喜歡這套資料就充值下載吧。。。資源目錄里展示的都可在線預覽哦。。。下載后都有，，請放心下載，，文件全都包含在內，圖紙為CAD格式可編輯，【有疑問咨詢QQ:414951605 或 1304139763】 理工學院 畢業(yè)設計(論文)外文資料翻譯 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 姓 名： xxx 學 號： xxxxx 外文出處：Applied Mechanics and Materials Vol.533 (2014) pp 294-297 附 件： 1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。 指導教師評語： 簽名： 年 月 日  研究和自動化控制系統(tǒng)的材料拆分包裝開發(fā)和包裝一體機 楊凱、李忠申和張磊 機械工程與自動化學院、華僑大學,廈門,361021,中國 yangkai1@hqu.edu.cn,lzscyw@hqu.edu.cn,zllxj@vip.163.com 關鍵詞:自動控制系統(tǒng)、分包裝、包裝機、LPC2478、μC/OS-II。 文摘 為了滿足高速度、高精度、高可靠性的包裝機,提供了一種新穎的控制系統(tǒng)。在硬件方面， 主電路由主處理器模塊、存儲器模塊、溫度測量和控制模塊、輸入信號檢測模塊、材料拆分包裝模塊,輸出驅動模塊、人機界面模塊,系統(tǒng)監(jiān)控模塊,電源模塊,通過JTAG調試模塊等組成。在軟件方面，多任務操作系統(tǒng)μC/OS-II和圖形用戶界面μC/GUI被成功移植到LPC2478。然后建立了一個實驗平臺。另外還有許多控制任務，包括自動計量、制袋、加載、轉讓、抽真空、封口、數據顯示、自動并持續(xù)地在平臺上執(zhí)行。最后結果顯示:機器在一分鐘內可以包30包(每5 g),包裝誤差≤0.2 g;包裝合格率≥93%?？傊?系統(tǒng)性能良好。 介紹 隨著人民生活水平的提高,人們對材料包裝提出了更高的要求。一些材料,如食品、藥品包裝不僅需要精確的分割,但還需要真空包裝。然而,在傳統(tǒng)的分割包裝和包裝方式上,工作很重,材料很容易污染,包裝質量不好,包裝效率也低。為了實現集成的自動拆分包裝和包裝,以滿足高速度、高精度和高可靠性,迫切需要新型控制系統(tǒng)。因此,研究和開發(fā)拆分包裝和包裝上的控制系統(tǒng)集成機器具有十分重要的意義。那臺機器的自動控制系統(tǒng)提供基于ARM。 控制系統(tǒng)的總體設計 根據市場需求和小顆粒材料的拆分包裝和包裝特點,包裝流程,包含自動測量,使袋、抽真空和密封的研究?？刂葡到y(tǒng)結構設計,如圖1所示。當拆分包裝和包裝機運行時,包裝材料由材料巧妙地被分割模塊,然后他們被放入到一個現成的內袋。之后,袋放入一個外袋,整個包被操縱者轉移到一個真空室,那里的空氣袋將由氣泵疏散。最后,整個袋子被密封。在這些過程中,許多電磁閥被用來控制各種執(zhí)行機構。還有許多傳感器用于檢測材料的重量和位置信息。因此,一個完整的閉環(huán)系統(tǒng)的形成,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 控制系統(tǒng)的硬件設計 硬件電路由主處理器模塊、存儲器模塊、溫度測量和控制模塊、輸入信號檢測模塊、材料拆分包裝模塊、 輸出驅動模塊、人機接口模塊、系統(tǒng)監(jiān)控模塊,電源模塊,通過JTAG調試模塊等構成。其中一些人介紹如下。 主處理器模塊：由NXP半導體設計而成的LPC2478單片機,以ARM7TDMI-S為核心,它是一個高度集成的單片機，用于一個需要先進通信和高質量圖形顯示的廣泛的應用程序。 溫度測量和控制模塊：在這臺機器中,成型內袋和密封外袋都是在高溫操作。溫度由K-type熱電偶來衡量和LPC2478來控制。電路是圖2所示。熱電偶參考函數給出如下： E= (1) 它的逆函數是: (2) 是攝氏溫度的熱電偶,,和E(mV)是相應的電動勢,和E是轉換系數。[7]。 熱電阻的溫度通過安裝在上面的熱電偶被探測到,并放大了運算放大器OP07。然后這個信號從模擬到數字信號轉換。按照LPC2478溫度控制規(guī)則,處理結果被輸出到ULN2003，來控制固態(tài)熱繼電器YJGX-3FA的開始。 圖1控制系統(tǒng)結構 圖2溫度測量和控制電路 包裝材料分割模塊：小顆粒材料通過振動給料機轉移到重儲料器,他們通過稱重傳感器探測到的重量是3公斤。這些信號通過A / D轉換器CS5532進行轉換。之后,轉換后的數據通過SPI總線轉移到LPC2478。稱重模塊電路圖3所示。由于當前的重量和設置重量之間的差異和改變利率,LPC2478控制振動供料器所輸出的頻率不同。 圖3稱重模塊電路 圖4模塊級聯(lián)圖 模塊級聯(lián)：大部分信號通過直接耦合級聯(lián)連接,但在外部傳感器、執(zhí)行器和模塊電路的信號通過光電隔離耦合級聯(lián)連接，以提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全。所有模塊示意圖和整體控制系統(tǒng)的原理通過專業(yè)繪圖軟件被繪制。模塊級聯(lián)如圖4所示。 控制系統(tǒng)的軟件設計 實時多任務操作系統(tǒng)μC/OS-II的介紹，是為了設計基于自上而下的結構模型和模塊化設計的控制系統(tǒng)軟件。首先,系統(tǒng)μC/OS-II和圖形用戶界面μC/GUI成功移植到LPC2478并且初始化好。然后主程序開始創(chuàng)建任務?？刂迫蝿罩饕勺詣訙y量、制袋、加載、抽真空、封口和數據顯示等,它們通過液晶顯示程序,觸摸屏程序,拆分包裝程序,溫度控制程序、包裝控制程序、通用輸入和輸出程序等進行。其中一些人介紹如下。 液晶顯示程序：LPC2478有自己的LCD控制器。TFT真彩液晶用于顯示包裝的信息,如包裝參數調整界面,手動操作界面,實時重量,材料成型內包溫度、密封外袋溫度和錯誤消息窗口。圖形用戶界面μC/GUI在系統(tǒng)μC/OS-II中運行,另外人機互交界面非常漂亮。LCD控制流程如圖5所示。 包裝控制程序：根據包裝的控制要求,有很多輸入和輸出信號的過程。輸入數據包括各種開關，傳感器輸出信號，用于檢測包裝機運行過程。然后將產生相應的控制信號通過LPC2478打開電磁閥或啟動電動機。最后的材料將被打包成包。包裝過程流程如圖6所示。 圖5液晶控制流程圖 圖6包裝過程流程圖 測試實驗 硬件和軟件集成到一個如圖7（a）所示的自動控制系統(tǒng)原型。一個拆分包裝和包裝集成的實驗平臺被建立，如圖7所示(b)。在主界面,控制系統(tǒng)可以顯示兩組材料的實時重量,成型溫度內袋,密封外袋溫度和它們的設置。用戶可以通過“+ -”按鈕調整設置。此外,這里有手工操作、包裝參數調整,日期和時間顯示等。在測試實驗中,一分鐘里包裝重量和數量被測量的設置分別是5克,7 g和15 g。每個包被稱重如圖7(c)所示。然后,所有袋的材料重量被計算和記錄。測量點和稱重結果如圖7(d)所示。長期的統(tǒng)計結果顯示:機器可以在一分鐘內包30包(每包5 g),包裝誤差≤0.2 g;包裝合格率≥93%。 （a） (b) (c) (d) 圖7(a)電路板的自動控制系統(tǒng),(b)實驗平臺,(c)包裝材料稱重,(d)測量點、稱重結果圖表 結論 按照小顆粒材料的拆分包裝和包裝要求,一個自動控制系統(tǒng)被研究和開發(fā)。主要結論有：a)控制系統(tǒng)的硬件和軟件被設計,研究了實時多任務操作系統(tǒng)μC/OS-II和圖形用戶界面μC/GUI,并成功地移植到LPC2478。b)拆分包裝和包裝一體機的實驗平臺被建立。許多控制任務是自動的,并不斷在平臺上實現。c)包裝內袋和外袋包裝在機器上被完成。包裝產品的外觀是一致的。整個控制系統(tǒng)的性能很好。 感謝 這項工作得到了中央大學基礎研究基金(JB-ZR1107)和廈門集美科技計劃項目的支持,中國(20137C01)。 參考文獻 [1] H.K.Tonshoff,C.Soehner and G.Isensee: Robotics and Computer-Integrated Manufacturing Vol.13 (1997),p.1-7 [2] M.K.Shivhare,D.P.Rao and N.Kaistha:Chemical Engineering and Processing: Process Intensification Vol.71 (2013),p.115-124 [3] J.Boersma and J.Molenaar:Siam Review Vol.37 (1995),p.406-422 [4] R.M.Wu,D.Liu,J.H.Yu and Y.Z.Xiao: Advanced Materials Research Vol.80-81 (2011),p.1315-1319 [5] Z.Y.Peng, H.Z.Li and J.M.Liu:Advanced Materials Research Vol.320 (2011), p.487-491 [6] Information on http://www.cn.nxp.com/documents/data_sheet/LPC2478.pdf [7] T.Y.Wang,C.Q.Hua: Microcomputer Information Vol.19 (2003),p.62–63(In Chinese) [8] J.J.Labrosse:MicroC/OS -Ⅱ The Real-Time kernel, Second Edition (CMP Books, USA 2002). [9] B.B.Guan,L.G Tian,Z.Z.Cheng,Z.L.Chen and X.L.Wu:Applied Mechanics and Materials Vol.303-306 (2013),p.1485–1488 — 45 —