隨著我國人民生活水平的提高，對食品的需求 量越來越大，如方便麵、掛麵、果蔬等，對食品的 質量以及安全等要求也越來越高。其中，包裝精美、 品質安全的食品也越來越受到消費者的關注

2全自動食品包裝機

2.1全自動食品包裝機結構

本文所研究的全自動食品包裝機為三伺服枕式 包裝機，自動包裝機主要由送膜裝置、送料裝置、 橫封橫切裝置、縱封裝置、製袋成型器等組成。

枕式包裝機送膜機構主要有卷膜輻、導向輻、 驅動輻等部分組成。根據包裝工藝不同，在導向輻 處安裝色標傳感器或打標機，或兩者同時安裝，完 成色標的追蹤和打印。驅動輻（主動軸）由送膜軸 伺服電機直接驅動，而卷盤膜軸（被動軸）的轉動 力矩來自驅動輻的恒速牽引。由於送膜軸伺服電機 勻速運轉，卷盤膜軸的運轉角速度隨卷盤薄膜橫切 麵半徑的減小而增大。包裝薄膜由於導向棍、驅動 棍的連續換向和壓緊手柄的壓合操作，一般不會出 現因慣性或粘結導致的薄膜堆積、拉扯現象。送料機構主要有傳送鏈輪（帶撥叉）、成型器、 送膜機構 縱封器及撫平壓合裝置組成。傳動鏈輪由送料軸伺 服電機直接驅動，正常運轉情況下伺服電機輸出的 速度值在某一時刻保持恒定。

縱封裝置的主要功能是完成包裝膜的先期縱封 工藝。縱封輪機械機構釆用彈簧式壓合法，包裝膜 下邊緣由成型器對合完成並輸送前進時，所受力主 要為彈性摩擦力，而非剛性摩擦力，因此，對合位 置可以在運行過程中進行微調，不會出現包裝膜彈 出或對合相對位置過大現象。縱封輪內部安裝有加 熱器和熱電偶，加熱器對縱封輪麵進行加熱，當包 裝膜經過時，完成筒膜的縱封工藝。橫封橫切機構功能包括橫封與橫切兩個方麵。 物料前進過程中橫向封裝的同時進行橫切作業，連 續包裝筒袋在色標點或定長處被切割成獨立的包裝 成品。製袋成型器可將包裝膜折疊成筒形，便於物料 填充、縱向熱封、橫向熱封等。

物推入已成型的筒狀包裝膜內，同時縱封機構對縱 縫進行封合，經撫平裝置整理後，由橫封機構完成 橫封與切斷工序，實現塊狀物料的枕型袋包裝，最 後由成品輸出裝置輸出成品

3硬件係統設計。

的控製模式，DSP作為觸摸屏與伺服係統之間的橋 梁，將觸摸屏與伺服係統緊密連接起來。因此觸摸 屏、DSP、I/O輸入輸出模塊、溫度控製模塊和伺服 驅動係統等組合在一起構成三伺服枕式包裝機一個 完整的三軸同步的運動控製係統。

3.1上位機觸摸屏

上位機觸摸屏（HMD是目前最簡單、最方便、 最直接的人機交互方式。觸摸屏不僅僅是整個控製 係統的外觀展示，更是整個係統運行穩定的重要保 障。操作者在通過觸摸屏輸入控製指令的同時也可 以對現場的運行情況進行實時監測。

該包裝機的工作環境複雜多變，為了保證設備 能夠在複雜的工作環境中穩定可靠運行，同時考慮 到其實用性和成本等特點，該控製係統中上位機選 用EVIEWMT6500T係列觸摸屏。

該款觸摸屏支持3個串口通信，通過RS232/ RS485進行通訊，擴展存儲器支持SD卡和U盤， 最高支持2GB,擁有520 Hz的32位RISC超快的 處理速度。經過實際運用可知，該款觸摸屏具有較 高的可靠性和可操作性，能夠滿足食品包裝機的多 功能要求。

3.2下位機

下位機作為整個食品包裝機控製係統的核心硬 件，主要負責對各軸電機的同步運動控製。其可以 獲取由人機界麵所設定的參數，通過分析、計算得 到脈衝控製參數，並將這些參數傳送至各伺服驅動 器，進而實現自動包裝機各機構的協調運動。通過 光電傳感器和編碼器將色標、物料、各軸位置以脈衝個數的形式反饋給運動控製器，分析運動誤差並 進行計算補償，以實現閉環控製。考慮到自動包裝機運動控製需求，基於DSP設 計了一種通用多軸運動控製器。DSP芯片選用 Motorola DSP56F807,其內核為16為可編程數字信 號處理器；外圍功能模塊主要包括：異步串行通信模SCL用於觸摸屏通信；通用 I/O模塊GPIO,用於接收按鈕及檢測傳感器觸發信 號；Counter模塊，用於伺服電機控製；脈寬調製模 塊PWM,通過脈寬調製電路控製加熱裝置；模數 轉換器ADC,采集熱電偶信號；CAN總線模塊， 用於控製電磁閥、信號燈等；相位檢測器，用於檢 測編碼器信號；JTAG接口等。

該控製器可適用於多種伺服電機的控製與應 用，利用PC機編寫應用程序，通過JIAG接口下 載與調試。

4軟件設計

自動包裝機控製係統軟件設計主要包上位機觸 摸屏程序以及下位機程序。在人機界麵中主要包括 初始界麵、操控界麵、報警界麵。其中，初始界麵 包含了食品包裝機名牌界麵、語言設置界麵；操控 界麵包含了手動操作、運行畫麵、定量設定、係統 參數、參數設定等；報警界麵由曆史報警記錄以及當前報警記錄組成.

5結論

在現代工業中，自動包裝機械的應用十分廣泛。 針對全自動食品包裝機的係統結構和三邊封包裝流 程，開發了一套基於DSP為核心的食品包裝機控製 係統，輔之以觸摸屏，構建了三伺服自動包裝機運 動控製係統設計方案。並在硬件基礎上完成了觸摸 屏和下位機軟件編程。該控製係統可以滿足全自動 食品包裝機的運動控製要求，能夠提高包裝質量、 精度和效率，降低次品率。

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