流延膜机出膜厚度预警及调节装置的制作方法

本发明涉及薄膜制备装置技术领域，更具体地说，它涉及一种流延膜机出膜厚度预警及调节装置。

背景技术：

对于塑料薄膜的生产，目前使用的最广泛的便是流延膜机。在生产过程中，首先将塑料原料融化成熔融状态，而后经过流延膜机的吹膜组件制成薄膜。由于吹膜组件的上模片与下模片之间的缝隙宽度存在差异，导致压制成型的薄膜沿其宽度方向厚度不一，这严重影响了薄膜的质量。而目前较为常用的办法便是通过实时检测上模片与下模片之间的距离，从而保证薄膜的厚度一致。由于薄膜在成型前温度很高，上模片与下模片的表面由于热胀冷缩效应常常会出现微小的不规则的凸起或凹陷，不适用于一些精度较高的薄膜生产制备。并且由于很难找到上模片与下模片对应的故障点位，检测之后对上模片与下模片之间的距离调节也不方便，总体上降低了薄膜的生产效率。

技术实现要素：

针对实际运用中存在的问题，本发明在于提出一种流延膜机出膜厚度预警及调节装置，具体方案如下：

一种流延膜机出膜厚度预警及调节装置，包括控制器、流延机本体、传送轴、以及用于收卷薄膜的收卷轴，所述流延机的薄膜输出口包括下膜片以及活动设置的上模片，所述下模片与上模片之间形成供塑料薄膜成型的缝隙，所述上模片上沿其长度方向设置有多个用于调整上模片与下模片之间局部距离的调节件；

所述收卷轴上设置有用于测定收卷轴上薄膜厚度差异的检测组件，所述检测组件包括一光电检测探头，以及一与收卷轴平行设置的第一滑动轴，所述光电检测探头活动设置在所述第一滑动轴上并由第一驱动件驱动做来回往复运动，检测薄膜厚度值并对应输出一厚度检测信号；

所述流延机的薄膜输出口处设置有用于标记调节件的光电标号探头，以及一与上模片平行设置的第二滑动轴，所述光电标号探头与第二滑动轴活动连接并由第二驱动件驱动，工作过程中所述光电检测探头与光电标号探头距离薄膜两侧边缘的距离相等；

所述控制器与光电检测探头信号连接，接收所述厚度检测信号，比较相邻两个采样点间的厚度差值，当相邻两个采样点之间的厚度差值位于预设范围之内时，第一驱动件与第二驱动件受控于控制器，驱动光电检测探头与光电标号探头同步做来回往复运动，光电标号探头输出第一标记色至调节件处；

当相邻两个采样点之间的厚度差值超出预设范围之内时，控制器控制第一驱动件及第二驱动件停止运动且光电标号探头输出第二标记色至调节件处，或控制调节件调节上模片与下模片之间的缝隙大小。

通过上述技术方案，可以实时动态的检测薄膜的厚度，当薄膜的厚度出现异常时可以直接在出料缝隙的位置处标记出来，方便操作人员找到问题所在加以调节，或者是实现自动的调节，提高生产效率以及薄膜的品质。

进一步的，所述上模片沿宽度方向的一端与流延机机体规定连接，另一端为自由端且与所述下模片构成所述供薄膜成型的缝隙，所述流延机机体上位于上模片的上方与上模片同向设置有一固定板，所述固定板上沿其长度方向均匀设置有多个螺纹孔，所述调节件包括设置于所述螺纹孔内部的螺栓，所述螺栓的一端穿过所述螺纹孔与上模片的自由端抵接，推动上模片的自由端朝向下模片运动，减小缝隙大小。

上述技术方案，通过旋转螺栓，便可以直接控制薄膜成型缝隙的大小，十分方便。

进一步的，所述上模片宽度方向的中间部位与流延机机体固定连接，两端为自由端，所述上模片与下模片构成一开口逐渐减小的出料缝隙，所述上模片的上方与上模片同向设置有一固定板，所述调节件包括设置于固定板与上模片之间的且靠近出料缝隙一侧的第一伸缩组件，以及远离出料缝隙一侧设置的第二伸缩组件，所述第一伸缩组件与第二伸缩组件均包括多个沿上模片长度方向均匀设置的多个气囊，多个所述气囊内部或外部均设置有用于加热气囊内部气体的电热装置，所述电热装置与流延机的电源端电连接且受控于控制器控制各个气囊的加热状态。

通过上述技术方案，利用气囊的热胀冷缩可以十分方便地调节薄膜出料缝隙的大小。

进一步的，所述光电检测探头包括一激光测距仪，所述激光测距仪与所述控制器信号连接，输出所述厚度检测信号至所述控制器。

进一步的，所述光电标号探头包括多个发出不同颜色光线的激光投射仪，所述激光投射仪与控制器电连接，响应于控制器的控制信号投射不同颜色的光线至所述调节件处。

通过上述技术方案，不同颜色的光线代表不同的偏差方向及大小，可以直观地告知操作人员应当如何调整螺栓。

进一步的，所述第一滑动轴与第二滑动轴上设置有滑槽，滑槽内部设置有相同规格的齿条，所述光电检测探头与光电标号探头分别活动套设于所述第一滑动轴与第二滑动轴上，所述第一驱动件与第二驱动件均为步进电机，两个所述步进电机机身分别与光电检测探头及光电标号探头固定连接，所述步进电机的转轴通过一齿轮与所述齿条传动连接。

通过上述技术方案，可以实现第一驱动件与第二驱动件的同步运动，即光电检测探头与光线标号探头的位置能够同步。

进一步的，所述第一滑动轴与第二滑动轴均为丝杠组件，所述第一驱动件与第二驱动件分别为驱动所述丝杠组件运转的伺服电机。

进一步的，所述控制器由MCU及其外围电路搭建而成，所述MCU中包括：

第一采样频率控制模块，与外围电路中的A/D采样芯片控制连接，控制A/D芯片的数据采样频率；

第一减法器模块，与外围电路的采样输出端信号连接，接收并计算相邻两个采样值之间的差值，输出一厚度差值信号；

第一比较器模块，包括至少两个信号输入端，其中一个信号输入端与第一减法器模块耦接，接收所述厚度差值信号，另一信号输入端耦接于一对应于预设范围上边界的第一参考信号，若厚度差值信号大于第一参考信号，则第一比较器模块输出第一控制信号；

第二比较器模块，包括至少两个信号输入端，其中一个信号输入端与第一减法器模块耦接，接收所述厚度差值信号，另一信号输入端耦接于一对应于预设范围下边界的第二参考信号，若厚度差值信号小于第二参考信号，则第二比较器模块输出第二控制信号；

其中，所述第一驱动件及第二驱动件两者共同、或第二驱动件响应于第一控制信号停止动作，激光投射仪投射红色光线至调节件处；第一驱动件及第二驱动件两者共同、或第二驱动件响应于第二控制信号停止动作，激光投射仪投射黄色光线至调节件处。

进一步的，所述控制器由MCU及其外围电路搭建而成，其中，所述MCU中包括：

第二采样频率控制模块，与外围电路中的A/D采样芯片控制连接，控制A/D芯片的数据采样频率；

第二减法器模块，与外围电路的采样输出端信号连接，接收并计算相邻两个采样值之间的差值，输出一厚度差值信号；

第三比较器模块，包括至少两个信号输入端，其中一个信号输入端与第二减法器模块耦接，接收所述厚度差值信号，另一信号输入端耦接于一对应于预设范围上边界的第三参考信号，若厚度差值信号大于第三参考信号，则第三比较器模块输出第三控制信号；

第四比较器模块，包括至少两个信号输入端，其中一个信号输入端与第二减法器模块耦接，接收所述厚度差值信号，另一信号输入端耦接于一对应于预设范围下边界的第四参考信号，若厚度差值信号小于第四参考信号，则第四比较器模块输出第四控制信号；

其中，第一伸缩组件气囊中的电热装置响应于第三控制信号加热气囊中的气体；第二伸缩组件气囊中的电热装置响应于第四控制信号加热气囊中的气体。

进一步的，所述流延机本体上还设置有一声光报警器，所述声光报警器与控制器控制连接，当相邻两个采样点之间的厚度差值超出预设范围时，所述声光报警器发出声光报警

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

（1）通过设置同步的光电检测探头与光电标号探头，当薄膜厚度发生不正常的变动时，可以快速地标记出上下模片的故障点位，方便操作人员调节，提高生产效率；

（2）通过设置手动或自动的出料缝隙调节件，使得整个流延机的触摸厚度调节十分方便；

（3）通过设置声光报警器，在收卷轴上的薄膜厚度变化超过预设值时，发出声光报警，使得操作人员能够及时地知晓问题的存在。

附图说明

图1为本发明的整体示意图（方向一）；

图2为本发明的整体示意图（方向二）；

图3为图2中A部的放大示意图；

图4为本发明的整体示意图（方向三）；

图5为本发明上模片与下模片配合示意图（实施例一）；

图6为本发明上模片与下模片配合示意图（实施例二）。

附图标志：1、流延机本体；2、收卷轴；3、第一驱动件；4、控制器；5、传送轴；6、第二驱动件；7、光电检测探头；8、下模片；9、上模片；10、缝隙；11、气囊；12、电热片；13、固定板；14、螺栓；15、光电标号探头。

具体实施方式

下面结合实施例及图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。

实施例一

如图1、图2和图5所示（由于薄膜为透明状，在不影响其它零部件展示的前提下，在本实施例附图中略去薄膜，下同），一种流延膜机出膜厚度预警及调节装置，包括控制器4、流延机本体1、传送轴5、以及用于收卷薄膜的收卷轴2。如图1所示，收卷轴2位于流延机的边缘部分，传送轴5有多根，主要包括如具有冷却功能的冷却轴、调整薄膜张力的张力调节轴等功能轴。

如图3和5所示，流延机的薄膜输出口包括下膜片以及活动设置的上模片9，下模片8与上模片9之间形成供塑料薄膜成型的缝隙10。上模片9上沿其长度方向设置有多个用于调整上模片9与下模片8之间局部距离的调节件。具体而言，上模片9沿宽度方向的一端与流延机机体规定连接，另一端为自由端且与下模片8构成供薄膜成型的缝隙10，流延机机体上位于上模片9的上方与上模片9同向设置有一固定板13，固定板13上沿其长度方向均匀设置有多个螺纹孔，调节件包括设置于螺纹孔内部的螺栓14，螺栓14的一端穿过螺纹孔与上模片9的自由端抵接，推动上模片9的自由端朝向下模片8运动，通过旋转螺栓14，便可以直接控制薄膜成型缝隙10的大小，十分方便。

在传统流延机中，当薄膜厚度发生差异时，很难发现薄膜出料缝隙10处出现故障的位点，也就使得故障点难以调节修复。在本发明中，收卷轴2上设置有用于测定收卷轴2上薄膜厚度差异的检测组件，检测组件包括一光电检测探头7，以及与收卷轴2平行设置的第一滑动轴，光电检测探头7活动设置在第一滑动轴上并由第一驱动件3驱动做来回往复运动，检测薄膜厚度值并对应输出一厚度检测信号。来回往复的检测使得光电检测探头7能够实时地对薄膜厚度进行检测。

流延机的薄膜输出口处设置有用于标记调节件的光电标号探头15，以及与上模片9平行设置的第二滑动轴，光电标号探头15与第二滑动轴活动连接并由第二驱动件6驱动，工作过程中光电检测探头7与光电标号探头15距离薄膜两侧边缘的距离相等。

上述设置的最大优势在于，当光电检测探头7停止运动的时候，光电标号探头15也停止运动，即故障点位能够在第一时间被准确地标出。方便操作人员找到问题所在加以调节，或者是实现自动的调节，提高生产效率以及薄膜的品质。

控制器4与光电检测探头7信号连接，接收厚度检测信号，比较相邻两个采样点间的厚度差值，当相邻两个采样点之间的厚度差值位于预设范围之内时，第一驱动件3与第二驱动件6受控于控制器4，驱动光电检测探头7与光电标号探头15同步做来回往复运动，光电标号探头15输出第一标记色至调节件处。

基于上述设置，当相邻两个采样点之间的厚度差值超出预设范围之内时，控制器4控制第一驱动件3及第二驱动件6停止运动且光电标号探头15输出第二标记色至调节件处，或控制调节件调节上模片9与下模片8之间的缝隙10大小。

在本实施例中，光电检测探头7包括激光测距仪，激光测距仪与控制器4信号连接，输出厚度检测信号至控制器4。光电标号探头15包括多个发出不同颜色光线的激光投射仪，激光投射仪与控制器4电连接，响应于控制器4的控制信号投射不同颜色的光线至调节件处。

第一滑动轴与第二滑动轴上设置有滑槽，滑槽内部设置有相同规格的齿条，光电检测探头7与光电标号探头15分别活动套设于第一滑动轴与第二滑动轴上，第一驱动件3与第二驱动件6均为步进电机，两个步进电机机身分别与光电检测探头7及光电标号探头15固定连接，步进电机的转轴通过齿轮与齿条传动连接。上述技术方案，可以实现第一驱动件3与第二驱动件6的同步运动，即光电检测探头7与光线标号探头的位置能够同步。优选的，第一滑动轴与第二滑动轴均为丝杠组件，第一驱动件3与第二驱动件6分别为驱动丝杠组件运转的伺服电机。

为了实现上述设计功能，控制器4由MCU及其外围电路搭建而成，MCU中包括：第一采样频率控制模块、第一减法器模块、第一比较器模块、第二比较器模块。其中，第一采样频率控制模块与外围电路中的A/D采样芯片控制连接，控制A/D芯片的数据采样频率，采样频率的大小与步进电机转轴的转速有关，易于理解的，当步进电机的转速越快时，为了减小测量的偏差，提高测量的精度，相应的采样频率越快。第一减法器模块与外围电路的采样输出端信号连接，接收并计算相邻两个采样值之间的差值，输出厚度差值信号，由于在本实施例中各个模块均采用MCU中的程序实现，因此，上述第一减法器模块在计算两个值的差值时很容易判定出差值的极性，即相减之后是正数还是负数，如果采样值与参考值的差值为正数，则说明采样值所对应的采样点实际上存在凹陷，即薄膜变薄了，则上述厚度差值信号则能够直接反应出薄膜的厚薄情况，相较于硬件减法器更有优势。第一比较器模块包括至少两个信号输入端，其中一个信号输入端与第一减法器模块耦接，接收厚度差值信号，另一信号输入端耦接于对应于预设范围上边界的第一参考信号，若厚度差值信号大于第一参考信号，则第一比较器模块输出第一控制信号。第二比较器模块，包括至少两个信号输入端，其中一个信号输入端与第一减法器模块耦接，接收厚度差值信号，另一信号输入端耦接于对应于预设范围下边界的第二参考信号，若厚度差值信号小于第二参考信号，则第二比较器模块输出第二控制信号。上述第一参考信号与第二参考信号在初始设定时写入到控制程序中即可，根据不同的薄膜厚度要求加以改变。第一驱动件3及第二驱动件6两者共同、或第二驱动件6响应于在实际运用当中，第一控制信号停止动作，即光电检测探头7与光电标号探头15同时停止运动或者单单只是光电标号探头15停止运动。在光电标号探头15停止运动后，激光投射仪投射红色光线至调节件处，为操作员指明应该调节的调节件，即本实施例中的螺栓14。若收到第二控制信号，激光投射仪投射黄色光线至调节件处。不同的颜色所代表的需要调节的方向是不同的，操作员看到颜色便能够判定出该调节件处的出料缝隙10是宽了还是窄了，调节起来十分方便。

进一步的，流延机本体1上还设置有一声光报警器，声光报警器与控制器4控制连接，当相邻两个采样点之间的厚度差值超出预设范围时，声光报警器发出声光报警。如图1所示，声光报警器包括LED灯以及蜂鸣器，主要集成在控制器4面板上。

实施例二

如图1、图2和图6所示，一种流延膜机出膜厚度预警及调节装置，与实施例一的区别在于：上模片9宽度方向的中间部位与流延机机体固定连接，两端为自由端，上模片9与下模片8构成一开口逐渐减小的出料缝隙10，上模片9的上方与上模片9同向设置有一固定板13，调节件包括设置于固定板13与上模片9之间的且靠近出料缝隙10一侧的第一伸缩组件，以及远离出料缝隙10一侧设置的第二伸缩组件，第一伸缩组件与第二伸缩组件均包括多个沿上模片9长度方向均匀设置的多个气囊11，多个气囊11内部或外部均设置有用于加热气囊11内部气体的电热装置，电热装置与流延机的电源端电连接且受控于控制器4控制各个气囊11的加热状态，在本实施例中，电热装置采用电热片12。上述技术方案，利用气囊11的热胀冷缩可以十分方便地调节薄膜出料缝隙10的大小，结合控制器4，实现出料缝隙10宽度的自动调节。

上述控制器4由MCU及其外围电路搭建而成，其中，MCU中包括：第二采样频率控制模块、第二减法器模块、第三比较器模块、第四比较器模块。

第二采样频率控制模块与外围电路中的A/D采样芯片控制连接，控制A/D芯片的数据采样频率。第二减法器模块与外围电路的采样输出端信号连接，接收并计算相邻两个采样值之间的差值，输出一厚度差值信号。第三比较器模块包括至少两个信号输入端，其中一个信号输入端与第二减法器模块耦接，接收厚度差值信号，另一信号输入端耦接于一对应于预设范围上边界的第三参考信号，若厚度差值信号大于第三参考信号，则第三比较器模块输出第三控制信号。第四比较器模块包括至少两个信号输入端，其中一个信号输入端与第二减法器模块耦接，接收厚度差值信号，另一信号输入端耦接于一对应于预设范围下边界的第四参考信号，若厚度差值信号小于第四参考信号，则第四比较器模块输出第四控制信号。第一伸缩组件气囊11中的电热装置响应于第三控制信号加热气囊11中的气体；第二伸缩组件气囊11中的电热装置响应于第四控制信号加热气囊11中的气体。上述各个功能模块同样采用MCU内部程序实现其功能，由于减法器模块以及比较器模块的程序在现有技术中已经有很多公开，因此在本发明中不再赘述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。