專利名稱：光學鍍膜多位比較片換位控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于光學鍍膜技術領域，特別是用于光學鍍膜膜厚監(jiān)控系統(tǒng) 的一種多位比較片換位控制裝置。
背景技術：
在公知的技術中，針對非規(guī)整膜系的需要，鍍膜膜厚監(jiān)控系統(tǒng)一般是通 過一個或幾個比較片的切換，分別用不同的監(jiān)控波長信號對膜系各層的光學 厚度進行監(jiān)控。隨著膜系的復雜化設計，要在一個或幾個比較片上完成整個 膜系的控制，是無法實現(xiàn)的，必須在十幾個或幾十個比較片上進行切換才能 完成，因此要求監(jiān)控系統(tǒng)的比較片上能夠容納和切換更多的監(jiān)控點?，F(xiàn)代的 鍍膜機上都裝備了比較片切換裝置，當進行切換時，須從下方取出、放入比 較片或比較片托盤。這種切換裝置不僅操作麻煩，工作人員容易被燙傷，而 且造成蒸鍍效率低，質量得不到保證。還有一種鍍膜比較片裝置為撥盤式單 片切換結構，它是將鍍膜比較片疊摞置放在一個上筒體內，切換時比較片通 過撥盤撥動一個工位，上筒體內落下一個比較片，同時被切換的比較片隨工 位轉動落到一個下筒體內，每切換一片，撥動一個工位。由于撥盤轉動完全 是靠機械轉動，其定位精度低，轉動位置不易到位，比較片也容易摩擦損壞， 而且操作環(huán)節(jié)多、工作效率低，動作可靠性差。另外，在比較片的定位控制 方面， 一般是利用接近開關、霍爾開關或光耦等控制元件進行手動控制，由 于手動控制定位精度低，造成每切換一個比較片，監(jiān)控投射光斑與比較片都 會產生偏離，并在完成整個膜系蒸鍍過程中不斷形成積累誤差，使比較片托 盤轉動一周，投射光斑有時會偏離半個比較片，光斑的重復性差，加之定位
元器件體積的限制，比較片的片位不能太多，而且安裝起來又比較麻煩，需 要反復調整定位元件，因此切換時定位的準確與否取決于操作員的熟練程度， 導致鍍膜監(jiān)控的精度低，可靠性差。
實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種能夠實現(xiàn)多位比較片的自動換位，且換位 精確、動作可靠，并可提高鍍膜效率的光學鍍膜多位膜厚比較片換位控制裝置。
實現(xiàn)本實用新型的目的所采取的技術方案是該換位裝置包括機械換位 部分和自動控制部分，機械換位部分具有一個固定在鍍膜蒸鍍腔頂部的連接 法蘭盤，法蘭盤的上端通過支撐架裝有歩進電機，下端固裝有伸入鍍膜蒸鍍 腔內的工位內筒，筒內設置有比較片換位機構，該機構由動力輸入軸、比較 片轉動組件和托盤組件構成，其中，動力輸入軸的上端伸出工位內筒外通過 連軸套與步進電機的輸出軸連接，下端與比較片轉動組件連接，托盤組件通 過易于拆卸的連接件固裝在工位內筒的底端，并通過軸承與比較片轉動組件 連接。
所述比較片轉動組件是由主動齒輪、轉套齒輪、比較片、壓塊、軸承組 成，其中，轉套齒輪的上部為齒圈，并與主動齒輪嚙合，轉套齒輪的底部內 圈裝有軸承，外圈通過壓塊裝有比較片。
所述托盤組件是由上托盤和下托盤組成，上托盤通過壓塊固裝在轉動組 件下部，下托盤通過軸承與轉動組件連接，兩盤之間設有調平頂絲，并在同 一部位設有反射光束入射錐孔。
所述步進電機的輸出軸采用雙向輸出，上端連接編碼器，下端連接動力 輸入軸。
所述動力輸入軸的上部裝有密封件，軸外部設有筒式軸承座。 實現(xiàn)多位比較片準確換位的自動控制部分包括
一個可編程邏輯控制器，是主控部件，用于接受工控機發(fā)送的換片命令， 并發(fā)出指令給驅動器，控制步進電機的運動角度；同時讀取編碼數(shù)據(jù)，計算 確定比較片的位置，然后顯示出來，并向工控機發(fā)送到位信號；
一個驅動器，用于接收可編程邏輯控制器的指令，并控制步進電機的運 行歩數(shù)，驅動器可設定細分數(shù)，并控制歩進電機的起、停歩距；
一個編碼器，用于識別步進電機運轉的角度，并將輸出信號送至可編程 邏輯控制器，使比較片當前位置在顯示器予以顯示；
一個顯示器，使用雙位數(shù)碼管，用于顯示當前比較片的位數(shù)； 一個轉換電路，用于實現(xiàn)控制器與工控機的信號通訊。 鍍膜比較片換位裝置的控制方法
U)利用可編程邏輯控制器，自動檢測編碼器輸入的信號，計算出比 較片當前的位置并將信息發(fā)給數(shù)碼管，顯示出當前片位；
(2)當控制器接到選位指令，發(fā)出控制信號給驅動器，驅動器驅動歩進 電機，由步進電機帶動比較片機構轉動，并通過安裝在步進電機轉軸上的編 碼器將電機轉動的角度編碼送給控制器，由控制器判斷所轉角度給驅動器發(fā) 出指令，同時輸出顯示信號，并給工控機送出比較片到位信號，使控制器每 接收到一個選位信號，控制比較片轉一個位置；
(3)當控制器接到復位信號， 一直發(fā)控制信號給驅動器，控制歩進電 機運轉，直到編碼器輸出原點信號給控制器，歩進電機停轉，當顯示器顯示 輸出Ol時，更換新的比較片。
按照上述方案制成的光學鍍膜多位比較片換位裝置，可實現(xiàn)十幾位或幾
十位比較片的自動換位，并能提高比較片的換位速度及準確性，達到提高鍍 膜效率及膜厚精度的有益效果。同時，利用其監(jiān)控方法，可使鍍膜監(jiān)控系統(tǒng) 的比較片能夠容納和切換更多的監(jiān)控光點，具有減少操作時間、換位精度高、 動作可靠、成本低等優(yōu)點。

圖l是本發(fā)明的結構示意圖2是鍍膜比較片的結構示意圖3是本發(fā)明的電路控制框圖4是本發(fā)明的程序控制流程框圖。
具體實施方式
參看圖l、圖2，本發(fā)明的光學鍍膜多位比較片換位裝置是由機械換位和
自動控制兩部分組成，其中機械換位部分包括驅動電機、比較片換位機構
和連接法蘭盤，連接法蘭盤6固定在鍍膜蒸鍍腔的頂部，其上端通過支撐架4 裝有驅動電機2，下端固裝有伸入鍍膜蒸鍍腔內的工位內筒16，比較片換位 機構通過連接法蘭盤6組裝在工位內筒16內，是由動力輸入軸5、比較片轉 動組件和托盤組件構成，其中，動力輸入軸5的上端伸出工位內筒16外通過 連軸套3與驅動電機2的輸出軸連接，下端與比較片轉動組件連接，動力輸 入軸5的上部裝有密封件18，用于真空蒸鍍腔與外部大氣的隔絕，軸外部設 有筒式軸承座7。所述驅動電機2采用步進電機，電機軸采用雙輸出，上端連 接編碼器l，下端連接動力輸入軸7。比較片轉動組件是由主動齒輪8、轉套 齒輪9、壓塊IO、軸承12和比較片15組成，其中，轉套齒輪9的上部為能 夠精確分度的齒圈，并與精確分度的主動齒輪8嚙合，用以保證步進電機的 轉動位移精確的傳遞給上托盤13。轉套齒輪9的底部內圈裝有軸承12，外圈
通過壓塊.IO裝有比較片15，如圖2所示，圖中排列的圓圈為比較片鍍膜片位。 托盤組件通過易于拆卸的連接件固裝在工位內筒16的底端，是由上托盤13 和下托盤14組成，兩盤之間設有調平頂絲11，并在比較片15的對應部位設 有投射光束入射錐孔17，通過調平頂絲11的調整可保證上下托盤接觸端面的 平行，以使光束入射錐孔17與比較片15的位置嚴格對應。
參看圖3，實現(xiàn)多位比較片的準確換位的自動控制部分是由可編程邏輯控 制器、編碼器、驅動器、顯示器和轉換電路組成，并由各器件組成比較片控 制箱，其中可編程邏輯控制器為主控部件，當它接到換片命令后，發(fā)出命令 給驅動器，用于控制步進電機的運轉角度，同時讀取編碼器數(shù)據(jù)，計算后確 定比較片的位置，然后顯示出來，同時給工控機發(fā)出到位信號，再由歩進電 機帶動比較片機構，實施換片任務。并通過驅動器接收可編程邏輯控制器的 指令，決定歩進電機的運行步數(shù)，由驅動器設定細分數(shù)，使步進電機的起、 停步距控制的更精確。通過編碼器可識別步進電機的運轉角度，它將識別輸 出信號送給可編程邏輯控制器，能夠準確知道比較片當前的位置并在顯示器 上顯示出來。顯示器使用雙位數(shù)碼管，顯示當前比較片的位數(shù)，其顯示位數(shù) 為99位。轉換電路用于實現(xiàn)比較片控制器與工控機的信號通訊，比較片機構 是比較片的載體，并在傳動機構帶動下實現(xiàn)比較片的換位。所述轉換電路及 各電器元件之間的連接均為常識性公知技術，此處不在贅述。
結合圖3，參看圖4，在進行鍍膜比較片的換位控制時，首先打開比較片 控制箱電源開關，可編程邏輯控制器(簡稱PLC)自動檢測編碼器輸入的信 號，計算出比較片當前的位置并將信息發(fā)給數(shù)碼管，顯示出當前片位；當PLC 接到選位指令，發(fā)出控制信號給驅動器，驅動器驅動步進電機，歩進電機帶 動比較片機構轉動。安裝在步進電機轉軸上的編碼器將電機轉動的角度編碼
送給PLC, PLC判斷所轉角度和發(fā)出指令是否一致，如果一致，停止給驅動 器發(fā)命令，步進電機停止轉動，PLC輸出顯示信號，并給工控機送出比較片 到位信號。PLC每接收到一個選位信號，控制比較片轉一個位置；當PLC接 到復位信號， 一直發(fā)控制信號給驅動器，控制歩進電機運轉，直到編碼器輸 出原點信號給PLC，歩進電機停轉，顯示輸出Ol，此時更換新的比較片，從 Ol位開始，本發(fā)明可以實現(xiàn)20位以上比較片的換位。
根據(jù)工藝要求，當一個位置比較片用完后，需要更換新的比較片，這時 候，可以使用手動選位，也可以通過工控機發(fā)出的選位指令進行選位。手動 選位時，每按一次控制箱面板上的選位按鈕，比較片換一個位置。自動運行 時，由工控機發(fā)出選位信號，PLC接到換片信號即執(zhí)行換片操作，到位后向 工控機發(fā)出到位信號，可以進行下一個鍍膜工藝。
在比較片控制器的前面板上，裝有用于片位顯示的雙位數(shù)碼管，可以顯 示比較片的實際位置，如1 99位的任意一個位置；并設置了掉電記憶功能， 每次掉電以后再啟動，數(shù)碼管顯示的仍是上次使用的位置；并具有準確定位 功能，比較片不論轉到哪個角度，數(shù)碼管都能準確地顯示當前位置；還具有 復位功能，如果用不到規(guī)定的片位就想換掉整片比較片，換新片后又想從第 一個位置開始，可以按下控制箱前面板上的復位按鈕，將自動運行到第一個 位置比較片。比較片的位數(shù)可根據(jù)光斑直徑的大小而定，光斑越小，位數(shù)越 多。
權利要求1、一種光學鍍膜多位比較片換位控制裝置，是由機械換位部分和自動控制部分組成，其特征在于a)機械換位部分具有一個固定在鍍膜蒸鍍腔頂部的連接法蘭盤，法蘭盤的上端通過支撐架裝有步進電機，下端固裝有伸入鍍膜蒸鍍腔內的工位內筒，筒內設置有比較片換位機構，該機構由動力輸入軸、比較片轉動組件和托盤組件構成，其中，動力輸入軸的上端伸出工位內筒外通過連軸套與電機輸出軸連接，下端與比較片轉動組件連接，托盤組件通過易于拆卸的連接件固裝在工位內筒的底端，并通過軸承與比較片轉動組件連接；b)自動控制部分包括一個可編程邏輯控制器，是主控部件，用于接受工控機發(fā)送的換片命令，并發(fā)出指令給驅動器，控制步進電機的運動角度，同時讀取編碼數(shù)據(jù)，計算確定比較片的位置，然后顯示出來，并向工控機發(fā)送到位信號；一個驅動器，用于接收可編程邏輯控制器的指令，并控制步進電機的運行步數(shù)，驅動器可設定細分數(shù)，并控制步進電機的起、停步距；一個編碼器，用于識別步進電機運轉的角度，并將輸出信號送至可編程邏輯控制器，使比較片當前位置在顯示器予以顯示；一個顯示器，使用雙位數(shù)碼管，用于顯示當前比較片的位數(shù)；一個轉換電路，用于實現(xiàn)控制器與工控機的信號通訊。
2、根據(jù)權利要求1所述光學鍍膜多位比較片換位控制裝置，其特征在于: 所述比較片轉動組件是由主動齒輪、轉套齒輪、比較片、壓塊、軸承組成， 其中，轉套齒輪的上部為齒圈，并與主動齒輪嚙合，轉套齒輪的底部內圈裝 有軸承，外圈通過壓塊裝有比較片。
3、 根據(jù)權利要求1所述光學鍍膜多位比較片換位控制裝置，其特征在于 所述托盤組件是由上托盤和下托盤組成，上托盤通過壓塊固裝在轉動組件下 部，下托盤通過軸承與轉動組件連接，兩盤之間設有調平頂絲，并在同一部 位設有反射光束入射錐孔。
4、 根據(jù)權利要求1所述光學鍍膜多位比較片換位控制裝置，其特征在于: 所述步進電機的輸出軸采用雙向輸出，上端連接編碼器，下端連接動力輸入 軸。
5、 根據(jù)權利要求1所述光學鍍膜多位比較片換位控制裝置，其特征在于: 所述動力輸入軸的上部裝有密封件，軸外部設有筒式軸承座。
專利摘要本實用新型涉及一種光學鍍膜多位比較片換位控制裝置。它是由機械換位和自動控制兩部分構成，機械換位具有一個固定在鍍膜蒸鍍腔的頂部的連接法蘭盤，法蘭盤的上端裝有步進電機，下端裝有伸入鍍膜蒸鍍腔內的工位內筒，筒內設置有比較片換位機構；自動控制部分包括可編程邏輯控制器、驅動器、編碼器、顯示器和轉換電路，通過該裝置，可使鍍膜監(jiān)控系統(tǒng)的比較片能夠容納和切換更多的監(jiān)控光點，實現(xiàn)十幾位或幾十位比較片的自動換位，并能提高比較片的換位速度及準確性，達到提高鍍膜效率及膜厚精度的實用效果。
文檔編號G02B1/10GK201069472SQ200720089570
公開日2008年6月4日 申請日期2007年2月27日 優(yōu)先權日2007年2月27日
發(fā)明者黨亞軍, 蘭 張, 菊池和夫, 趙升林 申請人:河南中光學集團有限公司