本发明专利技术涉及一种连续式步进电机驱动横纵封辊包装机及其控制方法，包装机包括纵封牵引驱动机构、横封旋转驱动机构、成品袋切断机构、物料充填装置和包装机系统控制器。本发明专利技术采用嵌入式控制技术，将纵封辊拉袋、横封辊旋转直接由步进电机驱动实现，并保证两者的运动速度在横封封合点的线速度一致，合理解决和避免该速度不一致导致包装成品袋雍袋和岑袋现象和不足。包装机整机机械部件少，装配调试成本低，机械维护量小，整机生产周期短。本发明专利技术的控制方法表明连续式包装机生产过程三要素即制袋、封合、充填，成为在机械结构即纵封拉袋、横封旋转封合、下料充填上分别独立，运行规律上相互依存的运动主体。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于包装机械设备领域，涉及一种，尤其适用于连续式步进电机驱动横纵封辊包装机的制袋、封合、充填生产过程的控制。
技术介绍
连续式全自动包装机是世界包装机行业的一大主流，与间歇式全自动包装机相t匕，具有物料包装速度快、效率高的特点，故而广泛使用。且由全自动包装机生产过程三要素(制袋、封合、充填)可知:其中制袋、封合两过程的工作性能直接关系到物料包装袋的产品质量。目前连续式包装机机械传动机构中横封辊和纵封辊在横封封合点的速度同步措施是依靠机械传动机构的不等速偏心轮运动实现，基于这一原理包装机设备上使用多个齿轮(按传动过程的数学模型)模拟实现。故而多个齿轮的组合带来机械结构的复杂、装配调试周期长；齿轮传动过程造成拉袋走纸误差；拉袋走纸长度规格调整无法实现简单快捷。目前国内外连续式包装机运动技术及控制方式主要基于以下几种模式: 1.纵封牵引差动调整、横封不等速(偏心轮)机构，该机构仍在包装机设备产品上配套使用，存在的问题: ①基于机械传动部件加工误差、装配和调试技术熟练程度、加之袋长控制器性能因素等综合原因导致包装袋成品袋的擁袋、岑袋现象在一定程度上很难克服； ②当走纸长度出现偏差时，需要更换相应的传动齿轮(即变换包装机定长齿轮齿数)进行偏差调整，且调整范围有限； ③当袋长误差较大时，基于机械传动配合因素，使误差难以消除； ④当袋长改变时，需要更换相应的传动齿轮齿数和横封不等速(偏心轮)传动机构的传动比，且袋长范围有限(常规包装设备的袋长范围为55-110mm)； ⑤纵封辊牵引差动调整、横封不等速(偏心轮)机械结构，该机械部件占据整机机械传动部件的70%和整机空间的60%，由此也增加了装配和调试成本，以及整机的生产周期。⑥主机速度决定了整机包装速度，现包装机整机包装仅为100袋/分。2.纵封辊步进电机牵引、横封辊不等速(偏心轮)机构，该机构为连续式包装机设备上使用的主流结构，存在的问题: ①袋长改变时，一是要通过对控制器的袋长参数进行调整，二是还要通过调整不等速偏心轮的偏心量，保证制袋封合要求，故调整麻烦、且每改变一次袋长规格就要调整一次，同样给用户操作、使用带来不便； ②常规包装设备的袋长范围仍控制为55-110mm； ③袋长和商标跟踪精度的最佳效果为±lmm，难以满足高标准包装袋的袋长精度要求； 3.国家专利技术专利《连续式包装机控制系统及控制方法》专利文献号:CN101559846A，该项控制模式只在部分包装机设备上使用，存在的问题: ①不等速偏心轮机械传动机构传动过程带来的固有问题依然存在，如2①所示； ②尽管袋长范围可扩展到500_，但定长和跟标精度大于4_，无法满足连续式包装机拉袋控制的精度要求。4.国家专利技术专利《采用了控制电机的横封器控制装置及其控制方法》专利文献号:CN101104445，该项控制方法只在样机上使用，没形成产品市场，存在的问题: ①偏心轮机械传动机构传动过程带来的固有问题依然存在，如2.①所示； ②使用控制电机自动调整不等速偏心轮的偏心量，同样在不等速偏心轮机械传动机构存在状态下，又增加了一部分机械传动和电气控制部分，导致连续式包装机设备更加复杂化。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题在于，克服现有技术的不足，提供一种，采用嵌入式控制技术，将纵封辊拉袋、横封辊旋转直接由步进电机驱动实现，并保证两者的运动速度在横封封合点的线速度一致，合理解决和避免该速度不一致导致包装成品袋雍袋和岑袋现象和不足。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的: 依据本专利技术提供的一种连续式步进电机驱动横纵封辊包装机，包括纵封牵引驱动机构、横封旋转驱动机构、成品袋切断机构、物料充填装置和包装机系统控制器，所述的纵封牵弓I驱动机构由纵封棍、纵封驱动步进电机、复合膜卷材、导棍、纵封传动同步带、纵封传动同步带轮、纵封传动变向齿轮、纵封传动轴组成，纵封辊牵引由纵封驱动步进电机直接驱动，纵封驱动步进电机驱动纵封传动同步带轮转动，纵封传动同步带轮与纵封传动同步带转动配合，并驱动动纵封传动轴旋转，纵封传动轴与纵封传动变向齿轮转动配合，并驱动纵封辊旋转；所述的横封旋转驱动机构由横封辊、横封驱动步进电机、横封传动同步带、横封传动轴、横封传动同步带轮、横封传动变向齿轮组成，横封辊旋转由横封驱动步进电机直接驱动，横封驱动步进电机驱动横封传动同步带轮转动，横封传动同步带轮与横封传动同步带转动配合，并驱动横封传动轴旋转，横封传动轴与横封传动变向齿轮转动配合，并驱动横封辊旋转；所述的成品袋切断机构由切断定刀、切断动刀、旋转电磁离合制动器、主动切刀同步带轮、切刀同步带、被动切刀同步带轮组成，横封棍带动主动切刀同步带轮转动，主动切刀同步带轮与切刀同步带转动配合，切刀同步带与被动切刀同步带轮转动配合，横封棍通过主动切刀同步带轮、切刀同步带、被动切刀同步带轮驱动旋转电磁离合制动器旋转，旋转电磁离合器上电，则切断动刀旋转，并与切断静刀配合，切断热封后成品袋。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案进一步实现: 前述的包装机系统控制器包括壳体和壳体内装有的信息处理电路，壳体的面板上装有IXD显示屏和按键，其中信息处理电路包括嵌入式微处理器、输入数字信号调理隔离电路接口、信号输出接口调理功率驱动电路、系统状态显示电路、按键管理电路，横封位置传感器、系统启动信号、光电跟标传感器、下料点动传感器、系统设置信号、系统停止信号、无纸报警传感器分别与输入数字信号调理隔离电路接口的输入连接，输入数字信号调理隔离电路接口的输出连接嵌入式微处理器的输入，嵌入式微处理器的输出连接信号输出接口调理功率驱动电路的输入，信号输出接口调理功率驱动电路的输出分别连接纵封拉袋信号输出、横封旋转信号输出、下料充填信号输出、切刀控制信号输出、系统启动指示输出、故障报警信号输出，系统状态显示电路、按键管理电路分别连接嵌入式微处理器的输入； 前述的物料充填装置采用粉剂物料充填装置，或颗粒物料充填装置，或酱类物料充填 装置。一种连续式步进电机驱动横纵封辊包装机的控制方法，它包括以下步骤: (O由包装机系统控制器采集横封位置封合点即接近开关和光电信号，并按设置袋长参数输出脉冲给纵封驱动步进电机驱动电源相应步数和速度信号，且步进电机驱动电源驱动纵封驱动步进电机进而驱动纵封辊传动机构按要求旋转，完成包装机拉袋走纸操作的生产过程； (2)由包装机系统控制器采集安装在横封辊上的横封位置封合点接近开关和光电开关的色标信号，并根据纵封辊牵引的运行速度输出脉冲给横封驱动步进电机驱动器相应步数和速度信号，且横封驱动步进电机驱动器驱动横封驱动步进电机，进而带动横封辊按纵封辊速度要求旋转，以保证横封辊与纵封辊在横封辊封口时的速度同步，并完成连续式包装机包装袋定长和跟标及横封封合操作的生产过程； (3)横封封合结束，在纵封辊执行下一次拉袋走纸操作结束横封封合前，包装机系统控制器自动控制下料充填装置完成下料 充填操作；。(4)由包装机系统控制器根据系统设置的连切、分切或不切信息决定输出相应控制信息，实现对旋转离合器的电源控制，达到连切、分切、点切或不切的操作需要。本专利技术与现有技术相比具有显著的优点和有益效果: 1.纵封辊牵引采用步进电机直接驱动、横封辊旋转采本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种连续式步进电机驱动横纵封辊包装机,包括纵封牵引驱动机构、横封旋转驱动机构、成品袋切断机构、物料充填装置和包装机系统控制器，其特征在于：所述的纵封牵引驱动机构由纵封辊、纵封驱动步进电机、复合膜卷材、导辊、纵封传动同步带、纵封传动同步带轮、纵封传动变向齿轮、纵封传动轴组成，纵封辊牵引由纵封驱动步进电机直接驱动，纵封驱动步进电机驱动纵封传动同步带轮转动，纵封传动同步带轮与纵封传动同步带转动配合，并驱动动纵封传动轴旋转，纵封传动轴与纵封传动变向齿轮转动配合，并驱动纵封辊旋转；所述的横封旋转驱动机构由横封辊、横封驱动步进电机、横封传动同步带、横封传动轴、横封传动同步带轮、横封传动变向齿轮组成，横封辊旋转由横封驱动步进电机直接驱动,横封驱动步进电机驱动横封传动同步带轮转动，横封传动同步带轮与横封传动同步带转动配合，并驱动横封传动轴旋转，横封传动轴与横封传动变向齿轮转动配合，并驱动横封辊旋转；所述的成品袋切断机构由切断定刀、切断动刀、旋转电磁离合制动器、主动切刀同步带轮、切刀同步带、被动切刀同步带轮组成，横封辊带动主动切刀同步带轮转动，主动切刀同步带轮与切刀同步带转动配合，切刀同步带与被动切刀同步带轮转动配合，横封辊通过主动切刀同步带轮、切刀同步带、被动切刀同步带轮驱动旋转电磁离合制动器旋转，旋转电磁离合器上电，则切断动刀旋转，并与切断静刀配合，切断热封后成品袋。...
【技术特征摘要】
1.种连续式步进电机驱动横纵封辊包装机，包括纵封牵引驱动机构、横封旋转驱动机构、成品袋切断机构、物料充填装置和包装机系统控制器，其特征在于:所述的纵封牵引驱动机构由纵封棍、纵封驱动步进电机、复合膜卷材、导棍、纵封传动同步带、纵封传动同步带轮、纵封传动变向齿轮、纵封传动轴组成，纵封辊牵引由纵封驱动步进电机直接驱动，纵封驱动步进电机驱动纵封传动同步带轮转动，纵封传动同步带轮与纵封传动同步带转动配合，并驱动动纵封传动轴旋转，纵封传动轴与纵封传动变向齿轮转动配合，并驱动纵封棍旋转；所述的横封旋转驱动机构由横封辊、横封驱动步进电机、横封传动同步带、横封传动轴、横封传动同步带轮、横封传动变向齿轮组成，横封辊旋转由横封驱动步进电机直接驱动，横封驱动步进电机驱动横封传动同步带轮转动，横封传动同步带轮与横封传动同步带转动配合，并驱动横封传动轴旋转，横封传动轴与横封传动变向齿轮转动配合，并驱动横封辊旋转；所述的成品袋切断机构由切断定刀、切断动刀、旋转电磁离合制动器、主动切刀同步带轮、切刀同步带、被动切刀同步带轮组成，横封辊带动主动切刀同步带轮转动，主动切刀同步带轮与切刀同步带转动配合，切刀同步带与被动切刀同步带轮转动配合，横封棍通过主动切刀同步带轮、切刀同步带、被动切刀同步带轮驱动旋转电磁离合制动器旋转，旋转电磁离合器上电，则切断动刀旋转，并与切断静刀配合，切断热封后成品袋。2.据权利要求1所述的连续式步进电机驱动横纵封辊包装机，其特征在于:所述的包装机系统控制器包括壳体和壳体内装有的信息处理电路，壳体的面板上装有LCD显示屏和按键，其中信息处理电路包括嵌入式微处理器、输入数字信号调理隔离电路接口、信号输出接口调理功率驱动电路、系统状态显示电路、按键管理电路，横封位置传感器、系统启动信号、光电跟标传感器、下料点动传感器、系统设置信号...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋国治，荆萃，杨博文，刘铭哲，刘印贵，尹通，朱泽光，
申请(专利权)人：天津工业大学，宋国治，荆萃，杨博文，刘铭哲，刘印贵，尹通，朱泽光，
类型：发明
国别省市：
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