气动自动打标机结构及控制设计

一、气动自动打标机的发展及其现状

1.1气动自动打标机简介

1.2气动自动打标机功能及特点

1.3气动自动打标机主要应用范围

1.4设备机械部分运动要求

1.5设备电气控制要求及技术要求

二、气动系统设计及元器件选择

2.1画X-D线路图

2.2绘出利用行程开关控制的气动控制回路

2.3选择执行元件

2.4选择控制元件

2.5选择辅助元件

2.6确定管道直径及压力损失

2.7选择空气压缩机

三、控制系统设计及元器件选择

3.1绘出气动回路

3.2电气控制原理图

3.3选择电磁阀

3.4选择可编程控制器

3.5选择电源

3.6 选择磁性行程开关

3.7 I/O地址分配

3.8 PLC程序设计

四、电气接线图

五、元件明细表

六、参考资料

七、总结

一、气动自动打标机的发展及其现状

随着经济的发展，人们生活水平的提高，每一种流通的商品都需要注明生产日期保质期等相关信息，包装是信息的载体，对商品贴标是实现的途径。打标机就是在包装件或产品上加上标签的机器，不仅有美观的作用，更重要的是可以实现对产品销售的追踪与管理，特别在医药、食品等行业，如出现异常可准确及时的启动产品召回机制。打标机是现代包装不可缺少的组成部分。

1.1气动自动打标机简介

气动打标机由PLC控制电磁阀的通断来控制各个气缸，使之完成相应的动作。打印头在气缸C作用下做冲压运动，从而在工件上印出有一定深度的标记。

1.2气动自动打标机功能及特点

不用传送带靠重力作用使工件自动填装，通过气缸直接打标输出，标记工整清晰；标记速度快，对标记材料无特殊要求；抗干扰能力强，能够在较恶劣的环境下工作；采用气体作为动力源，生产成本低，无污染；适合速度要求较快的流水线场合。

1.3气动自动打标机主要应用范围

1、汽车、摩托车等发动机、活塞、身、车架、底盘、连杆、发动机、汽缸等零部件进行编号、名称、商标、生产日期的打印；

2、电动车、自行车、摩托车等加架号打印；

3、各种商品、车辆、设备产品的标牌打印；

4、各种机械零部件、机床工具、五金制品、金属管、齿轮、泵体、阀门、紧固件、钢材、仪器仪表。机电设备等金属打标；塑料制品。

1.4设备机械部分运动要求

（1）当工件落入V形槽内，气缸A伸出夹紧工件。

（2）气缸A压紧后，气缸B才能打印。

（3）打印完毕气缸B立即缩回。

（4）气缸A迟于气缸B缩回，时间由工件材料特性决定。

（5）松开工件后即气缸A和气缸B完全缩回时，气缸C伸出，将工件推出V形槽。

（6）气缸C伸出后立即缩回，下一工件在重力作用下自动落入V形槽，如此完成一个工作循环。

（7）工件直径15cm，重量1.5kg，每分钟打印5个工件。

1.5设备电气控制要求及技术要求

（1）采用可编程控制器取代中间气阀完成控制，

（2）由于用二位五通双电控电磁阀控制气缸进气和排气，电磁阀线圈通电时间不能过长，以免烧毁线圈。

（3）为了提高生产率可在气缸B打印完毕缩回的同时也让气缸A缩回，不能同时缩回，气缸A动作应延迟一段时间，以免同时动作时将工件粘起（4）气缸A和气缸B都缩回时才让气缸C伸出推走工件

（5）气缸C缩回时才能开始下一个循环

（6）电路要有必要的保护

二、气动控制系统设计及参数计算

2.1画X-D线路图

1234561

23456A 1B 1B 0A 0C 1C 0

A 1

B 1B 0

A 0C 1

C 0a 0a 1b 1b 0a 0c 1X-

D 组

2.2绘出利用行程开关控制的气动控制回路

2.3选择执行元件

1.根据参数要求：A 缸行程125mm ，夹紧力50N ；B 缸行程100mm ，打标力100N ；C 缸行程125mm ，推力20N ；每个缸往复动作次数为300次/小时。

选择三个活塞式双作用单活塞杆气缸作执行元件。

2.计算气缸内径

)(104

3m p R D m -⨯=

ηπ 式中 R ——工作负荷)(N ;

p ——工作压力)(MPa ;

m η——机械效率。

选定气缸工作压力为0.3MPa 、机械效率为0.7，则气缸的内径分别为： 夹紧缸A ：

N R A 50=

mm D A 167

.03.014.3504=⨯⨯⨯=

打标缸B ： N R B 100=

mm D B 257

.03.014.31004=⨯⨯⨯=

退料缸C ： N R C 20=

m 107

.03.014.3204m D C =⨯⨯⨯= 3.选标准气缸

根据缸径和行程查产品设计手册选：

夹紧缸A ：，缸径16mm 、活塞杆径5mm 、理论输出压力60.3N 、行程125mm ； 打标缸B ：，缸径25mm 、活塞杆径10mm 、理论输出压力147.3N 、行程100mm ； 退料缸C ：，缸径10mm 、活塞杆径4mm 、理论输出压力23.6N 、行程125mm ；

4.计算各气缸往复动作一次的耗气量：

)(104)

2(3922m S d D V -⨯⨯-=π

式中D ——气缸内径（mm ）;d ——活塞杆径（mm ）;S ——气缸行程（mm ）。 送料缸A ：

351056.9m V A -⨯==

打印缸B ：

351006.18m V B -⨯==

推料缸C ：

351062.3m V C -⨯==

上式各值是按压缩空气计算的耗气量，为选择空压机，需要按自由空气计算