[发明专利]BOPP膜厚均匀度控制器

说明书

本发明公开了一种BOPP膜厚均匀度控制器，其包括膜厚图像拾取模块、图像处理模块和计算与输出模块，其中膜厚图像拾取模块捕获测厚仪输出的薄膜剖面图像；由图像处理模块获取标记有模头螺栓位置的薄膜剖面厚度值集合；计算与输出模块对中部螺栓计算其所对应位置的厚度偏差及其左右临近螺栓所对应位置的厚度偏差均值，经模糊推理计算获得所对应的控制量并经模头调节器对该螺栓进行温度控制来调节薄膜厚度。基于模头唇口开度控制的专家操作经验，本发明通过模糊控制实现了模头相邻螺栓之间的解耦，使得BOPP薄膜在生产中能保持厚度的均匀与稳定。

技术领域

本发明涉及薄膜制造技术领域，具体涉及一种BOPP膜厚均匀度控制器。

背景技术

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，也正是这种薄膜厚度精度才直接影响到薄膜的使用价值，决定了薄膜的商品价值。

薄膜厚度的控制基于红外线、X射线、β射线等厚度检测技术。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2015102638543的中国专利则通过对测得的厚度值与预先设定的厚度值进行对比分析，调节挤出机模头处的挤出量，来实现挤出复合膜纵向厚度的均匀度调节。

目前BOPP薄膜制造的厚度控制多是基于生产线中的离散控制系统来实现的，往往采用传统的PID控制方式。但是，经过长期操作实践发现，一方面由于BOPP在生产过程中的拉伸并非均匀，使得螺栓定位位置与实际位置之间存在误差；另外一方面，相邻螺栓之间存在耦合性，调节单个螺栓将引起其他位置厚度的变化，而且，随着挤出机使用时间的推移，机构本身的微小变动将加重这些问题。因此，传统的PID控制难以获得理想的厚度均匀度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于通过对挤出机模头唇口开度控制规律的观察分析，提供一种能利用专家操作经验的模糊控制器，将被控量本身所对应螺栓及其左右临近螺栓的厚度偏差组合为数组作为输入量，经模糊推理计算获得输出量并经模头调节器来对螺检进行温度控制，以获得薄膜厚度的均匀一致。

本发明的技术解决方案是，提供一种以下结构的BOPP膜厚均匀度控制器，其包括膜厚图像拾取模块、图像处理模块和计算与输出模块，

所述膜厚图像拾取模块捕获测厚仪输出的薄膜剖面图像并转送到图像处理模块，图像处理模块分析处理后获取标记有模头螺栓位置的薄膜剖面厚度值集合并将该数据集合传送给计算与输出模块，所述计算与输出模块对中部螺栓计算其所对应位置的厚度偏差及其左右临近螺栓所对应位置的厚度偏差均值，经模糊推理计算获得该螺栓所对应的控制量并经模头调节器对该螺栓进行温度控制。

作为优选，所述计算与输出模块还包括人机界面，所述界面包括薄膜产品厚度输入模块和计算参数输入模块。