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數(shù)字稱重式全自動(dòng)包裝機(jī)

發(fā)布時(shí)間:2020-09-03 10:56:37 |來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

80年代末,國(guó)內(nèi)陸續(xù)引進(jìn)并迅速發(fā)展了一系列機(jī)械傳動(dòng)的全自動(dòng)包(灌)裝機(jī),因其實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化作業(yè)且投資少,占地面積小,因而深受用戶的歡迎。然而,現(xiàn)有的包裝機(jī)傳動(dòng)鏈長(zhǎng),傳動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜,當(dāng)所包裝物品、制袋材料及尺寸發(fā)生變化或機(jī)械傳動(dòng)鏈本身的動(dòng)態(tài)誤差發(fā)生變化時(shí),各部分動(dòng)作的協(xié)調(diào)調(diào)整十分困難。針對(duì)上述缺陷,我們?cè)谛滦腿詣?dòng)包裝機(jī)中加入了自動(dòng)檢測(cè)和控制電路,用以準(zhǔn)確控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng),從而使產(chǎn)品岀廠時(shí)誤差較小。
1全自動(dòng)包裝機(jī)的設(shè)計(jì)構(gòu)想
新型全自動(dòng)包裝機(jī)采用三臺(tái)步進(jìn)電機(jī)分別實(shí)現(xiàn)落料、制袋、切斷獨(dú)立動(dòng)作的設(shè)計(jì)方案。
1-1自動(dòng)稱重與填實(shí)
DXD1000型全自動(dòng)包裝機(jī)用一臺(tái)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋推進(jìn)器自動(dòng)落料,稱重后送人一端封口的袋中,等待封口。一般的稱重系統(tǒng)都是先稱重后落料,但由于面粉奶粉等特殊物料在落料時(shí)易粘連等原因易導(dǎo)致稱重不準(zhǔn)確。在新型全自動(dòng)包裝機(jī)用一臺(tái)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋推進(jìn)器自動(dòng)落料。將物料重量轉(zhuǎn)化為脈動(dòng)當(dāng)量。假設(shè)物品重量1500克需用1500個(gè)脈沖信號(hào)完成,按69袋/min的生產(chǎn)效率,設(shè)計(jì)在0.4s內(nèi)完成1400個(gè)脈沖的快速落料,再用0.2實(shí)現(xiàn)100個(gè)脈沖的慢速落料,通過電子稱重動(dòng)態(tài)計(jì)量,將計(jì)量誤差信號(hào)反饋到計(jì)算機(jī)系統(tǒng),隨機(jī)調(diào)整落料步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)脈沖即可實(shí)現(xiàn)十分準(zhǔn)確的包裝計(jì)量要求,當(dāng)所包裝物料品種比重計(jì)量發(fā)生變化時(shí)通過自動(dòng)調(diào)整相應(yīng)的加減脈沖數(shù)。
1.2制袋與切割
本機(jī)采用兩片塑料薄膜〈紙)自動(dòng)制袋。兩卷塑料薄膜分別裝在機(jī)架上的兩個(gè)紙卷支承上,釆用一臺(tái)步進(jìn)電機(jī)經(jīng)一對(duì)齒輪驅(qū)動(dòng)紙卷進(jìn)給,塑料紙經(jīng)過走紙輪后進(jìn)入熱壓合輪,從而使紙袋兩側(cè)熱合,同時(shí)剪掉紙的多余部分。為了保證塑料薄膜充分壓合而不會(huì)熔化需要對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量控制,這里加裝溫度檢測(cè)電路。為了控制袋長(zhǎng),加裝光電檢測(cè)裝置,并有缺紙檢測(cè)與缺紙報(bào)警。
本系統(tǒng)要求對(duì)重量、溫度、袋長(zhǎng)進(jìn)行巡回檢測(cè),從而控制三臺(tái)步進(jìn)電機(jī)按一定的時(shí)序循環(huán)起停,保證制袋美觀,填料準(zhǔn)確;保證日期正確,袋圖1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖長(zhǎng)合適,動(dòng)作與制袋、填料協(xié)調(diào)(如圖Do2控制電路設(shè)計(jì)為控制三臺(tái)步進(jìn)電機(jī)按一定的時(shí)序循環(huán)起停,協(xié)調(diào)工作,方便調(diào)整,我們以可編程計(jì)數(shù)器8253為核心構(gòu)成步進(jìn)電機(jī)接口電路。由8253的三個(gè)定時(shí)器輸出三臺(tái)歩進(jìn)電機(jī)的實(shí)時(shí)控制脈沖,該電路具有精度高、工作穩(wěn)定、控制靈活等特點(diǎn)。并且在步進(jìn)電機(jī)工作期間,不用CPU直接干預(yù),大大提高了CPU實(shí)時(shí)處理能力。由于三臺(tái)步進(jìn)電機(jī)頻繁起停,釆用自動(dòng)升降速控制電路實(shí)現(xiàn)升降速控制,以減輕 軟件的工作量;然后由分相電路產(chǎn)生符合步進(jìn)電機(jī)需要的二相脈沖源。
3稱重測(cè)量電路設(shè)計(jì)

3.1稱重測(cè)量電路的組成
稱重測(cè)量電路由螺旋推進(jìn)器、稱重臺(tái)面、秤架、電子秤、推進(jìn)器組成。稱重測(cè)量電路是通過傳感器(電子秤)將物料重量轉(zhuǎn)化為電量,再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化成數(shù)字量,將計(jì)量誤差信號(hào)反饋到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。隨機(jī)調(diào)整落料步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)脈沖數(shù)即可實(shí)現(xiàn)十分準(zhǔn)確的包裝計(jì)量要求,如圖1所示。電子秤始終對(duì)稱重臺(tái)面進(jìn)行跟蹤、查詢、處理。螺旋推進(jìn)器在驅(qū)動(dòng)脈沖的作用下工作,當(dāng)重量達(dá)到要求的重量時(shí)進(jìn)行包裝,然后推進(jìn)器將包裝袋推止傳送帶。
3.2傳感器
傳感器是稱重測(cè)量電路的關(guān)鍵元件。稱重測(cè)量電路的安裝與包裝機(jī)緊鄰,振動(dòng)較大,自然條件惡劣,要求傳感器非線性誤差小,溫度漂移小,密封防振,過載能力強(qiáng),長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠等,應(yīng)選用進(jìn)口優(yōu)質(zhì)重力傳感器。
秤體的設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足以下要求⑴:
(a).秤體須分為固定秤架和活動(dòng)稱重臺(tái)面兩部分,固定秤架和地面連接,而活動(dòng)稱重臺(tái)面和固定秤體之間用若干個(gè)傳感器柔性連接,各傳感器的受力必須均勻平衡。
(b).稱重臺(tái)面要用不影響垂直受力的特殊方法固定以保證在稱重時(shí)活動(dòng)秤體不會(huì)前后左右晃動(dòng)。
(c).秤體要有不變形、抗震動(dòng)、防銹等功能以保證皮帶
秤的測(cè)量精度和壽命。根據(jù)以上要求稱重傳感器的安裝如圖3。
承載的四個(gè)傳感器通常采用全并聯(lián)連接方式的橋式測(cè)量電路⑵。
3.3稱重系統(tǒng)
傳感器將物料重量轉(zhuǎn)化為電量,再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化成數(shù)字量,將計(jì)量誤差信號(hào)反饋到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這里選用16位高精度高速A/D元件,轉(zhuǎn)換速率可達(dá)104次/S,分辨率可達(dá)lg/碼,即儀表靈敏度可達(dá)lg-A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)字量輸出之16位二進(jìn)制數(shù)經(jīng)并行接口送微機(jī)。

電子秤傳感器的安裝圖

圖3電子秤傳感器的安裝
微機(jī)始終對(duì)稱重臺(tái)面進(jìn)行數(shù)據(jù)釆集。
4位置檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)
為了控制袋長(zhǎng),加裝了光電檢測(cè)裝置。對(duì)于無檢測(cè)標(biāo)記位的制袋材料,制袋電機(jī)則按預(yù)設(shè)的袋長(zhǎng)工作,當(dāng)脈沖數(shù)減為零時(shí)開始制袋,從而可控制袋長(zhǎng)。
5溫度檢測(cè)電路設(shè)計(jì)
為了保證塑料薄膜充分壓合而又不會(huì)熔化需要對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量控制,這里加裝溫度檢測(cè)電路。采用MAX6507/6508雙閾值溫度開關(guān)組成溫度測(cè)量控制電路s(圖4)。

溫度測(cè)量控制電路圖

圖4溫度測(cè)量控制電路
根據(jù)MAX65073C50-T的輸岀特性,當(dāng)溫度高于80t,反Er及OK輸出為00,單片機(jī)控制風(fēng)扇工作;當(dāng)溫度低于60C.OVER及OK輸出為10,單片機(jī)控制加熱裝置加熱工作;當(dāng)溫度在0P與751之間,及OK輸岀為11,單片機(jī)控制加熱裝置與風(fēng)扇均停止工作。
5結(jié)束語
全自動(dòng)包裝機(jī)是一個(gè)較復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備,工作現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣,設(shè)備頻繁起停,電磁干擾嚴(yán)重,因此必須將電機(jī)和控制部分光電隔離,才能使包裝機(jī)很好地協(xié)調(diào)工作。

 

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