1 概述

　　气动技术高速高效、清洁安全、低成本、易维护，被广泛应用于轻工机械领域，是实现生产过程机械化、自动化的有效手段之一。近年来随着劳动力成本的上升，包装工业自动化得到快速发展，尤其是贴标签机。目前我国生产的贴标机种类很多，越来越多的企业考虑采用气动取代步进电机作为贴标机驱动方式。本文根据某企业实际产品的贴标工艺要求，参照国内外先进技术资料，开发设计了一台价位较低且性能优良的贴标机，完成以PLC为核心的光一机一电一气一体化系统设计，具备无物不贴标、无标自动校正、自动检测功能、故障报警功能以及生产计数等功能。

　　本贴标机的用途:使用不干胶标签对方形纸盒进行贴标，相关参数如下:

　　贴标精度:t 0.1mm(不含产品、标签误差);贴标速度:40-60件/min与产品尺寸有关);

　　适用产品尺寸(方形纸盒):60 mm≤宽度≤100mm,60 mm≤长度≤100 mm,20 mm≤高度≤40 mm;

　　适用标签尺寸: 40 mm≤宽度蕊80 mm , 40 mm≤长度≤80 mm;

　　整机尺寸:1400 x 800 x 1100 ( mm3)(长x宽x高)。

2 贴标机机械结构设计

　　纸盒气动贴标机作为自动工作机中的一个特定的类型，它具有一般自动工作机的基本共性，在结构上包括驱动元件、工作机构、传动机构和自动控制装置系统四大部分。本贴标机能实现准确的间歇送标、自动剥离、可靠贴标和柔顺抚压等复杂动作，并能控制各动作之间的速度匹配，使各动作协调完成。

　　贴标机机械结构包括以下部分(图1):

　　(1)纸盒输送装置:使用输送带完成纸盒输送，并设计分离纸盒装置;

　　(2)贴标机的送标机构:利用牵引轮与标签纸带间的摩擦力作用，带动标签纸带到达贴标位置。通过摆动缸的驱动和棘轮的传动，实现送标的间歇运动。通过调节摆动气缸的节流阀，调节牵引轮的的运动速度，以配合纸盒的输送速度。而为了使贴标机的贴标动作与纸盒传输保持同步，采用常用的传感器检测机构来提高送标精度;

　　(3)贴标机贴标头装置:为了能使标签自动剥离，贴标头采用头部呈尖形的出标板，由于贴标头的角度很小，使得标签会随着纸盒的相对运动而完成可靠贴标;

　　(4)贴标机抚压装置:由一压标辊对纸盒上的标签进行柔顺抚压。

3 贴标机光-机-电-气控制系统

　　核心工作原理:传感器检测到产品经过，传回信号到贴标控制系统，在适当位置控制系统控制电机送出标签并贴附在产品待贴标位置上，产品流经覆标装置，标签被覆贴附在产品上，一张标签的贴附动作完成。操作过程:放产品(可接流水线)、产品导向(设备自动实现)、产品输送(设备自动实现)*贴标(设备自动实现)*收集已贴标产品。

　　本贴标机中采用的是电一气程序控制，使用PLC进行气动回路的顺序控制。PLC的使用，使庞大复杂的系统控制变得简单明了，气缸的磁性开关和一些传感器可以直接与PLC连接，省去了许多中间环节，简化了控制系统。PLC程序的编制简单，修改容易，使得系统动作顺序的调整方便。

　　3.1 气动回路设计

　　1)贴标机气动元件选用

本贴标机中的气动元件均选用日本某公司的产品，在系统中的主要应用如表1所示:

　　2)系统回路

　　由上述气动元件组成本贴标机气动回路图如图2所示:

　　根据本贴标机的气动回路图，设计各电磁阀的动作顺序如表2。

　　3.2 PLC控制系统

　　本贴标机系统使用三菱FX2N}8MR可编程序控制器PLC o FX2 N-48 MR PLC属于FX2N系列，由电源,CPU,I/O模块和RAM单元组成。有48个I/O点的基本单元(输入24，输出24，继电器输出，使用AC电源，根据本贴标机系统设计及PLC选型，设计PLC控制接线图，如图3所示。

4 结论

　　贴标机的自动化程度高，复杂系数大，在制造和使用上都有着很大的难度，目前国内企业常常采用进口机器，相对生产和维护费用较高。本项目设计的气动贴标机结构紧凑、操作简单、精度高、成本低，有一定应用和推广价值。