[发明专利]一种膜厚控制系统

说明书

本发明公开了一种膜厚控制系统，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，其中冷却成型单元内含刻印模块，监测控制单元内有数显设备、膜厚图像拾取模块、图像处理模块、控制模块、模头调节器和变频器。测厚单元检测薄膜厚度并将薄膜剖面图像传送给数显设备，并经膜厚图像拾取模块转送到图像处理模块，控制模块接收图像处理模块输出的标记有模头螺栓位置的薄膜厚度值集合后分别通过变频器和模头调节器来调节薄膜纵向和横向的厚度。本发明实时采集薄膜剖面图像信号，分析处理得到厚度参数，通过模头螺栓进行剖面的厚度调节，达到薄膜横向厚度均匀的目的，同时通过挤出速度的调节使薄膜纵向厚度保持一致。

本申请为申请号201710429716.7、申请日2017年05月28日、发明名称“膜厚控制系统及薄膜剖面图像的字符提取与膜厚采集方法”的分案申请。

技术领域

本发明涉及薄膜制造技术领域，具体涉及一种膜厚控制系统。

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。

国内BOPP薄膜制造生产线的在线薄膜厚度检测仪很多是与电气控制设备成套从国外引进，测厚仪的数据往往是通过特定格式传输给控制设备的。测厚仪使用寿命一般比控制设备长很多，当控制设备发生故障或损坏而无法使用时，国内制造厂家要么花费昂贵代价从国外进口，要么用国产控制设备替换。但即使用国产控制设备替换也必须先解决一个问题，即从原测厚仪获取准确的厚度数据。面对这个问题，当前有些厂家只能采用开环控制，即对测厚仪输出在显示器上的剖面厚度图像进行人工监测，然后根据经验操作替换后的控制设备来进行调节。

这种人工监测与调节不但不精确，也无法稳定。由于缺乏对薄膜厚度的连续准确监控，薄膜产品的质量往往受到影响。为此，急需解决对薄膜厚度在线自动化监测与控制的改造。

另一方面，很多一体化仪器设备如广泛应用的无纸记录仪、雷达显示仪等传统的带显示终端的设备，多采用专门格式进行数据传输和存储。对这些设备，如果能采集其显示器输入端的标准格式信号如VGA信号，对该信号所表达的图像进行分析处理，获取其原始物理数据并输送给依赖此数据的其他设备如控制器，则能大大扩展原设备的用途。

发明内容