摘要：本文针对首饰包装盒生产自动化需求，在分析涂胶岗位工艺基础上，设计开发了数控喷胶机，阐述了数控喷胶机的工作原理，机械结构及控制系统组成，通过实例说明了数控喷胶机的实用性。

    0 前言
    随着首饰业的蓬勃发展，与其相关的首饰包装行业也悄然兴起。目前首饰包装行业已具一定规模，珠三角地区集聚了众多的首饰包装盒生产企业，大多数企业生产自动化程度不高，多采用手工生产。上胶水是首饰包装盒生产中不可缺少的环节，为了提高包装盒上胶质量及效率，本文设计了一种数控喷胶机，能够达到产品质量一致、生产率高等要求，同时降低劳动强度，改善工作环境。

    1 数控喷胶机工作原理
    按照首饰包装盒底板粘制工艺要求，在底板边缘2.5 mm处上胶，胶水宽度为4～5 mm，要求喷胶量均匀一致，无点胶、疙瘩或胶丝等现象。
    数控喷胶机设计主要由机械、电控、气动三大部分组成。数控喷胶机机械部分主要由支架、传动部分等组成，实现喷胶枪的轨迹运动。电控部分主要由电脑及控制驱动板构成，在判断有关传感器信号的基础上，运行喷胶程序，用于控制X、Y伺服电机的运行，同时控制喷胶气动部分，完成精准的喷胶工作。气动喷胶部分主要由喷胶泵、电磁阀、胶水喷枪、胶水管路、气动管路等部分组成。
    数控喷胶机是通过CAD/CAM技术将喷胶轨迹程序化，并在CAD/CAM模块、软件模块、控制板模块、伺服模块、气动模块等有机结合的驱动下实现了数控喷胶系统。数控喷胶机工艺控制流程如图1所示。

    2 数控喷胶机机械部分
    图2所示为数控喷胶机机械组成。主要是控制行程的X-Y轴机械装置，其运动轨迹通过伺服电机驱动滚珠丝杠进行X-Y轴方向运动而实现的。机械部分主要由执行装置、继电器、导轨等执行机构组成。喷枪的高低采用Z轴控制（用手动旋转方式进行调节，由于一次调好后，几乎不必再进行重复调节，即很少使用，故采用手动旋转方式）。

    3 数控喷胶机控制系统设计
    数控喷胶机的控制系统设计是采用模块组合方式进行，用USB CNC操作系统对控制板进行整体操作控制，即USB接口与电脑USB接口连接，并通过电脑USB供电（5V）。控制板上分别与X、Y轴驱动器进行连接（如图3所示），通过控制板给予各轴驱动信号，然后由各轴驱动器进行驱动伺服电机正反转，带动滚珠丝杆实现X、Y轴运动的轨迹，其运动轨迹精度靠编码器进行信号反馈，利用反馈差值补偿以达到运动的精确位置作保证。由于X、Y轴运行的行程有限，所以在相应的轴两端分别设有行程开关，避免各轴运动元件移到行程末端被卡住或撞击，甚至引起烧电机等现象。在控制板另加一个急停开关，其开关与USB CNC操作系统的急停开关通用，方便用户操作使用，保证人身和机床的安全。通过USB CNC操作系统的控制发出信号（冷却液开关）识别喷胶的开关，实现数据分析处理功能，以达到数控喷胶的自动化生产。在喷胶模块中，需要配置压力泵、胶水箱（胶水池）等气、液压系统，对数控喷胶机进行供胶水。因此控制板上要实现这些功能和外接元件，需要外置DC12V、DC36V电源分别用于急停开关、限位、继电器、电磁阀开关和驱动器。

    4 数控喷胶机工作实例
    用数控喷胶机对42-42型号产品（产品尺寸：长×宽＝42 mm×42 mm）进行喷胶，通过Master CAM软件进行运动轨迹编程，在数控程序里设置M08辅助功能为喷胶开的功能信号，M09为喷胶关的功能信号。X、Y轴为轨迹路径，Z轴采用手动调节，在开始前调节好喷枪距产品表面的合适喷胶距离即可，Z轴不作数控控制运动，所以在程序里的Z轴不起作用。接着启动USBCNC控制系统和液压系统。
    通过对42-42型号产品喷胶过程实际测算，每执行一次程序，可以加工产品120件，用时81秒（理论数据用时74秒），每小时实际加工数量约为5 300件，是人工产量的8倍。

    5 结论
    采用模块化组合方式设计思路完成了数控喷胶机，具有设计周期短，低成本，集合优质功能，高效稳定，实用性强等优点。数控喷胶机在进行工作时，能生产不同规格产品，实现四枪同时喷胶的高效性能，稳定性强，喷胶量一致性好。不仅提高了生产效率和生产质量，也降低了工作劳动强度和开发制造成本。所开发的数控喷胶机样机已在中山市某包装有限公司进行试用，使用效果良好，并具有一定的市场推广价值。