1 概述

　　氣動技術(shù)高速高效、清潔安全、低成本、易維護，被廣泛應(yīng)用于輕工機械領(lǐng)域，是實現(xiàn)生產(chǎn)過程機械化、自動化的有效手段之一。近年來隨著勞動力成本的上升，包裝工業(yè)自動化得到快速發(fā)展，尤其是貼標(biāo)簽機。目前我國生產(chǎn)的貼標(biāo)機種類很多，越來越多的企業(yè)考慮采用氣動取代步進電機作為貼標(biāo)機驅(qū)動方式。本文根據(jù)某企業(yè)實際產(chǎn)品的貼標(biāo)工藝要求，參照國內(nèi)外先進技術(shù)資料，開發(fā)設(shè)計了一臺價位較低且性能優(yōu)良的貼標(biāo)機，完成以PLC為核心的光一機一電一氣一體化系統(tǒng)設(shè)計，具備無物不貼標(biāo)、無標(biāo)自動校正、自動檢測功能、故障報警功能以及生產(chǎn)計數(shù)等功能。

　　本貼標(biāo)機的用途:使用不干膠標(biāo)簽對方形紙盒進行貼標(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≤長度≤80 mm;

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

2 貼標(biāo)機機械結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　紙盒氣動貼標(biāo)機作為自動工作機中的一個特定的類型，它具有一般自動工作機的基本共性，在結(jié)構(gòu)上包括驅(qū)動元件、工作機構(gòu)、傳動機構(gòu)和自動控制裝置系統(tǒng)四大部分。本貼標(biāo)機能實現(xiàn)準確的間歇送標(biāo)、自動剝離、可靠貼標(biāo)和柔順撫壓等復(fù)雜動作，并能控制各動作之間的速度匹配，使各動作協(xié)調(diào)完成。

　　貼標(biāo)機機械結(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)計分離紙盒裝置;

　　(2)貼標(biāo)機的送標(biāo)機構(gòu):利用牽引輪與標(biāo)簽紙帶間的摩擦力作用，帶動標(biāo)簽紙帶到達貼標(biāo)位置。通過擺動缸的驅(qū)動和棘輪的傳動，實現(xiàn)送標(biāo)的間歇運動。通過調(diào)節(jié)擺動氣缸的節(jié)流閥，調(diào)節(jié)牽引輪的的運動速度，以配合紙盒的輸送速度。而為了使貼標(biāo)機的貼標(biāo)動作與紙盒傳輸保持同步，采用常用的傳感器檢測機構(gòu)來提高送標(biāo)精度;

　　(3)貼標(biāo)機貼標(biāo)頭裝置:為了能使標(biāo)簽自動剝離，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)簽會隨著紙盒的相對運動而完成可靠貼標(biāo);

　　(4)貼標(biāo)機撫壓裝置:由一壓標(biāo)輥對紙盒上的標(biāo)簽進行柔順撫壓。

3 貼標(biāo)機光-機-電-氣控制系統(tǒng)

　　核心工作原理:傳感器檢測到產(chǎn)品經(jīng)過，傳回信號到貼標(biāo)控制系統(tǒng)，在適當(dāng)位置控制系統(tǒng)控制電機送出標(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)簽的貼附動作完成。操作過程:放產(chǎn)品(可接流水線)、產(chǎn)品導(dǎo)向(設(shè)備自動實現(xiàn))、產(chǎn)品輸送(設(shè)備自動實現(xiàn))*貼標(biāo)(設(shè)備自動實現(xiàn))*收集已貼標(biāo)產(chǎn)品。

　　本貼標(biāo)機中采用的是電一氣程序控制，使用PLC進行氣動回路的順序控制。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)，簡化了控制系統(tǒng)。PLC程序的編制簡單，修改容易，使得系統(tǒng)動作順序的調(diào)整方便。

　　3.1 氣動回路設(shè)計

　　1)貼標(biāo)機氣動元件選用

本貼標(biāo)機中的氣動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

　　由上述氣動元件組成本貼標(biāo)機氣動回路圖如圖2所示:

　　根據(jù)本貼標(biāo)機的氣動回路圖，設(shè)計各電磁閥的動作順序如表2。

　　3.2 PLC控制系統(tǒng)

　　本貼標(biāo)機系統(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I/O點的基本單元(輸入24，輸出24，繼電器輸出，使用AC電源，根據(jù)本貼標(biāo)機系統(tǒng)設(shè)計及PLC選型，設(shè)計PLC控制接線圖，如圖3所示。

4 結(jié)論

　　貼標(biāo)機的自動化程度高，復(fù)雜系數(shù)大，在制造和使用上都有著很大的難度，目前國內(nèi)企業(yè)常常采用進口機器，相對生產(chǎn)和維護費用較高。本項目設(shè)計的氣動貼標(biāo)機結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡單、精度高、成本低，有一定應(yīng)用和推廣價值。