[發(fā)明專利]膜厚控制系統(tǒng)及薄膜剖面圖像的字符提取與膜厚采集方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710429716.7
• 申請日: 2017-05-28
• 公開（公告）號: CN107310173B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄒細(xì)勇;朱力;胡曉靜
• 申請（專利權(quán)）人: 中國計量大學(xué)
• 主分類號: B29D7/01
• 分類號: B29D7/01;G05D5/03
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種膜厚控制系統(tǒng)及薄膜剖面圖像的字符提取與膜厚采集方法，膜厚控制系統(tǒng)包括擠出單元、冷卻成型單元、拉伸單元、測厚單元、監(jiān)測控制單元和收卷單元，其中冷卻成型單元內(nèi)含刻印模塊，監(jiān)測控制單元內(nèi)有數(shù)顯設(shè)備、膜厚圖像拾取模塊、圖像處理模塊、控制模塊、模頭調(diào)節(jié)器和變頻器。測厚單元檢測薄膜厚度并將薄膜剖面圖像傳送給數(shù)顯設(shè)備，并經(jīng)膜厚圖像拾取模塊轉(zhuǎn)送到圖像處理模塊，控制模塊接收圖像處理模塊輸出的標(biāo)記有模頭螺栓位置的薄膜厚度值集合后分別通過變頻器和模頭調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)薄膜縱向和橫向的厚度。本發(fā)明實時采集薄膜剖面圖像信號，分析處理得到厚度參數(shù)，通過模頭螺栓進(jìn)行剖面的厚度調(diào)節(jié)，達(dá)到薄膜橫向厚度均勻的目的，同時通過擠出速度的調(diào)節(jié)使薄膜縱向厚度保持一致。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及薄膜制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種膜厚控制系統(tǒng)及薄膜剖面圖像的字符提取與膜厚采集方法。

背景技術(shù)

BOPP薄膜即雙向拉伸聚丙烯薄膜是由雙向拉伸所制得的，它是經(jīng)過物理、化學(xué)和機械等手段特殊成型加工而成的塑料產(chǎn)品。BOPP生產(chǎn)線是一個非線性、時變、大延遲的復(fù)雜系統(tǒng)。其工藝流程主要包括：原料熔融、擠出、冷卻成型、縱向拉伸、橫向拉伸、切邊、電暈處理、卷取等。

作為BOPP薄膜產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)的物理機械性能如拉伸強度、斷裂伸長率、濁度、光澤等，因主要決定于材料本身的屬性，所以都易達(dá)到要求。而作為再加工性和使用性能的主要控制指標(biāo)，即薄膜厚度偏差和薄膜平均厚度偏差，則主要決定于薄膜的制造過程。即使制造過程中薄膜厚度控制在在標(biāo)準(zhǔn)允許的偏差范圍內(nèi)，但經(jīng)數(shù)千層膜收卷累計后，厚度偏差大的位置上就可能形成箍、暴筋或凹溝等不良缺陷，這些缺陷直接影響到用戶的再加工使用，如彩印套色錯位或涂膠不勻起皺等現(xiàn)象，使其降低或失去使用價值。所以BOPP薄膜生產(chǎn)中最關(guān)鍵的質(zhì)量間題是如何提高和穩(wěn)定薄膜厚度精度，也正是這種薄膜厚度精度才直接影響到薄膜的使用價值，決定了薄膜的商品價值。

薄膜厚度控制基于紅外線、X射線、β射線等厚度檢測技術(shù)。如申請?zhí)枮?014201577223的中國專利通過X射線掃描獲得薄膜厚度后，分別采用兩個PID調(diào)節(jié)器來進(jìn)行薄膜橫向和縱向厚度的控制。申請?zhí)枮?007201517097的中國專利也采用了類似的方法，其同時指出，為了得到厚度均勻的薄膜，必須要實現(xiàn)厚度測量值和測量位置精確定位。申請?zhí)枮?015102638543的中國專利則通過對測得的厚度值與預(yù)先設(shè)定的厚度值進(jìn)行對比分析，調(diào)節(jié)擠出機模頭處的擠出量，來實現(xiàn)擠出復(fù)合膜縱向厚度的均勻度調(diào)節(jié)。

國內(nèi)BOPP薄膜制造生產(chǎn)線的在線薄膜厚度檢測儀很多是與電氣控制設(shè)備成套從國外引進(jìn)，測厚儀的數(shù)據(jù)往往是通過特定格式傳輸給控制設(shè)備的。測厚儀使用壽命一般比控制設(shè)備長很多，當(dāng)控制設(shè)備發(fā)生故障或損壞而無法使用時，國內(nèi)制造廠家要么花費昂貴代價從國外進(jìn)口，要么用國產(chǎn)控制設(shè)備替換。但即使用國產(chǎn)控制設(shè)備替換也必須先解決一個問題，即從原測厚儀獲取準(zhǔn)確的厚度數(shù)據(jù)。面對這個問題，當(dāng)前有些廠家只能采用開環(huán)控制，即對測厚儀輸出在顯示器上的剖面厚度圖像進(jìn)行人工監(jiān)測，然后根據(jù)經(jīng)驗操作替換后的控制設(shè)備來進(jìn)行調(diào)節(jié)。

這種人工監(jiān)測與調(diào)節(jié)不但不精確，也無法穩(wěn)定。由于缺乏對薄膜厚度的連續(xù)準(zhǔn)確監(jiān)控，薄膜產(chǎn)品的質(zhì)量往往受到影響。為此，急需解決對薄膜厚度在線自動化監(jiān)測與控制的改造。

另一方面，很多一體化儀器設(shè)備如廣泛應(yīng)用的無紙記錄儀、雷達(dá)顯示儀等傳統(tǒng)的帶顯示終端的設(shè)備，多采用專門格式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和存儲。對這些設(shè)備，如果能采集其顯示器輸入端的標(biāo)準(zhǔn)格式信號如VGA信號，對該信號所表達(dá)的圖像進(jìn)行分析處理，獲取其原始物理數(shù)據(jù)并輸送給依賴此數(shù)據(jù)的其他設(shè)備如控制器，則能大大擴展原設(shè)備的用途。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種能對測厚儀顯示器輸入信號進(jìn)行采集和分析處理，獲取和輸出該信號所對應(yīng)原始物理值即薄膜厚度值集合，同時能準(zhǔn)確定位各厚度值所對應(yīng)模頭位置的系統(tǒng)，并依據(jù)這些數(shù)據(jù)通過擠出機模頭唇口開度控制和擠出速度控制來對BOPP薄膜生產(chǎn)進(jìn)行薄膜厚度的自動控制，以達(dá)到薄膜厚度的均勻。同時，本發(fā)明還提供從測厚儀的薄膜剖面圖像中提取厚度值的字符提取與膜厚采集方法。