CN106335270B - 一种在线式自适应加工及涂覆系统及其实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在线式自适应加工及涂覆系统及其实现方法，加工装置6伴随加工过程并在所需涂胶材料上形成标记Ⅱ，检测装置9对从覆合装置7出来的覆合在一块的所需涂胶材料与所需加工材料进行视觉检测并形成标记Ⅰ与标记Ⅱ的偏差数值，检测装置9连接外部的控制系统10，加工装置6、主动缓冲部件11和从动缓冲部件12各自的控制单元分别连接控制系统10。采用该系统及实现方法满足了涂胶图形与打孔图形的相互对正，使两种材料上的图形覆合精度始终控制在一个合理的范围内，满足了流水作业需求，尤其针对于两种不同弹性的卷对卷材料之间的相互覆合，且对两种卷材上的图形匹配要求精度高的加工任务。

Description

一种在线式自适应加工及涂覆系统及其实现方法
技术领域
本发明涉及涂布技术制造领域，具体为一种在线式自适应加工及涂覆系统及其实现方法。
背景技术
中国实用新型专利2014201398098，名称为一种叠层覆合材料薄膜在线打孔涂布设备，根据工艺需求，要先在需涂胶材料上进行涂胶，然后在需加工材料上进行打孔，然后将涂胶材料与加工材料通过压合装置相互压合形成压合材料，该设备打孔过程自动化程度高，替代了手动打孔，效率高且成本低，实现了流水线生产，然后再根据后续工艺需求再在压合材料上加工其他图形，例如电路图形、触点等。
根据工艺需要，所需涂胶材料上的胶的涂抹路线也是有规定的，通常先在涂胶模具上设计出所需要的涂胶形状，然后通过模具将胶印在所需涂胶材料上，这样就在所需涂胶材料上形成与涂胶模具相互对应的涂胶形状，涂胶形状在连续的所需涂胶材料上相同且成段分布；后续加工图形也不是盲目加工的，该后续图形的加工要以所需涂胶材料上的涂胶图形为基准进行加工，但是两材料压合之后所需加工材料就会将所需涂胶材料上的涂胶图形遮挡了起来，因此为了给后续图形的加工提供与所需涂胶图形相一致的基准，就要求所需加工材料的打孔位置与所需涂胶材料上的涂胶图形相互对应，这样再进行后续图形加工时，只要以加工材料的位置为基准即可准确的完成后续图形的加工，即要求涂胶图形与打孔图形相互对正。
虽然在实验室的少量试制阶段，可以采用人工对准加预贴合的方式实现涂胶图形与打孔图形的相互对正，但当进行卷对卷方式大批量覆合两材料时，该种人工对位方式费时费力，同时也大大提高了该中压合材料的制造成本；尤其是对于刚性材料与柔性材料卷对卷覆合时，随着累计误差的增加两种材料上的图形匹配度越差。
发明内容
本发明对以上不足之处，提供一种在线式自适应加工及涂覆系统及其实现方法，采用该系统及实现方法满足了涂胶图形与打孔图形的相互对正，使两种材料上的图形覆合精度始终控制在一个合理的范围内，尤其是对于大批量的不同弹性或硬度卷对卷材料之间的相互压合，让有对正要求的压合材料从实验室走出，满足了流水作业需求，省时省力且大大降低了该种压合材料的制造成本。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该系统包括所需涂胶材料的放卷装置Ⅰ、清洁装置、涂胶装置、烘干装置，涂胶装置在所需涂胶材料上形成相同的涂胶图形，在涂胶装置与烘干装置之间设置所需涂胶材料的打标机，打标机在涂胶之后的所需涂胶材料上打出标记Ⅰ，
还包括所需加工材料的放卷装置Ⅱ、加工装置、两材料的覆合装置、检测装置, 加工装置在所需加工材料形成与涂胶图形相互对应的加工图形，在加工装置前后方分别设置主动缓冲部件和从动缓冲部件，加工装置伴随加工图形过程并在所需加工材料上形成标记Ⅱ，检测装置对从覆合装置出来的覆合在一块的所需涂胶材料与所需加工材料进行视觉检测并形成标记Ⅰ与标记Ⅱ的偏差数值，检测装置连接外部的控制系统，加工装置、主动缓冲部件和从动缓冲部件各自的控制单元分别连接控制系统，在系统末端设置收卷装置。
本发明设计了，所述加工装置设置为激光加工装置，所述标记Ⅰ设置为每幅涂胶图形都有标记Ⅰ，且标记Ⅰ位置与涂胶图形位置保持固定，伴随激光加工装置的加工过程并在所需加工材料上加工出标记Ⅱ，且标记Ⅱ与标记Ⅰ一一对应。
本发明设计了，涂胶装置采用丝网印刷、凹版印刷或凸版印刷方式。
一种在线式自适应加工及涂覆系统的实现方法，步骤如下：
步骤一：所需涂胶材料与所需加工材料分别放入各自的放卷装置中并进行放卷工序；
步骤二：清洁装置先将所需涂胶材料上的杂物进行清扫，之后涂胶装置在往前输送的所需涂胶材料上形成相同的涂胶图形，之后打标机对应每一幅涂胶图形并在所需涂胶材料上打出标记Ⅰ，即每一标记Ⅰ对应每一幅涂胶图形，之后所需涂胶材料进入烘干装置进行烘干工序，以加热的方式使涂胶工序的稀释剂挥发出来，使胶固化在所需涂胶材料的表面；同时所需加工材料通过主动缓冲装置进入激光加工装置，激光加工装置在往前输送的所需加工材料上形成与涂胶图形对应的加工图形，在形成与涂胶图形对应的加工图形的同时激光加工装置对应每一与涂胶图形对应的加工图形并在所需加工材料上加工出标记Ⅱ，即每一与涂胶图形对应的加工图形对应一标记Ⅱ，且标记Ⅱ位置与标记Ⅰ的位置一一对应，之后所需加工材料进入从动缓冲装置进行缓冲；
步骤三：所需涂胶材料与所需加工材料汇合之后并进入覆合装置进行覆合工序，所述覆合装置由上下两辊组成，上辊加热并保持恒定温度，两辊之间保持一定压力，两辊转动使两材料从中间通过，在高温高压作用下，将所需涂胶材料的带胶面与所需加工材料压合在一起，之后检测装置对压合之后的两材料进行拍照与检测，检测同侧的标记Ⅰ与对应同侧的标记Ⅱ之间的偏差数值，偏差数值分为横向偏差数值X与纵向偏差数值Y：如果两偏差数值均为零，则覆合在一块的两材料满足相互对正要求；如果两偏差数值不同时为零，检测装置将偏差数值传给控制系统进行计算，控制系统将计算所得信息转换成修正信号传给激光加工装置、主动缓冲装置或从动缓冲装置各自对应的控制单元，之后激光加工装置的控制单元根据修正信号分别调整所需加工图形的角度、横向尺寸或加工比例以修正检测装置再次进行检测时的横向偏差数值X为零，主动缓冲装置或从动缓冲装置通过调整对所需加工材料的进料速度或步进长度值以修正检测装置再次进行检测时的纵向偏差数值Y为零；检测、计算、修正持续进行，后段两材料上图形的匹配精度始终是以前段压合两材料上图形的匹配精度结果为基础进行修正；
步骤四：收卷装置对覆合材料进行收卷工序。
本发明设计了，所述标记Ⅰ设置为两个并分别设置在所需涂胶材料的横向方向的两端，伴随激光加工装置的加工过程并在所需加工材料的横向方向的两端形成两个标记Ⅱ，标记Ⅰ对应涂胶图形且标记Ⅱ对应加工图形，同侧的标记Ⅰ对应同侧的标记Ⅱ。
附图说明
图1所示为本发明的结构示意图一。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述：
如图1所示为本发明的一个具体实施例，该系统包括所需涂胶材料的放卷装置Ⅰ1、清洁装置8、涂胶装置2、烘干装置3，涂胶装置2在所需涂胶材料上形成相同的涂胶图形，在涂胶装置2与烘干装置3之间设置所需涂胶材料的打标机4，打标机4在涂胶之后的所需涂胶材料上打出标记Ⅰ，
还包括所需加工材料的放卷装置Ⅱ5、加工装置6、两材料的覆合装置7、检测装置9, 加工装置6在所需加工材料形成与涂胶图形相互对应的加工图形，在加工装置6前后方分别设置主动缓冲部件11和从动缓冲部件12，加工装置6伴随加工图形过程并在所需加工材料上形成标记Ⅱ，检测装置9对从覆合装置7出来的覆合在一块的所需涂胶材料与所需加工材料进行视觉检测并形成标记Ⅰ与标记Ⅱ的偏差数值，检测装置9连接外部的控制系统10，加工装置6、主动缓冲部件11和从动缓冲部件12各自的控制单元分别连接控制系统10，在系统末端设置收卷装置13。
在本实例中，所述加工装置6设置为激光加工装置，所述标记Ⅰ设置为每幅涂胶图形都有标记Ⅰ，且标记Ⅰ位置与涂胶图形位置保持固定，伴随激光加工装置的加工过程并在所需加工材料上加工出标记Ⅱ，且标记Ⅱ与标记Ⅰ一一对应。
在本实例中，涂胶装置2采用丝网印刷、凹版印刷或凸版印刷方式中的一种。
上述自适应涂覆系统的实现方法，步骤如下：
步骤一：所需涂胶材料与所需加工材料分别放入各自的放卷装置中并进行放卷工序；
步骤二：清洁装置8先将所需涂胶材料上的杂物进行清扫，之后涂胶装置2在往前输送的所需涂胶材料上形成相同的涂胶图形，之后打标机4对应每一幅涂胶图形并在所需涂胶材料上打出标记Ⅰ，即每一标记Ⅰ对应每一幅涂胶图形，之后所需涂胶材料进入烘干装置3进行烘干工序，以加热的方式使涂胶工序的稀释剂挥发出来，使胶固化在所需涂胶材料的表面；同时所需加工材料通过主动缓冲装置11进入激光加工装置，激光加工装置在往前输送的所需加工材料上形成与涂胶图形对应的加工图形，在形成与涂胶图形对应的加工图形的同时激光加工装置对应每一与涂胶图形对应的加工图形并在所需加工材料上加工出标记Ⅱ，即每一与涂胶图形对应的加工图形对应一标记Ⅱ，且标记Ⅱ位置与标记Ⅰ的位置一一对应，之后所需加工材料进入从动缓冲装置12进行缓冲；
步骤三：所需涂胶材料与所需加工材料汇合之后并进入覆合装置7进行覆合工序，所述覆合装置7由上下两辊组成，上辊加热并保持恒定温度，两辊之间保持一定压力，两辊转动使两材料从中间通过，在高温高压作用下，将所需涂胶材料的带胶面与所需加工材料压合在一起，之后检测装置9对压合之后的两材料进行拍照与检测，检测同侧的标记Ⅰ与对应同侧的标记Ⅱ之间的偏差数值，偏差数值分为横向偏差数值X与纵向偏差数值Y：如果两偏差数值均为零，则覆合在一块的两材料满足相互对正要求；如果两偏差数值不同时为零，检测装置9将偏差数值传给控制系统10进行计算，控制系统10将计算所得信息转换成修正信号传给激光加工装置、主动缓冲装置11或从动缓冲装置12各自对应的控制单元，之后激光加工装置的控制单元根据修正信号分别调整所需加工图形的角度、横向尺寸或加工比例以修正检测装置9再次进行检测时的横向偏差数值X为零，主动缓冲装置11或从动缓冲装置12通过调整对所需加工材料的进料速度或步进长度值以修正检测装置9再次进行检测时的纵向偏差数值Y为零；检测、计算、修正持续进行，后段两材料上图形的匹配精度始终是以前段压合两材料上图形的匹配精度结果为基础进行修正；
步骤四：收卷装置13对覆合材料进行收卷工序。
在步骤三中：所述标记Ⅰ设置为两个并分别设置在所需涂胶材料的横向方向的两端，伴随激光加工装置的加工过程并在所需加工材料的横向方向的两端形成两个标记Ⅱ，标记Ⅰ对应涂胶图形且标记Ⅱ对应加工图形，同侧的标记Ⅰ对应同侧的标记Ⅱ，这样通过检测装置9直接检测同侧的两个标记之间的偏差数值即可。
本发明的有益效果在于：
1、由于设计了两个标记、检测装置9、控制系统10 ，标记的设置容易实现，检测装置9以两标记为参照，能快速的检测出两标记之间的偏差数值，通过控制系统10的计算与反馈，能准确且及时的将数据传给各个控制单元进行修正，通过持续不断地进行检测、计算、修正，使后段的位置度偏差值始终比前一段精确，大大减小了涂胶图形与打孔图形之间的累计误差，整个系统运行稳定且两种材料上的图形覆合精度高；目前该检测装置9多种多样，主要以采用工业相机进行拍照检测为主。
2、该系统与实现方法尤其适合于刚性材料与柔性材料之间的卷对卷的大批量生产，提高产品质量的同时，成倍地加快了制造进度，解决了长期以来困扰涂布、覆合两技术无法走出实验室实现量产的问题；
3、通过检测装置9、控制系统10，控制系统10将检测分析结果发送给各个控制单元进行数据的修正，满足了涂胶图形与打孔图形的相互对正要求；如果不采用该系统，涂胶图形与打孔图形会越来越发生偏离，误差累计越来越大，最终生产不出合格的产品。
4、本专利中位置度检测、信息处理计算、修正调整，都是机器在线完成，节约了人工成本，降低了人为犯错的可能性和风险。
5、本专利的涂胶装置2，可以灵活采用丝网印刷、凹版印刷、凸版等印刷方式；加工装置6可以选择激光打孔、激光刻蚀、机械加工等多种加工方式，系统容纳性高、适应性强，可以应用于光伏太阳能电池、电器电子等多个领域。
6、主动缓冲段11与从动缓冲段12带有上下托辊，让材料现在托辊上暂存，以满足材料的步进调节与进料速度调节。

Claims (4)

1.一种在线式自适应加工及涂覆系统，其特征在于：该系统包括所需涂胶材料的放卷装置Ⅰ(1)、清洁装置(8)、涂胶装置(2)、烘干装置(3)，涂胶装置(2)在所需涂胶材料上形成相同的涂胶图形，在涂胶装置(2)与烘干装置(3)之间设置所需涂胶材料的打标机(4)，打标机(4)在涂胶之后的所需涂胶材料上打出标记Ⅰ，
还包括所需加工材料的放卷装置Ⅱ(5)、加工装置(6)、两材料的覆合装置(7)、检测装置(9), 加工装置(6)在所需加工材料形成与涂胶图形相互对应的加工图形，在加工装置(6)前后方分别设置主动缓冲部件(11)和从动缓冲部件(12)，加工装置(6)伴随加工图形过程并在所需加工材料上形成标记Ⅱ，检测装置(9)对从覆合装置(7)出来的覆合在一块的所需涂胶材料与所需加工材料进行视觉检测并形成标记Ⅰ与标记Ⅱ的偏差数值，检测装置(9)连接外部的控制系统(10)，加工装置(6)、主动缓冲部件(11)和从动缓冲部件(12)各自的控制单元分别连接控制系统(10)，在系统末端设置收卷装置(13)；
所述加工装置(6)设置为激光加工装置，所述标记Ⅰ设置为每幅涂胶图形都有标记Ⅰ，且标记Ⅰ位置与涂胶图形位置保持固定，伴随激光加工装置的加工过程并在所需加工材料上加工出标记Ⅱ，且标记Ⅱ与标记Ⅰ一一对应；
检测装置(9)检测同侧的标记Ⅰ与对应同侧的标记Ⅱ之间的偏差数值，所述偏差数值分为横向偏差数值X与纵向偏差数值Y，检测装置(9)将所述偏差数值传给控制系统(10)进行计算，控制系统(10)将计算所得信息转换成修正信号传给激光加工装置、主动缓冲装置(11)或从动缓冲装置(12)各自对应的控制单元，激光加工装置的控制单元根据修正信号分别调整所需加工图形的角度、横向尺寸或加工比例以修正检测装置(9)再次进行检测时的横向偏差数值X为零，主动缓冲装置(11)或从动缓冲装置(12)通过调整对所需加工材料的进料速度或步进长度值以修正检测装置(9)再次进行检测时的纵向偏差数值Y为零。
2.根据权利要求1所述的一种自适应涂覆系统，涂胶装置(2)采用丝网印刷、凹版印刷或凸版印刷方式。
3.一种权利要求1或2所述的一种在线式自适应加工及涂覆系统的实现方法，步骤如下：
步骤一：所需涂胶材料与所需加工材料分别放入各自的放卷装置中并进行放卷工序；
步骤二：清洁装置(8)先将所需涂胶材料上的杂物进行清扫，之后涂胶装置(2)在往前输送的所需涂胶材料上形成相同的涂胶图形，之后打标机(4)对应每一幅涂胶图形并在所需涂胶材料上打出标记Ⅰ，即每一标记Ⅰ对应每一幅涂胶图形，之后所需涂胶材料进入烘干装置(3)进行烘干工序，以加热的方式使涂胶工序的稀释剂挥发出来，使胶固化在所需涂胶材料的表面；同时所需加工材料通过主动缓冲装置(11)进入激光加工装置，激光加工装置在往前输送的所需加工材料上形成与涂胶图形对应的加工图形，在形成与涂胶图形对应的加工图形的同时激光加工装置对应每一与涂胶图形对应的加工图形并在所需加工材料上加工出标记Ⅱ，即每一与涂胶图形对应的加工图形对应一标记Ⅱ，且标记Ⅱ位置与标记Ⅰ的位置一一对应，之后所需加工材料进入从动缓冲装置(12)进行缓冲；
步骤三：所需涂胶材料与所需加工材料汇合之后并进入覆合装置(7)进行覆合工序，所述覆合装置(7)由上下两辊组成，上辊加热并保持恒定温度，两辊之间保持一定压力，两辊转动使两材料从中间通过，在高温高压作用下，将所需涂胶材料的带胶面与所需加工材料压合在一起，之后检测装置(9)对压合之后的两材料进行拍照与检测，检测同侧的标记Ⅰ与对应同侧的标记Ⅱ之间的偏差数值，偏差数值分为横向偏差数值X与纵向偏差数值Y：如果两偏差数值均为零，则覆合在一块的两材料满足相互对正要求；如果两偏差数值不同时为零，检测装置(9)将偏差数值传给控制系统(10)进行计算，控制系统(10)将计算所得信息转换成修正信号传给激光加工装置、主动缓冲装置(11)或从动缓冲装置(12)各自对应的控制单元，之后激光加工装置的控制单元根据修正信号分别调整所需加工图形的角度、横向尺寸或加工比例以修正检测装置(9)再次进行检测时的横向偏差数值X为零，主动缓冲装置(11)或从动缓冲装置(12)通过调整对所需加工材料的进料速度或步进长度值以修正检测装置(9)再次进行检测时的纵向偏差数值Y为零；检测、计算、修正持续进行，后段两材料上图形的匹配精度始终是以前段压合两材料上图形的匹配精度结果为基础进行修正；
步骤四：收卷装置(13)对覆合材料进行收卷工序。
4.根据权利要求3所述的一种在线式自适应加工及涂覆系统的实现方法：所述标记Ⅰ设置为两个并分别设置在所需涂胶材料的横向方向的两端，伴随激光加工装置的加工过程并在所需加工材料的横向方向的两端形成两个标记Ⅱ，标记Ⅰ对应涂胶图形且标记Ⅱ对应加工图形，同侧的标记Ⅰ对应同侧的标记Ⅱ。
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