1引言

随着电子技术的发展和运动控制技术的成熟，人们幵始将 运动控制技术应用于包装行业，产生自动包装机。自动包装机是指将具有热塑特性的塑料复合膜经加热软化制成包装容器, 在一台设备上自动完成制袋成型、填充物料、封合剪切等全过 程的自动包装设备。

当前我国的自动包装机多数采用传统的“电机+机械凸轮” 方式,不仅速度较低，而且机械磨损严重，控制精度较差,凸轮维 修繁琐，难以满足当今社会的生产需求。而发达国家（如日本、德 国等）的自动包装机大多都釆用“电机+电子凸轮”的方式，很好 的弥补r传统包装机的种种不足，但价格比较昂贵。高昂的价格 使的我国包装生产厂家大多无法承受。为了满足国内市场的需 求,自主开发自动包装机势在必行。本文针对自动包装机的功能 特点，以自主开发的运动控制系统为平台,设计相应的软件实现 包装功能,满足实际生产需要。

2自动包装机控制原理

自动包装机运动系统主要由切刀轴、塑料复合膜轴、物料 轴等运动机构组成，系统以单片机为核心的运 动控制器作为卜一位机，通过控制伺服电机驱动器来实现对切刀 轴、塑料复合膜轴和物料轴运动的控制，以触摸屏作为上位机来 实现人机交互、故障检测等。-

上下位机通过串口进行数据交互。在包装丁作时，上位机随 时监控下位机的工作状态，并根据匕位机的控制命令去执行相 应动作。它主要是通过控制切刀的变速，来保证在封合剪切时切 割点正好在塑料复合膜的色标点处，同时还要保证切割时三轴 （即刀轴、物料轴和塑料复合膜轴）的速度同步，以防止因速度不 等而产生划膜或切料现象,从而实现良好包装的目的。

3自动包装机功能分析

本文的主要任务是根据用户对系统功能需求进行分析，通 过对整个系统框架进行构造和实现下位机软件设计与建模。下 位机是整个系统的中间层，主要功能是根据接收的数据和指令, 控制三轴运动，并将必要的位置.速度以及故障报警等信息反馈 给上位机。具体可为定速转动，定步转动，切刀轴凸轮运动，单轴 点动，自动对刀,一刀齐，产量统计与清零，切割标准点自动调整、 包装加工运动，定点停车,伺服参数设置，査询I/O端口及伺服报 警信号输入，设定输出等指令。对于下位机，参与者包括:用户、触摸屏（即上位机）、传感器、 伺服电机。用户除了可以通过触摸屏（即上位机）控制下位机之外.还可 以通过辅助面板控制F位机,故下位机的用户用例为面板控制。

触摸屏（即上位机）和下位机的连接是系统的关键部分，是整 个系统正常运转的通道。用户设计的包装数据以及设置的工艺 参数都要传送到下位机，并且下位机的「作状态等都需定时反馈到触摸屏（即上位机）。因此,其用例主要包括:工艺参数修改、 状态信息显示、包装数据等。伺服电机是动作的执行者,根据下位机的指令进行动作.并 通过光电编码器反馈到下位机，其用例主要包括:编码器轴位置 反馈。传感器的用例主要包括:1/0信号、故障报警。根据状态来划分整个系统软件结构，可以有效的对系统工 作进行掌控,防止软件功能互相耦合而弓I起逻辑混乱。简单•的来 说，当系统正处在工作状态中，如果此时收到其他运动指令如自 动对刀或产量清零，系统就可以根据当前状态对收到的指令进 行滤波，判断哪些指令允许执行,哪些拒绝执行，从而从底层上避 免了误操作的发生，提高了系统的稳定性和可靠性。