1引言

隨著電子技術的發展和運動控製技術的成熟，人們幵始將 運動控製技術應用於包裝行業，產生自動包裝機。自動包裝機是指將具有熱塑特性的塑料複合膜經加熱軟化製成包裝容器, 在一台設備上自動完成製袋成型、填充物料、封合剪切等全過 程的自動包裝設備。

當前我國的自動包裝機多數采用傳統的“電機+機械凸輪” 方式,不僅速度較低，而且機械磨損嚴重，控製精度較差,凸輪維 修繁瑣，難以滿足當今社會的生產需求。而發達國家（如日本、德 國等）的自動包裝機大多都釆用“電機+電子凸輪”的方式，很好 的彌補r傳統包裝機的種種不足，但價格比較昂貴。高昂的價格 使的我國包裝生產廠家大多無法承受。為了滿足國內市場的需 求,自主開發自動包裝機勢在必行。本文針對自動包裝機的功能 特點，以自主開發的運動控製係統為平台,設計相應的軟件實現 包裝功能,滿足實際生產需要。

2自動包裝機控製原理

自動包裝機運動係統主要由切刀軸、塑料複合膜軸、物料 軸等運動機構組成，係統以單片機為核心的運 動控製器作為卜一位機，通過控製伺服電機驅動器來實現對切刀 軸、塑料複合膜軸和物料軸運動的控製，以觸摸屏作為上位機來 實現人機交互、故障檢測等。-

上下位機通過串口進行數據交互。在包裝丁作時，上位機隨 時監控下位機的工作狀態，並根據匕位機的控製命令去執行相 應動作。它主要是通過控製切刀的變速，來保證在封合剪切時切 割點正好在塑料複合膜的色標點處，同時還要保證切割時三軸 （即刀軸、物料軸和塑料複合膜軸）的速度同步，以防止因速度不 等而產生劃膜或切料現象,從而實現良好包裝的目的。

3自動包裝機功能分析

本文的主要任務是根據用戶對係統功能需求進行分析，通 過對整個係統框架進行構造和實現下位機軟件設計與建模。下 位機是整個係統的中間層，主要功能是根據接收的數據和指令, 控製三軸運動，並將必要的位置.速度以及故障報警等信息反饋 給上位機。具體可為定速轉動，定步轉動，切刀軸凸輪運動，單軸 點動，自動對刀,一刀齊，產量統計與清零，切割標準點自動調整、 包裝加工運動，定點停車,伺服參數設置，査詢I/O端口及伺服報 警信號輸入，設定輸出等指令。對於下位機，參與者包括:用戶、觸摸屏（即上位機）、傳感器、 伺服電機。用戶除了可以通過觸摸屏（即上位機）控製下位機之外.還可 以通過輔助麵板控製F位機,故下位機的用戶用例為麵板控製。

觸摸屏（即上位機）和下位機的連接是係統的關鍵部分，是整 個係統正常運轉的通道。用戶設計的包裝數據以及設置的工藝 參數都要傳送到下位機，並且下位機的「作狀態等都需定時反饋到觸摸屏（即上位機）。因此,其用例主要包括:工藝參數修改、 狀態信息顯示、包裝數據等。伺服電機是動作的執行者,根據下位機的指令進行動作.並 通過光電編碼器反饋到下位機，其用例主要包括:編碼器軸位置 反饋。傳感器的用例主要包括:1/0信號、故障報警。根據狀態來劃分整個係統軟件結構，可以有效的對係統工 作進行掌控,防止軟件功能互相耦合而弓I起邏輯混亂。簡單•的來 說，當係統正處在工作狀態中，如果此時收到其他運動指令如自 動對刀或產量清零，係統就可以根據當前狀態對收到的指令進 行濾波，判斷哪些指令允許執行,哪些拒絕執行，從而從底層上避 免了誤操作的發生，提高了係統的穩定性和可靠性。