永宏PLC在 全自動封邊機上的應用
文:臺灣永宏電機·上海范堤商貿·廈門永陞科技 周旭武2020年第五期
導語:本文主要闡述了永宏PLC在全自動封邊機上的應用,主要用于板式家具的板材封邊。本機適用于中密度纖維板、細木工板、實木板、刨花板、高分子門板、膠合板等直線封邊修邊,可一次性具有雙面涂膠封邊帶切斷封邊帶粘合壓緊、齊頭、倒角、粗修、精修。目前該設備搭配PLC以及C3人機界面,實現了全自動化生產,智能化操作,簡便易管理,提高了生產的效率。
1 行業介紹
全自動封邊機可以分類為直線封邊機、曲直封邊機。
圖1 全自動封邊機
1、全自動直線封邊機:適用于中密度纖維板、細木工板及刨花板的直線封邊,可一次性完成輸送封邊板、送帶、上下銑邊、拋光工作的自動生產線。
圖2 全自動封邊機結構示意圖
2、曲直線封邊機為手動式封邊機,手動式更適合中小家具廠使用,且價格低,操作方便,易于維修,市場銷售的產品有意大利、日本、臺灣和中國內地市場的機器,按其制造原理分為兩類:即上膠罐式和下膠罐式,前者傳動由上向下,膠罐在上;后者傳動由下向上,膠罐在下。
圖3 全自動封邊機硬件配置圖
2 系統設計方案
2.1方案背景
目前,家具制作行業發展得十分迅速,且家具產品種類繁多,耗材量也是非常大。傳統的半自動人工封邊工作模式,已經滿足不了大的耗材需求量,且在當今人力資源日趨緊張、行業競爭壓力越來越大的情況下,迫切需要自動化生產加工設備。項目中,這款機器就實現了從原材料到成品的一條龍加工處理,使用機器自動化生產替代人工半自動化操作生產,產量大大增長,產品的品質也穩定可靠。與此同時,大大縮短了生產時間與降低了生產過程中的耗能。
目前市場上主要的控制系統是半自動系統、單片機系統、PLC+人機系統等智能控制方式來實現。PLC主要有永宏、松下、臺達;HMI主要有永宏、維綸、昆侖通泰等。綜合比較后,永宏B1系列經濟型PLC配套成統一系統較其他品牌的產品有著更好的優勢(表1)。
表1 全自動封邊機系統方案
2.2 客戶需求
根據客戶要求,全自動封邊機設備功能上具有以下的功能:
● 涂膠封邊:通過特殊的結構,使封邊板材和封邊材料雙面涂膠均勻,保證粘合力更加牢固;
● 齊頭:通過精密的直線導軌運動,采用靠模自動跟蹤和高頻高速電機快速切削結構,保證切斷面平整光滑;
● 精修:均采用高頻高速電機結構,保證修邊的板材上下部分的平整光滑,用于修去加工板材封邊條上下多余的封邊材料;
● 刮邊:用于消除修邊非直線運動的切削過程所引起的波紋痕跡,使板材上下部分更加光滑整潔;
● 拋光:用棉質拋光輪清理加工好的板材,通過拋光使封邊端面更加光滑。
表2 全自動封邊機功能要求
表3 全自動封邊機規格參數
2.3 解決方案
全自動封邊機的核心控制系統由FATEKPLC+C3系列HMI構成,控制器型號:B1-40MR2-D24+B1-8YR;觸摸屏人機型號:C3070SE,設備使用PLC+HMI實現了智能操作,方便快捷。
設備硬件上,去除了傳統的多個計時傳感器,取而代之的是一個計數編碼器,程序利用永宏PLC 50KHz高速計數功能,實現位置計數控制;達到了多個工位的控制。比起傳統的計時控制,編碼器的加入,簡化了設備的操作,同時也降低了設備的成本,更新換代了新的功能。
3 系統硬件設計
3.1硬件配置(如表4所示)
表4 全自動封邊機硬件配置表
3.2機械結構
全自動封邊機結構由送板材傳送帶、涂膠結構、送帶結構、切帶結構、齊邊結構、修邊結構、拋光結構、開槽結構所構成(見圖4、5、6)。
圖4 送帶、涂膠、切帶結構示意圖
圖5 傳送帶進板結構圖
圖6 整體機械結構圖
3.3電氣控制
全自動封邊機IO原理圖及電氣控制柜實物圖如7、8所示。
圖7 全自動封邊機IO原理圖
圖8 全自動封邊機電氣控制柜
4系統軟件設計
4.1工藝流程
設備工藝流程具體如下:a.進板感應器感應進板。b.計算每一個進入板的長度。c.進板感應下降沿,判斷板長進行涂膠、送帶。d.待進板板尾到達切帶位置,啟動切帶。e.齊頭下、齊尾下、齊尾上、齊頭下。f.粗修位置工作、精修位置工作、拋光位置工作。g.除塵吹氣,完成加工(見圖9)。
圖9設備運行工藝效果圖
4.2PLC I/O點配置
根據設備工藝和控制流程要求,進行了永宏PLC程序I/O點配置;永宏PLC輸入輸出點配置如表5。
表5 全自動封邊機I/O點配置表
4.3PLC功能指令應用
4.3.1參數設置指令:永宏高速計數通訊指令
永宏PLC支持4路高速硬件計數器,具有8種計數模式可供選B1系列主機能夠采集高達50KHz的計數脈沖。永宏PLC高速計數設定程序如圖10所示,高速計數程序如圖11所示。
圖10永宏高速計數定義設定
圖11 高速計數通道開啟設定
圖12 全自動封邊機產品加工
5 結論
圖12為現場測試效果圖。經過測試,使用永宏PLC系統控制的全自動封邊機的動作要求能夠滿足客戶需求。動作模式以及要求正確無誤,使用編碼器控制位置,控制精度達到客戶要求的同時降低了設備的成本,在操作更加方便人性化。設備使用全套FATEK控制系統,在性能與價格上具有大大的優勢,C3人機操作界面簡單易學,生產效率高、故障率低。永宏整套解決全自動封邊機的需求,得到完美應用。
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