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1、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
2、接线图五、元件明细表六、参考资料一、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
3、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
4、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
5、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 线路图共15页第4页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D =4 R x 10
6、- 3(m)兀pqm式中R工作负荷(N);p 工作压力 (MPa) ;q 机械效率。m选定气缸工作压力为 0.3 MPa 、机械效率为0.7,则气缸的内径分别为 夹紧缸 A ：R 二 50NADA4 x 503. 14 x 0.3 x 0. 7二 16mm打标缸 B ：R 二 100NBDB4 x 1003. 14 x 0. 3 x 0. 7二 25mm退料缸c :R 二 20NCDC4 x 20V 3.14 x 0. 3 x 0. 7二 10mm3. 选标准气缸根据缸径和行程查产品设计手册选0SMC |气缸理论输出压力表话合的标准型双作用nCJ2-CM2-CA2- CSlJll)-一 T洲
7、亠丄 娜as (rnm)(mm)动偌方旬1)|血讯fefflli*K(L1UPa2945&7891063ttl-O.?530.570U651.131-760.21?0.42CLE40.E5171&40.7151.57235J45別鞭0.65：1.321廂2,64測询畑IS5ttl.2.013i.K6UK0.S41D-14J7MH1.B143.63726SXJ710.951?.702DaWl.询彌12.5716712.025.12BJ31.4哺回加7J210jB13.216.B伽2123u925ttill14.?3假63Z4.52943435.34424Msu花：1頭沁&典:2胡3W37,141
8、.23?12.7JJ7212阴3642.44财56-563US7Q.7館日5艄11J&917.01iajS9.7S61州出47.5sax的4D1412.5?55J37-75UE2.R咼4唧101H3.1I3&.711 J?2?.133.144.1曲W.277.?99L3Iu50201M339J7IJ5M2117.B137.4157.117W加IUD辿砒ELDB2.B*0)116.5血!9佩乙画勺2031如1K5J167.D2佃249261312馳5EJ84.11/.11畑1S9.21K22242522B025wi.100-5i5Cua2tHS51擁352402腋報挪136.11制耳227訂23
9、17363454Mm.78L5157.1彌314甜34严6287D7忙.711如2U2B6熾5005TO*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：兀(2D2 d2)V =x S x 10-9(m3)4式中D气缸内径(mm) ; d活塞杆径(mm) ; S气缸行程(mm)。送料缸A :V = 9.56 x 10-5m3 A打印缸B :V =
10、18. 06 x 10-5m3B推料缸C :V = 3. 62 x 10-5m3 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共15页第6页耗气量：根据Q选定公称通径为6.5mm。2.5 选择辅助元件1分水滤气器（图未画出）选用过滤精度为50卩m的QSL - L8 x 50 - C型，其1 公称通径与减压阀相一致。2油雾器（图未画出）选用油雾颗粒大小为50 rm的QYW -L8 - Wn型，其公称通径与减压阀相一致。3减压阀 BR3000 调压范围0. 05MPa0. 85MPa 4总气源开关阀 HVFF105. 消声器 外牙口径：2分（13MM）（含滤芯）高度:53M
11、M（不含螺丝的高度）外 壳直径尺寸：53MM2.6 确定管道直径及压力损失1. 空气压缩机至设备的管道直径 根据各气缸所需压缩空气量和推荐流速，按下式计算d 1 二丝（m）1兀U式中d管道内径（m）；1Q 各气缸单位时间内平均耗气量的总和 （m3/ s） 。本例中Q 二 2. 604 x 10-5m3 / s ；U推荐流速(m / s)，选2m / s o代入上式得：d1;4 x 2. 604 x 10-53.14 x 2=4. 1 x 10 - 3m2设备内部管道直径根据与元件的公称通经相一致原则，又气缸A和气缸C 的管道接口直径为5mm，气缸B管道接口直径为10mm。故选定干路管道公称 直
12、径为10mm通径6.5mm。3. 计算管道中的压力损失。 由于本系统中管道中的流量小，管道不长，可不计压力损失，而直接确定压 缩机至设备的管道中压力损失不大于005MPa，设备内部管道中压力损失不大于O.OIMPa。因此，管道中的总压力损失：Ap O.O5 + 0.01 = 0.06MPa管4. 计算动力回路各元件中的压力损失。 本系统动力回路中装有分水滤气器、减压阀、油雾器、总气源开关阀、和消 声器。查手册可得其压力损失分别为 0.01MPa、0.02MPa、0.015MPa、 0.022MPa、和0.012MPa。这样，压缩空气流经动力回路各元件时的总压力 损失：AP 一 二 0.01 +
13、 0. 02 + 0. 015 + 0. 022 + 0. 012 二 0. 078(MPa) 元5. 计算回路中的总压力损失。总压力损失等于管道中和元件中压力损失的总和，即：Ap = Ap + Ap = 0.06 + 0. 078 = 0.138MPa管元2.7 选择空气压缩机1.计算空压机的供气量Q = K (bV )/T1 2 j jj =1=K K (bV + b V + bV )/T(m3 /s)1 2 AA B B CC式中，p = 3 (查手册)，K = 1.2 ； K = 1.4 ； T = 12s。VA、VB、VC 是按12自由空气计算的耗气量 根据前面计算结果，可得空压机的供气量：=3 x 1. 2 x 1. 4 x= 5.20 x 10-4m3 / s(3. 78 + 7. 16 + 1. 44) x 10-41=
