CN117644007A - 转移纸上胶复合工序的监管方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一般对表面涂布流体的技术，公开一种转移纸上胶复合工序的监管方法及系统，以辅助于故障的及时发现。方法包括：设置当前批量生产过程中，正常上胶的平均速率及允许的波动范围；获取胶水容器下部质量传感器按周期实时采集的质量数据，并根据采样周期、上胶的平均速率及允许的波动范围计算单元间隔最大减胶量；以卷为单位，确定当前完成上胶复合工序的转移纸所对应的上胶起止时刻，根据单元间隔最大减胶量判断质量传感器在该起止时刻内的采样数据是否存在添胶段、毛刺段和漏胶段，并根据判断结果执行相应的后续处理。系统包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，以配套执行前述的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一般对表面涂布流体的技术，尤其涉及一种转移纸上胶复合工序的监管方法及系统。
背景技术
采用转移铝层、硫化锌层等材料到纸面得到的转移纸已广泛的应用。例如：用作香烟盒、牙膏盒等包装材料等。目前转移纸的制造工艺主要包括复合、烘干、剥离、横切或分切复卷等工序。
在制备工艺中，上胶复合工序是转移纸制造工艺中的关键工序，上胶厚度、厚薄的一致性是影响转移纸质量的关键因素。生产过程中变量多，上胶方式中的上胶量的控制是由各条辊的硬度、网目的大小、辊与辊之间的压力、胶水粘度、胶水材质、电机状态、传输抖动等综合控制；从而使得控制因素多，故障的类型多发且却难以被及时发现，进而导致不良品增加。
与此同时，在生产过程中，由于胶水属于耗材，因此需要间断地对胶水容器中的胶水进行补充。在实际的生产环境中，为便于添胶（即对胶水容器中的胶水进行补充），且受空间限制，胶水容器的周边通常无法设置相关的防护，从而也潜藏了因洒落的物件或其他因素等造成胶水容器、胶水槽及两者之间的管路被撞击发生漏胶等问题，进而影响上胶量的良率。
发明内容
本发明目的在于公开一种转移纸上胶复合工序的监管方法及系统，以辅助于故障的及时发现。
为达上述目的，本发明所公开一种转移纸上胶复合工序的监管方法包括：
设置当前批量生产过程中，正常上胶的平均速率及允许的波动范围；
获取胶水容器下部质量传感器按周期实时采集的质量数据，并根据采样周期、上胶的平均速率及允许的波动范围计算单元间隔最大减胶量；所述单元间隔最大减胶量为相邻采样点之间对应正常上胶状态下的最大减胶量；
以卷为单位，确定当前完成上胶复合工序的转移纸所对应的上胶起止时刻，根据所述单元间隔最大减胶量判断所述质量传感器在该起止时刻内的采样数据是否存在添胶段、毛刺段和漏胶段，并根据判断结果执行相应的后续处理；
其中，当至少四个相邻采样点的各子段的质量连续增加的时间超过设定的时长阈值时，判断质量增加的首个子段在前的采样点与最大质量后相邻两采样点之间的减胶量恢复至所述单元间隔最大减胶量范围内的在前采样点之间的时段为所述添胶段；当至少三个相邻采样点的各子段的质量连续减幅都超过所述单元间隔最大减胶量时，若上胶机构所对应的驱动电机状态正常，则判断质量减幅大于所述单元间隔最大减胶量的连续子段融合为所述漏胶段；将所述添胶段与所述漏胶段之外的质量波动幅度大于所述单元间隔最大减胶量的相邻两采样点之间的时段、以及质量不降反增的相邻两采样点之间的时段判断为所述毛刺段。
优选地，如果存在毛刺段或漏胶段，跟踪该卷转移纸在上胶复合且烘干后总的实际质量，将该总的实际质量减去原纸和转移膜所对应的物料质量，根据得到的质量差值计算胶层的厚度；然后根据所述厚度与目标厚度判断该卷转移纸是否合格。
优选地，本发明方法还包括：统计该卷转移纸内所述毛刺段、漏胶段和添胶段的出现频次，如果仅出现添胶段，不输出告警；如果毛刺段的出现频次超过设定的次数阈值，输出第一告警；如果出现漏胶段，输出第二告警。
优选地，所述上胶机构采用五辊联动上胶机构；所述五辊联动上胶机构包括：着胶辊、减胶辊、上胶辊、上胶压辊和抹平辊，其中，着胶辊部分浸入胶水槽的胶水中，减胶辊侧压在着胶辊上，上胶辊的上下分别为上胶压辊和着胶辊，上胶辊与减胶辊的转动方向一致，抹平辊、上胶压辊与着胶辊的转动方向一致，且上胶压辊与上胶辊之间的转动方向相反；其中，转移膜被设置于上胶压辊与上胶辊之间，所述抹平辊部署于转移膜的上胶面。较佳地，所述上胶辊、着胶辊和减胶辊由同一电机驱动，所述上胶压辊为被动辊。
为达上述目的，本发明还公开一种转移纸上胶复合工序的监管系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法。
本发明具有以下有益效果：
成本低、部署方便且实用性强。能识别成卷的转移纸在上胶复合过程是否存在添胶段、毛刺段和漏胶段，进而能根据毛刺段和漏胶段的识别结果辅助及时地发现转移纸上胶复合过程中的故障，并能通过数据识别和筛选排除胶水容器受添胶等操作所产生的干扰，确保了监管的智能性及可靠性。
而且，本发明所公开方法及系统相比于常规基于相邻两个采样点之间数据异常即实时启动告警甚至停机等操作而言，一方面，有效避免了与添胶等操作之间的逻辑冲突并降低了误判率；另一方面，也有效确保了批量生产过程的连续性和误差允许范围内的容忍度。
下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例公开的转移纸上胶复合工序的监管系统的部分结构示意图。其中，图中标引圆圈内的序号所分别对应的器件为：1、中央处理系统；2、在线长度检测系统（在机台上实时监测生产长度）；3、数显屏及打印机；4、报警器；5、质量传感器；6、胶水容器；7、进胶管；8、隔膜式计量泵；9、胶水槽；10、回胶管；11、减胶辊；12、着胶辊；13、上胶辊；14、上胶压辊；15、展平辊；16、抹平辊；17、转移膜。
图2为本发明实施例所公开的用于识别添胶段的起止时刻的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
参照图1，本实施例公开一种转移纸上胶复合工序的监管系统，如图所示，本实施例系统包括：
置于质量传感器上的胶水容器，胶水槽的一端以进胶管连通至胶水容器中，进胶管的管路中设置有用于保持胶水槽液位稳定的隔膜式计量泵，胶水槽的另一端以回胶管连通至胶水容器中，胶水槽的中部上方设置有上胶机构；上胶机构的驱动电机、质量传感器与中央处理系统电信号连接（具体的连接方式可采用有线或无线方式，无线通信方式包括但不限于蓝牙、WiFi等），中央处理系统还与在线长度检测系统（主要用于在线监测转移纸的行进状态并确定成卷转移纸的长度）及报警器电信号连接。其中，报警器用于向用户输出各类告警，包括但不限于下述的第一、第二及其他告警等。
其中，胶水容器中的胶水通过隔膜式计量泵输送到胶水槽中，上胶系统从胶水槽中获取胶水并将胶水转移到转移膜的铝（硫化锌）面上，在铝（硫化锌）面成胶水层，胶水层起粘接剂作用，转移膜铝（硫化锌）面与纸面复合再经过烘干、冷却、剥离形成转移纸。胶水槽中多余的胶水则通过设于胶水槽（又可称之为“料槽”）侧壁的溢流口溢出，通过回胶管回流到胶水容器中，使胶水槽中胶水的液位保持稳定；胶水容器置于质量传感器上方，质量传感器实时检测胶水容器的质量，并将检测到的胶水容器质量值实时传送给中央处理系统。
本实例中，上胶机构采用五辊联动上胶机构；五辊联动上胶机构包括：着胶辊、减胶辊、上胶辊、上胶压辊和抹平辊，其中，着胶辊部分浸入胶水槽的胶水中，减胶辊侧压在着胶辊上，上胶辊的上下分别为上胶压辊和着胶辊，上胶辊与减胶辊的转动方向一致，抹平辊、上胶压辊与着胶辊的转动方向一致，且上胶压辊与上胶辊之间的转动方向相反；其中，转移膜被设置于上胶压辊与上胶辊之间，抹平辊部署于转移膜的上胶面。藉此，可使得：
通过着胶辊与上胶辊采用不同方向的转动把胶水转移到上胶辊上（转移到上胶辊上的量与着胶辊网目的大小、胶辊硬度、两辊之间的压力、胶水粘度、胶水材质都有密切关系），再通过上胶压辊与上胶辊采用不同方向的转动将胶水转移到转移膜的铝层（或硫化锌层）上，转移到铝层或硫化锌上的量与胶辊硬度、两辊之间的压力、胶水粘度、胶水材质都有密切关系，再通过抹平辊给胶水进一步抹平。
优选地，上胶辊、着胶辊和减胶辊由同一电机驱动，上胶压辊为被动辊，抹平辊可由单独电机控制并对速度进行合理调节。
在本实施例中，中央处理系统用于加载计算机程序以执行以下步骤：
步骤S1、设置当前批量生产过程中，正常上胶的平均速率及允许的波动范围。
在该步骤中，正常上胶的平均速率可根据统计经验值进行设置。也可以通过胶层预期的目标厚度进行计算，计算原理具体为：
上胶的平均速率和目标卷转移纸的起止时长进行乘积运算得出为M1，生产长度为L(长度L为在线长度检测系统监测的长度传送给中央处理系统)，转移膜宽度为B，胶水固含量C，胶水干密度为ρ，则胶水层的目标厚度= M1×C÷ρ÷(L×B)。其中，M1为该卷转移纸在正常上胶过程中消耗的胶水含量。
进一步地，允许波动的范围可根据客户的具体误差要求进行合理设置，通常可设置在目标胶层厚度正负5%的范围内波动。
步骤S2、获取胶水容器下部质量传感器按周期实时采集的质量数据，并根据采样周期、上胶的平均速率及允许的波动范围计算单元间隔最大减胶量。
在该步骤中，“单元间隔最大减胶量”即相邻采样点之间对应正常上胶状态下的最大减胶量。以前述误差波动范围为目标胶层厚度正负5%，则单元间隔最大减胶量为相邻两采样点之间所制备目标胶层厚度的产品中所消耗胶水重量的10%。
步骤S3、以卷为单位，确定当前完成上胶复合工序的转移纸所对应的上胶起止时刻，根据单元间隔最大减胶量判断质量传感器在该起止时刻内的采样数据是否存在添胶段、毛刺段和漏胶段，并根据判断结果执行相应的后续处理。
其中，当至少四个相邻采样点的各子段（两个相邻的采样点之间的时段即为一个数量单位的子段，后续不做赘述）的质量连续增加的时间超过设定的时长阈值时，判断质量增加的首个子段在前的采样点与最大质量后相邻两采样点之间的减胶量恢复至单元间隔最大减胶量范围内的在前采样点之间的时段为添胶段。所谓添胶，通常是指以人工方式向现有的胶水容器中倒入新的胶水；在该过程中，胶水在正常工况下被上胶复合工序所消耗的量远小于外部的增量，从而会导致质量传感器所检测的质量数据（为胶水容器壳体质量与胶水质量之和）会在至少三个连续的子段中都增加。
在上段描述中，所谓“在前”即指子段内先采样点所处的时间。同时，考虑在添胶过程中，会掺杂外部动能和势能给质量传感器所采样到的质量带来干扰；为此，本实施例将添胶段所对应的最后采样点确定为最大质量后相邻两采样点之间的减胶量恢复至单元间隔最大减胶量范围内的在前采样点，可以有效地剔除掉在添胶过程中外部动能和势能所造成的干扰，确保了添胶过程识别结果的完整性和可靠性。如图2所示，其中，各采样点之间的时间间隔是均匀分布的，t1时刻为添胶段的起始时刻，t3时刻与t2时刻之间减胶量大于单元间隔最大减胶量，而t4时刻与t3时刻之间减胶量小于单元间隔最大减胶量，因此，t3时刻则可判断为添胶段的终止时刻。对应前述关于添胶段终止时刻的描述中，t2时刻对应最大质量采样点，若在另一种不同的情况中，假设t3时刻与t2时刻之间减胶量处于单元间隔最大减胶量范围内，即小于单元间隔最大减胶量，则t2时刻所对应的最大质量采样点为添胶段的终止时刻。但在大多的实际情况中，添胶段的终止时刻在t2时刻最大质量采样点之后的下一采样点（即t3时刻的采样点），其原因则在于添胶过程中外部动能和势能所产生的干扰。
在本实施例中，基于在撞击等情况下，也会影响采样点之间的质量产生增加，但撞击等情况往往具有瞬时性，且此种情况下，处于中间时刻的采样点的波动会影响前后两个相邻采样点之间的质量变化量产生波动（即会影响到三个采样点之间的数据处理）；因此通过大于或等于至少四个采样点的时长阈值可将添胶操作与撞击等瞬时性干扰予以准确区分。该时长阈值的设置可以根据用于此类区分的统计经验值和质量传感器的周期进行合理设置。例如：假设质量传感器在相邻两个采样点的时间间隔为0.5秒；则该时长阈值的最小值需大于1.5秒；虽然一个完整的添胶过程通常在20-30秒之间，但在该过程中，可能因为操作习惯和/或外部干扰等特殊原因导致瞬时间断，因此，优选将该时长阈值邻近最小值进行设置，具体取值可为2秒，且通常不宜大于5秒）。作为配套，本实施例图1所采用的质量传感器的采样周期应当能在通常的最短时长（大于前述的时长阈值）的添胶操作过程中采集到至少四个采样点；其中，若存在添胶过程中的瞬时间断，则该最短时长则是指添胶过程中的最短分段。与此同时，本实施例对添胶段最后采样点的选取策略有效的规避了分段添胶所造成的干扰，进一步提高了可靠性。
进一步地，当至少三个相邻采样点的各子段的质量连续减幅都超过单元间隔最大减胶量时，若上胶机构所对应的驱动电机状态正常，则判断质量减幅大于单元间隔最大减胶量的连续子段融合为漏胶段。相对应的，若上胶机构所对应的驱动电机状态异常，则产生电机异常的故障告警。其中，产生漏胶的原因包括胶水容器渗漏、胶水槽渗漏和/或胶水容器与胶水槽之间的管路渗漏等。
更进一步地，将添胶段与漏胶段之外的质量波动幅度大于单元间隔最大减胶量的相邻两采样点之间的时段、以及质量不降反增的相邻两采样点之间的时段判断为毛刺段。其中，产生毛刺段的原因包括但不限于胶水容器被撞击、隔膜式计量泵故障、上胶机构的电机故障、驱动结构老化等其中的任意一种或任意组合。
在据判断结果执行相应的后续处理的具体实施方式中，包括但不限于：中央处理系统统计该卷转移纸内毛刺段、漏胶段和添胶段的出现频次，如果仅出现添胶段，不输出告警；如果毛刺段的出现频次超过设定的次数阈值（同理，考虑处于中间时刻的采样点的波动会影响前后两个相邻采样点之间的质量变化量产生波动，该次数阈值的取值应当为大于或等于3的正整数），输出第一告警；如果出现漏胶段，输出第二告警。其中，第一告警和第二告警的内容和/方式可提前进行设置，以便于用户区分。
如果存在毛刺段或漏胶段，优选地，中央处理系统跟踪该卷转移纸在上胶复合且烘干后总的实际质量，将该总的实际质量减去原纸和转移膜所对应的物料质量，根据得到的质量差值计算胶层的厚度；然后根据所述厚度与目标厚度判断该卷转移纸是否合格。
其中，胶层厚度的计算即将上述公式中的M1替换成该总的实际质量减去原纸和转移膜所对应的物料质量后所得到的质量差值即可，不做赘述。其中，原纸纸面及转移膜的宽度、密度等参数均为已知量，故其对应的实际质量也为已知量。
此外，本实施例应当避免胶水泵送过程中影响到胶水容器质量的检测，优选地，进胶管使用软管固定在胶水槽上，回胶管使用塑料薄膜套或布水带、使胶水顺膜壁下流。
与上述方法相对应的，本实施例还公开一种转移纸上胶复合工序的监管系统，其相当于上述实施例中的中央处理系统，至少包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法（其至少包括上述步骤S1至步骤S3，不做赘述）。
值得说明的是：本发明的质量传感器也可被替换为重量传感器，两者的数据之间可基于重量与质量之间的关系进行相应转换，从而得出本发明所需要的质量数据，此类变形为基于本发明的等同替换，皆属于本发明的保护范围。
综上，本发明实施例所公开的转移纸上胶复合工序的监管方法及系统，成本低、部署方便且实用性强。能识别成卷的转移纸在上胶复合过程是否存在添胶段、毛刺段和漏胶段，进而能根据毛刺段和漏胶段的识别结果辅助及时地发现转移纸上胶复合过程中的故障，并能通过数据识别和筛选排除胶水容器受添胶等操作所产生的干扰，确保了监管的智能性及可靠性。
而且，本发明所公开方法及系统相比于常规基于相邻两个采样点之间数据异常即实时启动告警甚至停机等操作而言，一方面，有效避免了与添胶等操作之间的逻辑冲突并降低了误判率；另一方面，也有效确保了批量生产过程的连续性和误差允许范围内的容忍度。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种转移纸上胶复合工序的监管方法，其特征在于，包括：
设置当前批量生产过程中，正常上胶的平均速率及允许的波动范围；
获取胶水容器下部质量传感器按周期实时采集的质量数据，并根据采样周期、上胶的平均速率及允许的波动范围计算单元间隔最大减胶量；所述单元间隔最大减胶量为相邻采样点之间对应正常上胶状态下的最大减胶量；
以卷为单位，确定当前完成上胶复合工序的转移纸所对应的上胶起止时刻，根据所述单元间隔最大减胶量判断所述质量传感器在该起止时刻内的采样数据是否存在添胶段、毛刺段和漏胶段，并根据判断结果执行相应的后续处理；
其中，当至少四个相邻采样点的各子段的质量连续增加的时间超过设定的时长阈值时，判断质量增加的首个子段在前的采样点与最大质量后相邻两采样点之间的减胶量恢复至所述单元间隔最大减胶量范围内的在前采样点之间的时段为所述添胶段；当至少三个相邻采样点的各子段的质量连续减幅都超过所述单元间隔最大减胶量时，若上胶机构所对应的驱动电机状态正常，则判断质量减幅大于所述单元间隔最大减胶量的连续子段融合为所述漏胶段；将所述添胶段与所述漏胶段之外的质量波动幅度大于所述单元间隔最大减胶量的相邻两采样点之间的时段、以及质量不降反增的相邻两采样点之间的时段判断为所述毛刺段。
2.根据权利要求1所述的转移纸上胶复合工序的监管方法，其特征在于，如果存在毛刺段或漏胶段，跟踪该卷转移纸在上胶复合且烘干后总的实际质量，将该总的实际质量减去原纸和转移膜所对应的物料质量，根据得到的质量差值计算胶层的厚度；然后根据所述厚度与目标厚度判断该卷转移纸是否合格。
3.根据权利要求1或2所述的转移纸上胶复合工序的监管方法，其特征在于，统计该卷转移纸内所述毛刺段、漏胶段和添胶段的出现频次，如果仅出现添胶段，不输出告警；如果毛刺段的出现频次超过设定的次数阈值，输出第一告警；如果出现漏胶段，输出第二告警。
4.根据权利要求3所述的转移纸上胶复合工序的监管方法，其特征在于，所述胶水容器以进胶管连通至胶水槽的一端，所述进胶管的管路中设置有用于保持胶水槽液位稳定的隔膜式计量泵，所述胶水槽的另一端以回胶管连通至所述胶水容器中，所述胶水槽的中部上方设置有上胶机构。
5.根据权利要求4所述的转移纸上胶复合工序的监管方法，其特征在于，所述上胶机构采用五辊联动上胶机构；所述五辊联动上胶机构包括：着胶辊、减胶辊、上胶辊、上胶压辊和抹平辊，其中，着胶辊部分浸入胶水槽的胶水中，减胶辊侧压在着胶辊上，上胶辊的上下分别为上胶压辊和着胶辊，上胶辊与减胶辊的转动方向一致，抹平辊、上胶压辊与着胶辊的转动方向一致，且上胶压辊与上胶辊之间的转动方向相反；其中，转移膜被设置于上胶压辊与上胶辊之间，所述抹平辊部署于转移膜的上胶面。
6.根据权利要求5所述的转移纸上胶复合工序的监管方法，其特征在于，所述上胶辊、着胶辊和减胶辊由同一电机驱动，所述上胶压辊为被动辊。
7.一种转移纸上胶复合工序的监管系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至6任一所述方法。
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