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　　本文主要闡述了永宏PLC在滾筒刷支架折彎機上的應用。該設備主要用于生產滾筒刷支架，功能主要包含折彎、打耳、打扁、攻牙、倒角、裁剪等多道工序一次成型，解決了傳統多臺半自動設備繁雜工序。通過現場反復調試和實際應用效果，該設備很好的提高了生產效率、節約了人工成本，降低了勞動強度，既節約人工又省電，而且加工精度高。

　　文/廈門永陞科技有限公司

　　1 前言

　　1.1 行業介紹

　　滾筒漆刷是一種常用的涂料施工工具，被廣泛應用于建筑、裝飾、家具等行業。滾筒漆刷由刷毛和滾筒兩部分組成，通過滾筒的旋轉，在墻面或其它表面上均勻涂抹涂料。滾筒漆刷使用方便，涂料均勻，施工效率高，因此備受裝修行業的青睞。伴隨著人們對裝修品質和環境友好性的要求提高，滾筒漆刷市場也得到了進一步發展。

　　隨著國民經濟的發展和居民收入水平的提高，人們對于住房的舒適度和美觀度的要求越來越高。滾筒漆刷的使用范圍也逐漸擴大，已經成為家居裝修必不可少的工具。滾筒漆刷的種類也越來越豐富，包括平涂滾筒、毛刷滾筒、絨毛滾筒和棉絨滾筒等。此外，滾筒漆刷的規格、顏色和形狀也日趨多樣化。在質量和可靠性方面越來越得到重視，滾筒漆刷的品質也不斷提高，能夠適應各種不同使用環境和需求，滿足顧客對于質量方面的要求。未來，行業將繼續向“高品質、高附加值”方向發展，注重技術創新和產品質量，打造出更多更好的產品，滿足不同用戶的需求。同時，環保意識的提高和政策的支持，也將促進滾筒漆刷行業的

　　繼續發展。

　　1.2 方案背景

　　目前，國內建筑裝飾和家居裝修正快速發展，滾筒漆刷的需求量不斷增加，對滾筒漆刷質量的要求也越來越高，因此，對滾筒漆刷加工專用設備也提出了新的質量和效率要求。滾筒漆刷支架折彎機是滾筒刷生產線中廣泛應用的一種折彎設備(見圖1)，傳統的折彎設備都是人工操作的工序，速度慢，勞動強度大，折彎角度沒有保證，生產效率不高，不能適應現代自動化生產線的生產節律。

　　全自動滾筒刷支架折彎機可大程度的降低人工成本，節省開支，降低由人工操作帶來的安全事故系數，并且可以實現各種規格的支架折彎，折彎在一定范圍內任意調節，以適應不同產品對支架質量的要求。控制系統采用PLC控制，PLC不但能滿足客戶的控制要求，而且系統穩定性好、可操控性高(見圖2)。

　　隨著行業的發展，滾筒漆刷的種類也越來越豐富，包括平涂滾筒、毛刷滾筒、絨毛滾筒和棉絨滾筒等。此外，滾筒漆刷的規格、顏色和形狀也日趨多樣化。隨著行業的發展，在質量和可靠性方面越來越得到重視，滾筒漆刷的品質也不斷提高，能夠適應各種不同環境和需求，滿足顧客對于質量方面的要求。而滾筒刷支架折彎機解決了在裁斷后再轉到人工折彎或半自動折彎機上操作的步驟。自動折彎設備可以實現攻絲、折彎、打耳全部一體自動完成作業，比傳統的人工裁斷手動折彎以及自動折彎人工打耳提高了生產速度，減輕了工人勞動強度，不再拖著個沉重的周轉箱轉過來、轉過去(圖3)。

　　圖1 滾筒刷支架折彎機設備圖

　　圖2 滾筒刷支架折彎機發展趨勢圖

　　圖3 滾筒刷支架折彎機的步序圖

　　1.3 客戶需求

　　根據客戶機械結構和適用產品折彎工藝需求，滾筒刷支架折彎機主要用于生產滾刷支架(圖4)，功能主要包含：全自動調直、切斷、打耳、打扁、倒角、攻絲等多道工序一次成型，解決了傳統多臺半自動設備復雜工序。

　　總的來說，全自動滾筒刷支架折彎機很好地完成了不同規格的滾筒刷支架折彎工作，同時也滿足了客戶需求;其主要技術指標是實現了不同規格、不同彎數、不同長度的滾筒刷支架生產。為了提高生產效率，保證送料精度，要求實現可以閉環送料，這就需要通過編碼器反饋來實現送料精度，而永宏解決方案可以滿足這些技術指標功能，并且應用效果穩定，操作簡單易上手，生產效率高(見圖5)。

　　圖4 滾筒刷支架實物圖

　　圖5 滾筒刷支架折彎機的應用技術指標

　　2 方案配置

　　2.1 方案說明

　　根據客戶要求以及工藝流程控制要求，對比其他方案，滾筒刷支架折彎機控制系統運動控制采用永宏PLC主機FBs-60MCT2-AC用于控制4軸伺服電機等動作控制，實現4軸伺服定位控制，編碼器高速計數反饋技術指標要求;上位機采用永宏C2系列HMI作為操作界面，用于自動運行監控、手動操作調試、折彎參數設置、IO監控和報警信息顯示等用戶操作界面以及遠程IOT維護;伺服電機采用永宏A6脈沖伺服，用于配合PLC實現定位控制等技術指標，送料轉盤采用永宏B30變頻器，實現前段料盤送料平穩。

　　2.2 搭配示意圖(見圖5)

　　圖5 系統拓撲圖

　　2.3 技術指標(見表1)

　　表1 系統技術指標要求

　　3 設備介紹

　　3.1 設備機構介紹(圖6)

　　①送料校直

　　由伺服電機帶動多組滾輪旋轉進行進料并進行校直，滾輪與鋼絲硬性機械接觸送料，可能會有打滑現象，為了保證送料精度，通過編碼器來反饋實時送料長度，并通過伺服電機來補償，從而保證了送料精度。

　　②折彎切斷機構

　　采用PLC控制系統，伺服電機成型，可以任意編輯成型形狀，實現不用更換模具就可以生產市場上所有型號的滾筒刷支架。

　　③折耳機構

　　采用杠桿原理實現鋼絲壓扁成型，模具拆裝更方便，更耐用。

　　④攻絲倒角機構

　　攻絲或倒角根據不同產品需要更換不同的刀頭由伺服電機帶動進行攻絲或倒角。

　　圖6 滾筒刷支架折彎機工藝流程圖

　　3.2 設備工藝介紹

　　根據機械結構和工藝要求，滾筒刷支架折彎機主要通過伺服電機帶動滾輪進料，送料定位完成后折彎，完成設定折彎次數后進行切斷操作。同時滾筒刷支架折彎機還需要實現以下多種工藝要求，顯示當前工作步驟，能任意編輯成型形狀。總而言之，滾筒刷支架

　　折彎機既需要很好的實現多種控制要求，同時也需要很好地實現多種工藝要求。

　　滾筒刷支架折彎機的工藝流程主要為：定位送料→攻絲倒角→折彎定位→旋轉折彎、打耳→循環送料折彎→切斷，這幾部分的工藝流程是按照循環順序執行的，從而達到很好的工藝效果。

　　3.3 HMI畫面設計

　　人機交互觸摸屏是設備與操作人員可視化交互的橋梁，在控制系統中起到了關鍵作用，同時也是整個控制系統的決策層，通過觸摸屏發送命令給下位機PLC控制器，PLC接收到觸摸屏發出的控制命令后將其轉變為相應的控制信號后對設備進行精準控制。觸摸屏還可以顯示設備中的各個信號狀態以及各個電機反饋的位置等。觸摸屏界面也需要進行相應的編程，來實現人機交互控制與實現設備監控功能。觸摸屏程序開發是基于永宏FvDesigner軟件來設計開發的(圖7)。

　　圖7 FvDesigner編程軟件

　　3.3.1 自動監控畫面(圖8)

　　滾筒刷支架折彎機人機交互界面的自動運行畫面主要用于操作員查看當前運行參數、運行狀態等信息顯示。當生產的產品存在有所偏可以實時修改滾筒刷支架生產參數。

　　圖8 滾筒刷支架折彎機自動監控畫面

　　3.3.2 參數設置畫面(圖9)

　　滾筒刷支架折彎機人機交互界面的參數設置畫面主要用于伺服電機運行速度，氣缸和油缸閥動作時間以及攻絲倒角參數等。

　　圖9 滾筒刷支架折彎機參數設置畫面

　　3.3.3 支架形狀編輯畫面(圖10)

　　滾筒刷支架折彎機人機交互界面上的編程畫面用于幫助用戶設置不同支架產品，可以根據不同產品需求設置對應的運行參數，參數可保存在HMI的配方中，方便下次生產該產品時可以直接從HMI配方系統中直接調用出來，無需再次輸入產品參數，也可直接寫入到PLC中直接生產所設置的產品。

　　圖10 滾筒刷支架折彎機結果顯示畫面

　　4 方案特點

　　①系統穩定性和抗干擾能力很強

　　整個系統設計過程中，永宏PLC是以永宏自行研發的系統單晶片(SOC)制作而成，中央處理器整合的NC定位脈沖、高速計數以及高速中斷等高級功能硬件電路于一體，速度更快，功能及可靠性能更加，使得機器在保證精準的情況下高速穩定的運行。

　　②可以生產任意成型形狀

　　整個系統設計過程中，永宏PLC采用自編程方式編程，可以讓用戶自行編輯成型形狀，實現一臺設備就可以生產市場上所有型號的滾筒刷支架。

　　③配方儲存功能

　　整個系統設計過程中，為了方便用戶更換產品時快速調整參數，永宏HMI提供配方功能，用戶可以根據需要隨時調用配方數據，滿足了生產過程中不同產品的需求。

　　④IOT遠程維護

　　整個系統設計過程中，為了方便后期程序修改維護，提供物聯網解決方案，搭配FATEK IoT的iAccess功能，輕松進行遠程控制、遠程故障排除以及維護遠端HMI系統與PLC專案。

　　5 方案優勢

　　①選用永宏PLC作為控制核心，具有結構緊湊、組裝靈活、編程簡單，抗干擾能力強、可靠性高等特點。

　　②選用永宏PLC作為控制核心，最大可作4軸的NC伺服馬達控制。PLC提供的NC定位專用語言配合PLC的梯形圖程序所提供的便利指令，可以輕易達成精密定位控制。

　　③永宏PLC編程軟件具有仿真功能，減少了程序編寫和現場調試時間，方便技術人員的調試工作，提高了工作效益。

　　④持多語言顯示，適應各種出口國家的需求，同時擁有完備的報警功能可滿足不同需求，在降低產品廢品率的同時，還降低了誤報警的可能性。

　　⑤人機界面搭配FATEK IoT的iAccess功能輕松維護遠端HMI系統與PLC專案。

　　6 方案難點

　　難點1：如何實現自編程功能?

　　解決：由于滾筒刷支架的產品多樣性，可以實現任意編輯成型形狀。需要程序可以自編程功能。通過在連續地址中寫入定義好的參數，在使用到對應地址參數時，根據不同的參數定義對應相應的動作執行。

　　難點2：折彎段數可以任意設置，如何實現通過一段的程序可重復所有段數的折彎?

　　解決：在進行滾筒刷支架折彎機的PLC整體程序設計和規劃時，由于程序具有自定義編程功能，每一步的運行動作都存儲在連續的緩存器中;所以在自動運行過程中，每一步都需調出存儲對應位置的緩存器數據，只要變更V的值即可變更操作數的地址，利用此功能結合FBs-PLC的應用指令，可以用極簡單的指令，實現功能強大、極具效率的控制應用。

　　難點3：送料滾輪會有打滑現場，如何保證送料精度?

　　解決：通過編碼器高速計數反饋，實時把實際送料長度反饋給PLC，與理論長度對比后快速進行補償，從而保證送料精度。

　　7 方案總結

　　通過現場調試，滾筒刷支架折彎機具有結構簡單、操作便捷、便于維護、生產效率高、生產質量高等優點，實現了誤差在± 0 . 5 m m的情況下，達到了600-1200pcs/小時的速度，在節省了大量人力的同時，還極大地提高了產品生產效率，并消除了人工操作的誤差，從而使產品的生產過程變得高效、一致、簡便、準確。該滾筒刷支架折彎機方案在滾筒漆刷行業中得到了越來越廣泛的應用，以其高速度、高精度、高穩定性和很強的適用性，同時也得到了越來越多客戶的認可。