一种螺栓自定位方法技术

本发明专利技术公开了一种螺栓自定位方法，膜厚控制系统中监测控制单元内的采集模块将薄膜剖面厚度曲线数据传送给处理模块，处理模块计算获取薄膜厚度同时估算挤出机模头各螺栓的位置，并通过一组厚度偏差正负异号的相邻螺栓组合进行厚度比例调节，并根据调节前后膜厚的变化来对螺栓估计位置进行调整。本发明专利技术能快速对模头螺栓进行自定位，定位过程中调节动作小，避免了长时间螺栓加热对正常生产的影响，而准确的螺栓定位能避免BOPP薄膜制造过程中厚度偏差难以归零的问题，使薄膜横向与纵向厚度均保持高度一致。

A method of bolt self positioning

The invention discloses a bolt self positioning method. The collection module in the monitoring control unit of the film thickness control system transmits the film section thickness curve data to the processing module. The processing module calculates and obtains the film thickness and estimates the position of each bolt of the extruder die head, and adjusts the thickness proportion through a group of adjacent bolt combinations with the thickness deviation plus or minus sign, and adjusts the thickness according to the adjustment The estimated position of the bolt is adjusted by the change of the front and rear film thickness. The invention can quickly locate the bolt of the die head, and the adjustment action is small in the positioning process, thereby avoiding the influence of the long time Bolt Heating on the normal production. Accurate bolt positioning can avoid the problem that the thickness deviation of the BOPP film is difficult to return to zero, so that the transverse and longitudinal thickness of the film are highly consistent.

【技术实现步骤摘要】
一种螺栓自定位方法本申请为申请号201710429903.5、申请日2017年05月28日、专利技术名称“一种基于螺栓自定位的膜厚控制系统及螺栓自定位方法”的分案申请。
本专利技术涉及薄膜制造
，具体涉及一种螺栓自定位方法。
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自定位的问题。
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：通过动态调节一组选定的螺栓，对测厚仪输出的薄膜剖面厚度曲线进行处理和计算，判断螺栓定位的偏差并相应调整螺栓位置估计，从而对挤出机模头螺栓进行准确定位，输出标记有模头螺栓位置的薄膜剖面厚度值集合；从而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螺栓自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所述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、控制模块、模头调节器和变频器，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，处理模块计算获取薄膜厚度和估算挤出机模头各螺栓的位置，并通过自定位处理调整估算位置，控制模块接收处理模块输出的标记有模头螺栓位置的薄膜剖面厚度值集合后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，所述处理模块包括计算部、判识部、调节部和存储与输出部，所述计算部估算挤出机螺栓位置，并基于所采集的厚度曲线计算各螺栓处厚度值，所述判识部检索、识别待处理螺栓，并调整螺栓位置，所述调节部对待处理螺栓进行温度调节，通过控制模块发出指令来改变挤出机唇口的开度。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通过模头调节器以脉冲波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，所述判识部在检索周期检索出所有厚度偏差异号的相邻螺栓组合，选择组合内差别最小一组作为待处理螺栓，并由所述调节部仅对此一组螺栓进行调节。作为优选，所述判识部对所述调节后的薄膜厚度进行检测判别，根据所述螺栓组合范围内零偏差位置的移动来调节螺栓位置，并更新存储与输出部内容。作为优选，所述脉冲波采用PWM或PFM波。本专利技术的另一技术解决方案是，提供一种螺栓自定位方法，其特征在于，通过优选特定的一组螺栓进行厚度比例调节，并根据调节前后膜厚的变化来对螺栓估计位置进行调整，其包括如下步骤：(S1)系统初始化，设定周期、阈值；(S2)从测厚仪采集薄膜剖面厚度曲线数据，计算曲线对应的厚度值；(S3)如果已有定位数据则转S4，否则进行初始定位，通过人工对边后，将各螺栓均匀分布在曲线横轴上，更新螺栓定位位置集合和标记有模头螺栓位置的薄膜剖面厚度值集合，之后转S7；(S4)如果不是检索周期则转S5，否则进行螺栓检索，搜索所有厚度偏差正负异号的相邻螺栓组合，并选择其中厚度偏差的差别最小的一组标记为(Mj1，Mj2)作为待处理螺栓，由调节部通过控制模块对该两个螺栓进行按各自厚度偏差的比例控制，同时记录两个螺栓之间厚度偏差为零的点的横坐标XP，之后转S7；(S5)如果不是判别周期，则转S6，否则进行螺栓位置估计偏差的判断和调节，再次检索螺栓(Mj1，Mj2)之间的零偏差点，记其横坐标为XQ；比较XQ和XP，如果两者差值在设定阈值范围内，则转S8；若XQ小于XP则将所有螺栓右移，否则将所有螺栓左移，更新螺栓定位位置集合和标记有模头螺栓位置的薄膜剖面厚度值集合，之后转S7；(S6)定位不作处理，由控制模块对各螺栓进行PID调节来实现膜厚一致性控制，转S7；(S7)等待下一周期到来，转S2；(S8)定位完毕，结束。作为优选，所述螺栓位置估计偏差dM的调节按如下方法进行：dM＝η·dzf，其中，系数η动态取值，其初始值为为区间(1/3，1/2)内的一个数，之后若发现dzf的方向发生改变时η′＝1/2η，否则η′＝1.1η，η′为更新后的系数。作为优选，所述螺栓位置估计偏差dM的调节按如下方法进行：dM＝ρ·x，ρ为区间[0.8，1]内的一个数，x为按如下方程的正数解：Δ·x2+x(Δ·d+d·T-2·Δ·L)-2·Δ·L·d＝0其中，T和Δ分别为比例控制前零偏差点两侧对称位置上的薄膜厚度和厚度调节量，L为该位置与零偏差点的距离，d为比例控制前后零偏差点位移量。采用本专利技术的方案，与现有技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种螺栓自定位方法，其特征在于，通过优选特定的一组螺栓进行厚度比例调节，并根据调节前后膜厚的变化来对螺栓估计位置进行调整，其包括如下步骤：(S1)系统初始化，设定周期、阈值；(S2)从测厚仪采集薄膜剖面厚度曲线数据，计算曲线对应的厚度值；(S3)如果已有定位数据则转S4，否则进行初始定位，将各螺栓均匀分布在曲线横轴上，更新螺栓定位位置集合和标记有模头螺栓位置的薄膜剖面厚度值集合，之后转S7；(S4)如果不是检索周期则转S5，否则进行螺栓检索，搜索所有厚度偏差正负异号的相邻螺栓组合，并选择其中一组标记为(Mj1，Mj2)作为待处理螺栓，由调节部通过控制模块对该两个螺栓进行按各自厚度偏差的比例控制，同时记录两个螺栓之间厚度偏差为零的点的横坐标XP，之后转S7；(S5)如果不是判别周期，则转S6，否则进行螺栓位置估计偏差的判断和调节，再次检索螺栓(Mj1，Mj2)之间的零偏差点，记其横坐标为XQ；比较XQ和XP，如果两者差值在设定阈值范围内，则转S8；若XQ小于XP则将所有螺栓右移，否则将所有螺栓左移，更新螺栓定位位置集合和标记有模头螺栓位置的薄膜剖面厚度值集合，之后转S7；(S6)定位不作处理，由控制模块对各螺栓进行PID调节来实现膜厚一致性控制，转S7；(S7)等待下一周期到来，转S2；(S8)定位完毕，结束。...

【技术特征摘要】
1.一种螺栓自定位方法，其特征在于，通过优选特定的一组螺栓进行厚度比例调节，并根据调节前后膜厚的变化来对螺栓估计位置进行调整，其包括如下步骤：(S1)系统初始化，设定周期、阈值；(S2)从测厚仪采集薄膜剖面厚度曲线数据，计算曲线对应的厚度值；(S3)如果已有定位数据则转S4，否则进行初始定位，将各螺栓均匀分布在曲线横轴上，更新螺栓定位位置集合和标记有模头螺栓位置的薄膜剖面厚度值集合，之后转S7；(S4)如果不是检索周期则转S5，否则进行螺栓检索，搜索所有厚度偏差正负异号的相邻螺栓组合，并选择其中一组标记为(Mj1，Mj2)作为待处理螺栓，由调节部通过控制模块对该两个螺栓进行按各自厚度偏差的比例控制，同时记录两个螺栓之间厚度偏差为零的点的横坐标XP，之后转S7；(S5)如果不是判别周期，则转S6，否则进行螺栓位置估计偏差的判断和调节，再次检索螺栓(Mj1，Mj2)之间的零偏差点，记其横坐标为XQ；比较XQ和XP，如果两者差值在设定阈值范围内，则转S8；若XQ小于XP则将所有螺栓...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈利锋，余序安，
申请(专利权)人：浙江凯利新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33