[发明专利]面向柔性标签卷绕复合的多层套准控制系统及方法

权利要求书

1.一种面向柔性标签卷绕复合的多层套准控制系统，其中料卷经放卷装置、进料S辊牵引至复合区，中间层膜和下层膜复合后，再与上层膜复合，在多层复合过程中，各层膜图案在进给方向动态对齐套准，同时，复合成品和不干胶底纸通过收料装置收集，其特征在于，该控制系统构成包括：

(a)中间层放料单元(1)，由Inlay放料轴(11)、Inlay放料线速检测惰辊(41)和Inlay进料S辊(21)组成；

(b)下层膜放料单元(2)，由下层膜放料轴(12)、下层膜放料线速检测惰辊(42)、下层膜进料S辊(22)、下层膜收料线速检测惰辊(45)和下层膜收料轴(15)组成；

(c)上层膜放料单元(3)，由上层膜放料轴(13)、上层膜放料线速检测惰辊(43)、上层膜进料S辊(23)、上层膜收料线速检测惰辊(44)和上层膜收料轴(14)组成；

(d)一次复合单元(4)，由Inlay张力检测辊(51)、下层膜张力检测辊(52)、Inlay偏差检测传感器(61)和下层膜偏差检测传感器(62)、一次复合压辊(31)、一次复合后Inlay套准检测传感器(64)和一次复合后下层膜套准检测传感器(63)组成；

(e)二次复合单元(5)，由上层膜张力检测辊(53)、上层膜偏差检测传感器(65)、二次复合压辊(32)、二次复合后上层膜套准检测传感器(66)和二次复合后下层复合膜套准检测传感器(63)组成；

(f)成品收料单元(6)，由复合收料S辊(24)、成品收料线速检测惰辊(46)和成品收料轴(16)组成；

系统采用颜色传感器作为偏差检测和套准检测，其中一次复合后Inlay套准检测传感器(64)既作为一次复合后Inlay套准效果检测，同时完成一次复合后的下层复合膜偏差检测，偏差检测采集数据参与控制运算，套准检测采集数据只作为校核套准效果。

2.基于权利要求1所述系统的多层套准控制方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

步骤一，输入有关套准工艺参数，其中包括：标签步距L，下层膜张力设定值和边界值，下层膜张力设定F_1S、下层膜允许最小张力F_1L、下层膜允许最大张力F_1H，中间层Inlay张力设定值和边界值，中间层Inlay张力设定F_2S、中间层Inlay允许最小张力F_2L、中间层Inlay允许最大张力F_2H，上层膜张力设定值和边界值，上层膜张力设定F_3S、上层膜允许最小张力F_3L、上层膜允许最大张力F_3H；

步骤二，套准检测数据处理方法，多层膜分解为两层膜之间的位置比较方式，颜色传感器检测到其中一层图案Mark，记录其中一层进料S辊电机当前编码器位置P₁，等待另外一层MARK触发，记录同一个进料S辊电机当前编码器位置P₂，两层膜MARK之间的间隔距离ΔP＝P₂-P₁，以两层膜套准时的MARK间隔距离ΔP为基准值，其后每个采集周期得到的间隔距离为ΔP₁、ΔP₂…ΔP_k，ΔP_k为第K次检测到的两层膜MARK之间的间隔距离；相应的套准偏差为Δe₁＝ΔP₁-ΔP、Δe₂＝ΔP₂-ΔP…Δe_k＝ΔP_k-ΔP，Δe_k为计算得到的第K次采样周期时两层膜间的套准偏差；

步骤三，利用偏差-张力转换算法公式及边界条件，将两层膜间的套准偏差Δe_k转换为各层膜张力调整量ΔF(k)，其中，两层膜的张力调整量都等于ΔF(k)，而对于RFID标签复合，中间层Inlay由于已绑定芯片，限制张力大小≤20N.m，张力波动≤±10％，该中间层张力调整量强制设定为ΔF(k)＝0，给定张力F(k)＝10N.m，采用恒张力控制；

步骤四，采用张力-位置-速度控制方式，通过改变单层膜进料S辊电机与成品收料S辊的同步位置和速度，在进料S辊和复合压辊之间的张力发生改变，使该层膜产生微小拉伸形变，在同样长度内两层膜的图案步距由于张力调整的结果变得不一致，通过不断复合和时间积累，复合后的两层膜图案相对距离会有明显变化，以达到套准的目的；

步骤五，收放料采用卷径补偿，伺服力矩控制方式，通过间接测量收放料线速，与转速之间的关系计算得到当前卷径，根据张力不变的原则，实时更新伺服力矩输出。