CN117160792A - 一种提高精度挤出涂布腔压稳定机构与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高精度挤出涂布腔压稳定机构，包括涂布辊、涂布头、储料罐、腔压调节器、检测机构、开关阀和控制系统，控制系统控制泵将涂布液由储料罐输送至涂布头内，在涂布狭缝内的压力的作用下，涂布液通过涂布狭缝的出料口挤出并蘸在基材上，接收检测机构压力数据和厚度数据，并根据数据实时控制活动塞活动和涂布移动组件转速以调整涂布厚度，本发明通过截流的方式调节管道横向压力分布，从而调节涂布量，具体方式是通过第一驱动机构驱动活动赛上下移动，移动的位移量根据外部的厚度反馈值分析计算获得。

Description

一种提高精度挤出涂布腔压稳定机构与方法

技术领域

本发明涉及涂布机技术领域，更具体地说，涉及一种提高精度挤出涂布腔压稳定机构与方法。

背景技术

在涂布机的步进电机的电池极片狭缝挤压式涂布时，可以通过截流的方式调节狭缝流道横向压力分布，从而调节涂布量。截流的方式是通过步进电机驱动截流块上下移动，移动的位移量根据外部的厚度反馈值分析计算获得，因此调节块移动到目标位置的过程必须做到定位时间短和定位精度高。

然而对于涂布机的步进电机的控制往往是一个具有非线性、滞后性、时变性的复杂的过程，现有技术中对于涂布机的控制主要基于PID控制方法进行控制，由于PID控制参数是固定的，而涂布层的面密度变化受影响因素很多，是一个动态系统。若对于该动态系统采用固定的控制参数进行控制时，由于步进电机在截流块定位过程中受到不均衡的外力干扰，导致涂布厚度不均匀。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种提高精度挤出涂布腔压稳定机构与方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

构造一种提高精度挤出涂布腔压稳定机构，包括

涂布移动组件：包括沿基材移动方向依次设置有卷料辊以及导辊，基材绕过所述卷料辊并朝向一个方向行进；

涂布头：涂布头位于基材的远离卷料辊的一侧，涂布头内形成有涂布狭缝，涂布狭缝的出料口正对基材的表面，所述涂布狭缝用于容纳涂料并将其均匀地涂布在基材的表面上；

供给机构：包括储料罐、泵和管道，所述泵通过管道分别连接储料罐和涂布头，用于将涂布液从储料罐提供至所述涂布头；

检测机构：包括压力传感器和厚度检测器，所述压力传感器设置在腔压调节器内，用于获取第一流管内压力数据，所述厚度检测器设置在涂布移动组件上，用于获取涂布厚度数据；

开关阀：用于对管道的打开状态和关闭状态进行切换控制；

流速调节器：包括第二流管、第二驱动机构和两个对称设置的弧面挡板，两个所述弧面挡板分别设置在第二流管上下两侧，所述第二驱动机构用于驱动两个所述弧面挡板转动，以控制两个所述弧面挡板间的间隙；

控制系统：用于控制泵将涂布液由储料罐输送至涂布头内，在涂布狭缝内的压力的作用下，涂布液通过涂布狭缝的出料口挤出并蘸在基材上，还用于接收压力数据和厚度数据，并根据数据实时控制活动塞活动和涂布移动组件转速以调整涂布厚度。

优选的，腔压调节器还包括支架、螺杆和升降块，所述支架上形成有纵向的升降杆，所述升降块以升降杆为导轨上下活动；所述支架下侧固定有第一安装座，上侧固定有第二安装座；所述第一驱动机构固定在第一安装座下侧，且其用于驱动螺杆旋转，所述螺杆通过轴承与第一安装座转动连接，所述升降块中部贯穿设置有与螺杆螺纹连接的螺纹孔，所述升降块上固定有纵向的连杆，连杆的上端与活动塞连接；所述第一流管固定在第二安装座上，第二安装座上侧设有与第一流管连通的便于活动塞活动的开口。

优选的，所述厚度检测器包括一个发射器和一个接收器，发射器和接收器分别放置于涂布的两侧，发射器发射特定频率的信号，接收器接收从涂布反射回来的信号；控制系统测量反射回来的信号的强度，并根据涂布的厚度与信号强度之间存在关系，计算涂布的厚度。

优选的，所述厚度检测器还包括传动机构和升降机构，所述传动机构包括分别设置在任一所述导辊转轴两端的两个第一齿轮，和与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，所述第一齿轮通过离合器与所述导辊的转轴连接，所述第二齿轮一侧上设有位于非中心点的凸轮，所述升降机构包括滑块，和固定在所述滑块上的滑杆，所述滑块上设有与所述凸轮左右滑动的滑槽，所述发射器和所述接收器分别设置在两个所述滑杆上端。

优选的，所述升降机构还包括立柱，和设置在所述立柱上的凸块，所述凸块下端设有便于所述升降杆上下滑动的通槽。

优选的，所述离合器包括连接杆、压板、弹簧固定架和驱动件，所述弹簧固定架固定在第一齿轮端面，所述导辊的转轴套接有从动盘，所述从动盘与驱动件连接；所述压板侧端面通过连接杆与从动盘连接，所述压板端面通过膜片弹簧与弹簧固定架连接，所述导辊的转轴连接有位于压板和所述第一齿轮间的摩擦盘；所述第一齿轮通过轴承与导辊的转轴连接，所述导辊的转轴上表面环设有至少两条相互平行的连接槽，所述摩擦盘上设在连接槽内滑动的卡块。

优选的，涂布头内形成有供液孔、缓存腔和安装腔，安装腔内设置有两个上下对称的活动板，和驱动所述活动板转动的第二驱动机构，所述供液孔用于与管道相连接，所述缓存腔缓存从管道输入的涂布液，安装腔内设置有两个上下对称的活动板，两个活动板间形成有调速腔，所述调速腔呈喇叭形，其大端与涂布狭缝连通，小端与缓存腔连通。

优选的，所述活动板靠近涂布狭缝的一端与涂布头转动连接，所述活动板靠近所述缓存腔的一端呈弧形，所述安装腔侧壁上形成有与活动板的弧形端部匹配的弧形槽，所述第二驱动机构包括电机和两个第三齿轮，活动板的弧形端部上形成有与第三齿轮啮合的齿槽，所述电机用于驱动所述第三齿轮转动。

本发明还提供了一种提高精度的涂布液挤出方法，基于前述的提高精度挤出涂布腔压稳定机构，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：获取涂布厚度数据和对应的输入特征数据形成数据集，对数据进行预处理，所述预处理包括数据清洗、标准化和归一化；

步骤S2：将数据集划分为训练集和测试集，使用训练集对神经网络模型进行训练，获得预测模型，使用测试集评估模型的性能，计算预测值与实际厚度之间的误差指标，根据评估结果，优化模型性能；

步骤S3：启动涂布机，将涂布液由储料罐输送至涂布头的涂布腔内，在涂布腔内的压力的作用下，涂布液通过出料口挤出并蘸在基材上；

步骤S4：控制系统根据压力传感器的数据来控制涂布阀的输入流量，当检测压力值变化时，根据变化的数值输入预测模型获得调节值，并根据调节值传输调节信号，控制压力调节器减速减少或增加浆料的输入流量，以控制涂布腔内的压力；控制系统同时调节涂布辊的转速，以控制涂布量；

步骤S5：在涂布过程中，通过厚度检测器实时监测涂布厚度，并将结果反馈至预测模型，通过计算预测厚度与实际厚度的差值，对模型进行更新。

优选的，在步骤S2中，数据集包含了涂布辊转速、涂布腔压力数据和涂布液体粘度作为输入特征，涂布机实际测量的厚度值作为输出标签；对输入特征进行归一化处理，将不同范围的特征映射到一个统一的尺度；对预测模型进行训练时，初始化输入层到隐藏层之间的权重矩阵和隐藏层神经元的偏差向量，对于训练集中的每个样本，计算隐藏层的输出，使用训练集的厚度标签，通过解析式计算输出层的权重矩阵，对于新的输入数据，将其输入特征提供给训练好的预测模型，计算隐藏层输出，然后通过矩阵乘法计算预测的涂布机厚度。

优选的，在步骤S4中，将所述当前涂布厚度以及所述目标涂布厚度输入预测模型中，得到当前涂布厚度控制量，所述控制模型包括隐含层以及与所述隐含层连接的输出层，所述当前涂布厚度控制量是基于所述隐含层的当前输出与所述输出层上一次输出的涂布厚度控制量确定的；基于所述当前涂布厚度控制量对压力调节器和涂布辊转速进行控制。

本发明的有益效果在于：本发明通过截流的方式调节管道横向压力分布，从而调节涂布量，具体方式是通过第一驱动机构驱动活动赛上下移动，移动的位移量根据外部的厚度反馈值分析计算获得，使用神经网络模型能够学习和理解涂布厚度与输入特征(例如涂布液流量、压力等)之间的复杂关系，这使得预测模型能够精确地预测涂布厚度，从而实现更准确的控制，本发明通过自动化控制系统，根据实时获取的压力传感器数据，自动调整涂布液的流量和涂布辊的转速，可以实现实时的涂布厚度调节，无需人工干预，通过准确的预测和实时的控制，涂布过程可以更好地符合预定的涂布厚度要求，通过更准确地控制涂布厚度，可以减少涂布液的浪费和废品产生，从而降低生产成本，还可以减少了调试和人工操作所需的时间，提高了生产效率。本发明可以根据压力传感器数据和模型预测来动态调整涂布腔内的压力，因此对不同的涂布材料、速度和工艺变化具有适应性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图：

图1是本发明较佳实施例的提高精度挤出涂布腔压稳定机构的腔压调节器结构图；

图2是本发明较佳实施例的提高精度挤出涂布腔压稳定机构的整体结构图；

图3是本发明较佳实施例的提高精度挤出涂布腔压稳定机构的涂布头横向剖视图；

图4是本发明较佳实施例的提高精度挤出涂布腔压稳定机构的纵向剖视图；

图5是本发明另一较佳实施例的提高精度挤出涂布腔压稳定机构的纵向剖视图；

图6是本发明较佳实施例的提高精度挤出涂布腔压稳定机构的传动机构结构图；

图7是本发明较佳实施例的提高精度挤出涂布腔压稳定机构的升降机构结构图；

图8是本发明较佳实施例的提高精度挤出涂布腔压稳定机构的离合器结构图；

图9是本发明较佳实施例的提高精度挤出涂布腔压稳定机构的电性结构结构图；

图10是本发明较佳实施例的提高精度挤出涂布腔压稳定机构的步骤图。

具体实施方式

为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明的一种提高精度挤出涂布腔压稳定机构的实施例，如图1所示，参阅图2-9，包括以下部件：

涂布移动组件1：包括沿基材移动方向依次设置有卷料辊11以及导辊12，基材绕过所述卷料辊11并朝向一个方向行进；导辊12可以设置有多个，每个卷料辊11以及导辊12均有单独的电机驱动其转动；

涂布头2：涂布头2位于基材的远离卷料辊11的一侧，涂布头2内形成有涂布狭缝，涂布狭缝的出料口正对基材的表面，所述涂布狭缝用于容纳涂料并将其均匀地涂布在基材的表面上；

供给机构3：包括储料罐31、泵32和管道33，所述泵32通过管道33分别连接储料罐31和涂布头2，用于将涂布液从储料罐31提供至所述涂布头；

腔压调节器4：包括第一流管41、活动塞42和第一驱动机构43，所述第一流管41两端与管道33连接，所述第一驱动机构43用于驱动所述活动塞42活动，以控制所述活动塞42调节所述第一流管41的开度；

检测机构5：包括压力传感器5和厚度检测器6，所述压力传感器5设置在腔压调节器4内，用于获取第一流管41内压力数据，所述厚度检测器6设置在涂布移动组件1上，用于获取涂布厚度数据；

开关阀7：用于对管道33的打开状态和关闭状态进行切换控制；

控制系统9：用于控制泵32将涂布液由储料罐31输送至涂布头2内，在涂布狭缝内的压力的作用下，涂布液通过涂布狭缝的出料口挤出并蘸在基材上，还用于接收压力数据和厚度数据，并根据数据实时控制活动塞42活动和涂布移动组件1转速以调整涂布厚度。

在本实施例中，如图3和图4所示，涂布头2内形成有供液孔21、缓存腔22和安装腔23，安装腔23内设置有两个上下对称的活动板9，和驱动活动板9转动的第二驱动机构，供液孔21用于与管道相连接，缓存腔22缓存从管道输入的涂布液，安装腔23内设置有两个上下对称的活动板9，两个活动板9间形成有调速腔24，调速腔24横截面呈喇叭形，其大端与涂布狭缝连通，小端与缓存腔22连通。调速腔经过密封处理，活动板9靠近涂布狭缝的一端与涂布头2转动连接，活动板9靠近缓存腔22的一端呈弧形，安装腔23侧壁上形成有与活动板9的弧形端部匹配的弧形槽，第二驱动机构包括电机和两个第三齿轮，活动板9的弧形端部上形成有与第三齿轮啮合的齿槽，电机用于驱动第三齿轮转动。通过在缓冲腔内设置活动板，并使用电机驱动活动板转动，可以改变涂布液在喇叭形缓冲腔中的流动模式。活动板的控制是与腔压调节器配合的，当需要改变流速流量时候，控制系统通过腔压调节器控制管道内的涂布液流量，接收压力传感器数据，获取涂布液的流量和压力数据，通过接收的数据和预设的控制算法计算调节值，根据调节值调节两个活动板间的开度。这些算法可以基于反馈控制或前馈控制原理设计，以实现流量和涂布均匀性的控制。

不同位置的活动板可以导致涂布液在涂布狭缝中的分布方式发生变化，可以更好地控制和优化涂布液在物体表面的分布均匀性，减少可能出现的不均匀现象。通过调整喇叭形调速腔的宽度，可以调节涂布液在狭缝中的流速和流量分布，从而实现更均匀的涂布效果。当涂布液从调速腔流向狭缝时，液体的流速和压力可能会发生变化，通过挡板的设置，可以引导涂布液在不同部位的流速和扩散情况，有助于适应不同的涂布需求。根据涂布的目标和工件的特性，调整挡板高度和调速腔的大小可以适应不同尺寸和形状的工件，从而实现更定制化的涂布过程。通过更精确地控制涂布液的分布，可以减少涂布过程中的浪费和后续处理，从而提高生产效率。

在本实施例中，图1为腔压调节器4的整体结构，具体的，腔压调节器4还包括支架44、螺杆45和升降块46，所述支架44上形成有纵向的升降杆441，所述升降块46以升降杆441为导轨上下活动；所述支架下侧固定有第一安装座47，上侧固定有第二安装座48；所述第一驱动机构固定在第一安装座47下侧，且其用于驱动螺杆45旋转，所述螺杆45通过轴承与第一安装座47转动连接，所述升降块46中部贯穿设置有与螺杆45螺纹连接的螺纹孔，所述升降块46上固定有纵向的连杆47，连杆47的上端与活动塞42连接；所述第一流管41固定在第二安装座48上，第二安装座48上侧设有与第一流管内腔41连通的便于活动塞42活动的开口481。连杆设置两个，两个连杆的分别位于活动塞的两侧，活动塞上端两侧分别与两个连杆连接。第一驱动机构具体为电机。可以设置一个壳体，将支架和第一安装座设置在壳体内。需要调节腔压时，控制系统控制电机旋转，带动螺杆旋转，使得升降块46以以升降杆441为导轨上下活动，以此调节第一流管的开度，控制涂布液的输出量。

在本实施例中，参阅图8，所述厚度检测器6包括一个发射器61和一个接收器62，发射器61和接收器62分别放置于涂布的两侧，发射器61发射特定频率的信号，接收器62接收从涂布反射回来的信号；控制系统8测量反射回来的信号的强度，并根据涂布的厚度与信号强度之间存在关系，计算涂布的厚度。分别设置在涂布两侧的发射器和接收器可以从不同的角度获取测量信号，从而更全面地了解涂布的特性。这可以提供更准确的涂布厚度信息，尤其对于不均匀涂布或多层涂布而言尤为重要。由于信号在涂布材料中传播的距离相对较长，它有更多机会与涂布材料相互作用，从而提供更准确的涂布厚度估计。使用分别设置的发射器和接收器可以实时检测涂布过程中的厚度变化，并将这些数据用于实时控制和调整涂布参数，以实现所需的厚度目标。发射器发射的信号时雷达信号或超声波信号。

在本实施例中，参阅图6和图7，所述厚度检测器6还包括传动机构63和升降机构64，所述传动机构63包括分别设置在任一所述导辊12转轴两端的两个第一齿轮631，和与所述第一齿轮631啮合的第二齿轮632，所述第一齿轮631通过离合器与所述导辊12的转轴连接，所述第二齿轮632一侧上设有位于非中心点的凸轮633，所述升降机构64包括滑块641，和固定在所述滑块641上的滑杆642，所述滑块641上设有与所述凸轮633左右滑动的滑槽643，所述发射器61和所述接收器62分别设置在两个所述滑杆642上。

本实施例中设置另一个位于厚度检测器6前方的厚度检测机构，该检测机构用于检测湿涂层的后，厚度检测器6则用于检测干涂层的厚度，当该检测机构检测到厚度不正常时，可以启动厚度检测器6以进行精确的厚度不均匀检测和测量,厚度检测器6进行不均匀检测时，可以通过离合器使导辊的转轴转动，带动第一齿轮转动，第一齿轮驱动第二齿轮转动，凸轮也会转动，带动滑块上行或下行，滑杆上的接收器和发射器因此上行或下行，可以从多个角度对涂布进行不均匀检测，对于检测到的数据进行分析和处理，得到精确的结果，具体包括以下方法：

进行数据预处理以去除噪声和异常值，确保数据的准确性。使用图表、图像和可视化工具来呈现数据，以便更好地理解涂布过程中的变化趋势和潜在问题。应用统计方法来分析数据，例如均值、标准差、方差等，以确定涂布过程的整体趋势和不均匀性程度。数据分析为空间分布图，以查看涂布的不均匀性在涂布物体上的分布情况。这有助于确定不均匀性出现的位置和严重程度。对数据进行时间序列分析，以捕捉涂布的动态变化和趋势。应用机器学习或模式识别技术，通过训练模型来识别不同涂布情况，从而更好地分析不均匀性。将分析结果进行解释，并生成报告，清楚地说明涂布的不均匀性问题，包括问题的根本原因和可能的解决方案。

将升降机构与涂布辊的电机连接，可以减少部分传动元件，简化整体结构，降低故障风险，同时也减少了系统中的摩擦和能量损耗。通过共享涂布辊的电机，避免了额外的电机或机构成本，降低了系统的建设成本。升降机构通过涂布辊电机的转动来实现往复运动，这意味着不需要额外的驱动部件，因此在装置布置时可以占用较少的空间。将升降机构与涂布辊电机结合，使得整个涂布系统的部件更加紧凑，也有助于整体的系统集成和控制。由涂布辊电机控制升降机构，可以通过同一控制系统来实现涂布和升降操作，简化了操作人员的操作流程，提高了操作的便捷性。涂布辊电机转动实现升降，相比传统的升降机构，在能量效率方面更具优势，有助于节能和环保。

发射器发出的信号在材料中传播时会发生衰减。调节发射器和接收器的高度可以影响信号穿透深度，从而确保信号能够透过涂布材料并在接收器处检测到。适当的高度调节可以避免信号在涂布过程中丧失太多强度，从而保证测量的可靠性。

在信号穿过涂布材料时，会发生多路径传播，导致信号在涂布层内多次反射和干扰。适当的高度调节可以减少多路径干扰，从而提高测量的精度。

涂布过程中会出现涂布不均匀性，即涂布材料在表面上的厚度分布不均匀。通过调节发射器和接收器的高度，可以在不同位置进行测量，从而检测并校正涂布不均匀性，实现更准确的厚度控制。

不同涂布材料具有不同的光学特性和传播特性。通过调节发射器和接收器的高度，可以适应不同材料的测量需求，确保测量结果的准确性和可靠性。

环境因素如震动、温度变化等会影响涂布厚度测量的准确性，高度调节可以帮助减少这些环境干扰对测量结果的影响。

升降机构64还包括立柱643，和设置在所述立柱643上的凸块644，所述凸块644下端设有便于所述升降杆442上下滑动的通槽。

在本实施例中，参阅图9，离合器10包括连接杆100、压板101、弹簧固定架102和驱动件104，弹簧固定架102固定在第一齿轮631端面，导辊12的转轴套接有从动盘103，从动盘103与驱动件104连接；压板101侧端面通过连接杆100与从动盘103连接，压板101端面通过膜片弹簧105与弹簧固定架102连接，导辊12的转轴连接有位于压板101和第一齿轮631间的摩擦盘106；第一齿轮631通过轴承与导辊12的转轴连接，导辊12的转轴上表面环设有至少两条相互平行的连接槽，摩擦盘106上设在连接槽内滑动的卡块。

第一齿轮631通过轴承与导辊12的转轴连接，导辊12的转轴上表面环设有至少两条相互平行的连接槽，连接槽在导辊的转轴上环形均匀分布，摩擦盘109上设在连接槽内滑动的卡块，具体设置在摩擦盘109中间圆孔的内壁，连接槽内设有弹性件，弹性件一端与卡块连接，另一端连接槽靠近第一齿轮的一侧壁连接；离合器处于初始状态时，压板压住摩擦盘，弹性件处于压缩状态，此时若导辊的转轴转动，则会带动摩擦盘转动，同时使与摩擦盘贴合的第一齿轮转动；当驱动件驱动从动盘向后运动，将压板向后拉，此时弹性件反弹，带动摩擦盘109沿着连接槽向后滑动，使摩擦盘不与第一齿轮631相贴，此时第一齿轮631不再与导辊的转轴传动连接，导辊的转轴转动，会带动摩擦盘转动，此时第一齿轮不会跟随转动。

本发明还提供了提高精度挤出涂布腔压稳定机构的另一实施例，如图5所示，该实施例与前一实施例有相同之处，不同之处在于，本实施例中的活动板为可形变的弹性材料，前端固定在安装腔靠近缓冲腔的一侧，后端固定在安装腔靠近涂布狭缝的一侧，第二驱动机构为直线电机，直线电机的输出端连接有压块，压块可以在活动板的不同位置施加不同的压力，使用可形变的弹性材料制成的活动板可以根据需要改变形状，从而调整调速腔的几何形状。可以用来控制流体的流动和分布，优化涂布工艺，以获得更均匀和精确的涂布效果。相对于电动调节机构，可形变的弹性材料可以减少设备的复杂性和维护成本，因为不需要大量的机械部件和电动装置。

通过在活动板的不同位置施加不同的压力，可以在调整活动板的形状，从而改变涂布液的流动路径，纠正不均匀的涂布，特别是在特定区域的不均匀性。当厚度检测机构到涂布厚度不均匀时，通过预设控制算法计算调节值，根据调节值调节活动板的形状，该算法将根据传感器的数据来控制对于活动板每个位置的压力。预设控制算法可以是一个反馈控制系统。因此本实施例通过获取压力设定点或目标值，确定所需的压力分布，能够根据涂布不均匀来调整压力。也可以训练一个压力调节模型来进行实现对活动板的压力的精确控制。

本发明还提供了一种提高精度的涂布液挤出方法实施例，如图10所示，该实施例基于前一实施例，包括以下步骤：

步骤S1：获取涂布厚度数据和对应的输入特征数据形成数据集，对数据进行预处理，所述预处理包括数据清洗、标准化和归一化；收集涂布过程中的涂布厚度数据以及相关的输入特征数据，包括涂布液流量、涂布腔压力、涂布辊转速等，进行数据预处理，包括数据清洗、处理缺失值、处理异常值等，确保数据的质量和可靠性；对数据进行标准化和归一化，将数据转化为统一的范围，有助于提高模型训练的稳定性和收敛速度。

步骤S2：将数据集划分为训练集和测试集，使用训练集对神经网络模型进行训练，获得预测模型，使用测试集评估模型的性能，计算预测值与实际厚度之间的误差指标，根据评估结果，优化模型性能；将数据集分为训练集和测试集，通常可以按照一定比例(如70％-30％或80％-20％)进行划分，以用于模型训练和评估。使用训练集来训练神经网络模型，选择适当的网络结构和优化算法，并进行迭代训练，调整模型参数，使其逐步收敛。使用测试集评估模型性能，计算预测值与实际涂布厚度之间的误差指标，如均方根误差(RMSE)或平均绝对误差(MAE)等。根据评估结果，可以调整神经网络模型的架构、超参数等，以提高预测精度和泛化能力。

步骤S3：启动涂布机，将涂布液由储料罐31输送至涂布头的涂布腔内，在涂布腔内的压力的作用下，涂布液通过出料口挤出并蘸在基材上；启动涂布机，确保涂布机的正常运行和稳定状态。将涂布液从储料罐输送至涂布头的涂布腔内，涂布腔内的压力将涂布液通过出料口挤出，蘸取到基材表面。

步骤S4：控制系统8根据压力传感器5的数据来控制涂布阀的输入流量，当检测压力值变化时，根据变化的数值输入预测模型获得调节值，并根据调节值传输调节信号，控制压力调节器减速减少或增加浆料的输入流量，以控制涂布腔内的压力；控制系统8同时调节涂布辊的转速，以控制涂布量；控制系统基于压力传感器数据，计算出调节值。调节值用于调整涂布腔内的压力，以达到所需的涂布厚度。根据调节值，控制涂布阀的输入流量，调节涂布液的输入量，从而调整涂布腔内的压力。控制系统同时调节涂布辊的转速，以控制涂布量，确保涂布过程的稳定性和一致性。

步骤S5：在涂布过程中，通过厚度检测器6实时监测涂布厚度，并将结果反馈至预测模型，通过计算预测厚度与实际厚度的差值，对模型进行更新。定期或实时地采集涂布腔压力、涂布液流量、涂布辊转速等数据。这些数据可以通过传感器获取，传送给控制系统进行实时处理和监控。

根据涂布腔压力数据，输入神经网络模型进行预测。预测结果为修正值，用于动态调整涂布腔压力。设计调节策略，例如P ID控制，根据实际的压力误差情况，动态地调整调节值，以实现更精确的涂布厚度控制。在涂布液储料罐设置液位传感器，确保涂布液不会耗尽，避免影响涂布过程。设定安全阈值，当涂布腔压力异常或涂布厚度超出范围时，触发报警或自动停机，确保生产安全。

在控制系统中设计人机界面，显示实时的涂布厚度、压力、涂布液流量等关键参数，供操作人员监控。设置报警系统，当出现异常情况时，如涂布厚度偏差较大，触发警报，提醒操作人员采取相应措施。

优化生产效率：精确的涂布厚度控制减少了废品和涂布液的浪费，从而降低了生产成本，提高了生产效率。

本发明通过人机界面和报警系统能够实时监控涂布过程，发现异常情况并及时采取措施，保障生产安全。通过记录和分析涂布数据，持续改进神经网络模型和控制策略，逐步提升涂布质量和控制效果。基于收集的实时数据，可以做出更准确的生产决策，优化生产流程，提高产品质量。采用神经网络模型和自动化控制技术，体现了科技创新和数字化生产的应用，使得传统的涂布工艺得以提升和改进。总体来说，本发明的涂布厚度控制方法能够显著提高涂布质量、生产效率和稳定性，为涂布工艺的现代化和智能化提供支持。

在步骤S2中，数据集包含了涂布辊转速、涂布腔压力数据和涂布液体粘度作为输入特征，涂布机实际测量的厚度值作为输出标签；对输入特征进行归一化处理，将不同范围的特征映射到一个统一的尺度；对预测模型进行训练时，初始化输入层到隐藏层之间的权重矩阵和隐藏层神经元的偏差向量，对于训练集中的每个样本，计算隐藏层的输出，使用训练集的厚度标签，通过解析式计算输出层的权重矩，对于新的输入数据，将其输入特征提供给训练好的预测模型，计算隐藏层输出，然后通过矩阵乘法计算预测的涂布机厚度。在训练开始时，通过初始化权重矩阵和偏差向量，为模型提供一个合理的起点，加速训练收敛，减少模型在初始阶段的震荡。通过解析式计算输出层的权重矩阵，可以直接得到最优权重，避免了复杂的迭代训练过程，减少了训练时间和资源消耗。在预测新的涂布厚度时，模型的预测过程非常高效，只需要进行一次矩阵乘法运算即可得到预测结果，适用于实时预测和控制。

在步骤S4中，将所述当前涂布厚度以及所述目标涂布厚度输入预测模型中，得到当前涂布厚度控制量，所述控制模型包括隐含层以及与所述隐含层连接的输出层，所述当前涂布厚度控制量是基于所述隐含层的当前输出与所述输出层上一次输出的涂布厚度控制量确定的；基于所述当前涂布厚度控制量对压力调节器和涂布辊转速进行控制。将当前涂布厚度和目标涂布厚度作为输入提供给预测模型。预测模型包含隐含层和输出层，使用当前涂布厚度和目标涂布厚度作为输入特征。模型通过隐含层计算得出当前涂布厚度控制量的预测。当前涂布厚度控制量是通过比较隐含层的当前输出与输出层上一次输出的涂布厚度控制量来确定的。这是通过计算两者之间的差异或其他方式来实现。基于当前涂布厚度控制量，执行压力调节器和涂布辊转速的控制操作。压力调节器的输入流量可以根据当前涂布厚度控制量进行调整，以实现涂布腔内的压力控制。同时，涂布辊转速也可以根据当前涂布厚度控制量进行调节，以控制涂布量。通过将预测模型的输出与实际输出进行比较，实现了反馈控制，可以根据实际情况进行调整，使控制更加准确和稳定。由于控制是基于实时的涂布厚度数据，因此能够在涂布过程中实时调整，适应材料变化和工艺波动。基于隐含层和输出层之间的关系，可以实现动态调节。通过将预测模型的输出与实际涂布厚度进行比较，可以实现对于涂布厚度的精细控制，避免过度调整。随着涂布过程的不断进行，控制模型会根据实际输出进行调整，逐渐适应不同工况和变化。通过将当前涂布厚度和目标涂布厚度作为输入，结合隐含层和输出层，考虑了多个因素对于控制的影响。控制涉及了压力调节器和涂布辊转速的调整，使得控制范围更广，适应不同部分的涂布工艺。

本发明通过截流的方式调节管道横向压力分布，从而调节涂布量，具体方式是通过第一驱动机构驱动活动赛上下移动，移动的位移量根据外部的厚度反馈值分析计算获得，使用神经网络模型能够学习和理解涂布厚度与输入特征(涂布液流量、压力)之间的复杂关系，使得预测模型能够精确地预测涂布厚度，从而实现更准确的控制，本发明通过自动化控制系统，根据实时获取的压力传感器数据，自动调整涂布液的流量和涂布辊的转速，可以实现实时的涂布厚度调节，无需人工干预，通过准确的预测和实时的控制，涂布过程可以更好地符合预定的涂布厚度要求，通过更准确地控制涂布厚度，可以减少涂布液的浪费和废品产生，从而降低生产成本，还可以减少了调试和人工操作所需的时间，提高了生产效率。本发明可以根据压力传感器数据和模型预测来动态调整涂布腔内的压力，因此对不同的涂布材料、速度和工艺变化具有适应性。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种提高精度挤出涂布腔压稳定机构，其特征是，包括以下部件：

涂布移动组件(1)：包括沿基材移动方向依次设置有卷料辊(11)以及导辊(12)，基材绕过所述卷料辊(11)并朝向一个方向行进；

涂布头(2)：涂布头(2)位于基材的远离卷料辊(11)的一侧，涂布头(2)内形成有涂布狭缝，涂布狭缝的出料口正对基材的表面，所述涂布狭缝用于容纳涂料并将其均匀地涂布在基材的表面上；

供给机构(3)：包括储料罐(31)、泵(32)和管道(33)，所述泵(32)通过管道(33)分别连接储料罐(31)和涂布头(2)，用于将涂布液从储料罐(31)提供至所述涂布头；

腔压调节器(4)：包括第一流管(41)、活动塞(42)和第一驱动机构(43)，所述第一流管(41)两端与管道(33)连接，所述第一驱动机构(43)用于驱动所述活动塞(42)活动，以控制所述活动塞(42)调节所述第一流管(41)的开度；

检测机构：包括压力传感器(5)和厚度检测器(6)，所述压力传感器(5)设置在腔压调节器(4)内，用于获取第一流管(41)内压力数据，所述厚度检测器(6)设置在涂布移动组件(1)上，用于获取涂布厚度数据；

开关阀(7)：用于对管道(33)的打开状态和关闭状态进行切换控制；

控制系统(8)：用于控制泵(32)将涂布液由储料罐(31)输送至涂布头(2)内，在涂布狭缝内的压力的作用下，涂布液通过涂布狭缝的出料口挤出并蘸在基材上，还用于接收压力数据和厚度数据，并根据数据实时控制活动塞(42)活动和涂布移动组件(1)转速以调整涂布厚度。

2.根据权利要求1所述的一种提高精度挤出涂布腔压稳定机构，其特征在于，腔压调节器(4)还包括支架(44)、螺杆(45)和升降块(46)，所述支架(44)上形成有纵向的升降杆(441)，所述升降块(46)以升降杆(441)为导轨上下活动；所述支架(44)下侧固定有第一安装座(47)，上侧固定有第二安装座(48)；所述第一驱动机构固定在第一安装座(47)下侧，且其用于驱动螺杆(45)旋转，所述螺杆(45)通过轴承与第一安装座(47)转动连接，所述升降块(46)中部贯穿设置有与螺杆(45)螺纹连接的螺纹孔，所述升降块(46)上固定有纵向的连杆(47)，连杆(47)的上端与活动塞(42)连接；所述第一流管(41)固定在第二安装座(48)上，第二安装座(48)上侧设有与第一流管(41)连通的便于活动塞(42)活动的开口(481)。

3.根据权利要求1所述的提高精度挤出涂布腔压稳定机构，其特征在于，涂布头(2)内形成有供液孔(21)、缓存腔(22)和安装腔(23)，安装腔(23)内设置有两个上下对称的活动板(9)，和驱动所述活动板(9)转动的第二驱动机构，所述供液孔(21)用于与管道相连接，所述缓存腔(22)缓存从管道输入的涂布液，安装腔(23)内设置有两个上下对称的活动板(9)，两个活动板(9)间形成有调速腔(24)，所述调速腔(24)横截面呈喇叭形，其大端与涂布狭缝连通，小端与缓存腔(22)连通。

4.根据权利要求3所述的提高精度挤出涂布腔压稳定机构，其特征在于，所述活动板(9)靠近涂布狭缝的一端与涂布头(2)转动连接，所述活动板(9)靠近所述缓存腔(22)的一端呈弧形，所述安装腔(23)侧壁上形成有与活动板(9)的弧形端部匹配的弧形槽，所述第二驱动机构包括电机和两个第三齿轮，活动板(9)的弧形端部上形成有与第三齿轮啮合的齿槽，所述电机用于驱动所述第三齿轮转动。

5.根据权利要求1所述的提高精度挤出涂布腔压稳定机构，其特征在于，所述厚度检测器(6)包括一个发射器(61)和一个接收器(62)，发射器(61)和接收器(62)分别放置于涂布的两侧，发射器(61)发射特定频率的信号，接收器(62)接收从涂布反射回来的信号；控制系统(8)测量反射回来的信号的强度，并根据涂布的厚度与信号强度之间存在关系，计算涂布的厚度。

6.根据权利要求3所述的提高精度挤出涂布腔压稳定机构，其特征在于，所述厚度检测器(6)还包括传动机构(63)和升降机构(64)，所述传动机构(63)包括分别设置在任一所述导辊(12)转轴两端的两个第一齿轮(631)，和与所述第一齿轮(631)啮合的第二齿轮(632)，所述第一齿轮(631)通过离合器与所述导辊(12)的转轴连接，所述第二齿轮(632)一侧上设有位于非中心点的凸轮(633)，所述升降机构(64)包括滑块(641)，和固定在所述滑块(641)上的滑杆(642)，所述滑块(641)上设有与所述凸轮(633)左右滑动的滑槽，所述发射器(61)和所述接收器(62)分别设置在两个所述滑杆(642)上端；所述升降机构(64)还包括立柱(643)，和设置在所述立柱(643)上的凸块(644)，所述凸块(644)下端设有便于所述升降杆(442)上下滑动的通槽。

7.根据权利要求6所述的提高精度挤出涂布腔压稳定机构，其特征在于，所述离合器(10)包括连接杆(100)、压板(101)、弹簧固定架(102)和驱动件(104)，所述弹簧固定架(102)固定在第一齿轮(631)端面，所述导辊(12)的转轴套接有从动盘(103)，所述从动盘(103)与驱动件(104)连接；所述压板(101)侧端面通过连接杆(100)与从动盘(103)连接，所述压板(101)端面通过膜片弹簧(105)与弹簧固定架(102)连接，所述导辊(12)的转轴连接有位于压板(101)和所述第一齿轮(631)间的摩擦盘(106)；所述第一齿轮(631)通过轴承与导辊(12)的转轴连接，所述导辊(12)的转轴上表面环设有至少两条相互平行的连接槽，所述摩擦盘(106)上设在连接槽内滑动的卡块。

8.一种提高精度的涂布液挤出方法，基于权利要求1-7所述的提高精度挤出涂布腔压稳定机构，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：获取涂布厚度数据和对应的输入特征数据形成数据集，对数据进行预处理，所述预处理包括数据清洗、标准化和归一化；

步骤S2：将数据集划分为训练集和测试集，使用训练集对神经网络模型进行训练，获得预测模型，使用测试集评估模型的性能，计算预测值与实际厚度之间的误差指标，根据评估结果，优化模型性能；

步骤S3：启动涂布机，将涂布液由储料罐输送至涂布头的涂布腔内，在涂布腔内的压力的作用下，涂布液通过出料口挤出并蘸在基材上；

步骤S4：控制系统根据压力传感器的数据来控制涂布阀的输入流量，当检测压力值变化时，根据变化的数值输入预测模型获得调节值，并根据调节值传输调节信号，控制压力调节器减速减少或增加浆料的输入流量，以控制涂布腔内的压力；控制系统同时调节涂布辊的转速，以控制涂布量；

步骤S5：在涂布过程中，通过厚度检测器实时监测涂布厚度，并将结果反馈至预测模型，通过计算预测厚度与实际厚度的差值，对模型进行更新。

9.根据权利要求8所述的提高精度的涂布液挤出方法，其特征在于，在步骤S4中，将所述当前涂布厚度以及所述目标涂布厚度输入预测模型中，得到当前涂布厚度控制量，所述控制模型包括隐含层以及与所述隐含层连接的输出层，所述当前涂布厚度控制量是基于所述隐含层的当前输出与所述输出层上一次输出的涂布厚度控制量确定的；基于所述当前涂布厚度控制量对压力调节器和涂布辊转速进行控制。