一种基于刻印辅助定位的膜厚控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于刻印辅助定位的膜厚控制系统，其包括一个由采集模块、辅助定位模块、处理模块、控制模块等组成的监测控制单元，在处理单元的指令下，辅助定位模块中的强度调节部、调焦部和驱动部共同控制执行机构动作，使刻印子单元在铸片的预设位置上刻印出V形或U形缺口印记，基于采集模块所采集数据，处理模块计算获取薄膜厚度和挤出机模头各螺栓的位置，并分别通过变频器和模头调节器控制挤出机转速和模头的开度。本发明专利技术通过印记刻印和剖面数据处理，分析处理得到厚度参数，能快速对模头螺栓进行准确定位，从而通过唇口开度和挤出速度调节达到薄膜横纵向厚度的均匀，且辅助定位过程所需的刻印量少。

Thickness control system of auxiliary positioning based on film engraving

The invention discloses a thickness control system of engraving auxiliary orientation films based on which comprises an acquisition module, by the auxiliary positioning module, processing module, control module and other components of the monitoring and control unit, the processing unit under the command of the auxiliary positioning module, focusing intensity adjusting unit and the driving department jointly control executive body movements, the carved marks carved out unit V shaped or U shaped notch mark on the preset position of strip, the data acquisition module based on the module obtained the film thickness and the extruder die each bolt position, and respectively through the inverter and the die head regulator to control the opening speed and extrusion machine die head. The present invention by Mark engraving and profile data processing, analysis and processing thickness parameters, can quickly and accurately locate the die head bolt, thereby adjusting the extrusion speed and film thickness uniformity to the longitudinal opening through the lip, marking the required amount and the auxiliary positioning process less.

【技术实现步骤摘要】
基于刻印辅助定位的膜厚控制系统
本专利技术涉及薄膜制造
，具体涉及一种基于刻印辅助定位的膜厚控制系统。
技术介绍
BOPP薄膜即双向拉伸聚丙烯薄膜是由双向拉伸所制得的，它是经过物理、化学和机械等手段特殊成型加工而成的塑料产品。BOPP生产线是一个非线性复杂系统。其工艺流程主要包括：原料熔融、挤出、冷却成型、纵向拉伸、横向拉伸、切边、电晕处理、卷取等。作为BOPP薄膜产品质量指标的物理机械性能如拉伸强度、断裂伸长率、浊度、光泽等，因主要决定于材料本身的属性，所以都易达到要求。而作为再加工性和使用性能的主要控制指标，即薄膜厚度偏差和薄膜平均厚度偏差，则主要决定于薄膜的制造过程。即使制造过程中薄膜厚度控制在在标准允许的偏差范围内，但经数千层膜收卷累计后，厚度偏差大的位置上就可能形成箍、暴筋或凹沟等不良缺陷，这些缺陷直接影响到用户的再加工使用，如彩印套色错位或涂胶不匀起皱等现象，使其降低或失去使用价值。所以BOPP薄膜生产中最关键的质量间题是如何提高和稳定薄膜厚度精度。薄膜厚度控制基于对厚度的实时检测，如申请号为2014201577223的中国专利通过X射线扫描获得薄膜厚度后，分别采用两个PID调节器来进行薄膜横向和纵向厚度的控制，申请号为2007201517097的中国专利也采用了类似的方法，其同时指出，为了得到厚度均匀的薄膜，必须要实现厚度测量值和测量位置精确定位。申请号为2014204575910的中国专利则通过定边装置来进行基膜的对齐。国内BOPP薄膜制造生产线的在线薄膜厚度控制系统与厚度检测仪很多是成套从国外引进，测厚仪的数据需要人工在操作界面上进行螺栓对应定位才能为控制系统提供有效的厚度数据。目前，对测厚仪输出的厚度数据进行螺栓对应的常用方法主要有以下两种，一是在不同螺栓处划线做记号，然后在测厚仪扫描架上找到对应的地方，以确定螺栓的位置；二是在用测厚仪检测剖面的同时，也测量出膜幅的实际宽度，参照模头的宽度来计算薄膜的缩颈量，进而对模头螺栓进行对应。这两种方法均需要人工根据实际生产情况进行辅助标识、测量和判断，人工判断不但不精确，也无法稳定。由于缺乏对薄膜剖面的连续准确定位，薄膜的厚度控制效果及所生产产品的质量往往受到影响。为此，需要解决膜厚控制系统中对测厚仪输出的薄膜剖面厚度曲线进行螺栓辅助自动定位的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种膜厚控制系统，能在控制过程的开始阶段辅助测厚仪对螺栓进行测厚定位，通过在挤出成型的铸片预设位置上刻印印记后，对测厚仪输出的薄膜剖面厚度曲线进行采集和分析处理，获取印记位置，从而对挤出机模头螺栓进行准确定位，定位后周期性地处理获取标记有模头螺栓位置的薄膜剖面厚度值集合，并基于该集合进行薄膜横向和纵向的厚度一致性控制。本专利技术的技术解决方案是，提供一种以下结构的基于刻印辅助定位的膜厚控制系统，其包括挤出单元、冷却成型单元、拉伸单元、测厚单元、监测控制单元和收卷单元，所述挤出单元包括挤出机和模头，所述拉伸单元包括纵拉模块和横拉模块，所述测厚单元包括第一测厚仪及第二测厚仪，薄膜原料熔体从挤出机挤出后经冷却成型单元固化为铸片，铸片经拉伸单元拉伸为宽卷薄膜后由收卷单元收存为母卷，所述第一测厚仪及第二测厚仪分别位于拉伸单元两端对铸片和宽卷薄膜进行厚度监测，其特征在于：所述监测控制单元包括采集模块、处理模块、辅助定位模块、控制模块、模头调节器和变频器，所述辅助定位模块又包括强度调节部、调焦部、驱动部和执行机构，所述执行机构中含有一个刻印子单元；所述采集模块从测厚单元采集薄膜剖面厚度曲线数据后传送给处理模块，处理模块指令强度调节部、调焦部和驱动部共同控制执行机构动作，使所述刻印子单元在由挤出机挤出后冷却成型的铸片的预设位置上刻印出V形或U形缺口印记；基于所采集数据，处理模块计算获取薄膜厚度和挤出机模头各螺栓的位置，并分别通过变频器和模头调节器控制挤出机转速和模头的开度。作为优选，所述刻印子单元设置在用来将从挤出机挤出的薄膜原料熔体贴在激冷辊上的主气刀的前方，其所刻印的印记由多个深度不同的矩形刻槽组成。作为优选，系统还包括一个同步子模块，所述同步子模块为驱动部提供刻印开始的时间信息，使得所有的所述矩形刻槽均能被测厚仪检测到。作为优选，所述薄膜剖面厚度曲线数据以薄膜剖面图像形式表达，所述图像中包括分别以不同颜色表示的一条膜厚曲线、坐标轴和与坐标轴平行的辅助线。作为优选，所述控制模块包括控制器1和控制器2，所述控制器2通过模头调节器以占空比的方式来控制模头螺栓固态继电器的通断，从而通过控制螺栓的温度来调节该螺栓所在模头段的开度，以实现该螺栓所对应薄膜区段的厚度调节；所述控制器1以调节变频器的方式来控制挤出机的转速，从而通过控制挤出量来实现薄膜整体平均厚度的调节。作为优选，所述刻印子单元包括两个其刻印头分别与挤出机模头两端部螺栓位置相固定连接的刻印模块，所述刻印模块采用激光刻印模块。作为优选，所述刻印子单元包括一个与挤出机模头唇口平行的导轨以及一个刻印模块，所述刻印模块包括一个可沿所述导轨移动的刻印头，所述导轨上有多个与模头螺栓有固定位置关系的停靠点，所述刻印模块采用激光刻印模块。作为优选，所述刻印子单元刻印的印记最大深度为所刻印铸片厚度的0.05至0.1倍。采用本专利技术的方案，与现有技术相比，具有以下优点：本专利技术应用于BOPP生产的薄膜厚度在线控制，通过分析计算获得薄膜横向剖面厚度曲线上各点的厚度值，在铸片的两个或多个与模头两端螺检相对固定的预设位置上进行深槽刻印，从而在薄膜剖面厚度曲线上定位出所有螺栓位置，实现了对薄膜厚度测量的螺栓辅助定位，有效防止了人为判断错误的影响，通过反馈控制实现了BOPP薄膜的横向厚度均匀性和纵向厚度一致性，提高了薄膜成品质量。附图说明图1为本专利技术基于刻印辅助定位的膜厚控制系统的结构示意图；图2为本专利技术中辅助定位模块的结构示意图；图3为刻印子单元及挤出机模头局部结构示意图；图4为刻印子单元刻印头及周边局部结构示意图图；图5为BOPP生产中测厚仪显示界面图；图6为处理模块的提取目标曲线数据流程图；图7为刻印印记示意图；图8为刻槽群结构示意图；图9为矩形刻槽结构示意图；图10为刻印工作流程图；图11为BOPP薄膜厚度控制流程示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行详细描述，但本专利技术并不仅仅限于这些实施例。本专利技术涵盖任何在本专利技术的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本专利技术有彻底的了解，在以下本专利技术优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本专利技术。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本专利技术。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。如图1和2所示，本专利技术膜厚控制系统包括：挤出单元1、冷却成型单元2、拉伸单元3、测厚单元4、监测控制单元5和收卷单元6，其中挤出单元1包括挤出机7，在挤出机前端有模头8，拉伸单元3包括纵拉模块9和横拉模块10，测厚单元4则包括第一测厚仪401及第二测厚仪402，监测控制单元5包括采集模块11、处理模块12、辅助定位模块13、控制模块14、模头调节器15和变频器16。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于刻印辅助定位的膜厚控制系统，其包括挤出单元、冷却成型单元、拉伸单元、测厚单元、监测控制单元和收卷单元，所述挤出单元包括挤出机和模头，所述拉伸单元包括纵拉模块和横拉模块，所述测厚单元包括第一测厚仪及第二测厚仪，薄膜原料熔体从挤出机挤出后经冷却成型单元固化为铸片，铸片经拉伸单元拉伸为宽卷薄膜后由收卷单元收存为母卷，所述第一测厚仪及第二测厚仪分别位于拉伸单元两端对铸片和宽卷薄膜进行厚度监测，其特征在于：所述监测控制单元包括采集模块、处理模块、辅助定位模块、控制模块、模头调节器和变频器，所述辅助定位模块又包括强度调节部、调焦部、驱动部和执行机构，所述执行机构中含有一个刻印子单元；所述采集模块从测厚单元采集薄膜剖面厚度曲线数据后传送给处理模块，处理模块指令强度调节部、调焦部和驱动部共同控制执行机构动作，使所述刻印子单元在由挤出机挤出后冷却成型的铸片的预设位置上刻印出V形或U形缺口印记；基于所采集数据，处理模块计算获取薄膜厚度和挤出机模头各螺栓的位置，并分别通过变频器和模头调节器控制挤出机转速和模头的开度。

【技术特征摘要】
1.一种基于刻印辅助定位的膜厚控制系统，其包括挤出单元、冷却成型单元、拉伸单元、测厚单元、监测控制单元和收卷单元，所述挤出单元包括挤出机和模头，所述拉伸单元包括纵拉模块和横拉模块，所述测厚单元包括第一测厚仪及第二测厚仪，薄膜原料熔体从挤出机挤出后经冷却成型单元固化为铸片，铸片经拉伸单元拉伸为宽卷薄膜后由收卷单元收存为母卷，所述第一测厚仪及第二测厚仪分别位于拉伸单元两端对铸片和宽卷薄膜进行厚度监测，其特征在于：所述监测控制单元包括采集模块、处理模块、辅助定位模块、控制模块、模头调节器和变频器，所述辅助定位模块又包括强度调节部、调焦部、驱动部和执行机构，所述执行机构中含有一个刻印子单元；所述采集模块从测厚单元采集薄膜剖面厚度曲线数据后传送给处理模块，处理模块指令强度调节部、调焦部和驱动部共同控制执行机构动作，使所述刻印子单元在由挤出机挤出后冷却成型的铸片的预设位置上刻印出V形或U形缺口印记；基于所采集数据，处理模块计算获取薄膜厚度和挤出机模头各螺栓的位置，并分别通过变频器和模头调节器控制挤出机转速和模头的开度。2.根据权利要求1所述的一种基于刻印辅助定位的膜厚控制系统，其特征在于，所述刻印子单元设置在用来将从挤出机挤出的薄膜原料熔体贴在激冷辊上的主气刀的前方，其所刻印的印记由多个深度不同的矩形刻槽组成。3.根据权利要求2所述的一种基于刻印辅助定位的膜厚控制系统，其特征在于：还包括一个同步子模块，所述同步子模块为...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍军民，
申请(专利权)人：浙江商业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33