CN102556747B - 一种薄膜非连续卷绕输送模切装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种薄膜非连续卷绕输送模切装置，包括：放料辊，用于对成卷柔性薄膜的放卷；收料辊，用于对成卷柔性薄膜的收卷；输送对辊，设在所述放料辊和收料辊之间，用于完成薄膜进给；摩擦对辊和设在放料辊上的滑差轴，用于协作保持薄膜在进给过程中的张力稳定；模切机，用于完成薄膜裁切；工业相机，用于对薄膜的模切切痕成像；工业计算机，用于对模切切痕成像进行图像处理，处理得到的误差作为薄膜输送进给步长的精度补偿。本发明通过视觉装置识别薄膜上的模切切痕，图像处理所得薄膜进给误差，补偿下一步薄膜进给步长，有效保证薄膜非连续卷绕进给工况下，模切机薄膜进给精度和裁切切口均匀性。

Description

一种薄膜非连续卷绕输送模切装置

技术领域

本发明涉及柔性薄膜模切装备，具体涉及一种薄膜非连续卷绕输送模切装置，尤其适用于需要精确输送、均匀切痕的薄膜模切过程。

背景技术

薄膜模切装备广泛应用于工业生产中，例如包装材料、绝缘材料、胶贴产品、印刷行业和柔性电子制造领域等均需要用到薄膜裁切加工的生产系统。

部分特定的行业中，需要利用模切装备完成薄膜的半切，并保证所切切痕均匀性较高。现有的薄膜输送装置中，薄膜输送一般是采用电机驱动对辊或者夹持装置的方式，保证薄膜进给精度的方法通常包括：连续进给工况中靠对辊电机的运动精度保证；非连续进给工况中是通过测量薄膜进给步度并反馈误差给进给电机。柔性薄膜采用卷绕输送方式时，会面临进给辊轴半径变化或薄膜打滑等因素的影响，导致进给精度较低；当薄膜进给步长精度要求较高时，仅靠电机的卷绕运动精度这种半闭环系统，较难满足薄膜输送精度要求。现有大部分中国专利(如CN95104087.1、CN200420044993.4、CN200810052766.9)均是通过一个或多个配置于薄膜输送轨道上的光电传感器来测量薄膜输送步长，以达到薄膜输送误差补偿的目的，而当薄膜上无标记或标记无法被光电传感器识别或标记不清晰时，此类方法无法满足工况要求。特别是要在要求薄膜张力稳定的前提下保证薄膜卷绕进给中的模切均匀性和进给精度，较为困难。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种薄膜非连续卷绕输送模切装置，通过视觉装置识别薄膜上的模切切痕，图像处理所得薄膜进给误差，补偿下一步薄膜进给步长，有效保证薄膜非连续卷绕进给工况下，模切机薄膜进给精度和裁切切口均匀性。

本发明为解决上述问题，所采用的技术方案如下：

一种薄膜非连续卷绕输送模切装置，包括

放料辊，用于对成卷柔性薄膜的放卷；

收料辊，用于对成卷柔性薄膜的收卷；

输送对辊，设在所述放料辊和收料辊之间，用于完成薄膜进给；

摩擦对辊和设在放料辊上的滑差轴，用于协作保持薄膜在进给过程中的张力稳定；

模切机，用于究成薄膜裁切；

工业相机，用于对薄膜的模切切痕成像；

工业计算机，用于对薄膜的模切切痕成像进行图像处理，处理得到的误差作为薄膜输送进给步长的精度补偿，通过在其PCI插槽中插有的运动控制卡控制电机驱动输送对辊完成薄膜进给。

进一步地，还包括浮辊，用于与所述摩擦对辊、滑差轴协作保持薄膜张力稳定，以及收卷前储料从而使收料辊不需要与输送对辊同步转动。

进一步地，还包括惰辊，用于改变薄膜布局形式和输送方向。

进一步地，还包括协助所述工业相机成像的光源。

与现有的技术相比，本发明的技术效果：

(1)通过工业相机、工业计算机监视模切机薄膜非连续送料时每次进给的实际步距。

(2)利用测得的薄膜进给的步长和切痕间距，通过工业计算机、运动控制卡和处理软件等修正薄膜的进给长度，以保证本发明装置进料精度和模切均匀性。

附图说明

图1是本发明控制系统结构示意图。

图2是本发明较佳实施例模块布局示意图。。

图3是本发明的控制流程图。

具体实施方式

以下结合附图和较佳实施例对本发明做进一步描述。

图1是本发明较佳实施例结构示意图，本发明提供了一种薄膜非连续卷绕输送模切装置，主要包括放料辊7、收料辊14、浮辊13、惰辊8、输送对辊9、摩擦对辊12、工业相机6、光源11、模切机10、工业计算机4、运动控制卡3。其中，模切机完成对柔性薄膜的模切功能，实现薄膜的按一定形状、规格的全断或者半断裁切；放料辊、收料辊完成对成卷柔性薄膜的放卷和收卷功能；输送对辊在配置运动控制卡的工业计算机支配下完成薄膜进给功能；浮辊、摩擦对辊与放料辊所配置滑差轴一起共同用于保证薄膜输送中的张力稳定；工业相机在光源辅助下对薄膜上的模切切痕成像，图像处理所测得误差作为薄膜输送进给的精度补偿，从而保证薄膜非连续进给中的切痕均匀性和定位精度。

所述放料辊配置滑差轴，在薄膜中张力大于滑差轴设定的摩擦力时，放料辊在薄膜拖动下可以自由转动。

所述收料辊配有气胀轴可以实现薄膜料卷的可靠固定，并电机连接，实现加工完成的薄膜的收卷。

所述浮辊与摩擦对辊和放料辊滑差轴共同保持薄膜张力值的同时，可用于收卷前储料，从而使收料轴不需要与输送对辊同步转动；

所述惰辊可用于改变薄膜布局形式和输送方向。

所述输送对辊包含上下两辊轴，辊轴均包裹有橡胶层，增加辊轴与薄膜的摩擦效果。输送对辊可以通过调整两辊轴之间的压力，改变对辊对薄膜的牵引力。下辊轴在运动控制卡控制的伺服电机驱动下，根据薄膜模切图案间距的要求，采用间歇进给方案实现薄膜连续进给。

所述摩擦对辊包含一直径较大辊和两直径较小辊。较大辊表面包裹橡胶或者加工有滚花，通过改变直径较小辊与大辊之间的压力，改变摩擦对辊对薄膜牵引摩擦力。摩擦对辊在整个装置运作时处于连续旋转状态，其摩擦对辊的作用是保证系统薄膜张力的稳定，同时还起到辅助输送对辊完成薄膜进给的作用。

所述工业计算机具有PCI插槽和RJ45网络接口，运动控制卡3插于工业计算机的PCI插槽中，工业相机通过RJ45网络接口与工业计算机相连。所述工业计算机具有相应的显示和操作设备。所述运动控制卡，提供有VC++可调用的动态链接库，并可与收料辊14、输送对辊9、摩擦对辊12的驱动电机1相连接，同时通过信号线2控制这些电机。

所述工业相机为千兆网口相机，并提供有VC++可调用的动态链接库。所述工业相机的视野范围可根据模切图案和间距要求进行调整。

所述光源可采用条形光源或环形光源，相应打光方式采用斜置安装或垂直安装形式。

本发明利用运动控制卡和工业相机提供的Windows环境下的动态链接库，以VC++6.0为工具，从而使工业计算机、工业相机、运动控制卡、各个驱动电机一起构成模切机非连续送料、模切控制系统。具体操作包括以下步骤：第(1)步，输送对辊按设定值输送薄膜；第(2)步，等待输送对辊运动完成，工业相机拍摄切痕照片；第(3)步，利用工业计算机完成图像处理，得到两相邻切痕的实际间距；第(4)步，将实际距离与标准设定值进行比较，获得进给或模切误差；第(5)步，判断误差是否超过阈值，如超过则报警停机，未超过则按误差对薄膜输送距离进行补偿，从而实现精确进给和均匀模切，完成一个工位的加工。

图2是本发明较佳实施例模块布局示意图。按图中所示将薄膜布局于所述装置中，图中黑色箭头表示薄膜进给方向。薄膜输送前，输送对辊9所配置的两气缸动作，使上下辊轴将薄膜压紧，然后摩擦对辊的大辊开始连续转动。同一进给工位周期中，首先由输送对辊9按设定步距值拖动放料辊7进给一段薄膜，同时收料辊14转动收料直至触发浮辊13的上限位；薄膜进给结束后，模切机10进行模切操作；同时工业相机6拍摄已切薄膜上的切痕，所得图像通过网线5传至工业计算机，并通过图像处理获得进给和模切误差；模切动作结束后，模切刀抬起至适当高度，输送对辊9按根据检测误差修正的步距重新拖动薄膜进给，如此循环操作。

图3是本发明的控制流程图。如图所示，整个控制流程分为以下几步：第(1)步，输送对辊按设定值输送薄膜；第(2)步，等待输送对辊运动究成，工业相机拍摄切痕照片；第(3)步，利用工业计算机完成图像处理，得到两相邻切痕的实际间距；第(4)步，将实际距离与标准设定值进行比较，获得进给或模切误差；第(5)步，判断误差是否超过阈值，如超过则报警停机，未超过则按误差对薄膜输送距离进行补偿，从而实现精确进给和均匀模切，完成一个工位的加工。

Claims (3)

1.一种薄膜非连续卷绕输送模切装置，包括

放料辊，用于对成卷柔性薄膜的放卷；

收料辊，用于对成卷柔性薄膜的收卷；

输送对辊，设在所述放料辊和收料辊之间，用于采用间歇进给方案实现薄膜进给；

摩擦对辊和设在放料辊上的滑差轴，用于协作保持薄膜在进给过程中的张力稳定，在薄膜中张力大于滑差轴设定的摩擦力时，放料辊在薄膜拖动下可以自由转动；摩擦对辊在整个装置运作时处于连续旋转状态；

浮辊，用于与所述摩擦对辊、滑差轴协作保持薄膜张力稳定，以及收卷前储料从而使收料辊不需要与输送对辊同步转动；

模切机，用于完成薄膜裁切；

工业相机，用于对薄膜的模切切痕成像；

工业计算机，用于对薄膜的模切切痕成像进行图像处理，处理得到的误差作为薄膜输送进给步长的精度补偿，通过在其PCI插槽中插有的运动控制卡控制电机，驱动输送对辊完成薄膜进给。

2.根据权利要求1所述的薄膜非连续卷绕输送模切装置，其特征在于，还包括惰辊，用于改变薄膜布局形式和输送方向。

3.根据权利要求1所述的薄膜非连续卷绕输送模切装置，其特征在于，还包括协助所述工业相机成像的光源。