專利名稱：多針頭氣動打標機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及氣動打標技術領域。
技術背景氣動打標機適用于在金屬及非金屬材料上標刻圖文，應用十分廣泛，尤其 是在制造業上用于產品商標、規格型號、生產廠及生產時間、執行標準等標記。 當前制造業普遍使用的均為單針式氣動打標機，即一臺氣動打標機的氣動打標 頭只設置一個針式打標氣缸，驅動一支打標針，完成一個待標記物上的全部打 標工作，這種只設置一個獨立氣缸的氣動打標頭稱為單針式氣動打標頭；當待 標記物需在幾個不同位置打標時，也可設置多個單針式氣動打標頭，滿足這類 待標記物的打標需求，提高工作效率。在氣動打標機的實際應用中，常常需要 在快節拍的生產線上，給待標記物打標記，而且標記內容多、字體大；這種情 況下，單針式氣動打標機顯現出速度慢的弱點，不能滿足使用要求。怎樣進一 步提高打標效率，成為目前氣動打標技術領域亟待解決的技術問題。 實用新型內容本實用新型的內容是提供一種高工作效率的多針頭氣動打標機。為了達到上述目的，本實用新型的針式打標氣缸至少集成有兩個獨立氣缸，每個獨立氣缸的缸體內設置有一支活塞式打標針。而且，所述氣控部件設有與獨立氣缸數目相同的控制支路，每條控制支路包括帶有進氣接頭和出氣接頭的氣管、以及控制氣管內氣流的氣流方向控制元
件，電控部件控制各控制支路上的氣流方向控制元件；氣控部件還設有連接各 控制支路的氣路板，氣動打標用氣源經氣路板上的總口接入各控制支路的進氣 接頭，出氣接頭接入獨立氣缸。而且，所述氣流方向控制元件采用高頻換向閥。而且，每條控制支路設有兩個相同的二位三通高頻換向閥，兩個高頻換向 閥并聯使用。而且，氣動打標頭內設置吹氣管路，冷卻吹灰用氣源接入吹氣管路的進氣 口，吹氣管路上設有噴氣口。而且，所述電控部件以微處理器為核心控制芯片，微處理器的外圍擴展設 置實時時鐘、存儲器、輸入輸出接口、顯示器，微處理器控制氣流方向控制元 件和X-Y兩坐標移動工作臺的電機。而且，所述微處理器采用精簡指令集處理器。本實用新型在針式打標氣缸內設置了多個活塞式打標針，這些活塞式打標 針在電控部件支持下協同工作，可以在待標記物的某一位置上組合打標。本實 用新型還為每個活塞式打標針配置高頻換向的控制支路，進一步提高工作效率。 可以低成本高效率地進行流水線打標作業。

圖l為本實用新型實施例的整體示意圖；圖2為本實用新型實施例的氣動打標頭結構示意圖；圖3為本實用新型實施例的氣缸結構示意圖；圖4為本實用新型實施例的氣缸截面圖；圖5a、圖5b為本實用新型實施例的氣控部件結構示意圖； 圖6為本實用新型實施例的電控部件結構示意圖。
具體實施方式
參見附圖1 6，本實用新型由氣動打標頭A、氣控部件B、電控部件組成， 氣動打標用氣源經由氣控部件B接入氣動打標頭A，所述氣動打標頭A包括X-Y 兩坐標移動工作臺和裝在X-Y兩坐標移動工作臺下的針式打標氣缸4至少集成 有兩個獨立氣缸，每個獨立氣缸的缸體9內設置有一支活塞式打標針10。由于 針式打標氣缸4內集中設置了多個活塞式打標針10，可在空間上滿足同一位置 組合打標的要求，提供了新的打標工作方式。為了進行氣動打標，還應當設有 進氣孔11和排氣孔13、控制活塞式打標針10回復的復位彈簧14。本實用新型 實施例采用帶進氣孔11的連接板12將各活塞式打標針10連接為一體，通過進 氣孔11為每個活塞式打標針10提供氣動打標用氣源。缸體9上設排氣孔13。 為了保障活塞式打標針10的運動方向，可在缸體9和活塞式打標針10之間設 置導套15。參見附圖3，本實用新型實施例采用了 7個獨立氣缸，以單排形式 集中設置，具體實施時可以將多個獨立氣缸排放成雙排，。為了能夠分別控制每個活塞式打標針10的打標動作，所述氣控部件B設有 與獨立氣缸數目相同的控制支路，每條控制支路包括帶有進氣接頭18和出氣接 頭19的氣管、以及控制氣管內氣流的氣流方向控制元件17，電控部件控制各控 制支路上的氣流方向控制元件17;氣控部件B還設有連接各控制支路的氣路板 16，氣動打標用氣源經氣路板16上的總口 20接入各控制支路的進氣接頭18， 出氣接頭19接入獨立氣缸。氣動打標用氣源提供的氣體能否通過總口 20、進氣 接頭18、出氣接頭19、進氣孔ll，然后進入獨立氣缸，取決于氣流方向控制元 件17的工作狀態。氣流方向控制元件17采用高頻換向閥可以提供高頻率的換 向，以滿足高速氣動打標。本實用新型實施例的氣控部件B配合活塞式打標針IO設置了 7條控制支路。 為了獲得高頻率的換向供氣條件，同時又滿足大流量的供氣要求，每一條控制 支路可以采用兩個相同的高頻換向閥并聯。因為流量越大，換向閥的頻率越低， 并聯的高頻換向閥既能滿足氣動打標的高速度，又獲得沖擊所需的高速氣流來 滿足標記的深度。2個附圖5b為5a的側面剖視圖，表現了本實用新型實施例 每一條控制支路的結構。本實用新型實施例采用的是二位三通高頻換向閥(例 如型號為35A—ACA—DDFA-1BA的高頻換向閥)，具體并聯方案為設置兩條氣 管，兩個高頻換向閥分別控制一條，氣動打標用氣源向兩條氣管的進氣接頭18 供氣，兩條氣管的出氣接頭19并接后向針式打標氣缸4中的獨立氣缸集中供氣。當然具體實施時也可簡單使用一個大流量的二位三通高頻換向閥。由于多條控制支路需要大量的電磁閥，每個閥都需要電路連接，因此具體 實施時可以采用閥島技術，即電控部件的控制信息通過一個接口方便地連接到 氣路板16并對電磁閥進行控制，不再需要對單個電磁閥獨立地引出信號控制線。 在減小接線工作量的同時提高了控制的準確性。簡單說明本實用新型實施例氣動打標用氣源的氣路，高頻換向閥的工作狀 態決定氣路當某控制支路的進氣接頭18和出氣接頭19之間通暢時，氣體通 過出氣接頭19、進氣孔ll進入相應獨立氣缸，推動活塞式打標針10沿導套15 向下沖擊，活塞式打標針10向下到一定程度時，獨立氣缸內的氣體通過排氣孔 13排向外部；當某控制支路的進氣接頭18和出氣接頭19之間被截斷時，氣體 通過高頻換向閥排向外部。氣控部件B控制活塞式打標針10的打標動作，電控 部件通過驅動X向步進電機5和Y向步進電機6控制活塞式打標針10的打標
位置，以此形成豐富的打標圖案。為了在高溫、高粉塵的惡劣環境條件下進行打標，本實用新型在氣動打標頭A內設置吹氣管路1，冷卻吹灰用氣源接入吹氣管路1的進氣口 2，吹氣管路 1上設有噴氣口 3。目前氣動打標機的坐標移動工作臺一般為XY軸二維坐標， 因此令坐標移動工作臺移動的電機是X向步進電機5和Y向步進電機6。為了 便于安放，氣動打標頭A—般具有外殼7和底部的支承8。只需以壓縮冷空氣 為冷卻吹灰用氣源通過吹氣管路l，由噴氣口3噴出，可以很容易地吹去零件表 面的粉塵和打標時材料表面脫落的氧化皮；同時壓縮冷空氣降低了氣動打標機 內部的高溫影響，阻止高溫對設備的侵害。為了增大吹氣覆蓋面，吹氣管路1 上可以分布設置多個噴氣口 3，噴氣口 3的個數根據需要而定，最大限度地滿足 冷卻效果、吹去金屬氧化皮和灰塵即可。值得注意的是氣源為兩種， 一種為 氣動打標用氣源， 一種為冷卻吹灰用氣源；氣動打標用氣源要求高，需高壓(1Mpa 即10Kg以上)且干凈、無油、無水份，應單獨提供；冷卻吹灰用氣源需要量大， 可用工廠常備的一般壓縮空氣；如果兩者混用，會影響氣動打標對氣源的需求 量。可見吹氣管路1為冷卻吹灰用，必須采用壓縮冷空氣作為氣源，不能采用 與針式打標氣缸4工作同一氣源，也無法利用針式打標氣缸4的排出氣體。為了能滿足自動生產線上高速、穩定、連續作業的工作要求，電控部件的 可靠性非常重要。普通氣動標記機采用計算機作為電控部件進行標記控制，不 能在惡劣環境條件下滿足要求。而本實用新型以微處理器為核心進行設計，提 供了多種外圍擴展設備，簡化了氣動標記機的電控部件硬件構成，并且在軟件 方面，與計算機龐大、復雜的桌面操作系統相比較，與本實用新型簡單硬件相 應的嵌入式操作系統可靠性更高。本實用新型所述電控部件以微處理器為核心
控制芯片，微處理器的外圍擴展設置實時時鐘、存儲器、輸入輸出接口、顯示 器，微處理器控制氣流方向控制元件和坐標移動工作臺的電機。本實用新型實 施例采用精簡指令集處理器作為電控部件的核心控制、處理芯片，該芯片功能 強大，特別適合工業適時控制要求。為了滿足高速打標要求的系統所需的實時性，系統工作的主時鐘頻率為32MHz，因此設置實時時鐘；2MB的FLASH用 于存儲軟件代碼和保存系統設置參數；512KB的SRAM則提供軟件運行所需的 存儲空間；CF卡具有移動存儲功能、可作為系統的大容量存儲器件，存儲打標 數據文件以及字庫文件、即插即用，因此設置了CF卡接口； NandFlash作為打 標時穩定的文件存儲器；JTAG接口用于調試；LCD用來顯示控制菜單；該機還 有RS232接口 、 USB接口以便與PC機通信來聯合控制打標。復雜可編程邏輯 器件(CPLD)能夠實現完成多路模擬輸入的高速同步數/模轉換，因此微處理器 通過CPLD轉接作用，通過PS2接口/按鍵可接入鍵盤控制；通過電機驅動接口控制坐標移動工作臺的電機；通過氣流控制接口控制氣流方向控制元件；通過 指示燈表明工作狀態；本實用新型還預留了 8路輸入與8路功率輸出接口，以 便與材料移送設備配合作業，構成高速自動的打標流水線。由于核心芯片速度 快、內部工作寄存器多、用高密度的16位指令集實現了高效的32位RISC結構， 配合使用合理、有效的外圍電路，使得該控制系統特別適合快速、實時控制應 用。
權利要求1. 一種多針頭氣動打標機，由氣動打標頭和氣控部件、電控部件組成，氣動打標用氣源經由氣控部件接入氣動打標頭，所述氣動打標頭包括X-Y兩坐 標移動工作臺和裝在X-Y兩坐標移動工作臺下的針式打標氣缸，其特征在 于針式打標氣缸至少集成有兩個獨立氣缸，每個獨立氣缸的缸體內設置 有一支活塞式打標針。
2. 根據權利要求l所述的多針頭氣動打標機，其特征在于所述氣控部件設 有與獨立氣缸數目相同的控制支路，每條控制支路包括帶有進氣接頭和出 氣接頭的氣管、以及控制氣管內氣流的氣流方向控制元件，電控部件控制 各控制支路上的氣流方向控制元件；氣控部件還設有連接各控制支路的氣 路板，氣動打標用氣源經氣路板上的總口接入各控制支路的進氣接頭，出 氣接頭接入獨立氣缸。
3. 根據權利要求2所述的多針頭氣動打標機，其特征在于所述氣流方向控 制元件采用高頻換向閥。
4. 根據權利要求3所述的多針頭氣動打標機，其特征在于每條控制支路設 有兩個相同的高頻換向閥，兩個高頻換向閥并聯使用。
5. 根據權利要求1或2或3或4所述的多針頭氣動打標機，其特征在于氣 動打標頭內設置吹氣管路，冷卻吹灰用氣源接入吹氣管路的進氣口，吹氣 管路上設有噴氣口。
6. 根據權利要求1或2或3或4所述的多針頭氣動打標機，其特征在于所 述電控部件以微處理器為核心控制芯片，微處理器的外圍擴展設置實時時 鐘、存儲器、輸入輸出接口、顯示器，微處理器控制氣流方向控制元件和X-Y兩坐標移動工作臺的電機。根據權利要求6所述的多針頭氣動打標機，其特征在于所述微處理器采 用精簡指令集處理器。
專利摘要本實用新型涉及一種多針頭氣動打標機，由氣動打標頭和氣控部件、電控部件組成，氣動打標用氣源經由氣控部件接入氣動打標頭，所述氣動打標頭包括X-Y兩坐標移動工作臺和裝在X-Y兩坐標移動工作臺下的針式打標氣缸，其特征在于針式打標氣缸至少集成有兩個獨立氣缸，每個獨立氣缸的缸體內設置有一支活塞式打標針。本實用新型能夠在自動生產線上連續作業的高速、深度打標，并且能夠適用于在高溫、高粉塵環境條件下打標。
文檔編號B41J2/22GK201020930SQ200620098979
公開日2008年2月13日 申請日期2006年9月14日 優先權日2006年9月14日
發明者周少華, 胡建民, 韓國棟, 軍 高 申請人:武漢嘉銘激光有限公司