平板蔭罩生產(chǎn)線(xiàn)曝光間鋼帶速度控制

陳建寧

摘 要 本文簡(jiǎn)要介紹了平板蔭罩生產(chǎn)線(xiàn)曝光間鋼帶速度自動(dòng)化控制過(guò)程及要求。

關(guān)鍵詞 平板蔭罩；曝光；速度控制

中圖分類(lèi)號(hào)：TG335 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）19-0076-02

平板蔭罩生產(chǎn)線(xiàn)是一條自動(dòng)化程度很高連續(xù)式的生產(chǎn)線(xiàn)，成卷的鋼帶從放卷開(kāi)始經(jīng)過(guò)清洗、涂膠、曝光、腐蝕等工序直至生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。除幾個(gè)運(yùn)行操作工外，基本處于全自動(dòng)無(wú)人操作狀態(tài)。全長(zhǎng)300多米的生產(chǎn)線(xiàn)共使用了11套鋼帶調(diào)速控制系統(tǒng)。其中曝光間鋼帶調(diào)速控制系統(tǒng)是整條生產(chǎn)線(xiàn)的關(guān)鍵，它不但要解決好前、后鋼帶調(diào)速控制系統(tǒng)的速度協(xié)調(diào)問(wèn)題，同時(shí)要保證工藝生產(chǎn)的要求。

1 曝光間生產(chǎn)工序調(diào)速的要求

1）根據(jù)工藝生產(chǎn)的要求，其他工序鋼帶調(diào)速控制系統(tǒng)的速度為0-10米/分定值調(diào)速；而曝光間的鋼帶調(diào)速是間隙進(jìn)行的，即鋼帶行走分為高速（60米/分）、中速（6米/分）、慢速（0.6米/分）和倒速（0.6米/分）。

2）根據(jù)蔭罩生產(chǎn)品種的不同，一次曝光送進(jìn)鋼帶的長(zhǎng)度是可以通過(guò)人為設(shè)定的，并且涂膠后鋼帶重復(fù)曝光的重曝帶必須控制在5-10 mm范圍內(nèi)，所以每次送進(jìn)鋼帶長(zhǎng)度控制精度在±1 mm之內(nèi)，且不能有誤差累積。

3）鋼帶驅(qū)動(dòng)條件，根據(jù)平板蔭罩連續(xù)生產(chǎn)線(xiàn)的特點(diǎn)；鋼帶間隙運(yùn)行必須滿(mǎn)足工藝生產(chǎn)要求的必備條件才能允許鋼帶驅(qū)動(dòng)。其必備條件如框架全部打開(kāi)、有真空、有壓縮空氣、前儲(chǔ)存臺(tái)鋼帶滿(mǎn)、后儲(chǔ)存臺(tái)鋼帶空、真空和曝光結(jié)束等。當(dāng)鋼帶驅(qū)動(dòng)時(shí)鋼帶必須保持一定的張力；而當(dāng)驅(qū)動(dòng)停時(shí)鋼帶必須保持絕對(duì)的靜止；以利于曝光燈正確的曝光造像。

4）除此以外，該調(diào)速系統(tǒng)還應(yīng)具有手動(dòng)驅(qū)動(dòng)和自動(dòng)驅(qū)動(dòng)的切換功能，而當(dāng)鋼帶一旦驅(qū)動(dòng)超長(zhǎng)，自動(dòng)和手動(dòng)都應(yīng)能進(jìn)行倒退運(yùn)行。

2 曝光工序鋼帶調(diào)速系統(tǒng)的組成及各部件功能

圖1 曝光牽引調(diào)速系統(tǒng)原理框圖

旋轉(zhuǎn)編碼器：鋼帶送進(jìn)長(zhǎng)度由旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)，當(dāng)鋼帶驅(qū)動(dòng)時(shí)旋轉(zhuǎn)編碼器利用其中兩個(gè)相位差90度信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)向的判別。脈沖當(dāng)量確定為0.1 mm/脈沖。

計(jì)數(shù)控制器：旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的代表鋼帶送進(jìn)長(zhǎng)度的脈沖信號(hào)由脈沖計(jì)數(shù)控制器計(jì)數(shù)，脈沖計(jì)數(shù)控制器根據(jù)預(yù)置的鋼帶長(zhǎng)度（脈沖數(shù)）及區(qū)間順序發(fā)送進(jìn)高速、中速、慢速及鋼帶送進(jìn)超長(zhǎng)控制信號(hào)，每個(gè)周期結(jié)束后自動(dòng)復(fù)位。

手動(dòng)、自動(dòng)切換：由一個(gè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)分別將手動(dòng)、自動(dòng)信號(hào)送到程序控制器。

曝光燈控制：曝光燈控制分為時(shí)間控制方式和積分量控制方式兩種，當(dāng)使用時(shí)間控制方式時(shí)，由時(shí)間繼電器控制曝光燈的開(kāi)燈時(shí)間，再將其信號(hào)送到程序控制器；當(dāng)使用積分控制方式時(shí)，曝光燈的開(kāi)燈時(shí)間由安裝在燈門(mén)側(cè)的光電池將其接收到的曝光燈的光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)送到積分板。再將其信號(hào)送到程序控制器。

框架開(kāi)閉控制及狀態(tài)檢測(cè)：框架開(kāi)閉控制信號(hào)由程序控制器發(fā)出再由電磁閥控制工作氣缸完成，框架開(kāi)閉狀態(tài)檢測(cè)由安裝在工作氣缸上的接近開(kāi)關(guān)完成，并將其信號(hào)送到程序控制器。

前后儲(chǔ)存臺(tái)鋼帶儲(chǔ)量檢測(cè)：由安裝在儲(chǔ)存臺(tái)上的電位器完成并將其信號(hào)送到程序控制器。

真空、壓縮空氣條件：由電接點(diǎn)壓力表將信號(hào)送到程序控制器。

程序控制器：根據(jù)曝光工藝要求，程序控制器它綜合計(jì)數(shù)控制器、手動(dòng)、自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)、曝光燈信號(hào)、框架開(kāi)閉信號(hào)、前后儲(chǔ)存臺(tái)鋼帶儲(chǔ)量信號(hào)及真空、壓縮空氣條件等各種信息進(jìn)行邏輯處理，輸出相應(yīng)的數(shù)字量和模擬量控制信號(hào)，控制鋼帶的驅(qū)動(dòng)和運(yùn)行。

調(diào)速控制器和驅(qū)動(dòng)電機(jī)：由調(diào)速控制器和電機(jī)組成的伺服系統(tǒng)是個(gè)三相交流無(wú)刷換向的伺服系統(tǒng)，它接受程序控制器輸出的0-10V控制信號(hào)，一方面與驅(qū)動(dòng)電機(jī)上的位置傳感器代表轉(zhuǎn)子位置的信號(hào)進(jìn)行比較；控制功率推動(dòng)級(jí)進(jìn)行電流無(wú)刷換向，一方面又與測(cè)速回路輸出的代表驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速的反饋信號(hào)進(jìn)行比較進(jìn)行三相變流；控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行0-2800轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速調(diào)整，從而達(dá)到調(diào)速的目的。

3 關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)及解決方法

蔭罩生產(chǎn)用鋼帶通常為650 mm寬，厚度為0.15-0.25 mm的帶材，曝光工藝要求鋼帶傳送速度為50-60米/分，每次鋼帶送進(jìn)的控制精度≤1 mm，并且不能有誤差累積，就成為系統(tǒng)設(shè)計(jì)調(diào)試的一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。

根據(jù)工藝生產(chǎn)要求，以一次送進(jìn)15 m鋼帶為例，在鋼帶驅(qū)動(dòng)條件都滿(mǎn)足的情況下，設(shè)置鋼帶的傳送速度分為三檔，即高速傳送速度為60米/分、傳送長(zhǎng)度14.2米；中速傳送速度為6米/分、傳送長(zhǎng)度0.78米；低速傳送速度為0.6米/分、傳送長(zhǎng)度0.02米。當(dāng)傳送因某種干擾出現(xiàn)超長(zhǎng)時(shí)，在超長(zhǎng)長(zhǎng)度<0.02米時(shí)，則系統(tǒng)自動(dòng)倒退，倒退速度為0.6米/分，以保證鋼帶傳送定位精度≤±1mm（在鋼帶傳送超長(zhǎng)>0.02 m時(shí)系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警，進(jìn)行人工手動(dòng)處理），同時(shí)設(shè)置張緊力，設(shè)置過(guò)渡過(guò)程T=4s配以適當(dāng)機(jī)械設(shè)備調(diào)整，以保證傳送過(guò)程中鋼帶平穩(wěn)的傳送。

在計(jì)數(shù)控制器相應(yīng)的存儲(chǔ)地址分別存儲(chǔ)代表鋼帶傳送總長(zhǎng)度的脈沖數(shù)150000、中速傳送節(jié)點(diǎn)數(shù)8000、低速傳送節(jié)點(diǎn)數(shù)200、定位正節(jié)點(diǎn)數(shù)10、理論定位節(jié)點(diǎn)數(shù)0、定位負(fù)節(jié)點(diǎn)數(shù)-10、倒退節(jié)點(diǎn)數(shù)-200。則鋼帶正向傳送時(shí)在（0，-10）區(qū)間停止或鋼帶反向傳送時(shí)在（0，10）區(qū)間停止，就能夠確保鋼帶傳送長(zhǎng)度控制精度在±1 mm之內(nèi)。

圖2 鋼帶傳送和相關(guān)工藝要求關(guān)系圖

注：①曲線(xiàn)段正常傳送曲線(xiàn)；②曲線(xiàn)段為傳送超長(zhǎng)時(shí)的傳送曲線(xiàn)。

實(shí)現(xiàn)鋼帶自動(dòng)傳送和手動(dòng)傳送的程序流程圖分別見(jiàn)圖3

和圖4。

參考文獻(xiàn)

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