1 概述

　　氣動(dòng)技術(shù)高速高效、清潔安全、低成本、易維護(hù)，被廣泛應(yīng)用于輕工機(jī)械領(lǐng)域，是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程機(jī)械化、自動(dòng)化的有效手段之一。近年來(lái)隨著勞動(dòng)力成本的上升，包裝工業(yè)自動(dòng)化得到快速發(fā)展，尤其是貼標(biāo)簽機(jī)。目前我國(guó)生產(chǎn)的貼標(biāo)機(jī)種類很多，越來(lái)越多的企業(yè)考慮采用氣動(dòng)取代步進(jìn)電機(jī)作為貼標(biāo)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式。本文根據(jù)某企業(yè)實(shí)際產(chǎn)品的貼標(biāo)工藝要求，參照國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)資料，開發(fā)設(shè)計(jì)了一臺(tái)價(jià)位較低且性能優(yōu)良的貼標(biāo)機(jī)，完成以PLC為核心的光一機(jī)一電一氣一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，具備無(wú)物不貼標(biāo)、無(wú)標(biāo)自動(dòng)校正、自動(dòng)檢測(cè)功能、故障報(bào)警功能以及生產(chǎn)計(jì)數(shù)等功能。

　　本貼標(biāo)機(jī)的用途:使用不干膠標(biāo)簽對(duì)方形紙盒進(jìn)行貼標(biāo)，相關(guān)參數(shù)如下:

　　貼標(biāo)精度:t 0.1mm(不含產(chǎn)品、標(biāo)簽誤差);貼標(biāo)速度:40-60件/min與產(chǎn)品尺寸有關(guān));

　　適用產(chǎn)品尺寸(方形紙盒):60 mm≤寬度≤100mm,60 mm≤長(zhǎng)度≤100 mm,20 mm≤高度≤40 mm;

　　適用標(biāo)簽尺寸: 40 mm≤寬度蕊80 mm , 40 mm≤長(zhǎng)度≤80 mm;

　　整機(jī)尺寸:1400 x 800 x 1100 ( mm3)(長(zhǎng)x寬x高)。

2 貼標(biāo)機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　紙盒氣動(dòng)貼標(biāo)機(jī)作為自動(dòng)工作機(jī)中的一個(gè)特定的類型，它具有一般自動(dòng)工作機(jī)的基本共性，在結(jié)構(gòu)上包括驅(qū)動(dòng)元件、工作機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和自動(dòng)控制裝置系統(tǒng)四大部分。本貼標(biāo)機(jī)能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的間歇送標(biāo)、自動(dòng)剝離、可靠貼標(biāo)和柔順撫壓等復(fù)雜動(dòng)作，并能控制各動(dòng)作之間的速度匹配，使各動(dòng)作協(xié)調(diào)完成。

　　貼標(biāo)機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)包括以下部分(圖1):

　　(1)紙盒輸送裝置:使用輸送帶完成紙盒輸送，并設(shè)計(jì)分離紙盒裝置;

　　(2)貼標(biāo)機(jī)的送標(biāo)機(jī)構(gòu):利用牽引輪與標(biāo)簽紙帶間的摩擦力作用，帶動(dòng)標(biāo)簽紙帶到達(dá)貼標(biāo)位置。通過(guò)擺動(dòng)缸的驅(qū)動(dòng)和棘輪的傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)送標(biāo)的間歇運(yùn)動(dòng)。通過(guò)調(diào)節(jié)擺動(dòng)氣缸的節(jié)流閥，調(diào)節(jié)牽引輪的的運(yùn)動(dòng)速度，以配合紙盒的輸送速度。而為了使貼標(biāo)機(jī)的貼標(biāo)動(dòng)作與紙盒傳輸保持同步，采用常用的傳感器檢測(cè)機(jī)構(gòu)來(lái)提高送標(biāo)精度;

　　(3)貼標(biāo)機(jī)貼標(biāo)頭裝置:為了能使標(biāo)簽自動(dòng)剝離，貼標(biāo)頭采用頭部呈尖形的出標(biāo)板，由于貼標(biāo)頭的角度很小，使得標(biāo)簽會(huì)隨著紙盒的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而完成可靠貼標(biāo);

　　(4)貼標(biāo)機(jī)撫壓裝置:由一壓標(biāo)輥對(duì)紙盒上的標(biāo)簽進(jìn)行柔順撫壓。

3 貼標(biāo)機(jī)光-機(jī)-電-氣控制系統(tǒng)

　　核心工作原理:傳感器檢測(cè)到產(chǎn)品經(jīng)過(guò)，傳回信號(hào)到貼標(biāo)控制系統(tǒng)，在適當(dāng)位置控制系統(tǒng)控制電機(jī)送出標(biāo)簽并貼附在產(chǎn)品待貼標(biāo)位置上，產(chǎn)品流經(jīng)覆標(biāo)裝置，標(biāo)簽被覆貼附在產(chǎn)品上，一張標(biāo)簽的貼附動(dòng)作完成。操作過(guò)程:放產(chǎn)品(可接流水線)、產(chǎn)品導(dǎo)向(設(shè)備自動(dòng)實(shí)現(xiàn))、產(chǎn)品輸送(設(shè)備自動(dòng)實(shí)現(xiàn))*貼標(biāo)(設(shè)備自動(dòng)實(shí)現(xiàn))*收集已貼標(biāo)產(chǎn)品。

　　本貼標(biāo)機(jī)中采用的是電一氣程序控制，使用PLC進(jìn)行氣動(dòng)回路的順序控制。PLC的使用，使龐大復(fù)雜的系統(tǒng)控制變得簡(jiǎn)單明了，氣缸的磁性開關(guān)和一些傳感器可以直接與PLC連接，省去了許多中間環(huán)節(jié)，簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)。PLC程序的編制簡(jiǎn)單，修改容易，使得系統(tǒng)動(dòng)作順序的調(diào)整方便。

　　3.1 氣動(dòng)回路設(shè)計(jì)

　　1)貼標(biāo)機(jī)氣動(dòng)元件選用

本貼標(biāo)機(jī)中的氣動(dòng)元件均選用日本某公司的產(chǎn)品，在系統(tǒng)中的主要應(yīng)用如表1所示:

　　2)系統(tǒng)回路

　　由上述氣動(dòng)元件組成本貼標(biāo)機(jī)氣動(dòng)回路圖如圖2所示:

　　根據(jù)本貼標(biāo)機(jī)的氣動(dòng)回路圖，設(shè)計(jì)各電磁閥的動(dòng)作順序如表2。

　　3.2 PLC控制系統(tǒng)

　　本貼標(biāo)機(jī)系統(tǒng)使用三菱FX2N}8MR可編程序控制器PLC o FX2 N-48 MR PLC屬于FX2N系列，由電源,CPU,I/O模塊和RAM單元組成。有48個(gè)I/O點(diǎn)的基本單元(輸入24，輸出24，繼電器輸出，使用AC電源，根據(jù)本貼標(biāo)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及PLC選型，設(shè)計(jì)PLC控制接線圖，如圖3所示。

4 結(jié)論

　　貼標(biāo)機(jī)的自動(dòng)化程度高，復(fù)雜系數(shù)大，在制造和使用上都有著很大的難度，目前國(guó)內(nèi)企業(yè)常常采用進(jìn)口機(jī)器，相對(duì)生產(chǎn)和維護(hù)費(fèi)用較高。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的氣動(dòng)貼標(biāo)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)單、精度高、成本低，有一定應(yīng)用和推廣價(jià)值。