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1引言

隨著電子技術(shù)的發(fā)展和運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的成熟，人們幵始將 運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用于包裝行業(yè)，產(chǎn)生自動(dòng)包裝機(jī)。自動(dòng)包裝機(jī)是指將具有熱塑特性的塑料復(fù)合膜經(jīng)加熱軟化制成包裝容器, 在一臺(tái)設(shè)備上自動(dòng)完成制袋成型、填充物料、封合剪切等全過(guò) 程的自動(dòng)包裝設(shè)備。

當(dāng)前我國(guó)的自動(dòng)包裝機(jī)多數(shù)采用傳統(tǒng)的“電機(jī)+機(jī)械凸輪” 方式,不僅速度較低，而且機(jī)械磨損嚴(yán)重，控制精度較差,凸輪維 修繁瑣，難以滿足當(dāng)今社會(huì)的生產(chǎn)需求。而發(fā)達(dá)國(guó)家（如日本、德 國(guó)等）的自動(dòng)包裝機(jī)大多都釆用“電機(jī)+電子凸輪”的方式，很好 的彌補(bǔ)r傳統(tǒng)包裝機(jī)的種種不足，但價(jià)格比較昂貴。高昂的價(jià)格 使的我國(guó)包裝生產(chǎn)廠家大多無(wú)法承受。為了滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需 求,自主開(kāi)發(fā)自動(dòng)包裝機(jī)勢(shì)在必行。本文針對(duì)自動(dòng)包裝機(jī)的功能 特點(diǎn)，以自主開(kāi)發(fā)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)為平臺(tái),設(shè)計(jì)相應(yīng)的軟件實(shí)現(xiàn) 包裝功能,滿足實(shí)際生產(chǎn)需要。

2自動(dòng)包裝機(jī)控制原理

自動(dòng)包裝機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)主要由切刀軸、塑料復(fù)合膜軸、物料 軸等運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，系統(tǒng)以單片機(jī)為核心的運(yùn) 動(dòng)控制器作為卜一位機(jī)，通過(guò)控制伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)切刀 軸、塑料復(fù)合膜軸和物料軸運(yùn)動(dòng)的控制，以觸摸屏作為上位機(jī)來(lái) 實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互、故障檢測(cè)等。-

上下位機(jī)通過(guò)串口進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。在包裝丁作時(shí)，上位機(jī)隨 時(shí)監(jiān)控下位機(jī)的工作狀態(tài)，并根據(jù)匕位機(jī)的控制命令去執(zhí)行相 應(yīng)動(dòng)作。它主要是通過(guò)控制切刀的變速，來(lái)保證在封合剪切時(shí)切 割點(diǎn)正好在塑料復(fù)合膜的色標(biāo)點(diǎn)處，同時(shí)還要保證切割時(shí)三軸 （即刀軸、物料軸和塑料復(fù)合膜軸）的速度同步，以防止因速度不 等而產(chǎn)生劃膜或切料現(xiàn)象,從而實(shí)現(xiàn)良好包裝的目的。

3自動(dòng)包裝機(jī)功能分析

本文的主要任務(wù)是根據(jù)用戶對(duì)系統(tǒng)功能需求進(jìn)行分析，通 過(guò)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)框架進(jìn)行構(gòu)造和實(shí)現(xiàn)下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)與建模。下 位機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的中間層，主要功能是根據(jù)接收的數(shù)據(jù)和指令, 控制三軸運(yùn)動(dòng)，并將必要的位置.速度以及故障報(bào)警等信息反饋 給上位機(jī)。具體可為定速轉(zhuǎn)動(dòng)，定步轉(zhuǎn)動(dòng)，切刀軸凸輪運(yùn)動(dòng)，單軸 點(diǎn)動(dòng)，自動(dòng)對(duì)刀,一刀齊，產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)與清零，切割標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)自動(dòng)調(diào)整、 包裝加工運(yùn)動(dòng)，定點(diǎn)停車(chē),伺服參數(shù)設(shè)置，査詢(xún)I/O端口及伺服報(bào) 警信號(hào)輸入，設(shè)定輸出等指令。對(duì)于下位機(jī)，參與者包括:用戶、觸摸屏（即上位機(jī)）、傳感器、 伺服電機(jī)。用戶除了可以通過(guò)觸摸屏（即上位機(jī)）控制下位機(jī)之外.還可 以通過(guò)輔助面板控制F位機(jī),故下位機(jī)的用戶用例為面板控制。

觸摸屏（即上位機(jī)）和下位機(jī)的連接是系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，是整 個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的通道。用戶設(shè)計(jì)的包裝數(shù)據(jù)以及設(shè)置的工藝 參數(shù)都要傳送到下位機(jī)，并且下位機(jī)的「作狀態(tài)等都需定時(shí)反饋到觸摸屏（即上位機(jī)）。因此,其用例主要包括:工藝參數(shù)修改、 狀態(tài)信息顯示、包裝數(shù)據(jù)等。伺服電機(jī)是動(dòng)作的執(zhí)行者,根據(jù)下位機(jī)的指令進(jìn)行動(dòng)作.并 通過(guò)光電編碼器反饋到下位機(jī)，其用例主要包括:編碼器軸位置 反饋。傳感器的用例主要包括:1/0信號(hào)、故障報(bào)警。根據(jù)狀態(tài)來(lái)劃分整個(gè)系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)，可以有效的對(duì)系統(tǒng)工 作進(jìn)行掌控,防止軟件功能互相耦合而弓I起邏輯混亂。簡(jiǎn)單•的來(lái) 說(shuō)，當(dāng)系統(tǒng)正處在工作狀態(tài)中，如果此時(shí)收到其他運(yùn)動(dòng)指令如自 動(dòng)對(duì)刀或產(chǎn)量清零，系統(tǒng)就可以根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)對(duì)收到的指令進(jìn) 行濾波，判斷哪些指令允許執(zhí)行,哪些拒絕執(zhí)行，從而從底層上避 免了誤操作的發(fā)生，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。