电容器垫片自动印字机控制系统的研制.doc

2012-07D-e1si3gn#o#f#c#on#tr#o#l #s#y#st#e#m#o#n#a#ut2om0a1t2ic-s0ta7m-p1in3g #eq#u#ip#m#e#nt#f2o#r0c1a2pa-c0it7or-g1as3k#et####### 姚兴田1，邱自学1，毛 建2，周一丹1 YAO Xing-tian1, QIU Zi-xue1, MAO Jian2, ZHOU Yi-dan1 （1. 南通大学 机械工程学院，南通 226019；2. 南通海立电子有限公司，南通 226361） 要：介绍了电容器垫片自动印字机的结构组成、控制系统的硬件构成、PLC控制程序及人机操作画 面。该设备设置前后两个通道，由推料部件、烫印部件、拾取部件、PLC控制系统、气动系 统、人机界面及传感器等构成。采用先进的PLC控制技术实现电容器垫片烫印生产的自动 化，同时对料筒有无料、烫印位有无料具有自动检测及报警功能，拾取位具有计数功能，烫 印温度、烫印时间、烫印只数可在一定范围内任意设定。该系统具有控制可靠、参数设置方 便、产品更换快速、适应性强及操作简便等特点，可显著提高产品质量及生产效率。 摘 关键词：电容器垫片；印字机；PLC控制系统；人机界面 中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2011)6(上)-0109-03 Doi: 10.3969/j.issn.1009-0134.2011.6(上).32 0 引言 电容器是电子设备中大量使用的电子元件之 7）两通道独立控制，可自动烫印、单只烫印 及单动调整，两通道同时工作时节奏同步； 8）各通道烫印速度不低于1200片/小时。 一，通常起隔直、滤波、调谐、旁路、耦合、去 耦、转相等作用。大型铝电解电容器在制造过程 中往往在外部包覆一层热缩套管，底部则放置一 层垫片，其材料一般为PVC、PET、聚烯等，电 容器的生产批号等参数则采用烫印方法印制在底 板垫片上。目前，由于缺少专用的自动化生产设 备，国内电容器生产企业在电容器垫片烫印过程 中，往往采用的是手工方式，这势必会引起产品 质量不稳定，同时生产效率较低。为了满足电容 器企业现代化生产的需要，我们开发了一套电容 器垫片自动印字设备。 2 整机结构组成及功能 图1为电容器垫片自动印字机的实物照片。整 机设置前后两个通道，期结构主要由推料部件、 烫印部件、拾取部件、PLC控制系统、气动系统、 人机界面、传感器及机体等构成。推料部件的功 能是将叠放在料筒中的圆形薄垫片一片一片推 出，送至烫印工位，同时将在烫印工位已完成烫 印的垫片送至拾取工位，完成拾取动作后再退回 起始位。烫印部件的功能是在烫印头模具已加热 到设定温度的条件下，对处于烫印工位的垫片实 施烫印。拾取部件的功能是采用真空吸盘对送至 1 技术指标及控制要求 1）垫片材质：PVC、PET、聚烯；垫片尺 寸：厚度0.5mm±0.05mm，直径Φ35-Φ100mm； 2）中心无孔垫片印字位置为其中心，带孔垫 片印字位置尽量靠近中心孔，质量要求反面无印 痕，字体清晰； 3）烫印头加热温度0-300℃连续可调，恒温精 度±5℃； 4）烫印时间0-2秒可调； 5）烫印头气缸行程可调； 6）设置两个通道，可同时加工两种规格尺寸 的垫片；可快速更换不同规格尺寸的产品； 1.机体 2.人机界面 3.推料部件 4.料筒 5.烫印部件 6.拾取部件 图1 电容器垫片自动印字机实物图 收稿日期：2010-12-05 2012-07作-者1简3介#：#姚兴#田#（#1#96#5 #-##），#男#，#江#苏#人#，2副0教1授，2硕-士0，7主-要1从3事#机#电控#制#技#术#、#智2#能0结1构2与-系0统等7方-面1的3教#学#与###### 研究工作。  拾取工位的垫片进行拾取，并放入集料筒。PLC控 制系统实现对烫印头模具的温度控制以及有关工 作气缸、真空吸盘的动作控制。气动系统则接受 PLC的程序指令，执行有关运动动作。人机界面的 功能是对烫印参数进行设置以及有关操作控制。 3 控制系统硬件设计 3.1 温度控制系统设计 电容器垫片的烫印通常采用正烫印方法，即 采用正性雕刻金属印模（标记文字凸起），通过 加热使其达到适当温度，在一定压力作用下与电 容器垫片接触并保持一定时间，使电容器垫片表 面留下相应标记。烫印质量取决于压力与热的综 合作用效果，其中温度与烫印接触时间是最重要 的因素。温度太低或者接触时间太短，垫片表面 尚未塑化变软，不能形成清晰的标记；温度太高 或者接触时间太长，会塑化过度，使烫印标记变 形或塌软[1]。为此需要对烫印头模具温度及烫印时 间进行精确控制。 本设备的温度控制采用三菱公司的FX2N-2LC 温度调节模