在2025年，气动马达行业呈现出蓬勃发展的态势。随着工业自动化进程的加速，气动马达凭借其独特优势，如高启动力矩、良好的过载保护性能以及在复杂环境下稳定运行的能力，在诸多领域得到广泛应用。在制造业中，其市场占有率逐年提升，据不完全统计，在过去几年内，气动马达在工业驱动设备中的应用占比已从20%增长至30%左右，尤其在对安全性、可靠性要求极高的生产环节，气动马达的应用愈发普遍。

  一、铝锭打码系统需求背景与现状分析

  铝锭铸造机生产的铝锭在出厂前需进行打标记录信息。以往传统的人工打标方式，存在工作效率低下、工作环境恶劣以及信息易出错、无法溯源等问题。例如，人工记录整垛铝锭参数信息时，常常因疲劳或环境干扰导致数据错误，影响铝锭后续的质量追踪与管理。随着工业化 4.0 的推进，可编程控制器(PLC)及数字化车间建设为铝工业生产加工带来变革契机。在此背景下，为满足铝锭打码高效、精准、可追溯的需求，一套基于气动马达的铝锭打码系统应运而生。

  二、铝锭打码系统中气动马达的总体设计方案

  该打码系统通过硬件连线与软件编程实现控制。当整垛铝锭移动至打码工位，接收到铝锭行走速度、位置定位及方向信号后，自动打码系统启动。此时，PLC 发出信号，电磁阀接收并控制气缸伸出，气缸带动气动马达运作。气动马达前端的气动钢针在约 80 秒内，依据程序指令进行精确定位移动与高频率脉冲伸缩，完成铝锭生产信息的在线自动打码，如单位名称、生产日期等，并记录在铝锭成品上。同时，系统引入 QR 码及识别技术，准确记录整垛铝锭信息，再基于 TCP/IP 协议将数据传输至仓库管理中心，实现铝锭信息的在线存储与出库流程。

  三、气动马达控制系统的关键组成部分

  (一)PLC 的选型对气动马达控制的重要性

  在该控制系统中，经综合考量控制系统对 PLC 的功能要求、所需 I/O 点数以及现场生产环境，选用西门子 PLC S-200smart。此本地站集成 24 输入 / 16 输出共 40 个数字量 I/O 点，可连接 2 个扩展模块，具备 RS485 通讯 / 编程口，支持 PPI 通讯协议、MPI 通讯协议及自由方式通讯能力，I/O 端子排可便捷整体拆卸。其适用于较高要求的控制系统，拥有更多输入 / 输出点、更强的模块扩展能力、更快的运行速度及更强大的内部集成特殊功能，为精准控制气动马达等设备提供有力支持。

  (二)系统软件对气动马达运作的流程控制

  当铝锭垛到达打码工位，PLC 先给出电磁阀动作信号，气缸开始工作，向铝锭垛一侧移动 50mm，压紧装置下行压住铝锭垛，使铝锭静止，气动针头对准打码位置。随后，PLC 发出气动马达信号，气动马达输出脉冲频率，带动气动钢针高频率振动打码。约 80 秒左右，PLC 自动切换至打码程序，将实时数据信息打码在铝锭垛上。打码完成后，信号返回 PLC，数据传输至仓库管理中心。接着，打码工位接收结束信号，PLC 发出执行信号，压紧装置抬起，气缸缩回到指定位置，准备下一次打码。

  (三)I/O 地址分配与接线保障气动马达系统稳定运行

  在气动打码系统运行过程中，控制对象包括电磁阀、气缸伸出轴、气动马达、电磁换向阀、气动钢针等，需检测气缸伸出极限位置、气动马达脉冲信号、打码位置及 QR 码位置等参数。根据控制要求，整个控制系统输入点为 6 点，输出点为 4 点，通过合理的 I/O 地址分配表及硬件接线，保障系统各部件协调工作，确保气动马达在系统中稳定运行，实现精准打码。

  四、气动马达在铝锭打码系统中的应用要点

  (一)气缸选型对气动马达工作的影响

  气缸负责将气源能量转化为机械能输出，影响其型号选择的参数有缸径、行程、安装形式及缓冲形式等。为使气动马达带动气动钢针按固定频率运动，结合工厂实际，选择单轴气缸，如亚德客 SC 系列标准气缸 SC50x80-S。该气缸由缸体和活塞杆组成，两端分别设进气口和出气口，具有免润滑、带固定缓冲及终端可调缓冲的特点，换向平稳无冲击且耐高温，可长时间工作。通过在气缸上安装 2 个磁性传感器检测活塞位置，当传感器向 PLC 控制器发送信号，方可进行下一步动作。同时，利用 PLC 定时控制气缸电磁阀通电时间，确保气动马达有稳定的动力来源进行脉冲伸缩。

  (二)气动马达选型的关键因素

  气动马达安装于气缸伸出轴前端，将压缩空气压力能转换为旋转机械能，其钢针直接实现铝锭在线打码。气动马达具有无极调速、瞬时换向、正反向转换冲击小、工作安全(不受振动、高温、电磁辐射影响)、有过载保护及高启动力矩可直接带载荷启动等优点。考虑到打码位置准确性和时间对生产效率的影响，选择叶片式气动马达进行高频率打码。此外，安装一个二位三通电磁阀控制马达旋转方向，保证其有压缩空气供给及残留空气排出。

  五、铝锭打码系统中气动马达的仿真与调试成果

  (一)系统仿真测试验证气动马达性能

  铝锭打码系统安装完成后，对 PLC 控制程序运行进行测试。结果显示，射频识别设备灵敏，能精准控制气缸和气动马达动作，实现准确定位。打码钢针动作精准，可达到预期打码效果，打码在铝锭上的产品信息尺寸约 60×40mm，打印时间在预定的 80 秒内，精确度高，系统设备安装合理，充分验证了气动马达在系统中的性能可靠性。

  (二)企业生产应用展现气动马达系统优势

  经硬件安装测试和 PLC 控制程序调试，实现气缸和气动马达准确定位以及打码钢针精准动作。该气动在线打码系统已在某铝锭制造企业实际应用，与上一工序码垛装置协同良好。实践表明，该装置适应能力强、体积小、安装便捷灵活，质量标准符合铝锭行业生产需求。可在控制柜模拟打码效果，便于观察。能连续工作24小时以上，具备造字程序、自动记忆打码数据及状态、流水号数等功能。铝锭打码完成后，打码信息可传输至仓储管理系统，便于追溯。《2025-2030年中国气动马达行业发展趋势分析与未来投资研究报告》指出，设备单套售价6 - 8万，每月节省4人工资约2万，每年可节约人力成本24万，展现出显著的经济效益与实用价值。

  综上所述，基于气动马达的铝锭打码系统顺应2025年气动马达行业发展趋势，成功解决铝锭打码难题。通过合理的系统设计，从PLC选型、软件流程控制到I/O 地址分配，以及关键部件气缸和气动马达的精准选型，再经严格的仿真测试与企业生产应用验证，实现了打码的高效、精准与可追溯。该系统不仅提高铝锭生产质量和效率，节约人力与经济成本，推动企业发展，还为其他铝加工行业自动打码系统改进提供借鉴，具有广阔的应用前景和积极的社会效益，在工业自动化进程中具有重要意义。