膜泡吹胀冷凝形态精确测控设备和精确测控方法与流程

文档序号:18888852发布日期:2019-10-15 21:24阅读:197来源:国知局
膜泡吹胀冷凝形态精确测控设备和精确测控方法与流程

本发明属于塑料膜生产的技术领域,尤其涉及一种膜泡吹胀冷凝形态精确测控设备和精确测控方法。



背景技术:

塑料膜可以由塑料吹膜设备生产。图1所示,常规的吹膜设备包括挤出模头1,挤出模头设有圆环形挤出口10,靠近挤出模头1的上方设有冷却风环11,挤出模头1还配套设有进风管道12和出风管道13,所述进风管道连接有鼓风机14,出风管道连接有抽风机15,进风管道的内端120和出风管道的内端130分别开口于挤出模头1的上表面中央区域。生产时,熔融的塑料物料由挤出模头1的圆环形挤出口10挤出后形成为圆环形的膜泡8并向上运行,在运行过程中受到冷却风环11出风口吹出冷风的冷却而逐渐降温,当运行到达某一竖向位置时,膜泡8的温度降到凝结温度而发生凝结、结晶,该竖向位置称为冷凝线(位置如图1中虚线rs所示)。在上述过程中,鼓风机14通过进风管道12向膜泡8中充入有带有一定压力的压缩空气,位于冷凝线之下的膜泡8由于尚未凝结,在压缩空气作用下会发生吹胀,从而使膜泡8直径逐渐拉大,从圆环形挤出口10到冷凝线之间的这一段膜泡称为吹胀段(如图1中的rm/sn段)。膜泡8经过冷凝线之后,由于凝结而不再能够吹胀,膜泡直径不再变化,可见膜泡的最终成型效果主要取决于在凝结前的吹胀段阶段,即在冷凝线以下的阶段,因此,位于冷凝线以下位置以及靠近冷凝线位置的膜泡的形态监测和调控显得非常重要。

对上述位于冷凝线以下位置以及靠近冷凝线位置的膜泡部位的监测和调控主要包括以下三方面:

一、膜泡直径

膜泡直径(指膜泡吹胀完成并冷凝之后的直径)是吹膜生产工艺过程的重要控制参数之一,因而生产过程必须不停地测量和调控膜泡直径。现有技术中,膜泡直径检测设备主要是超声波测距仪,如图1所示,超声波测距仪16固定安装在膜泡8运行轨迹的旁边,超声波传感测距仪16的正前方对准挤出模头1的竖向中心轴线(也相当于位置准确的圆形挤出模头1的竖向中心轴线)。在生产过程中,超声波测距仪16不断检测自身与膜泡8之间的水平距离r1;另一方面,由于超声波测距仪16与圆形挤出模头1的竖向中心轴线的水平距离r2大小固定,因此膜泡的直径d可以按照公式d=2(r2-r1)进行计算得到。

然而,现有上述膜泡直径检测设备的检测结果不够精确,这主要有以下原因:在膜泡向上运行过程中,膜泡会发生水平摇摆晃动,即膜泡的中心偏离圆形挤出模头1的竖向中心轴线,导致上述公式的理论模型失真。由于膜泡直径检测结果不够精确,导致薄膜横向拉伸比例、最终薄膜产品宽度控制不够精确,影响吹膜工艺的质量。

二、膜泡冷凝速度

膜泡冷凝速度也是吹膜工艺的重要控制因素,它直接影响到塑料晶体凝结质量,以及膜泡的吹胀效果。膜泡冷凝速度直观地体现于膜泡冷凝线的竖向位置高低,具体地说,冷却速度越快,膜泡越早凝结,其冷凝线位置越低。现有技术中,膜泡的冷凝线位置主要依靠工人目测和经验判断,并据此进行调控,由于判断过程比较粗略,因而对膜泡冷凝速度(即冷凝过程)的控制不够精细,控制的自动化程度低。

三、膜泡竖向运行过程的水平偏移或晃动程度

膜泡挤出后不断被牵引竖向运行过程中,由于其十分柔软,且在内外气流不稳定因素的影响下,膜泡中心不可能自行保持位于挤出模头的中心轴线上,而是会不可避免地发生水平偏移或晃动。显然,由于冷凝线附近以及冷凝线以下的膜泡十分稚嫩,如果膜泡的水平偏摆过于严重,将会对冷凝线以下的膜泡成型质量产生影响。为了将偏移或晃动的程度控制在一定范围内,现有技术一般是采用到稳泡器。稳泡器包括一个环形固定架,在环形固定架上安装有多根稳定辊,各根稳定辊的转轴安装方向为水平且接近于膜泡的切向,环形固定架上的稳定辊布置成为多层多列,同一层的稳泡辊排列成为一圈,同一列的各根稳定辊由上而下排列。工作时,同一层的各根稳定辊将膜泡包围在中央,当膜泡水平偏摆达到一定程度时,膜泡就会接触到稳定辊而不再会进一步偏离,由此限制了膜泡晃动幅度。然而,上述依靠稳泡器限制膜泡水平晃动幅度的措施存在以下不足:(1)、调控方式属于被动控制,即只有等到膜泡偏移到一定程度,稳定辊才发生作用;(2)、当膜泡接触到稳定辊时,尽管稳定辊可以发生转动而减少与膜泡表面的摩擦,但稳定辊转动的动力也必定是来源于竖向运行的膜泡的搓动,根据作用力与反作用力的原理,上述这种搓动力的反作用力,就是稳定辊对膜泡表面的作用力,由于稳定辊对膜泡表面的这种拉力,也可能使薄而稚嫩的膜泡产生拉伤或划伤。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种膜泡吹胀冷凝形态精确测控设备和精确测控方法,它能够准确地测控膜泡直径、膜泡冷凝速度、膜泡水平晃动程度。

其目的可以按以下方案实现:一种膜泡吹胀冷凝形态精确测控设备,包括挤出模头,挤出模头设有用以挤出膜泡的圆环形挤出口,挤出模头上面安装有冷却风环,冷却风环的中心点和圆环形挤出口的中心点都位于挤出模头的竖向中心轴线上;

冷却风环配套设有冷却风机和冷却气流温度控制单元;还设有中央控制器,中央控制器连接到冷却气流温度控制单元,挤出模头设有进风管道和出风管道,进风管道连接有鼓风机,出风管道连接有抽风机,进风管道的内端和出风管道的内端分别开口于挤出模头的上表面中央区域,中央控制器连接到鼓风机和抽风机;

其特征在于:在冷却风环上方固定安装有两个摄像头,两个摄像头分别连接到中央控制器;两个摄像头的竖向位置相同,两个摄像头的竖向位置靠近并且高于膜泡的最高冷凝位置,两个摄像头都对准挤出模头的竖向中心轴线,其中第一个摄像头的朝向为水平纵向,第二个摄像头的朝向为水平横向,两个摄像头的朝向互相垂直,在第一个摄像头的正面方向上还设有直立的第一背景板,在第二个摄像头的正面方向上还设有直立的第二背景板,第一背景板的水平投影延伸方向为横向,第二背景板的水平投影延伸方向为纵向;第一个摄像头和第一背景板分别位于膜泡移动轨迹的前后相对两侧,第二个摄像头和第二背景板分别位于膜泡移动轨迹的左右相对两侧;

在第一背景板上设有能够被第一个摄像头摄像并由中央控制器识别的第一竖直基准线和第一基准点,该第一基准点的竖向位置与第一个摄像头的竖向位置平齐,第一竖直基准线的延伸方向为竖向;

在第二背景板上设有能够被第二个摄像头摄像并由中央控制器识别的第二竖直基准线和第二基准点,该第二基准点的竖向位置与第二个摄像头的竖向位置平齐,第二竖直基准线的延伸方向为竖向;

在膜泡移动轨迹的旁边还设有四块直立的吸气板,四块直立的吸气板分别位于膜泡移动轨迹的前后左右方向,各块直立的吸气板的竖向位置高于两个摄像头的竖向位置;第一块吸气板和第三块吸气板所在平面平行于第一背景板,第一块吸气板和第三块吸气板位于膜泡移动轨迹的前后相对两侧,第二块吸气板和第四块吸气板位于膜泡移动轨迹的左右相对两侧,第二吸气板、第四吸气板所在平面平行于第二背景板;每一块吸气板表面开设有多个吸气孔,每一块吸气板的背后设有负压腔室,各吸气板的吸气孔连通对应的负压腔室,各个负压腔室对应连接有抽风泵;所述中央控制器连接各抽风泵。

膜泡在挤出后,其冷凝线位置由于冷却气流温度、膜泡配方变动、膜泡厚度变动等原因而会发生一定幅度波动,即存在有一定的波动范围。所谓“膜泡的最高冷凝位置”,是指冷凝线位置波动范围的最高点位置。

所谓“摄像头的竖向位置靠近并且高于膜泡的最高冷凝位置”,就是指摄像头的竖向位置略高于膜泡的最高冷凝位置。之所以摄像头的竖向位置需要略高于膜泡的最高冷凝位置,主要有两个目的:一、确保摄像头水平正前方的膜泡已经冷凝(直径不再变大);二、在满足第一点的前提下,使摄像头的竖向位置靠近膜泡的吹胀段,以便能够拍摄到膜泡的吹胀段。根据上述两个作用可以得知:为了实现“摄像头的竖向位置略高于膜泡的最高冷凝位置”,并不需要十分精确地确定膜泡的最高冷凝位置,只要依据经验粗略地估计膜泡的最高冷凝位置,然后以此为基础,将摄像头的竖向位置调高一段距离,即可实现“ccd摄像头的竖向位置靠近并且高于膜泡的最高冷凝位置”。

所谓“第一个摄像头的正面方向”,是指第一个摄像头的朝向所对准的方向。

所谓“第二个摄像头的正面方向”,是指第二个摄像头的朝向所对准的方向。

所谓“背景板”,是指摄像时作为膜泡成像背景的板。

一种膜泡吹胀冷凝形态精确测控方法,采用所述膜泡吹胀冷凝形态测控设备,在测控过程中,膜泡由挤出模头的圆环形挤出口挤出后不断被牵引而向上运行,从第一摄像头和第一背景板之间、第二摄像头和第二背景板之间竖向穿过,然后从第一块吸气板和第三块吸气板之间、第二块吸气板和第四块吸气板之间竖向穿过,利用第一个摄像头对膜泡和第一背景板进行摄像而形成第一图像,膜泡在第一图像中形成的图像为第一膜泡图像,第一竖向基准线在第一图像中形成的图像为第一竖向基准线图像,第一基准点在第一图像中形成的图像为第一基准点图像;

利用第二个摄像头对膜泡和第二背景板进行摄像而形成第二图像,膜泡在第二图像中形成的图像为第二膜泡图像,第二竖向基准线在第二图像中形成的图像为第二竖向基准线图像,第二基准点在第二图像中形成的图像为第二基准点图像;

中央控制器对第一个摄像头所获得的第一图像进行识别,在第一图像中确定出第一膜泡图像的左右边缘位置、第一竖向基准线图像的位置、第一基准点图像的位置;中央控制器对第二个摄像头所获得的第二图像进行识别,在第二图像中确定出第二膜泡图像的前后边缘位置和第二竖向基准线图像的位置、第二基准点图像的位置,利用第一图像和第二图像测算膜泡吹胀并冷凝后的形态,然后进行调控,每一个调控过程包括以下步骤:

(a)、测控膜泡吹胀并冷凝后的直径,依次包括以下(a1)~(a6)分步骤:

(a1)、在第一图像中,在通过第一基准点图像的水平横截线上,确定出第一膜泡图像左边缘点与第一竖向基准线图像之间的第一横向距离,确定出第一膜泡图像右边缘点与第一竖向基准线图像之间的第二横向距离;在第二图像中,在通过第二基准点图像的水平横截线上,确定出第二膜泡图像前边缘点与第二竖向基准线图像之间的第一纵向距离,确定出第二膜泡图像后边缘点与第二竖向基准线图像之间的第二纵向距离;确定所述第一横向距离、第二横向距离的数值时,第一图像的比例应当为使得第一背景板图像与第一背景板实物大小相等的1:1比例;确定所述第一纵向距离、第二纵向距离的数值时,第二图像的比例应当为使得第二背景板的图像与第二背景板实物大小相等的1:1比例;

(a2)、在通过第一个摄像头所在的水平截面上,建立坐标系,以于第一背景板与第二背景板两者在该水平截面上的延伸线的交点为原点,以第一背景板在该水平截面上的延伸方向为x轴方向,以第二背景板在该水平截面上的延伸方向为y轴方向;确定出第一个ccd摄像头所在点a的坐标值,确定出第二个ccd摄像头所在点e的坐标值;确定出第一竖向基准线在该水平截面上的点的横坐标位置、第二竖向基准线在该水平截面上的点的纵坐标位置;

根据第一竖向基准线在该水平截面上的点的横坐标位置、所述第一横向距离,确定出过第一个ccd摄像头所在点a的膜泡圆左侧切线与x轴的第一交点的坐标值;

根据第一竖向基准线在该水平截面上的点的横坐标位置、所述第二横向距离,确定出过第一个ccd摄像头所在点a的膜泡圆右侧切线与x轴的第二交点的坐标值;

根据第二竖向基准线在该水平截面上的点的纵坐标位置、所述第一纵向距离,确定出过第二个ccd摄像头所在点e的膜泡圆前侧切线与y轴的第三交点的坐标值;

根据第二竖向基准线在该水平截面上的点的纵坐标位置、所述第二纵向距离,确定出过第二个ccd摄像头所在点e的膜泡圆后侧切线与y轴的第四交点的坐标值;

(a3)、确定出第一个摄像头所在点a与所述第一交点之间的第一连线的坐标方程,确定出第一个摄像头所在点a与所述第二交点之间的第二连线的坐标方程,确定出第二个摄像头所在点e与所述第三交点之间的第三连线的坐标方程,确定出第二个摄像头所在点e与所述第四交点之间的第四连线的坐标方程;

(a4)、确定出第一连线和第二连线之间的第一角平分线的坐标方程,确定出第三连线和第四连线之间的第二角平分线的坐标方程;

(a5)、确定出第一角平分线与第二角平分线的交点的坐标位置,该交点即为膜泡的圆心,计算出膜泡的圆心位置与第一连线之间的距离,该距离的两倍即为膜泡吹胀并冷凝后的膜泡直径实际值;

(a6)、中央控制器根据第(a5)步骤测算出来的膜泡直径实际值进行调控膜泡直径,当测算出来的膜泡直径实际值与目标值发生偏差时,中央控制器向鼓风机或抽风机发出命令,调控膜泡内部气压,于是膜泡吹胀程度发生改变而调节直径;

(b)、测控膜泡的实际冷凝线位置,依次包括以下(b1)~(b5)分步骤:

(b1)、在第一图像中,确定出第一膜泡图像在各个水平截面上的宽度;

(b2)、按照以下规则定义第一膜泡图像中的冷凝线的竖向位置:第一膜泡图像的冷凝线处的水平宽度大于其下方各水平截面上的第一膜泡图像水平宽度而等于其上方各水平截面上的第一膜泡图像水平宽度;确定出第一图像中的膜泡冷凝线图像位置与第一基准点位置图像之间的竖向高差绝对值h,确定该竖向高差绝对值h时,第一图像的比例应当为使得第一背景板图像与第一背景板实物大小相等的1:1比例;

(b3)、根据第一个摄像头与膜泡圆心两者的坐标位置计算出两者之间的纵向水平距离m,其中膜泡圆心的坐标位置按照上述分步骤(a5)的计算结果进行取值,第一个摄像头的坐标位置按照上述分步骤(a2)分步骤的结果进行取值;

(b4)、根据下列公式折算出膜泡的实际冷凝线的竖向位置:膜泡的实际冷凝线的竖向位置与第一个摄像头竖向位置之间的高差数值为h=-h×m/n,其中,h为在第一图像中的膜泡冷凝线图像位置与第一基准点图像之间的竖向高差绝对值,m为第一个摄像头与膜泡圆心之间的纵向水平距离;n为第一个摄像头与第一背景板之间的纵向水平距离;h为负值,表示膜泡的实际冷凝线低于第一个摄像头竖向位置;

(b5)、中央控制器根据分步骤(b4)得到的结果调控膜泡的实际冷凝线的竖向位置;如果膜泡的实际冷凝线的竖向位置偏高,则中央控制器命令冷却风环的冷却气流温度控制单元动作,使冷却风环吹出的冷却气流温度降低,于是膜泡的冷凝时间缩短,膜泡的实际冷凝线的竖向位置下降;反之,如果膜泡的实际冷凝线的竖向位置偏低,则中央控制器命令冷却风环的冷却气流温度控制单元动作,使冷却风环吹出的冷却气流温度升高,于是膜泡的冷凝时间延长,膜泡的实际冷凝线的竖向位置上升;

(c)、测控膜泡的偏摆程度:根据第一图像中的第一膜泡图像的左右边缘位置,计算出第一图像中的第一膜泡图像中线位置,根据第一图像中的第一膜泡图像中线位置,参照第一图像中的第一竖向基准线图像的位置,判断膜泡在横向上是否出现摇晃偏移以及偏移幅度;中央控制器根据膜泡在横向上的偏移方向和偏移幅度,命令第二块吸气板或第四块吸气板对应的抽风泵启动,从而使膜泡对应往靠近第二块吸气板或第四块吸气板的方向靠拢,从而减轻偏移幅度;

根据第二图像中的第二膜泡图像的前后边缘位置,计算出第二图像中的第二膜泡图像中线位置,根据第二图像中的第二膜泡图像中线位置,参照第二图像中的第二竖向基准线图像的位置,判断膜泡在纵向上是否出现偏移以及偏移幅度;中央控制器根据膜泡在纵向上的偏移方向和偏移幅度,命令第一块吸气板或第三块吸气板对应的抽风泵启动,从而使膜泡对应往靠近第一块吸气板或第三块吸气板的方向靠拢,从而减轻偏移幅度;

上述步骤(b)在步骤(a)后面,步骤(c)在步骤(b)后面。

所谓膜泡图像中线,是指膜泡图像在各个水平截面上的中间点的连线。

本发明具有以下优点和效果:

一、本发明对膜泡的直径测算不受膜泡水平摇晃的影响,不管膜泡如何晃动、膜泡偏离挤出模头中心轴线的幅度如何,均能精确测算出膜泡的直径,进而可以据此精确地控制膜泡直径。

二、本发明能够精确地确定膜泡的实际冷凝线位置,并据此调控膜泡的冷凝线位置,即控制膜泡冷凝速度,进而确保膜泡的凝结质量。

三、本发明能够精确地测算膜泡的左右摇晃程度、前后摇晃程度,并据此利用吸气板使膜泡圆心位置向挤出模头的竖向中心轴线方向靠拢,因此能够对膜泡的摇晃程度进行及时的动态调控,而且这种调控过程不会划伤、拉伤膜泡。

附图说明

图1是现有膜泡生产过程和测控原理示意图。

图2是本发明实施例一的结构示意图。

图3是图2中j-j剖面示意图。

图4是图3中沿箭头v所示方向看到的摄像设备示意图。

图5是图3中沿箭头f所示方向看到的摄像设备示意图。

图6是图3中两个ccd摄像头对膜泡的摄像角度以及摄像所得到的第一图像和第二图像的水平截面示意图。

图7是图6中两个ccd摄像头、第一背景板、第二背景板和膜泡在坐标中的位置关系示意图。

图8是图2中l-l剖面示意图。

图9是第一ccd摄像头摄像所得到的第一图像的效果示意图。

图10是第二ccd摄像头摄像所得到的第二图像的效果示意图。

图11是第一膜泡图像中的冷凝线位置与膜泡实际冷凝线两者的位置关系示意图。

具体实施方式

实施例一

图2、图3、图4、图5所示,该膜泡吹胀冷凝形态精确测控设备,包括挤出模头1,挤出模头1设有用以挤出膜泡的圆环形挤出口10,挤出模头1上面安装有冷却风环11,冷却风环11的中心点和圆环形挤出口的中心点都位于挤出模头1的竖向中心轴线上;冷却风环11配套设有冷却风机和冷却气流温度控制单元;还设有中央控制器,中央控制器连接到冷却气流温度控制单元,挤出模头1设有进风管道12和出风管道13,进风管道12连接有鼓风机14,出风管道13连接有抽风机15,进风管道的内端120和出风管道的内端130分别开口于挤出模头1的上表面中央区域,中央控制器连接到鼓风机14和抽风机15。

图2、图3、图4、图5所示,在冷却风环11上方固定安装有两个ccd摄像头(所谓ccd摄像头,中文全称为电荷耦合元件摄像头),两个ccd摄像头的竖向位置相同,两个ccd摄像头的竖向位置靠近并且高于膜泡的最高冷凝位置,两个ccd摄像头都对准挤出模头1的竖向中心轴线,其中第一个ccd摄像头21的朝向为水平纵向,第二个ccd摄像头22的朝向为水平横向,两个ccd摄像头的朝向水平且互相垂直,在第一个ccd摄像头的正面方向上还设有直立的第一背景板31,在第二个ccd摄像头22的正面方向上还设有直立的第二背景板32,第一背景板31的水平投影延伸方向为横向,第二背景板32的水平投影延伸方向为纵向;第一个ccd摄像头21和第一背景板31分别位于膜泡8移动轨迹的前后相对两侧,第二个ccd摄像头22和第二背景板32分别位于膜泡8移动轨迹的左右相对两侧;在第一背景板31上设有能够被第一个ccd摄像头21摄像并由中央控制器识别的第一竖直基准线41和第一基准点51,该第一基准点51的竖向位置与第一个ccd摄像头21的竖向位置平齐,第一竖直基准线41的延伸方向为竖向,如图4所示;

在第二背景板32上设有能够被第二个ccd摄像头22摄像并由中央控制器识别的第二竖直基准线42和第二基准点52,该第二基准点52的竖向位置与第二个ccd摄像头22的竖向位置平齐,第二竖直基准线42的延伸方向为竖向,如图5所示;第一个ccd摄像头21和第二个ccd摄像头22分别连接到中央控制器;

图2、图3、图8所示,在膜泡8移动轨迹的旁边还设有四块直立的吸气板,四块直立的吸气板分别位于膜泡8移动轨迹的前后左右方向,各块直立的吸气板的竖向位置高于两个ccd摄像头的竖向位置;第一块吸气板61和第三块吸气板63所在平面平行于第一背景板31,第一块吸气板61位于膜泡移动轨迹的前侧,第三块吸气板63位于膜泡移动轨迹的后侧,第二块吸气板62位于膜泡移动轨迹的左侧,第四块吸气板64位于膜泡移动轨迹的右侧,第二吸气板62、第四吸气板64所在平面平行于第二背景板32;每一块吸气板表面开设有多个吸气孔71,每一块吸气板的背后设有负压腔室72,各吸气板的吸气孔71连通对应的负压腔室72,各个负压腔室72对应连接有抽风泵73;所述中央控制器连接各抽风泵73。

实施例二

一种膜泡吹胀冷凝形态精确测控方法,采用实施例一所述膜泡吹胀冷凝形态测控设备,在测控过程中,膜泡8由挤出模头1的圆环形挤出口10挤出后不断被牵引而向上运行,从第一ccd摄像头21和第一背景板31之间、第二ccd摄像头22和第二背景板32之间竖向穿过,然后从第一块吸气板61和第三块吸气板63之间、第二块吸气板62和第四块吸气板64之间竖向穿过,如图2、图3、图8所示,

利用第一个ccd摄像头21对膜泡8和第一背景板31进行摄像而形成第一图像91,膜泡8在第一图像91中形成的图像为第一膜泡图像801,第一竖向基准线41在第一图像91中形成的图像为第一竖向基准线图像410,第一基准点51在第一图像中形成的图像为第一基准点图像510,如图6、图9所示;

利用第二个ccd摄像头22对膜泡8和第二背景板32进行摄像而形成第二图像92,膜泡8在第二图像92中形成的图像为第二膜泡图像802,第二竖向基准线42在第二图像92中形成的图像为第二竖向基准线图像420,第二基准点52在第二图像中形成的图像为第二基准点图像520,如图6、图10所示;

中央控制器对第一个ccd摄像头所获得的第一图像91进行识别,在第一图像91中确定出第一膜泡图像801的左右边缘位置、第一竖向基准线图像410的位置、第一基准点图像510的位置;中央控制器对第二个ccd摄像头所获得的第二图像92进行识别,在第二图像中确定出第二膜泡图像802的前后边缘位置和第二竖向基准线图像420的位置、第二基准点图像520的位置,利用第一图像和第二图像测算膜泡吹胀并冷凝后的形态,然后进行调控,每一个调控过程包括以下步骤:

(a)、测控膜泡吹胀并冷凝后的直径,依次包括以下(a1)~(a6)分步骤:

(a1)、在第一图像91中,在通过第一基准点图像510的水平横截线上,确定出第一膜泡图像801左边缘点(图6、图9中b点)与第一竖向基准线图像410(图6、图9中z点)之间的第一横向距离bz,确定出第一膜泡图像801右边缘点(图6、图9中c点)与第一竖向基准线图像(图6、图9中z点)之间的第二横向距离cz;在第二图像92中,在通过第二基准点图像520的水平横截线上,确定出第二膜泡图像802前边缘点(图6、图10中f点)与第二竖向基准线图像420(图6、图10中q点)之间的第一纵向距离fq,确定出第二膜泡图像802后边缘点(图6、图10中g点)与第二竖向基准线图像420(图6、图10中q点)之间的第二纵向距离gq;确定所述第一横向距离bz、第二横向距离cz的数值时,第一图像的比例应当为使得第一背景板图像与第一背景板实物大小相等的1:1比例;确定所述第一纵向距离fq、第二纵向距离gq的数值时,第二图像的比例应当为使得第二背景板的图像与第二背景板实物大小相等的1:1比例;、

(a2)、在通过第一个ccd摄像头21所在的水平截面上,建立坐标系,以于第一背景板31与第二背景板32两者在该水平截面上的延伸线的交点为原点o,以第一背景板31在该水平截面上的延伸方向为x轴方向,以第二背景板32在该水平截面上的延伸方向为y轴方向,如图7所示;确定出第一个ccd摄像头21所在点a的坐标值,确定出第二个ccd摄像头22所在点e的坐标值(由于两个ccd摄像头的位置是固定的,第一背景板31与第二背景板32的位置是固定的,所以能够确定出两个ccd摄像头所在点的坐标值);确定出第一竖向基准线41在该水平截面上的点(图7中z点)的横坐标位置、第二竖向基准线42在该水平截面上的点(图7中q点)的纵坐标位置;

根据第一竖向基准线41在该水平截面(即通过第一个ccd摄像头21所在的水平截面,下同)上的点(图7中z点)的横坐标位置、所述第一横向距离bz,确定出过第一个ccd摄像头所在点a的膜泡圆左侧切线与x轴的第一交点(图7中b点)的坐标值(因为第一图像、第二图像与实物大小相等的1:1比例,所以图7中的bz长度等于图6、图9中的bz长度);在图7中,圆圈表示膜泡8;

根据第一竖向基准线41在该水平截面上的点(图7中z点)的横坐标位置、所述第二横向距离cz,确定出过第一个ccd摄像头所在点a的膜泡圆右侧切线与x轴的第二交点(图7中c点)的坐标值(因为第一图像、第二图像与实物大小相等的1:1比例,所以图7中的cz长度等于图6、图9中的cz长度);

根据第二竖向基准线42在该水平截面上的点(图7中q点)的纵坐标位置、所述第一纵向距离fq,确定出过第二个ccd摄像头所在点e的膜泡圆前侧切线与y轴的第三交点(图7中f点)的坐标值(因为第一图像、第二图像与实物大小相等的1:1比例,所以图7中的fq长度等于图6、图10中的fq长度);

根据第二竖向基准线42在该水平截面上的点(图7中q点)的纵坐标位置、所述第二纵向距离gq,确定出过第二个ccd摄像头所在点e的膜泡圆后侧切线与y轴的第四交点(图7中g点)的坐标值(因为第一图像、第二图像与实物大小相等的1:1比例,所以图7中的gq长度等于图6、图10中的gq长度);

(a3)、确定出第一个ccd摄像头所在点(图7中a点)与所述第一交点(图7中b点)之间的第一连线ab的坐标方程,确定出第一个ccd摄像头所在点(图7中a点)与所述第二交点(图7中c点)之间的第二连线ac的坐标方程,确定出第二个ccd摄像头所在点(图7中e点)与所述第三交点(图7中f点)之间的第三连线ef的坐标方程,确定出第二个ccd摄像头所在点(图7中e点)与所述第四交点(图7中g点)之间的第四连线eg的坐标方程;

(a4)、确定出第一连线ab和第二连线ac之间的第一角平分线am的坐标方程,确定出第三连线ef和第四连线eg之间的第二角平分线en的坐标方程,如图7所示;

(a5)、确定出第一角平分线am与第二角平分线en的交点k的坐标位置,该交点k即为膜泡8的圆心,如图7所示,计算出膜泡8的圆心位置与第一连线ab之间的距离,该距离的两倍即为膜泡吹胀并冷凝后的膜泡直径实际值;

(a6)、中央控制器根据第(a5)步骤测算出来的膜泡直径实际值进行调控膜泡直径,当测算出来的膜泡直径实际值与目标值发生偏差时,中央控制器向鼓风机14或抽风机15发出命令,调控膜泡内部气压,于是膜泡吹胀程度发生改变而调节直径;

(b)、测控膜泡8的实际冷凝线位置,依次包括以下(b1)~(b5)分步骤:

(b1)、在第一图像91中,确定出第一膜泡图像801在各个水平截面上的宽度;

(b2)、按照以下规则定义第一膜泡图像中的冷凝线的竖向位置:第一膜泡图像801的冷凝线处的水平宽度大于其下方各水平截面上的第一膜泡图像水平宽度而等于其上方各水平截面上的第一膜泡图像水平宽度;确定出第一图像中的膜泡冷凝线图像位置(如图9中uw线所示)与第一基准点位置图像510之间的竖向高差绝对值h,确定该竖向高差绝对值h时,第一图像的比例应当为使得第一背景板图像与第一背景板实物大小相等的1:1比例;

(b3)、根据第一个ccd摄像头21与膜泡圆心两者的坐标位置计算出两者之间的纵向水平距离m,如图11所示,其中膜泡圆心的坐标位置按照上述分步骤(a5)的计算结果进行取值,第一个ccd摄像头21的坐标位置按照上述分步骤(a2)分步骤的结果进行取值;

(b4)、根据下列公式折算出膜泡的实际冷凝线的竖向位置:膜泡的实际冷凝线的竖向位置与第一个ccd摄像头21竖向位置之间的高差数值为h=-h×m/n,其中,h为在第一图像中的膜泡冷凝线图像位置与第一基准点图像之间的竖向高差绝对值,m为第一个ccd摄像头21与膜泡圆心之间的纵向水平距离;n为第一个ccd摄像头21与第一背景板31之间的纵向水平距离,其几何位置关系如图11所示;h为负值,表示膜泡的实际冷凝线的竖向位置低于第一个ccd摄像头21,如图9、图11所示;

(b5)、中央控制器根据分步骤(b4)得到的结果调控膜泡的实际冷凝线的竖向位置;如果膜泡的实际冷凝线的竖向位置偏高,则中央控制器命令冷却风环的冷却气流温度控制单元动作,使冷却风环11吹出的冷却气流温度降低,于是膜泡8的冷凝时间缩短,膜泡8的实际冷凝线的竖向位置下降;反之,如果膜泡8的实际冷凝线的竖向位置偏低,则中央控制器命令冷却风11的冷却气流温度控制单元动作,使冷却风环11吹出的冷却气流温度升高,于是膜泡8的冷凝时间延长,膜泡8的实际冷凝线的竖向位置上升;

(c)、测控膜泡的偏摆程度:根据第一图像91中的第一膜泡图像801的左右边缘位置,计算出第一图像91中的第一膜泡图像801中线(如图9中虚线xy所示)位置,根据第一图像91中的第一膜泡图像801中线位置,参照第一图像中的第一竖向基准线图像410的位置,判断膜泡8在横向上是否出现摇晃偏移以及偏移幅度(即判断第一膜泡图像801中线与第一竖向基准线图像410之间距离,如果该距离大于正常值,则膜泡偏左,如果该距离小于正常值,则膜泡偏右);中央控制器根据膜泡8在横向上的偏移方向和偏移幅度,命令第二块吸气板62或第四块吸气板64对应的抽风泵73启动(如果膜泡偏左,则启动第四块吸气板64对应的抽风泵73,从而使膜泡8对应往靠近第四块吸气板64的方向靠拢,从而减轻偏移幅度;如果膜泡偏右,则启动第二块吸气板62对应的抽风泵73,从而使膜泡8对应往靠近第二块吸气62的方向靠拢,从而减轻偏移幅度);

根据第二图像92中的第二膜泡图像802的前后边缘位置,计算出第二图像92中的第二膜泡图像802中线位置,根据第二图像92中的第二膜泡图像802中线(如图10中虚线x1y1所示)位置,参照第二图像92中的第二竖向基准线图像420的位置,判断膜泡8在纵向上是否出现偏移以及偏移幅度(即判断第一膜泡图像802中线与第二竖向基准线图像420之间距离,如果该距离大于正常值,则膜泡偏后,如果该距离小于正常值,则膜泡偏前);中央控制器根据膜泡在纵向上的偏移方向和偏移幅度,命令第一块吸气板或第三块吸气板对应的抽风泵启动(如果膜泡8偏前,则启动第三块吸气板63对应的抽风泵73,从而使膜泡8对应往靠近第三块吸气板63的方向靠拢,从而减轻偏移幅度;如果膜泡偏后,则启动第一块吸气板61对应的抽风泵73,从而使膜泡8对应往靠近第一块吸气61的方向靠拢,从而减轻偏移幅度);

上述每一个调控过程包括步骤(a)、步骤(b)、步骤(c),步骤(b)在步骤(a)后面,步骤(c)在步骤(b)后面。在膜泡生产过程中,可以反复多次进行上述调控过程。

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