随着我国人民生活水平的提高，对食品的需求 量越来越大，如方便面、挂面、果蔬等，对食品的 质量以及安全等要求也越来越高。其中，包装精美、 品质安全的食品也越来越受到消费者的关注

2全自动食品包装机

2.1全自动食品包装机结构

本文所研究的全自动食品包装机为三伺服枕式 包装机，自动包装机主要由送膜装置、送料装置、 横封横切装置、纵封装置、制袋成型器等组成。

枕式包装机送膜机构主要有卷膜辐、导向辐、 驱动辐等部分组成。根据包装工艺不同，在导向辐 处安装色标传感器或打标机，或两者同时安装，完 成色标的追踪和打印。驱动辐（主动轴）由送膜轴 伺服电机直接驱动，而卷盘膜轴（被动轴）的转动 力矩来自驱动辐的恒速牵引。由于送膜轴伺服电机 匀速运转，卷盘膜轴的运转角速度随卷盘薄膜横切 面半径的减小而增大。包装薄膜由于导向棍、驱动 棍的连续换向和压紧手柄的压合操作，一般不会出 现因惯性或粘结导致的薄膜堆积、拉扯现象。送料机构主要有传送链轮（带拨叉）、成型器、 送膜机构 纵封器及抚平压合装置组成。传动链轮由送料轴伺 服电机直接驱动，正常运转情况下伺服电机输出的 速度值在某一时刻保持恒定。

纵封装置的主要功能是完成包装膜的先期纵封 工艺。纵封轮机械机构釆用弹簧式压合法，包装膜 下边缘由成型器对合完成并输送前进时，所受力主 要为弹性摩擦力，而非刚性摩擦力，因此，对合位 置可以在运行过程中进行微调，不会出现包装膜弹 出或对合相对位置过大现象。纵封轮内部安装有加 热器和热电偶，加热器对纵封轮面进行加热，当包 装膜经过时，完成筒膜的纵封工艺。横封横切机构功能包括横封与横切两个方面。 物料前进过程中横向封装的同时进行横切作业，连 续包装筒袋在色标点或定长处被切割成独立的包装 成品。制袋成型器可将包装膜折叠成筒形，便于物料 填充、纵向热封、横向热封等。

物推入已成型的筒状包装膜内，同时纵封机构对纵 缝进行封合，经抚平装置整理后，由横封机构完成 横封与切断工序，实现块状物料的枕型袋包装，最 后由成品输出装置输出成品

3硬件系统设计。

的控制模式，DSP作为触摸屏与伺服系统之间的桥 梁，将触摸屏与伺服系统紧密连接起来。因此触摸 屏、DSP、I/O输入输出模块、温度控制模块和伺服 驱动系统等组合在一起构成三伺服枕式包装机一个 完整的三轴同步的运动控制系统。

3.1上位机触摸屏

上位机触摸屏（HMD是目前最简单、最方便、 最直接的人机交互方式。触摸屏不仅仅是整个控制 系统的外观展示，更是整个系统运行稳定的重要保 障。操作者在通过触摸屏输入控制指令的同时也可 以对现场的运行情况进行实时监测。

该包装机的工作环境复杂多变，为了保证设备 能够在复杂的工作环境中稳定可靠运行，同时考虑 到其实用性和成本等特点，该控制系统中上位机选 用EVIEWMT6500T系列触摸屏。

该款触摸屏支持3个串口通信，通过RS232/ RS485进行通讯，扩展存储器支持SD卡和U盘， 最高支持2GB,拥有520 Hz的32位RISC超快的 处理速度。经过实际运用可知，该款触摸屏具有较 高的可靠性和可操作性，能够满足食品包装机的多 功能要求。

3.2下位机

下位机作为整个食品包装机控制系统的核心硬 件，主要负责对各轴电机的同步运动控制。其可以 获取由人机界面所设定的参数，通过分析、计算得 到脉冲控制参数，并将这些参数传送至各伺服驱动 器，进而实现自动包装机各机构的协调运动。通过 光电传感器和编码器将色标、物料、各轴位置以脉冲个数的形式反馈给运动控制器，分析运动误差并 进行计算补偿，以实现闭环控制。考虑到自动包装机运动控制需求，基于DSP设 计了一种通用多轴运动控制器。DSP芯片选用 Motorola DSP56F807,其内核为16为可编程数字信 号处理器；外围功能模块主要包括：异步串行通信模SCL用于触摸屏通信；通用 I/O模块GPIO,用于接收按钮及检测传感器触发信 号；Counter模块，用于伺服电机控制；脉宽调制模 块PWM,通过脉宽调制电路控制加热装置；模数 转换器ADC,采集热电偶信号；CAN总线模块， 用于控制电磁阀、信号灯等；相位检测器，用于检 测编码器信号；JTAG接口等。

该控制器可适用于多种伺服电机的控制与应 用，利用PC机编写应用程序，通过JIAG接口下 载与调试。

4软件设计

自动包装机控制系统软件设计主要包上位机触 摸屏程序以及下位机程序。在人机界面中主要包括 初始界面、操控界面、报警界面。其中，初始界面 包含了食品包装机名牌界面、语言设置界面；操控 界面包含了手动操作、运行画面、定量设定、系统 参数、参数设定等；报警界面由历史报警记录以及当前报警记录组成.

5结论

在现代工业中，自动包装机械的应用十分广泛。 针对全自动食品包装机的系统结构和三边封包装流 程，开发了一套基于DSP为核心的食品包装机控制 系统，辅之以触摸屏，构建了三伺服自动包装机运 动控制系统设计方案。并在硬件基础上完成了触摸 屏和下位机软件编程。该控制系统可以满足全自动 食品包装机的运动控制要求，能够提高包装质量、 精度和效率，降低次品率。

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