茶叶自动包装机设计【11张CAD图纸+PDF图】
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理工学院毕业设计(论文)外文资料翻译专 业： 机械设计制造及其自动化 姓 名： xxx 学 号： xxxxx 外文出处：Applied Mechanics and Materials Vol.533 (2014) pp 294-297 附 件： 1.外文资料翻译译文；2.外文原文。 指导教师评语： 签名： 年 月 日研究和自动化控制系统的材料拆分包装开发和包装一体机杨凯、李忠申和张磊机械工程与自动化学院、华侨大学,厦门,361021,中国 yangkai1,lzscyw,zllxj关键词:自动控制系统、分包装、包装机、LPC2478、C/OS-II。文摘为了满足高速度、高精度、高可靠性的包装机,提供了一种新颖的控制系统。在硬件方面， 主电路由主处理器模块、存储器模块、温度测量和控制模块、输入信号检测模块、材料拆分包装模块,输出驱动模块、人机界面模块,系统监控模块,电源模块,通过JTAG调试模块等组成。在软件方面，多任务操作系统C/OS-II和图形用户界面C/GUI被成功移植到LPC2478。然后建立了一个实验平台。另外还有许多控制任务，包括自动计量、制袋、加载、转让、抽真空、封口、数据显示、自动并持续地在平台上执行。最后结果显示:机器在一分钟内可以包30包(每5 g),包装误差0.2 g;包装合格率93%。总之,系统性能良好。介绍随着人民生活水平的提高,人们对材料包装提出了更高的要求。一些材料,如食品、药品包装不仅需要精确的分割,但还需要真空包装。然而,在传统的分割包装和包装方式上,工作很重,材料很容易污染,包装质量不好,包装效率也低。为了实现集成的自动拆分包装和包装,以满足高速度、高精度和高可靠性,迫切需要新型控制系统。因此,研究和开发拆分包装和包装上的控制系统集成机器具有十分重要的意义。那台机器的自动控制系统提供基于ARM。控制系统的总体设计根据市场需求和小颗粒材料的拆分包装和包装特点,包装流程,包含自动测量,使袋、抽真空和密封的研究。控制系统结构设计,如图1所示。当拆分包装和包装机运行时,包装材料由材料巧妙地被分割模块,然后他们被放入到一个现成的内袋。之后,袋放入一个外袋,整个包被操纵者转移到一个真空室,那里的空气袋将由气泵疏散。最后,整个袋子被密封。在这些过程中,许多电磁阀被用来控制各种执行机构。还有许多传感器用于检测材料的重量和位置信息。因此,一个完整的闭环系统的形成,提高了系统的稳定性。控制系统的硬件设计硬件电路由主处理器模块、存储器模块、温度测量和控制模块、输入信号检测模块、材料拆分包装模块、 输出驱动模块、人机接口模块、系统监控模块,电源模块,通过JTAG调试模块等构成。其中一些人介绍如下。主处理器模块：由NXP半导体设计而成的LPC2478单片机,以ARM7TDMI-S为核心,它是一个高度集成的单片机，用于一个需要先进通信和高质量图形显示的广泛的应用程序。温度测量和控制模块：在这台机器中,成型内袋和密封外袋都是在高温操作。温度由K-type热电偶来衡量和LPC2478来控制。电路是图2所示。热电偶参考函数给出如下： E= (1)它的逆函数是: (2)是摄氏温度的热电偶,和E(mV)是相应的电动势,和E是转换系数。7。热电阻的温度通过安装在上面的热电偶被探测到,并放大了运算放大器OP07。然后这个信号从模拟到数字信号转换。按照LPC2478温度控制规则,处理结果被输出到ULN2003，来控制固态热继电器YJGX-3FA的开始。 图1控制系统结构 图2温度测量和控制电路 包装材料分割模块：小颗粒材料通过振动给料机转移到重储料器,他们通过称重传感器探测到的重量是3公斤。这些信号通过A / D转换器CS5532进行转换。之后,转换后的数据通过SPI总线转移到LPC2478。称重模块电路图3所示。由于当前的重量和设置重量之间的差异和改变利率,LPC2478控制振动供料器所输出的频率不同。 图3称重模块电路 图4模块级联图模块级联：大部分信号通过直接耦合级联连接,但在外部传感器、执行器和模块电路的信号通过光电隔离耦合级联连接，以提高控制系统的稳定和安全。所有模块示意图和整体控制系统的原理通过专业绘图软件被绘制。模块级联如图4所示。控制系统的软件设计实时多任务操作系统C/OS-II的介绍，是为了设计基于自上而下的结构模型和模块化设计的控制系统软件。首先,系统C/OS-II和图形用户界面C/GUI成功移植到LPC2478并且初始化好。然后主程序开始创建任务。控制任务主要由自动测量、制袋、加载、抽真空、封口和数据显示等,它们通过液晶显示程序,触摸屏程序,拆分包装程序,温度控制程序、包装控制程序、通用输入和输出程序等进行。其中一些人介绍如下。液晶显示程序：LPC2478有自己的LCD控制器。TFT真彩液晶用于显示包装的信息,如包装参数调整界面,手动操作界面,实时重量,材料成型内包温度、密封外袋温度和错误消息窗口。图形用户界面C/GUI在系统C/OS-II中运行,另外人机互交界面非常漂亮。LCD控制流程如图5所示。包装控制程序：根据包装的控制要求,有很多输入和输出信号的过程。输入数据包括各种开关，传感器输出信号，用于检测包装机运行过程。然后将产生相应的控制信号通过LPC2478打开电磁阀或启动电动机。最后的材料将被打包成包。包装过程流程如图6所示。 图5液晶控制流程图 图6包装过程流程图测试实验硬件和软件集成到一个如图7（a）所示的自动控制系统原型。一个拆分包装和包装集成的实验平台被建立，如图7所示(b)。在主界面,控制系统可以显示两组材料的实时重量,成型温度内袋,密封外袋温度和它们的设置。用户可以通过“+ -”按钮调整设置。此外,这里有手工操作、包装参数调整,日期和时间显示等。在测试实验中,一分钟里包装重量和数量被测量的设置分别是5克,7 g和15 g。每个包被称重如图7(c)所示。然后,所有袋的材料重量被计算和记录。测量点和称重结果如图7(d)所示。长期的统计结果显示:机器可以在一分钟内包30包(每包5 g),包装误差0.2 g;包装合格率93%。 （a） (b) (c) (d)图7(a)电路板的自动控制系统,(b)实验平台,(c)包装材料称重,(d)测量点、称重结果图表结论按照小颗粒材料的拆分包装和包装要求,一个自动控制系统被研究和开发。主要结论有：a)控制系统的硬件和软件被设计,研究了实时多任务操作系统C/OS-II和图形用户界面C/GUI,并成功地移植到LPC2478。b)拆分包装和包装一体机的实验平台被建立。许多控制任务是自动的,并不断在平台上实现。c)包装内袋和外袋包装在机器上被完成。包装产品的外观是一致的。整个控制系统的性能很好。感谢这项工作得到了中央大学基础研究基金(JB-ZR1107)和厦门集美科技计划项目的支持,中国(20137C01)。参考文献1 H.K.Tonshoff,C.Soehner and G.Isensee: Robotics and Computer-Integrated Manufacturing Vol.13 (1997),p.1-72 M.K.Shivhare,D.P.Rao and N.Kaistha:Chemical Engineering and Processing: Process Intensification Vol.71 (2013),p.115-1243 J.Boersma and J.Molenaar:Siam Review Vol.37 (1995),p.406-4224 R.M.Wu,D.Liu,J.H.Yu and Y.Z.Xiao: Advanced Materials Research Vol.80-81 (2011),p.1315-13195 Z.Y.Peng, H.Z.Li and J.M.Liu:Advanced Materials Research Vol.320 (2011), p.487-4916 Information on /documents/data_sheet/LPC2478.pdf7 T.Y.Wang,C.Q.Hua: Microcomputer Information Vol.19 (2003),p.6263(In Chinese)8 J.J.Labrosse:Micro
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