平板蔭罩生產線曝光間鋼帶速度控制

陳建寧

摘 要 本文簡要介紹了平板蔭罩生產線曝光間鋼帶速度自動化控制過程及要求。

關鍵詞 平板蔭罩；曝光；速度控制

中圖分類號：TG335 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）19-0076-02

平板蔭罩生產線是一條自動化程度很高連續式的生產線，成卷的鋼帶從放卷開始經過清洗、涂膠、曝光、腐蝕等工序直至生產出合格產品。除幾個運行操作工外，基本處于全自動無人操作狀態。全長300多米的生產線共使用了11套鋼帶調速控制系統。其中曝光間鋼帶調速控制系統是整條生產線的關鍵，它不但要解決好前、后鋼帶調速控制系統的速度協調問題，同時要保證工藝生產的要求。

1 曝光間生產工序調速的要求

1）根據工藝生產的要求，其他工序鋼帶調速控制系統的速度為0-10米/分定值調速；而曝光間的鋼帶調速是間隙進行的，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）根據蔭罩生產品種的不同，一次曝光送進鋼帶的長度是可以通過人為設定的，并且涂膠后鋼帶重復曝光的重曝帶必須控制在5-10 mm范圍內，所以每次送進鋼帶長度控制精度在±1 mm之內，且不能有誤差累積。

3）鋼帶驅動條件，根據平板蔭罩連續生產線的特點；鋼帶間隙運行必須滿足工藝生產要求的必備條件才能允許鋼帶驅動。其必備條件如框架全部打開、有真空、有壓縮空氣、前儲存臺鋼帶滿、后儲存臺鋼帶空、真空和曝光結束等。當鋼帶驅動時鋼帶必須保持一定的張力；而當驅動停時鋼帶必須保持絕對的靜止；以利于曝光燈正確的曝光造像。

4）除此以外，該調速系統還應具有手動驅動和自動驅動的切換功能，而當鋼帶一旦驅動超長，自動和手動都應能進行倒退運行。

2 曝光工序鋼帶調速系統的組成及各部件功能

圖1 曝光牽引調速系統原理框圖

旋轉編碼器：鋼帶送進長度由旋轉編碼器檢測，當鋼帶驅動時旋轉編碼器利用其中兩個相位差90度信號進行轉向的判別。脈沖當量確定為0.1 mm/脈沖。

計數控制器：旋轉編碼器輸出的代表鋼帶送進長度的脈沖信號由脈沖計數控制器計數，脈沖計數控制器根據預置的鋼帶長度（脈沖數）及區間順序發送進高速、中速、慢速及鋼帶送進超長控制信號，每個周期結束后自動復位。

手動、自動切換：由一個轉換開關分別將手動、自動信號送到程序控制器。

曝光燈控制：曝光燈控制分為時間控制方式和積分量控制方式兩種，當使用時間控制方式時，由時間繼電器控制曝光燈的開燈時間，再將其信號送到程序控制器；當使用積分控制方式時，曝光燈的開燈時間由安裝在燈門側的光電池將其接收到的曝光燈的光信號轉變為電信號送到積分板。再將其信號送到程序控制器。

框架開閉控制及狀態檢測：框架開閉控制信號由程序控制器發出再由電磁閥控制工作氣缸完成，框架開閉狀態檢測由安裝在工作氣缸上的接近開關完成，并將其信號送到程序控制器。

前后儲存臺鋼帶儲量檢測：由安裝在儲存臺上的電位器完成并將其信號送到程序控制器。

真空、壓縮空氣條件：由電接點壓力表將信號送到程序控制器。

程序控制器：根據曝光工藝要求，程序控制器它綜合計數控制器、手動、自動切換開關、曝光燈信號、框架開閉信號、前后儲存臺鋼帶儲量信號及真空、壓縮空氣條件等各種信息進行邏輯處理，輸出相應的數字量和模擬量控制信號，控制鋼帶的驅動和運行。

調速控制器和驅動電機：由調速控制器和電機組成的伺服系統是個三相交流無刷換向的伺服系統，它接受程序控制器輸出的0-10V控制信號，一方面與驅動電機上的位置傳感器代表轉子位置的信號進行比較；控制功率推動級進行電流無刷換向，一方面又與測速回路輸出的代表驅動電機實際轉速的反饋信號進行比較進行三相變流；控制驅動電機進行0-2800轉/分的轉速調整，從而達到調速的目的。

3 關鍵技術難點及解決方法

蔭罩生產用鋼帶通常為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，每次鋼帶送進的控制精度≤1 mm，并且不能有誤差累積，就成為系統設計調試的一個技術難點。

根據工藝生產要求，以一次送進15 m鋼帶為例，在鋼帶驅動條件都滿足的情況下，設置鋼帶的傳送速度分為三檔，即高速傳送速度為60米/分、傳送長度14.2米；中速傳送速度為6米/分、傳送長度0.78米；低速傳送速度為0.6米/分、傳送長度0.02米。當傳送因某種干擾出現超長時，在超長長度<0.02米時，則系統自動倒退，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>0.02 m時系統發出報警，進行人工手動處理），同時設置張緊力，設置過渡過程T=4s配以適當機械設備調整，以保證傳送過程中鋼帶平穩的傳送。

在計數控制器相應的存儲地址分別存儲代表鋼帶傳送總長度的脈沖數150000、中速傳送節點數8000、低速傳送節點數200、定位正節點數10、理論定位節點數0、定位負節點數-10、倒退節點數-200。則鋼帶正向傳送時在（0，-10）區間停止或鋼帶反向傳送時在（0，10）區間停止，就能夠確保鋼帶傳送長度控制精度在±1 mm之內。

圖2 鋼帶傳送和相關工藝要求關系圖

注：①曲線段正常傳送曲線；②曲線段為傳送超長時的傳送曲線。

實現鋼帶自動傳送和手動傳送的程序流程圖分別見圖3

和圖4。

參考文獻

[1]《Stromag CEC 035.2》操作手冊.

[2]《Sremens S5-100U 可編程序控制器操作手冊》西門子

公司.

[3]《Kuebler 601 E3/10 24 Trans》操作手冊.endprint