本發(fā)明涉及薄膜制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于螺栓自定位的膜厚控制方法。

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(jī)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(jī)械性能如拉伸強(qiáng)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。

薄膜厚度控制基于對厚度的實時檢測，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?014204575910的中國專利則通過定邊裝置來進(jìn)行基膜的對齊。

國內(nèi)bopp薄膜制造生產(chǎn)線的在線薄膜厚度控制系統(tǒng)與厚度檢測儀很多是成套從國外引進(jìn)，測厚儀的數(shù)據(jù)需要人工在操作界面上進(jìn)行螺栓對應(yīng)定位才能為控制系統(tǒng)提供有效的厚度數(shù)據(jù)。目前，對測厚儀輸出的厚度數(shù)據(jù)進(jìn)行螺栓對應(yīng)的常用方法主要有以下兩種，一是在不同螺栓處劃線做記號，然后在測厚儀掃描架上找到對應(yīng)的地方，以確定螺栓的位置；二是在用測厚儀檢測剖面的同時，也測量出膜幅的實際寬度，參照模頭的寬度來計算薄膜的縮頸量，進(jìn)而對模頭螺栓進(jìn)行對應(yīng)。這兩種方法均需要人工根據(jù)實際生產(chǎn)情況進(jìn)行輔助標(biāo)識、測量和判斷，人工判斷不但不精確，也無法穩(wěn)定。由于缺乏對薄膜剖面的連續(xù)準(zhǔn)確定位，薄膜的厚度控制效果及所生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量往往受到影響。為此，需要解決膜厚控制中對測厚儀輸出的薄膜剖面厚度曲線進(jìn)行螺栓自定位的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種膜厚控制方法，能在控制過程的開始階段輔助測厚儀對螺栓進(jìn)行測厚定位：通過動態(tài)調(diào)節(jié)一組選定的螺栓，對測厚儀輸出的薄膜剖面厚度曲線進(jìn)行處理和計算，判斷螺栓定位的偏差并相應(yīng)調(diào)整螺栓位置估計，從而對擠出機(jī)模頭螺栓進(jìn)行準(zhǔn)確定位，輸出標(biāo)記有模頭螺栓位置的薄膜剖面厚度值集合；膜厚控制基于該集合進(jìn)行薄膜橫向和縱向的厚度一致性調(diào)節(jié)。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，提供一種基于螺栓自定位的膜厚控制方法，，其包括如下步驟：

a)薄膜原料熔體從擠出機(jī)擠出后經(jīng)冷卻成型單元固化為鑄片，鑄片經(jīng)拉伸單元拉伸為寬卷薄膜，在所述拉伸之前和之后分別通過第一測厚儀及第二測厚儀對所述鑄片和寬卷薄膜進(jìn)行厚度檢測，所檢測到的薄膜剖面厚度曲線數(shù)據(jù)經(jīng)監(jiān)測控制單元中的采集模塊轉(zhuǎn)送到處理模塊；

b)監(jiān)測控制單元中的處理模塊計算獲取薄膜厚度和估算擠出機(jī)模頭各螺栓的位置，并通過自定位處理調(diào)節(jié)估算位置；

c)根據(jù)處理模塊輸出的標(biāo)記有模頭螺栓位置的薄膜剖面厚度值集合，控制模塊分別通過變頻器和模頭調(diào)節(jié)器控制擠出機(jī)轉(zhuǎn)速和模頭的開度。

作為優(yōu)選，還包括以下步驟：所述處理模塊內(nèi)的計算部估算擠出機(jī)螺栓位置，并基于所采集的厚度曲線計算各螺栓處厚度值，判識部檢索、識別待處理螺栓，并調(diào)整螺栓位置，存儲與輸出部存儲和輸出膜厚數(shù)據(jù)，由調(diào)節(jié)部對待處理螺栓進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，通過控制模塊發(fā)出指令來改變擠出機(jī)唇口的開度。

作為優(yōu)選，所述薄膜剖面厚度曲線數(shù)據(jù)以薄膜剖面圖像形式表達(dá)，所述圖像中包括分別以不同顏色表示的一條膜厚曲線、坐標(biāo)軸和與坐標(biāo)軸平行的輔助線。

作為優(yōu)選，所述控制模塊包括控制器1和控制器2，所述控制器2通過模頭調(diào)節(jié)器以脈沖波的方式來控制模頭螺栓固態(tài)繼電器的通斷，從而通過控制螺栓的溫度來調(diào)節(jié)該螺栓所在模頭段的開度，以實現(xiàn)該螺栓所對應(yīng)薄膜區(qū)段的厚度調(diào)節(jié)；所述控制器1以調(diào)節(jié)變頻器的方式來控制擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而通過控制擠出量來實現(xiàn)薄膜整體平均厚度的調(diào)節(jié)。

作為優(yōu)選，所述判識部在檢索周期檢索出所有厚度偏差異號的相鄰螺栓組合，選擇組合內(nèi)差別最小一組作為待處理螺栓，并由所述調(diào)節(jié)部對此一組螺栓進(jìn)行調(diào)節(jié)。

作為優(yōu)選，所述判識部對所述調(diào)節(jié)后的薄膜厚度進(jìn)行檢測判別，根據(jù)所述螺栓組合范圍內(nèi)零偏差位置的移動來調(diào)節(jié)螺栓位置，并更新存儲與輸出部內(nèi)容。

作為優(yōu)選，所述脈沖波采用pwm或pfm波。

采用本發(fā)明的方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：本發(fā)明應(yīng)用于bopp生產(chǎn)的薄膜厚度在線監(jiān)測與控制，實時采集測厚儀上的薄膜剖面厚度信號，通過對厚度偏差異號的一組螺栓進(jìn)行調(diào)節(jié)并根據(jù)調(diào)節(jié)后零偏差點的位置移動，對當(dāng)前螺栓定位位置進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)，實現(xiàn)了對薄膜厚度測量位置的自動準(zhǔn)確定位和薄膜厚度的實時自動監(jiān)測，有效防止了人為判斷錯誤；通過反饋控制實現(xiàn)了bopp薄膜的橫向厚度均勻性和縱向厚度一致性，提高了薄膜成品質(zhì)量；另外，本發(fā)明的自動定位過程短、調(diào)節(jié)動作量小，避免了長時間螺栓加熱對正常生產(chǎn)的影響，而快速準(zhǔn)確的螺栓定位能避免bopp薄膜制造過程中厚度偏差難以歸零的問題。

附圖說明

圖1為應(yīng)用了本發(fā)明基于螺栓自定位的膜厚控制方法的膜厚控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為處理模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為擠出機(jī)模頭局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為bopp生產(chǎn)中測厚儀顯示界面圖；

圖5為處理模塊提取目標(biāo)曲線數(shù)據(jù)流程圖；

圖6為擠出機(jī)模頭螺栓定位偏差示意圖；

圖7為模頭螺栓定位偏右時膜厚調(diào)節(jié)示意圖；

圖8為模頭螺栓定位偏左時膜厚調(diào)節(jié)示意圖；

圖9為螺栓自定位工作流程圖；

圖10為bopp薄膜厚度控制流程示意圖；

圖11為橫向膜厚調(diào)節(jié)信號示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)描述，但本發(fā)明并不僅僅限于這些實施例。本發(fā)明涵蓋任何在本發(fā)明的精神和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。

為了使公眾對本發(fā)明有徹底的了解，在以下本發(fā)明優(yōu)選實施例中詳細(xì)說明了具體的細(xì)節(jié)，而對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)的描述也可以完全理解本發(fā)明。

在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。需說明的是，附圖均采用較為簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。

如圖1所示，應(yīng)用了本發(fā)明的膜厚控制系統(tǒng)包括：擠出單元1、冷卻成型單元2、拉伸單元3、測厚單元、監(jiān)測控制單元5和收卷單元6，其中擠出單元1包括擠出機(jī)7，在擠出機(jī)前端有模頭8，拉伸單元3包括縱拉模塊9和橫拉模塊10，測厚單元則包括第一測厚儀401及第二測厚儀402，監(jiān)測控制單元5包括采集模塊11、處理模塊12、控制模塊14、模頭調(diào)節(jié)器15和變頻器13。

薄膜原料從擠出機(jī)7的投料口投入后熔融為熔體從模頭8擠出，再經(jīng)冷卻成型單元2固化為鑄片，鑄片經(jīng)拉伸單元3拉伸為寬卷薄膜后由收卷單元6收存為母卷，后續(xù)按訂單要求對母卷進(jìn)行分切和包裝。由于厚度對產(chǎn)品質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用，因此，在bopp薄膜生產(chǎn)中往往用兩臺測厚儀分別對鑄片和寬卷薄膜進(jìn)行厚度實時監(jiān)測，兩臺測厚儀均可對外輸出剖面的厚度數(shù)據(jù)集，同時它們均還連接顯示器以顯示鑄片或?qū)捑肀∧さ钠拭鎴D像。兩臺測厚儀中前面對鑄片測厚的那一臺在薄膜初拉出時使用，等到后面第二測厚儀投入后便暫停使用。

如圖2所示，應(yīng)用了本發(fā)明的膜厚控制系統(tǒng)中的處理模塊12，其包括計算部121、判識部122、調(diào)節(jié)部123和存儲與輸出部124。采集模塊11從測厚儀獲取薄膜剖面厚度曲線數(shù)據(jù)后傳送給計算部121；由計算部121進(jìn)行螺栓位置的初始計算，并在所采集的厚度曲線的橫坐標(biāo)上標(biāo)出，輸出標(biāo)記有模頭螺栓位置的薄膜剖面厚度值集合，存儲在存儲與輸出部124中；判識部122根據(jù)當(dāng)前的薄膜剖面厚度值集合，檢索、識別出待處理螺栓，由調(diào)節(jié)部123通過控制模塊14發(fā)出指令對擠出機(jī)中的所述待處理螺栓進(jìn)行溫度控制，調(diào)節(jié)模頭唇口開度，從而調(diào)節(jié)薄膜厚度；判識部122還要對上述調(diào)節(jié)后的厚度改變結(jié)果進(jìn)行二次檢索和判別并相應(yīng)的調(diào)整螺栓位置，更新存儲與輸出部124中的內(nèi)容。

結(jié)合圖2和圖3所示，擠出機(jī)7的模頭包括上下兩個唇片71，唇片之間形成唇口73，唇口開度大小由橫向排列的加熱螺栓72來調(diào)節(jié)。本發(fā)明為進(jìn)行模頭螺栓的準(zhǔn)確定位，需要對擠出機(jī)模頭上的部分螺栓72進(jìn)行動態(tài)調(diào)節(jié)以輔助判斷。

采集模塊所采集到的薄膜剖面厚度曲線數(shù)據(jù)，可以是按某種格式排列的數(shù)值串，也可能是以薄膜剖面圖像形式呈現(xiàn)的，如一般測厚儀是以vga圖像輸送給顯示器的。如圖4所示，在以圖像形式采集的薄膜剖面數(shù)據(jù)即薄膜剖面圖像中，分別有兩幅剖面厚度曲線圖和一些字符信息；其中，a區(qū)域表示薄膜厚度曲線橫坐標(biāo)軸對應(yīng)的厚度基準(zhǔn)值35.5um及曲線畫面中坐標(biāo)系的縱向坐標(biāo)刻度值5％；c區(qū)域為表述當(dāng)前薄膜剖面的目標(biāo)厚度曲線，其坐標(biāo)軸按a區(qū)域的描述進(jìn)行設(shè)定，坐標(biāo)系中還含有與坐標(biāo)軸平行的輔助線；b區(qū)域中avg＝35.51um是指c區(qū)域曲線所顯示的當(dāng)前薄膜剖面的厚度平均值，r＝2.83％則是曲線上下波動的統(tǒng)計極差值。

結(jié)合圖4至圖5所示，厚度控制過程中，處理模塊要輸出標(biāo)記有模頭螺栓位置的薄膜剖面厚度值集合，由于其所依據(jù)的薄膜剖面圖像有著上述區(qū)塊特征，因此，本發(fā)明基于螺栓自定位的膜厚控制系統(tǒng)中處理單元的計算部，內(nèi)設(shè)曲線分割子塊，從系統(tǒng)中讀取或從圖像中提取出一條連續(xù)完整且無交叉的膜厚曲線，并根據(jù)從系統(tǒng)預(yù)設(shè)值中離線讀取的參考值，對該曲線上的點，將其在圖像中的像素坐標(biāo)變換為所對應(yīng)的厚度值。

如圖5所示，曲線分割子塊針對圖4中的c區(qū)域，首先對目標(biāo)圖像進(jìn)行灰度化和濾波處理，再根據(jù)顏色分量和坐標(biāo)特征獲取非連續(xù)膜厚曲線圖像g1和輔助點陣圖像g2；其次，進(jìn)行分層閾值分割，即對兩幅圖像g1和g2，分別進(jìn)行otsu閾值分割和雙閾值分割后得到二值化圖像g1′和g2′；然后，將g1′和g2′二者相合并生成一條連續(xù)完整且無交叉的膜厚曲線圖像g；最后，根據(jù)所獲取的所述基準(zhǔn)厚度值、坐標(biāo)刻度值、厚度平均值，對所生成膜厚曲線上的點，將其在圖像中的像素坐標(biāo)變換為所對應(yīng)的厚度值。

在得到薄膜剖面厚度值后，需要對膜厚曲線進(jìn)行螺栓位置標(biāo)識才能進(jìn)行有效的膜厚控制，但傳統(tǒng)的螺栓位置標(biāo)識需要人工來定位，這必將引入偏差。如圖6所示為擠出機(jī)模頭螺栓定位偏差示意圖，其中，圖6a給出了螺栓實際位置在估計位置左側(cè)時的情況，圖6b給出了螺栓實際位置在估計位置右側(cè)時的情況。圖中，中部水平直線為設(shè)定厚度值對應(yīng)的參考線，曲線為計算得到的厚度曲線，下方和上方的三角形分別示意估計和實際的螺栓位置。bopp薄膜生產(chǎn)在鑄片橫拉過程中，其拉伸比為7-9倍，對于如8280mm的寬卷規(guī)格，其鑄片寬度約為1000mm，模頭螺栓為39個時，每個螺栓對應(yīng)鑄片寬度約為25mm，除去兩端相對較為固定的螺栓，中部每個調(diào)節(jié)螺栓對應(yīng)在圖中的寬度基本相同。

從圖6a可以看出，當(dāng)估計位置偏右時，估計在j處和k處的螺栓其實際位置在j1、k1處，其中，j1處螺栓的偏差為正值，但由于其估計位置在j處，在進(jìn)行厚度調(diào)節(jié)時，將因按j處偏差來控制模頭唇口開度即增大開度而變厚，即j1螺栓處膜厚的偏差不但不會減小，還將增大；類似地，k1螺栓處的膜厚偏差將因按k處偏差來控制即保持模頭唇口開度而不會減小。當(dāng)螺栓估計位置偏左時，如圖6b所示，也將出現(xiàn)相同的問題，螺栓r1、s1處位置的膜厚偏差將因分別按r、s處偏差來進(jìn)行控制而進(jìn)一步增大偏差，螺栓t處位置的膜厚偏差則與k處類似，偏差不會減小。

為此，為了使得膜厚控制能夠收斂到零偏差而不在零偏差上下反復(fù)振蕩，應(yīng)該使得螺栓估計位置盡量接近實際位置。本發(fā)明通過動態(tài)調(diào)節(jié)特定螺栓并根據(jù)調(diào)節(jié)效果來判斷估計位置是偏左還是偏右。

如圖7和8所示，當(dāng)模頭螺栓估計位置偏左或偏右時，其膜厚調(diào)節(jié)效果將不同。在兩圖中，x軸表示偏差參考線，直線ab表示兩個估計螺栓位置a和b之間的膜厚曲線段，不失一般性，假設(shè)a和b關(guān)于x軸對稱分布且其間的厚度值呈直線分布；p點為ab和x軸的交點，為當(dāng)前零偏差點。c和d點分別為所估計位置a和b對應(yīng)兩個螺栓的實際位置，即按a、b處偏差進(jìn)行的螺栓調(diào)節(jié)，實際將分別發(fā)生在c、d處，直線cd為直線ab的水平移動平行線，其中圖7中為左移而圖8中為右移；m點為cd與x軸的交點。圖中，u、v和e及f、g為輔助箭線的末端點，直線fg為對c、d兩處螺栓基于a、b處偏差進(jìn)行比例控制調(diào)節(jié)后新的膜厚曲線段，fg與x軸的交點為q點，各垂直箭頭為比例控制后膜厚的改變，dm為螺栓位置的估計偏差值，dzf為比例控制前后零偏差點位移量。

如圖9所示，本發(fā)明裝置的螺栓自定位工作流程為：

(s1)首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化，設(shè)定周期、閾值；

(s2)從測厚儀采集薄膜剖面厚度曲線數(shù)據(jù)，計算曲線對應(yīng)的厚度值；

(s3)如果已有定位數(shù)據(jù)則轉(zhuǎn)s4，否則進(jìn)行初始定位，通過人工對邊后，將各螺栓均勻分布在曲線橫軸上，更新螺栓定位位置集合和標(biāo)記有模頭螺栓位置的薄膜剖面厚度值集合，之后轉(zhuǎn)s7；

(s4)如果不是檢索周期則轉(zhuǎn)s5，否則進(jìn)行螺栓檢索，搜索所有厚度偏差正負(fù)異號的相鄰螺栓組合，并選擇其中厚度偏差的差別最小的一組標(biāo)記為(mj1，mj2)作為待處理螺栓，由調(diào)節(jié)部通過控制模塊對該兩個螺栓進(jìn)行按各自厚度偏差的比例控制，同時記錄兩個螺栓之間厚度偏差為零的點的橫坐標(biāo)xp，之后轉(zhuǎn)s7；

(s5)如果不是判別周期，則轉(zhuǎn)s6，否則進(jìn)行螺栓位置估計偏差的判斷和調(diào)節(jié)，再次檢索螺栓(mj1，mj2)之間的零偏差點，記其橫坐標(biāo)為xq；比較xq和xp，如果兩者差值在設(shè)定閾值范圍內(nèi)，則轉(zhuǎn)s8；若xq小于xp則將所有螺栓右移，否則將所有螺栓左移，更新螺栓定位位置集合和標(biāo)記有模頭螺栓位置的薄膜剖面厚度值集合，之后轉(zhuǎn)s7；

(s6)當(dāng)前為控制周期，由控制模塊對各螺栓進(jìn)行薄膜橫向和縱向的厚度一致性控制，轉(zhuǎn)s7；

(s7)等待下一周期到來，轉(zhuǎn)s2；

(s8)定位完畢，結(jié)束。

在上述比例控制和一致性控制后，擠出機(jī)唇口開度改變，擠出成型鑄片的厚度也相應(yīng)被調(diào)整，鑄片經(jīng)拉伸后被測厚儀進(jìn)行厚度檢測，相應(yīng)地，采集模塊獲得的厚度信息也不斷被刷新。判別周期在檢索周期之后，其間的延時根據(jù)生產(chǎn)進(jìn)行測定。

作為優(yōu)選，自動螺栓定位過程中，檢索周期與判別周期的時間跨度可根據(jù)當(dāng)前膜厚的總體偏差進(jìn)行調(diào)整，在檢索周期內(nèi)，離待處理螺栓較遠(yuǎn)的其他螺栓仍可由控制模塊進(jìn)行一般的一致性控制，且自動定位也可以根據(jù)膜厚變化重復(fù)進(jìn)行。

結(jié)合圖7～9所示，為進(jìn)行螺栓位置估計偏差的判斷，對擠出機(jī)模頭上中部各可調(diào)節(jié)螺栓，基于當(dāng)前估計位置進(jìn)行檢索，找到離厚度參考線最近且偏差值正負(fù)異號的一對螺栓，對它們進(jìn)行比例控制。如圖7所示，實際螺栓位置在估計位置左側(cè)，圖中假設(shè)a、b兩處偏差值相等，則對c、d兩個螺栓進(jìn)行比例控制后，兩處厚度的改變量將分別與如圖7b所示的a、b兩處的箭頭一致，即將a、b兩處的箭頭水平左移為箭頭u和v。那么，如圖7c所示，a處實際得到的調(diào)節(jié)量將是a位置對應(yīng)在三角形muc中如箭頭e所示的分量。如圖7d所示，將箭頭e和v的首端分別平移到a點和d點在直線ab上的投影點，得到箭線f和g，則fg為對c、d兩處螺栓基于a、b處偏差進(jìn)行比例控制調(diào)節(jié)后新的膜厚曲線段。圖7a為圖7b、7c和7d的綜合圖，圖8與圖7類似。

從圖7和圖8可以看出，fg與x軸的交點q，其位置在p點左側(cè)還是右側(cè)，取決于m的位置，q與m分處于原零偏差點p的兩側(cè)。因此，在自動螺栓定位過程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)q在p右側(cè)時，說明原螺栓估計位置偏右，應(yīng)該將估計位置左移，如圖7所示；反之，則應(yīng)該將估計位置右移，如圖8所示。

為選擇合適的估計位置位移量，作為優(yōu)選，可以通過離線實驗，事先建立螺栓位置的估計偏差值dm與比例控制前后零偏差點位移量dzf之間的映射關(guān)系表，在線調(diào)節(jié)時，先計算出當(dāng)前dzf然后通過查表獲得估計偏差值dm。

作為優(yōu)選，螺栓位置估計偏差dm按下式進(jìn)行調(diào)節(jié)：

dm＝η·dzf(1)

其中，系數(shù)η動態(tài)取值，其初始值為為區(qū)間(1/3，1/2)內(nèi)的一個數(shù)，之后若檢測到dzf的方向發(fā)生改變則取η′＝1/2η，否則η′＝1.1η，η′為更新后的系數(shù)。

螺栓位置的估計偏差值dm還可根據(jù)比例控制前后零偏差點位移量dzf通過方程求解得到，以圖7為例：

假設(shè)a、b處在比例控制前的厚度值ta＝tb＝t，按其偏差進(jìn)行比例控制后，其厚度改變量ta＝tb＝δ；則有：

tc＝td＝t，tc＝td＝δ；記dm＝x、dzf＝d、|pa|＝l，比例控制后，f和g處的厚度值分別為：

在直線fg與x軸形成的相似三角形中，有：

可得：

δ·x²+x(δ·d+d·t-2·δ·l)-2·δ·l·d＝0(4)

記a＝δ，b＝δ·d+d·t-2·δ·l，c＝2·δ·l·d，則對式(4)求解后，可得其唯一合理正解：

可按(5)式計算估計偏差值dm。

因此，作為優(yōu)選，螺栓位置估計偏差dm的調(diào)節(jié)方法如下：dm＝ρ·x，其中x為按式(5)計算出的值，ρ為區(qū)間[0.8，1]內(nèi)的一個數(shù)。

結(jié)合圖9和圖10所示，本發(fā)明膜厚控制方法的bopp薄膜橫向和縱向的厚度一致性控制流程為：

(l1)熔體擠出后經(jīng)冷卻成型為鑄片，鑄片在拉伸前后由測厚儀進(jìn)行厚度檢測，生成薄膜剖面圖像；

(l2)監(jiān)測控制單元中的采集模塊采集薄膜剖面圖像，由處理模塊對該圖像進(jìn)行處理分析，獲得標(biāo)記有模頭螺栓位置的薄膜剖面厚度值集合，其中模頭螺栓位置由處理單元通過自定位過程進(jìn)行調(diào)整；

(l3)對所述的厚度值集合中每個與待控制螺栓相對應(yīng)的元素，取第k個數(shù)據(jù)，將其厚度值與產(chǎn)品厚度預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較獲得點偏差值，該值送控制模塊的控制器2，由控制器2進(jìn)行pid控制，輸出控制量通過模頭調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)本螺栓加熱脈沖波形，從而調(diào)節(jié)本段模頭唇口的開度；

(l4)對l2中獲得的所述厚度值集合，計算本周期內(nèi)薄膜剖面厚度平均值，將其與產(chǎn)品厚度預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較獲得本周期整體厚度偏差值，該值送控制模塊的控制器1，由控制器1進(jìn)行pid控制，輸出控制量調(diào)節(jié)變頻器，改變擠出機(jī)轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)模頭整體單位時間內(nèi)的擠出流量即擠出速度；

(l5)等待下一周期定時到來，回到步驟l2。

在以上控制過程中，控制器1周期性地對橫向上薄膜厚度數(shù)據(jù)取平均值，折算為單位時間擠出量，與產(chǎn)品厚度設(shè)定值對應(yīng)的擠出量相比較，得出擠出量偏差，再轉(zhuǎn)變成電機(jī)速度補(bǔ)償量，通過改變變頻器的輸入量來控制主擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速增加時，擠出機(jī)模頭唇口的熔體流量增加，壓力增大，相應(yīng)鑄片及拉伸后的薄膜整體厚度會逐漸增加。

控制器2將厚度偏差轉(zhuǎn)換為溫度補(bǔ)償值，通過模頭調(diào)節(jié)器以脈沖波的方式來控制加熱控制通道上固態(tài)繼電器的通斷，從而控制當(dāng)前模頭螺栓的溫度。由于金屬的熱脹冷縮性質(zhì)，當(dāng)加熱器導(dǎo)通時鑄片唇口的縫隙壓縮，這樣鑄片唇口的薄膜厚度會逐漸減小，反之則增加。

作為優(yōu)選，所述脈沖波為pwm波或pfm波。如圖11所示為橫向膜厚調(diào)節(jié)信號示意圖，控制器2可以通過如圖11a所示的pwm波或者如圖11b所示的pfm波來指令。其中，pwm波的周期ts保持不變，通過改變一周期內(nèi)導(dǎo)通時間ton來調(diào)節(jié)控制量；而pfm則保持導(dǎo)通時間不變，通過改變周期的大小來調(diào)節(jié)控制量。作為優(yōu)選，在制造過程中，加熱頻繁時可選用pwm方式，否則可選pfm方式。

本發(fā)明基于螺栓自定位的膜厚控制方法通過優(yōu)選特定的一組螺栓進(jìn)行厚度比例調(diào)節(jié)，并根據(jù)調(diào)節(jié)前后膜厚的變化來對螺栓估計位置進(jìn)行調(diào)整，能快速對模頭螺栓進(jìn)行準(zhǔn)確定位，輸出標(biāo)記有所有模頭螺栓位置的薄膜剖面厚度值數(shù)對集合；基于所述厚度值數(shù)對集合，控制模塊進(jìn)行模頭唇口的開度控制和擠出速度控制，實現(xiàn)了薄膜生產(chǎn)的橫向厚度高均勻性并使得縱向厚度保持高一致性。

除此之外，雖然以上將實施例分開說明和闡述，但涉及部分共通之技術(shù)，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員看來，可以在實施例之間進(jìn)行替換和整合，涉及其中一個實施例未明確記載的內(nèi)容，則可參考有記載的另一個實施例。

以上所述的實施方式，并不構(gòu)成對該技術(shù)方案保護(hù)范圍的限定。任何在上述實施方式的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在該技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。