一种挂面包装机控制系统的设计与开发
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以 ＤＳ Ｐ为控 制器 、 以伺 服 电机 为 执行 机构 的挂 面 包 装机 的新 型控 制 系 统 。该 系统 减 少 了机 械 结 构 ， 增 加 了
电气装 置 ， 符 合 当今 市 场 的发展 趋势 。
１ 系统 结构 及 工作 原 理
１ ． １ 基 于 凸轮 结构 的 机械 包装 系统 目前 ， 国 内挂 面包 装机 的包 装 功 能是 通 过 机 械 凸 轮带 动 连
注： １ ， ２ 一卷轴 ； ３ 一前夹 ； ４ 一后夹 ； ５ 一成捆挂面； ６ 一 带 张 力 传 感 器 的转 轴
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３一Ｏ １—２ ５
作 者 简 介 ：周 广 山 （ １ ９ ８ ７一 ） ， 男， 山东 菏 泽 人 ， 硕士研究生 ， 主要从事伺服控制的研究。 通 讯 作 者 ：潘 松 峰 （ １ ９ ６ ３一 ） ， 男， 教授 ， 硕士生导师 ， 主 要 从 事 伺 服 控 制 和 计 算 机 控 制 的研 究 。Ｅ ｍａ ｉ ｌ ： ｐ ａ ｎ ｓ ｏ ｎ ｇ ｆ ｅ ｎ ｇ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｒ ｎ
夹替 代前夹 凸 轮 ， 带 张力传 感器 的转 轴 ６替代 配重 凸轮 ， 并 且取 消 了与各个 凸 轮相配 套 的连杆 机构 。这样 包装 系统 中机 构动 ， 节 省 了大量 的空 间 。
以 ＤＳ Ｐ为控 制器 ， 以伺 服 电机 为 执行机 构 的包 装 机控 制 系 统 的工作原 理 如下 ： 成 捆挂 面被 送 到包装 纸带后 ， 控 制器控 制 前 夹 向后运 动 ， 直 到前夹 和后 夹完 成夹 紧 ； 然 后控 制器 控制驱 动器
文 章 编 号 ：１ ０ ０ ６ —９ ７ ９ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ —０ ０ ８ ９ —０ ４
一
种挂 面包装机控 制系统的设计 与开发
周 广 山 ，潘 松 峰 ，王 瑞 奇
（ 青 岛大 学 自动化 工程 学院 ，山东 青 岛 ２ ６ ６ ０ ７ １ ）
摘要 ： 针 对基 于 凸轮 结构 的机 械包 装 系统 存 在结 构 复 杂 、 安装 ，调 试 ，维 修 困 难 、 自动 化 程 度低 等 问题 ， 本 文 设计 了一 种 以 Ｄ Ｓ Ｐ为控 制器 、 以伺 服 电机 为执 行机 构 的挂 面 包装 机 的新 型控 制系 统 。本 系统通 过检 测 到 的张力 值 、 传 感 器信 号 和行 程 开 关信 号 以及 动作 时 序 ，完成 了对成 捆挂 面 的揉实 和纸 卷 包装 。挂 面包 装 机 的试 运 行 结果 证 明 ， 该 控制 系统
装 和机 械 自动 化包 装 。 ２ 种 方式 ， 前 者 由 于生 产 成本 高 和工 作 效 率 低等 问题 已逐 渐 被后 者 替 代 ， 而 机械 包
装 系统 的结 构 比较 复杂 ， 安 装调 试 和维修 也 比较 困难 ， 所 以难 以满 足市 场 的需 求 。基 于 此 ， 本 文 研 究 了一 种
９ ０
青 岛大学学报 （ 工程技 术版 ）
第 ２ ８卷
１ ． ２ 基于 Ｄ Ｓ Ｐ和 伺 服 的 包 装 机 控 制 系 统
本文研 究 和设 计 了 以 Ｄ Ｓ Ｐ为控 制器 、 以伺 服 电机为 执 行机
构 的包装机 控 制系统 来 替代 凸轮 传 动结 构 ， 新 型包 装 系 统 结构 如 图 ２所示 。由卷轴 １ 替 代主 动 凸轮 ， 卷轴 ２ 替 代 副动 凸轮 ， 前
挂 面是 中国 的主食 之一 ， 在人 们 的 日常饮 食 中 占据 比重 较大 。由于挂 面生产 附加 值 较低 ， 导致 了挂 面难 以大规 模生 产 ， 所 以挂 面行业 以中小 型企 业居 多 。随着 劳动 力成 本 的不断 上升 ， 众多 的 中小型挂 面生 产企 业 面 临 生存危 机 ， 挂 面 的 自动 化包 装成 为他 们 冲破 危机 的主要 途 径之一 。 目前 ， 中 国的挂面 包装 主要 有手 工包
提 高 了包装 的工作 效率 和 自动化 水 平 ， 也 扩 展 了挂 面 包 装 的种 类 。该 系统 减 少 了机 械 结
构， 增 加 了 电气装 置 ， 符 合 当今 市场 的发 展趋 势 。
关键 词 ： 包装 系 统 ；Ｄ Ｓ Ｐ； 伺服 ； 触 摸屏 中图分 类 号 ：Ｔ Ｐ ２ ３ 文献标 识 码 ：Ａ
成捆挂 面 的包装 。
图 １ 机 械 包 装 系 统 结 构 图
由于机 械机 构 的包 装 系统存 在 凸轮传 动 结构 复杂 ， 灵 活性 差 ， 自动化 控 制 水平 低 ， 安装、 调试、 维修 不 便
等 缺点 ， 所 以很难 满 足 当今市 场对 包装 机 高产 量 和高质 量 的要求 。
杆 机构 完成 ［ １ ］ ， 机械包 装 系 统 结构 图 如 图 １所 示 。基 于 凸轮 结 构 的机械包 装系统 口 的工作 原 理 如下 ： 成捆 挂 面被 传送 到包 装 纸带上 后 ， 前夹 凸轮带动 连杆机构 运 动 ， 将成 捆挂 面包 裹起 来 ， 然 后 主动凸轮 和 副 动 凸轮 带 动 连 杆机 构 配 合 动 作 ， 将 包 装 纸带 扯 紧； 同时配重 凸轮 带动连杆 动作 ， 间歇性 的托 动成 捆挂 面 ， 配 合 主 动和 副动凸轮将 成捆挂 面揉实 ， 然 后将 已涂 胶 的包 装纸 送到 纸带 上， 主动 和副动 凸轮配合 动作 ， 将纸 带 向后拖 动 ， 这 样 成捆挂 面就 会转 动 ， 同时纸带 上 的包 装 纸 随着 纸带 进 入成 捆 挂 面 中 ， 完 成对
第２ ８卷 第 ３期
２ ０ １ ３年 ９ 月
青 岛大 学 学 报 （ 工程技 术版 ） Ｊ Ｏ ＵＲ Ｎ Ａ Ｌ ＯＦ ＱＩ Ｎ Ｇ Ｄ Ａ Ｏ ＵＮ Ｉ Ｖ Ｅ Ｒ Ｓ Ｉ Ｔ Ｙ（ Ｅ ＆Ｔ）
Ｖ０ １ ． ２ ８ Ｎｏ ． ３
Ｓｅ ｐ ．２ ０ １ ３
电气装 置 ， 符 合 当今 市 场 的发展 趋势 。
１ 系统 结构 及 工作 原 理
１ ． １ 基 于 凸轮 结构 的 机械 包装 系统 目前 ， 国 内挂 面包 装机 的包 装 功 能是 通 过 机 械 凸 轮带 动 连
注： １ ， ２ 一卷轴 ； ３ 一前夹 ； ４ 一后夹 ； ５ 一成捆挂面； ６ 一 带 张 力 传 感 器 的转 轴
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３一Ｏ １—２ ５
作 者 简 介 ：周 广 山 （ １ ９ ８ ７一 ） ， 男， 山东 菏 泽 人 ， 硕士研究生 ， 主要从事伺服控制的研究。 通 讯 作 者 ：潘 松 峰 （ １ ９ ６ ３一 ） ， 男， 教授 ， 硕士生导师 ， 主 要 从 事 伺 服 控 制 和 计 算 机 控 制 的研 究 。Ｅ ｍａ ｉ ｌ ： ｐ ａ ｎ ｓ ｏ ｎ ｇ ｆ ｅ ｎ ｇ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｒ ｎ
夹替 代前夹 凸 轮 ， 带 张力传 感器 的转 轴 ６替代 配重 凸轮 ， 并 且取 消 了与各个 凸 轮相配 套 的连杆 机构 。这样 包装 系统 中机 构动 ， 节 省 了大量 的空 间 。
以 ＤＳ Ｐ为控 制器 ， 以伺 服 电机 为 执行机 构 的包 装 机控 制 系 统 的工作原 理 如下 ： 成 捆挂 面被 送 到包装 纸带后 ， 控 制器控 制 前 夹 向后运 动 ， 直 到前夹 和后 夹完 成夹 紧 ； 然 后控 制器 控制驱 动器
文 章 编 号 ：１ ０ ０ ６ —９ ７ ９ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ —０ ０ ８ ９ —０ ４
一
种挂 面包装机控 制系统的设计 与开发
周 广 山 ，潘 松 峰 ，王 瑞 奇
（ 青 岛大 学 自动化 工程 学院 ，山东 青 岛 ２ ６ ６ ０ ７ １ ）
摘要 ： 针 对基 于 凸轮 结构 的机 械包 装 系统 存 在结 构 复 杂 、 安装 ，调 试 ，维 修 困 难 、 自动 化 程 度低 等 问题 ， 本 文 设计 了一 种 以 Ｄ Ｓ Ｐ为控 制器 、 以伺 服 电机 为执 行机 构 的挂 面 包装 机 的新 型控 制系 统 。本 系统通 过检 测 到 的张力 值 、 传 感 器信 号 和行 程 开 关信 号 以及 动作 时 序 ，完成 了对成 捆挂 面 的揉实 和纸 卷 包装 。挂 面包 装 机 的试 运 行 结果 证 明 ， 该 控制 系统
装 和机 械 自动 化包 装 。 ２ 种 方式 ， 前 者 由 于生 产 成本 高 和工 作 效 率 低等 问题 已逐 渐 被后 者 替 代 ， 而 机械 包
装 系统 的结 构 比较 复杂 ， 安 装调 试 和维修 也 比较 困难 ， 所 以难 以满 足市 场 的需 求 。基 于 此 ， 本 文 研 究 了一 种
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青 岛大学学报 （ 工程技 术版 ）
第 ２ ８卷
１ ． ２ 基于 Ｄ Ｓ Ｐ和 伺 服 的 包 装 机 控 制 系 统
本文研 究 和设 计 了 以 Ｄ Ｓ Ｐ为控 制器 、 以伺 服 电机为 执 行机
构 的包装机 控 制系统 来 替代 凸轮 传 动结 构 ， 新 型包 装 系 统 结构 如 图 ２所示 。由卷轴 １ 替 代主 动 凸轮 ， 卷轴 ２ 替 代 副动 凸轮 ， 前
挂 面是 中国 的主食 之一 ， 在人 们 的 日常饮 食 中 占据 比重 较大 。由于挂 面生产 附加 值 较低 ， 导致 了挂 面难 以大规 模生 产 ， 所 以挂 面行业 以中小 型企 业居 多 。随着 劳动 力成 本 的不断 上升 ， 众多 的 中小型挂 面生 产企 业 面 临 生存危 机 ， 挂 面 的 自动 化包 装成 为他 们 冲破 危机 的主要 途 径之一 。 目前 ， 中 国的挂面 包装 主要 有手 工包
提 高 了包装 的工作 效率 和 自动化 水 平 ， 也 扩 展 了挂 面 包 装 的种 类 。该 系统 减 少 了机 械 结
构， 增 加 了 电气装 置 ， 符 合 当今 市场 的发 展趋 势 。
关键 词 ： 包装 系 统 ；Ｄ Ｓ Ｐ； 伺服 ； 触 摸屏 中图分 类 号 ：Ｔ Ｐ ２ ３ 文献标 识 码 ：Ａ
成捆挂 面 的包装 。
图 １ 机 械 包 装 系 统 结 构 图
由于机 械机 构 的包 装 系统存 在 凸轮传 动 结构 复杂 ， 灵 活性 差 ， 自动化 控 制 水平 低 ， 安装、 调试、 维修 不 便
等 缺点 ， 所 以很难 满 足 当今市 场对 包装 机 高产 量 和高质 量 的要求 。
杆 机构 完成 ［ １ ］ ， 机械包 装 系 统 结构 图 如 图 １所 示 。基 于 凸轮 结 构 的机械包 装系统 口 的工作 原 理 如下 ： 成捆 挂 面被 传送 到包 装 纸带上 后 ， 前夹 凸轮带动 连杆机构 运 动 ， 将成 捆挂 面包 裹起 来 ， 然 后 主动凸轮 和 副 动 凸轮 带 动 连 杆机 构 配 合 动 作 ， 将 包 装 纸带 扯 紧； 同时配重 凸轮 带动连杆 动作 ， 间歇性 的托 动成 捆挂 面 ， 配 合 主 动和 副动凸轮将 成捆挂 面揉实 ， 然 后将 已涂 胶 的包 装纸 送到 纸带 上， 主动 和副动 凸轮配合 动作 ， 将纸 带 向后拖 动 ， 这 样 成捆挂 面就 会转 动 ， 同时纸带 上 的包 装 纸 随着 纸带 进 入成 捆 挂 面 中 ， 完 成对
第２ ８卷 第 ３期
２ ０ １ ３年 ９ 月
青 岛大 学 学 报 （ 工程技 术版 ） Ｊ Ｏ ＵＲ Ｎ Ａ Ｌ ＯＦ ＱＩ Ｎ Ｇ Ｄ Ａ Ｏ ＵＮ Ｉ Ｖ Ｅ Ｒ Ｓ Ｉ Ｔ Ｙ（ Ｅ ＆Ｔ）
Ｖ０ １ ． ２ ８ Ｎｏ ． ３
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