在高速連續(xù)的小袋食品包裝生產(chǎn)線上,包裝薄膜(袋膜)的準(zhǔn)確輸送是保證最終產(chǎn)品封邊整齊、圖案端正、整體美觀的關(guān)鍵前提。然而,在實際生產(chǎn)中,由于機械振動、導(dǎo)輥裝配誤差、薄膜自身特性不均等原因,袋膜在輸送過程中極易發(fā)生橫向跑偏。這種跑偏若不加以控制,輕則影響包裝外觀,重則導(dǎo)致封口不嚴(yán)、物料泄漏等質(zhì)量問題。
為從根本上解決這一行業(yè)常見技術(shù)難題,提升包裝產(chǎn)品的質(zhì)量與美觀度,一項研究提出并設(shè)計了一種基于智能自適應(yīng)算法的小袋食品包裝機袋膜糾偏控制系統(tǒng)。該研究首先深入剖析了包裝機拉膜機構(gòu)的工作過程,系統(tǒng)性地厘清了導(dǎo)致袋膜跑偏的各類因素,為控制系統(tǒng)的設(shè)計奠定了理論基礎(chǔ)。
系統(tǒng)的核心在于構(gòu)建一個“檢測-決策-執(zhí)行”的智能閉環(huán)。在檢測環(huán)節(jié),采用高精度的CCD傳感器實時捕捉袋膜邊緣的位置信息,準(zhǔn)確測量其跑偏量。在決策環(huán)節(jié),研究創(chuàng)新性地引入了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID(比例-積分-微分)控制算法作為控制器的“大腦”。與傳統(tǒng)的固定參數(shù)PID控制不同,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID具備自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力,能夠根據(jù)跑偏誤差的動態(tài)變化,在線實時調(diào)整控制參數(shù),從而實現(xiàn)對復(fù)雜、非線性系統(tǒng)的更優(yōu)控制。至后,在執(zhí)行環(huán)節(jié),由控制器輸出的優(yōu)化指令驅(qū)動糾偏執(zhí)行機構(gòu)(如伺服電機帶動的糾偏輥)動作,對卷筒或?qū)л伒奈恢眠M行在線微調(diào),從而及時糾正袋膜跑偏,確保其在預(yù)設(shè)路徑上無偏移傳送。
為驗證所提控制方法的有效性,研究團隊進行了仿真實驗。仿真結(jié)果對比表明,采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制方法的糾偏系統(tǒng),其動態(tài)響應(yīng)性能顯著優(yōu)于傳統(tǒng)PID控制。具體體現(xiàn)在:系統(tǒng)超調(diào)量(震蕩幅度)明顯減小,響應(yīng)速度更快,能夠更迅速、更平穩(wěn)地解決跑偏誤差,使袋膜更快回歸到設(shè)定位置。這項研究為包裝機械實現(xiàn)更高精度、更智能化的過程控制提供了有價值的理論參考和技術(shù)路徑。