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摘要：中国的包装机械行业在上个世纪开始发展，并在上世纪90年代进入了快速发展的时代。现在，基本上已经形成了完整的工业体系。当前，包装袋正在不断更新，并且国内和国际市场也在进一步开发中。通过分析塑料制袋机的性能和结构，描述制袋机的检测和发展。本文就制袋机检测控制展开了相关探究。
关键词：制袋机；控制系统；图像处理技术
引言：
制袋机属于通用包装机械，通常利用塑料热塑性方面的原理，通过牵引，送料以及切割等相关工艺技术，把薄膜有效地生产为各种用途的包装袋。现如今，我国的制袋机几乎完成了向工艺自动化的转变，制袋机具有多种功能，可以处理更换和使用非常方便，工作能力是进口机器的3至4倍，在价格方面，比较进口机器更低，只有1/5到1/8。制造商不但会制造一些普通的制袋机，还会结合用户们的实际需求提供各类型专用制袋机的定制服务。为了让生产效率以及质量得到更多提升，研究人员正在继续引进先进技术，以帮助制袋机向机电一体化，智能控制和环保制造的方向发展。制袋机主要有两个基本动作：折叠进料，定长牵引，定位热封和定位切割。在生产过程中，有必要实现对热封，切割和进料运动的控制，并实现对薄膜张力，速度以及热封温度等技术参数的有效控制。该系统不仅包含了触摸屏以及定长位置等方面的控制系统，也包含了张力与速度、温度、校正系统。光电校正以及温度控制系统均属于面向对象的一种独立系统。而触摸屏系统则应用在各独立控制系统。它执行信号集成以实现人机交互。
1制袋机的组成
制袋机主要由输送装置、传动装置、制袋装置、集袋装置、理袋装置、电控系统等组成，见图1。
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图1制袋机示意图
2检测技术与应用
2.1张力检测
保持恒定的材料张力和精确控制张力波动是提高生产效率和控制制袋质量的重要因素，而张力传感是张力控制的基本前提。传统制袋机中有两种类型的张力传感器：直接以及间接测量。有直接测量轴承类型的张力传感器，例如气动张力传感器的励磁线圈和次级线圈，次级线圈是电感器。当磁性元件在测量方向上受到机械应力时，会发生磁性现象。在液位线圈中，产生与机械力成比例的感应交流电压信号，通过信号处理输出与机械力成比例的张力信号，并在轴承和机架之间安装压阻式张力传感器以记录水平方向。卷轴张力，使用相应的放大器处理全桥电压供应以及测量信号。放大器输出端的信号与径向力成正比，可以用到数字显示或者是在闭环里面用于瞬时值。另外，还有板簧微位移张力传感器。该类张力传感器优势在于检测范围比较广，响应速度比较快，且线性较好。其缺陷为，无法吸收张力峰值，同时，在张力控制系统存在着强烈干扰的时候，该系统没有时间立即作出反应，并且物料带的张力变化幅度变大。间接张力检测方法基本上是位置控制，并且通常使用浮动辊张力检测。当张力稳定后，物料带的张力与汽缸的力平衡，因此浮动辊处于中心位置。当张力变化时，浮动辊的位置上升或下降，浮动辊电位计检测到浮动辊的位置变化，并将位置信号反馈给张力控制器，控制器计算并输出控制信号[1]。通过对张力检测方法的全面直接和间接测试，可以同时检测浮动辊的位置信号和传感器输出的电张力信号。它具有良好的缓冲，平滑效果，高精度和高闭环控制重复性。还有一种根据卷轴直径检测张力的方法，安装在卷轴上的接近开关检测卷轴的速度，设置卷轴直径的初始值和材料厚度，并累计计算卷绕或退绕。鼓的当前直径通过根据线圈直径的变化输出控制信号来控制缠绕扭矩或放卷制动扭矩来调节张力。
2.2偏差检测材料
在输送过程中，由于力不均匀，厚度不均匀，牵引辊的圆度等原因，可能会在水平方向上发生位置偏移，必须及时进行在线偏移检测。最初，制袋机的速度并不高，并且根据现场的实际观察，操作员手动调整了材料偏差[2]。由于光电传感器具有结构简单，性能稳定，精度高和响应速度快的优点，因此现在使用光电传感器跟踪包装边缘的各种色度区域的分界线，并读取条带实际位置与设置位置之间的偏移量。将偏移量转换为电信号，进行放大，比较，计算分析后，发送指令至伺服控制器，控制电机带动纠偏导向机构，使带材回到设定位置，达到自动跟踪和调整进纸的目的。
3制袋机控制技术发展
改善制袋机功能的关键在于控制区域，例如袋长调整，色标检测调整和生产速度提高。过去，它是手动调整的。如果调整长度，则需要仔细调整曲柄机构的偏心率值，打开机袋并检查样品的长度比较麻烦。并且，由于间歇的往复运动，机器振动很大。如果您切换到步进电机以直接驱动橡胶辊进行间歇往复操作，则可以通过电路控制脉冲数来控制电机运行时间[3]。固定长度的胶片可以无误差地交付。这样，可以省略一系列曲柄和连杆机构，可以容易地调节长度，并且可以省略电磁离合器，制动器或超速离合器以及复杂且昂贵的电子控制系统。步进电机（例如130BC3100）配备有步进电机驱动器和特殊的步进电机控制器（例如YXD-2），因此需要集中各种电子按钮。这样，您可以使用操作面板上的拨码开关轻松设置行李袋的长度和其他操作项目。机器停止，放电量（放电接点），色码光电探针开关，机器主开关，焊刀温度，计数器等主电机驱动传动部分的主轴旋转，主轴上有一个特殊的凸轮（光口）步进它可以提供电动机启动和停止信号。机器完成装袋操作（密封，切割，运输，颜色标签等）后，可根据各种设定要求进行调整以进行工作。与造纸，纺织，纺织加工和其他行业一样，制袋机中的张力控制是常见的关键技术。这是因为在生产过程中，张力系统是复杂的，连接的且随时间变化的非线性系统。传统PID控制针对系统非线性时变以及PID参数在线实时调整方面的缺陷不能够解决。而计算机技术以及智能控制理论发展，给控制复杂动态不确定性系统带来了新方向，智能控制将成为发展趋势[4]。首先是将操作员的协调经验和知识提取到数学模型中，并将其存储在数据库中。该专家系统在一定程度上结合了PID的基本规则调节器参数，实现了对传动张力的自适应控制以及对对象进行一定程度的自整定的调节经验。建立专家系统是一项具有挑战性的技术创新。第二是将现代控制和决策理论（例如模糊编程，神经网络，分类和识别）引入基于通用PID控制器的张力控制系统中。添加模糊控制规则链接以实时调整PID参数。许多研究人员对模糊参数自适应PID控制系统实施了相关尝试，有的研究中进行了张力系统模糊控制方法，且设计出自适应PID模糊控制器，它能够按照偏差及其变化率对参数进行实时调整。
4.结束语
简而言之，将操作经验和数据总结为更完整的语言控制规则，然后计算机使用模糊推理根据控制系统的实际情况（即系统的输入条件）来最佳地调整PID参数。模糊控制的概念是在控制中使用误差和误差变化率，而控制率是从专家经验中得出的。模糊处理模型是不精确的，非线性的且时变系统具有很强的优势，但是有很多重要的方法可以应用于现实世界中的实践过程。
参考文献：
[1]邵小江，朱龙彪，陈丰明，傅启桃.新型多制式高速制袋机控制系统研发[J].机械设计与制造，2019（11）：111-114.
[2]康拓，武吉梅，刘琳琳，王睿.果袋制袋机关键部件创新设计[J].今日印刷，2019（07）：60-62.
[3]胡宏宇，王景良，朱龙彪，陈丰明，傅启桃.基于机器视觉的制袋机裁切定位系统设计[J].包装工程，2019，40（03）：200-206.
[4].用在塑料制袋机上同时形成两个菱形翻角的机构及方法[J].橡塑技术与装备，2015，41（08）：64.