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包裝機(jī)械封切機(jī)自動(dòng)定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)
１、引言
由于單片機(jī)具有很靈活的控制功能和能夠提供可靠的運(yùn)行測(cè)試，因此在機(jī)電一體化的領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。利用單片機(jī)的功能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制加工已成為現(xiàn)代工業(yè)常用的控制方法之一。
本設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)在于充分的利用單片機(jī)的資源和功能，以簡(jiǎn)單的方法來(lái)完成封切機(jī)定位系統(tǒng)的復(fù)雜任務(wù)。系統(tǒng)工作時(shí)通過(guò)光電信號(hào)傳感器對(duì)封切機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)和單片機(jī)的軟硬件控制功能來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)封切機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的自動(dòng)定位，從而控制步進(jìn)電機(jī)的送料的速度，使之與主電機(jī)控制的封切運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相配合，實(shí)現(xiàn)包裝袋的封切；同時(shí)，實(shí)現(xiàn)包裝自動(dòng)電子計(jì)數(shù)及顯示，袋長(zhǎng)顯示及調(diào)整，點(diǎn)動(dòng)和清零等操作功能。
２、封切機(jī)自動(dòng)定位系統(tǒng)的工作原理
封切機(jī)自動(dòng)定位系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)象是包裝袋，通過(guò)８７５１單片機(jī)的軟硬件功能和光電信號(hào)傳感器檢測(cè)到的信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)包裝袋輸送和封切的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)自動(dòng)定位，控制送料步進(jìn)電機(jī)的速度，使送料與無(wú)級(jí)調(diào)速主電機(jī)的封切動(dòng)作相配合，以實(shí)現(xiàn)包裝袋封切的自動(dòng)化；同時(shí)，通過(guò)顯示器和報(bào)警系統(tǒng)向生產(chǎn)操作員提供準(zhǔn)確的生產(chǎn)信息。
封切機(jī)自動(dòng)定位系統(tǒng)的工作原理，圖中虛線部分為８７５１單片機(jī)及其外部接口，在輸入端有人工操作信息和現(xiàn)場(chǎng)信息輸入；輸出端有顯示系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)響應(yīng)單片機(jī)的運(yùn)行結(jié)果；人工輸入包括：調(diào)整袋長(zhǎng)、清零、復(fù)位、點(diǎn)動(dòng)等操作；現(xiàn)場(chǎng)信息有主要為光電眼的信息；工作狀態(tài)顯示則為顯示袋長(zhǎng)數(shù)值和被加工袋的數(shù)量；外部執(zhí)行機(jī)構(gòu)是起送袋作用的步進(jìn)電機(jī)，它的頻率受單片機(jī)控制。
在包裝生產(chǎn)行業(yè)中，用作包裝袋的復(fù)合薄袋可以分為兩種：一種為空白袋，另一種為印刷袋（色袋）。色袋上印有可供光電信號(hào)檢測(cè)傳感器識(shí)別的標(biāo)識(shí)。封切機(jī)自動(dòng)定位系統(tǒng)通過(guò)光電信號(hào)傳感器自動(dòng)檢測(cè)到主電機(jī)控制的封切機(jī)頻率，從而轉(zhuǎn)化為脈沖數(shù)與另一個(gè)光電信號(hào)傳感器檢測(cè)到的脈沖數(shù)作比較，調(diào)整送料步進(jìn)電機(jī)的頻率，以達(dá)到改變其送料的速度，使之適應(yīng)主電機(jī)的封切運(yùn)動(dòng)。
自動(dòng)定位系統(tǒng)根據(jù)封切袋的不同又可以分為兩種定位方式：一種是空白袋定位系統(tǒng)，此定位系統(tǒng)為定長(zhǎng)定位系統(tǒng)，只要求封切運(yùn)動(dòng)的速度與送袋速度相配合，達(dá)到定長(zhǎng)封切的要求；另一種是印刷袋定位系統(tǒng)，印刷袋定位系統(tǒng)則為定位的跟蹤，要求每次封切的位置必須落在標(biāo)識(shí)位置。
我們?cè)谶M(jìn)行各項(xiàng)封切任務(wù)時(shí)，必然會(huì)遇到一個(gè)問(wèn)題；就是每次任務(wù)要求的袋長(zhǎng)都可能會(huì)改變，而這必然會(huì)影響到我們?cè)谙到y(tǒng)中預(yù)置的袋長(zhǎng)初值。又因?yàn)闄z測(cè)色袋標(biāo)識(shí)的光電眼與封切口之間的距離Ｓ為一個(gè)定值，袋長(zhǎng)改變了，也必然會(huì)影響送袋速度與封切速度之間的關(guān)系。因此為實(shí)現(xiàn)加工的自動(dòng)化定位，必須要對(duì)此袋長(zhǎng)與距離Ｓ之間作一定的函數(shù)調(diào)整。但這只對(duì)封切印刷袋有效，而在封切空白袋時(shí)則沒(méi)有意義了。
３、自動(dòng)定位系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
３．１步進(jìn)電機(jī)的控制
本系統(tǒng)因８７５１單片機(jī)的硬件接口限制和為了提高系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的精度，對(duì)步進(jìn)的控制采取硬件分配方式而不是用軟件分配，步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行、停止和運(yùn)動(dòng)速度則由８７５１單片機(jī)的Ｐ１．０端口輸出脈沖頻率來(lái)控制。當(dāng)改變Ｐ１．０端口輸出脈沖的周期時(shí)，ＡＢＣ三相繞組高低電平的寬度將發(fā)生變化。這就導(dǎo)致通電和斷電的速率發(fā)生了變化，從而改變步進(jìn)電機(jī)的速度。綜上所說(shuō)，要控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)行速度，只要調(diào)節(jié)Ｐ１．０端口輸出的脈沖周期和脈沖數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)了。
３．２光電信號(hào)傳感器的應(yīng)用
光電信號(hào)傳感器是以光為媒介進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)钠骷?。在封切機(jī)自動(dòng)定位系統(tǒng)中，安裝了兩個(gè)光電信號(hào)傳感器（如圖１所示）。系統(tǒng)工作時(shí)通過(guò)光電信號(hào)傳感器對(duì)封切機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)和單片機(jī)的軟硬件控制功能來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)封切機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的自動(dòng)定位，從而控制步進(jìn)電機(jī)的送料的速度，使之與主電機(jī)控制的封切運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相配合，實(shí)現(xiàn)包裝袋的封切。它的主要作用是：對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)光電信號(hào)傳感器接收到信號(hào)時(shí)，就會(huì)把接收到的信號(hào)以電平的形式傳輸給ＣＰＵ，并產(chǎn)生中斷要求：要求ＣＰＵ在完成當(dāng)前指令的下一機(jī)器周期跳變到該中斷要求所對(duì)應(yīng)的中斷子程序，執(zhí)行該中斷子程序，完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和有關(guān)數(shù)據(jù)的運(yùn)算及傳送。
一個(gè)光電信號(hào)傳感器（又稱(chēng)光電眼）安裝在包裝機(jī)熱封裝置前，當(dāng)封切機(jī)自動(dòng)定位系統(tǒng)的運(yùn)行模式為印刷袋控制時(shí)，便開(kāi)啟光電眼來(lái)檢測(cè)印刷袋上的顏色信號(hào)并將檢測(cè)得到的信號(hào)傳輸給ＣＰＵ，ＣＰＵ通過(guò)軟件功能將信號(hào)轉(zhuǎn)化為能夠控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行的脈沖信號(hào)之一。
另一個(gè)光電眼傳感器安裝在封切到下落處，當(dāng)封切機(jī)自動(dòng)定位系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，該光電眼信號(hào)傳感器檢測(cè)到因封切刀起落引起的光亮變化而產(chǎn)生的或高或低電平信號(hào)并傳輸給ＣＰＵ，ＣＰＵ通過(guò)計(jì)數(shù)軟件和脈沖寬度測(cè)量軟件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)電子計(jì)數(shù)功能和調(diào)整步進(jìn)電機(jī)送料的速度。

包裝機(jī)械的使用和維護(hù)保養(yǎng)
設(shè)備在使用（或閑置）過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生磨損。磨損有兩種形式：一種是有形磨損，亦稱(chēng)物質(zhì)磨損或物質(zhì)損耗；一種是無(wú)形磨損，也稱(chēng)精神磨損或經(jīng)濟(jì)磨損。無(wú)論有形磨損還是無(wú)形磨損，其結(jié)果都會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失。為了減少設(shè)備磨損和在設(shè)備磨損后及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償，就必須首先弄清產(chǎn)生磨損的原因和磨損的規(guī)律，以便采取相應(yīng)的技術(shù)、組織、經(jīng)濟(jì)措施。
一、產(chǎn)生磨損的原因及其規(guī)律
（一）產(chǎn)生磨損的原因及其規(guī)律
設(shè)備無(wú)論在使用或是在閑置過(guò)程中，都會(huì)產(chǎn)生磨損。磨損，即設(shè)備在實(shí)物形態(tài)上的磨損。設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)使用中，作相互運(yùn)動(dòng)的零、部件的表面，在力的作用下，因摩擦而產(chǎn)生各種復(fù)雜的變化，使表面磨損、剝落和形態(tài)改變，以及由于物理、化學(xué)的原因引起零、部件疲勞、腐蝕和老化等等。設(shè)備使用過(guò)程中的有形磨損，既有正常磨損，又有因保管、使用不當(dāng)和因受自然力的腐蝕（工作環(huán)境惡劣所致）而引起的非正常磨損。這種磨損的結(jié)果，通常表現(xiàn)為：
（1）使組成設(shè)備的各零、部件的原始尺寸改變。當(dāng)磨損到一定程度時(shí)，甚至?xí)淖兞恪⒉考膸缀涡螤睢?
（2）使零、部件之間的相互配合性質(zhì)改變，導(dǎo)致傳動(dòng)松動(dòng)，精度和工作性能下降。
（3）零件損壞，甚至因個(gè)別零件的損壞而引起與之相關(guān)聯(lián)的其他零件的損壞，導(dǎo)致整個(gè)部件損壞，造成嚴(yán)重事故。
設(shè)備在閑置過(guò)程中，自然力的作用（如油封油質(zhì)中的腐蝕性介質(zhì)的侵蝕，空氣中的水分和有害氣體的侵蝕等等）是產(chǎn)生磨損的主要原因，如果保管不善，缺乏必要的維護(hù)保養(yǎng)措施，就會(huì)使設(shè)備受腐蝕，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，腐蝕面和深度不斷擴(kuò)大、加深，造成精度和工作能力自然喪失，甚至因銹蝕嚴(yán)重而報(bào)廢。
在一般情況下，設(shè)備在使用過(guò)程中，零、部件的磨損都有一定規(guī)律，大致可分為三個(gè)階段：
初期磨損階段（也稱(chēng)磨合磨損階段）。在這個(gè)階段，設(shè)備各零、部件表面的宏觀幾何形狀和微觀幾何形狀（粗糙度）都要發(fā)生明顯的變化。這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，原因是零件在加工、制造過(guò)程中，無(wú)論經(jīng)何種精密加工，其表面仍有一定粗糙度。當(dāng)互相配合作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，如粗糙表面由于摩擦而磨損。此時(shí)的磨損速度很快，磨損量和時(shí)間決定于零件加工的粗糙程度。這種現(xiàn)象一般發(fā)生在設(shè)備制造、修理的總裝調(diào)試時(shí)和投入使用期的調(diào)試和初期使用階段。
當(dāng)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零、部件的表面經(jīng)磨合磨損以后，磨損進(jìn)入了第二階段，即正常磨損階段。在這一階段內(nèi)，如果零部件的工作條件不變或變化很小時(shí)，磨損量基本隨時(shí)間勻速增加。也就是說(shuō)，在正常情況下，零、部件的磨損速度非常緩慢。當(dāng)磨損至一定程度，零件不能繼續(xù)工作時(shí)，這一階段的時(shí)間就是這個(gè)零件的使用壽命。
第三階段稱(chēng)為劇烈磨損階段。四、查看光纖頭與包裝膜之間的距離和位置，并看放膜電機(jī)工作是否正常，同時(shí)也要注意后面膜是否不擰緊，掉落偏移。這一階段的出現(xiàn)，往往是由于零件已到達(dá)它的壽命期而仍繼續(xù)使用，破壞了正常磨損關(guān)系，使磨損加劇，磨損量急劇上升，造成機(jī)器設(shè)備的精度、技術(shù)性能和生產(chǎn)效率明顯下降。例如，機(jī)器設(shè)備上的軸和滑動(dòng)軸承之間的相互摩擦，在正常情況下，是由相互的配合間隙內(nèi)的流體或半流體隔開(kāi)，使它們不直接接觸摩擦。當(dāng)軸或軸承磨損至一定程度而仍繼續(xù)使用時(shí)，就因間隙增大，造成油或油脂量不足，液體摩擦失去作用，使軸與軸承直接摩擦，磨損加劇。
了解了這一規(guī)律，我們就可以如何使初期磨損階段越短越好，正常磨損階段越長(zhǎng)越好，避免出現(xiàn)劇烈磨損階段。初期磨損階段短，說(shuō)明設(shè)備的零、部件加工、制造的質(zhì)量好。
有時(shí)會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象：有些設(shè)備（或零、部件）在使用過(guò)程中，初期磨損階段以后沒(méi)有一個(gè)明顯的正常磨損階段，有的雖然有正常磨損階段，但時(shí)間很短暫，就直接進(jìn)入劇烈磨損階段。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，除設(shè)備（或零、部件）的原制造（或修理）質(zhì)量低劣外，在一般情況下，大都由于使用過(guò)程中的外部因素，如超負(fù)荷、超范圍使用，引起作用力增加；因潤(rùn)滑不良，使兩個(gè)相互運(yùn)動(dòng)的零、部件表面直接接觸摩擦；在兩個(gè)摩擦面之間聚集了磨料和磨損物；等等。所有這些，均系使用不合理，維護(hù)保養(yǎng)不良所致。
也有這樣一種現(xiàn)象：由于組成設(shè)備的零、部件中，某些零、部件的工件特殊，它的磨損規(guī)律無(wú)一般零、部件正常磨損規(guī)律的一、二階段，會(huì)直接出現(xiàn)劇烈磨損階段，這種磨損叫特種磨損。
特種磨損是零件表面因疲勞而損壞所致，一般發(fā)生在設(shè)備中用作傳遞力的零件，如電動(dòng)機(jī)的軸鍵部分；花鍵軸和花鍵槽等等。

清彈機(jī)是一種廣泛使用于化纖和毛紡等領(lǐng)域的設(shè)備，具有較好的效果好和低耗能的好處，在使用過(guò)程中受到了人們的喜愛(ài)。那么您了解過(guò)在使用的時(shí)候如何才能使該設(shè)備更加耐用嗎？就先簡(jiǎn)單看一下使其更加耐用的基本知識(shí)吧。

清彈機(jī)（亦稱(chēng)清棉機(jī)、開(kāi)棉機(jī)、開(kāi)清棉機(jī)等）是由分梳器和刺輥高速運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的機(jī)械離心力來(lái)排除錦花中的雜質(zhì)并將皮棉疏松，滾壓成片，便于使用。采用大功率的吸風(fēng)機(jī)，從而使排塵性能更好，具有結(jié)構(gòu)合理，機(jī)型緊湊，噪聲小，產(chǎn)量高，加工效果好，纖維損傷小，操作簡(jiǎn)單，安全方便等特點(diǎn)。23米 六、安裝費(fèi)用不產(chǎn)生：只是安裝費(fèi)用節(jié)約4000---5000元。