平板荫罩生产线曝光间钢带速度控制

陈建宁

摘 要 本文简要介绍了平板荫罩生产线曝光间钢带速度自动化控制过程及要求。

关键词 平板荫罩；曝光；速度控制

中图分类号：TG335 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）19-0076-02

平板荫罩生产线是一条自动化程度很高连续式的生产线，成卷的钢带从放卷开始经过清洗、涂胶、曝光、腐蚀等工序直至生产出合格产品。除几个运行操作工外，基本处于全自动无人操作状态。全长300多米的生产线共使用了11套钢带调速控制系统。其中曝光间钢带调速控制系统是整条生产线的关键，它不但要解决好前、后钢带调速控制系统的速度协调问题，同时要保证工艺生产的要求。

1 曝光间生产工序调速的要求

1）根据工艺生产的要求，其他工序钢带调速控制系统的速度为0-10米/分定值调速；而曝光间的钢带调速是间隙进行的，即钢带行走分为高速（60米/分）、中速（6米/分）、慢速（0.6米/分）和倒速（0.6米/分）。

2）根据荫罩生产品种的不同，一次曝光送进钢带的长度是可以通过人为设定的，并且涂胶后钢带重复曝光的重曝带必须控制在5-10 mm范围内，所以每次送进钢带长度控制精度在±1 mm之内，且不能有误差累积。

3）钢带驱动条件，根据平板荫罩连续生产线的特点；钢带间隙运行必须满足工艺生产要求的必备条件才能允许钢带驱动。其必备条件如框架全部打开、有真空、有压缩空气、前储存台钢带满、后储存台钢带空、真空和曝光结束等。当钢带驱动时钢带必须保持一定的张力；而当驱动停时钢带必须保持绝对的静止；以利于曝光灯正确的曝光造像。

4）除此以外，该调速系统还应具有手动驱动和自动驱动的切换功能，而当钢带一旦驱动超长，自动和手动都应能进行倒退运行。

2 曝光工序钢带调速系统的组成及各部件功能

图1 曝光牵引调速系统原理框图

旋转编码器：钢带送进长度由旋转编码器检测，当钢带驱动时旋转编码器利用其中两个相位差90度信号进行转向的判别。脉冲当量确定为0.1 mm/脉冲。

计数控制器：旋转编码器输出的代表钢带送进长度的脉冲信号由脉冲计数控制器计数，脉冲计数控制器根据预置的钢带长度（脉冲数）及区间顺序发送进高速、中速、慢速及钢带送进超长控制信号，每个周期结束后自动复位。

手动、自动切换：由一个转换开关分别将手动、自动信号送到程序控制器。

曝光灯控制：曝光灯控制分为时间控制方式和积分量控制方式两种，当使用时间控制方式时，由时间继电器控制曝光灯的开灯时间，再将其信号送到程序控制器；当使用积分控制方式时，曝光灯的开灯时间由安装在灯门侧的光电池将其接收到的曝光灯的光信号转变为电信号送到积分板。再将其信号送到程序控制器。

框架开闭控制及状态检测：框架开闭控制信号由程序控制器发出再由电磁阀控制工作气缸完成，框架开闭状态检测由安装在工作气缸上的接近开关完成，并将其信号送到程序控制器。

前后储存台钢带储量检测：由安装在储存台上的电位器完成并将其信号送到程序控制器。

真空、压缩空气条件：由电接点压力表将信号送到程序控制器。

程序控制器：根据曝光工艺要求，程序控制器它综合计数控制器、手动、自动切换开关、曝光灯信号、框架开闭信号、前后储存台钢带储量信号及真空、压缩空气条件等各种信息进行逻辑处理，输出相应的数字量和模拟量控制信号，控制钢带的驱动和运行。

调速控制器和驱动电机：由调速控制器和电机组成的伺服系统是个三相交流无刷换向的伺服系统，它接受程序控制器输出的0-10V控制信号，一方面与驱动电机上的位置传感器代表转子位置的信号进行比较；控制功率推动级进行电流无刷换向，一方面又与测速回路输出的代表驱动电机实际转速的反馈信号进行比较进行三相变流；控制驱动电机进行0-2800转/分的转速调整，从而达到调速的目的。

3 关键技术难点及解决方法

荫罩生产用钢带通常为650 mm宽，厚度为0.15-0.25 mm的带材，曝光工艺要求钢带传送速度为50-60米/分，每次钢带送进的控制精度≤1 mm，并且不能有误差累积，就成为系统设计调试的一个技术难点。

根据工艺生产要求，以一次送进15 m钢带为例，在钢带驱动条件都满足的情况下，设置钢带的传送速度分为三档，即高速传送速度为60米/分、传送长度14.2米；中速传送速度为6米/分、传送长度0.78米；低速传送速度为0.6米/分、传送长度0.02米。当传送因某种干扰出现超长时，在超长长度<0.02米时，则系统自动倒退，倒退速度为0.6米/分，以保证钢带传送定位精度≤±1mm（在钢带传送超长>0.02 m时系统发出报警，进行人工手动处理），同时设置张紧力，设置过渡过程T=4s配以适当机械设备调整，以保证传送过程中钢带平稳的传送。

在计数控制器相应的存储地址分别存储代表钢带传送总长度的脉冲数150000、中速传送节点数8000、低速传送节点数200、定位正节点数10、理论定位节点数0、定位负节点数-10、倒退节点数-200。则钢带正向传送时在（0，-10）区间停止或钢带反向传送时在（0，10）区间停止，就能够确保钢带传送长度控制精度在±1 mm之内。

图2 钢带传送和相关工艺要求关系图

注：①曲线段正常传送曲线；②曲线段为传送超长时的传送曲线。

实现钢带自动传送和手动传送的程序流程图分别见图3

和图4。

参考文献

[1]《Stromag CEC 035.2》操作手册.

[2]《Sremens S5-100U 可编程序控制器操作手册》西门子

公司.

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