软包装自动装箱机控制器的设计与实现

摘要

软包装材料目前广泛应用于食品等行业的流体包装。但由于软包装材料具有形状不固定、包装不能受力等特点，给自动装箱的实现带来困难。据市场调查，在软包装产品的自动装箱上国内目前处于空白。在此背景下，本文配合软包装自动装箱机样机的研制，进行控制器部分的设计和调试。
　　 结合软包装自动装箱机样机的特性，按照设计指标，本文给出了系统功能需求，并在此基础上提出了控制器的总体设计方案。
　　 控制器硬件以ARM7系列微控制器LPC2214为主控芯片，包括装箱机执行机构驱动、装箱机执行机构位置检测和伺服电机驱动等模块，同时还设计了CAN总线、RS-485和RS-232通信接口。控制器软件依照软包装的装箱流程，主要分为取空箱、空箱推进、包装装箱和实箱送出等几个功能模块，系统设计充分采用分层分模块的设计思想。
　　 在完成硬件和软件设计的基础上，本文对系统软硬件各个功能模块和整机先后进行了调试，调试结果表明本系统各模块功能正确，整机运行正常，达到了本设计阶段的预定目标。同时根据实际调试情况，分析了整机系统目前存在的缺陷和不足，并指出今后的改进方向，为系统的进一步完善奠定了基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题来源及研究意义

1.2自动装箱机的现状与发展趋势

1.3论文主要工作

1.4论文组织结构

2自动装箱机控制器总体设计

2.1需求分析

2.2总体设计方案

2.2.1控制器总体结构

2.2.2控制器设计指标

2.3本章小结

3自动装箱机控制器硬件设计

3.1硬件总体设计

3.1.1微控制器选型

3.1.2微控制器设计估算

3.1.3微控制器结构框图

3.2电源单元设计

3.2.1电源电路设计

3.3微控制器单元设计

3.3.1时钟电路

3.3.2复位电路

3.3.3程序装载与调试接口电路

3.4 I/O单元设计

3.4.1数据采集接口电路

3.4.2功率输出电路

3.5伺服电机控制单元设计

3.5.1伺服电机转速控制

3.5.2伺服电机位置控制

3.6通信接口单元设计

3.6.1 CAN通信接口

3.6.2 RS-485通信接口

3.6.3 RS-232通信接口

3.7本章小结

4自动装箱机控制器软件设计

4.1软件开发流程

4.2软件总体设计

4.3软件执行流程

4.4系统初始化单元软件设计

4.5 I/O驱动单元软件设计

4.5.1取空箱模块

4.5.2空箱推进模块

4.5.3包装装箱模块

4.5.4实箱送出模块

4.6伺服电机控制单元软件设计

4.6.1包装输送带的速度控制

4.6.2机械手移动平台的位置控制

4.7系统故障处理单元软件设计

4.8系统其它软件单元设计

4.8.1数据保存

4.8.2看门狗

4.9本章小结

5系统调试与测试

5.1系统硬件调试

5.2系统各模块调试

5.2.1 I/O驱动单元调试

5.2.2伺服电机控制单元调试

5.3整机实验室调试

5.4本章小结

6总结与展望

致 谢

参考文献