全幅宽复合材料的平整度控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及软包装材料的制造技术领域，特别涉及一种全幅宽复合材料的平整度控制装置。
【背景技术】
[0002]对于挤出复合包装材料，挤出复合膜的厚薄均匀度和平整度控制是影响包装材料性能和成本的关键指标之一，但是在高速生产时，人工控制挤出薄膜厚薄均匀度的平均误差在10%以上，这远远满足不了复合包装材料的要求。
[0003]对于挤出复合膜来说，其横向截面的厚度均匀性、纵向截面的厚度均匀性、挤出复合膜叠加或卷曲后形成的表面均匀度均影响着最终产品的质量。
[0004]目前，挤出复合设备上仅有横向厚薄均匀度的调节，它只对单层材料的横向截面厚薄均匀度有提高，但对挤出复合膜的纵向截面厚薄均匀度及卷材表面的平整度均无法提高。因为模头在制造过程中由于制造精度、热变形等因素的影响，模唇的间隙在宽度方向会有一定的偏差、模唇的表面粗糙度会不完全一致。还有挤出工艺压力、材料流动性的改变、高温树脂粘附在模唇口上的碳化点、清理模唇口时对模唇口表面的损伤，这些因素都会影响到经模头挤出的塑料薄膜的厚薄不均匀。在产品卷取时，厚薄不均的材料在卷取时叠加在原来的位置上，卷材的表面就会出现凹凸不平的现象，使所卷取的材料厚者越厚，薄者越薄，俗称“爆筋”的产品缺陷。
[0005]而对于挤出机模头的挤出量控制，目前在挤出复合设备上对挤出量的控制通常采用与复合线速度同步控制的方法，根据复合线速度的变化(升速、降速或稳定在某一线速度)，通过一定的比例关系调节变频器来控制马达的转数。在实际生产中，这种方式存在以下缺陷:1、在某一线速度下运转，变频器开环控制马达的转速不能完全按同一比例关系调节，造成薄膜的纵向厚度偏差大；2、复合线速度在升降速时，时间短、变化大，变频器开环控制马达的转速更加不能按同一比例关系调节，造成薄膜的纵向厚度偏差大。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种全幅宽复合材料的平整度控制装置，该装置可实现挤出复合膜横向截面厚薄均匀度调节、纵向截面厚薄均匀度调节和挤出复合膜叠加后的表面平整度调节的集成控制，有效提高产品质量。
[0007]本实用新型的技术方案为:一种全幅宽复合材料的平整度控制装置，包括测厚仪、探头安装架、挤出机、平整度调节机构、PLC控制器和薄膜输送机构，测厚仪的探头通过探头安装架设于挤出复合膜表面，挤出机上设有平整度调节机构，平整度调节机构、测厚仪和挤出机分别与PLC控制器电气连接，挤出复合膜通过薄膜输送机构进行传送，挤出机的模头设于薄膜输送机构上方。
[0008]所述测厚仪为非接触式的测厚仪，测厚仪中的探头沿挤出复合膜的横向截面来回移动。
[0009]所述探头安装架为O型架，探头固定与O型架上，挤出复合膜从O型架中部的空间穿过。
[0010]所述挤出机包括机座、螺杆、挤出机伺服电机和模头，螺杆和挤出机伺服电机均设于机座上，模头设于螺杆一端；
[0011]平整度调节机构包括模头游动组件、密封组件、调幅补偿组件和伺服驱动器，密封组件设于挤出机模头的下方，密封组件两端分别设置调幅补偿组件，模头游动组件设于挤出机的机座上，模头游动组件和调幅补偿组件分别与伺服驱动器连接，模头游动组件、调幅补偿组件和伺服驱动组件分别与PLC控制器连接。
[0012]所述模头游动组件包括挤出机伺服电机编码器，挤出机伺服电机编码器设于挤出机伺服电机上，挤出机伺服电机编码器与PLC控制器连接，挤出机伺服电机与伺服驱动器连接；其中，挤出机伺服电机驱动挤出机的机筒、螺杆及模头进行左右移动(此部分为现有挤出机的通用机构)，本申请中在现有模头游走机构上增设挤出机伺服电机编码器，通过与PLC控制器的配合，可实时检测挤出机模头的位置；
[0013]调幅补偿组件包括调节单元、调幅伺服电机和调幅伺服电机编码器，调幅伺服电机设于调节单元一端，调幅伺服电机编码器设于调幅伺服电机上，调幅伺服电机编码器与PLC控制器连接，调幅伺服电机与伺服驱动器连接；
[0014]密封组件包括密封件、滑动件和固定件，固定件固定于模头的外侧，密封件通过滑动件与固定件连接。
[0015]所述调幅补偿组件中，调节单元包括标尺、齿条、齿轮和密封件连接座，标尺通过调幅固定座固定于模头外侧，齿条固定于标尺底部，齿轮与齿条相啮合，齿轮与调幅伺服电机的输出轴连接，齿轮通过齿轮座设于密封件连接座上，密封件连接座与密封组件的外端连接；
[0016]密封组件中，固定件包括相连接的上固定件和下固定件，上固定件与下固定件的连接处呈“V”形，下固定件两侧分别开有滑槽，滑动件的两端嵌于滑槽内，滑动件相对于固定件进行左右滑动，密封件与滑动件的底部固定连接。
[0017]所述薄膜输送机构包括放卷辊、复合辊、收卷辊和多个传动辊，按照挤出复合膜的输送方向，放卷辊、复合辊和收卷辊依次设置，放卷辊和复合辊之间设有多个传动辊，复合辊和收卷辊之间也设有多个传动辊；放卷辊与复合辊之间为薄膜基材的传送，复合辊与收卷辊之间为挤出复合膜的传送，挤出机的模头设于薄膜基材上方，测厚仪的探头设于挤出复合膜上。其中，放卷辊放出薄膜基材后，由传动辊送至复合辊处，挤出机的模头向薄膜基材表面挤出复合材料，随着复合辊的转动，复合材料在薄膜基材表面覆盖形成复合层，经过复合辊的挤压，最终形成挤出复合膜，并由传动辊送至收卷辊处进行收卷处理。
[0018]上述装置结构中，PLC控制器带有人机界面，挤出复合膜的厚度额定值、偏差范围值、厚度补偿值、模头位置的初始量、移动量范围及调幅补偿机构位置的初始量、补偿量范围等参数，用户可根据实际工艺需要在人机界面上进行设置，对各数据的对比分析和计算由PLC控制器自带的软件运行实现。
[0019]本实用新型通过上述装置可实现一种全幅宽复合材料的平整度控制方法，包括集成进行的挤出复合膜的横向截面厚薄均匀度调节、挤出复合膜的纵向截面厚薄均匀度调节和挤出复合膜叠加后的表面平整度调节，具体为:
[0020]通过测厚仪实时测量挤出复合膜的厚度值，然后通过PLC控制器对测量所得的各厚度值进行提取，分别获取横向截面厚度值和纵向截面厚度值；
[0021]将横向截面厚度值与预先设定的厚度值进行对比分析，然后将分析结果转换成对应模头出口处的调节螺钉调节量，进而对应调节模头出口处的宽度，实现挤出复合膜横向厚度的实时调节；
[0022]将纵向截面厚度值与预先设定的厚度值进行对比分析，然后将分析结果转换成挤出机的螺杆转速调节量，进而控制挤出机模头处的挤出量，实现挤出复合膜纵向厚度的实时调节；
[0023]模头游动组件向PLC控制器输出模头相应的位置信号，调幅补偿组件向PLC控制器输出调幅补偿组件相应的位置信号，由PLC控制器分析密封组件相对于模头所需要的补偿量，调幅补偿组件带动密封组件滑动，使密封组件与模头保持同步运行。
[0024]其中，所述PLC控制器对横向截面厚度与预先设定的厚度值进行对比分析的方法可采用现有挤出复合膜横向截面厚度的控制方法。
[0025]所述PLC控制器对纵向截面厚度值与预先设定的厚度值进行对比分析的具体过程包括以下步骤:
[0026](I)在PLC控制器中预先设定挤出复合膜的厚度额定值、偏差范围值和厚度补偿值；
[0027](2)测厚仪通过探头在线测量挤出复合膜的厚度，在单位长度内的挤出复合膜上获取N次厚度测量值，每次厚度测量值包括M个厚度测量值，并将各厚度测量值输送至PLC控制器；
[0028]其中，N次厚度测量值为纵向单位长度内，位于N个不同长度值上的挤出复合膜的厚度；M个厚度测量值为纵向单位长度内，位于同一长度值横向截面上的挤出复合膜的厚度，M个厚度测量值与模头出口处的调节螺钉个数相对应；
[0029](3)PLC控制器读取各厚度测量值后，在每次厚度测量值中提取一个厚度测量值，形成纵向厚度测量值组，计算纵向厚度测量值组的平均值，然后将平