专利名称:一种淋膜纸薄膜测厚系统装置及测量方法
专利类型:发明专利
专利申请号:CN202310828464.0
专利申请(专利权)人:安庆盛华纸质包装有限公司
权利人地址:安徽省安庆市怀宁县工业园月山大道东6号
专利发明(设计)人:王敏,江明
专利摘要:本发明公开了一种淋膜纸薄膜测厚系统装置及测量方法,涉及淋膜纸生产技术领域。本发明通过采用带有奇点楞线的基准测试方板进行90度方向的转动,来调节上下侧镜像对称的两个光电检测器位置,使得上下侧镜像对称的两个光电检测器完成精准的竖向对齐,避免了光电检测器安装过程中出现的较大误差;本发明通过调控光电检测器在横向移动过程中的速度变化规律,使得光电检测器在淋膜纸上发生的探测路径呈周期曲线变化,使得未探测高危区任意一纵向宽度尺寸显著减小,从而有效降低探测路径之外出现淋膜纸厚度异常的概率。
主权利要求:
1.一种淋膜纸薄膜测厚系统装置,其特征在于:
测厚系统装置包括一组相互镜像对称设置的移动基架(1)、驱动调节移动基架(1)横向移动的平移驱动杆(8)、与移动基架(1)垂直滑动配合的定位架(2);
所述定位架(2)固定设有导向杆(201),所述定位架(2)活动安装有定位调节螺杆(202),所述定位架(2)配置有输出轴杆方向相互垂直的横向驱动伺服电机(3)、纵向驱动伺服电机(4);
所述定位架(2)的定位调节螺杆(202)、导向杆(201)位置处定向安装有光电检测器(5),所述光电检测器(5)设有导向背块(502),所述导向背块(502)开设有与定位调节螺杆(202)相配合的第二螺孔(503)、与导向杆(201)相配合的第二通孔(504);
两个镜像对称的光电检测器(5)横向往返移动,对移动过程中的淋膜纸(9)形成周期性往复的探测路径(11),并在淋膜纸(9)的探测路径(11)之间形成与探测路径(11)超出一定间距的未探测高危区(12);
测厚系统装置还包括用于两个镜像对称的光电检测器(5)相互对齐的基准测试方板(6),所述基准测试方板(6)中间位置处设有一条形的尖角凸起(603),所述尖角凸起(603)的最高点位置处形成奇点楞线(604)。
2.根据权利要求1所述的一种淋膜纸薄膜测厚系统装置,其特征在于:两个相互镜像对称设置的移动基架(1)所连接的平移驱动杆(8)与同一动力输出驱动机构(13)配合连接。
3.根据权利要求1所述的一种淋膜纸薄膜测厚系统装置,其特征在于:所述移动基架(1)设有一组与定位架(2)滑动接触的竖向基板(101),所述竖向基板(101)开设有第一通孔(103),所述移动基架(1)内侧中间位置设有第一导向块(102),所述第一导向块(102)开设有第一螺孔(104);
所述平移驱动杆(8)采用螺纹杆,所述平移驱动杆(8)横向贯穿第一通孔(103),所述平移驱动杆(8)与第一螺孔(104)螺接配合安装。
4.根据权利要求1所述的一种淋膜纸薄膜测厚系统装置,其特征在于:所述定位架(2)设有一组竖向板,所述竖向板安装有轴承(203),所述定位调节螺杆(202)两端与轴承(203)连接。
5.根据权利要求1所述的一种淋膜纸薄膜测厚系统装置,其特征在于:所述基准测试方板(6)每个边侧位置都设有一组凸块(601),同边侧的两个凸块(601)之间形成固定卡位处(602),一组对侧位置的固定卡位处(602)配置有横向定位杆体(7)。
6.根据权利要求1所述的一种淋膜纸薄膜测厚系统装置,其特征在于:设两个镜像对称的光电检测器(5)之间的垂直距离为L,设其中一个光电检测器(5)探测到淋膜纸(9)的距离为La,设另外一个光电检测器(5)探测到淋膜纸(9)的距离为Lb,则淋膜纸(9)的厚度为L‑La‑Lb。
7.一种淋膜纸薄膜测厚的测量方法,其特征在于,采用权利要求1至6中任一项所述的一种淋膜纸薄膜测厚系统装置,包括以下环节内容:环节一,光电初始对齐调节
首先,将基准测试方板水平放置于两个镜像对称的光电检测器之间;
其次,光电检测器进行横向定位,将尖角凸起沿着纵向方向放置并固定住基准测试方板,横向驱动伺服电机驱动光电检测器匀速横向移动,光电检测器探测与基准测试方板之间的距离变化信息,判断出光电检测器探测到的极值,根据极值信息分布情况,将上下侧光电检测器调整至其探测到的唯一极值点位置处;
然后,光电检测器进行纵向定位,基准测试方板旋转90度,将尖角凸起沿着横向方向放置并固定住基准测试方板,纵向驱动伺服电机驱动光电检测器匀速纵向移动,光电检测器探测与基准测试方板之间的距离变化信息,判断出光电检测器探测到的极值,根据极值信息分布情况,将上下侧光电检测器调整至其探测到的唯一极值点位置处;
环节二,初始间距检测
完成环节一的光电初始对齐调节后,撤出基准测试方板,用任意一个光电检测器探测对侧光电检测器的距离;
环节三,淋膜纸线性探测
淋膜纸完成淋膜并匀速传导,上侧光电检测器、下侧光电检测器开始对淋膜纸距离进行探测,并根据距离差分析出淋膜纸厚度;
同时,上下侧的两个平移驱动杆带动移动基架、光电检测器进行同步横向往返移动;
光电检测器横向往返移动过程中,其横向往返移动一个周期的速度变化函数值为[F1‑1 ‑1 ‑1(v)、F2(v)、F2 (v)、F1 (v)],其中|F1(v)|、|F1 (v)|随着移动时间增加而变大、|F2(v)|、|‑1F2 (v)|随着移动时间增加而减小,光电检测器在淋膜纸上完成的探测路径呈周期的曲线状,探测路径之间的未探测高危区边界内凹。
8.根据权利要求7所述的一种淋膜纸薄膜测厚的测量方法,其特征在于:在光电检测器进行横向定位时:
若极大值分布的横向位置点存在多个且极小值分布的横向位置点仅为一个,则横向驱动伺服电机驱动调节光电检测器移动至与极小值分布的横向位置点对齐的位置处;
若极小值分布的横向位置点存在多个且极大值分布的横向位置点仅为一个,则横向驱动伺服电机驱动调节光电检测器移动至与极大值分布的横向位置点对齐的位置处;
光电检测器进行纵向定位时:
若极大值分布的纵向位置点存在多个且极小值分布的纵向位置点仅为一个,则纵向驱动伺服电机驱动调节光电检测器移动至与极小值分布的纵向位置点对齐的位置处;
若极小值分布的纵向位置点存在多个且极大值分布的纵向位置点仅为一个,则纵向驱动伺服电机驱动调节光电检测器移动至与极大值分布的纵向位置点对齐的位置处。
9.根据权利要求7所述的一种淋膜纸薄膜测厚的测量方法,其特征在于:光电检测器进行同步横向往返移动的位置范围处于淋膜纸的横向跨度范围。 说明书 : 一种淋膜纸薄膜测厚系统装置及测量方法技术领域[0001] 本发明涉及淋膜纸生产技术领域,尤其涉及一种淋膜纸薄膜测厚系统装置及测量方法。背景技术[0002] 淋膜纸在生产过程中,需要对淋膜纸流延膜厚度的均匀性进行监测,从而保证淋膜纸产品的质量。所以在生产过程中,应对它进行实时的检测并调整,使其在符合要求的范围内连续生产。对于流延成型的薄膜来说,生产线是一个高速运作的机制,淋膜纸不断的进行流延淋膜输出,对淋膜纸厚度进行检测的机构需要对不断前进的淋膜纸进行厚度测量,现有的淋膜纸厚度检测装置中,一般都是通过两个上下镜像对齐的距离探测器,然后根据距离差来计算分析淋膜纸的厚度。但上下两个的距离探测器在安装时需要较高的安装精度,才能保证两个距离探测器对齐,并同时测量淋膜纸的同一位置点,若是安装时出现的误差较大,则实际探测的参数不够准确。另外,淋膜纸是动态传导的,而距离探测器一般都是进行横向匀速往返运动,对淋膜纸进行来回位置的探测,导致了淋膜纸上存在较大区域的未探测高危区,其面域大,未探测高危区的有些区域的纵向(沿着淋膜纸移动的方向)跨度尺寸较大,导致距离传感器的探测路径之外出现淋膜纸厚度异常的概率显著增大。发明内容[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种淋膜纸薄膜测厚系统装置及测量方法,从而使得上下侧镜像对称的两个光电检测器完成精准的竖向对齐,避免了光电检测器安装过程中出现的较大误差,也有效降低了探测路径之外出现淋膜纸厚度异常的概率。[0004] 为解决上述技术问题,本发明是通过以下技术方案实现的:[0005] 本发明提供一种淋膜纸薄膜测厚系统装置,测厚系统装置包括一组相互镜像对称设置的移动基架、驱动调节移动基架横向移动的平移驱动杆、与移动基架垂直滑动配合的定位架。定位架固定设有导向杆,定位架活动安装有定位调节螺杆,定位架配置有输出轴杆方向相互垂直的横向驱动伺服电机、纵向驱动伺服电机。定位架的定位调节螺杆、导向杆位置处定向安装有光电检测器,光电检测器设有导向背块,导向背块开设有与定位调节螺杆相配合的第二螺孔、与导向杆相配合的第二通孔。两个镜像对称的光电检测器横向往返移动,对移动过程中的淋膜纸形成周期性往复的探测路径,并在淋膜纸的探测路径之间形成与探测路径超出一定间距的未探测高危区。测厚系统装置还包括用于两个镜像对称的光电检测器相互对齐的基准测试方板,基准测试方板中间位置处设有一条形的尖角凸起,尖角凸起的最高点位置处形成奇点楞线。[0006] 作为本发明中测厚系统装置的优选技术方案:两个相互镜像对称设置的移动基架所连接的平移驱动杆与同一动力输出驱动机构配合连接。[0007] 作为本发明中测厚系统装置的优选技术方案:移动基架设有一组与定位架滑动接触的竖向基板,竖向基板开设有第一通孔,移动基架内侧中间位置设有第一导向块,第一导向块开设有第一螺孔;[0008] 平移驱动杆采用螺纹杆,平移驱动杆横向贯穿第一通孔,平移驱动杆与第一螺孔螺接配合安装。[0009] 作为本发明中测厚系统装置的优选技术方案:定位架设有一组竖向板,竖向板安装有轴承,定位调节螺杆两端与轴承连接。[0010] 作为本发明中测厚系统装置的优选技术方案:基准测试方板每个边侧位置都设有一组凸块,同边侧的两个凸块之间形成固定卡位处,一组对侧位置的固定卡位处配置有横向定位杆体。[0011] 作为本发明中测厚系统装置的优选技术方案:设两个镜像对称的光电检测器之间的垂直距离为L,设其中一个光电检测器探测到淋膜纸的距离为La,设另外一个光电检测器探测到淋膜纸的距离为Lb,则淋膜纸的厚度为L‑La‑Lb。[0012] 本发明提供一种淋膜纸薄膜测厚的测量方法,包括以下环节内容:[0013] 环节一,光电初始对齐调节:首先,将基准测试方板水平放置于两个镜像对称的光电检测器之间。其次,光电检测器进行横向定位,将尖角凸起沿着纵向方向放置并固定住基准测试方板,横向驱动伺服电机驱动光电检测器匀速横向移动,光电检测器探测与基准测试方板之间的距离变化信息,判断出光电检测器探测到的极值,根据极值信息分布情况,将上下侧光电检测器调整至其探测到的唯一极值点位置处。然后,光电检测器进行纵向定位,基准测试方板旋转90度,将尖角凸起沿着横向方向放置并固定住基准测试方板,纵向驱动伺服电机驱动光电检测器匀速纵向移动,光电检测器探测与基准测试方板之间的距离变化信息,判断出光电检测器探测到的极值,根据极值信息分布情况,将上下侧光电检测器调整至其探测到的唯一极值点位置处。[0014] 环节二,初始间距检测:完成环节一的光电初始对齐调节后,撤出基准测试方板,用任意一个光电检测器探测对侧光电检测器的距离。[0015] 环节三,淋膜纸线性探测:淋膜纸完成淋膜并匀速传导,上侧光电检测器、下侧光电检测器开始对淋膜纸距离进行探测,并根据距离差分析出淋膜纸厚度。同时,上下侧的两个平移驱动杆带动移动基架、光电检测器进行同步横向往返移动。光电检测器横向往返移动过程中,其横向往返移动一个周期的速度变化函数值为其中F1(v)、 随着移动时间增加而变大、F2(v)、 随着移动时间增加而减小,光电检测器在淋膜纸上完成的探测路径呈周期的曲线状,探测路径之间的未探测高危区边界内凹。[0016] 作为本发明中测量方法的优选技术方案:在光电检测器进行横向定位时:若极大值分布的横向位置点存在多个且极小值分布的横向位置点仅为一个,则横向驱动伺服电机驱动调节光电检测器移动至与极小值分布的横向位置点对齐的位置处。若极小值分布的横向位置点存在多个且极大值分布的横向位置点仅为一个,则横向驱动伺服电机驱动调节光电检测器移动至与极大值分布的横向位置点对齐的位置处。[0017] 光电检测器进行纵向定位时:若极大值分布的纵向位置点存在多个且极小值分布的纵向位置点仅为一个,则纵向驱动伺服电机驱动调节光电检测器移动至与极小值分布的纵向位置点对齐的位置处。若极小值分布的纵向位置点存在多个且极大值分布的纵向位置点仅为一个,则纵向驱动伺服电机驱动调节光电检测器移动至与极大值分布的纵向位置点对齐的位置处。[0018] 作为本发明中测量方法的优选技术方案:光电检测器进行同步横向往返移动的位置范围处于淋膜纸的横向跨度范围。[0019] 与现有的技术相比,本发明的有益效果是:[0020] 本发明通过采用带有奇点楞线的基准测试方板进行90度方向的转动,来调节上下侧镜像对称的两个光电检测器位置,使得上下侧镜像对称的两个光电检测器完成精准的竖向对齐,避免了光电检测器安装过程中出现的较大误差;本发明通过调控光电检测器在横向移动过程中的速度变化规律,使得光电检测器在淋膜纸上发生的探测路径呈周期曲线变化,使得未探测高危区任意一纵向宽度尺寸显著减小,从而有效降低探测路径之外出现淋膜纸厚度异常的概率。附图说明[0021] 图1为本发明中淋膜纸薄膜测厚系统装置的示意图。[0022] 图2为图1中A处局部放大示意图。[0023] 图3为本发明中光电检测器与基准测试方板纵向分布的奇点楞线完全配合前的(俯视)示意图。[0024] 图4为本发明中光电检测器与基准测试方板纵向分布的奇点楞线完全配合时的(俯视)示意图。[0025] 图5为本发明中光电检测器与基准测试方板横向分布的奇点楞线完全配合前的(俯视)示意图。[0026] 图6为本发明中光电检测器与基准测试方板横向分布的奇点楞线完全配合时的(俯视)示意图。[0027] 图7为本发明中光电检测器对淋膜纸进行厚度检测的远离示意图。[0028] 图8为现有光电传感器在淋膜纸上所形成的探测路径、未探测高危区的示意图。[0029] 图9为本发明中光电传感器在淋膜纸上所形成的探测路径、未探测高危区的示意图。[0030] 图10为本发明中光电检测器进行横向移动时的速度变化示意图。[0031] 其中:1‑移动基架,101‑竖向基板,102‑第一导向块,103‑第一通孔,104‑第一螺孔;2‑定位架,201‑导向杆,202‑定位调节螺杆,203‑轴承;3‑横向驱动伺服电机;4‑纵向驱动伺服电机,401‑纵向输出轴杆;5‑光电检测器,501‑光电距离探头,502‑导向背块,503‑第二螺孔,504‑第二通孔;6‑基准测试方板,601‑凸块,602‑固定卡位处,603‑尖角凸起,604‑奇点楞线;7‑横向定位杆体;8‑平移驱动杆;9‑淋膜纸;10‑镀膜层;11‑探测路径;12‑未探测高危区;13‑动力输出驱动机构。具体实施方式[0032] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。[0033] 实施例一、本发明涉及一种淋膜纸薄膜测厚系统装置,其主要的结构特征内容如下:[0034] 请参阅图1、图2,测厚系统装置包括两个移动基架1,两个移动基架1相互镜像对称设置,平移驱动杆8驱动调节移动基架1横向移动,移动基架1内围垂直滑动安装有定位架2。[0035] 两个相互镜像对称设置的移动基架1所连接的平移驱动杆8与同一动力输出驱动机构13配合连接,平移驱动杆8侧端与驱动平移驱动杆8匀速转动的动力输出驱动机构13连接,上下两侧的平移驱动杆8同步连接在同一动力输出驱动机构13上,使得上下两侧的平移驱动杆8同步精准运动。[0036] 移动基架1设有一组竖向基板101,竖向基板101与定位架2滑动接触,竖向基板101开设有第一通孔103,移动基架1内侧中间位置设有第一导向块102,第一导向块102开设有第一螺孔104。[0037] 其中,移驱动杆8可以采用螺纹杆,平移驱动杆8横向穿过第一通孔103,平移驱动杆8与第一螺孔104螺接配合安装。[0038] 定位架2固定设有导向杆201,并且定位架2可移动地配备有定位调节螺杆202。定位架2配有一组垂直板,垂直板安装有轴承203。定位调节螺杆202的两端都连接到轴承203上。定位框架2配有具有输出轴方向相互垂直的横向驱动伺服电机3和纵向驱动伺服电机4。纵向驱动伺服电机4设有纵向输出轴杆401,纵向输出轴杆401固定连接定位架2。[0039] 定位架2的定位调节螺杆202、导向杆201位置处定向安装有光电检测器5,光电检测器5设有导向背块502,导向背块502开设有与定位调节螺杆202相配合的第二螺孔503、与导向杆201相配合的第二通孔504。[0040] 请参阅图1、图3、图4、图5、图6,测厚系统装置还包括用于两个镜像对称的光电检测器5相互对齐的基准测试方板6,基准测试方板6中间位置处设有一条形的尖角凸起603,尖角凸起603的最高点位置处形成奇点楞线604。[0041] 基准测试方板6每个边侧位置都设有一组凸块601,同边侧的两个凸块601之间形成固定卡位处602,一组对侧位置的固定卡位处602配置有横向定位杆体7。横向定位杆体7能够自由的横向移动,横向定位杆体7可以与伸缩装置输出机构连接,根据需要夹紧基准测试方板6或释放基准测试方板6。[0042] 请参阅图7,其中一个光电检测器5探测到淋膜纸9的距离为La,另外一个光电检测器5探测到淋膜纸9的距离为Lb,两个镜像对称的光电检测器5之间的垂直距离为L,则淋膜纸9的厚度为L‑La‑Lb。[0043] 请参阅图1、图8、图9,两个镜像对称的光电检测器5横向往返移动,对移动过程中的淋膜纸9形成周期性往复的探测路径11,并在淋膜纸9的探测路径11之间形成未探测高危区12,未探测高危区12的边界与探测路径11存在固定的间距,与探测路径11距离超出一定范围后,出现厚度异常的概率开始变大,因此需要减少与探测路径11距离较远的面域,缩减淋膜纸厚度可能出现异常的区域。[0044] 请参阅图9、图10,光电检测器进行横向移动时的速度变化规律:如图10,先是F1(v)加速横移,再进行F2(v)减速横移,之后再反向移动,先进行 的速度移动,再进行的速度移动,从而形成了图9中周期曲线型探测路径11,淋膜纸9上形成的未探测高危区的面域、纵向宽度都明显减小。[0045] 实施例二、本发明涉及一种淋膜纸薄膜测厚的测量方法,具体包括光电初始对齐调节、初始间距检测、淋膜纸线性探测三个环节内容:[0046] 环节一,光电初始对齐调节[0047] 首先,将基准测试方形板6水平放置在两个镜面对称的光电检测器(5)之间。[0048] 其次,光电检测器5通过沿纵向方向放置尖锐的尖角凸起603并固定基准测试方形板6来进行水平定位。横向驱动伺服电机3驱动光电检测器5以均匀的速度水平移动。光电检测器5检测光电检测器5和基准测试方板6之间的距离变化信息,并确定由光电检测器5检测到的极值。根据极值信息的分布,将上、下光电检测器5调整到其检测到的唯一极点位置,其中,光电检测器5检测到的极值分为最大值和最小值两种。[0049] 然后,光电检测器5进行纵向定位,将基准测试方板6旋转90度,沿横向方向放置尖角凸起603并固定基准测试方板6,纵向驱动伺服电机4纵向驱动光电检测器5以均匀速度纵向移动,并检测光电检测器5与基准测试方板6之间的距离变化信息,以确定光电检测器5检测到的极值,根据极值信息的分布,调整上下光电检测器5到它们检测到的唯一极值点的位置。[0050] 环节二,初始间距检测[0051] 在完成环节一中的光电初始对齐调节后,收回基准测试方板6,并使用任意一个光电检测器5来检测相对侧位置的光电检测器5之间的距离。[0052] 环节三,淋膜纸线性探测[0053] 淋膜纸9完成流延淋膜后并以恒定的速度进行传导。上、下光电检测器5开始检测淋膜纸9之间的距离,并根据距离差分析淋膜纸9的厚度;[0054] 同时,上下两侧的两个平移驱动杆8驱动移动基架1和光电检测器5同步进行横向的往返移动。[0055] 光电检测器5横向往返移动过程中,其横向往返移动一个周期的速度变化函数值为 其中|F1(v)、 随着移动时间增加而变大、|F2(v)、随着移动时间增加而减小,如图10中光电检测器5在横向移动过程中的速度变化规律,使得光电检测器5在淋膜纸9上发生的探测路径11呈周期曲线变化。光电检测器5在淋膜纸9上完成的探测路径11呈周期的曲线状,探测路径11之间的未探测高危区12边界内凹,相对于图8中现有光电检测器5匀速往返运动形成的未探测高危区12,本发明图9中未探测高危区12任意一纵向宽度尺寸Dx显著减小,探测路径11之外出现淋膜纸9厚度异常的概率降低。[0056] 其中,在光电检测器5进行横向定位时:[0057] ①若极大值分布的横向位置点存在多个且极小值分布的横向位置点仅为一个,则横向驱动伺服电机3驱动调节光电检测器5移动至与极小值分布的横向位置点对齐的位置处。图2中,上侧光电检测器5进行横向移动过程中,探测到的基准测试方板6的距离,极大值就是基准测试方板上侧的平面,极小值就是尖角凸起603的奇点楞线604位置。光电检测器5移动到极小值对齐的位置处,就完成上侧光电检测器5的横向位置调节。②若极小值分布的横向位置点存在多个且极大值分布的横向位置点仅为一个,则横向驱动伺服电机3驱动调节光电检测器5移动至与极大值分布的横向位置点对齐的位置处。图2中,下侧光电检测器5进行横向移动过程中,探测到的基准测试方板6的距离,极小值就是基准测试方板6上侧的平面,极大值就是尖角凸起603的奇点楞线604位置。光电检测器5移动到极小值对齐的位置处,就完成上侧光电检测器5的横向位置调节。[0058] 其中,光电检测器5进行纵向定位时:①与横向调节时的原理一样,若极大值分布的纵向位置点存在多个且极小值分布的纵向位置点仅为一个,则纵向驱动伺服电机4驱动调节光电检测器5移动至与极小值分布的纵向位置点对齐的位置处。②若极小值分布的纵向位置点存在多个且极大值分布的纵向位置点仅为一个,则纵向驱动伺服电机4驱动调节光电检测器5移动至与极大值分布的纵向位置点对齐的位置处。[0059] 另外,结合图8、图9,光电检测器5进行同步横向往返移动的位置范围处于淋膜纸9的横向跨度范围。[0060] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
专利地区:安徽
专利申请日期:2023-07-07
专利公开日期:2024-09-03
专利公告号:CN116753851B