高效全自动液体灌装机控制系统

发布时间：2021-02-03 06:40

　　针对化工产品灌装生产需要,采用机器视觉、伺服定位及气动灌装技术设计了高效全自动液体灌装机控制系统,实现有毒有害环境下的化工产品全自动灌装.通过工业相机识别灌装油桶注入口平面坐标;采用线性自抗扰控制算法,实现灌装二维工作台高效控制;采用气动灌装技术实现灌装桶灌装容量控制.仿真试验表明,基于线性自抗扰解耦控制的全自动液体灌装机可以实现在平面内由灌装嘴到灌装桶口的高效、高精度运行. 

【文章来源】：北华大学学报(自然科学版). 2020,21(06)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

灌装机工作原理

采用线性自抗扰控制策略控制，线性扩张状态观测器参数β1=1，β2=6 000，β3=1 000，得到轨迹跟踪控制仿真曲线，见图6.由图6 a可见:二维滚珠丝杠平台上的灌装嘴A寻找油桶注入口B的运动轨迹为直线，其波动很小．图6 b为系统运行在1 s加入幅值为75 mm的三角波扰动后的波形，图6 c、d分别为X轴和Y轴的跟踪轨迹与直线运动轨迹的对比波形．可以看出:系统加入扰动后，X轴和Y轴一直进行直线运动且跟踪误差很小，抗扰动性能较强，因此保证了系统的高效运行及精确定位．

机器视觉系统[5]是功能完善的一体式图像采集处理系统，包括图像采集、处理、网络连接、视频输出显示、通信以及工业I/O控制功能，能快速、简便地构成在线机器视觉检测系统．本次采用200万像素机器视觉系统，8 mm镜头，检测距离约1 000 mm，检测范围为900×800视野，配选570 mm长条形光源．视觉系统原理见为准确识别油桶注入口在平面中的坐标，需进行坐标转换．首先由视觉系统采集部分识别油桶注入口坐标，得到目标后进行坐标变换，实现图像采集坐标与二维平台坐标的转换，为灌装做好准备．标定后的视觉精度可达0.01 mm，检测速度为10件/s.

【参考文献】：
期刊论文
[1]气动位置控制系统分数阶控制器的设计与仿真[J]. 赵彦楠,曾亿山,耿豪杰.  液压与气动. 2019(07)
[2]视觉检测技术在高速软管灌装机上的使用[J]. 章金宇,马清龙,李海军.  制造业自动化. 2019(01)
[3]多控制点高速砖式灌装机控制系统的设计[J]. 杨振宇,桂存兵.  机床与液压. 2018(16)
[4]液体灌装机的高精度灌装定量方法[J]. 林利彬,张昱,陆英,李习峰,游淞麟.  包装与食品机械. 2017(04)
[5]全自动液体灌装机控制系统的设计与实现[J]. 李文宇,李海龙,周益林,王延军.  制造业自动化. 2017(01)
[6]线性自抗扰气缸位置伺服控制研究[J]. 赵苓,张斌.  液压与气动. 2017(02)
[7]基于PLC控制的自寻口称重式灌装机的研发[J]. 徐志刚,杨红亮,徐国宝,马金凤,王延军.  包装与食品机械. 2016(05)
[8]基于PLC和DSP的全自动液体灌装机的设计[J]. 柳成,崔杨.  机床与液压. 2012(08)



本文编号：3016070