CN112916326A - 一种涂布过程干扰抑制装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种涂布过程干扰抑制装置及方法，该装置包括模头、模头安装座、背辊、背辊安装板、电机丝杆机构、粗调楔形块、位移驱动机构和精调楔形块，模头安装于模头安装座，背辊安装于背辊安装板上，电机丝杆机构竖向设置，粗调楔形块与丝杆配合连接，以在丝杆驱动下上下运动，精调楔形块安装于模头安装座下部并正对于粗调楔形块，模头安装座安装于位移驱动机构的运动端上，以在其驱动下将精调楔形块抵在粗调楔形块上；模头上安装有工作方向朝向背辊的非接触式位移传感器，以实时检测唇口到背辊之间间隙的变化，模头安装座上安装有位移传感器，以实时检测模头安装座到背辊安装板之间间隙的变化。该装置及方法有利于提高涂布均匀性。

Description

一种涂布过程干扰抑制装置及方法
技术领域
本发明属于涂布技术领域，具体涉及一种涂布过程干扰抑制装置及方法。
背景技术
涂布时，浆料经由涂布管路，进入下模，然后进入狭缝，经由狭缝和唇口，涂覆在背辊上面的基材上。
背辊不可能被加工成一个完美的圆柱型，必定会存在圆柱度误差，叠加上轴承转动时的误差，导致模头唇口与背辊距离随背辊旋转角度变化而变化，导致涂布重量不一致。
发明内容
本发明的目的在于提供一种涂布过程干扰抑制装置及方法，该装置及方法有利于提高涂布均匀性。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种涂布过程干扰抑制装置，包括模头、模头安装座、背辊、背辊安装板、电机丝杆机构、粗调楔形块、位移驱动机构和精调楔形块，所述模头安装于模头安装座，所述背辊安装于背辊安装板上，所述电机丝杆机构竖向设置，所述粗调楔形块与电机丝杆机构的丝杆配合连接，以在丝杆驱动下上下运动，所述精调楔形块安装于模头安装座下部并正对于粗调楔形块，所述模头安装座安装于位移驱动机构的运动端上，以在其驱动下将精调楔形块抵在粗调楔形块上；所述模头上安装有工作方向朝向背辊的非接触式位移传感器，以实时检测唇口到背辊之间间隙的变化，所述模头安装座上安装有位移传感器，以实时检测模头安装座到背辊安装板之间间隙的变化。
进一步地，所述位移驱动机构为气缸驱动机构，所述模头安装座安装于气缸驱动机构的活塞杆前端，以在其驱动下将精调楔形块抵在粗调楔形块上，并在粗调楔形块的上下运动过程中使精调楔形块始终抵住粗调楔形块，从而使精调楔形块在粗调楔形块的作用下前后运动。
进一步地，所述精调楔形块为电-位移转换装置，通过电信号控制精调楔形块发生形变，实现其横向尺寸的高速、高精度调整，进而对模头安装座及其上的模头位置进行高速、高精度的精调。
进一步地，所述精调楔形块包括一体式楔形块和压电陶瓷，所述一体式楔形块由一体加工成型的楔形部、弹性部和连接部构成，所述压电陶瓷安装于一体式楔形块中部型腔中，以在得到电信号时发生形变，驱动连接部相对于楔形部进行高速、高精度位移。
进一步地，所述连接部后侧具有铰接座，并通过所述铰接座与模头安装座连接，以使精调楔形块能够相对于模头安装座进行一定角度的转动，来抵消加工和安装误差。
进一步地，所述模头的左右两侧均设有位移驱动机构，左右两侧的位移驱动机构分别与模头安装座连接，以分别控制模头左右两侧的前后位移。
进一步地，所述模头左右两侧均设有非接触式位移传感器，以同时检测模头左右两侧唇口到背辊之间间隙的变化；所述模头安装座左右两侧均设有位移传感器，以同时检测模头安装座左右两侧到背辊安装板之间间隙的变化。
进一步地，还包括控制单元，所述控制单元的输入端分别与非接触式位移传感器和位移传感器连接，输出端分别与电机丝杆机构、位移驱动机构和精调楔形块连接。
本发明还提供了一种涂布过程干扰抑制方法，包括以下步骤：
1）沿背辊长度方向，测量其不同横截面的形状、尺寸；计算背辊转动过程中，在各个横截面上，唇口到背辊之间间隙在每一个角度的变化情况，以及为了保持唇口到背辊之间间距不变，模头前后位移的最优值；
2）开始涂布前，控制位移驱动机构驱动模头安装座前进，将精调楔形块抵在粗调楔形块上；
3）控制电机丝杆机构工作，驱动粗调楔形块竖向运动，进而带动精调楔形块横向运动，将唇口到背辊之间间隙调整至涂布所需的平均值；通过位移传感器的读数确认模头安装座的位移量；
4）开始涂布时，背辊转动；在背辊转动过程中，为了补偿背辊的圆柱度误差，根据背辊转动速度不同，分为以下两种情况：当背辊转动速度不超过设定值时，通过电机丝杆机构控制粗调楔形块周期性上下运动，经精调楔形块、模头安装座带动模头前后移动，使唇口到背辊之间间隙保持恒定，抑制涂布过程干扰；当背辊转动速度超过设定值时，通过电信号控制精调楔形块形变，经模头安装座带动模头前后移动，使唇口到背辊之间间隙保持恒定，抑制涂布过程干扰。
进一步地，当背辊转动速度较慢，即不超过设定值时，控制电机丝杆机构工作，驱动粗调楔形块周期性上下移动，进而使模头前后移动，由此实时补偿背辊转动过程中唇口到背辊之间间隙的波动，使其尽量保持恒定；模头的位移量根据步骤1计算的最优值得出，同时根据非接触式位移传感器的读数进行微调；通过位移传感器的读数确认模头安装座的前后位移量并反馈控制粗调楔形块的上下位移量；当背辊转动速度较快，即超过设定值时，通过电信号控制精调楔形块形变，进而使模头前后移动，由此实时补偿背辊转动过程中唇口到背辊之间间隙的波动，使其尽量保持恒定；模头的位移量根据步骤1计算的最优值得出，同时根据非接触式位移传感器的读数进行微调；通过位移传感器的读数确认模头安装座的前后位移量并反馈控制精调楔形块的上下位移量。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：提供了一种涂布过程干扰抑制装置及方法，该装置及方法将粗调和精调相结合，粗调的成本低、行程大，可以实现在低速涂布时模头到背辊间隙的动态补偿，而精调的运动速度快、精度高、推力大，即使在高速涂布（60m/min~80m/min）中也可以实现精确控制，使模头唇口到背辊之间间隙保持恒定，抑制了涂布过程的干扰，从而提升了涂布重量的均匀性。因此，本发明具有很强的实用性和广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例的装置结构示意图。
图2是本发明实施例中精调楔形块的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本实施例提供了一种涂布过程干扰抑制装置，包括模头1、模头安装座2、背辊3、背辊安装板4、电机丝杆机构5、粗调楔形块6、位移驱动机构7和精调楔形块8，所述模头1安装于模头安装座2，所述背辊3安装于背辊安装板4上，所述电机丝杆机构5竖向设置，所述粗调楔形块6与电机丝杆机构5的丝杆配合连接，以在丝杆驱动及外部导向作用下上下运动，所述精调楔形块8安装于模头安装座2下部并正对于粗调楔形块6，所述模头安装座2安装于位移驱动机构7的运动端上，以在其驱动下将精调楔形块8抵在粗调楔形块6上；所述模头1上安装有工作方向朝向背辊的非接触式位移传感器9，以实时检测唇口到背辊之间间隙的变化，所述模头安装座2上安装有位移传感器10，以实时检测模头安装座到背辊安装板之间间隙的变化。其中，模头安装座2上的位移传感器10可以为接触式或非接触式。
在本实施例中，所述位移驱动机构7为气缸驱动机构，所述模头安装座安装于气缸驱动机构的活塞杆前端，以在其驱动下将精调楔形块抵在粗调楔形块上，并在粗调楔形块的上下运动过程中，气缸驱动机构始终处于推出状态，使精调楔形块始终抵住粗调楔形块，从而使精调楔形块在粗调楔形块的作用下前后运动。
所述粗调楔形块6用于对模头安装座的位置进行低速、低精度的粗调。所述精调楔形块8为电-位移转换装置，通过电信号控制精调楔形块发生形变，实现其横向尺寸的高速、高精度调整，分辨率可达纳米级，精度可达0.1微米，响应频率可达1kHz，进而对模头安装座及其上的模头位置进行高速、高精度的精调。如图2所示，所述精调楔形块8包括一体式楔形块和压电陶瓷805，所述一体式楔形块由一体加工成型的楔形部801、弹性部802和连接部803构成，所述压电陶瓷安装于一体式楔形块中部型腔中，以在得到电信号时发生形变，驱动连接部相对于楔形部进行高速、高精度位移。在本实施例中，所述连接部803后侧具有铰接座804，并通过所述铰接座804与模头安装座2连接，以使精调楔形块8能够相对于模头安装座进行一定角度的转动，来抵消加工和安装误差。
所述模头1的左右两侧均设有位移驱动机构，左右两侧的位移驱动机构分别与模头安装座2连接，以分别控制模头左右两侧的前后位移。这样设置的目的，一方面可以提高模头移动的自由度，分别调节左侧和右侧的间隙，另一方面可以保证模头安装座前后运动的驱动力和工作平稳。
为了保证测量的准确性，所述模头左右两侧均设有非接触式位移传感器，以同时检测模头左右两侧唇口到背辊之间间隙的变化。所述模头安装座左右两侧均设有位移传感器，以同时检测模头安装座左右两侧到背辊安装板之间间隙的变化。
所述涂布过程干扰抑制装置还包括控制单元，所述控制单元的输入端分别与非接触式位移传感器和位移传感器连接，输出端分别与电机丝杆机构、位移驱动机构和精调楔形块连接，以接收传感器的测量数据，并控制各机构、单元工作。
本实施例还提供了基于上述装置的涂布过程干扰抑制方法，包括以下步骤：
1）沿背辊长度方向，测量其不同横截面的形状、尺寸；计算背辊转动过程中，在各个横截面上，唇口到背辊之间间隙在每一个角度的变化情况，以及为了保持唇口到背辊之间间距不变，模头左右两侧前后位移的最优值。
2）开始涂布前，控制位移驱动机构驱动模头安装座前进，将精调楔形块抵在粗调楔形块上。
3）控制电机丝杆机构工作，驱动粗调楔形块竖向运动，进而带动精调楔形块横向运动，将唇口到背辊之间间隙调整至涂布所需的平均值；通过位移传感器的读数确认模头安装座的位移量。
由于背辊本身的跳动，在背辊转动时，会导致唇口与背辊之间的距离增大和减小。粗调和精调装置的目的，都是维持唇口与背辊之间的距离。例如：当唇口与背辊之间的距离将要增大时，就将模头往背辊方向推动，同时通过接触式位移传感器的读数来确认这个运动，通过非接触式位移传感器来确认背辊与唇口之间的距离的补偿情况。
4）开始涂布时，背辊转动；在背辊转动过程中，为了补偿背辊的圆柱度误差，根据背辊转动速度不同，分为以下两种情况：当背辊转动速度不超过设定值时，通过电机丝杆机构控制粗调楔形块周期性上下运动，经精调楔形块、模头安装座带动模头前后移动，使唇口到背辊之间间隙保持恒定，抑制涂布过程干扰；当背辊转动速度超过设定值时，通过电信号控制精调楔形块形变，经模头安装座带动模头前后移动，使唇口到背辊之间间隙保持恒定，抑制涂布过程干扰。具体为：
当背辊转动速度较慢，即不超过速度设定值时，控制电机丝杆机构工作，驱动粗调楔形块周期性上下移动，进而使模头前后移动，由此实时补偿背辊转动过程中唇口到背辊之间间隙的波动，使其尽量保持恒定；模头的位移量根据步骤1计算的最优值得出，同时根据非接触式位移传感器的读数（实时值）进行微调；通过位移传感器的读数确认模头安装座的前后位移量并反馈控制粗调楔形块的上下位移量。
当背辊转动速度较快，即超过速度设定值时，通过电信号控制精调楔形块形变，进而使模头前后移动，由此实时补偿背辊转动过程中唇口到背辊之间间隙的波动，使其尽量保持恒定；模头的位移量根据步骤1计算的最优值得出，同时根据非接触式位移传感器的读数（实时值）进行微调；通过位移传感器的读数确认模头安装座的前后位移量并反馈控制精调楔形块的上下位移量。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种涂布过程干扰抑制装置，其特征在于，包括模头、模头安装座、背辊、背辊安装板、电机丝杆机构、粗调楔形块、位移驱动机构和精调楔形块，所述模头安装于模头安装座，所述背辊安装于背辊安装板上，所述电机丝杆机构竖向设置，所述粗调楔形块与电机丝杆机构的丝杆配合连接，以在丝杆驱动下上下运动，所述精调楔形块安装于模头安装座下部并正对于粗调楔形块，所述模头安装座安装于位移驱动机构的运动端上，以在其驱动下将精调楔形块抵在粗调楔形块上；所述模头上安装有工作方向朝向背辊的非接触式位移传感器，以实时检测唇口到背辊之间间隙的变化，所述模头安装座上安装有位移传感器，以实时检测模头安装座到背辊安装板之间间隙的变化。
2.根据权利要求1所述的一种涂布过程干扰抑制装置，其特征在于，所述位移驱动机构为气缸驱动机构，所述模头安装座安装于气缸驱动机构的活塞杆前端，以在其驱动下将精调楔形块抵在粗调楔形块上，并在粗调楔形块的上下运动过程中使精调楔形块始终抵住粗调楔形块，从而使精调楔形块在粗调楔形块的作用下前后运动。
3.根据权利要求1所述的一种涂布过程干扰抑制装置，其特征在于，所述精调楔形块为电-位移转换装置，通过电信号控制精调楔形块发生形变，实现其横向尺寸的高速、高精度调整，进而对模头安装座及其上的模头位置进行高速、高精度的精调。
4.根据权利要求3所述的一种涂布过程干扰抑制装置，其特征在于，所述精调楔形块包括一体式楔形块和压电陶瓷，所述一体式楔形块由一体加工成型的楔形部、弹性部和连接部构成，所述压电陶瓷安装于一体式楔形块中部型腔中，以在得到电信号时发生形变，驱动连接部相对于楔形部进行高速、高精度位移。
5.根据权利要求4所述的一种涂布过程干扰抑制装置，其特征在于，所述连接部后侧具有铰接座，并通过所述铰接座与模头安装座连接，以使精调楔形块能够相对于模头安装座进行一定角度的转动，来抵消加工和安装误差。
6.根据权利要求1所述的一种涂布过程干扰抑制装置，其特征在于，所述模头的左右两侧均设有位移驱动机构，左右两侧的位移驱动机构分别与模头安装座连接，以分别控制模头左右两侧的前后位移。
7.根据权利要求1所述的一种涂布过程干扰抑制装置，其特征在于，所述模头左右两侧均设有非接触式位移传感器，以同时检测模头左右两侧唇口到背辊之间间隙的变化；所述模头安装座左右两侧均设有位移传感器，以同时检测模头安装座左右两侧到背辊安装板之间间隙的变化。
8.根据权利要求1所述的一种涂布过程干扰抑制装置，其特征在于，还包括控制单元，所述控制单元的输入端分别与非接触式位移传感器和位移传感器连接，输出端分别与电机丝杆机构、位移驱动机构和精调楔形块连接。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种涂布过程干扰抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）沿背辊长度方向，测量其不同横截面的形状、尺寸；计算背辊转动过程中，在各个横截面上，唇口到背辊之间间隙在每一个角度的变化情况，以及为了保持唇口到背辊之间间距不变，模头前后位移的最优值；
2）开始涂布前，控制位移驱动机构驱动模头安装座前进，将精调楔形块抵在粗调楔形块上；
3）控制电机丝杆机构工作，驱动粗调楔形块竖向运动，进而带动精调楔形块横向运动，将唇口到背辊之间间隙调整至涂布所需的平均值；通过位移传感器的读数确认模头安装座的位移量；
4）开始涂布时，背辊转动；在背辊转动过程中，为了补偿背辊的圆柱度误差，根据背辊转动速度不同，分为以下两种情况：当背辊转动速度不超过设定值时，通过电机丝杆机构控制粗调楔形块周期性上下运动，经精调楔形块、模头安装座带动模头前后移动，使唇口到背辊之间间隙保持恒定，抑制涂布过程干扰；当背辊转动速度超过设定值时，通过电信号控制精调楔形块形变，经模头安装座带动模头前后移动，使唇口到背辊之间间隙保持恒定，抑制涂布过程干扰。
10.根据权利要求9所述的一种涂布过程干扰抑制方法，其特征在于，当背辊转动速度较慢，即不超过设定值时，控制电机丝杆机构工作，驱动粗调楔形块周期性上下移动，进而使模头前后移动，由此实时补偿背辊转动过程中唇口到背辊之间间隙的波动，使其尽量保持恒定；模头的位移量根据步骤1计算的最优值得出，同时根据非接触式位移传感器的读数进行微调；通过位移传感器的读数确认模头安装座的前后位移量并反馈控制粗调楔形块的上下位移量；
当背辊转动速度较快，即超过设定值时，通过电信号控制精调楔形块形变，进而使模头前后移动，由此实时补偿背辊转动过程中唇口到背辊之间间隙的波动，使其尽量保持恒定；模头的位移量根据步骤1计算的最优值得出，同时根据非接触式位移传感器的读数进行微调；通过位移传感器的读数确认模头安装座的前后位移量并反馈控制精调楔形块的上下位移量。
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