基于禾川 Q1 PAC 的 玻璃磨邊機智能解決方案

文:浙江禾川科技股份有限公司2021年第四期

  1.玻璃磨邊機應用場景簡介

伺服

圖 1 玻璃磨邊倒角

  玻璃磨邊機作為玻璃磨邊倒角的專用設備,能夠有效地提高玻璃深加工效率,滿足市場需求。常見的玻璃磨邊機類型包括直邊機、斜邊機、清洗機、圓邊機、異形機等,其中玻璃雙直邊磨邊機一般用于門窗玻璃、家具玻璃等平板玻璃的磨邊處理。玻璃磨邊機有著不錯的發展前景,正在朝著智能化方向發展。一方面,隨著市場對玻璃產品工藝要求的提高以及電子、計算機,如PLC、變頻器等技術的發展,玻璃磨邊機的加工效率和性能也將不斷改善和提高;另一方面,隨著計算機技術和工控行業的結合和發展,玻璃磨邊機的功能也將更加強大、更加智能化,實現玻璃磨邊機的遠程監控、智能診斷和高效數據管理等。

  本案例中采用如圖2禾川Q1 PAC作為控制核心,采用禾川X3EB總線伺服作為驅控系統,依托PAC強大的數字化集成與堅實的數據接入能力為生產線智能化打下基礎。

伺服

圖 2 禾川總線運動控制產品

  2.玻璃磨邊機的基本機械結構

  智能玻璃雙直邊磨邊機系統按功能可劃分為開合定位機構、壓緊架升降機構、45°倒角電機升降機構、磨削/拋光機構、主傳動機構、系統保護機構等,其功能分別如下:

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圖 3 玻璃磨邊機機械圖

  (1)開合定位機構:根據加工玻璃的寬度尺寸不同,實現工作臺的快速開合與精確定位。

  (2)壓緊架升降機構:根據加工玻璃的厚度尺寸不同,調整壓緊架的位置,使被加工的玻璃能在壓緊架的夾持下沿著同步帶傳送而不發生滑動。

  (3)45°倒角電機升降機構:根據加工玻璃的厚度尺寸不同,調整45°倒角電機的高度,對玻璃邊進行45°倒角磨削及拋光。

  (4)進端機構:磨削前檢測玻璃的到來并調整玻璃到合適的位置。

  (5)主傳動機構:控制被加工玻璃的傳送及速度控制,同時根據玻璃在傳送帶上的位置,控制相關磨頭的啟動、拋光電機的進給。

  (6)磨削、拋光機構:玻璃雙直邊的磨削按照工序依次分為粗磨、半精磨、精磨、45°上下倒角磨削和拋光、雙直邊的拋光。

  (7)輸出顯示:顯示玻璃傳送速度、加工量累計、系統所處狀態等。

  (8)系統保護機構:提供系統保護和故障報警。

  3.玻璃磨邊機的基本工作流程

伺服系統

圖 4 玻璃磨邊機工藝流程

  玻璃磨邊機的具體操作流程如圖4所示,結合圖4知玻璃磨邊機的整個工作過程如下:在磨削之前,先根據待磨玻璃的寬度和厚度在HMI上進行參數設定,然后啟動(分全自動啟動和手動啟動)系統,在系統開合、壓緊架、45°升降調整完畢后,依次啟動水泵、風機、磨頭、傳送帶,最后放入玻璃進行磨削。

伺服系統

圖 5 玻璃磨邊機工作圖

  4.玻璃磨邊機的性能要求

  為了滿足玻璃深加工的需要,玻璃磨邊要求效果好、加工精度高、生產效率高、操作方便,適用于磨削不同寬度和厚度的平板玻璃、夾層玻璃、家私產品、防彈玻璃等。智能玻璃雙直邊磨邊機具體要求如下:

  (1)穩定性:保證系統長期正常、穩定工作。

  (2)準確性:根據玻璃加工的需要,對于不同寬度及厚度的玻璃,精確地實現磨削及拋光,具有較高的幾何精度。

  (3)快速性:根據玻璃加工的需要,快速地實現工作臺的定位;粗磨、半精磨、精磨、拋光、倒上、下45°角一次性完成。

  (4)實用性:對平板玻璃、夾層玻璃、家私產品、防彈玻璃等玻璃四條直邊進行磨削及拋光。

  (5)可操作性:整個控制過程可在人機界面進行操作控制,簡單、方便。

  (6)安全性:系統出現故障時能夠自動報警,方便及時維護。

  (7)市場性:系統價格合理,便于推廣和應用。

  (8)適應性:能適應常規作業環境。

伺服系統

圖 6 玻璃磨邊機參數設置

  5.玻璃磨邊機的電氣系統

  玻璃磨邊機的電氣拓撲如圖7所示,控制器采用禾川Q1 PAC,PAC與禾川TP2000觸摸屏通訊采用的方式是ModbusTCP,PAC與X3EB伺服之間的通訊是EtherCAT。軟件系統主要包括PAC程序設計和HMI設計,PAC發送運動控制

  指令并收集現場數據,與上位機保持通訊,控制執行機構與被控對象的動作。觸摸屏能夠輸入和顯示系統工作所需的工作參數,與PLC保持通訊,可操作性強,實時控制和顯示系統的運行狀況。系統控制要考慮的幾大問題點有:對角線誤差、玻璃崩邊、拋光效果差。

伺服系統

圖 7 玻璃磨邊機系統拓撲

  6.玻璃磨邊機控制總結

  常用的玻璃磨邊機控制工藝并不復雜,主要通過伺服系統定位功能實現,但對伺服系統精度以及抗干擾能力要求高。尤其是檢測玻璃的電眼反饋信號要精準,否則可能會造成夾偏導致磨邊效果不佳。隨著計算機技術與傳統行業不斷深化融合,現場生產設備將日趨智能化,智能制造的“肌肉”是伺服系統,智能制造的“大腦”是控制器,強大的現場控制系統不僅是設備精細化運行的保證,同時也是生產管理、設備管控維護的基石。

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