一種用于柔性膜輸送的糾偏控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于卷材生產(chǎn)相關(guān)設(shè)備領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于柔性膜輸送的糾偏控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]卷材有很多種，比如卷筒紙薄膜、金屬箔、無(wú)紡布、鋼卷、柔性電子等。材料成卷的方法為存儲(chǔ)、運(yùn)輸提供了便利，同時(shí)提高了材料生產(chǎn)、加工效率。卷材在生產(chǎn)、加工過(guò)程中受到不可控力的作用，無(wú)法保持直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)而使其幅寬中心線(xiàn)偏離基準(zhǔn)中心線(xiàn)的現(xiàn)象可以稱(chēng)為跑偏；跑偏會(huì)引起卷材張力波動(dòng)，使卷材受力不均，影響卷材的變形量，進(jìn)而導(dǎo)致褶皺、翻邊等現(xiàn)象產(chǎn)生；另一方面，跑偏會(huì)影響收卷質(zhì)量，嚴(yán)重的話(huà)會(huì)對(duì)卷材造成損傷，降低良品率。
[0003]為了對(duì)卷材尤其是柔性膜執(zhí)行精準(zhǔn)的輸送控制，往往需要用到糾偏控制器。糾偏控制器以卷材橫向位置信息作為被控制量，將采集到的位置信息與基準(zhǔn)中心線(xiàn)進(jìn)行比較，從而控制糾偏執(zhí)行器進(jìn)行糾偏，構(gòu)成反饋控制系統(tǒng)從而完成糾偏控制。其中為了采集卷材橫向位置信息，需要使用傳感器。常用的糾偏傳感器有紅外線(xiàn)傳感器、超聲波傳感器等、CCD傳感器等。紅外線(xiàn)傳感器可以用來(lái)檢測(cè)紙張、不透明薄膜、金屬片等，但透明的薄膜不可以用紅外線(xiàn)來(lái)檢測(cè)；超聲波傳感器可以檢測(cè)透明薄膜的偏移，可用于對(duì)中/對(duì)邊糾偏過(guò)程；CCD傳感器是利用光電轉(zhuǎn)換原理，可以對(duì)卷材上的圖案線(xiàn)條進(jìn)行識(shí)別對(duì)正，精度高但成本也較高，可用于對(duì)線(xiàn)/對(duì)邊糾偏過(guò)程。
[0004]然而，現(xiàn)有的糾偏控制器還普遍存在一些問(wèn)題，具體包括:第一、控制器僅支持某種特定電機(jī)，無(wú)法同時(shí)適應(yīng)不同類(lèi)型的多種電機(jī)；第二、不能對(duì)多個(gè)柔性膜糾偏控制器實(shí)現(xiàn)協(xié)同控制，無(wú)法將對(duì)邊糾偏、對(duì)中糾偏和對(duì)線(xiàn)等糾偏方式予以有效兼容；第三、隨著產(chǎn)品要求更加嚴(yán)格，對(duì)柔性膜糾偏控制器在糾偏精度、糾偏速度和適應(yīng)性等方面也提出了更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，尤其是對(duì)于太陽(yáng)能電池柔性襯底薄膜、RFID標(biāo)簽和柔性薄膜開(kāi)關(guān)之類(lèi)對(duì)整體糾偏要求更高的柔性電子元器件應(yīng)用場(chǎng)合，而現(xiàn)有的糾偏控制器尚無(wú)法滿(mǎn)足上述工藝要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種用于柔性膜輸送的糾偏控制系統(tǒng)，其中通過(guò)對(duì)其糾偏控制模式進(jìn)行改進(jìn)，并相應(yīng)對(duì)其關(guān)鍵組件如電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、信號(hào)采集模塊和通訊模塊等的內(nèi)部構(gòu)造及其電路連接方式進(jìn)行研宄和設(shè)計(jì)，能夠確?？杉嫒荻喾N糾偏方式，同時(shí)有效地適應(yīng)步進(jìn)、直流有刷和無(wú)刷不同電機(jī)類(lèi)型的糾偏執(zhí)行器，尤其是與現(xiàn)有技術(shù)相比可顯著提高整體糾偏精度和反應(yīng)靈敏度，因而適用于各類(lèi)柔性膜的高精度輸送場(chǎng)合。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明，提供了一種用于柔性膜輸送的糾偏控制系統(tǒng)，該糾偏控制系統(tǒng)包括多個(gè)糾偏控制器、上位機(jī)、通訊模塊以及多個(gè)視覺(jué)傳感器，其特征在于:
[0007]各個(gè)所述糾偏控制器分別包括糾偏傳感器，信號(hào)采集模塊、主控模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和電機(jī)反饋模塊，其中糾偏傳感器的數(shù)量為多個(gè)，它們分別設(shè)置在柔性膜的橫向不同位置處，并用于對(duì)輸送中的柔性膜的位置信息進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)；信號(hào)采集模塊的數(shù)量同樣為多個(gè)，并且各個(gè)信號(hào)采集模塊均呈雙輸入通道的結(jié)構(gòu)，每個(gè)輸入通道分別配置連接一個(gè)所述糾偏傳感器，由此對(duì)糾偏傳感器所輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行采集，然后將其分別輸出至所述主控模塊；所述主控模塊用于將接收的模擬信號(hào)與設(shè)定值進(jìn)行比較計(jì)算，相應(yīng)得到與所述糾偏傳感器的數(shù)量相等的多個(gè)PWM波，并將其繼續(xù)輸出至所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊；所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊利用所述PWM波來(lái)控制相應(yīng)配置的多個(gè)糾偏執(zhí)行器工作，同時(shí)將這些糾偏執(zhí)行器中對(duì)應(yīng)的電流信息分別輸出到所述電機(jī)反饋模塊；所述電機(jī)反饋模塊與各個(gè)所述糾偏執(zhí)行器相連，并讀取其位置和方向信息，同時(shí)將該位置和方向信息連同所接收的電流信息一同處理后輸出至所述主控模塊，由此對(duì)主控模塊所輸出的PWM波進(jìn)行修正，并形成閉環(huán)反饋；
[0008]所述上位機(jī)通過(guò)所述通訊模塊與上述所有糾偏控制器信號(hào)相連，所述視覺(jué)傳感器配置在柔性膜邊沿處，并用于對(duì)柔性膜的邊線(xiàn)位置執(zhí)行實(shí)時(shí)檢測(cè)；以此方式，整個(gè)糾偏控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)以下的多種糾偏方案:
[0009](a)協(xié)同糾偏方案，其中上位機(jī)將多個(gè)糾偏控制器所提供的模擬信號(hào)執(zhí)行加權(quán)計(jì)算，并將最終計(jì)算結(jié)果通過(guò)所述通訊模塊統(tǒng)一輸出至各個(gè)糾偏控制器中的主控模塊，該主控模塊相應(yīng)將接收的信息與設(shè)定值進(jìn)行計(jì)算得到調(diào)節(jié)值；
[0010](b)自主糾偏方案，其中各個(gè)糾偏控制器中的主控模塊僅接收來(lái)自所述信號(hào)采集模塊的模擬信號(hào)，并將其與設(shè)定值進(jìn)行計(jì)算得到調(diào)節(jié)值；
[0011](C)外部輸入糾偏方案，其中上位機(jī)直接讀取所述視覺(jué)傳感器所檢測(cè)的柔性膜位置信號(hào)，并通過(guò)所述通訊模塊輸出到各個(gè)糾偏控制器中的主控模塊，該主控模塊相應(yīng)將接收的信號(hào)與設(shè)定值進(jìn)行計(jì)算得到調(diào)節(jié)值。
[0012]作為進(jìn)一步優(yōu)選地，對(duì)于所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊而言，其優(yōu)選包括第一至第四電橋驅(qū)動(dòng)器BDl?BD4、第一至第八功率管Ql?Q8、第一至第八二極管Dl?D8、第一至第四電阻Rl?R4，以及多電機(jī)用接插口 CON1，其中:
[0013]所述第一電橋驅(qū)動(dòng)器BDl的第一輸入端與第二輸入端分別用于接收來(lái)自所述主控模塊的第一輸出信號(hào)和第二輸出信號(hào)，它的第一輸出端和第二輸出端則分別連接所述第一功率管Ql與第二功率管Q2的柵極；所述第一功率管Ql的漏極同時(shí)與所述第一二極管Dl和電源相連，它的源極同時(shí)與所述第二功率管Q2的漏極、第一二極管Dl的陽(yáng)極、第二二極管D2的陰極以及所述多電機(jī)用接插口 CONl的第一接口相接；所述第二功率管Q2的漏極同時(shí)與所述第二二極管D2的陽(yáng)極、所述電機(jī)反饋模塊的第一信號(hào)線(xiàn)以及所述第一電阻Rl的一端相連，該第一電阻Rl的另一端接地；
[0014]所述第二電橋驅(qū)動(dòng)器BD2的第一輸入端與第二輸入端分別用于接收來(lái)自所述主控模塊的第三輸出信號(hào)與第四輸出信號(hào)，它的第一輸出端與第二輸出端則分別連接所述第三功率管Q3與第四功率管Q4的柵極；所述第三功率管Q3的漏極同時(shí)與所述第三二極管D3和電源相連，它的源極同時(shí)與所述第四功率管Q4的漏極、第三二極管D3的陽(yáng)極、第四二極管D4的陰極以及所述多電機(jī)用接插口 CONl的第二接口相接；所述第四功率管Q4的漏極同時(shí)與所述第四二極管D4的陽(yáng)極、所述電機(jī)反饋模塊的第二信號(hào)線(xiàn)以及所述第二電阻R2的一端相接，該第二電阻R2的另一端接地；
[0015]所述第三電橋驅(qū)動(dòng)器BD3的第一輸入端與第二輸入端分別用于接收來(lái)自所述主控模塊的第五輸出信號(hào)與第六輸出信號(hào)，它的第一輸出端與第二輸出端則分別連接所述第五功率管Q5與第六功率管Q6的柵極；所述第五功率管Q5的漏極同時(shí)與所述第五二極管D5和電源相連，它的源極同時(shí)與所述第六功率管Q6的漏極、第五二極管D5的陽(yáng)極、第六二極管D6的陰極以及所述多電機(jī)用接插口 CONl的第三接口相接；所述第六功率管Q6的漏極同時(shí)與所述第六二極管D6的陽(yáng)極、所述電機(jī)反饋模塊的第三信號(hào)線(xiàn)以及所述第三電阻R3的一端相接，該第三電阻R3的另一端接地；
[0016]所述第四電橋驅(qū)動(dòng)器BD4的第一輸入端與第二輸入端分別用于接收來(lái)自所述主控模塊的第七輸出信號(hào)與第八輸出信號(hào)，它的第一輸出端與第二輸出端則分別連接所述第七功率管Q7與第八功率管Q8的柵極；所述第七功率管Q7的漏極同時(shí)與所述第七二極管D7和電源相連接，它的源極同時(shí)與所述第八功率管Q8的漏極、第七二極管D7的陽(yáng)極、第八二極管D8的陰極以及所述多電機(jī)用接插口 CONl的第四接口相接；所述第八功率管Q8的漏極同時(shí)與所述第八二極管D8的陽(yáng)極、所述電機(jī)反饋模塊的第四信號(hào)線(xiàn)元以及所述第四電阻R4的一端相接，該第四電阻的另一端接地。
[0017]作為進(jìn)一步優(yōu)選地，對(duì)于所述信號(hào)采集模塊而言，其包括第一至第二電位器VRl?VR2、第一至第二濾波器BPl?BP2、第一至第二運(yùn)算放大器OPl?0P2、第五至第八電阻R5?R8，以及第一至第二電容Cl?C2，其中:
[0018]所述述第一電位器VRl的一端外接于各個(gè)所述信號(hào)采集模塊所配置的兩個(gè)糾偏傳感器之一，它的另一端則同時(shí)與所述第五電阻R5的一端以及所述第一濾波器BPl的輸入端相連，該