摘要：本文對(duì)立式制袋充填包裝機(jī)的封口機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，采用8031單片機(jī)的微機(jī)控制，介紹了系統(tǒng)位移的測(cè)量方法、硬件結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計(jì)。此設(shè)計(jì)具有定位精度高，包裝速度快等特點(diǎn)，具有重要的實(shí)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：立式制袋充填包裝機(jī) 袋成型器 單片機(jī) 自動(dòng)控制
一、緒言
制袋充填包裝機(jī)廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工等行業(yè)。根據(jù)其制袋與充填物料的方向不同，一般分為立式與臥式兩種形式。其中立式制袋充填包裝機(jī)適應(yīng)于松散體、膠體或液體的包裝。臥式適應(yīng)于各種形狀的固態(tài)或顆粒物料，如點(diǎn)心、面包、香料等。
我國(guó)目前立式袋成型機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)整機(jī)構(gòu)多，且包裝精度低，一般在±2％－3％之間，有的還在±3％以上，而國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品包裝精度為±1％，且穩(wěn)定可靠。包裝速度低，機(jī)械式和一般伺服控制成型機(jī)耗電量大，封口不結(jié)實(shí)，尤其是印有彩色圖案的商標(biāo)不能準(zhǔn)確到位，那是因?yàn)榘b紙的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度與預(yù)計(jì)的有誤差，積累起來(lái)會(huì)使商標(biāo)位置發(fā)生變動(dòng)，迫切需要改進(jìn)。
本文就立式制袋機(jī)的封口機(jī)構(gòu)進(jìn)行智能設(shè)計(jì)，同時(shí)，采用LEC光電編碼器進(jìn)行位移測(cè)量，并借助于功能強(qiáng)大的單片計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和控制，能保證橫封器的開(kāi)合與包裝袋的封口正好一致。提高了包裝速度，封口結(jié)實(shí)，同時(shí)能使印有彩色圖案商標(biāo)定位切割準(zhǔn)確，圖形完整無(wú)缺。計(jì)算機(jī)控制、動(dòng)畫(huà)顯示，可準(zhǔn)確計(jì)量不同參數(shù)下包裝情形并實(shí)時(shí)顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。
二、封口機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)
其原理簡(jiǎn)介如下：
由給料機(jī)實(shí)期送粉料（膠體或液體）到包裝機(jī)上方的料斗器內(nèi)，引進(jìn)速度由光電定位裝置控制，成卷的封口紙（或其它包裝材料）經(jīng)導(dǎo)輥帶動(dòng)引進(jìn)至翻領(lǐng)成型器，被折彎后再由縱封器搭接成為圓筒狀，物料被自動(dòng)計(jì)量后充填到制成的袋內(nèi)，橫封器在進(jìn)行熱封切割的同時(shí)將袋筒間歇地向下?tīng)恳詈笮纬纱罱涌v縫三面封口扁平袋，完成一個(gè)袋的封口。
此封口機(jī)構(gòu)能在同一臺(tái)設(shè)備上、同一豎直方向上自動(dòng)完成包裝袋成型、計(jì)量、打印日期、充填、封口、切斷、輸出等工序，所用包裝材料主要是具有可熱封的塑料單膜的各種復(fù)合膜（如紙－塑復(fù)合，塑－塑復(fù)合，鋁－塑復(fù)合等）。
系統(tǒng)采用LEC－200BM－G05D小型光電編碼器進(jìn)行位移測(cè)量，采用8031單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制，能保證縱、橫向封接可靠且順利進(jìn)行，包裝紙的運(yùn)動(dòng)速度能有效地得到控制，尤其是能保證印有彩色圖案的商標(biāo)，定位切割準(zhǔn)確無(wú)誤。
三、定位色標(biāo)位移量的測(cè)量
利用光電傳感器跟蹤卷上的等距色標(biāo)而進(jìn)行自動(dòng)控制。這樣，就要求印刷卷帶的圖案必須滿(mǎn)足一定條件：使標(biāo)記與底面色差明顯，或者讓標(biāo)記部位具有足夠的透明度甚至用沖孔來(lái)代替，以便配備相適應(yīng)的反射式或直射式光電傳感器；并根據(jù)包裝物品的大小、卷帶供送速度的快慢及檢測(cè)方法的不同，定位色標(biāo)應(yīng)有適當(dāng)?shù)男螤睢⒚娣e和足夠準(zhǔn)確的間距。
四、控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
控制系統(tǒng)以8031單片為核心，由27256程序存儲(chǔ)器和 62256數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、信號(hào)輸入、鍵盤(pán)、LED顯示器、硬件看門(mén)狗、互鎖保護(hù)以及電磁換向閥驅(qū)動(dòng)等電路組成。
在封口運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由編碼器輸出的脈沖信號(hào)經(jīng)傳輸線送到主機(jī)板上，8031每經(jīng)過(guò)一定時(shí)間從THx和(x為0或1）寄存器中取出測(cè)量值，通過(guò)LED數(shù)碼管顯示出來(lái)；另一方面把測(cè)量的定位色標(biāo)與其標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，如果其絕對(duì)值超過(guò)2mm（此值可通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)定），就進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，直到調(diào)整到其位移差在設(shè)定值范圍內(nèi)。
五、軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)采用MCS－51匯編語(yǔ)言編寫(xiě)，采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要包括顯示、讀鍵、故障分析、報(bào)警、信號(hào)、取測(cè)量值、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、同步調(diào)整、執(zhí)行等功能模塊。
六、結(jié)語(yǔ)
此立式制袋充填封口機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新改造設(shè)計(jì)，其翻領(lǐng)袋成型器的制作，由計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)、加工而成的翻領(lǐng)袋成型器，能精確保證成型器各點(diǎn)的尺寸和精度。采用人機(jī)界面展現(xiàn)最簡(jiǎn)單控制特性，使制袋長(zhǎng)度、制袋速度、報(bào)警袋數(shù)、工作方式等一系列數(shù)據(jù)的設(shè)定和顯示通過(guò)觸摸屏輸入、顯示，具有定位精度高、定位色標(biāo)測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)值相減，其絕對(duì)值能保證小于2mm，而且機(jī)器能自動(dòng)調(diào)執(zhí)行模塊，能提高其封口速度。通過(guò)對(duì)湖北荊州食品包裝廠的立式制袋成品包裝機(jī)進(jìn)行的改進(jìn)，封口速度由原來(lái)的150包／分，提高至3000包／分，其定位精度小于2mm，且制成的袋外觀平整、挺括、形狀美觀、封邊熱合強(qiáng)度高。
采用LEC小光電編碼器進(jìn)行位移測(cè)量，采用8031單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制，可且順利進(jìn)行，橫封器的開(kāi)合與包裝袋的封口正好一致，尤其是能保證印有彩色圖案的商標(biāo)，定位準(zhǔn)確無(wú)誤，圖形完整無(wú)缺。