聚酯光學膜在線厚度檢測控制系統的製作方法
2023-12-03 05:45:11
聚酯光學膜在線厚度檢測控制系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種聚酯光學膜在線厚度檢測控制系統，包括相互連接的模頭系統、冷卻系統、縱拉系統、橫拉系統、牽引系統和收卷系統，所述模頭系統包括模頭螺栓，所述冷卻系統包括冷卻轉鼓，所述冷卻系統和縱拉系統之間設有用於檢測鑄片厚度第一掃描系統，所述橫拉系統和收卷系統之間的牽引系統上設有用於檢測聚酯光學膜平均厚度的第二掃描系統，所述第一掃描系統和第二掃描系統均包括掃描儀、掃描架、PLC和控制計算機，設置在掃描架上的掃描儀通過PLC分別與用於控制模頭螺栓和冷卻轉鼓的控制計算機連接。本實用新型能自動對螺栓加熱進行控制調整，調節模唇開度，利用掃描設備自動控制薄膜厚度，使聚酯光學膜的均勻性達到最佳。
【專利說明】聚酯光學膜在線厚度檢測控制系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種在線厚度檢測及控制系統，具體涉及一種聚酯光學膜在線厚度檢測控制系統。
【背景技術】
[0002]目前，聚酯光學膜主要應用於平板顯示、各種保護膜的基膜材料等方面，其主要質量指標有:斷裂強度、斷裂伸長率、透光率、霧度等，而在聚酯光學膜的生產過程中，薄膜厚度的均勻性是一個重要的質量指標。作為質量控制管理的要求，應該對它進行適時檢測並調整，使其在符合規定要求的範圍內，最終製造出高質量的光學膜。而在縱拉和橫拉及各個工藝流程中如果沒有在線檢測系統，就無從去調整和控制產品的質量。所以聚酯光學膜生產線上在線厚度檢測及自動控制系統，是把握住聚酯光學膜在線厚度的最重要的質量技術環節，也使產品達到均勻性和平整度的完美統一。
[0003]聚酯薄膜厚度的均勻性主要取決於三個方面:一是生產線工藝狀況及設備自身的穩定性；二是準確、有效和穩定的螺栓剖面調節控制，從模頭鑄片，經過縱拉和橫拉，到形成薄膜的過程中發生了一系列質變；三是自動化程度，有效調節控制薄膜厚度，確保對薄膜厚度準確測量。現在的檢測方法無法自動控制薄膜厚度，無法使聚酯光學膜的均勻性達到最佳。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的就是針對現有技術存在的缺陷，提供一種結構簡單，能自動對螺栓加熱進行控制調整，調節模唇開度，利用掃描設備自動控制薄膜厚度，使聚酯光學膜的均勻性達到最佳的聚酯光學膜在線厚度檢測控制系統。
[0005]其技術方案是:聚酯光學膜在線厚度檢測控制系統，包括相互連接的模頭系統、冷卻系統、縱拉系統、橫拉系統、牽引系統和收卷系統，所述模頭系統包括模頭螺栓，所述冷卻系統包括冷卻轉鼓，所述冷卻系統和縱拉系統之間設有用於檢測鑄片厚度第一掃描系統，所述橫拉系統和收卷系統之間的牽引系統上設有用於檢測聚酯光學膜平均厚度的第二掃描系統，所述第一掃描系統和第二掃描系統均包括掃描儀、掃描架、PLC和控制計算機，設置在掃描架上的掃描儀通過PLC分別與用於控制模頭螺栓和冷卻轉鼓的控制計算機連接。
[0006]所述掃描儀為X射線掃描系統。
[0007]所述控制計算機與模頭螺栓之間，以及控制計算機與冷卻轉鼓之間設有PID調節器。
[0008]本實用新型與現有技術相比較，具有以下優點:能自動對螺栓加熱進行控制調整，調節模唇開度，利用掃描設備自動控制薄膜厚度，使聚酯光學膜的均勻性達到最佳。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型一種實施例的結構示意圖；[0010]圖2是本實用新型縱向拉伸系統的控制框圖；
[0011]圖3是本實用新型橫向拉伸系統的控制框圖。
【具體實施方式】
[0012]參照圖1、圖2和圖3，聚酯光學膜在線厚度檢測控制系統，包括相互連接的模頭系統1、冷卻系統2、縱拉系統4、橫拉系統5、牽引系統6和收卷系統7，所述模頭系統包括模頭螺栓，所述冷卻系統包括冷卻轉鼓，所述冷卻系統2和縱拉系統4之間設有用於檢測鑄片厚度第一掃描系統，所述橫拉系統5和收卷系統7之間的牽引系統6上設有用於檢測聚酯光學膜8平均厚度的第二掃描系統，所述第一掃描系統和第二掃描系統均包括掃描儀10、掃描架11、PLC和控制計算機12，設置在掃描架11上的掃描儀10分別通過PLC與用於控制模頭螺栓和冷卻轉鼓的控制計算機12連接。其中，第一掃描系統的PLC為第一 PLC15，第二掃描系統的PLC為第二 PLC16。
[0013]所述掃描儀10為X射線掃描系統。
[0014]所述控制計算機12與模頭螺栓之間，以及控制計算機12與冷卻轉鼓之間設有PID調節器。PID調節器分別為第一 PID調節器13和第二 PID調節器14。
[0015]在冷卻系統2之後、縱拉系統4之前配備第一掃描系統即第一測厚儀3 ;在橫拉系統5之後、在牽引系統6處配置第二掃描系統即第二測厚儀9。
[0016]聚酯光學膜生產線設置了兩個測厚儀。第一測厚儀3設置在冷卻轉鼓之後，用於測量鑄片厚度。第二測厚儀8設置在薄膜的牽引區域內，用於測量拉伸聚酯光學膜的厚度。兩個掃描儀將測得的厚度信號值、溫度信號值等送至各自的PLC中進行數值變換和補償計算，然後將它送至測厚儀的主計算機中進行控制計算及數值顯示，最後去調整模頭螺栓的溫度，進行鑄片的截面控制或調整冷卻轉鼓的速度，進行薄膜的平均厚度的控制。
[0017]厚度控制方法:
[0018]薄膜橫向厚度控制:薄膜橫向厚度控制如圖2所示，第一測厚儀3測得的拉伸薄膜橫向厚度經濾波後，與設定值比較，得到一個誤差值，再通過第一 PID調節器13，得到一個映像，作為測厚儀的厚度測定值的修正值，用這個修正值再去控制鑄片厚度的實際值，通過PID調節器13調節，改變模頭螺栓加熱佔空度，從而改變模頭擠出口孔大小，達到控制薄膜橫向厚度的目的。對於測量頭每次測得的瞬時厚度值，不能將它直接參與控制、計算，必須經過濾波。一般採用指數濾波方法，將計算結果作為控制厚度的反饋值。
[0019]薄膜的縱向平均厚度的控制:如圖3所示，測量時，將第二測厚儀9的測得的薄膜縱向厚度平均值進行濾波、計算後，與厚度設定值進行比較，再經過第二 PID調節器14改變冷卻轉鼓的速度，從而達到控制薄膜縱向厚度的目的。
[0020]當連續生產薄膜時，無論如何進行精確地控制，即使它的偏差都在允許公差範圍內，薄膜上某點的厚度都會或多或少地偏離平均厚度值，如果薄膜某處的厚度一直為正允許公差，這樣的薄膜收卷後將會影響收卷質量和分切後的成品質量。為此，在生產過程中，還必須對整卷薄膜的厚度進行控制。一般20次掃描作為一個控制周期，自動調整比例參數戶P。如果上一個周期某點的厚度為正公差，那麼，下一個周期就將其調到負公差，這樣一來，正負可以抵消，減小整卷薄膜平均厚度的波動。
[0021]生產聚酯光學膜膜時，將原料聚酯切片經配料後進行結晶、乾燥、熔融擠出進入模頭系統1，模頭螺栓與拉伸薄膜對應位置的確定熔融的物料從唇口流出後，由於物料表面張力和外力的作用，其橫截面的尺寸將發生某些改變。具體為熔體在離開唇口、緊貼於冷卻系統2的冷卻轉鼓表面時，熔體迅速降溫並被拉伸，會產生非線性收縮，這樣經冷卻系統2定型成多層結構厚片，經掃描系統中的第一測厚儀3測厚後進縱拉系統4，預熱、拉伸和冷卻後，獲得縱向拉伸的厚片，達標後進橫拉系統5中的橫拉伸機，經預熱、拉伸、熱定型和冷卻後得經雙向拉伸的光學薄膜8 ;後進牽引系統6，經第二測厚儀9對薄膜測厚進收卷系統7，經分切後，收捲成母卷。
[0022]上述厚片的厚度主要是通過調節模頭系統I中模唇開度的大小，控制熔體的流量來控制聚酯光學膜厚度均勻性。模唇開度的大小的調節方法是通過調節加熱唇口處的調節螺栓來實現的。這種方法是通過調節膨脹螺栓上加熱元件的加熱功率或溫度，使螺栓在溫度升高時伸長，溫度降低時縮短，從而達到調節模唇的開度的目的。片材經過縱，橫向拉伸，在拉伸過程中由於溫度、拉伸應力等因素不同，將會產生非均勻拉伸。這樣一來，如何比較準確地確定模頭上每個螺栓與控伸後薄膜的對應位置，就是測厚儀進行有效控制的難題。定位方法是通過多次間歇實驗的手段，得到固定的參數進行定位的。測定時，有意識地對幾個模頭螺栓進行升降溫度，然後可在拉伸薄膜上利用測厚儀測出厚度的變化情況，由此確定模頭蠕栓與拉伸薄膜的對應位置。
[0023]系統優點:
[0024](I)利用前後兩臺相同的X線測厚儀，真正實現了測厚儀剖面完全準確的自動對應，可以互換使用，兩臺測厚儀各自獨立運行，互不幹擾。為等質量比例計算提供了準確的數據。
[0025](2)模頭螺栓的控制櫃獨立運行，從前後兩臺測厚儀中分別讀取數據後直接計算並控制|吳頭螺檢。
[0026](3)該自動對位系統實現了剖面和螺栓的準確對應，不管鑄片剖面如何變化，薄膜測厚儀都能精確跟蹤。既可以用平均功率的方式控制模頭螺栓的加熱棒，也可以用設定螺栓溫度的方式來控制。
[0027](4)通過X線探頭可以掃描到膜邊以外全幅膜的厚度。
[0028](5)採用X射線測量厚度信號，並把測量結果傳送至用於自動模頭控制的計算機內進行與設定值比較，然後根據膜厚偏差相應增大或減小熱敏螺栓的加熱功率來改善薄膜厚度的均勻性。
【權利要求】
1.聚酯光學膜在線厚度檢測控制系統，包括相互連接的模頭系統、冷卻系統、縱拉系統、橫拉系統、牽引系統和收卷系統，其特徵在於:所述模頭系統包括模頭螺栓，所述冷卻系統包括冷卻轉鼓，所述冷卻系統和縱拉系統之間設有用於檢測鑄片厚度第一掃描系統，所述橫拉系統和收卷系統之間的牽引系統上設有用於檢測聚酯光學膜平均厚度的第二掃描系統，所述第一掃描系統和第二掃描系統均包括掃描儀、掃描架、PLC和控制計算機，設置在掃描架上的掃描儀通過PLC分別與用於控制模頭螺栓和冷卻轉鼓的控制計算機連接。
2.根據權利要求1所述的聚酯光學膜在線厚度檢測控制系統，其特徵在於:所述掃描儀為X射線掃描系統。
3.根據權利要求1所述的聚酯光學膜在線厚度檢測控制系統，其特徵在於:所述控制計算機與模頭螺栓之間，以及控制計算機與冷卻轉鼓之間設有PID調節器。
【文檔編號】B29C47/92GK203766002SQ201420157722
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月3日 優先權日:2014年4月3日
【發明者】張琳慶, 王濤, 周炳陽, 程凡寶, 王靜 申請人:山東勝通集團股份有限公司, 山東勝通光學材料科技有限公司