基于單片機的枕式包裝機自動定位跟蹤系統(tǒng)

基于單片機的枕式包裝機自動定位跟蹤系統(tǒng)

1傳統(tǒng)模式的要求?，F(xiàn)代生產(chǎn)枕式收割機作為一種典型的機械一體化產(chǎn)品，在食品、藥品等包裝行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)代社會對包裝速度和包裝質(zhì)量的要求也越來越高,這就要求包裝機具有較高的定位精度和生產(chǎn)率,枕式包裝機傳動控制及定位方式難以滿足現(xiàn)代生產(chǎn)要求。基于單片機自動定位控制系統(tǒng)是在原有機械結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,把單片機用于包裝機定位控制系統(tǒng),可以滿足現(xiàn)代生產(chǎn)的要求,使包裝質(zhì)量和效率有明顯提高,同時也使包裝機具有良好的柔性,實現(xiàn)包裝過程的自動化。2筒袋封切的工藝流程,主要分為橫向的和橫向切割和交叉的過程包裝機主要由機械傳動、色標(biāo)定位、計數(shù)控制等組成。傳動系統(tǒng)工藝流程如圖1所示。包裝袋通過傳動帶進入成袋器,成袋器把包裝膜在傳動過程中通過牽引力拉成筒型,并送入中封機構(gòu),中封機構(gòu)的作用是縱向熱封已成筒狀的薄膜;然后由加料管或其它送料裝置進行充填;最后一道工序是尾封(橫向封熱)與切割。主電機經(jīng)變頻調(diào)速將運動傳入橫封傳動軸,再經(jīng)差速機構(gòu)帶動橫封頭轉(zhuǎn)動實現(xiàn)包裝袋的切割,差速機構(gòu)是用來調(diào)整橫封頭的瞬時封切速度使之與筒袋移動速度同步,并且封切之后迅速分開。另一路則經(jīng)無級變速器﹑差動機構(gòu)而帶動包裝紙進給系統(tǒng),包括牽引輥、縱封輥和輔助送紙輥,伺服電機M2用來控制無級變速器,調(diào)節(jié)無級變速器可以得到所需袋長,伺服電機M1用來調(diào)整差動機構(gòu)的傳動比,進而調(diào)節(jié)送紙速度,控制包裝紙的封切位置達到包裝機連續(xù)自動定位的目的。3調(diào)整封切點與色標(biāo)位置枕式包裝分為定袋長(無色標(biāo))和定位置(有色標(biāo))兩種方式,不管采用那種方式,都需要對包裝走紙進行補償定位。在機器運行過程中,由于包裝材料的滑動、拉伸,機械運轉(zhuǎn)中的波動以及包裝材料上的定位色標(biāo)之間存在的誤差,使包裝材料的輸送速度與橫封切速度不同步而產(chǎn)生封切位置的偏差,因此需要隨時對縱封速度進行調(diào)整,以保證封切點位置與色標(biāo)位置對正。傳統(tǒng)包裝機用檢測色標(biāo)的光電信號與凸輪控制的微動開關(guān)信號(橫封位置信號)進行比較,確定封切點與色標(biāo)位置是超前還是落后,以此來控制伺服電機的正反轉(zhuǎn)。由于凸輪的形狀誤差﹑微動開關(guān)的位置誤差以及人為調(diào)整誤差都將影響色標(biāo)的定位誤差,因此文章提出了一種基于單片機連續(xù)式自動定位跟蹤系統(tǒng)。4基于單次勵磁控制的功能4.1袋的輸送位置基于單片機系統(tǒng)采用機電相結(jié)合的補償式調(diào)節(jié)系統(tǒng),光電裝置利用包裝袋上的色標(biāo)即可檢測包裝袋的輸送位置;安裝在橫封軸上的接近開關(guān)感應(yīng)器檢測出封切點位置信號,兩者均轉(zhuǎn)換為脈沖信號進行比較,并能計算出兩個信號之間的時差,從而計算出標(biāo)準(zhǔn)袋長與實際切封袋長之間的誤差,再根據(jù)此差值去控制伺服電機的正反轉(zhuǎn),對包裝走紙進行實時差動補償,從而達到校正袋長的目的。4.2袋長值的供放方式實時檢測和顯示機器走袋長度,使機器走袋長度和實際袋長的誤差減少,易于提高包裝速度,補償準(zhǔn)確。袋長值可以通過鍵盤進行予置,顯示器同時能夠顯示予置值。自動跟蹤系統(tǒng)包括速度跟蹤和袋長跟蹤,大多數(shù)枕式包裝機的包裝速度是可調(diào)的,檢測與顯示當(dāng)前速度就尤為重要。5實現(xiàn)方法和檢測原則5.1外部中斷int1請求單片機自動定位跟蹤系統(tǒng)硬件原理如圖2所示。為了實現(xiàn)準(zhǔn)確的自動定位跟蹤功能,包裝袋上的色標(biāo)信號(代表設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)袋長位置)經(jīng)光耦隔離后作89C51的外部中斷INT0請求;將封切點位置信號(脈沖信號,代表著實際切封位置)經(jīng)光隔離后作89C51的外部中斷INT1請求;在中斷服務(wù)子程序中判別兩個信號到來的先后和時差,從而計算出標(biāo)準(zhǔn)袋長與實際切封袋長之間的誤差。R3是存放電機運行時間的設(shè)定值,伺服電機的運行時間由定時器控制,可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié),以伺服電機的輸出作為補償量,它通過差動輪系與主動輪相結(jié)合,從而調(diào)節(jié)包裝袋的輸送速度,使縱封輪與橫封輪一直保持同步運行,使切口一直保持在色標(biāo)中間,達到自動跟蹤的目的。5.2片機t0端t0插設(shè)置位袋長的檢測原理是在縱封滾輪傳動軸上加裝一個X等分柵盤,X為走紙傳動輪主輪的周長,通過光電傳感器輸出一系列脈沖信號,脈沖信號經(jīng)光電隔離、整形、濾波接到89C51單片機的T0端,內(nèi)部定時器T0設(shè)置為計數(shù)方式,利用封切點位置信號對計數(shù)器T0進行置位、復(fù)位,這樣經(jīng)過少量軟件便可以計算出實際袋長值,并實時地通過顯示器進行顯示。袋速的檢測是通過測量封切點脈沖信號的周期來實現(xiàn)的,把封切點的位置信號作為單片機外部中斷INT1的中斷請求,此信號一方面做為檢測實際封切位置信號,另一方面也可做為檢測袋速的信號,對89C51內(nèi)部定時器T1設(shè)置為定時方式,通過封切點位置信號對定時器T1進行置位、復(fù)位,對定時器T1值經(jīng)過計算便可得出袋速值,顯示器顯示當(dāng)前袋速值。6基于