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1、10申请公布号CN104219886A43申请公布日20141217CN104219886A21申请号201410388312422申请日20140808H05K3/0020060171申请人无锡职业技术学院地址214121江苏省无锡市高浪西路1600号无锡职业技术学院72发明人孙滕飞向晓汉黎雪芬74专利代理机构南京君陶专利商标代理有限公司32215代理人奚胜元54发明名称一种印刷电路板贴标系统及其工作方法57摘要本发明一种印刷电路板贴标系统及其工作方法涉及一种贴标机，特别是一种适用于印刷电路板的贴标机。包括控制部分、驱动部分、执行部分和检测部分，控制部分具有控制柜，在控制柜里装有控制电路板，。
2、控制电路板上装有可编程控制器PLC；所述驱动部分包括伺服驱动系统，所述执行部分包括滚珠丝杠、气缸、滑块和吸盘，所述检测部分包括行程开关和位置传感器，控制部分的可编程控制器PLC通过通信电缆与驱动部分中的伺服驱动器连接。把伺服电机的旋转运动转化为直线运动，同时利用滚珠丝杠的传动效率高、定位精度高的特点配合伺服驱动系统用来提高整个系统定位精度，使系统更加精确。51INTCL权利要求书2页说明书6页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书6页附图2页10申请公布号CN104219886ACN104219886A1/2页21一种印刷电路板贴标系统，其特征在于包括控制。
3、部分、驱动部分、执行部分和检测部分，控制部分具有控制柜，在控制柜里装有控制电路板，控制电路板上装有可编程控制器PLC；所述驱动部分包括伺服驱动系统，伺服驱动系统由伺服驱动器和伺服电机组成，伺服驱动器安装在控制柜中；所述执行部分包括滚珠丝杠、气缸、滑块和吸盘，其中滚珠丝杠水平放置，滚珠丝杠的一端通过联轴器连接在伺服电机主轴上，并由第一轴承支撑，滚珠丝杠的另一端由第二轴承支撑，滚珠丝杠上的螺母固定在滑块上，滑块与气缸的缸筒垂直固定连接，气缸的活塞杆和吸盘连接；所述气缸采用作往复直线运动的气缸，用来控制吸盘的上下运行；所述检测部分包括行程开关和位置传感器，行程开关安装在滚珠丝杠的两端，用于检测滑块复。
4、位时是否回到原点，滑块回到原点实际就是系统回到原点；行程开关还用于对滑块进行左右限位；所述位置传感器包括上位置传感器和下位置传感器，上位置传感器和下位置传感器分别安装在气缸上、下两端，用于检测气缸上行到位和下行到位，并把检测到的信号传送到可编程控制器PLC中；控制部分的可编程控制器PLC通过通信电缆与驱动部分中的伺服驱动器连接，把通讯信号传送给伺服驱动器，并把反馈信号传送给可编程控制器PLC；伺服驱动器接收到可编程控制器PLC发出的命令信号后，通过通讯电缆将命令发送给伺服电机，控制伺服电机的正反转，从而带动滚珠丝杠运动；气缸通过位置传感器检测吸盘的位置，并把检测信号传给可编程控制器PLC，可编。
5、程控制器PLC做出逻辑判断并发出命令到电磁阀以控制气缸的伸缩；执行部分通过可编程控制器PLC的程序逻辑运算判断出吸盘所处的位置，并发出信号到电磁阀以控制吸盘的吸取和释放。2根据权利要求1所述的一种印刷电路板贴标系统，其特征在于所述伺服驱动系统采用两套，分别控制吸盘的横向和纵向的位移，使得吸盘在平面上的定位更加精准。3根据权利要求1所述的一种印刷电路板贴标系统，其特征在于所述吸盘采用真空吸盘。4根据权利要求1所述的一种印刷电路板贴标系统，其特征在于在可编程控制器PLC上还连接有手轮，手轮发出高速脉冲传给可编程控制器PLC，可编程控制器PLC接受到脉冲输入信号，作出反应发出命令，从高速输出点发出高。
6、速脉冲经过伺服放大器传给伺服电机，使伺服电机运动，从而实现手动控制。5根据权利要求4所述的一种印刷电路板贴标系统，其特征在于所述手轮通过电缆连接到可编程控制器PLC上，手轮挂在电控柜或者操作者容易取用和放置的地方。6根据权利要求1所述的一种印刷电路板贴标系统，其特征在于所述印刷电路板贴标系统还具有触摸屏，所述触摸屏安装在控制柜面板上，通过通讯电缆与可编程控制器PLC连接。7权利要求1或4所述的一种印刷电路板贴标系统的贴标实现方法，其特征在于包括手动和自动两种方式；在手动的时候，手轮发出高速脉冲传给PLC，PLC接受到脉冲输入信号，作出反应发出命令，从高速输出点发出高速脉冲经过伺服放大器传给伺服。
7、电机，使伺服电机运动；在自动的时候，可编程控制器PLC把预先设计好的坐标脉冲通过高速脉冲输出点发出，控制伺服电机按照预先设计好的标签存放处和标签贴放处坐标来回运动。权利要求书CN104219886A2/2页38根据权利要求7所述的一种印刷电路板贴标系统的贴标实现方法，其特征在于，所述手动方式包括如下步骤1）接通系统电源并启动可编程控制器PLC，启动复位运动；2）通过手轮发出高速脉冲，传给可编程控制器PLC，可编程控制器PLC接受到脉冲输入信号，作出反应发出命令，从高速输出点发出高速脉冲，经过伺服放大器传给伺服电机，使伺服电机运动；3）伺服电机带动吸盘来到标签存放处，气缸下降；下位置传感器检测到。
8、气缸下降到位的信号，气缸停止下降运动并保持，吸盘吸气吸取标签并保持吸气状态，然后气缸上升；4）上位置传感器检测到气缸上升到位信号，气缸上升运动停止并保持，同时手轮控制伺服电机开始运转，向印刷电路板上的标签贴放处运动后，气缸下降；5）下位置传感器检测到气缸下降到位的信号，气缸停止下降运动并保持，吸盘放气贴放标签，并保持放气状态至设置的时间后，气缸上升；4）上位置传感器检测到气缸上升到位信号，气缸上升运动停止并保持，伺服电机向初始位置运行，到达初始位置，完成一个完整的工作过程；5）按下急停按钮，所述印刷电路板贴标系统完成一个完整的工作过程后，系统停止运行。9根据权利要求7所述的一种印刷电路板贴标系。
9、统的贴标实现方法，其特征在于，所述自动方式包括如下步骤1）接通系统电源并启动可编程控制器PLC，启动复位运动；2）可编程控制器PLC把预先设定的坐标脉冲通过高速脉冲输出点发出，经过伺服放大器传给伺服电机，使伺服电机运动；3）伺服电机带动吸盘来到标签存放处，气缸下降；下位置传感器检测到气缸下降到位的信号，气缸停止下降运动并保持，吸盘吸气吸取标签并保持吸气状态，然后气缸上升；4）上位置传感器检测到气缸上升到位信号，气缸上升运动停止并保持，伺服电机开始运转，向印刷电路板上的标签贴放处运动后，气缸下降；5）下位置传感器检测到气缸下降到位的信号，气缸停止下降运动并保持，吸盘放气贴放标签，并保持放气状态至。
10、设置的时间后，气缸上升；4）上位置传感器检测到气缸上升到位信号，气缸上升运动停止并保持，伺服电机向初始位置运行，到达初始位置，完成一个完整的工作过程；5）按下急停按钮，所述印刷电路板贴标系统完成一个完整的工作过程后，系统停止运行。权利要求书CN104219886A1/6页4一种印刷电路板贴标系统及其工作方法技术领域0001本发明一种印刷电路板贴标系统及其工作方法涉及一种贴标机，特别是一种适用于印刷电路板的贴标机。背景技术0002目前各个企业、工厂生产的印刷电路板上都贴有一个或者几个标签，用于体现商标，区别生产厂家，表现生产批号等，或者用于质量管理体系的责任追踪（即可追溯性）。然而，大部分厂家还。
11、是由人工来完成贴标签工作的，而且印刷电路板数量巨大，所以人工贴标不仅工作量大，而且费时费力。不仅生产效率低，而且生产成本较高。市场上还没有专门用于印刷电路板的贴标自动设备出售，所以印刷电路板贴标机的研制还是很有必要的。发明内容0003本发明的目的是针对上述不足之处提供一种印刷电路板贴标系统及其工作方法，利用可编程逻辑控制器PLC控制整个系统运作，把标签自动地贴到印刷电路板上，不仅使生产实现自动化，而且大大减轻了工作人员的工作量，提高了生产效率，降低了生产成本。0004印刷电路板贴标系统及其工作方法是采取以下技术方案实现的印刷电路板贴标系统包括控制部分、驱动部分、执行部分和检测部分，控制部分具有。
12、控制柜，在控制柜里装有控制电路板，控制电路板上装有可编程控制器PLC；所述驱动部分包括伺服驱动系统，伺服驱动系统由伺服驱动器和伺服电机组成，伺服驱动器安装在控制柜中；所述执行部分包括滚珠丝杠、气缸、滑块和吸盘，其中滚珠丝杠水平放置，滚珠丝杠的一端通过联轴器连接在伺服电机主轴上，并由第一轴承支撑，滚珠丝杠的另一端由第二轴承支撑，滚珠丝杠上的螺母固定在滑块上，滑块与气缸的缸筒垂直固定连接，气缸的活塞杆和吸盘连接；所述气缸采用作往复直线运动的气缸，用来控制吸盘的上下运行；所述检测部分包括行程开关和位置传感器，行程开关安装在滚珠丝杠的两端，用于检测滑块复位时是否回到原点，滑块回到原点实际就是系统回到原。
13、点；行程开关还用于对滑块进行左右限位；所述位置传感器包括上位置传感器和下位置传感器，上位置传感器和下位置传感器分别安装在气缸上、下两端，用于检测气缸上行到位和下行到位，并把检测到的信号传送到可编程控制器PLC中，以便进行下一步运动，避免无法区分气缸位置，使得运动混乱；控制部分的可编程控制器PLC通过通信电缆与驱动部分中的伺服驱动器连接，把通讯信号传送给伺服驱动器，并把反馈信号传送给可编程控制器PLC；伺服驱动器接收到可编程控制器PLC发出的命令信号后，通过通讯电缆将命令发送给伺服电机，控制伺服电机的正反转，从而带动滚珠丝杠运动；气缸通过位置传感器检测吸盘的位置，并把检测信号传给可编程控制器PL。
14、C，可编程控制器PLC做出逻辑判断并发出命令到电磁阀以控制气缸的伸缩；执行部分通过可编程控制器PLC的程序逻辑运算判断出吸盘所处的位置，并发出信号说明书CN104219886A2/6页5到电磁阀以控制吸盘的吸取和释放。0005所述伺服驱动系统采用两套，分别控制吸盘的横向和纵向的位移，使得吸盘在平面上的定位更加精准。0006所述吸盘采用真空吸盘。0007所述位置传感器用于控制气缸动作，采用市售的CS1F型号的磁传感器，其额定电压为DC24V，输出方式是二线常开，额定电流为100MA。0008所述行程开关采用微动式行程开关，微动式行程开关采用市售的型号为V151C25的行程开关。V151C25微动。
15、开关是一种可靠性和安全性小型微动开关，拥有3个触电（一个公共端，一个常开点和一个常闭点），由于本系统使用伺服系统，精确性高，同时需要拥有常开和常闭，所以选择型号V151C25的微动式行程开关。0009所述可编程控制器采用西门子S7200CPU226CNDC/DC/DC型PLC，有6个高速脉冲计数器（HSC0HSC5），可满足本系统的计数需求，同时CPU226有两个高速脉冲输出点（Q00和Q01），可使本系统的两台伺服系统同时使用。0010在可编程控制器PLC上还连接有手轮，手轮发出高速脉冲传给可编程控制器PLC，可编程控制器PLC接受到脉冲输入信号，作出反应发出命令，从高速输出点发出高速脉冲经。
16、过伺服放大器传给伺服电机，使伺服电机运动，从而实现手动控制。0011所述手轮通过电缆连接到可编程控制器PLC上，手轮挂在电控柜或者操作者容易取用和放置的地方。0012由于印刷电路板大小不同，不同型号的印刷电路板标签需要贴在不同的位置，所以贴标机需要可以设置标签贴放处位置的功能，这个功能由触摸屏输入坐标来实现，也可通过编码器和触摸屏的示教功能来实现。所述印刷电路板贴标系统还具有触摸屏，所述触摸屏安装在工作人员便于操作的位置，例如控制柜面板上，通过通讯电缆与可编程控制器PLC连接；通过触摸屏设置标签存放处和标签贴放处的坐标，还能通过触摸屏显示吸盘运行情况，记录标签存放处和标签贴放处的坐标。0013。
17、所述系统具有手动和自动两种实现方式。在手动的时候，手轮发出高速脉冲传给PLC，PLC接受到脉冲输入信号，作出反应发出命令，从高速输出点发出高速脉冲经过伺服放大器传给伺服电机，使伺服电机运动；在自动的时候，可编程控制器PLC把预先设计好的坐标脉冲通过高速脉冲输出点发出，控制伺服电机按照预先设计好的标签存放处和标签贴放处坐标来回运动。在触摸屏中可设置标签存放处和标签贴放处的坐标，也可利用手轮手动控制伺服电机带动吸盘来到标签存放处和标签贴放处，然后通过触摸屏记录下这两处的坐标并下载到PLC中，使之可在自动运行中使用。0014一种印刷电路板贴标系统的贴标实现方法，包括手动和自动两种方式。0015所述手。
18、动方式包括如下步骤1）接通系统电源并启动可编程控制器PLC，启动复位运动；2）通过手轮发出高速脉冲，传给可编程控制器PLC，可编程控制器PLC接受到脉冲输入信号，作出反应发出命令，从高速输出点发出高速脉冲，经过伺服放大器传给伺服电机，使伺服电机运动；3）伺服电机带动吸盘来到标签存放处，气缸下降；下位置传感器检测到气缸下降到位的信号，气缸停止下降运动并保持，吸盘吸气吸取标签并保持吸气状态，然后气缸上升；说明书CN104219886A3/6页64）上位置传感器检测到气缸上升到位信号，气缸上升运动停止并保持，同时手轮控制伺服电机开始运转，向印刷电路板上的标签贴放处运动后，气缸下降；5）下位置传感器检。
19、测到气缸下降到位的信号，气缸停止下降运动并保持，吸盘放气贴放标签，并保持放气状态至设置的时间后，气缸上升；4）上位置传感器检测到气缸上升到位信号，气缸上升运动停止并保持，伺服电机向初始位置运行，到达初始位置，完成一个完整的工作过程；5）按下急停按钮，所述印刷电路板贴标系统完成一个完整的工作过程后，系统停止运行。0016所述自动方式包括如下步骤1）接通系统电源并启动可编程控制器PLC，启动复位运动；2）可编程控制器PLC把预先设定的坐标脉冲通过高速脉冲输出点发出，经过伺服放大器传给伺服电机，使伺服电机运动；3）伺服电机带动吸盘来到标签存放处，气缸下降；下位置传感器检测到气缸下降到位的信号，气缸停。
20、止下降运动并保持，吸盘吸气吸取标签并保持吸气状态，然后气缸上升；4）上位置传感器检测到气缸上升到位信号，气缸上升运动停止并保持，伺服电机开始运转，向印刷电路板上的标签贴放处运动后，气缸下降；5）下位置传感器检测到气缸下降到位的信号，气缸停止下降运动并保持，吸盘放气贴放标签，并保持放气状态至设置的时间后，气缸上升；4）上位置传感器检测到气缸上升到位信号，气缸上升运动停止并保持，伺服电机向初始位置运行，到达初始位置，完成一个完整的工作过程；5）按下急停按钮，所述印刷电路板贴标系统完成一个完整的工作过程后，系统停止运行。0017本发明一种印刷电路板贴标系统及其工作方法把伺服电机的旋转运动转化为直线运。
21、动，同时利用滚珠丝杠的传动效率高、定位精度高的特点配合伺服驱动系统用来提高整个系统定位精度，使系统更加精确。附图说明0018以下将结合附图对本发明作进一步说明图1是本发明的系统结构简图；图2是本发明的工作过程示意图。具体实施方式0019参照附图12，印刷电路板贴标系统包括控制部分、驱动部分、执行部分和检测部分，控制部分具有控制柜，在控制柜里装有控制电路板，控制电路板上装有可编程控制器PLC；所述驱动部分包括伺服驱动系统，伺服驱动系统由伺服驱动器和伺服电机1组成，伺服驱动器安装在控制柜中；所述执行部分包括滚珠丝杠2、气缸3、滑块4和吸盘5，其中滚珠丝杠2水平放置，滚珠丝杠2的一端通过联轴器6连接。
22、在伺服电机1主轴上，并由第一轴承7支撑，滚珠丝杠2说明书CN104219886A4/6页7的另一端由第二轴承8支撑，滚珠丝杠2上的螺母9固定在滑块4上，滑块4与气缸3的缸筒垂直固定连接，气缸3的活塞杆10和吸盘5连接；所述气缸3采用作往复直线运动的气缸，用来控制吸盘5的上下运行；所述检测部分包括行程开关11和位置传感器，行程开关11安装在滚珠丝杠2的两端，用于检测滑块复位时是否回到原点，滑块回到原点即系统回到原点；行程开关11还用于对滑块进行左右限位；所述位置传感器包括上位置传感器121和下位置传感器122，上位置传感器121和下位置传感器122分别安装在气缸3上、下两端，用于检测气缸3上行到。
23、位和下行到位，并把检测到的信号传送到可编程控制器PLC中，以便进行下一步运动，避免无法区分气缸位置，使得运动混乱；控制部分的可编程控制器PLC通过通信电缆与驱动部分中的伺服驱动器连接，把通讯信号传送给伺服驱动器，并把反馈信号传送给可编程控制器PLC；伺服驱动器接收到可编程控制器PLC发出的命令信号后，通过通讯电缆将命令发送给伺服电机，控制伺服电机的正反转，从而带动滚珠丝杠运动；气缸通过位置传感器检测吸盘的位置，并把检测信号传给可编程控制器PLC，可编程控制器PLC做出逻辑判断并发出命令到电磁阀以控制气缸的伸缩；执行部分通过可编程控制器PLC的程序逻辑运算判断出吸盘所处的位置，并发出信号到电磁阀。
24、以控制吸盘的吸取和释放。0020所述伺服驱动系统采用两套，分别控制吸盘的横向和纵向的位移，使得吸盘在平面上的定位更加精准。0021所述吸盘采用真空吸盘。0022所述位置传感器用于控制气缸动作，采用市售的CS1F型号的磁传感器，其额定电压为DC24V，输出方式是二线常开，额定电流为100MA。0023所述行程开关采用微动式行程开关，微动式行程开关采用市售的型号为V151C25的行程开关。V151C25微动开关是一种可靠性和安全性小型微动开关，拥有3个触电（一个公共端，一个常开点和一个常闭点），由于本系统使用伺服系统，精确性高，同时需要拥有常开和常闭，所以选择型号V151C25的微动式行程开关。0。
25、024所述可编程控制器采用西门子S7200CPU226CNDC/DC/DC型PLC，有6个高速脉冲计数器（HSC0HSC5），可满足本系统的计数需求，同时CPU226有两个高速脉冲输出点（Q00和Q01），可使本系统的两台伺服系统同时使用。0025在所述可编程控制器PLC上还连接有手轮，手轮发出高速脉冲传给可编程控制器PLC，可编程控制器PLC接受到脉冲输入信号，作出反应发出命令，从高速输出点发出高速脉冲经过伺服放大器传给伺服电机，使伺服电机运动，从而实现手动控制。0026所述手轮通过电缆连接到可编程控制器PLC上，手轮挂在电控柜或者操作者容易取用和放置的地方。0027由于印刷电路板大小不同，。
26、不同型号的印刷电路板标签需要贴在不同的位置，所以贴标机需要可以设置标签贴放处位置的功能，这个功能由触摸屏输入坐标来实现，也可通过编码器和触摸屏的示教功能来实现。所述印刷电路板贴标系统还具有触摸屏，所述触摸屏安装在工作人员便于操作的位置，例如控制柜面板上，通过通讯电缆与可编程控制器PLC连接；通过触摸屏设置标签存放处和标签贴放处的坐标，还能通过触摸屏显示吸盘运行情况，记录标签存放处和标签贴放处的坐标。说明书CN104219886A5/6页80028所述系统具有手动和自动两种实现方式。在手动的时候，手轮发出高速脉冲传给PLC，PLC接受到脉冲输入信号，作出反应发出命令，从高速输出点发出高速脉冲经过。
27、伺服放大器传给伺服电机，使伺服电机运动；在自动的时候，可编程控制器PLC把预先设计好的坐标脉冲通过高速脉冲输出点发出，控制伺服电机按照预先设计好的标签存放处和标签贴放处坐标来回运动。在触摸屏中可设置标签存放处和标签贴放处的坐标，也可利用手轮手动控制伺服电机带动吸盘来到标签存放处和标签贴放处，然后通过触摸屏记录下这两处的坐标并下载到PLC中，使之可在自动运行中使用。0029一种印刷电路板贴标系统的贴标实现方法，包括手动和自动两种方式。0030所述手动方式包括如下步骤1）接通系统电源并启动可编程控制器PLC，启动复位运动；2）通过手轮发出高速脉冲，传给可编程控制器PLC，可编程控制器PLC接受到脉。
28、冲输入信号，作出反应发出命令，从高速输出点发出高速脉冲，经过伺服放大器传给伺服电机1，使伺服电机1运动；3）伺服电机1带动吸盘来到标签存放处13，气缸3下降；下位置传感器122检测到气缸3下降到位的信号，气缸3停止下降运动并保持，吸盘5吸气吸取标签并保持吸气状态，然后气缸3上升；4）上位置传感器121检测到气缸3上升到位信号，气缸3上升运动停止并保持，同时手轮控制伺服电机开始运转，向印刷电路板上的标签贴放处14运动后，气缸3下降；5）下位置传感器122检测到气缸3下降到位的信号，气缸3停止下降运动并保持，吸盘5放气贴放标签，并保持放气状态至设置的时间后，气缸3上升；4）上位置传感器121检测到。
29、气缸3上升到位信号，气缸3上升运动停止并保持，伺服电机1向初始位置运行，到达初始位置，完成一个完整的工作过程；5）按下急停按钮，所述印刷电路板贴标系统完成一个完整的工作过程后，系统停止运行。0031所述自动方式包括如下步骤1）接通系统电源并启动可编程控制器PLC，启动复位运动；2）可编程控制器PLC把预先设定的坐标脉冲通过高速脉冲输出点发出，经过伺服放大器传给伺服电机1，使伺服电机运动；3）伺服电机1带动吸盘5来到标签存放处13，气缸3下降；下位置传感器122检测到气缸3下降到位的信号，气缸3停止下降运动并保持，吸盘5吸气吸取标签并保持吸气状态，然后气缸3上升；4）上位置传感器121检测到气缸。
30、3上升到位信号，气缸3上升运动停止并保持，伺服电机1开始运转，向印刷电路板上的标签贴放处14运动后，气缸3下降；5）下位置传感器122检测到气缸3下降到位的信号，气缸3停止下降运动并保持，吸盘5放气贴放标签，并保持放气状态至设置的时间后，气缸3上升；4）上位置传感器121检测到气缸3上升到位信号，气缸3上升运动停止并保持，伺服电机1向初始位置运行，到达初始位置，完成一个完整的工作过程；5）按下急停按钮，所述印刷电路板贴标系统完成一个完整的工作过程后，系统停止运行。说明书CN104219886A6/6页90032本发明系统使用了伺服系统，使系统运行定位更加精确。说明书CN104219886A1/2页10图1说明书附图CN104219886A102/2页11图2说明书附图CN104219886A11。