氣動打標機的氣動回路設計

秦顯軍　于洪金　張號　趙峰　劉新剛

摘 要：為了對產品進行有效的分類管理和質量追蹤，需要對產品進行標記，那么打標技術的發展則是勢在必行的。為了滿足實際工作的要求，打標機的種類比較繁多，其中應用最為廣泛的是氣動打標機。氣動打標機可以在產品上打印各種符號和圖形等，在計算機技術發展的輔助下，氣動標記的運動軌跡和打標精度更易于控制和實現。本文詳細地闡述了氣動打標機的氣動回路設計，以及氣動系統中關鍵零部件的選擇和設計依據。

關鍵詞：氣動打標機;氣動回路設計;關鍵零部件

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.24.012

1 緒論

氣動打標機可以在產品上打印各種符號和圖形，因此在各種行業中廣泛應用。傳統的工業打標機存在效率低，打標精度低等問題，在計算技術發展的前提下，氣動打標機[1]的精度有了很大的改善，運動軌跡更便于控制。為了在產品上打印出標記，需要控制氣動打標機打標頭的運動方向，打標頭的運動方向分為水平X方向的移動、水平Y方向的移動和豎直Z方向的移動，打標頭的運動是通過氣缸來實現的，本文主要是闡述氣動打標機的氣動回路，并對其關鍵部件的選擇和設計進行重點的介紹。

2 氣動回路的總體設計

根據實際工作要求，設計出相應的氣動控制回路。氣壓組件是以壓縮空氣為推動力，壓縮空氣具有傳動速度快，清潔高效，經濟成本低等優點，可以有效的減少發熱，可以提高組件的使用壽命和減少能量的消耗。在氣動工作回路中，流量決定速度，負載決定壓強，執行元件的速度是由壓縮空氣的流量決定的。在本文中氣動打標機實際工作中需要背壓，在運動接近終點時，由于有限流孔的存在，會產生回氣背壓，從而可以在接近終點處的產生緩沖。背壓既可以實現預期運動，也減輕了活塞對缸體的沖擊。

2.1 氣動回路的設計

根據實際工作需要，打標頭有三個運動方向，所以需要氣壓缸M、N、P，三個氣缸需要三個電磁換向閥m、n、p分別控制：

（1）M缸和N缸可以并聯運動，M缸和N缸在行走到指定位置會觸發行程開關A1，根據需要行程開關A1應該和第I條輸出管道相連接;

（2）P缸根據信號，使打標頭快速靠近工件，當P缸走到終點時，觸動行程開關B1，所以和第I條輸出管路相連接;

（3）當完成打標后，P缸自動回退，回到B0位置，和第II個輸出管道相連接;

（4）P缸回到初始位置時，M、N回退，回到初始位置A0，完成整個過程。

2.2 氣動回路執行元件的選擇

根據實際工況的要求，M缸的行程確定為150mm，其夾緊力為80N;N缸的行程確定為125mm，打標力大小為150N;P氣缸總行程確定為150mm，推動力大小為30N;每個氣缸往復運動為400次/小時。

2.2.1 根據設計要求確定工作氣缸的直徑[2]

3 結束語

本文對氣動打標機整體氣動回路進行設計的基礎之上，對氣動系統的執行元件和控制元件進行的詳細描述。根據實際工作條件的要求，確定了氣缸基本參數和電磁換向閥的型號，并對所選擇的氣缸進行了校核。為了保證產品的加工精度，需要對氣缸等執行元件進行鎖緊控制，同時為了延長整個氣動回路的使用壽命，還需要對氣源進行過濾和干燥。

參考文獻：

[1]葉金玲.氣動打標機回路設計及仿真[J].機械設計與制造，2015（07）：34-36.

[2]陳健，姜曉明，王進等.面向大尺寸氣瓶類工件的氣動打標機設計與研制[J].機械設計與制造，2012（06）：1-3.

[3]楊杰.激光打標機控制系統的研究[D].武漢紡織大學，2014.

[4]姜曉明.高壓天然氣氣瓶氣動打標機關鍵技術研究及開發[D].浙江大學，2010.

[5]何攀，氣動打標系統的動態特性分析及運動控制技術研究[D].中南大學，2017.

作者簡介：秦顯軍（1990-），男，山東鄒城人，碩士研究生，主要從事自動化設備研發和設計。