1 行業(yè)介紹

　　全自動(dòng)封邊機(jī)可以分類為直線封邊機(jī)、曲直封邊機(jī)。

圖1 全自動(dòng)封邊機(jī)

　　1、全自動(dòng)直線封邊機(jī)：適用于中密度纖維板、細(xì)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(dòng)生產(chǎn)線。

圖2 全自動(dòng)封邊機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

　　2、曲直線封邊機(jī)為手動(dòng)式封邊機(jī)，手動(dòng)式更適合中小家具廠使用，且價(jià)格低，操作方便，易于維修，市場銷售的產(chǎn)品有意大利、日本、臺(tái)灣和中國內(nèi)地市場的機(jī)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(dòng)由上向下，膠罐在上；后者傳動(dòng)由下向上，膠罐在下。

圖3 全自動(dòng)封邊機(jī)硬件配置圖

　　2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

　　2.1方案背景

　　目前，家具制作行業(yè)發(fā)展得十分迅速，且家具產(chǎn)品種類繁多，耗材量也是非常大。傳統(tǒng)的半自動(dòng)人工封邊工作模式，已經(jīng)滿足不了大的耗材需求量，且在當(dāng)今人力資源日趨緊張、行業(yè)競爭壓力越來越大的情況下，迫切需要自動(dòng)化生產(chǎn)加工設(shè)備。項(xiàng)目中，這款機(jī)器就實(shí)現(xiàn)了從原材料到成品的一條龍加工處理，使用機(jī)器自動(dòng)化生產(chǎn)替代人工半自動(dòng)化操作生產(chǎn)，產(chǎn)量大大增長，產(chǎn)品的品質(zhì)也穩(wěn)定可靠。與此同時(shí)，大大縮短了生產(chǎn)時(shí)間與降低了生產(chǎn)過程中的耗能。

　　目前市場上主要的控制系統(tǒng)是半自動(dòng)系統(tǒng)、單片機(jī)系統(tǒng)、PLC+人機(jī)系統(tǒng)等智能控制方式來實(shí)現(xiàn)。PLC主要有永宏、松下、臺(tái)達(dá)；HMI主要有永宏、維綸、昆侖通泰等。綜合比較后，永宏B1系列經(jīng)濟(jì)型PLC配套成統(tǒng)一系統(tǒng)較其他品牌的產(chǎn)品有著更好的優(yōu)勢(shì)（表1）。

表1 全自動(dòng)封邊機(jī)系統(tǒng)方案

　　2.2客戶需求

　　根據(jù)客戶要求，全自動(dòng)封邊機(jī)設(shè)備功能上具有以下的功能：

　　●涂膠封邊：通過特殊的結(jié)構(gòu)，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(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，采用靠模自動(dòng)跟蹤和高頻高速電機(jī)快速切削結(jié)構(gòu)，保證切斷面平整光滑；

　　●精修：均采用高頻高速電機(jī)結(jié)構(gòu)，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(yùn)動(dòng)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(zhì)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(dòng)封邊機(jī)功能要求

表3 全自動(dòng)封邊機(jī)規(guī)格參數(shù)

　　2.3解決方案

　　全自動(dòng)封邊機(jī)的核心控制系統(tǒng)由FATEKPLC+C3系列HMI構(gòu)成，控制器型號(hào)：B1-40MR2-D24+B1-8YR；觸摸屏人機(jī)型號(hào)：C3070SE，設(shè)備使用PLC+HMI實(shí)現(xiàn)了智能操作，方便快捷。

　　設(shè)備硬件上，去除了傳統(tǒng)的多個(gè)計(jì)時(shí)傳感器，取而代之的是一個(gè)計(jì)數(shù)編碼器，程序利用永宏P(guān)LC50KHz高速計(jì)數(shù)功能，實(shí)現(xiàn)位置計(jì)數(shù)控制；達(dá)到了多個(gè)工位的控制。比起傳統(tǒng)的計(jì)時(shí)控制，編碼器的加入，簡化了設(shè)備的操作，同時(shí)也降低了設(shè)備的成本，更新?lián)Q代了新的功能。

　　3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　3.1硬件配置（如表4所示）

表4 全自動(dòng)封邊機(jī)硬件配置表

　　3.2機(jī)械結(jié)構(gòu)

　　全自動(dòng)封邊機(jī)結(jié)構(gòu)由送板材傳送帶、涂膠結(jié)構(gòu)、送帶結(jié)構(gòu)、切帶結(jié)構(gòu)、齊邊結(jié)構(gòu)、修邊結(jié)構(gòu)、拋光結(jié)構(gòu)、開槽結(jié)構(gòu)所構(gòu)成（見圖4、5、6）。

圖4 送帶、涂膠、切帶結(jié)構(gòu)示意圖

圖5 傳送帶進(jìn)板結(jié)構(gòu)圖

圖6 整體機(jī)械結(jié)構(gòu)圖

　　3.3電氣控制

　　全自動(dòng)封邊機(jī)IO原理圖及電氣控制柜實(shí)物圖如7、8所示。

圖7 全自動(dòng)封邊機(jī)IO原理圖

圖8 全自動(dòng)封邊機(jī)電氣控制柜

　　4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　4.1工藝流程

　　設(shè)備工藝流程具體如下：a.進(jìn)板感應(yīng)器感應(yīng)進(jìn)板。b.計(jì)算每一個(gè)進(jìn)入板的長度。c.進(jìn)板感應(yīng)下降沿，判斷板長進(jìn)行涂膠、送帶。d.待進(jìn)板板尾到達(dá)切帶位置，啟動(dòng)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(shè)備運(yùn)行工藝效果圖

　　4.2PLCI/O點(diǎn)配置

　　根據(jù)設(shè)備工藝和控制流程要求，進(jìn)行了永宏P(guān)LC程序I/O點(diǎn)配置；永宏P(guān)LC輸入輸出點(diǎn)配置如表5。

表5 全自動(dòng)封邊機(jī)I/O點(diǎn)配置表

　　4.3PLC功能指令應(yīng)用

　　4.3.1參數(shù)設(shè)置指令：永宏高速計(jì)數(shù)通訊指令

　　永宏P(guān)LC支持4路高速硬件計(jì)數(shù)器，具有8種計(jì)數(shù)模式可供選B1系列主機(jī)能夠采集高達(dá)50KHz的計(jì)數(shù)脈沖。永宏P(guān)LC高速計(jì)數(shù)設(shè)定程序如圖10所示，高速計(jì)數(shù)程序如圖11所示。

圖10 永宏高速計(jì)數(shù)定義設(shè)定

圖11 高速計(jì)數(shù)通道開啟設(shè)定

圖12 全自動(dòng)封邊機(jī)產(chǎn)品加工

　　5 結(jié)論

　　圖12為現(xiàn)場測(cè)試效果圖。經(jīng)過測(cè)試，使用永宏PLC系統(tǒng)控制的全自動(dòng)封邊機(jī)的動(dòng)作要求能夠滿足客戶需求。動(dòng)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(dá)到客戶要求的同時(shí)降低了設(shè)備的成本，在操作更加方便人性化。設(shè)備使用全套FATEK控制系統(tǒng)，在性能與價(jià)格上具有大大的優(yōu)勢(shì)，C3人機(jī)操作界面簡單易學(xué)，生產(chǎn)效率高、故障率低。永宏整套解決全自動(dòng)封邊機(jī)的需求，得到完美應(yīng)用。