永宏電機

本項目的誕生與發展，植根於全球日用品市場的巨大規模與製造業轉型升級的迫切需求。隨著人口增長與消費習慣的改變，牙刷作為日常必需品，其市場需求量極為龐大且穩定。傳統的牙刷包裝主要依賴人工操作，不僅效率低下、成本高昂，而且包裝品質參差不齊，難以保證衛生標準的一致性。這種低效的生產模式已成為制約企業擴大產能、降低成本的瓶頸。與此同時，勞動力成本的持續上升和「招工難」問題的凸顯，使得自動化改造從「可選項」變為「必選項」。市場競爭的加劇也推動企業尋求通過提升產品外觀品質來增強品牌形象，而精緻、統一的包裝是實現這一目標的關鍵環節。

牙刷包裝本身工藝複雜，通常涉及裝刷頭、入托盒、覆內膜、裝外盒、噴碼、封箱等多個步驟，形態各異且材質柔軟，對自動化設備的抓取、定位和封裝技術提出了極高要求。現有的通用包裝設備往往難以適應牙刷這種非標、異形產品的柔性化生產需求。因此，開發一條高度集成、智能柔性的牙刷專用包裝流水線，能夠實現從散件到成箱的全流程自動化，精準解決生產效率、包裝良品率、人力成本與衛生標準等多重痛點，成為了行業發展的必然趨勢。

本方案基於項目對運動控制與邏輯控制的綜合要求進行設計。系統核心需求在於精確協調四台SC3系列高性能伺服電機以及一定數量的電磁閥組，以實現送料、定位、裝盒、壓合、封箱等工序的自動化與同步化。

為此，本項目採用FATEK PLC構建控制架構，具體配置為主機FBS-60MCT與擴展模塊FBS-16YT的組合。該配置的核心優勢在於其高度集成性與專業性分工：FBS-60MCT主機內置4軸獨立的高速脈衝輸出，能夠直接且精準地驅動四台SC3伺服，無需額外添加運動控制模塊，簡化了系統結構並確保了脈衝指令的穩定與精確。這一設計保障了各伺服軸在複雜包裝流程中的快速響應與嚴格同步，例如實現連續的追剪、定長送料或多軸插補運動。同時，FBS-60MCT本體的60點I/O資源為整線的光電傳感器、編碼器、啟停按鈕等提供了充足的訊號接入點。

而擴展模塊FBS-16YT則專門負責驅動執行機構中的大量電磁閥，其16點電晶體輸出特性為控制氣動抓手、折疊機構、頂升氣缸及噴膠閥等元件提供了高頻率、高可靠性的開關訊號，有效隔離了動力負載對核心控制單元的干擾。

整個系統通過FATEK PLC進行集中程序調度，實現了伺服系統的精密位置控制與氣動系統的離散邏輯控制之間的無縫銜接與高效協同，從而確保了包裝節拍的精准、動作的可靠與最終產品的高質量。該架構在滿足當前所有功能與性能指標的同時，也為其後續的功能優化與產能提升預留了必要的柔性空間。

► 控制架構
採用「半閉環控制 + 全閉環檢測」的組合方案。
兼顧了半閉環的穩定性與全閉環的精確性。

► 同步技術
使用PLC的直線插補功能，實現成品與廢料的精準同步分離。
有效避免材料撕裂，顯著提升產品品質。

► 停機保護
利用全閉環系統實時記錄位置。
意外停機後能快速恢復位置，減少材料和工時損失。

► 綜合效益
在保證高效能的同時，系統穩定、易於維護，綜合表現優異。