1 概述

　　氣動技術高速高效、清潔安全、低成本、易維護，被廣泛應用于輕工機械領域，是實現生產過程機械化、自動化的有效手段之一。近年來隨著勞動力成本的上升，包裝工業自動化得到快速發展，尤其是貼標簽機。目前我國生產的貼標機種類很多，越來越多的企業考慮采用氣動取代步進電機作為貼標機驅動方式。本文根據某企業實際產品的貼標工藝要求，參照國內外先進技術資料，開發設計了一臺價位較低且性能優良的貼標機，完成以PLC為核心的光一機一電一氣一體化系統設計，具備無物不貼標、無標自動校正、自動檢測功能、故障報警功能以及生產計數等功能。

　　本貼標機的用途:使用不干膠標簽對方形紙盒進行貼標，相關參數如下:

　　貼標精度:t 0.1mm(不含產品、標簽誤差);貼標速度:40-60件/min與產品尺寸有關);

　　適用產品尺寸(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 貼標機機械結構設計

　　紙盒氣動貼標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，在結構上包括驅動元件、工作機構、傳動機構和自動控制裝置系統四大部分。本貼標機能實現準確的間歇送標、自動剝離、可靠貼標和柔順撫壓等復雜動作，并能控制各動作之間的速度匹配，使各動作協調完成。

　　貼標機機械結構包括以下部分(圖1):

　　(1)紙盒輸送裝置:使用輸送帶完成紙盒輸送，并設計分離紙盒裝置;

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

　　(3)貼標機貼標頭裝置:為了能使標簽自動剝離，貼標頭采用頭部呈尖形的出標板，由于貼標頭的角度很小，使得標簽會隨著紙盒的相對運動而完成可靠貼標;

　　(4)貼標機撫壓裝置:由一壓標輥對紙盒上的標簽進行柔順撫壓。

3 貼標機光-機-電-氣控制系統

　　核心工作原理:傳感器檢測到產品經過，傳回信號到貼標控制系統，在適當位置控制系統控制電機送出標簽并貼附在產品待貼標位置上，產品流經覆標裝置，標簽被覆貼附在產品上，一張標簽的貼附動作完成。操作過程:放產品(可接流水線)、產品導向(設備自動實現)、產品輸送(設備自動實現)*貼標(設備自動實現)*收集已貼標產品。

　　本貼標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，使龐大復雜的系統控制變得簡單明了，氣缸的磁性開關和一些傳感器可以直接與PLC連接，省去了許多中間環節，簡化了控制系統。PLC程序的編制簡單，修改容易，使得系統動作順序的調整方便。

　　3.1 氣動回路設計

　　1)貼標機氣動元件選用

本貼標機中的氣動元件均選用日本某公司的產品，在系統中的主要應用如表1所示:

　　2)系統回路

　　由上述氣動元件組成本貼標機氣動回路圖如圖2所示:

　　根據本貼標機的氣動回路圖，設計各電磁閥的動作順序如表2。

　　3.2 PLC控制系統

　　本貼標機系統使用三菱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，根據本貼標機系統設計及PLC選型，設計PLC控制接線圖，如圖3所示。

4 結論

　　貼標機的自動化程度高，復雜系數大，在制造和使用上都有著很大的難度，目前國內企業常常采用進口機器，相對生產和維護費用較高。本項目設計的氣動貼標機結構緊湊、操作簡單、精度高、成本低，有一定應用和推廣價值。