永宏噴涂行業(yè)控制系統(tǒng) 解決方案介紹

　　1 噴涂行業(yè)發(fā)展概括

　　噴涂行業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的重要組成部分，噴涂工藝是通 過噴槍或碟式霧化器，將涂料分散成均勻而微細的霧滴，施 涂于被涂物表面的涂裝方法。噴涂設(shè)備被廣泛應(yīng)用于汽車、 機械制造、建筑裝飾、航空航天、家具、電器等領(lǐng)域。噴涂 設(shè)備主要包括手動噴涂設(shè)備、半自動噴涂設(shè)備和全自動噴涂 設(shè)備。近年來，隨著自動化和智能化技術(shù)的發(fā)展，噴涂機器 人、智能噴涂系統(tǒng)等先進技術(shù)逐漸普及，提高了生產(chǎn)效率和 質(zhì)量。在噴涂材料方面，水性涂料、高固體份涂料、粉末涂 料等環(huán)保型涂料逐漸成為主流，以減少對環(huán)境的污染和人體 的危害。

　　目前，噴涂行業(yè)的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

　　· 高效化與自動化：隨著自動化和智能化技術(shù)的發(fā)展， 噴涂行業(yè)正在向高效化、自動化方向轉(zhuǎn)變，噴涂機器人、智 能噴涂系統(tǒng)等先進設(shè)備的引入，大大提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量 穩(wěn)定性;

　　· 多樣化與定制化：隨著市場需求的不斷變化和升級， 噴涂行業(yè)也在向多樣化、定制化方向發(fā)展，企業(yè)需要根據(jù)客 戶的具體需求進行涂層設(shè)計和制備，以實現(xiàn)最佳的性能匹配 和外觀效果。

　　2 往復(fù)噴涂機解決方案

　　(1)設(shè)備介紹

　　噴涂機對吸入的涂料增壓，由噴槍將涂料瞬間霧化后釋 放到被涂物體表面，適用于皮具手袋、禮品包裝、家具、鞋業(yè)、汽車制造等行業(yè)中。自動噴涂設(shè)備通過設(shè)定好噴涂軌跡 與噴涂材料， 自動地對金屬和非金屬表面覆蓋保護層或裝飾 層，是智能化代替人工勞力的專用工具，在噴涂行業(yè)被廣泛 應(yīng)用。

圖 1 往復(fù)噴涂機

　　(2)方案配置

　　往復(fù)數(shù)控噴涂機操作界面采用永宏P(guān)2系列HMI，可進 行步序編輯，畫面監(jiān)控;采用永宏M系列PLC為核心， 內(nèi)建 EtherCAT總線以及脈沖方案，搭配M系列模擬量模塊，精準控制噴油量;采用A6系列總線型伺服及電機，經(jīng)濟穩(wěn)定，使系 統(tǒng)更具競爭力;永宏全套配置，使用方便維護便捷(圖2)。

圖 2 往復(fù)數(shù)控噴涂機控制系統(tǒng)拓撲圖

(3)生產(chǎn)指標(圖3)

圖 3 往復(fù)數(shù)控噴涂機生產(chǎn)指標

(4)工藝原理

　　此設(shè)備中，用戶可以通過HMI進行自定義步序編輯，本 方案中共支援14個步序，分別為：①XY、XZ、YZ圓弧插補 模式，②直線往復(fù)模式，③過度模式，④平面勻速模式，⑤ 平面寸動模式，⑥側(cè)面勻速模式，⑦側(cè)面寸動模式，⑧上下 往復(fù)模式，⑨前后往復(fù)模式，⑩P軸旋轉(zhuǎn)模式(圖4)。

圖 4 往復(fù)數(shù)控噴涂機工藝流程及參數(shù)配置

　　(5)方案特色

　　在產(chǎn)品噴涂工藝上，不同的待加工產(chǎn)品需要用到不同的 動作模式以及噴涂模式，根據(jù)待加工產(chǎn)品的表面特性來選擇 合適的噴槍動作方式以及油漆的油量和霧化程度，所以需要 將不同的產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝需求保存在不同的配方內(nèi)，以便更 換產(chǎn)品時可以快速切換對應(yīng)的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝。該系統(tǒng)采用了 EtherCAT總線方案控制多軸伺服，可以進行兩軸圓弧插補和 空間三軸圓弧插補、螺旋插補動作;在一些帶弧形的產(chǎn)品生 產(chǎn)工藝過程中，可以選擇不同的插補方式使得噴槍的動作軌 跡可以與產(chǎn)品的形狀大體一致，讓油漆可以均勻的附著在產(chǎn) 品表面，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和節(jié)省油漆的使用，更加高效 和節(jié)能環(huán)保。

　　(6)方案優(yōu)勢

　　· 響應(yīng)快：EtherCAT總線通訊+永宏A6系列伺服系統(tǒng)， 1MS通訊效率;

　　· 靈活性:可以根據(jù)不同的產(chǎn)品自定義噴涂步序，根據(jù)產(chǎn) 品特性來編輯合適的噴涂方式;

　　· 便捷性：觸摸屏可以儲存300個配方，可以隨時切換 儲存好的產(chǎn)品配方數(shù)據(jù);

　　· 節(jié)能環(huán)保：通過模擬量靈活控制油壓與寸動點噴模 式，減少了涂料的浪費，節(jié)約成品的同時又利于環(huán)保。

　　3 追蹤式噴涂機解決方案

　　(1)設(shè)備介紹

　　追蹤式噴涂機設(shè)備是一種自動化噴涂設(shè)備，主要用于在 生產(chǎn)過程中對工件進行精確噴涂，具有在線四軸追蹤功能， 能夠?qū)崿F(xiàn)自動噴漆、靜電噴涂等操作，確保涂層均勻、質(zhì)量 穩(wěn)定。

圖 5 追蹤式噴涂機設(shè)備

(2)生產(chǎn)指標(圖6)

圖 6 追蹤式噴涂機生產(chǎn)指標

　　(3)方案配置

　　追蹤式噴涂機采用永宏7寸觸摸屏作為上位機，用于設(shè) 備調(diào)試，噴涂模式修改以及噴涂參數(shù)設(shè)置;控制系統(tǒng)采用永 宏M系列ME2C3-1616T高功能總線控制主機，通過總線控制 3臺永宏A6伺服以及通過脈沖控制一臺步進電機進行噴涂動 作(圖7)。

圖 7 追蹤式噴涂機控制系統(tǒng)拓撲圖

　　(4)工藝原理

　　追蹤式噴涂機的工藝原理主要基于自動化控制技術(shù)和機 械傳動技術(shù)，通過精確控制X/Y/Z/W軸的配合協(xié)同工作，實 現(xiàn)自動追蹤線體速度、噴涂啟動、噴涂結(jié)束返回待機位，確 保噴涂過程的準確性和穩(wěn)定性(圖8)。

圖 8 追蹤式噴涂機工藝原理

　　(5)工藝流程

　　追蹤式噴涂設(shè)備的工藝流程主要分5步(圖9)：

　?、倩卦龣C;②來料感應(yīng);③線體速度追蹤;④噴涂模 式啟動;⑤噴涂完成返回。

圖 9 追蹤式噴涂機工藝流程

　　(6)方案優(yōu)勢

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　　通過編碼器做主軸，采用凸輪曲線進行速度追蹤控制， 在線追蹤噴涂機能夠?qū)崿F(xiàn)毫米級的噴涂精度，確保噴涂的準 確性和均勻性。

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　　通過觸摸屏配方保存功能，能夠根據(jù)工件信息自動調(diào)用 噴涂參數(shù)。

　　(7)方案特色

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　　設(shè)備能夠連續(xù)、快速地完成噴涂作業(yè)，提高生產(chǎn)效率。 ②靈活性

　　可以根據(jù)產(chǎn)品形狀和尺寸進行編程調(diào)整，適應(yīng)不同產(chǎn)品 的噴涂需求。

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　　減少了工人直接接觸有害物質(zhì)和危險機械操作的機會， 提高了工作場所的安全性。

　　4 噴涂流水線解決方案

　　(1)設(shè)備介紹

　　噴涂流水線是一種機器代替人工搬運、噴涂的一種比較 大型的設(shè)備，其主要應(yīng)用于工程機械領(lǐng)域，例如噴涂那些人 工難以搬運的整體大工件。利用自動化流水線，能大大提 高生產(chǎn)效率，更有利于環(huán)境的保護和操作人員的身體保護 (圖10)。

圖 10 噴涂流水線

(2)生產(chǎn)指標(圖11)

圖 11 噴涂流水線生產(chǎn)指標

　　(3)方案配置

　　噴涂流水線的硬件系統(tǒng)由永宏FBS系列控制器： FBS- 60MAR2-AC、FBS-60XYR-AC，永宏C2070QA觸摸屏、葫 蘆吊等和外圍輸入輸出線路(包括按鈕、指示燈等)組成 (圖12)。

圖 12 噴涂流水線方案配置

(4)工藝原理

　　噴涂流水線的工藝原理主要包括四個部分：工件起吊、 送至噴涂工位、噴涂作業(yè)和流平卸料，這四個部分的動作完 成就完成了一個工件的噴涂作業(yè)(圖13)。

圖 13 噴涂流水線工藝

(5)產(chǎn)品型號配置表(圖14)

圖 14 噴涂流水線產(chǎn)品型號配置

(6)工藝流程

噴涂流水線的工藝流程，需根據(jù)該工位是否啟用，及手 動自動的選擇，判斷不同模式下的條件達成情況，進行動作 (圖15)。

圖 15 噴涂流水線工藝流程

　　(7)方案優(yōu)勢

　　通過采用無線收發(fā)模塊，很好地解決了控制元器件隨著 產(chǎn)品一起移動的布線及控制問題，使整條噴涂流水線動作更 加流暢,效率更高。

　　(8)方案特色

　　噴涂流水線使用MODBUS FUN150通訊功能，讀取每臺 車(葫蘆吊)上的有關(guān)數(shù)據(jù)(葫蘆吊上限、電機缺相保護、防 撞保護)并利用通訊板無線控制電機前進后退、上下，實現(xiàn) 流水線運行工作。