CN106363859B - Xps板材生产在线自动控制方法 - Google Patents

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  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

本发明公开了一种XPS板材生产在线自动控制方法，包括出坯工序、参数控制和检测调节，其特征在于：所述的电子尺与压力传感器协同检测控制板材的厚度，板材的最终厚度调节由发泡板材坯厚度与板材牵引速度协调实现，本发明的有益效果是：本发明实现了自动控制XPS发泡板的厚度，完成了在线测量多因素指标，达到了生产的板材均匀一致；采用了电子尺与压力传感器双传感器，灵活准确均衡地应用板坯厚度和拉伸速度两个影响因子来控制板材的厚度；所述电子尺下方设置了小辊轮，减少了电子尺与板材的摩擦力，增加了设备的使用寿命。

Description

XPS板材生产在线自动控制方法
技术领域
本发明属于高分子材料合成技术领域，更具体地涉及XPS板材生产在线自动控制方法。
背景技术
近年来，国内外泡沫塑料工业发展很快，其应用范围也越来越宽，特别是在建筑行业，XPS发泡板已占有不可取代的地位。但其生产工艺都很复杂，板材厚度一般采用人工操作测量控制，人工操作测量存在很多弊端：效率低、准确度差、劳动强度大且操作繁琐，产品厚度质量不稳定。
现有技术中也有自动控制方法的报道，如专利号：201320229560.5公开的《一种板材厚度控制系统》，该实用新型采用了高精度的激光测厚技术，消除了人为因素的影响，提高了效果降低了生产成本。但是该专利公开的控制系统只是对型材的厚度单一因素进行调控，而对于XPS板材实际生产过程中，XPS发泡板厚度是变化的，而且XPS发泡板厚度与板坯厚度和拉伸速度有关系，特别是板坯厚度是由上模板压力所控制，当型材的厚度单一因素进行调控时只能调节上模板压力，然而上模板压力过大容易造成板材断裂，寻找一种XPS发泡板厚度和拉伸速度统筹兼顾的控制方法迫在眉睫。
发明内容
为解决上述问题，克服现有技术的不足，本发明提供了一种自动化程度高、有多重保护、监测指标更广的XPS板材生产在线自动控制方法，能够有效的解决XPS板材生产影响因素过多、监测指标过少的问题。
本发明解决上述技术问题的具体技术方案为：XPS板材生产在线自动控制方法，包括出坯工序、参数调节控制工序和检测调节工序，其特征在于：
所述出坯工序为：聚苯乙烯发泡的原料进入发泡机头，由上模板与下模板挤出压平，形成厚度为：20—120mm发泡板材坯；
所述参数调节控制，包括厚度和牵引速度两个工艺参数，厚度工艺参数包括发泡板材坯厚度和板材厚度，发泡板材坯厚度的控制由上模板与下模板来控制；板材厚度由板材坯厚度和牵引速度协同控制；牵引速度工艺参数由上牵引辊和下牵引辊共同完成，上牵引辊的速度由上牵引辊驱动电机控制，下牵引辊的速度由下牵引辊驱动电机控制，两个电机的速度由电机同步控制器控制；
所述检测调节工序，包括发泡板材坯厚度检测调节、板材厚度检测调节、板材牵引速度检测调节和板材的重量检测与调节，所述发泡板材坯厚度检测调节由压力传感器、上模板与下模板共同完成；板材厚度检测调节由上压辊、托辊和电子尺共同完成；板材牵引速度检测调节由压力传感器、上牵引辊和下牵引辊共同完成；板材的重量由重量秤来检测。
所述的电子尺与压力传感器协同检测控制板材的厚度；板材的最终厚度调节由发泡板材坯厚度与板材牵引速度协调实现。
所述的参数调节控制包括厚度、牵引速度和重量三个工艺参数，厚度、牵引速度和重量能够得到单位密度参数，单位密度能够直观反应产品品质稳定性。
所述的模板设置压力传感器，压力传感器设置两个阈值：10Kg/cm2和15Kg/cm2。
所述发泡板材坯经由牵引机牵出冷却后进入检测工序，板材的下方设置托辊，托辊的上方设置电子尺，托辊的上表面为电子尺的零点，电子尺下部设置小辊轮，小辊轮能够压在发泡板材上进行测量。
所述的发泡机头采用衣架式或鱼尾式发泡机头的其中一种。
所述的电子尺设置于牵引机后面，电子尺下方设置电眼传感器，感应板材的有无。
所述上模板的上升与下降，以及上牵引辊驱动电机与下牵引辊驱动电机的速度的高低，由CPU进行PID自整定来确定。
本发明的有益效果是：本发明实现了自动控制XPS发泡板的厚度，完成了在线测量多因素指标，达到了生产的板材均匀一致；采用了电子尺与压力传感器双传感器，灵活准确均衡地应用板坯厚度和拉伸速度两个影响因子来控制板材的厚度；所述电眼传感器能够检测板材有无，保证了生产的连续性；所述电子尺下方设置了小辊轮，减少了电子尺与板材的摩擦力，增加了设备的使用寿命；所述电子尺安装在牵引机以后，板材能够充分冷却，板材厚度尺寸完全固定下来，提高了测量的准确性。
附图说明：
附图1是本发明工艺使用设备结构示意图；
附图2是本发明自动调控过程流程图：附图中：
1. 发泡机头、2. 上模板、3. 控制电机、4. 下模板、5. 上牵引辊驱动电机、6. 上牵引辊、7. 下牵引辊、8. 气缸、9. 电子尺、10. 小辊轮、11. 上压辊、12.重量秤、13. 托辊、14. 电眼传感器、15. 下牵引辊驱动电机、16. 压力传感器。
具体实施方式：
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，现在将参考附图1和附图2更全面地描述本发明的具体实施方式：
XPS板材生产在线自动控制方法，包括出坯工序、参数调节控制工序和检测调节工序，其特征在于：
所述出坯工序为：聚苯乙烯发泡的原料进入发泡机头1，由上模板2与下模板4挤出压平，形成厚度为：20—120mm发泡板材坯；
所述参数调节控制工序，包括厚度和牵引速度两个工艺参数，厚度工艺参数包括发泡板材坯厚度和板材厚度，发泡板材坯厚度的控制由上模板2与下模板4来控制；板材厚度由板材坯厚度和牵引速度协同控制；牵引速度工艺参数由上牵引辊6和下牵引辊7共同完成，上牵引辊6的速度由上牵引辊驱动电机5控制，下牵引辊7的速度由下牵引辊驱动电机15控制，两个电机的速度由电机同步控制器控制；
所述检测调节工序，包括发泡板材坯厚度检测调节、板材厚度检测调节、板材牵引速度检测调节和板材的重量检测与调节，所述发泡板材坯厚度检测调节由压力传感器16、上模板2与下模板4共同完成；板材厚度检测调节由上压辊11、托辊13和电子尺9共同完成；板材牵引速度检测调节由压力传感器16、上牵引辊6和下牵引辊7共同完成；板材的重量由重量秤12来检测。
所述的电子尺9与压力传感器16协同检测控制板材的厚度；板材的最终厚度调节由发泡板材坯厚度与板材牵引速度协调实现。
所述的参数调节控制包括厚度、牵引速度和重量三个工艺参数，厚度、牵引速度和重量能够得到单位密度参数，单位密度能够直观反应产品品质稳定性。
所述的模板2设置压力传感器16，压力传感器16设置两个阈值：10Kg/cm2和15Kg/cm2。
所述发泡板材坯经由牵引机牵出冷却后进入检测工序，板材的下方设置托辊13，托辊13的上方设置电子尺9，托辊13的上表面为电子尺9的零点，电子尺9下部设置小辊轮10，小辊轮10能够压在发泡板材上进行测量。
所述的发泡机头1采用衣架式或鱼尾式发泡机头的其中一种。
所述的电子尺9设置于牵引机后面，电子尺9下方设置电眼传感器14，感应板材的有无。
所述上模板2的上升与下降，上牵引辊驱动电机5与下牵引辊驱动电机15的速度的高低，其速率由CPU进行PID自整定来确定。
使用时，具体操作如下：
实施实例一：
1. 聚苯乙烯发泡的原料进入衣架式发泡机头1，由上模板2与下模板4挤出压平，形成厚度为20mm发泡板材坯；
2. 由上下模板出来的板材在上牵引辊6与下牵引辊7的牵引下匀速前进，电眼传感器14检测是否有发泡板材通过，没有板材通过，气缸8带动电子尺9抬起，由牵引机出来的板材冷却后顺利通过电子尺9，电眼检测到有板材，气缸8带动电子尺9上的小辊轮10压在板面上，进行测量；
3. 电子尺91秒钟检测10次，取平均值，如果检测厚度大于设定厚度20mm，CPU发出信号制电机3带动上模板2下压，板材变薄；
4. 上模板2下压过程中压力控制传感器16检测到压力过高，大于设定值10Kg/cm2时，CPU发出信号上模板2停止下压，防止模板无限制下压，把板材压断；
4.1检测板材厚度仍大于设定厚度20mm，上牵引辊驱动电机5与下牵引辊驱动电机15得到CPU提速信号，牵引速度不断提高，一直到压力控制传感器16的压力低于设定值10Kg/cm2。
4.2检测板材厚度小于设定厚度20mm，上牵引辊驱动电机5与下牵引辊驱动电机15得到CPU降速信号，牵引速度不断降速，一直到压力控制传感器16的压力高于设定值10Kg/cm2；
5. 牵引速度降速到阈值，检测板材厚度仍小于设定厚度20mm，控制电机3带动上模板2上升，板材变厚，上模板2上压过程中压力控制传感器16检测到压力过低，小于设定值10Kg/cm2，上模板2停止上升，防止模板无限制上升，无法压板。
实施实例二：
1. 聚苯乙烯发泡的原料进入鱼尾式发泡机头1，由上模板2与下模板4挤出压平，形成厚度为120mm发泡板材坯；
2. 由上下模板出来的板材在上牵引辊6与下牵引辊7的牵引下匀速前进，电眼传感器14检测是否有发泡板材通过，没有板材通过，气缸8带动电子尺9抬起，由牵引机出来的板材冷却后顺利通过电子尺9，电眼检测到有板材，气缸8带动电子尺9上的小辊轮10压在板面上，进行测量；
3. 电子尺1秒钟检测10次，取平均值，如果检测厚度大于设定厚度120mm，CPU发出信号控制电机3带动上模板2下压，板材变薄
4. 上模板2下压过程中压力控制传感器16检测到压力过高，大于设定值15Kg/cm2时，CPU发出信号上模板2停止下压，防止模板无限制下压，把板材压断；
4.1检测板材厚度仍大于设定厚度120mm，上牵引辊驱动电机5与下牵引辊驱动电机15得到CPU提速信号，牵引速度不断提高，一直到压力控制传感器16的压力低于设定值15Kg/cm2。
4.2检测板材厚度小于设定厚度120mm，上牵引辊驱动电机5与下牵引辊驱动电机15得到CPU降速信号，牵引速度不断降速，一直到压力控制传感器16的压力高于设定值15Kg/cm2；
5. 牵引速度降速到阈值，检测板材厚度仍小于设定厚度120mm，控制电机3带动上模板2上升，板材变厚，上模板2上压过程中压力控制传感器16检测到压力过低，小于设定值15Kg/cm2，上模板2停止上升，防止模板无限制上升，无法压板。
本发明的有益效果是：本发明实现了自动控制XPS发泡板的厚度，完成了在线测量多因素指标，达到了生产的板材均匀一致；采用了电子尺9与压力传感器16双传感器，灵活准确均衡地应用板坯厚度和拉伸速度两个影响因子来控制板材的厚度；所述电眼传感器14能够检测板材有无，保证了生产的连续性；所述电子尺9下方设置了小辊轮10，减少了电子尺与板材的摩擦力，增加了设备的使用寿命；所述电子尺9安装在牵引机以后，板材能够充分冷却，板材厚度尺寸完全固定下来，提高了测量的准确性。
为了更加直观的展现本发明的产品优势，特以本发明生产的聚苯乙烯发泡板与现有技术生产的聚苯乙烯发泡板，按照GB/T 6342—1996标准进行检测，对发泡板尺寸进行对比检测，结果如下：
表1 ：本发明与人工检测指标对比
精确度/mm 稳定性/%
本发明 0.3-0.4 99.01
人工测量 0.5-1 96.45
根据GB/T 8811—1988产品标准对发泡板稳定性和产品的精确度进行检测：由表1可知本发明生产的聚苯乙烯发泡板尺寸的精确度和稳定性较高，同时也高于国家标准；尺寸精密度为0.3-0.4mm高于人工测量的0.5-1.0mm,稳定性为99.01%高于人工测量的96.45%，产品更加稳定。
综上所述：本发明具有突出的实质性特点和显著的进步。

Claims (8)

1.XPS板材生产在线自动控制方法，包括出坯工序、参数调节控制工序和检测调节工序，其特征在于：
所述出坯工序为：聚苯乙烯发泡的原料进入发泡机头（1），由上模板（2）与下模板（4）挤出压平，形成厚度为：20—120mm发泡板材坯；
所述参数调节控制工序，包括厚度和牵引速度两个工艺参数，厚度工艺参数包括发泡板材坯厚度和板材厚度，发泡板材坯厚度的控制由上模板（2）与下模板（4）来控制；板材厚度由板材坯厚度和牵引速度协同控制；牵引速度工艺参数由上牵引辊（6）和下牵引辊（7）共同完成，上牵引辊（6）的速度由上牵引辊驱动电机（5）控制，下牵引辊（7）的速度由下牵引辊驱动电机（15）控制，两个电机的速度由电机同步控制器控制；
所述检测调节工序，包括发泡板材坯厚度检测调节、板材厚度检测调节、板材牵引速度检测调节和板材的重量检测与调节，所述发泡板材坯厚度检测调节由压力传感器（16）、上模板（2）与下模板（4）共同完成；板材厚度检测调节由上压辊（11）、托辊（13）和电子尺（9）共同完成；板材牵引速度检测调节由压力传感器（16）、上牵引辊（6）和下牵引辊（7）共同完成；板材的重量由重量秤（12）来检测。
2.根据权利要求1所述的XPS板材生产在线自动控制方法，其特征在于所述的电子尺（9）与压力传感器（16）协同检测控制板材的厚度；板材的最终厚度调节由发泡板材坯厚度与板材牵引速度协调完成。
3.根据权利要求1所述的XPS板材生产在线自动控制方法，其特征在于所述的参数调节控制包括厚度、牵引速度和重量三个工艺参数，厚度、牵引速度和重量能够得到单位密度参数，单位密度能够直观反应产品品质稳定性。
4.根据权利要求1所述的XPS板材生产在线自动控制方法，其特征在于所述的模板（2）设置压力传感器（16），压力传感器（16）设置两个阈值：10Kg/cm2和15Kg/cm2。
5.根据权利要求1所述的XPS板材生产在线自动控制方法，其特征在于所述发泡板材坯经由牵引机牵出冷却后进入检测工序，板材的下方设置托辊（13），托辊（13）的上方设置电子尺（9），托辊（13）的上表面为电子尺（9）的零点，电子尺（9）下部设置小辊轮（10），小辊轮（10）能够压在发泡板材上进行测量。
6.根据权利要求1所述的XPS板材生产在线自动控制方法，其特征在于所述的发泡机头（1）采用衣架式或鱼尾式发泡机头的其中一种。
7.根据权利要求1所述的XPS板材生产在线自动控制方法，其特征在于所述的电子尺（9）设置于牵引机后面，电子尺（9）下方设置电眼传感器（14），感应板材的有无。
8.根据权利要求1所述的XPS板材生产在线自动控制方法，其特征在于所述上模板（2）的上升与下降，以及上牵引辊驱动电机（5）与下牵引辊驱动电机（15）的速度，由CPU进行PID自整定来确定。
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