CN114633462B - 一种吹膜机薄膜均匀度自动调控装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种吹膜机薄膜均匀度自动调控装置及方法，涉及吹膜机技术领域，解决了现有技术中人工调控费时费力、废品率高的技术问题。本发明的吹膜机薄膜均匀度自动调控装置，包括PLC控制器、第一测距传感器和第二测距传感器；所述第一测距传感器用于监测成型段的位置；所述第二测距传感器用于监测开泡段的位置；膜口调节执行单元包括膜口间隙调节机构和用于控制所述膜口间隙调节机构的第一执行电器；开泡位置调节单元包括风机和用于控制风机电能的第二电能控制器。通过本发明的自动调控装置及方法，同时对影响薄膜质量的两个因素进行自动调控，相比工人手动调节快速、精确，降低了工人工作量及废品率。

Description

一种吹膜机薄膜均匀度自动调控装置及方法

技术领域

本发明涉及吹膜机技术领域，尤其是涉及一种吹膜机薄膜均匀度自动调控装置及方法。

背景技术

吹膜机生产的薄膜的质量体现在薄膜的均匀度，薄膜的均匀度包括薄膜的厚度是否均匀以及形状是否规则，影响薄膜均匀度的重要因素包括吹膜机膜口间隙和开泡位置的高低。膜口间隙均匀性影响了出料是否均匀，一般情况首先体现在从膜口挤出的高温塑料管的管壁厚度是否均匀，进而影响后续产生的薄膜的形状是否规则、薄厚是否均匀，所以在生产过程中需要调节膜口间隙，保证出料均匀。

目前调节膜口的间隙常用的方法是通过人工观察高温塑料管以及膜泡的形状和透明度来估计，手动调节膜口间隙调节机构，调大膜口间隙小的位置，调小膜口间隙大的位置，调节后，再观察后续产生的高温塑料管以及膜泡的状态，进行微调，同时还需要观察后期产生的薄膜的形状是否规则，这种方法繁琐、费时费力对工人技术要求高、误差比较大，且需要多次反复调节。也有少数企业通过测厚仪测量高温塑料管的厚度或者薄膜的厚度，然后通过配合的其他仪器对吹膜机风环进行调节，但是通过这种方做到准确调节所需的仪器价格非常昂贵，配套使用增加了吹膜机的整体成本，难以广泛普及。

开泡位置的高低与风机风量的大小有关；风量变大，高温塑料管被冷却的速度快，高温塑料管开泡定型成膜的时间短，膜泡的开泡位置低；相反，风量小，膜泡的开泡位置高。由于冷却中的膜泡受环境温度的影响很大，在风机风量不变的情况下，由于环境温度变化，膜泡位置也会发生变化，目前针对这种情况，需要工作人员频繁的检查膜泡的位置，并根据观察到的膜泡的实际位置与理想位置的偏差，再手动调节风机的风量，此种方法费时费力，而且人工操作无法做到及时、精准，难以保障薄膜的质量，废品率高。

因此，针对现有技术存在的问题，如何通过较低的设备成本和人工成本，准确调节薄膜的均匀度，是本领域技术人员亟待解决的重要问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吹膜机薄膜均匀度自动调控装置及方法，解决了目前通过人工调节，费时费力，且误差大、废品率高的技术问题。

本发明提出了一种吹膜机薄膜均匀度自动调控装置的技术方案，包括：

PLC控制器，与所述PLC控制器连接的第一测距传感器和第二测距传感器；所述第一测距传感器用于监测成型段的位置；所述第二测距传感器用于监测开泡段的位置；

膜口调节执行单元，包括膜口间隙调节机构和用于控制所述膜口间隙调节机构的第一执行电器；所述第一执行电器与所述PLC控制器相连；

开泡位置调节单元，包括风机和用于控制风机电能的第二电能控制器；所述第二电能控制器与所述PLC控制器相连。

优选的：所述第一测距传感器的监测位置位于所述成型段上靠近开泡段的位置。

优选的：所述第一测距传感器安装在旋转支架上，并能随所述旋转支架旋转而监测到所述成型段上同一水平面上的任一位置。

优选的：所述旋转支架包括环形的固定部、环形的活动部以及电动机；所述固定部和所述活动部与吹膜机膜口的旋转中心线重合；所述活动部与所述固定部连接且能相对转动；所述电动机设置在所述活动部的圆形区域外部，且通过传动组件与所述活动部连接，所述电动机与所述PLC控制器连接；所述第一测距传感器安装在所述活动部上；所述固定部和所述电动机通过连接架固定。

优选的：所述活动部与所述固定部位于吹膜机冷却风环的正上方，且在竖直方向上的投影位于环形出风口的外部。

优选的：所述第二测距传感器安装在调节支架上；所述调节支架包括高度调节单元和角度调节单元；通过所述调节支架能够改变所述第二测距传感器的安装高度和监测角度。

优选的：吹膜机包括用于向开泡段或成型段传输空气的气体通道，所述气体通道上设有气体开关，所述气体开关与所述PLC控制器连接。

优选的：还包括能够设置在稳泡杆上的弹性囊体，所述弹性囊体的横截面为圆环形，且与所述稳泡杆的横截面同心；所述弹性囊体内部填充有能够改变所述弹性囊体外径的流体物质，所述流体物质能够通过与所述弹性囊体连接的管路进入或流出所述弹性囊体。

本发明还提出了一种吹膜机薄膜均匀度自动调控方法，包括以下步骤：

(1)设定第一监测点，监测第一监测点到成型段之间的第一距离值；设定第二监测点，监测第二监测点到开泡段之间的第二距离值；设定或监测第一距离值对应的第一范围、第二距离值对应的第二范围；将第一范围、第二范围以及针对第一距离值的第一计算方法和针对第二距离值的第二计算方法存储于PLC控制器内；

(2)将监测到的第一距离值与第二距离值传输给PLC控制器，PLC控制器通过第一计算方法处理第一距离值得到第一数据，通过第二计算方法处理第二距离值得到第二数据；将第一数据与第一范围比较，将第二数据与第二范围比较；

(3)当第一数据处于第一范围外时，PLC控制器通过第一执行电器控制膜口间隙调节机构调节膜口间隙，直到第一数据处于第一范围内时为止；

当第二数据处于第二范围外时，PLC控制器通过第二执行电器调节风机风量，直到第二数据处于第二范围内时为止。

优选的：所述PLC控制器还存储有针对第一距离值的第三计算方法，以及对应的第三范围，所述PLC控制器通过第三计算方法处理第一距离值得到第三数据，将第三数据与第三范围比较，当第三数据处于第三范围外时，PLC控制器通过控制气体开关调节开泡段内部或成型段内部与外界的气体流通方向和流通量，使第三数据处于第三范围内。

优选的：所述第一监测点包括成对设置在所述成型段外部两侧的Ⅰ点和Ⅰ’点，且Ⅰ点和Ⅰ’点关于膜口的旋转中心线对称，Ⅰ点和Ⅰ’点分别距成型段的第一距离值为h和h’,所述第一计算方法为h’-h，所述第一数据为h’-h的计算结果Δh，第一范围为(-Δh0，Δh0)；

当Δh小于-Δh0，PLC控制器通过第一执行电器控制膜口间隙调节机构，调大Ⅰ点位置对应的膜口间隙，同时调小Ⅰ’点位置对应的膜口间隙；

当Δh大于Δh0，PLC控制器通过第一执行电器控制膜口间隙调节机构，调小Ⅰ点位置对应的膜口间隙，同时调大Ⅰ’点位置对应的膜口间隙。

本发明的有益效果：本发明的吹膜机薄膜均匀度自动调控装置及方法，通过第一测距传感器监测薄膜成型段的位置或形状的偏差，判断膜口间隙的偏差，利用PLC控制器控制膜口调节执行单元调节吹膜机膜口间隙；同时，通过第二测距传感器监测开泡段的位置，利用PLC控制器控制开泡位置调节单元调节开泡位置，本发明同时对影响薄膜质量的两个因素进行自动调控，从两方面保证薄膜质量，而且第二测距传感器等相关单元的设置，还能保证第一测距传感器监测的位置更准确。因此，利用本发明的装置和方法，相比工人直接观察高温塑料管厚度以及开泡段位置的高低，再手动调节膜口间隙调节机构和风机风量，更加快速、精确，降低了工人的工作量、降低了废品概率。本发明的优选实施方式的其他有益效果详见下文阐述。

附图说明

图1是本实施例中用于低压吹膜机的吹膜机薄膜均匀度自动调控装置的部分结构示意图；

图2是本实施例中用于高压吹膜机的吹膜机薄膜均匀度自动调控装置的部分结构示意图；

图3是本实施例中旋转支架的结构示意图；

图4是本实施例中调节支架的结构示意图；

图5是本实施例中调节支架另一状态的结构示意图；

图6是本实施例中监测原理示意图；

图中：1、PLC控制器；11、连接线路；21、第一测距传感器；22、第二测距传感器；3、冷却风环；31、出风口；32、风机；33、变频器；4、稳泡杆；41、稳泡头；42、弹性囊体；51、高温塑料管段；52、开泡段；53、成型段；61、伺服电机；6、吹膜机；71、电动机；72、转盘；73、活动部；74、固定部；75、连接架；76、传动带；8、机架；91、第一杆；92、第二杆；93、滑块；94、安装座；95、定位孔；96、锁紧螺杆；97、旋转固定件；98、安装臂。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在未做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

以下是本发明涉及的一些名词概念：

塑料原料从吹膜机模口挤出后，依次经历高温塑料管段、开泡段和成型段；

其中，

高温塑料管段为塑料原料从吹膜机膜口挤出到内径突然变大之间的部分；高温塑料管的内径和厚度分别由吹膜机膜口的内径及膜口间隙决定。

开泡段为直径从下至上逐渐增大的圆弧面结构，开泡段也叫膜泡(图6中EF段表示的区域)；

成型段为开泡动作完成后，薄膜定型成稳定的圆柱形薄膜后的位置。

开泡段和成型段处于理想状态，为薄膜质量符合生产要求的状态，理想状态的标准根据实际生产决定。

实施例1

如图1-5所示，本实施例提供了一种吹膜机薄膜均匀度自动调控装置，包括：PLC控制器(或简称PLC)、吹膜机的膜口调节执行单元、开泡位置调节单元，与PLC控制器连接的第一测距传感器和第二测距传感器；第一测距传感器用于监测成型段的位置；第二测距传感器用于监测开泡段的位置；膜口调节执行单元包括膜口间隙调节机构和用于控制膜口间隙调节机构的第一执行电器；膜口间隙调节机构与第一执行电器相连，第一执行电器与PLC控制器相连；开泡位置调节单元包括风机和用于控制风机电能的第二电能控制器；第二电能控制器与PLC控制器相连。

需要具体说明的，目前吹膜机应用中可能存在一种误解，认为模口间隙大、形成高温塑料管管壁厚的地方对应形成薄膜的成型段厚度会厚，模口间隙小、管壁薄的地方对应的成型段的厚度会薄。

但是在实际生产过程中，本申请发明人发现：高温塑料管从膜口挤出后，如果存在薄厚不均，薄厚不均的高温塑料管在被向上牵引拉伸的过程中，同等时间内受到从冷却风环吹出的冷却风量几乎是均等的，此时管壁薄的位置降温速度快、被拉伸膨胀的时间短、定型时间早，开泡定型后的半径相对会小。管壁厚的位置相比于管壁薄的位置，质量大、储存的热量多；由于冷却风与高温塑料管在工作中进行热量交换，高温塑料管在被向上拉伸的过程中温度逐步降低，而从风环出风口吹出的冷却风由下向上温度会逐步提高，所以管壁厚的位置相比于管壁薄的位置，在同等时间内冷却的速度慢，被拉伸膨胀的时间较长，定型的时间晚、温度也偏高；管壁厚的位置被向上牵引拉伸以及受膜内气体挤压膨胀的时间长，膨胀的半径也会相应的增大，所以管壁厚的位置虽然挤出的原料更多，但是最终形成的薄膜的厚度相比管壁薄的位置仍然要薄。因此，管壁厚的位置对应的成型段的半径与管壁薄的位置对应的成型段段半径的差值，相对于管壁厚度的差值会大大增加，也就是通过监测成型段的半径的偏差，来判断高温塑料管的厚度(或者膜口间隙)的偏差，相比直接监测管壁厚度(或者膜口间隙)更加准确和灵敏。因此，根据成型段半径的偏差来调节膜口间隙，会更精准。

基于上述原理，本实施例提供的吹膜机薄膜均匀度自动调控装置，通过第一测距传感器监测薄膜成型段上对应的监测位置，获得第一测距传感器所在位置(第一监测点)到该监测位置的第一距离值，并将该距离值传输给PLC控制器，PLC控制器根据设定的计算方法和程序，再通过膜口调节执行单元调节膜口间隙到合适范围，最终使得成型段处于理想状态。

利用第二测距传感器监测开泡段上的监测位置；获得第二测距传感器所在位置(第二监测点)到该监测位置的第二距离值，并将该距离值传输给PLC控制器，PLC控制器根据设定的计算方法和程序，再通过第二电能控制器调节风机风量到合适范围，最终调整开泡段处于合适的高低位置。

因此，利用本实施例的装置相比工人直接观察高温塑料管厚度以及膜泡的形状，手动调节膜口间隙调节机构，以及工人观察开泡段位置的高低，手动调节风机，更加准确及时，降低了工人的工作量和产品废品概率。

本实施中，膜口调节执行单元包括膜口间隙调节机构和用于控制膜口间隙调节机构的执行电器；对于不同类型的吹膜机，膜口的具体结构不同，对应的膜口间隙调节机构以及执行电器也不同。例如现有大部分吹膜机的膜口间隙是指吹膜机模具中心位置的膜心与套设在膜心外部的膜盖之间的间隙，膜盖上安装有调节螺丝，通过调节螺丝能够调节膜口间隙。通常根据膜盖的周长设置合适数量的调节螺丝，膜盖的周长越长需要设置的调节螺丝的数量也越多，调节螺丝的数量通常为偶数，均匀分布在膜盖上(也可以设置在膜盖下方的主体上，其调节原理是一样的)，调节膜口间隙时，通常需要同时调节相对的两个调节螺丝，将膜口间隙大的一侧调小，膜口间隙小的一侧调大。

本实施例中，如图1所示，针对通过调节螺丝调节膜口间隙的吹膜机，膜口间隙调节机构就是指调节螺丝，执行电器为伺服电动机，每个调节螺丝对应连接一个伺服电动机，所有伺服电动机分别再连接PLC控制器，PLC控制器通过对应的伺服电动机可以调节对应的调节螺丝，从而改变该位置的膜口间隙。PLC控制器与伺服电机的连接、伺服电机与调节螺丝的连接均采用现有可行的连接方式即可，本申请不再详细描述。

由于本实施例中调节螺丝的数量为多个，均连接有对应的伺服电机(图1中未全部画出)，不同位置的调节螺丝对应的膜口位置不同，不同膜口位置对应的薄膜成型段的位置也不同，所以监测成型段上与调节螺丝对应的位置，才能了解该调节螺丝对应的膜口位置的间隙是否需要被调节；由于调节螺丝的数量为多个，所以成型段上需要被监测的位置也为多个。针对这个问题，可以针对每个被监测位置分别安装一个对应的第一测距传感器，这种方式对于调节螺丝数量少的情况比较合适，安装也方便，但是对于调节螺丝数量较多的情况，需要安装多个第一测距传感器，安装比较麻烦、成本高，而且不同测距传感器即使型号相同，监测的数据也会存在误差，从而导致膜口上不同位置的调节标准不同。

为此，本实施例提供了一种由电动机驱动可360度旋转的旋转支架，将第一测距传感器安装在旋转支架上，可以改变第一测距传感器的监测位置。为了能够控制第一测距传感器在合适的位置停留进行监测，可以在旋转支架上对应每一个调节螺丝的位置上安装一个位置传感器，位置传感器的作用是向PLC控制器发送位置信号，用于控制电动机的停止时机，以便第一测距传感器能够监测与模口调节螺丝对应的成型段的位置，进而PLC控制器能够做出对该调节螺丝的调节。

例如当第一测距传感器的数量为一个时，将该第一测距传感器安装在旋转支架上，在第一测距传感器将测得的第一距离值传输给PLC后，由于调节螺丝是成对调节的，再通过旋转支架将第一测距传感器旋转180度，监测另一相对位置的第一距离值传输给PLC，PLC对这两个数值进行计算处理后按照预设程序，同时通过伺服电机调节上述两个被监测位置对应的两个调节螺丝。旋转支架再按顺序将第一测距传感器顺次旋转到下一个调节螺丝对应的位置进行距离监测，得到数值后，再旋转180度监测相对位置的距离，将获得的两个距离值传输给PLC进行比对，再按程序操作伺服电机；以此类推。

为了提高监测效率，本实施例在旋转支架上水平相对安装了两个第一测距传感器，且两个第一测距传感器的信号发射口(第一监测点)的连线在同一水平面上，且均朝向膜口的旋转中心线，利用两个相对的第一测距传感器，按顺序每旋转到一个监测位置时(在每个调节螺丝对应的位置设置位置传感器并连接PLC控制器)，就可以通过对应的两个第一测距传感器同时获得对应的两个距离值，并将这两个距离值同时传输给PLC进行分析，然后PLC控制器再根据设定程序通过对应的两个伺服电机去同时调整模口上的对应的两个调节螺丝，以此类推就能按顺序实现对所有位置的监测并作出调整。

为了避免不同的测距传感器存在测量误易，也可以利用同一个第一测距传感器对成型段上相对的两个位置进行监测，即监测完一个位置后，旋转180度后再对另一侧上相对的位置进行监测，将两次监测的数据传输给PLC控制，PLC控制器通过对这两个监测数据进行分析，再按照设定的程序调节膜口间隙上成对的调节螺丝，监测模式与设置一个第一测距传感器的情况相同，区别在于可以同时调整两对调节螺丝，提高的工作效率。

通常成型段为竖直方向的圆柱形结构，为准确监测距离信息，本实施例中第一测距传感器通过旋转支架安装后，使监测方向呈水平方向，且经过成型段在该方向所在平面上的圆心，由于理想状态的成型段的旋转中心线与膜口的旋转中心线重合，均为位置固定的竖直直线，所以此时第一测距传感器距离中心线之间的距离H是固定的，此时监测到的成型段到第一测距传感器之间的距离值为h，成型段这一位置所在圆弧的半径值为H-h。

由于第一测距传感器通过线路与PLC控制连接，为了避免长时间沿一个方向旋转线路发生缠绕，本实施例中旋转支架采取正向旋转，转至待监测位置停留监测，然后继续旋转一定角度到一下监测位置，直至旋转180度完成这一区段上的所有待监测位置的监测工作，然后再反转180度返回初始位置重新开始依次监测；如果不存在线路缠绕的问题，比如测距传感器与PLC控制器通过无线连接，旋转支架可以始终延一个方向旋转，通过位置传感器控制电动机旋转到对应的位置后停止，然后第一测距传感器工作，并将测得的两个数值传输给PLC，PLC控制器根据接收到的第一距离值以及比对结果，按程序控制伺服电机带动调节螺丝调节膜口间隙。因为从模口重新挤出的高温塑料管需要经过一段时间(延迟时间)才能到达成型段上被监测的位置，因此对于同一监测位置，不需要连续的进行监测，例如当第一测距传感器监测完一个监测位置的信息并作出相应的调整后，要延迟一定的时间再旋转至后面位置进行监测并作出相应的调整，然后再经过延迟时间，以此类推。当该监测位置能够反映上次调整膜口间隙后的薄膜状态时(高温塑料从模口被拉伸到成型段位置)，第一测距传感器能够返回该位置继续监测即可，因此利用本实例的旋转支架上的两个第一测距传感器，既能保证监测时效，又提高了设备的利用率。不同的吹膜机延迟时间不同，如图1所示，对于设有稳泡杆的低压吹膜机，由于开泡段距离膜口距离比较远，延迟时间比较长，而对于如图2所示的高压吹膜机，开泡段距离膜口距离比较近，延迟时间比较短。

实际生产中还可以根据上实际延迟时间的长度、不同监测位置之间的角度关系、完成一次监测工作需要的时间等因素，通过PLC控制器调节电动机的旋转速度、旋转角度、以及停留时间，来控制旋转支架的运动模式，实现第一测距传感器在合适的位置进行监测。

为了使第一测距传感器能够围绕成型段进行监测，还需要保障旋转支架的安装不影响薄膜的正常牵引，如图3所示，本实施例的旋转支架包括环形的固定部、环形活动部以及电动机，(电动机可以是普通电机也可以是伺服电机)；活动部安装在固定部的外侧，且能够相对固定部转动，两者可以通过相互配合的环形滑槽结构连接，既能保证两者在水平面上相对转动，又能在竖直方向上相互支撑；为了提高两者相对转动的顺畅性，活动部和固定部转动接触的地方还可以设置滚珠。电动机安装在活动部及固定部的外部，且通过传动组件与活动部连接；保证薄膜从固定部内部穿过，不受旋转支架的影响。

本实施例中传动组件为传动带连接组件，包括与电动机转轴固定连接的转盘，活动部与转盘通过传动带连接，为了安装方便，在转盘和活动部的侧表面还设有传动带槽。当传动组件为其他结构，例如链条连接组件时，转盘和活动部侧表面设置匹配的齿牙，然后通过匹配的链条连接；当传动组件为齿轮连接组件时，根据需要的传动比选择合适的齿轮或齿轮组连接电动机与活动部，活动部侧表面设置匹配的齿牙。

第一测距传感器安装在活动部上，能够围绕活动部转动，固定部和电动机可以先连接在同一连接架上，再作为整体固定在吹膜机的机架的合适位置上；或者通过不同的连接架分别与机架连接，如图1和图3，本实施例中固定部和电动机分别使用了两个独立的连接架，为了提高安装的牢固性，可以在固定部不同的位置设置多个连接架与机架连接。

为了方便调节旋转支架的高度，适用于不同开泡高度的吹膜机，连接架选择可拆卸的连接方式与机架连接，或者设置为高度可调节的结构。

由于实际生产中，薄膜成型后会被继续牵引收纳，为了方便收纳还会被人字架挤压呈片状，因此，成型段靠近开泡段的位置，也就是薄膜刚开始形成的阶段，薄膜最接近开泡段后的原始形状，而且第一测距传感器监测这一位置能比较早得获得准确的成型段的状态。因此，本实施例中，第一测距传感器通过旋转支架安装能够监测成型段上靠近开泡段的位置。

由于成型段与开泡段连接，开泡段的位置也会影响对成型段的监测结果，因此通过第二测距传感器监测开泡段位置，保证开泡段高低位置稳定，对于成型段监测也具有重要作用。

另外，对于设有稳泡杆的低压吹膜机，开泡位置还会直接影响薄膜质量，由于膜泡形成的位置比较高，高温塑料管的长度比较长，为了保证高温塑料管的稳定性，所以这类吹膜机设置稳泡杆，稳泡杆设置在膜口的中间位置，并朝膜口的上方延伸，从膜口挤出的成型的高温塑料管套设在中心稳泡杆上，沿中心稳泡杆的方向被牵引装置向上拉伸，稳泡杆的顶端设有上大下小的圆锥形稳泡头，当高温塑料管被牵引拉伸到稳泡头的位置，内径小于稳泡头在该位置的外径时，高温塑料管再继续向上拉伸时，会与稳泡头外表面产生摩擦；高温塑料管越往上延伸受到的摩擦力越大，内径也越大、管壁越薄；对于之后形成的薄膜，此处的摩擦力，会提高薄膜的亮度和透明度，但同时会降低薄膜的横拉力，所以对于设有稳泡杆及稳泡头的吹膜机，生产的薄膜的质量与高温塑料管接受摩擦力的时间和大小有重要关，或者说在摩擦力作用下向上延伸的距离(膜泡的高度)有重要关系，因此，在保证薄膜足够横拉力的基础上提高薄膜亮度，就需要确定一个合适的摩擦距离，也就是需要确定一个合适的膜泡高度。而膜泡的高低位置与风机风量的大小有关；风量变大，高温塑料管被冷却的速度快，高温塑料管开泡成膜的时间减小，膜泡的开泡位置降低；相反，风量变小，膜泡的开泡位置变高。因此，本实施例中，开泡位置调节单元包括风机和用于控制风机电能的第二电能控制器。第二电能控制器可以为变频器或驱动器。具体的，本实施例中第二电能控制器为变频器(也可以选择风机控制器)，变频器能够通过改变风机的转速，从而改变风机风量。PLC控制器通过变频器控制风机风量的工作模式属于现有技术，在此不详阐述。

第二测距传感器安装后(确定了第二监测点)，使信号发射口(也称为探头)朝向开泡段，保证在这一方向上能够监测到开泡段的圆弧结构即可，然后监测第二监测点与开泡段之间的第二距离值，将第二距离值传输给PLC控制器，PLC控制器根据设定的程序，通过第二执行电器调节风机风量，使开泡位置调节到合适位置。

不同的吹膜机，或者同一吹膜机在使用不同原料制膜时，或者产品的规格薄厚大小变化时，膜泡的理想位置会发生改变，当膜泡位置变化时，为了准确的监测膜泡的位置，可能需要调节第二测距传感器的位置以及探头的朝向角度。为了方便调节第二测距传感器的位置，提高本装置的适用范围，本实施例的第二测距传感器通过调节支架安装在膜泡附近的位置，例如安装在吹膜机的机架上、附近地面上，或者吹膜机主机的合适位置。本实施例的调节支架包括相连接的高度调节单元和角度调节单元，既可以调整第二测距传感器的高度位置又可以调节探头的朝向角度。高度调节单元可以是气缸、液杆、伸缩杆等可以调节长度的装置，角度调节单元为能够使第二测距传感器与高度调节单元连接，且能调节第二测距传感器朝向角度的结构。

具体的，如图4所示，本实施例中，高度调节单元包括上下滑轨支架、滑块及锁紧构件，上下滑轨支架与吹膜机机架连接；角度调节单元包括安装座，与安装座铰接的安装臂，安装臂上安装第二测距传感器，安装座与滑块铰接。上下滑轨支架包括第一杆和第二杆，锁紧构件包括定位孔和锁紧螺杆；如图4所示，第一杆上端可以与机架连接，竖直向下，第二杆的长度方向上设有多个定位孔；锁紧螺杆包括第一锁紧螺杆和第二锁紧螺杆，当第一杆与第二杆重合时，通过将第一锁紧螺杆固定在不同的定位孔上，使两者的重合长度发生变化，从而改变第二杆与第一杆在高度方向上的长度范围。为了提高第一杆和第二杆连接的稳固性，第一杆为套管结构，第二杆套设在第一杆内，第一杆相邻的两个面上均设置了第一锁紧螺杆，从两个不同面锁紧第一杆和第二杆，加强了两者连接的稳定性。滑块通过第二锁紧螺杆和定位孔与第二杆可拆卸连接，第一锁紧螺杆和第二锁紧螺杆为结构和尺寸相同的螺杆，通过改变定位孔的位置，可以改变滑块的位置。安装座通过两个旋转固定件分别与滑块和安装臂连接，此时，第二测距传感器既能通过旋转固定件相对安装座转动，又能在安装座相对滑块转动时改变位置和角度，扩大了调节的范围。

旋转固定件可以是合适的轴承或其他现有结构，能够使相连的两部分在外力作用下相对转动，又能在外力消失后依靠旋转固定件内部的锁定结构或滑块和安装座之间设置的锁定结构，或者依靠两者之间的摩擦力维持在相对固定的角度。本实施例中滑块和安装座均为板状结构，相互接触时接触面大，摩擦力大，而安装臂和第二测距传感器重量比较轻，这个情况可以通过安装座与滑块之间的摩擦力维持稳定，安装臂与安装座也可以是通过摩擦力维持在合适的角度，保持稳定。本实施例中图5为调节支架另一状态的结构示意图，可以看出，通过调节支架可以方便的调节第二测距传感器的高度和角度。

由于成型段与开泡段是相互连接的，第二测距传感器还可以利用本实施例图4、5所示的调节支架直接与旋转支架连接。

由于第一测距传感器监测成型段的位置靠近开泡段，如图1、3所示，第二测距传感器还可以通过固定或可调长度的连接杆安装在旋转支架上，通过调节旋转支架的高度就可以调节第二测距传感器的高度，第二测距传感器可以选择合适的安装角度与连接杆固定连接，还可以采用铰链连接，方便调节角度。

第一测距传感器和第二测距传感器均通过连接线路与PLC控制器连接，由于旋转支架旋转，当第二测距传感器的连接杆固定在活动部上时，可以先将第二测距传感的连接线路固定在活动部上，然后与第一测距传感器的连接线路汇总再连接PLC控制器。

本实施例中，冷却风环的出风口朝向正上方，吹出的风沿着出风口竖直向上(如图4中出风口上方的箭头)。为了避免安装的旋转支架、调节支架、测距传感器等阻碍从冷却风环吹出的风，旋转支架的固定部和活动部位于吹膜机的环形出风口的正上方，且在竖直方向上的投影位于环形出风口的外部；固定部和活动部与吹膜机膜口的旋转中心线重合；且所有测距传感器在竖直方向上的投影均位于冷却风环的出风口的外部。

如图4所示，对于设有稳泡杆的吹膜机，本实施例还包括套设在稳泡杆上若干个弹性囊体，弹性囊体的横截面为圆环形，且与稳泡杆的圆形横截面同心；弹性囊体外径的大小能够通过减少或增加充入的流体物质改变，流体物质能够通过与弹性囊体连接的管路进入或流出弹性囊体。

流体物质可以是耐高温的液体或气体，管路的安装不能影响高温塑料管的完整性，可以从稳泡杆内部向下，从机头或模具内部空间引出。管路在吹膜机外部与提供液体或气体的装置连接，管路上可以设阀门，阀门可以与PLC控制器连接，方便通过PLC控制器控制阀门开闭，从而方便排出弹性囊体内的流体或向弹性囊体内充入流体。

弹性囊体由具有弹性、隔水或隔气的材料制成，优选耐高温材料，或者在外部包裹耐高温材料。在稳泡杆上套设上述弹性囊体，通过调整弹性囊体内部流动物质的多少的来控制弹性囊体外径的大小，调整弹性囊体外径的大小，将弹性囊体的外径控制在略小于或等于高温塑料管的内径，用来稳定拉伸中的高温塑料管以减少冷却风对其的扰动，从而使膜泡的稳定，进而保证薄膜的质量。弹性囊体设置的数量越多，高温塑料管的稳定性越好，相对设备结构和操作也更复杂，所以根据稳泡杆的长度和实际需要，可以在合适位置设置弹性囊体，为了提高支撑稳定效果，弹性囊体的数量为多个时，将弹性囊体均匀设置在稳泡杆上。

第二测距传感器的数量可以为一个或多个，第二测距传感器的数量越多监测的数据多，可以利用平均值得到更准确的距离偏差值，从而更精确的调节风机的风量。本实施例给出了安装一个第二测距传感器的情况。

另外，吹膜机还包括用于向开泡段或成型段传输空气的气体通道，气体通道上设有气体开关，通过本实施例的第一测距传感器监测的第一距离值，PLC控制器根据设定程序计算出成型段的半径，还能进一步计算成型段的周长或薄膜的膜宽(周长的一半)，然后根据程序判断膜宽是否在理想范围内，当膜宽处于理想范围外时，PLC控制器通过控制气体开关向成型段或开泡段内部充入空气或将内部空气排出,最终使膜宽达到设定要求。本实施例通过本实施第一测距传感器同时监测成型段上相对的两个位置的距离值，得到实际的膜宽值，PLC控制器再根据设定程序控制气体开关调节进出气量，调节薄膜宽度，相比现有通过人工测量成型段宽度，手动调节进出气，更加快速精准，且降低了工人工作量。

本实例气体开关为电磁阀，电磁阀包括充气电磁阀和排气电磁阀，气体通道还包括分别与其连通的充气管路和排气管路，充气管路与空气压缩机连接，充气电磁阀安装在充气管路上，排气电磁阀安装在排气管路上，排气管路连通外界大气即可，充气管路与排气管路还可以通过三通与气体通道连接。气体通道从吹膜机机头内部延伸至模具膜口，不影响模具工作即可，对于设有稳泡杆的吹膜机，气体通道可以设置在稳泡杆内部，在从稳泡头顶端设置气体通道开口，或者在稳泡杆内部设置内部空腔作为气体通道的一部分。当需要向开泡段充入空气，使膜宽增大时，PLC控制器控制充气电磁阀打开、同时控制排气电磁阀关闭；当需要释放开泡段内的空气，使膜宽减小时，PLC控制器控制充气电磁阀关闭、同时控制排气电磁阀打开。

本实施的第一测距传感器和第二测距传感器可以是超声波传感器或光电传感器，能够监测塑料薄膜包括透明塑料薄膜的位置即可，由于一些精度和灵敏度较低的光电传感器不能监测透明的薄膜，本实施例的测距传感器均为超声波传感器，超声波传感器具有频率高、波长短、绕射现象小，方向性好、能够成为射线而定向传播的特点。本实施例的PLC控制器，也叫可编程控制器，具有微处理机的数字电子设备，用于自动化控制的数字逻辑控制器，可以将控制指令随时加载内存内储存与执行，本实施例涉及的超声波传感器和PLC控制器均为现有技术中常用的设备，可以根据实际情况选择合适的品牌型号。

实施例2

本实施例提供了一种吹膜机薄膜均匀度自动调控方法，本调控方法基于实施例1的吹膜机薄膜均匀度自动调控装置实现，本调控方法包括以下步骤：

(1)设定第一监测点，监测第一监测点到成型段之间的第一距离值h；设定第二监测点，监测第二监测点到开泡段之间的第二距离值d；设定或监测第一距离值对应的第一范围、第二距离值对应的第二范围，将第一范围、第二范围以及针对第一距离值的第一计算方法和针对第二距离值的第二计算方法存储于PLC控制器内；第一范围与第二范围是根据薄膜质量要求确定的，对质量要求高，范围相对比较小，对质量要求低，范围可以扩大，两个范围可以通过监测大概的临界状态确定，也可以根据质量要求设定；

(2)将监测到的第一距离值h与第二距离值d传输给PLC控制器，PLC控制器通过第一计算方法处理第一距离值得到第一数据，通过第二计算方法处理第二距离值得到第二数据，并将第一数据与第一范围进行比较，将第二数据与第二范围进行比较；

(3)当第一数据处于第一范围外时，PLC控制器通过第一执行电器控制膜口间隙调节机构调节膜口间隙，使第一数据处于第一范围内；当第二数据处于第二范围外时，PLC控制器通过第二执行电器调节风机风量，使第二数据处于第二范围内。

本实施的上述范围值根据开泡段和成型段处于理想状态的标准或要求确定，计算方法根据监测得到的距离值与膜口间隙的关系确定，所以薄膜不同的质量要求、不同监测位置和角度，确定的范围值和计算方法不同。

通过监测第一监测点到成型段上监测位置的第一距离值，能够直接或间接的反映成型段上该监测位置的半径大小，半径的大小反映了膜口间隙的大小；监测位置的半径越大，对应位置的膜口间隙也越大。

例如当第一监测点位于吹膜机的膜口的旋转中心线上时(也就是第一监测点位于成型段内部)，第一监测点到成型段上的垂直距离即为该被监测位置所在圆弧的半径。对于膜口可以针对一个位置单独调节的吹膜机，第一范围可以为成型段处理理想状态时半径的范围。此时第一距离值可以直接作为第一数据，当第一数据大于第一范围最大值时，需要调小对应位置的膜口间隙，当第一距离值小于第一范围最小值时，需要调大对应位置的膜口间隙。

如图6所示，当第一监测点位于成型段的外部，测得的第一监测点到成型段上的距离为h,第一监测点至膜口的旋转中心线的距离H，且第一监测点与成型段上监测位置的连线与成型段存在的角度为A，监测位置所在圆弧的半径为(H-h)*SinA，当第一监测点与监测位置的连线与成型段垂直时(也就是实施例1中第一测距传感器通过旋转支架沿水平位置安装的情况)，角A为90度，此时监测位置所在圆弧的半径为H-h。因此当第一监测点的位置和监测角度固定时，均可以通过第一距离值计算出成型段上被监测位置所在圆弧的半径，也就是能够根据监测到的第一距离值来指导调节膜口间隙。此时，圆弧的半径与第一距离值成负相关，同样对于膜口可以针对一个位置单独调节的吹膜机，为了简化第一计算方法，第一范围可以设定为(h1,h2),当第一数据大于第一范围的最高值时(h大于h2,此时成型段该位置的半径小于理想状态的最小标准)，调节对应位置的膜口间隙变大，增加该位置的出料量，提高该位置高温塑料管的管壁厚度，进而增大该位置成型段的半径；当第一距离值小于第一范围的最低值时(h小于h1,此时成型段该位置的半径大于理想状态的最大标准)，调节对应位置的膜口间隙变小，减小该位置的出料量，减小该位置高温塑料管的管壁厚度，进而减小该位置成型段的半径。

本实施例1的吹膜机通过调节螺丝调节膜口间隙，膜口两侧对应位置的调节螺丝需要同时调节，针对这个情况，本实施例中第一监测点包括成对设置在成型段外部两侧的Ⅰ点和Ⅰ’点，且Ⅰ点和Ⅰ’点关于膜口的旋转中心线对称，Ⅰ点和Ⅰ’点分别距成型段的第一监测距离为h和h’，Ⅰ点和Ⅰ’点距膜口旋转中心线的距离均为H，此时与Ⅰ点和Ⅰ’点对应的成型段的被监测位置处的圆弧半径分别为H-h与H-h’，Ⅰ点和Ⅰ’点所在圆弧半径的差值为(H-h)-(H-h’)，简化之后为h’-h，因此可以将第一计算方法为设定为h’-h，第一数据为h’-h的计算结果Δh，而将第一范围设定为(-Δh0，Δh0)，Δh0为设定的可允许的半径偏差量，Δh0越大表示可以允许的半径偏差量越大，对应薄膜质量的要求越低，当Δh0为0时，表示可允许的半径偏差量为0,也就是要求成型段为完全规则的圆柱形。

当Δh小于-Δh0，与Ⅰ点和Ⅰ’点分别对应的成型段上被监测位置处的圆弧半径差值为负值，此时与Ⅰ点对应膜口间隙小，与Ⅰ’点对应膜口间隙大，PLC控制器通过第一执行电器控制膜口间隙调节机构，调大Ⅰ点位置对应的膜口间隙，同时调小Ⅰ’点位置对应的膜口间隙。

当Δh大于Δh0，与Ⅰ点和Ⅰ’点分别对应的成型段上的被监测位置处的圆弧半径差值为正值，此时与Ⅰ点对应膜口间隙的大，与Ⅰ’点对应膜口间隙小，PLC控制器通过第一执行电器控制膜口间隙调节机构，调小Ⅰ点位置对应的膜口间隙，同时调大Ⅰ’点位置对应的膜口间隙。

针对本实施例的吹膜机，成型段薄膜的膜宽L的计算方法为：((H-h)+(H-h’))*Π/2，Π为圆周率，同时设定标准膜宽L0,第三计算方法为通过实际监测数据计算得到的膜宽减标准膜宽：L-L0，第三数据为第三计算方法的结果ΔL,ΔL＝((H-h)+(H-h’))*Π/2-L0，第三范围定义为(-ΔL0，ΔL0)，ΔL0为膜宽可以上下浮动的偏差量。当ΔL大于ΔL0，膜宽超过允许范围的最大值，PLC控制器通过气体开关减小开泡段或成型段内的空气，缩小膜宽；当ΔL小于-ΔL0，膜宽低于允许范围的最小值，PLC控制器通过气体开关增大开泡段或成型段内的空气，提高膜宽。

如图6所示，第二测距传感器安装在开泡段的外部，第二测距传感器安装固定后，第二测距传感器发出超声波的方向与水平方向存在一定角度(图中角度B)，即第二监测点至开泡段上的被监测点的连线与水平面之间的夹角为B，利用第二距离值d与夹角B，可以计算出此时的被监测点相对第二监测点在竖直方向上的高度差d*SinB，由于SinB是固定值，所以第二距离值d与开泡段的高度成正相关。为了简化第二计算方法，第二距离值可以作为第二数据，第二范围可以定为(d1，d2)，d1和d2分别为第二距离允许的最小值和最大值，当第二数据大于第二范围的最高值(d大于d2,此时开泡段的位置高于理想状态的最高标准)时，调节风机风量变大，使开泡提前，降低开泡位置；当第二距离值小于第二范围的最低值(d小于d1,此时开泡段的位置低于理想状态的最低标准)时，调节风机风量变小，使开泡推迟，提高开泡位置。

针对第二测距传感器，也可以设定一个标准的第二距离值d0(开泡段处于标准位置时，第二测距传感器监测到的第二距离)，以d-d0作为第二计算方法，第二范围定为(-Δd0，Δd0)，Δd0为开泡段实际位置相对标准位置可以上下浮动的范围，当d-d0大于Δd0，开泡段的位置高于理想状态的最高标准，调节风机风量变大，使开泡段位置升高；当d-d0小于-Δd0，开泡段的位置高于理想状态的最高标准，调节风机风量变大，使开泡段位置降低。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种吹膜机薄膜均匀度自动调控装置，其特征在于，包括：

PLC控制器，与所述PLC控制器连接的第一测距传感器和第二测距传感器；所述第一测距传感器用于监测成型段的位置；所述第二测距传感器用于监测开泡段的位置；

所述第一测距传感器的监测位置位于所述成型段上靠近开泡段的位置；所述第二测距传感器安装在调节支架上；所述调节支架包括高度调节单元和角度调节单元；通过所述调节支架能够改变所述第二测距传感器的安装高度和监测角度；

膜口调节执行单元，包括膜口间隙调节机构和用于控制所述膜口间隙调节机构的第一执行电器；所述第一执行电器与所述PLC控制器相连；

开泡位置调节单元，包括风机和用于控制风机电能的第二电能控制器；所述第二电能控制器与所述PLC控制器相连；

所述吹膜机薄膜均匀度自动调控装置还包括能够设置在稳泡杆上的弹性囊体，所述弹性囊体的横截面为圆环形，且与所述稳泡杆的横截面同心；所述弹性囊体内部填充有能够改变所述弹性囊体外径的流体物质，所述流体物质能够通过与所述弹性囊体连接的管路进入或流出所述弹性囊体。

2.根据权利要求1所述的吹膜机薄膜均匀度自动调控装置，其特征在于：所述第一测距传感器安装在旋转支架上，并能随所述旋转支架旋转而监测到所述成型段上同一水平面上的任一位置。

3.根据权利要求2所述的吹膜机薄膜均匀度自动调控装置，其特征在于：所述旋转支架包括环形的固定部、环形的活动部以及电动机；所述固定部和所述活动部与吹膜机膜口的旋转中心线重合；所述活动部与所述固定部连接且能相对转动；所述电动机设置在所述活动部的圆形区域外部，且通过传动组件与所述活动部连接，所述电动机与所述PLC控制器连接；所述第一测距传感器安装在所述活动部上；所述固定部和所述电动机通过连接架固定；

所述活动部与所述固定部位于吹膜机冷却风环的正上方，且在竖直方向上的投影位于环形出风口的外部。

4.根据权利要求1所述的吹膜机薄膜均匀度自动调控装置，其特征在于：吹膜机包括用于向开泡段或成型段传输气体的气体通道，所述气体通道上设有气体开关，所述气体开关与所述PLC控制器连接。

5.一种采用权利要求1所述吹膜机薄膜均匀度自动调控装置对吹膜机薄膜均匀度进行自动调控的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）设定第一监测点，监测第一监测点到成型段之间的第一距离值；设定第二监测点，监测第二监测点到开泡段之间的第二距离值；设定或监测第一距离值对应的第一范围、第二距离值对应的第二范围；将第一范围、第二范围以及针对第一距离值的第一计算方法、针对第二距离值的第二计算方法存储于PLC控制器内；

（2）将监测到的第一距离值与第二距离值传输给PLC控制器，PLC控制器通过第一计算方法处理第一距离值得到第一数据，通过第二计算方法处理第二距离值得到第二数据，并将第一数据与第一范围进行比较，将第二数据与第二范围进行比较；

（3）当第一数据处于第一范围外时，PLC控制器通过第一执行电器控制膜口间隙调节机构调节膜口间隙，使第一数据处于第一范围内；

当第二数据处于第二范围外时，PLC控制器通过第二执行电器调节风机风量，使第二数据处于第二范围内。

6.根据权利要求5所述的自动调控方法，其特征在于：所述PLC控制器还存储有针对第一距离值的第三计算方法，以及对应的第三范围，所述PLC控制器通过第三计算方法处理第一距离值得到第三数据，将第三数据与第三范围比较，当第三数据处于第三范围外时，PLC控制器通过控制气体开关调节开泡段或成型段内部与外界的气体流通方向和流通量，使第三数据处于第三范围内。

7.根据权利要求5所述的自动调控方法，其特征在于：所述第一监测点包括成对设置在所述成型段外部两侧的Ⅰ点和Ⅰ^，点，且Ⅰ点和Ⅰ^，点关于膜口的旋转中心线对称，Ⅰ点和Ⅰ^，点分别距成型段的第一距离值为h和h^,,所述第一计算方法为h^,-h，所述第一数据为h^,-h的计算结果Δh，第一范围为（-Δh0，Δh0）；

当Δh小于-Δh0，PLC控制器通过第一执行电器控制膜口间隙调节机构，调大对应Ⅰ点位置的膜口间隙，同时调小对应Ⅰ，点位置的膜口间隙；

当Δh大于Δh0，PLC控制器通过第一执行电器控制膜口间隙调节机构，调小对应Ⅰ点位置的膜口间隙，同时调大对应Ⅰ，点位置的膜口间隙。