全自动珠帘机——从机械到控制的成功开发与应用
全自动珠帘机主要功能是将不同尺寸的玻璃珠、水晶珠或木珠按照特定的造型和尺寸穿成珠帘。我们从工艺需求出发为客户提供了从机械到控制的整体解决方案和设备集成,本文着重介绍自动化控制部分在该设备上的应用。
前言
珠帘在古代就已在日常起居中扮演着独有的角色,随着经济的不断发展和国民生活水平的不断提高,在现代装修中珠帘装饰更是比较常见。这是珠帘行业发展的机遇,也使该行业面临一个艰巨问题:如何解决降低珠帘生产的成本,尤其是人工成本。全自动珠帘机采用可编程控制器为运算核心,以触摸屏作为人机交互,实现智能化操作管理,简便、易掌握,可大大地减少劳动力和降低劳动强度。
关键字:珠帘 自动控制 光电开关
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全自动珠帘机介绍
2、以传统穿珠工艺为基础,工程师通过对工艺的理解和吸收并结合当今的自动化技术,最终开发出全自动珠帘机。该机器按功能分为4大功能:理珠功能,数珠功能,串珠功能,剔珠功能。以功能为基础,该机器可模块化组装:理珠模块四组(可根据不同的珠帘样式增加或减少)、数珠模块、串珠模块,废料收集等。该机器准确性高,速度快,操作简便,很好的解决了人力成本问题、工作效率问题以及珠帘样式改变而带来的诸多问题。

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控制原理
1、主要工艺环节:主要工艺环节:(1)下珠,(2)理珠,(3)分珠,(4)组合,(5)汇总串珠,(6)计算串珠组数,(7)剔除错误等。其中剔除在“分珠”,“组合”环节都有体现。
2、工艺流程:将不同大小和颜色的原料珠分别放入对应的料斗中。各下料电机会将原料珠分别拨落到理料棍上,进而形成直线型队列等待取用。分珠器会按照所串珠帘组合数据,分别截取对应数量的原料珠,如果数量与设定不符,剔除功能会将此次所分原料珠倒入废料桶。待所有原料珠截取完毕,组合机构会依顺序串起上述所准备原料珠,此时就已经形成一个珠帘的一部分。同样,如果此时设备检测到该组合与设定不符,也会启动剔除功能。最后串珠机构会将正确的组合串到指定的线上去,组合数与设定数相等,该条珠帘穿珠完毕。
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控制元件、架构
1、根据上述控制工艺流程,系统控制核心元件采用了高性价比的台湾台达产品,如下表:

2、其控制架构简图如下:

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编程、组态
全自动珠帘机控制系统主要分为如下PLC编程和HMI画面组态,下面就上述两部分简要说明。
1、PLC编程
PLC程序采用ISPSoft 来编写,主要是考虑到该软件的功能块功能和变量定义功能,上述两点对后期的调试有很大帮助。程序中共分8部分,编写了5个功能块。根据工艺要求编写的动作程序分为17个动作和10个变换条件,如下图:

程序分手动程序、自动程序、数据处理和报警处理等,下文只简要介绍程序中自动部分和SFC部分,下图是部分自动程序。
1)自动程序以功能块为主如下图:

2)自动程序中基本上采用SFC来实现,下图只是一小部分程序:

2、HMI画面组态
在触摸屏界面的设计中主要是体现最终客户的操作习惯和设备厂家对设备调试的掌控。画面组态分为手动界面,自动界面,参数设置等,如下图所示:

自动控制页面

全自动珠帘机控制精度高、运行稳定、操作简便是其几大特点,截至目前该设备已被客户分批次订购并均已投产使用,大大提高了产能,其性能得到用户一致认可与好评!当然我们不能就此沾沾自喜,人工成本的不断攀升和市场对珠帘需求的持续增长,迫使我们在技术开发道路上勇往前行,在不断完善现有设备的基础上、继而研发出更加智能的机械设备。我们也会按照公司的使命和目标——在控制领域求创新,在创新中求发展,在“专心做事、服务社会”的征途上,行稳致远。
