乳制品枕式包装机控制系统的研究与设计

论文摘要

随着国民经济的高速发展和人民生活水平的持续提高,中国乳制品工业产生了巨大的市场需求,从而也带动了与之相关的乳制品包装市场以及乳制品包装机械制造业。中国的包装机械起步较晚,现在很多大中型企业还在使用间歇式乳制品枕式包装机,其生产效率缓慢,袋长精度不高,经常出现漏奶的现象。为了解决这些问题,本文对乳制品枕式包装机进行了研究和分析,从机械和电气两方面提出了新的改进设计方案。生产效率缓慢一直是困扰大中型企业的难题,在生产高峰期,间歇式包装机根本无法满足生产任务的要求,本文以单片机驱动伺服电机带动不等速传动机构,运用横封回转方式进行连续封切,可使生产效率得到提高。控制袋长的设计是本文设计的一个重点,通过红外检测反馈信号来带动横封伺服电机,并利用脉冲控制方式实时检测包材的速度,反馈到控制器与目标值比较,再将其差值输入到模糊PID控制器得到调节值,调节伺服电机的速度来改变薄膜的供送速度,利用这种办法,可以很好的控制连续生产中袋长的精度。在工业生产中,普通包装机的漏奶现象在3%,上下刀模的滑模移位是发生漏奶的主要情况,在机械设计中,我们改变刀模的牙型形状,把下刀模条状的梯形棱台改成与切断刀的平台设置成一定的角度。在任何情况下都能使上刀模梯形棱台的顶端与下刀模条状的梯形棱台的顶端接触,以达到热封的目的。从而有效的改善了漏奶现象的发生。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 乳制品包装机的定义和作用
• 1.2 国外包装机的发展概况
• 1.3 国内包装机的发展概况
• 1.4 选题依据
• 1.5 研究的重点
• 1.6 整体布局设计要求
• 2 包材的选取与薄膜供送结构设计
• 2.1 包材的选取
• 2.1.1 包材安全
• 2.1.2 包材红外检测要求
• 2.1.3 热封性能的温度要求
• 2.1.4 包材的牵引张力
• 2.2 薄膜供送结构原理
• 2.3 影响包材速度精度的因素
• 2.4 包材恒速供送的解决方案
• 2.4.1 减少打滑
• 2.4.2 模糊控制系统
• 2.5 本章小结
• 3 热封的结构设计
• 3.1 薄膜中封结构的分析与选用
• 3.1.1 辊式中封牵引器
• 3.1.2 分式中封牵引器
• 3.2 横封的结构设计
• 3.2.1 横封的工作过程及横封机构的要求
• 3.3 不等速传动机构的分析与选用
• 3.3.1 曲柄导杆机构
• 3.3.2 椭圆齿轮机构
• 3.3.3 偏心链轮
• 3.3.4 差动变速器
• 3.4 热封器的分析与选用
• 3.4.1 热封器的封口效果分析
• 3.4.2 热封器的改进
• 3.5 影响热封效果的其它因素
• 3.5.1 热封压力
• 3.5.2 热封时间
• 3.6 横封切刀的选择
• 3.7 本章小结
• 4 包装机控制系统的总体设计
• 4.1 脉冲控制方式
• 4.2 控制方式设计方案
• 4.3 控制系统硬件选择与应用
• 4.3.1 系统的硬件设计
• 4.4 伺服系统
• 4.4.1 永磁同步电动机交流伺服系统的组成
• 4.4.2 交流伺服系统的特点
• 4.4.3 交流伺服系统的选用
• 4.5 温度的电气控制
• 4.5.1 温度控制功能
• 4.6 本章小结
• 5 模糊 PID 控制与系统的软件控制
• 5.1 模糊控制器
• 5.2 模糊 PID 控制
• 5.3 模糊控制器结构的选择
• 5.4 模糊控制器的设计
• 5.4.1 确定语言变量
• 5.4.2 确定语言值的隶属度函数
• 5.4.3 建立模糊控制规则
• 5.5 系统的软件控制流程
• 5.5.1 主程序流程图
• 5.5.2 控制程序框图
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢