气动打标机的气动回路设计

秦显军　于洪金　张号　赵峰　刘新刚

摘 要：为了对产品进行有效的分类管理和质量追踪，需要对产品进行标记，那么打标技术的发展则是势在必行的。为了满足实际工作的要求，打标机的种类比较繁多，其中应用最为广泛的是气动打标机。气动打标机可以在产品上打印各种符号和图形等，在计算机技术发展的辅助下，气动标记的运动轨迹和打标精度更易于控制和实现。本文详细地阐述了气动打标机的气动回路设计，以及气动系统中关键零部件的选择和设计依据。

关键词：气动打标机;气动回路设计;关键零部件

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

1 绪论

气动打标机可以在产品上打印各种符号和图形，因此在各种行业中广泛应用。传统的工业打标机存在效率低，打标精度低等问题，在计算技术发展的前提下，气动打标机[1]的精度有了很大的改善，运动轨迹更便于控制。为了在产品上打印出标记，需要控制气动打标机打标头的运动方向，打标头的运动方向分为水平X方向的移动、水平Y方向的移动和竖直Z方向的移动，打标头的运动是通过气缸来实现的，本文主要是阐述气动打标机的气动回路，并对其关键部件的选择和设计进行重点的介绍。

2 气动回路的总体设计

根据实际工作要求，设计出相应的气动控制回路。气压组件是以压缩空气为推动力，压缩空气具有传动速度快，清洁高效，经济成本低等优点，可以有效的减少发热，可以提高组件的使用寿命和减少能量的消耗。在气动工作回路中，流量决定速度，负载决定压强，执行元件的速度是由压缩空气的流量决定的。在本文中气动打标机实际工作中需要背压，在运动接近终点时，由于有限流孔的存在，会产生回气背压，从而可以在接近终点处的产生缓冲。背压既可以实现预期运动，也减轻了活塞对缸体的冲击。

2.1 气动回路的设计

根据实际工作需要，打标头有三个运动方向，所以需要气压缸M、N、P，三个气缸需要三个电磁换向阀m、n、p分别控制：

（1）M缸和N缸可以并联运动，M缸和N缸在行走到指定位置会触发行程开关A1，根据需要行程开关A1应该和第I条输出管道相连接;

（2）P缸根据信号，使打标头快速靠近工件，当P缸走到终点时，触动行程开关B1，所以和第I条输出管路相连接;

（3）当完成打标后，P缸自动回退，回到B0位置，和第II个输出管道相连接;

（4）P缸回到初始位置时，M、N回退，回到初始位置A0，完成整个过程。

2.2 气动回路执行元件的选择

根据实际工况的要求，M缸的行程确定为150mm，其夹紧力为80N;N缸的行程确定为125mm，打标力大小为150N;P气缸总行程确定为150mm，推动力大小为30N;每个气缸往复运动为400次/小时。

2.2.1 根据设计要求确定工作气缸的直径[2]

3 结束语

本文对气动打标机整体气动回路进行设计的基础之上，对气动系统的执行元件和控制元件进行的详细描述。根据实际工作条件的要求，确定了气缸基本参数和电磁换向阀的型号，并对所选择的气缸进行了校核。为了保证产品的加工精度，需要对气缸等执行元件进行锁紧控制，同时为了延长整个气动回路的使用寿命，还需要对气源进行过滤和干燥。

参考文献：

[1]叶金玲.气动打标机回路设计及仿真[J].机械设计与制造，2015（07）：34-36.

[2]陈健，姜晓明，王进等.面向大尺寸气瓶类工件的气动打标机设计与研制[J].机械设计与制造，2012（06）：1-3.

[3]杨杰.激光打标机控制系统的研究[D].武汉纺织大学，2014.

[4]姜曉明.高压天然气气瓶气动打标机关键技术研究及开发[D].浙江大学，2010.

[5]何攀，气动打标系统的动态特性分析及运动控制技术研究[D].中南大学，2017.

作者简介：秦显军（1990-），男，山东邹城人，硕士研究生，主要从事自动化设备研发和设计。