１、引言

由於單片機具有很靈活的控製功能和能夠提供可靠的運行測試，因（yīn）此在機電（diàn）一體化的領域中得到廣泛的應用。利用單片機的功能實（shí）現自動化控製加工（gōng）已成（chéng）為現代工業***常用的控製方法之一。

本設計的主要目（mù）標在於充分的利（lì）用單（dān）片（piàn）機的資源和功（gōng）能（néng），以***簡單的（de）方法來（lái）完成封切機定位係統的複雜任務。係統工作時通過光電信號傳感器（qì）對封切機運動參數進行檢測和單片機的軟（ruǎn）硬件控製功能來實現對封（fēng）切機運動狀態的自動定位，從而控製步進電機的送料的速度，使之與主電（diàn）機控製的封切運動狀態相配合，實現（xiàn）包裝袋的***封切；同時，實現（xiàn）包裝自動電子計數（shù）及顯示，袋長顯（xiǎn）示及調整，點動和清零（líng）等（děng）操作功能。

２、封切機自動定位係統的工作原理（lǐ）

封切（qiē）機自動定位係統（tǒng）的應（yīng）用對象是包裝袋，通過８７５１單片機的軟硬件功能和（hé）光電信號（hào）傳感器檢測到的信號來實現（xiàn）對包裝袋輸送和封切的運動狀態自動定位，控製（zhì）送料步進電機的速度，使送料與無級調（diào）速（sù）主電機的封切動（dòng）作相（xiàng）配合，以實現包裝袋封切的（de）自動化和***化；同時，通過顯示器和報警係統向生產操作員提供準確的生產信息。

封切機自動定位係統（tǒng）的工作原理，圖中虛線部分為８７５１單片機及其外（wài）部接口，在輸入端有人工操作信（xìn）息和現場信息輸入；輸出端有顯示係統和執行機構響應（yīng）單（dān）片機的運行結果；人工輸（shū）入包括：調（diào）整袋長、清（qīng）零、複位、點動等操作；現場信（xìn）息有（yǒu）主（zhǔ）要為光電眼的（de）信息（xī）；工作狀態（tài）顯（xiǎn）示則為顯示袋長數值和被加工袋的數量；外（wài）部執行機（jī）構是起送袋作用的步進電機，它的頻率受單片機（jī）控製。

在（zài）包裝生產行（háng）業中，用作包裝袋的複合薄袋可以分為兩種：一種為空白袋，另（lìng）一（yī）種為印刷袋（色袋）。色袋上印有可（kě）供光電（diàn）信號（hào）檢測傳感器識別的標（biāo）識。封切機自動定位係統通過光電信號傳感器自動檢測到主（zhǔ）電機（jī）控製的封切機頻率，從而轉化為脈衝數與另一個光電信號傳感器檢測到的（de）脈衝數作（zuò）比較，調整（zhěng）送料步進（jìn）電（diàn）機的頻率，以（yǐ）達到改（gǎi）變其送料的速（sù）度，使之適應主電機的封切運動。

自動定位係統根據封切袋的不同又可以分為兩種定位方式：一種是空白袋定位係統，此定位係統為定長定位係統，隻要求封切（qiē）運動（dòng）的速度與（yǔ）送袋速（sù）度相配合，達到定長封切的要求；另一種是印刷袋定位係統，印刷袋定（dìng）位（wèi）係統則為定位的跟蹤，要求每次封切的位置必須（xū）落在指定的標識位置。

我們在進行各項封切任務時，必然會遇到一個問題；就是每次任務要求的袋長都可能會改變，而這必然會影（yǐng）響到我（wǒ）們在係統中（zhōng）預置的袋長初值。又（yòu）因為檢測色（sè）袋標識的光電眼與封切口之（zhī）間的距離Ｓ為一個定值，袋（dài）長改變了（le），也必然會影響送袋速度與封切速度之間的關係。因此為實現加工的自動化定位，必須（xū）要對此袋長與距離Ｓ之間（jiān）作一定的函數調整。但這隻對封切印刷袋（dài）有效，而在封切（qiē）空（kōng）白袋時（shí）則沒有意（yì）義了（le）。

３、自動（dòng）定位係（xì）統的硬件設計

３．１步進電（diàn）機的控製（zhì）

本係統因８７５１單片機的硬件（jiàn）接口限製和為了提高係統運行時的精度，對步進的控製（zhì）采取硬件分配方式而（ér）不是用軟件分配，步進（jìn）電（diàn）機的運行（háng）、停止（zhǐ）和運動速度則由（yóu）８７５１單片機的Ｐ１．０端口（kǒu）輸出脈衝（chōng）頻率來控製。當改變（biàn）Ｐ１．０端口輸出（chū）脈衝的（de）周期時，ＡＢＣ三相繞組高低電平的寬度（dù）將發生變化。這就導（dǎo）致通電和斷電的速率（lǜ）發生了變化，從而改變步進電機的速度。綜上所說，要（yào）控製步進電（diàn）機的（de）運動（dòng）狀態（tài）和運行速度，隻要調節Ｐ１．０端口輸出的（de）脈（mò）衝周期和脈衝數就可以實現了。

３．２光電信號傳感器的應用

光電信號傳感器是以（yǐ）光為媒介進行信號傳輸的器件。在封切（qiē）機自動定位係統中，安裝（zhuāng）了兩個光電信號傳感器（qì）（如圖１所示）。它的主要作用是：對（duì）整個係統進行實時監控，當光電信號傳感器接收到信（xìn）號（hào）時，就（jiù）會把接收到的信號以電平的形式傳輸給ＣＰＵ，並產生中（zhōng）斷要求：要求ＣＰＵ在完成（chéng）當前指令的下一機器周期跳變到該中斷要求所對應的中斷子程序，執行（háng）該中（zhōng）斷子程（chéng）序，完成對整個係統的實（shí）時監控和有關數據的運算及傳送。

一個光電信號傳（chuán）感器（又稱光電眼（yǎn））安裝在包裝機熱（rè）封裝置前，當封切（qiē）機自動定（dìng）位係統的運行模式為（wéi）印（yìn）刷（shuā）袋控製時（shí），便開啟光電眼來檢測印（yìn）刷（shuā）袋上的顏色信號並（bìng）將檢測得到的信號（hào）傳輸給ＣＰＵ，ＣＰＵ通過軟件功能將信號轉化為能夠控製步進電機（jī）運行的脈衝信號之一。

另一個光（guāng）電眼傳感器（qì）安裝在封切到下落處，當封切（qiē）機自動定位係統啟動時，該光電眼（yǎn）信號傳感器檢測（cè）到因封切刀（dāo）起落引起的光亮（liàng）變化而（ér）產生的或高或低電平信號並傳輸給ＣＰＵ，ＣＰＵ通過計數軟件和脈衝寬度測量軟件（jiàn）實現係（xì）統的自動電子計數功（gōng）能和調整步進電機送料的速度。