專利名稱：一種注塑送膜設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
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本發(fā)明屬于膜內(nèi)注塑領(lǐng)域，尤其涉及一種注塑送膜設(shè)備。
背景技術(shù)：
膜內(nèi)裝飾(In-Mold Decoration, IMD )鑲嵌注塑技術(shù)是一門較新的面板加 工工藝，從20世紀(jì)卯年代初開始的雙層膠片層間粘結(jié)結(jié)構(gòu)發(fā)展到注塑成型的 多元結(jié)構(gòu)，成為了當(dāng)前的一項熱門的工藝技術(shù)，其模式也由平面板的刻板模式 發(fā)展為轉(zhuǎn)印膜與印刷圖文、標(biāo)識的油墨及樹脂注塑結(jié)合成三位一體面板的新模 式。
在IMD自動生產(chǎn)過程中，往往需要一種能和注塑機(jī)配合動作的自動送膜控 制設(shè)備，為了保證轉(zhuǎn)印膜的效果，張力的控制就顯得尤為重要。目前，可以通 過重力達(dá)到控制張力的目的，這種控制方式不夠靈活，不能方便的設(shè)定張力值， 也可以采用機(jī)械的方式實現(xiàn)張力的控制，但是這種機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)節(jié)張力同 樣不夠靈活，而且維修也不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例的目的在于提供一種注塑送膜設(shè)備，旨在解決目前的送膜設(shè) 備調(diào)節(jié)張力不夠靈活的問題。
本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的， 一種注塑送膜設(shè)備，所述設(shè)備包括 直徑檢測單元，用于根據(jù)料帶直徑大小的變化輸出相應(yīng)的模擬電壓信號； 數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，用于將所述直徑檢測單元輸出的模擬電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字
信號，或者將接收到的表征張力大小的數(shù)字信號轉(zhuǎn)變?yōu)槟M電壓信號；
功率放大單元，用于將所述數(shù)模轉(zhuǎn)換單元輸出的模擬電壓信號進(jìn)行功率放大，輸出強(qiáng)電信號；
張力控制單元，用于將所述功率放大單元放大后的強(qiáng)電信號轉(zhuǎn)變?yōu)榕ぞ剌?出，進(jìn)行張力控制；
伺服執(zhí)行單元，用于根據(jù)接收到的控制信號執(zhí)行送膜動作；
信號檢測單元，用于檢測所述伺服執(zhí)行單元送膜是否到位以及膜的垂直度， 輸出檢測結(jié)果； 、
主控制器，用于根據(jù)所述所述數(shù)模轉(zhuǎn)換單元輸出的數(shù)字信號，運算輸出表 征張力大小的數(shù)字信號，將所述表征張力大小的數(shù)字信號返回所述數(shù)模轉(zhuǎn)換單 元，發(fā)出注塑控制指令，接收注塑反饋信號，并根據(jù)所述信號檢測單元輸出的 檢測結(jié)果或者注塑反饋信號控制所述伺服執(zhí)行單元執(zhí)行送膜或者取膜操作；
電源模塊，用于為所述直徑檢測單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、功率放大單元、張 力控制單元、伺服執(zhí)行單元、信號檢測單元，以及主控制器提供工作電源。
本發(fā)明實施例通過將當(dāng)前連帶直徑的大小反饋給主控制，由主控制器控制 張力控制單元輸出與直徑大小相適應(yīng)的扭矩，從而達(dá)到控制料帶張力的目的， 各種參數(shù)和工作模式均可以通過人機(jī)界面來控制主控制器發(fā)出指令或進(jìn)行數(shù)據(jù) 運算，操作簡單，通用性好。


圖1是本發(fā)明實施例提供的送膜設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理圖； 圖2是本發(fā)明實施例提供的送膜設(shè)備中電源模塊內(nèi)部的線路圖； 圖3是本發(fā)明實施例中主控制器的部分控制信號輸入輸出端口示意圖； 圖4a是本發(fā)明實施例中上位橫向送膜伺服系統(tǒng)與主控制器的接線示意圖； 圖4b是本發(fā)明實施例中下位橫向送膜伺服系統(tǒng)與主控制器的接線示意圖； 圖4c是本發(fā)明實施例中縱向送膜伺服系統(tǒng)與主控制器的接線示意圖； 圖5是本發(fā)明實施例提供的送膜設(shè)備的直徑檢測單元中的單圈電位器、數(shù) 模轉(zhuǎn)換單元、電源模塊中的調(diào)壓模塊以及張力控制單元中的磁粉離合器的接線原理圖。
具體實施例方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實 施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例^叉 僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明實施例中，主控制器根據(jù)檢測得到的當(dāng)前料帶直徑的大小，控制張 力控制單元輸出與直徑大小相匹配的扭矩，從而達(dá)到控制料帶張力的目的，并 通過主控制器控制伺服執(zhí)行單元和信號檢測單元配合動作，確保送膜的精確度 和垂直度。
圖1示出了本發(fā)明實施例提供的送膜設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理，為了便于描述，僅 示出了與本發(fā)明實施例相關(guān)的部分。
直徑;險測單元11與料帶始終保持接觸，根據(jù)料帶直徑大小的變化輸出相應(yīng) 的模擬電壓信號至IM莫轉(zhuǎn)換單元12。
數(shù)模轉(zhuǎn)換單元12將接收到的模擬電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號后輸出至主控 制器13。主控制器13對數(shù)字信號進(jìn)行運算，得到與料帶直徑大小相適應(yīng)的張 力，并將表征此張力大小的數(shù)字信號返回數(shù)模轉(zhuǎn)換單元12。
數(shù)模轉(zhuǎn)換單元12將表征張力大小的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號，經(jīng)過功 率放大單元14放大為強(qiáng)電信號，最后輸出至張力控制單元15,張力控制單元 15通過控制其內(nèi)部料帶轉(zhuǎn)軸的制動扭矩實現(xiàn)張力控制。
主控制器13控制伺服執(zhí)行單元16執(zhí)行送膜動作，信號檢測單元17檢測送 膜是否到位以及膜的垂直度，將檢測結(jié)果輸出給主控制器13，具體可以通過光 纖傳感器實現(xiàn)。送膜結(jié)束時，主控制器13控制電磁閥單元18夾緊料帶，電磁 閥單元18主要包括上位夾緊電磁閥和下位夾緊電磁閥。當(dāng)送膜到位后，主控制 器13通過信號交換單元19向注塑機(jī)發(fā)出信號以開始注塑。注塑機(jī)完成動作后 向信號交換單元19發(fā)出反饋信號，信號交換單元19觸發(fā)主控制器13控制伺服執(zhí)行單元16動作，以取出注塑完畢的物料。
電源模塊20為直徑檢測單元11、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元12、主控制器13、功率放 大單元14、伺服執(zhí)行單元16、信號檢測單元17等供電。作為本發(fā)明的一個實 施例，主控制器13的各種參數(shù)和工作模式等指令可以通過人機(jī)界面21設(shè)置。
直徑檢測單元11由連桿機(jī)構(gòu)和單圈電位器組成(圖中未示出)，連桿機(jī)構(gòu) 和料帶始終保持接觸，當(dāng)檢測到料帶直徑變化時，帶動單圈電位器軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)， 觸發(fā)單圈電位器的輸出電壓發(fā)生變化，從而向數(shù)模轉(zhuǎn)換單元12輸出對應(yīng)的模擬 電壓信號。
數(shù)模轉(zhuǎn)換單元12可以進(jìn)行模-數(shù)和數(shù)-模雙向轉(zhuǎn)換，可以包含有多個獨立 的轉(zhuǎn)換子單元。
功率放大單元14主要包括調(diào)壓模塊(圖中未示出)，調(diào)壓模塊的輸入端子 接收來自數(shù)模轉(zhuǎn)換單元12的弱電信號，輸出端子將弱電信號放大為與張力控制 單元15相匹配的較強(qiáng)的信號，輸送給張力控制單元15。
張力控制單元15主要包括磁粉離合器和料帶轉(zhuǎn)軸(圖中未示出)，磁粉離 合器的軸和料帶轉(zhuǎn)軸通過聯(lián)軸器連接在一起。磁粉離合器將功率放大單元14 輸送過來的電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)榕ぞ剌敵?，扭矩的大小與電壓信號為線性關(guān)系，可 以控制料帶軸的制動扭矩，從而達(dá)到控制張力的目的。
伺服執(zhí)行單元16包括三套伺服系統(tǒng)，分別是上位橫向送膜伺服系統(tǒng)、下位 橫向送膜伺服系統(tǒng)、縱向送膜伺服系統(tǒng)(圖中未示出)。上位橫向送膜伺服系 統(tǒng)與下位橫向送膜伺服系統(tǒng)同時運行，當(dāng)信號檢測單元17檢測到上位或下位橫 向送膜伺服系統(tǒng)運動到位時，可以觸發(fā)主控制器13發(fā)出停止命令，具體可以通 過光纖傳感器的位置來調(diào)整膜的垂直度?？v向送膜伺服系統(tǒng)用于確保送膜長度 的準(zhǔn)確性，也可以通過光纖傳感器來檢測是否已經(jīng)送膜到位，實現(xiàn)時可以設(shè)置 一標(biāo)志位，當(dāng)檢測到送膜到達(dá)該標(biāo)志位時，信號檢測單元17、主控制器13以 及送料系統(tǒng)的配合動作使送膜速度減慢，當(dāng)?shù)轿粫r控制送膜停止。上述三套伺 服系統(tǒng)均由伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)、滾珠絲杠等組成，伺服電機(jī)通過連軸器與滾珠絲杠相連，當(dāng)主控制器13發(fā)送運轉(zhuǎn)信號給伺服驅(qū)動器時，伺服驅(qū)動器驅(qū)動 電機(jī)旋轉(zhuǎn)，從而帶動絲杠旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而料帶發(fā)生位移，三個伺服電機(jī)的運轉(zhuǎn)速度 及運轉(zhuǎn)方向均由主控制器13單獨控制，彼此不受影響。上述伺服系統(tǒng)中伺服電
機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度可以直接通過主控制器13輸出的數(shù)字信號來控制，也可以通過數(shù) 模轉(zhuǎn)換模塊將主控制器13的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號來控制，具體可以根
據(jù)實際情況靈活選用。
圖2示出了本發(fā)明實施例提供的送膜設(shè)備中電源模塊的內(nèi)部線路，220V交 流市電通過輸入端LI、 Nl輸入漏電斷路器31 ，再經(jīng)電源濾波器26濾波后，分 別通過節(jié)點L2、 N2和L3、 N3為其他單元模塊供電。本發(fā)明實施例中，根據(jù) 各個單元模塊所需要的驅(qū)動電壓的不同，交流電源在節(jié)點L2、 N2處分為三路， 分別輸入至12V開關(guān)電源29、 5V/24V兩路開關(guān)電源30以及經(jīng)過電源接觸器 28后為伺服執(zhí)行單元16供電，其中在輸入開關(guān)電源29和兩路開關(guān)電源30之 前還分別通過保險絲FU2、 FU3, KM-1和KM2則分別表示電源接觸器28的觸 點部分和線圈部分，圖3所示的線路圖中還包括有電源開關(guān)32以及風(fēng)扇27和 指示燈HL1。
電源信號輸入端口L、 N分別連接到圖2所示電源模塊20的節(jié)點L4、 N2上， 當(dāng)圖2中的電源開關(guān)32閉合時，主控制器13開始工作。輸入端口 X0-X7、 X10 均為信號檢測單元17中光纖傳感器的檢測端子，分別起的作用是上位橫向原點 ;險測、下位一黃向原點;險測、上位一黃向到位4全測、下位一黃向到位纟企測、縱向到位 檢測，滾筒滿巻檢測、夾緊到位等。主控制器13通過輸出端口 Y0-Y7、 Y10-Y13 和COM向上位橫向送膜伺服系統(tǒng)、下位橫向送膜伺服系統(tǒng)、縱向送膜伺服系 統(tǒng)輸出控制信號。 ~
圖4a、圖4b、圖4c分別為上位橫向送膜伺服系統(tǒng)、下位橫向送膜伺服系 統(tǒng)、縱向送膜伺服系統(tǒng)與主控制器13的接線示意，為便于描述，僅示出了與本 發(fā)明實施例相關(guān)的接線端口的線^各連接關(guān)系。以圖4a為例，伺服驅(qū)動器41a的電源輸入端口 1、 2均接到電源模塊20中 的節(jié)點L3、 N3,伺服驅(qū)動器41a與伺服電機(jī)42a之間的U、 V、 W端口表示三 相電連接，伺服驅(qū)動器41a的輸出端口 CN2還通過編碼線43a與伺服電機(jī)42a 相連接，伺服電機(jī)42a通過編碼線43a將編碼信息反饋回伺服驅(qū)動器41a,實 現(xiàn)半閉環(huán)控制。當(dāng)主控制器13控制電源模塊20電路中的電源接觸器28得電時， 伺服驅(qū)動器41a得電。伺服驅(qū)動器41a的輸入端口 3、 4、 5、 6、 7分別與主控 制的輸出端口YO、 Yl、 Y2、 Y3、 COM相連接，具體工作時，主控制器13通 過YO和Yl控制伺服電機(jī)42a的運轉(zhuǎn)速度，通過Y2和Y3控制控制伺服電機(jī) 42a旋轉(zhuǎn)方向，由YO和Yl的組合，可以控制四段速度；Y2和Y3則分別控制 伺服電機(jī)42a正向和反向旋轉(zhuǎn)。
同理，圖4b和圖4c中的伺服驅(qū)動器41b和41c的相應(yīng)輸入端口分別與主 控制器13的Y4、 Y5、 Y6、 Y7、 COM和YIO、 Yll、 Y12、 Y13、 COM端口 連接，相應(yīng)的，主控制器13通過Y4和Y5控制伺服電機(jī)42b的運轉(zhuǎn)速度，通 過Y6和Y7控制控制伺服電機(jī)42b旋轉(zhuǎn)方向，由Y4和Y5的組合，可以控制 四段速度，Y6和Y7則分別控制伺服電機(jī)42b正向和反向旋轉(zhuǎn)。主控制器13 通過Y10和Yll控制伺服電機(jī)42c的運轉(zhuǎn)速度，通過Y12和Y13控制控制伺 服電機(jī)42c旋轉(zhuǎn)方向，由Y10和Y11的組合，可以控制四段速度；Y12和Y13 則分別控制伺服電機(jī)42c正向和反向旋轉(zhuǎn)。 .
圖5示出了本發(fā)明實施例中直徑檢測單元11的單圈電位器111、數(shù)模轉(zhuǎn)換 單元12、電源模塊20中的調(diào)壓模塊201以及張力控制單元l5中的磁粉離合器 151之間的連接，為了便于描述，僅示出了與本發(fā)明實施例相關(guān)的部分。
單圈電位器111共有三個輸出端子，其中輸出端子1和輸出端子3分別與 開關(guān)電源29的12V輸出端子和OV輸出端子相連接，輸出端子2則與數(shù)模轉(zhuǎn)換 單元12的輸入端VIN相連接，當(dāng)直徑檢測單元11中的連桿才幾構(gòu)帶動單圏電位 器111的軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)時，輸出端子2上電壓的變化引起數(shù)模轉(zhuǎn)換單元12輸入端 VIN電壓發(fā)生變化，數(shù)模轉(zhuǎn)換單元12的公共端子COM1與單圏電位器111相
9連后同時與開關(guān)電源29的0V輸出端子連接，數(shù)模轉(zhuǎn)換單元12的輸出端子 VOUT、 COM2分別與調(diào)壓模塊201的輸入端子VIN2、 VIN3連接，向調(diào)壓模 塊201輸出弱電信號，數(shù)模轉(zhuǎn)換單元12還通過一組數(shù)據(jù)線和主控制器13相連 接，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。調(diào)壓模塊201的輸入端子VIN1和VIN4分別與兩路開 關(guān)電源30的5V輸出端和0V輸出端連接，調(diào)壓模塊201的輸出端V0UT1接 兩路開關(guān)電源30的0V輸出端，而輸出端VOUT2、 VOUT3分別接張力控制單 元15的磁粉離合器151的負(fù)極和正極，將經(jīng)過功率放大的強(qiáng)電信號輸入至i"茲粉 離合器151, VOUT3還同時連接至兩路開關(guān)電源30的0V輸出端，^t粉離合器 151將電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)榕ぞ卮笮∫钥刂屏蠋лS的制詢扭矩，磁粉離合器151的 正極和負(fù)極之間反接一個保護(hù)二極管。
本發(fā)明實施例中，通過將當(dāng)前連帶直徑的大小反饋給主控制器，由主控制 器控制張力控制單元輸出與直徑大小相適應(yīng)的扭矩，從而達(dá)到控制料帶張力的 目的，各種參數(shù)和工作模式均可以通過人機(jī)界面來控制主控制器發(fā)出指令或進(jìn) 行數(shù)據(jù)運算，操作簡單，通用性好，而且通過主控制器、伺服執(zhí)行單元和信號 檢測單元的配合動作使送膜定位精度大大提高。整個系統(tǒng)所用到的主控制器、 單圈電位器、調(diào)壓模塊、磁粉離合器等均可以從市場上流行的具有同等功能的 器件實現(xiàn)。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā) 明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明 的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種注塑送膜設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括直徑檢測單元，用于根據(jù)料帶直徑大小的變化輸出相應(yīng)的模擬電壓信號；數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，用于將所述直徑檢測單元輸出的模擬電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，或者將接收到的表征張力大小的數(shù)字信號轉(zhuǎn)變?yōu)槟M電壓信號；功率放大單元，用于將所述數(shù)模轉(zhuǎn)換單元輸出的模擬電壓信號進(jìn)行功率放大，輸出強(qiáng)電信號；張力控制單元，用于將所述功率放大單元放大后的強(qiáng)電信號轉(zhuǎn)變?yōu)榕ぞ剌敵?，進(jìn)行張力控制；伺服執(zhí)行單元，用于根據(jù)接收到的控制信號執(zhí)行送膜動作；信號檢測單元，用于檢測所述伺服執(zhí)行單元送膜是否到位以及膜的垂直度，輸出檢測結(jié)果；主控制器，用于根據(jù)所述所述數(shù)模轉(zhuǎn)換單元輸出的數(shù)字信號，運算輸出表征張力大小的數(shù)字信號，將所述表征張力大小的數(shù)字信號返回所述數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，發(fā)出注塑控制指令，接收注塑反饋信號，并根據(jù)所述信號檢測單元輸出的檢測結(jié)果或者注塑反饋信號控制所述伺服執(zhí)行單元執(zhí)行送膜或者取膜操作；電源模塊，用于為所述直徑檢測單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、功率放大單元、伺服執(zhí)行單元、信號檢測單元，以及主控制器提供工作電源。
2、 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備進(jìn)一步包括 信號交換單元，用于根據(jù)所述主控制器的控制指令觸發(fā)注塑機(jī)進(jìn)行注塑，將注塑機(jī)返回的反饋信號發(fā)送給所述主控制器。
3、 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備進(jìn)一步包括 電磁閥單元，用于在送膜結(jié)束時，根據(jù)所述所述主控制器輸出的控制信號夾緊料帶。
4、 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備進(jìn)一步包括 人機(jī)界面，用于接收對所述主控制器的參數(shù)和工作模式的設(shè)置指令。
5、 如權(quán)利要求l、 2 、 3或4所述的設(shè)備，其特征在于，所述直徑4企測單 元包括連桿機(jī)構(gòu)和單圈電位器；所述連桿機(jī)構(gòu)用于在工作時檢測料帶直徑的變化，觸發(fā)所述單圈電位器的 輸出電壓發(fā)生變化。
6、 如權(quán)利要求l、 2 、 3或4所述的設(shè)備，其特征在于，所述張力控制單 元包括有磁粉離合器，以及通過聯(lián)軸器與所述磁粉離合器的軸相連的料帶轉(zhuǎn)軸。
7、 如權(quán)利要求l、 2 、 3或4所述的設(shè)備，其特征在于，所述伺服執(zhí)行單 元包括上位橫向送膜伺服系統(tǒng)、下位橫向送膜伺服系統(tǒng)和縱向送膜伺服系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明適用于膜內(nèi)注塑領(lǐng)域，提供了一種注塑送膜設(shè)備，所述設(shè)備包括直徑檢測單元，數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，功率放大單元，張力控制單元，伺服執(zhí)行單元，主控制器，信號檢測單元，信號交換單元，以及電源模塊，該設(shè)備通過直徑檢測單元將料帶直徑大小轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷捍笮?，?shù)模轉(zhuǎn)換單元將電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號傳輸給主控制器，主控制器通過運算后，得到張力的數(shù)字量，然后通過數(shù)模轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換為模擬量經(jīng)過功率放大單元后輸送給張力控制單元，從而確保恒定張力的目的，上述設(shè)備還有伺服執(zhí)行單元和信號檢測單元配合動作，確保送膜的精度和垂直度。
文檔編號B29C45/14GK101439574SQ200710124620
公開日2009年5月27日 申請日期2007年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月20日
發(fā)明者覃宇平, 琥 賀, 郝東峰 申請人:比亞迪股份有限公司