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高速折叠式包装机送纸长度微机测控系统的研究

来源:网络转载更新时间:2020-07-09 10:07:52点击次数:1971次

随着人们环保意识的增南,跪张为荷装材料的折叠式包装机在国内受到青睐•目前,进 口折叠式包装机因价格昂贵,不易被一般企业所接受,而我国自行设计制造的折叠式包装机, 又因在生产率、包装质墨及价格等方面还不能令用户满意,致使二者至今均未能获得广泛使 用.为提高国产折叠式包装机的包装速率和质量,进一歩降低成本,笔者在分析研究国内外折 叠式包装机的基础上,开发设计了一种由微机控制的新型高速折叠式包装机•本文着重介绍这 种新型高速折叠包装机送纸长度微机测控系统.

1送纸长度测控系统的设计要求和原理

设计要求包括:①送纸方式为连续输送,由 滚切刀切断;②包装速率可调,调节范围为200〜 800 pc/min [③送纸长度按不同包装规格设定. 最大长度为160 mm;④包装纸上的商标,图案等 应在被包装物上的指定位置,允许偏离量为土 2 mm.

送纸长度测控系统原理如图1所示,主电机 (变频调速电机)经主传动使滚切刀旋转,包装里 由步进电机通过传动装置、送纸辐连续送进,滚以 刀转一圈,切下一単元长度的包装纸,由机械手进 行折叠包装.浪切刀的转速即为包装速率,可用主 电机的变频器来调节,送纸辗毎分钟送纸长度为式中 「歩--- 步进电机转速函min

d——送纸犠直径,mm

i——传动装置传动比

」- 包装纸单元长度,mm

财--- 滚切刀转速ir/min

在本装置中,取次=5。mm ” = CL 5 .

当/按包装规格确定后,测得财,就可按式(2)来控制步进电机转速.为此与滚切刀同轴安 装了测速栅盘,在机架上安装了测速光电传感器.

考虑到送纸辐直径误差、滾切刀转速测量误差及包装纸材质.工作环境温度、湿度等变化 引起的送纸长度累积误差可能会影响包装质量,又在包装纸上相对于商标、图案等具有正确位 置的切断线处印有色标,在测速栅盘上开有扇形孔,并安装了具有尺寸与单元长度相对应的缺 口的遮光板,在机架上安装了跟踪光电传感器(位置可调)和补偿光电传感器.当包装纸上的 设定图案在被包装物上的实际位置超出了允许偏离量时,用改变步进电机转速的方法对送纸 长度进行及时的补偿或纠正.

跟踪光电传感器信号、补偿光电传感器信号整形后形成 的信号波形,图中S为色标长度$为小于并接近允许偏离量的一个 设定值•信号分别由单片机的P] “和P][采样读入,通过软件判断走 纸的快慢,并计算出调整后的步进电机转速.若选用三相六拍磁阻式 步进电机,其步距角为0. 75°,考虑到包装纸到位的允许偏离量为士 2 mm,则步进电机的工作频率为

2     遮光板缺口尺寸的确定

若包装纸单元长度I = ICO mm,色标长度S = 6 mm,取5=1,8 mm,遮光板半径R = 100 mm,则遮光板缺口两間边夹角0=8. 64°,遮光板缺口的最大弧长为15. 1 mm.当I改变 时,应更换相应缺口的遮光板.

3电路软硬件设

三位纸长数据通过置数编码器从B2C55的PA 口和PC 口 的低半位输入;滚切刀转速测定由74LS163计数器计数,再经 74LS374触发锁存,从82C55的PB 口和PC 口的高半位输入. 釆样时间由80C31片内定时器「决定.由于测速栅盘棚数为 120.若设定时间为500 ms,计数值即为滚切刀的转速,顷,而滾 切刀转速测量至少存在1、少字的误差,由计数引起的转速测量 误差所产生的单元长度走纸误差应小于设定的允许偏离量&的 二分之一,故取釆样时间为500 ms.

图4为主程序框图.上电复位后,賦初始值,关闭中断,系 统进入健盘扫描,若获启动指令后,系统开外部中断INO,发滚 切刀启动指令,系统进入测控运行状态,

'首先对P*〜P” 口的信号进行采样,利用寄存器2FH的 位寻址在78H〜7BH中设置标志位,再对跟踪信号到来前后状 态与补偿信号比较,设

Pl 0 I 一78H t

Pl0+ +78H + —79H *

P. . + -7AH +

P, , § 亠7AH + f 7BH 

然而通过走纸速度补偿程序判断走纸快慢.如图5所示.当78H〜7BH都为“I",表明滚 切刀已完成一次切割,由软件清2FH,为下次循环作准备,保证走纸获得连续补當•

步进电机駆动脉冲频率计算为多字节乘除法运算,而80C31指令系统只能进行单字节除 法运算,为此,采用了浮点乘除法运算.既简化了乘除法的程序设计,又使计算精确到小数点 第4位.步进电机驱动器的控制信号由Pg〜Pu口输出,由定时器E的溢出中断和内部循环 来控制.駆动代码真值表如表1所示,定时器T(J设置成16位计数器.装载时为10 ms,考虑到 驱动脉冲半周期t可能超出T”的最大量程.故调用除法子程序,求岀10 ms的倍数放入30H

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