Kısa Genel Bakış
Üflemeli film üretim prosesinde film kalınlığının düzgünlüğü çok önemli bir göstergedir. Boyuna kalınlık tekdüzeliği, ekstrüzyon ve çekiş hızlarının stabilitesi yoluyla kontrol edilebilirken, enine kalınlık tekdüzeliği genellikle kalıbın hassas imalatına bağlıdır ve üretim süreci parametrelerine göre değişir. Enine kalınlık tekdüzeliğini geliştirmek için otomatik bir enine kalınlık kontrol sistemi tanıtılmalıdır. Yaygın kontrol yöntemleri arasında otomatik kalıp kafaları ve otomatik hava halkaları bulunur. Bu bölümde öncelikle otomatik hava halkalarının prensibi ve uygulaması anlatılmaktadır.
Temel Prensip
Otomatik hava halkası yapısında ikili-çıkış tasarımı kullanılır. Alt çıkış sabit bir hava akışını korurken üst çıkış, çevresi etrafında birkaç hava kanalına bölünmüştür. Her hava kanalı bir hava odası, valfler ve bir motordan oluşur. Motor, her kanaldaki hava akışını kontrol ederek hava kanalı açıklığını ayarlamak için valfleri çalıştırır. Kontrol işlemi sırasında kalınlık probu tarafından tespit edilen ince filmin kalınlık sinyali bilgisayara iletilir. Bilgisayar, kalınlık sinyalini mevcut olarak ayarlanmış ortalama kalınlıkla karşılaştırır, kalınlık sapmasına ve eğrinin eğilimine göre hesaplama yapar ve valfi hareket ettirecek motoru kontrol eder. Film çok ince olduğunda motor ileri doğru hareket eder ve havalandırma deliği kapanır; tersine motor geriye doğru hareket eder ve havalandırma deliği genişler. Hava halkasının çevresi üzerindeki çeşitli noktalardaki hava akışını değiştirerek, filmin yanal kalınlık sapmasını hedef aralık içinde tutacak şekilde her noktadaki soğutma hızı ayarlanır.
Kontrol Şeması:
Otomatik hava halkası, çevrimiçi gerçek-zamanlı bir kontrol sistemidir. Sistemin kontrol edilen nesneleri hava halkasına dağıtılmış birkaç motordur. Fandan gelen soğutma havası akışı, hava halkası odasında sabit basınçta tutularak her bir hava kanalına dağıtılır. Bir motor, kalıp çıkışındaki ön kalıp üzerindeki soğutma etkisini değiştirmek için hava çıkışlarını ve hava akışını ayarlayarak vanaları açıp kapatacak şekilde çalıştırır, böylece film kalınlığını kontrol eder. Ancak kontrol süreci, film kalınlığı değişimi ile motor kontrol girişi arasında net bir ilişki olmadığını ortaya koyuyor. Farklı kalınlıktaki ve farklı valf konumlarındaki filmlerin kalınlık değişimleri, kontrol girişi ile doğrusal olmayan ve düzensiz değişiklikler göstermektedir. Her bir valfin ayarlanması bitişik noktaları önemli ölçüde etkiler ve ayarlamalar gecikmeye-bağlıdır ve farklı zamanlar arasında karşılıklı ilişkiler oluşturur. Bu kadar doğrusal olmayan, güçlü bir şekilde bağlanmış, zamanla-değişen ve kontrol belirsizliği olan bir sistem için kesin bir matematiksel model oluşturmak neredeyse imkansızdır. Matematiksel bir model kurulabilse bile çözülmesi son derece karmaşık ve zordur, bu da onu kullanışsız hale getirir. Geleneksel kontrol yöntemleri nispeten deterministik kontrol modelleriyle iyi performans gösterir, ancak oldukça doğrusal olmayan, belirsiz ve karmaşık geri bildirim bilgilerine karşı etkisiz veya hatta güçsüzdür. Bu nedenle bulanık kontrol algoritmasını seçtik. Ayrıca sistem parametrelerindeki değişikliklere daha iyi uyum sağlamak için bulanık nicemleme faktörünü değiştirme yöntemini kullandık.
