陳錦燕+林開(kāi)生

（1. 福建閩東新科技工業(yè)有限公司 2.漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

摘要：介紹一種產(chǎn)品計(jì)數(shù)包裝控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，包括設(shè)計(jì)方案、硬件電路和控制軟件等三個(gè)部分。

關(guān)鍵詞：計(jì)數(shù) 包裝 控制

前 言

在自動(dòng)化流水線上，經(jīng)常會(huì)遇到產(chǎn)品的計(jì)數(shù)包裝問(wèn)題。對(duì)傳輸帶上的產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到規(guī)定數(shù)量時(shí)，啟動(dòng)特定設(shè)備對(duì)紙箱進(jìn)行包裝，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品計(jì)數(shù)與包裝過(guò)程的自動(dòng)化，上述過(guò)程的實(shí)現(xiàn)，既可以采用傳統(tǒng)電氣控制，也可以采用計(jì)算機(jī)控制，前者，控制系統(tǒng)體積龐大、故障率高、調(diào)整困難，無(wú)法實(shí)現(xiàn)智能化、柔性化控制，計(jì)算機(jī)控制可以很好地解決這些問(wèn)題，本文提出一種產(chǎn)品計(jì)數(shù)包裝的計(jì)算機(jī)控制解決方案，對(duì)于機(jī)電一體化技術(shù)在生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用價(jià)值。

1.設(shè)計(jì)方案

一般來(lái)說(shuō)，計(jì)數(shù)包裝生產(chǎn)線包括計(jì)數(shù)系統(tǒng)和包裝系統(tǒng)兩大部分，計(jì)數(shù)系統(tǒng)包括產(chǎn)品的傳輸、檢測(cè)、計(jì)數(shù)與顯示等裝置；包裝系統(tǒng)包括包裝箱的推出機(jī)構(gòu)和打包裝置。本方案?jìng)鬏斞b置由驅(qū)動(dòng)輪、導(dǎo)向輪、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器和傳輸帶等主要元件組成，檢測(cè)裝置用于計(jì)數(shù)，選用光電開(kāi)關(guān)或霍爾開(kāi)關(guān)，通過(guò)接口電路與計(jì)算機(jī)相連，計(jì)數(shù)與顯示為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一部分，包裝箱推出機(jī)構(gòu)采用氣缸頂出機(jī)構(gòu)，打包裝置由打包機(jī)專門(mén)完成，圖1所示為產(chǎn)品計(jì)數(shù)包裝示意圖，其計(jì)數(shù)包裝過(guò)程描述如下：

當(dāng)用戶按啟動(dòng)鍵時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，傳輸帶上的產(chǎn)品前行，安裝在傳送帶前端的光電開(kāi)關(guān)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，計(jì)數(shù)脈沖經(jīng)計(jì)算機(jī)接口被送給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將計(jì)數(shù)值在數(shù)碼管上顯示出來(lái)，當(dāng)計(jì)數(shù)滿一定數(shù)值（如12件）時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)停止，啟動(dòng)打包機(jī)構(gòu)，同時(shí)數(shù)碼管清零，經(jīng)一定時(shí)間（如4秒）延時(shí)后氣缸頂出機(jī)構(gòu)推出包裝箱，再經(jīng)一定時(shí)間（如2秒）后氣缸回退空箱落下，再次啟動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)···，如此循環(huán)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的自動(dòng)計(jì)數(shù)與包裝。

由此可見(jiàn)，產(chǎn)品計(jì)數(shù)包裝所需電氣元件如下：

（1）一臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)（用于驅(qū)動(dòng)傳輸帶），一個(gè)接觸器（用于控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)）。

（2）一個(gè)光電開(kāi)關(guān)或霍爾開(kāi)關(guān)（用于計(jì)數(shù)）。

（3）一個(gè)電磁閥（用于控制氣缸）。

2.硬件電路

由上述分析可知，本方案計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)必須設(shè)計(jì)如下功能電路：

（1）能夠控制不少于兩個(gè)繼電器的繼電器接口電路。

（2）能夠進(jìn)行計(jì)數(shù)和顯示的顯示電路。

（3）能夠進(jìn)行啟停操作的控制面板。

為此，設(shè)計(jì)出如圖2所示電路，該電路鍵盤(pán)接口、光電開(kāi)關(guān)接口和數(shù)碼顯示接口采用一片8279，使電路結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，也便于系統(tǒng)擴(kuò)充，其中光電開(kāi)關(guān)和數(shù)碼顯示接口分別用于產(chǎn)品計(jì)數(shù)和顯示。

（1）產(chǎn)品計(jì)數(shù)原理

在圖2所示電路中，光電開(kāi)關(guān)外接一個(gè)繼電器，并用其常開(kāi)觸點(diǎn)接到鍵盤(pán)電路K11鍵位置，也就是說(shuō)，通過(guò)1件產(chǎn)品，相當(dāng)于用戶按1次K11鍵，這是一種有觸點(diǎn)的計(jì)數(shù)輸入電路。當(dāng)然，也可以用另外一種計(jì)數(shù)輸入電路，它是一種無(wú)觸點(diǎn)計(jì)數(shù)輸入電路，只要將圖2所示電路相關(guān)部分略作改進(jìn)即可，具體做法是，將光電開(kāi)關(guān)“white”引腳與光電耦合器TLP521輸入端相連，然后將TLP521輸出端兩個(gè)引腳分別與鍵盤(pán)電路RL3和SL1相連，這種計(jì)數(shù)輸入方案也適用于霍爾開(kāi)頭等類型開(kāi)關(guān)元件。

（2）繼電器用途

在圖2所示電路中，L0控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)用接觸器，L1控制氣缸用電磁閥，L2控制打包機(jī)構(gòu)，其它繼電器備用。

3.控制軟件設(shè)計(jì)

本方案控制軟件包括主程序、鍵盤(pán)中斷處理程序和氣缸控制處理程序等三個(gè)部分，其流程圖如圖3所示，控制程序所用變量及標(biāo)志如表1所示，下面就這三個(gè)部分分別給予說(shuō)明，

（1）主程序，如圖3（a）所示，本方案主程序只需根據(jù)圖2所示硬件電路對(duì)8051、8279進(jìn)行初始化，將表1定義的所有變量和標(biāo)志清零，關(guān)閉所有繼電器。

（2）鍵盤(pán)處理程序，如圖3（b）所示，這部分實(shí)際上是一個(gè)INT0中斷處理程序，本方案鍵盤(pán)定義三個(gè)鍵，其中兩個(gè)為用戶操作用功能鍵，一個(gè)為產(chǎn)品計(jì)數(shù)鍵。

K0為啟動(dòng)鍵，當(dāng)用戶按K0鍵時(shí)，關(guān)閉L1、L2、置標(biāo)志flag=1，啟動(dòng)L0電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)傳輸帶帶動(dòng)產(chǎn)品前行；K1為暫停鍵，當(dāng)用戶按K1鍵時(shí)，對(duì)L0進(jìn)行暫停處理；K11為計(jì)數(shù)鍵，當(dāng)產(chǎn)品前行經(jīng)過(guò)光電開(kāi)關(guān)時(shí)，使得光電開(kāi)關(guān)用繼電器吸合，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，相當(dāng)于用戶按K11鍵，此時(shí)，首先判斷計(jì)數(shù)值（pnt1，pnt0）是否等于計(jì)數(shù)值（1，1），如果是，說(shuō)明計(jì)數(shù)滿（12件），接通L2啟動(dòng)打包機(jī)構(gòu)，將pnt1和pnt0歸零，并啟動(dòng)4秒定時(shí)處理；如果不是，對(duì)pnt0和pnt1按進(jìn)位關(guān)系進(jìn)行加1處理，最后根據(jù)pnt0和pnt1取段碼并顯示出來(lái)。

（3）氣缸控制處理程序，如圖3（c）所示，這部分實(shí)際上是一個(gè)T0定時(shí)中斷處理程序，本方案定時(shí)中斷處理的任務(wù)是，當(dāng)計(jì)數(shù)滿（12件）時(shí)，接通L2啟動(dòng)打包機(jī)構(gòu)，延時(shí)一定時(shí)間（4秒）后，關(guān)閉L2，接通L1啟動(dòng)電磁閥，氣缸推桿頂出包裝箱，2秒后關(guān)閉L1斷開(kāi)電磁閥，氣缸回退，空箱落下，流程圖中tcflag用于控制推出定時(shí)或回退定時(shí)。