基于薄膜厚度测量辅助定位的膜厚监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于薄膜厚度测量辅助定位的膜厚监测系统，其包括采集单元、处理单元，以及强度调节单元、调焦单元、驱动单元、执行机构和数据输出单元，执行机构中刻印单元的刻印头与挤出机模头螺栓有固定位置关系，通过在铸片的预设位置上刻印出V形或U形缺口印记，然后对测厚仪输出的薄膜剖面厚度曲线进行分析处理，获得厚度曲线上各点的厚度值，又基于缺口极值点对模头螺栓进行准确定位。本发明专利技术通过印记刻印和剖面数据处理，实现对薄膜厚度的实时监测，为膜厚控制提供了有效依据，能警示膜厚异常数据，且辅助定位所需的刻印量少。

Film thickness monitoring system based on film thickness measurement aided positioning

The invention discloses a film thickness measuring auxiliary positioning film thickness monitoring system based on the acquisition unit, processing unit and intensity adjustment unit and focusing unit, driving unit, actuator and a data output unit, the execution mechanism of the unit head engraved imprint has a fixed position with the extruder die by bolts. When printed V or U shaped notch mark on the preset position of cast pieces, then the film thickness profile curve of thickness gauge output was analyzed, the thickness of the thickness values obtained on the curve, and based on the accurate positioning of the mould head bolt gap extreme point. The present invention by Mark engraving and profile data processing, to achieve real-time monitoring of film thickness, provide an effective basis for the control of film thickness, film thickness can warn the abnormal data, the amount of engraving and the auxiliary positioning required less.

【技术实现步骤摘要】
基于薄膜厚度测量辅助定位的膜厚监测系统
本专利技术涉及薄膜制造
，具体涉及一种基于薄膜厚度测量辅助定位的膜厚监测系统。
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、时变、大延迟的复杂系统。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。薄膜厚度检测技术主要采用红外线、X射线、β射线等的透射式检测方式。如申请号为2012204848603的中国专利通过对激光透射图像的分析来判断被检薄膜的厚度，申请号为2012202105502的中国专利则通过红外检测来获得薄膜厚度。申请号为2007201517097的中国专利采用了X射线的方法，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。目前，为实时监测薄膜厚度，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监测，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，需要解决通过对挤出机模头螺栓准确定位来对薄膜剖面厚度进行有效监测的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种能辅助测厚仪对螺栓进行测厚定位的监测系统，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，输出薄膜剖面各点厚度值，并在厚度曲线上标记各模头螺栓位置，用来对BOPP薄膜生产进行在线式薄膜厚度监测。本专利技术的技术解决方案是，提供一种以下结构的基于薄膜厚度测量辅助定位的膜厚监测系统，其包括采集单元、处理单元，以及强度调节单元、调焦单元、驱动单元、执行机构和数据输出单元；所述采集单元从测厚仪采集薄膜剖面厚度曲线数据后传送给处理单元；所述处理单元分析、计算出各点薄膜厚度和挤出机模头各螺栓的位置；所述执行机构包括一个刻印单元，在处理单元的指令下，强度调节单元、调焦单元和驱动单元共同控制执行机构动作，使所述刻印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；所述数据输出单元输出剖面各点厚度值，在厚度曲线上标记各模头螺栓位置，并在厚度值超出预先设置的范围时发出警示。作为优选，所述刻印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，其还包括一个同步单元，所述同步单元为驱动单元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，所述剖面厚度曲线数据是测厚仪输出并能显示在一显示器上的薄膜剖面厚度图像，所述图像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，所述刻印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：本专利技术应用于薄膜生产在线厚度的实时监测，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栓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位置的自动准确定位，有效防止了人为判断错误的影响，为进行薄膜厚度一致性控制提供了实时有效依据。附图说明图1为BOPP生产工艺流程示意图；图2为本专利技术基于薄膜厚度测量辅助定位的膜厚监测系统的结构示意图；图3为刻印单元及挤出机模头局部结构示意图；图4为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为处理单元提取目标曲线数据流程图；图7为膜厚曲线对比图；图8为薄膜厚度值实时监测的统计结果；图9为刻印印记示意图；图10为刻槽群结构示意图；图11为矩形刻槽结构示意图；图12为刻印工作流程图。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所示，BOPP生产从原材料熔融开始，经挤出成型为厚片即铸片，铸片再经纵向和横向拉伸展宽展薄为宽卷薄膜，然后在牵引过程中进行切边和电晕等处理，最后收卷为大母卷，后续按订单要求对母卷进行分切和包装。由于厚度对产品质量起着至关重要的作用，因此，在BOPP生产中往往用两台测厚仪分别对铸片和宽卷薄膜进行厚度实时监测，两台测厚仪均可对外输出剖面的厚度数据集，同时它们均还连接显示器以显示铸片或宽卷薄膜的剖面图像。两台测厚仪中前面对铸片测厚的那一台在薄膜初拉出时使用，等到后面第二测厚仪投入后便暂停使用。如图2所示，本专利技术基于薄膜厚度测量辅助定位的膜厚监测系统100，其包括采集单元110、处理单元120，以及强度调节单元140、调焦单元150、驱动单元160、执行机构170和数据输出单元180。作为优选，本专利技术监测系统还包括同步单元130，通过该单元的同步可以仅在测厚仪扫描到刻印位置的时间片内才需要进行刻印，从而大大减少刻印量。结合图2和图3所示，本专利技术基于薄膜厚度测量辅助定位的膜厚监测系统100，还包括固定于机架200的支架190，执行机构170包括一个刻印单元。挤出机300的模头包括上下两个唇片310，唇片之间形成唇口330，唇口开度大小由横向排列的加热螺栓320来调节。所述刻印单元采用激光刻印模块171，其在由挤出机挤出后冷却成型的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于薄膜厚度测量辅助定位的膜厚监测系统，包括采集单元、处理单元，以及强度调节单元、调焦单元、驱动单元、执行机构和数据输出单元；所述采集单元从测厚仪采集薄膜剖面厚度曲线数据后传送给处理单元；所述处理单元分析、计算出各点薄膜厚度和挤出机模头各螺栓的位置；所述执行机构包括一个刻印单元，在处理单元的指令下，强度调节单元、调焦单元和驱动单元共同控制执行机构动作，使所述刻印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；所述数据输出单元输出剖面各点厚度值，在厚度曲线上标记各模头螺栓位置，并在厚度值超出预先设置的范围时发出警示。

【技术特征摘要】
1.一种基于薄膜厚度测量辅助定位的膜厚监测系统，包括采集单元、处理单元，以及强度调节单元、调焦单元、驱动单元、执行机构和数据输出单元；所述采集单元从测厚仪采集薄膜剖面厚度曲线数据后传送给处理单元；所述处理单元分析、计算出各点薄膜厚度和挤出机模头各螺栓的位置；所述执行机构包括一个刻印单元，在处理单元的指令下，强度调节单元、调焦单元和驱动单元共同控制执行机构动作，使所述刻印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；所述数据输出单元输出剖面各点厚度值，在厚度曲线上标记各模头螺栓位置，并在厚度值超出预先设置的范围时发出警示。2.根据权利要求1所述的一种基于薄膜厚度测量辅助定位的膜厚监测系统，其特征在于：所述刻印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所述的一种基于薄膜厚度测量辅助定位的膜厚监测系统，其特征在于：还包括一个同步单元，所述同步单元为驱动单元提供刻印开始...

【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