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1、引言
由於單片(piàn)機具有很靈活的(de)控製功能和能夠提供(gòng)可靠的運行測試(shì),因此在機電一體化(huà)的領域中得到廣泛的應用。利(lì)用單片(piàn)機的功能實(shí)現自動化控製加工已成為現代工業***常用的控製方法之一。
本設計的(de)主要目標(biāo)在(zài)於充分的利(lì)用單片機的資源和功能,以***簡單的方法來完成(chéng)封切機定位係統的複雜任務。係統工作時通過光電(diàn)信號傳感器對封切機運(yùn)動參數進行檢測和單片機的軟硬件控製功能來實現對封切機運動狀態的(de)自動(dòng)定位,從而控製步(bù)進電機的送料的速度,使之與主電機控製的封切運動狀態相配合,實現包裝袋(dài)的***封切;同時,實現包裝自動電子(zǐ)計數及顯示,袋長顯示及(jí)調整,點動和清零等(děng)操作功能。
2、封切機自動定(dìng)位係統的(de)工作原理
封切機自動定位係統的應用對(duì)象是包裝袋(dài),通過8751單片機的軟硬(yìng)件功能和光電信號傳感器檢測到的信(xìn)號來實現對包裝袋輸送(sòng)和封切的運動狀態自動定位(wèi),控製送料步(bù)進電機的速度(dù),使送料與無級調速(sù)主電機的(de)封切動作相配(pèi)合,以實現(xiàn)包裝袋封切的自動化和***化;同時,通過顯示器和報警係統向生產操作員提供準確的生產信息。
封切機自動定位係統的工作原理,圖中虛線部分為8751單片(piàn)機及其外(wài)部接(jiē)口,在輸入端有人工操作信息和現場(chǎng)信息輸入;輸出端有(yǒu)顯示係統和(hé)執行機構響應單片機的運行結果;人工(gōng)輸入包括:調整袋長(zhǎng)、清(qīng)零、複位、點動等操作;現場信息有主要為光電(diàn)眼(yǎn)的信息;工作狀態顯示則為顯示袋長數值和被(bèi)加工袋(dài)的數量;外(wài)部執行機構是起送袋作用的步進電機,它的頻率受單片機控製(zhì)。
在包裝生產行業中,用作包裝(zhuāng)袋的複合薄袋可以分為兩種:一種為空白袋,另一種為(wéi)印刷(shuā)袋(色袋)。色袋上印有可(kě)供(gòng)光電(diàn)信號檢測傳感器識別(bié)的標識。封切機自動定位係統通過光電信號傳感(gǎn)器自動檢測到主電機控製的封切機頻率,從而轉化為脈衝數與另一個光(guāng)電信號傳感器檢測到的脈衝數作(zuò)比較,調整送料步進電機的頻(pín)率,以達到改變其送料的速度,使之適應(yīng)主電機(jī)的封切運(yùn)動。
自動定位係統(tǒng)根據(jù)封切袋的(de)不同又可以分為兩種定(dìng)位(wèi)方式(shì):一種是空白袋(dài)定位係統,此定位係統為定長定位係統,隻要求封切運動的速度與送袋速度相配合,達到定長封切(qiē)的要求;另一種是印刷袋定位係統,印刷袋定位係(xì)統則為定位的(de)跟蹤,要求每次封(fēng)切的位置(zhì)必須落在指定的標識位置。
我們在進行各項封切任務時(shí),必然會遇到一個問題;就是每次任務要求的袋長都可(kě)能會改(gǎi)變,而這必(bì)然會影響到我們在係統中預置的袋長初值。又因為檢測色袋標識的光電眼與封(fēng)切口之間的距離S為一個定值(zhí),袋長(zhǎng)改變了,也必然會(huì)影響送(sòng)袋速度與封切速度之間的關係。因此為(wéi)實現加工的自動化定位,必(bì)須要對此袋長與距離S之間作一定的函數調整。但這隻對封切印刷(shuā)袋有效,而在封切空白(bái)袋時則沒有意義了。
3、自動定位係統的硬(yìng)件設計
3.1步進(jìn)電機的控製(zhì)
本係統因8751單片機(jī)的硬件接口限製和為(wéi)了提高係統運行時的精度,對步進(jìn)的控製采取硬件分配方式而不是(shì)用軟件分(fèn)配,步進電機的運行、停止和運動速度則由8751單片機的(de)P1.0端口輸出脈衝頻率(lǜ)來控製。當改變P1.0端口輸(shū)出脈衝的周期時,ABC三相繞組高低電平的寬度(dù)將發生變化。這就導致通電和斷電的速率發生了變化,從而改(gǎi)變步(bù)進電(diàn)機的速度。綜上所說,要控製步進電機的運動狀態(tài)和運行速度,隻要調節P1.0端口輸出的脈衝周期和脈衝數就可以實現了。
3.2光電(diàn)信號傳感器的應用
光電信號傳(chuán)感器是以(yǐ)光為媒介進行信號傳輸的器件。在封切機自動(dòng)定位係統中,安裝了兩個(gè)光電信號傳感器(如圖1所示)。它的主要作用是:對整個係統進行實時監控,當光電信(xìn)號傳感器接收到信號時,就會把接收到的信號以電平的(de)形式傳輸(shū)給CPU,並產生中斷要求:要求CPU在完成當前指令的下一機器周期跳變到該中(zhōng)斷要求(qiú)所對應的中斷子程序,執行該中斷子程序,完成對整個係統的實(shí)時監控和有關數據(jù)的運算及傳送。
一(yī)個光電信號傳感器(又稱光電(diàn)眼)安裝在包裝機(jī)熱封裝置前,當封切機自動定位係統的運行模式為印刷袋控製時,便開啟光電(diàn)眼來檢測印(yìn)刷(shuā)袋上的顏色(sè)信號並將檢測(cè)得(dé)到的(de)信號傳輸給CPU,CPU通過軟件功能將信號轉化為能夠(gòu)控製步進(jìn)電機運(yùn)行(háng)的脈衝信號之一。
另一個光電眼傳感器安裝在(zài)封切到下落處(chù),當封切機(jī)自(zì)動定位係統(tǒng)啟動時,該光電眼(yǎn)信號傳(chuán)感器檢測到因封切刀起落(luò)引起的光亮變化而產生的或高或低電平信號並傳(chuán)輸給CPU,CPU通過(guò)計數(shù)軟件和脈衝(chōng)寬度測量(liàng)軟件實現係統的自動電子計數功能(néng)和調整步進(jìn)電機送料的速度。