摘要：本文主要內容為介紹永宏PLC在印后設備自動磨光機的的應用。該設備需要實現暖氣片加工一次裝片完成焊道打磨與拋光兩道工序的功能，并且達到每片加工時間不超過20sec的生產效率。

關鍵詞：永宏PLC 暖氣片 磨光機

一、項目簡介

1.1 行業介紹

自動磨光機用來進行金屬表面打磨處理一種手動電動工具；適用于以下行業：木材、家具行業如平木板、家具金屬拉手等工件砂光拉絲；五金（金屬）材料及制品鋁型材及其制品、不銹鋼制品及器皿、銅型材及制品、水暖衛浴器材、鎖類、燈飾制品、標牌銘牌、五金工藝飾品、刀剪類、門的活葉、汽車自行車零配件、餐具類、韙扣類制品、鈕扣、皮帶扣、手機外殼、鐘表行業等工件砂光拉絲；電子零件、電子器材如電子零件、平板砂光拉絲等。本文主要介紹關于暖氣片加工一次裝片完成焊道打磨與拋光兩道工序的自動磨光機設備概況介紹。

圖1-1 自動磨光機

二、系統設計方案

2.1方案背景

自動磨光機（暖氣片）目前市場上使用的控制系統方案為PLC+HMI+步進電機的控制方式；其中PLC使用最多的品牌是松下等；HMI使用最多的品牌昆侖通態。永宏經濟型型PLC和HMI的性價比相對于其他品牌較高，其PLC單軸脈沖輸出達50KHz，單機最多支持3軸直線插補功能；該應用優勢能夠在該市場有較好的應用前景。自動磨光機系統方案如表2-1。

表2-1 自動磨光機系統方案

2.2客戶需求

根據客戶要求，自動磨光機的主要功能包括：自動和手動功能、分期付款設置及配方選擇。在自動加工啟動前，設定上下兩個加工位的旋轉角及速度參數，往復軸的往復進程及速度根據加工要求跟隨設定；要求加工的所有參數有2套配方由一個按鈕切換選擇的功能。另外客戶還需要實現定期催款密碼支付的功能（要求期數及分期的密碼、時間可自行設定）。自動磨光機具體功能要求如表2-2。

表2-2 自動磨光機具體功能要求

2.3解決方案

自動磨光機主要適用于暖氣片焊道打磨與拋光加工，是暖氣片噴涂的前道加工工序；根據最終設備使用的動作及工藝要求，該系統設計過程主要包括系統硬件設計和系統軟件設計；其中系統硬件設計包括硬件（產品）選型配置、機械結構和電氣控制等三部分，系統軟件設計包括流程控制、I/O配置和程序設計等三部分；自動磨光機設計參數如表2-3；自動磨光機實物圖如圖2-1。

2-3 自動磨光機設計參數                  圖2-1 自動磨光機實物效果圖

基于上述各項技術指標，從自動磨光機系統方案架構圖2-2示；本方案控制系統采用永宏經濟型B1系列PLC控制器，主要控制整體設備的動作流程；執行機構采用步進電機，主要控制設備的旋轉磨光及往復軸的往返運動等；工件壓緊、磨輪帶動作及平臺上升下降使用氣缸進行動作推拉；上位機采用HU系列7寸的HMI操作界面，提供自動操作、手動測試、設備使用期限和用戶登入等界面。

圖2-2 系統方案架構

三、硬件配置

3.1 硬件配置

自動磨光機的系統硬件組成由永宏B1-20MT2-D24 PLC控制器、HU070L-00 7寸觸摸屏、時代超群的步進電機750KW2套和外圍輸入輸出線路（包括按鈕、指示燈和蜂鳴器等）。自動磨光機系統硬件清單如表3-1；自動磨光機系統硬件配置如圖3-1。

表3-1 自動磨光機硬件明細表                圖3-1 自動磨光機硬件配置圖

3.2 機械結構

自動磨光機的機械結構主要由四部分組成：往復絲桿平臺、旋轉機構、磨輪磨帶組成的磨光機構及升降臺。自動磨光機整體結構解析如下圖。

圖3-2自動磨光機整體結構

3.3 電氣控制

自動磨光機的電氣控制采用永宏PLC作為設備核心控制單元，實現對伺服位置控制、步進燙金和模切及切張計數等執行單元的控制。自動磨光機PLC接線原理如圖3-3，PLC電氣控制柜接線如圖3-4。

圖3-3 自動磨光機電氣控制原理圖

圖3-4 自動磨光機PLC電氣控制柜接線圖

四、系統軟件設計

4.1 工藝流程

自動磨光機的工藝流程主要包括四部分：上片設定、下位磨光、上位磨光及完成歸位4個部分；這四個部分的配合實現工件的焊道及拋光；其中下位磨光是對工件的粗加工，以最快的效率將焊接痕道磨平，緊接著上升到上位對工件進行細磨光；完成磨光時的磨輪頂緊非任何角度松開即可，而是需要在旋轉過程中磨帶與工件呈運動平面松開，這樣才能消除會出現棱面的情況，以保證后續工件噴涂的質量；完成以上的工藝，最后兩軸自動歸位到接近開關原點停機。全自動工藝流程如圖4-1。

圖4-1 全自動工藝流

4.2控制流程圖

自動磨光機的控制流程圖

如圖4-2所示：

圖4-2 自動磨光機的控制流程圖

4.3 I/O點配置

根據自動磨光機工藝流程和控制流程要求，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4-1。

表4-1 PLC輸入、輸出點配置表

4.4 PLC功能指令應用

4.4.1 脈沖輸出指令

永宏PLC脈沖輸出控制有專門的位置命令輸出指令（FUN140），永宏FUN140指令的命令設置方式采用的是表格的形式進行填表編輯；使用永宏脈沖輸出指令可以很好的實現對旋轉角及往復行程的控制。永宏PLC脈沖輸出控制程序如圖4-3，永宏PLC脈沖輸出控制設置表格如圖4-4。

圖4-3 脈沖輸出控制程序                        圖4-4 脈沖輸出控制表格

4.4.2分期付款模式的使用

永宏HMI提供一個內置分期付款模式功能，HMI系統時間超過分期設定時間時，HMI會彈出分期密碼輸入畫面。只有輸入密碼后，HMI才能繼續正常使用，否則，HMI一直顯示輸入密碼的畫面。分期付款的設置有2中方式：1）、直接在觸摸屏工程中的工程參數--分期付款模式，進行期數及密碼的設置即可。

圖4-5

2）、功能開關的“功能選擇”中，選擇“分期付款”選項，可彈出分期付款頁面設置。

圖4-6 功能開關分期付款功能

在觸摸屏點擊該功能按鈕，彈出設置分期付款信息的畫面；

五、結論（實施結果）

圖5-1 設備現場使用圖

圖5-2 加工原件--完成品

通過現場調試，如圖5-1現場使用自動磨光加工生產。自動磨光機生產效率能夠達到一片暖氣片（2端）磨光完成所用的時間為20 sec，相對之前設備的27 sec有了較大幅度的提升；在客戶所在的地區現在只有兩家在做該設備，之前使用了同一套系統，現在改進之后對于市場的競爭優勢有了明顯的提高。對于當前社會發展形勢，機械廠在壓縮成本的同時想要提高自身的競爭優勢，首先就要提高自己的技術特點；使用永宏PLC不僅能夠節約設備的生產成本，并且能夠充分保障設備的穩定性；同時，永宏市場上所提供的技術支持對于客戶也是一大優勢。

參考文獻：

[1] 永宏可編程控制器使用手冊I 和使用手冊II.臺灣永宏電機股份有限公司

[2] 永宏PLC編程軟件使用手冊.臺灣永宏電機股份有限公司