全幅寬復(fù)合材料的平整度控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及軟包裝材料的制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種全幅寬復(fù)合材料的平整度控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于擠出復(fù)合包裝材料，擠出復(fù)合膜的厚薄均勻度和平整度控制是影響包裝材料性能和成本的關(guān)鍵指標(biāo)之一，但是在高速生產(chǎn)時(shí)，人工控制擠出薄膜厚薄均勻度的平均誤差在10%以上，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了復(fù)合包裝材料的要求。
[0003]對(duì)于擠出復(fù)合膜來說，其橫向截面的厚度均勻性、縱向截面的厚度均勻性、擠出復(fù)合膜疊加或卷曲后形成的表面均勻度均影響著最終產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0004]目前，擠出復(fù)合設(shè)備上僅有橫向厚薄均勻度的調(diào)節(jié)，它只對(duì)單層材料的橫向截面厚薄均勻度有提高，但對(duì)擠出復(fù)合膜的縱向截面厚薄均勻度及卷材表面的平整度均無法提高。因?yàn)槟ｎ^在制造過程中由于制造精度、熱變形等因素的影響，模唇的間隙在寬度方向會(huì)有一定的偏差、模唇的表面粗糙度會(huì)不完全一致。還有擠出工藝壓力、材料流動(dòng)性的改變、高溫樹脂粘附在模唇口上的碳化點(diǎn)、清理模唇口時(shí)對(duì)模唇口表面的損傷，這些因素都會(huì)影響到經(jīng)模頭擠出的塑料薄膜的厚薄不均勻。在產(chǎn)品卷取時(shí)，厚薄不均的材料在卷取時(shí)疊加在原來的位置上，卷材的表面就會(huì)出現(xiàn)凹凸不平的現(xiàn)象，使所卷取的材料厚者越厚，薄者越薄，俗稱“爆筋”的產(chǎn)品缺陷。
[0005]而對(duì)于擠出機(jī)模頭的擠出量控制，目前在擠出復(fù)合設(shè)備上對(duì)擠出量的控制通常采用與復(fù)合線速度同步控制的方法，根據(jù)復(fù)合線速度的變化(升速、降速或穩(wěn)定在某一線速度)，通過一定的比例關(guān)系調(diào)節(jié)變頻器來控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)數(shù)。在實(shí)際生產(chǎn)中，這種方式存在以下缺陷:1、在某一線速度下運(yùn)轉(zhuǎn)，變頻器開環(huán)控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)速不能完全按同一比例關(guān)系調(diào)節(jié)，造成薄膜的縱向厚度偏差大；2、復(fù)合線速度在升降速時(shí)，時(shí)間短、變化大，變頻器開環(huán)控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)速更加不能按同一比例關(guān)系調(diào)節(jié)，造成薄膜的縱向厚度偏差大。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種全幅寬復(fù)合材料的平整度控制裝置，該裝置可實(shí)現(xiàn)擠出復(fù)合膜橫向截面厚薄均勻度調(diào)節(jié)、縱向截面厚薄均勻度調(diào)節(jié)和擠出復(fù)合膜疊加后的表面平整度調(diào)節(jié)的集成控制，有效提高產(chǎn)品質(zhì)量。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種全幅寬復(fù)合材料的平整度控制裝置，包括測(cè)厚儀、探頭安裝架、擠出機(jī)、平整度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、PLC控制器和薄膜輸送機(jī)構(gòu)，測(cè)厚儀的探頭通過探頭安裝架設(shè)于擠出復(fù)合膜表面，擠出機(jī)上設(shè)有平整度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，平整度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、測(cè)厚儀和擠出機(jī)分別與PLC控制器電氣連接，擠出復(fù)合膜通過薄膜輸送機(jī)構(gòu)進(jìn)行傳送，擠出機(jī)的模頭設(shè)于薄膜輸送機(jī)構(gòu)上方。
[0008]所述測(cè)厚儀為非接觸式的測(cè)厚儀，測(cè)厚儀中的探頭沿?cái)D出復(fù)合膜的橫向截面來回移動(dòng)。
[0009]所述探頭安裝架為O型架，探頭固定與O型架上，擠出復(fù)合膜從O型架中部的空間穿過。
[0010]所述擠出機(jī)包括機(jī)座、螺桿、擠出機(jī)伺服電機(jī)和模頭，螺桿和擠出機(jī)伺服電機(jī)均設(shè)于機(jī)座上，模頭設(shè)于螺桿一端；
[0011]平整度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括模頭游動(dòng)組件、密封組件、調(diào)幅補(bǔ)償組件和伺服驅(qū)動(dòng)器，密封組件設(shè)于擠出機(jī)模頭的下方，密封組件兩端分別設(shè)置調(diào)幅補(bǔ)償組件，模頭游動(dòng)組件設(shè)于擠出機(jī)的機(jī)座上，模頭游動(dòng)組件和調(diào)幅補(bǔ)償組件分別與伺服驅(qū)動(dòng)器連接，模頭游動(dòng)組件、調(diào)幅補(bǔ)償組件和伺服驅(qū)動(dòng)組件分別與PLC控制器連接。
[0012]所述模頭游動(dòng)組件包括擠出機(jī)伺服電機(jī)編碼器，擠出機(jī)伺服電機(jī)編碼器設(shè)于擠出機(jī)伺服電機(jī)上，擠出機(jī)伺服電機(jī)編碼器與PLC控制器連接，擠出機(jī)伺服電機(jī)與伺服驅(qū)動(dòng)器連接；其中，擠出機(jī)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)擠出機(jī)的機(jī)筒、螺桿及模頭進(jìn)行左右移動(dòng)(此部分為現(xiàn)有擠出機(jī)的通用機(jī)構(gòu))，本申請(qǐng)中在現(xiàn)有模頭游走機(jī)構(gòu)上增設(shè)擠出機(jī)伺服電機(jī)編碼器，通過與PLC控制器的配合，可實(shí)時(shí)檢測(cè)擠出機(jī)模頭的位置；
[0013]調(diào)幅補(bǔ)償組件包括調(diào)節(jié)單元、調(diào)幅伺服電機(jī)和調(diào)幅伺服電機(jī)編碼器，調(diào)幅伺服電機(jī)設(shè)于調(diào)節(jié)單元一端，調(diào)幅伺服電機(jī)編碼器設(shè)于調(diào)幅伺服電機(jī)上，調(diào)幅伺服電機(jī)編碼器與PLC控制器連接，調(diào)幅伺服電機(jī)與伺服驅(qū)動(dòng)器連接；
[0014]密封組件包括密封件、滑動(dòng)件和固定件，固定件固定于模頭的外側(cè)，密封件通過滑動(dòng)件與固定件連接。
[0015]所述調(diào)幅補(bǔ)償組件中，調(diào)節(jié)單元包括標(biāo)尺、齒條、齒輪和密封件連接座，標(biāo)尺通過調(diào)幅固定座固定于模頭外側(cè)，齒條固定于標(biāo)尺底部，齒輪與齒條相嚙合，齒輪與調(diào)幅伺服電機(jī)的輸出軸連接，齒輪通過齒輪座設(shè)于密封件連接座上，密封件連接座與密封組件的外端連接；
[0016]密封組件中，固定件包括相連接的上固定件和下固定件，上固定件與下固定件的連接處呈“V”形，下固定件兩側(cè)分別開有滑槽，滑動(dòng)件的兩端嵌于滑槽內(nèi)，滑動(dòng)件相對(duì)于固定件進(jìn)行左右滑動(dòng)，密封件與滑動(dòng)件的底部固定連接。
[0017]所述薄膜輸送機(jī)構(gòu)包括放卷輥、復(fù)合輥、收卷輥和多個(gè)傳動(dòng)輥，按照擠出復(fù)合膜的輸送方向，放卷輥、復(fù)合輥和收卷輥依次設(shè)置，放卷輥和復(fù)合輥之間設(shè)有多個(gè)傳動(dòng)輥，復(fù)合輥和收卷輥之間也設(shè)有多個(gè)傳動(dòng)輥；放卷輥與復(fù)合輥之間為薄膜基材的傳送，復(fù)合輥與收卷輥之間為擠出復(fù)合膜的傳送，擠出機(jī)的模頭設(shè)于薄膜基材上方，測(cè)厚儀的探頭設(shè)于擠出復(fù)合膜上。其中，放卷輥放出薄膜基材后，由傳動(dòng)輥送至復(fù)合輥處，擠出機(jī)的模頭向薄膜基材表面擠出復(fù)合材料，隨著復(fù)合輥的轉(zhuǎn)動(dòng)，復(fù)合材料在薄膜基材表面覆蓋形成復(fù)合層，經(jīng)過復(fù)合輥的擠壓，最終形成擠出復(fù)合膜，并由傳動(dòng)輥送至收卷輥處進(jìn)行收卷處理。
[0018]上述裝置結(jié)構(gòu)中，PLC控制器帶有人機(jī)界面，擠出復(fù)合膜的厚度額定值、偏差范圍值、厚度補(bǔ)償值、模頭位置的初始量、移動(dòng)量范圍及調(diào)幅補(bǔ)償機(jī)構(gòu)位置的初始量、補(bǔ)償量范圍等參數(shù)，用戶可根據(jù)實(shí)際工藝需要在人機(jī)界面上進(jìn)行設(shè)置，對(duì)各數(shù)據(jù)的對(duì)比分析和計(jì)算由PLC控制器自帶的軟件運(yùn)行實(shí)現(xiàn)。
[0019]本實(shí)用新型通過上述裝置可實(shí)現(xiàn)一種全幅寬復(fù)合材料的平整度控制方法，包括集成進(jìn)行的擠出復(fù)合膜的橫向截面厚薄均勻度調(diào)節(jié)、擠出復(fù)合膜的縱向截面厚薄均勻度調(diào)節(jié)和擠出復(fù)合膜疊加后的表面平整度調(diào)節(jié)，具體為:
[0020]通過測(cè)厚儀實(shí)時(shí)測(cè)量擠出復(fù)合膜的厚度值，然后通過PLC控制器對(duì)測(cè)量所得的各厚度值進(jìn)行提取，分別獲取橫向截面厚度值和縱向截面厚度值；
[0021]將橫向截面厚度值與預(yù)先設(shè)定的厚度值進(jìn)行對(duì)比分析，然后將分析結(jié)果轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)模頭出口處的調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)量，進(jìn)而對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)模頭出口處的寬度，實(shí)現(xiàn)擠出復(fù)合膜橫向厚度的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)；
[0022]將縱向截面厚度值與預(yù)先設(shè)定的厚度值進(jìn)行對(duì)比分析，然后將分析結(jié)果轉(zhuǎn)換成擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)量，進(jìn)而控制擠出機(jī)模頭處的擠出量，實(shí)現(xiàn)擠出復(fù)合膜縱向厚度的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)；
[0023]模頭游動(dòng)組件向PLC控制器輸出模頭相應(yīng)的位置信號(hào)，調(diào)幅補(bǔ)償組件向PLC控制器輸出調(diào)幅補(bǔ)償組件相應(yīng)的位置信號(hào)，由PLC控制器分析密封組件相對(duì)于模頭所需要的補(bǔ)償量，調(diào)幅補(bǔ)償組件帶動(dòng)密封組件滑動(dòng)，使密封組件與模頭保持同步運(yùn)行。
[0024]其中，所述PLC控制器對(duì)橫向截面厚度與預(yù)先設(shè)定的厚度值進(jìn)行對(duì)比分析的方法可采用現(xiàn)有擠出復(fù)合膜橫向截面厚度的控制方法。
[0025]所述PLC控制器對(duì)縱向截面厚度值與預(yù)先設(shè)定的厚度值進(jìn)行對(duì)比分析的具體過程包括以下步驟:
[0026](I)在PLC控制器中預(yù)先設(shè)定擠出復(fù)合膜的厚度額定值、偏差范圍值和厚度補(bǔ)償值；
[0027](2)測(cè)厚儀通過探頭在線測(cè)量擠出復(fù)合膜的厚度，在單位長(zhǎng)度內(nèi)的擠出復(fù)合膜上獲取N次厚度測(cè)量值，每次厚度測(cè)量值包括M個(gè)厚度測(cè)量值，并將各厚度測(cè)量值輸送至PLC控制器；
[0028]其中，N次厚度測(cè)量值為縱向單位長(zhǎng)度內(nèi)，位于N個(gè)不同長(zhǎng)度值上的擠出復(fù)合膜的厚度；M個(gè)厚度測(cè)量值為縱向單位長(zhǎng)度內(nèi)，位于同一長(zhǎng)度值橫向截面上的擠出復(fù)合膜的厚度，M個(gè)厚度測(cè)量值與模頭出口處的調(diào)節(jié)螺釘個(gè)數(shù)相對(duì)應(yīng)；
[0029](3)PLC控制器讀取各厚度測(cè)量值后，在每次厚度測(cè)量值中提取一個(gè)厚度測(cè)量值，形成縱向厚度測(cè)量值組，計(jì)算縱向厚度測(cè)量值組的平均值，然后將平