一种皮革喷浆机的研发

黄旭钊， 梁季彝， 黎弘蔚

（1.广东生和堂健康食品股份有限公司， 广东 江门 529000；2.江门职业技术学院, 广东 江门 529051）

引言

喷浆机能实现有皮就喷没有皮就不喷的功能，八支旋转喷枪配合光电箱检测可以用于不规则皮革实现工艺精良的专业喷浆[1]。该技术在20世纪80年代末由德国TTH公司发明，90年代实现Z-80单板机的数字接口电路国产化，直到2010年之后才改用单片机技术。实现国产化的过程中，接口电路维修工作量相当大，虽然有备用电路板，但有时还会影响到工厂正常生产。当然也有PLC的控制方案，但基于当时技术集电环技术还过于落后，检测联络信号只能采用传统码盘，所以维修率高，本文提出一种用旋转编码器结合新式集电环的PLC控制方案，基本解决喷浆机维修过于频繁的问题[2]。

1 工艺方案

在旋转的转盘上，等角度安装6个喷漆枪（即相隔60°一个），转盘通过变频电机可根据工艺需求，调速旋转，在工作区域内，检测到有皮革时，喷枪阀门启动，离开工作区域或工作区域内没皮革就会停止，这样控制既可均匀喷涂也可节约涂料[3]。工作的最大宽度从转盘的30°～150°的区域，为方便程序控制，把总宽度等分3个区，称为纵向区。每个纵向区安装数个光电检测，在区内其中一个光电开关动作就记下当前该区域有物料。纵向分区示意，如图1所示。

由于光电检测物料是在喷涂区前，物料需要移动到喷涂区喷枪动作才有效，我们设计了横向分区的概念[4]。设定光电开关所在的地方是横向1区，向前行进很短的设定距离（m毫米）为2区，分区一直到旋转圆盘出口处。设定距离由调试人员按照现场实际工艺要求可在人机界面上输入，距离由安装在传输皮带线上的编码器输入PLC计算。这个脉冲速度很快，需要使用高速计数器。喷涂工作区是在圆盘边沿的30°～150°，和210°～330°处，计算横向区域主要选取最高和最低点，简称特异点，主要是30°、90°、120°、150°、210°、270°和 330°，其中30°和150°，210°和330°是在同一水平上。

图1 纵向分区示意图

启动喷枪时，不允许物料过了喷枪才喷涂，故喷涂启动区域值的选取是特异点距离L÷m，数值去除小数取整；喷枪关闭时，物料必需完全离开喷枪后停止，所以结束区域值是特异点距离L÷m，有任何小数值都要进1取整。横向分区示意，如下页图2所示。

纵向区已经等分了3个区，当在喷涂工作区域时，对应的区域标记有物料时，喷枪才会工作[5]。为了防止喷涂有缺失的地方，相应纵向区的喷枪动作区域要放宽，纵向2区的的喷枪动作区域是以±90°为中心，50°的工作范围（±65°～±115°），对应的横向工作区是（L1÷m）舍余取整—（L11÷m）小数进一，和（L4÷m）舍余取整—（L41÷m）小数进一。纵向2区喷枪动作区域，如图3所示。

图2 横向分区示意图

图3 纵向2区喷枪动作区域

而纵向1区和纵向3区的横向分区喷涂区域是一致的，也是为为了防止喷涂有缺失的地方，比极限宽度的±30°和±150°预多3°的喷涂范围，也和纵向2区有2°的交集区域，纵向1区和3区的进出各有40°的工作范围（±27°～±67°）和（±113°～±153°），对应的横向工作区是：（L21÷m）舍余取整—（L2÷m）小数进一，和（L3÷m）舍余取整—（L31÷m）小数进一。纵向1、3区喷枪动作区域，如图4所示。

L1～L4的距离在生产线调试时实际测量后，在人机界面上输入数据，PLC会自动计算。

2 程序方案

以下方案是程序思路，实际使用会有变化，如表1所示。

前文提到的横向区每一小区的距离m，是由皮带上的编码器接入PLC的C237高速计数器，设编码器转一圈的距离是C，编码器转一圈是n个脉冲，通过C÷n可计算出编码器每脉冲的行给距离，每进给m时，把横向一区的物料检测状态记录，并作为堆栈源数据传给从D7000开始的横向区状态记录区，进行字左移操作，然后复位计数器重新计算。m的数值越小，横向分区就会越精细，但PLC的运输时间会越长，而且m的值，必须必光电检测开关的直径大，如果比光电检测开关的直径小，检测信号就会跨两个横向区，有可能引起错误，最好是喷枪喷涂直径的60%～70%左右。喷枪喷涂直径示意，如图5所示。

图4 纵向1、3区喷枪动作区域

图5 喷枪喷涂直径示意图

表1 程序思路

3 结语

本文提出的皮革喷浆机是采用光敏电阻箱检测皮革方位，行皮、旋转应用旋转编码器精确定位，通过PLC程序控制输出，经过集电环驱动喷枪电磁阀实现有皮就喷，无皮不喷[6]。该喷浆机喷室转盘采用接近开关代替传统的光电码盘使联络信号更加稳定，减少误喷次数，节省浆料，由于采取6支旋转式喷枪前后喷使喷皮工艺得到革命性提高。