装。切边机的视觉系统从每块板材的位置推断出四个位置点，运动控制器会由此推断出1000多个定位点。运动控制器的cam编辑器工具用于创建一系列运动轮廓，基于伺服机构的传送带将使用这些轮廓来精确地组装板材，以获得最精确的切边操作和最少的浪费。通过使用标准PLC的附加指令和增加伺服放大器，简化了PLC与伺服轴的接口。对于WaneShear的软件开发团队来说，为了避免用户从零开始学习新的编程接口，并确保新伺服机构的成功集成，该功能具有特殊的重要性。 集成伺服电机,发展阶段的实践证明，一体化服务
服电机本身是最重要的积极结果之一。伺服电机的尺寸使其可以很容易就安装在被液压部件占用的场地上。电机的转矩等级可以让其很好地适应锯木厂应用中运送板材所需要的大功率和低转速。伺服电机的转矩密度配置文件也让替换原有的一种机械设计中的齿轮箱成为可能，其结果是减少部件的成本。运动控制部件的精度让WaneShear将其传送带的误差从1/8英寸降低到1/250英寸，这使得锯木公司可以在不牺牲切割精度的情况下缩短传送皮带的长度。安装启用伺服电机让切边机达到了性能目标。其目标是增加产出到每分钟75块板材，每块板材需要的周期时间是800毫秒。由于伺服驱动控制系统可以带来更高的精度，设计团队也期待可以提高板材的质量。所有的目标都超额完成。板材的产出质量提高了25%，装配了伺服设备的WaneShear切边机以每秒钟20英尺的速度处理标准的8英尺厂的板材，远超过800毫秒的目标。
伺服驱动解决方案带来的好处显而易见。在所有WaneShear未来的机械设备中都会采用伺服电机和传动的设计。“我们在客户工厂的其他机器设备上也看到了伺服产品的应用。”McGehee表示，期望会在未来相当长的时间内继续使用这项自动化技术。
