基于單片機的枕式包裝機自動定位跟蹤系統

1傳統模式的要求。現代生產枕式收割機作為一種典型的機械一體化產品，在食品、藥品等包裝行業得到了廣泛應用。現代社會對包裝速度和包裝質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率,枕式包裝機傳動控制及定位方式難以滿足現代生產要求。基于單片機自動定位控制系統是在原有機械結構的基礎上,把單片機用于包裝機定位控制系統,可以滿足現代生產的要求,使包裝質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、色標定位、計數控制等組成。傳動系統工藝流程如圖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,中封機構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。主電機經變頻調速將運動傳入橫封傳動軸,再經差速機構帶動橫封頭轉動實現包裝袋的切割,差速機構是用來調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。另一路則經無級變速器﹑差動機構而帶動包裝紙進給系統,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,調節無級變速器可以得到所需袋長,伺服電機M1用來調整差動機構的傳動比,進而調節送紙速度,控制包裝紙的封切位置達到包裝機連續自動定位的目的。3調整封切點與色標位置枕式包裝分為定袋長(無色標)和定位置(有色標)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,機械運轉中的波動以及包裝材料上的定位色標之間存在的誤差,使包裝材料的輸送速度與橫封切速度不同步而產生封切位置的偏差,因此需要隨時對縱封速度進行調整,以保證封切點位置與色標位置對正。傳統包裝機用檢測色標的光電信號與凸輪控制的微動開關信號(橫封位置信號)進行比較,確定封切點與色標位置是超前還是落后,以此來控制伺服電機的正反轉。由于凸輪的形狀誤差﹑微動開關的位置誤差以及人為調整誤差都將影響色標的定位誤差,因此文章提出了一種基于單片機連續式自動定位跟蹤系統。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采用機電相結合的補償式調節系統,光電裝置利用包裝袋上的色標即可檢測包裝袋的輸送位置;安裝在橫封軸上的接近開關感應器檢測出封切點位置信號,兩者均轉換為脈沖信號進行比較,并能計算出兩個信號之間的時差,從而計算出標準袋長與實際切封袋長之間的誤差,再根據此差值去控制伺服電機的正反轉,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。自動跟蹤系統包括速度跟蹤和袋長跟蹤,大多數枕式包裝機的包裝速度是可調的,檢測與顯示當前速度就尤為重要。5實現方法和檢測原則5.1外部中斷int1請求單片機自動定位跟蹤系統硬件原理如圖2所示。為了實現準確的自動定位跟蹤功能,包裝袋上的色標信號(代表設定的標準袋長位置)經光耦隔離后作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)經光隔離后作89C51的外部中斷INT1請求;在中斷服務子程序中判別兩個信號到來的先后和時差,從而計算出標準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定值,伺服電機的運行時間由定時器控制,可在一定范圍內調節,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合,從而調節包裝袋的輸送速度,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中間,達到自動跟蹤的目的。5.2片機t0端t0插設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,脈沖信號經光電隔離、整形、濾波接到89C51單片機的T0端,內部定時器T0設置為計數方式,利用封切點位置信號對計數器T0進行置位、復位,這樣經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內部定時器T1設置為定時方式,通過封切點位置信號對定時器T1進行置位、復位,對定時器T1值經過計算便可得出袋速值,顯示器顯示當前袋速值。6基于