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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Walzenpressverfahren und ein Walzenpresssystem.
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HINTERGRUND
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Mit Reduzierung von Größe und Breite elektronischer Ausrüstung, die durch eine Dünntyp-Anzeige und ein Photovoltaik-Stromerzeugungspaneel repräsentiert ist, werden weitere Breitenreduktion bei einem optischen Film, wie etwa einem Polarisationsfilm und einem Filmelement wie etwa einem transparenten konduktiven Film und einem Barrierefilm, die in der elektronischen Ausrüstung verwendet werden, benötigt. Weiter wird die Dickengenauigkeit, die im Filmelement erforderlich ist, verbessert, wenn elektronische Ausrüstung hoch funktional und präzise wird. Diese Filmelemente haben im Allgemeinen eine Mehrschichtstruktur, in welcher eine Mehrzahl von Filmmaterialien laminiert ist. Die Filmelemente werden unter Verwendung einer Walzendruckvorrichtung (Walzenpresse) gebildet, die Material aus einem Walzrohgewebe ausgibt und durch Durchführen von Erhitzen und unter Druck setzen durch zwei erhitzte Walzen laminiert. Weiter wird die Walzendruckvorrichtung (Walzenpresse) allgemein in einem Prozess verbessert, um eine Materialdichte zu verbessern, durch Komprimieren eines beschichteten Materials, um eine hohe Ausgangs-Charakteristik zu erhalten, wie etwa eine positive Elektrodenschicht und eine negative Elektrodenschicht, die in einer Lithium-Ionen-Batterie, einer Elektrodenbaugruppe (MEA) und einer Gasdiffusionsschicht verwendet wird, die in einer Festpolymer-Brennstoffzelle verwendet wird.
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In der Walzendruckvorrichtung werden rechte und linke Schaftenden von Einseitenwalze eines Paars von Walzen, die auf eine gewünschte Temperatur durch ein Heizmittel aufgeheizt werden, durch ein Lager gehalten und wird ein das Lager aufnehmendes Walzenlagergehäuse an einem Hauptrahmen fixiert. Rechte und linke Walzenschaftenden einer Andersseitenwalze werden auch durch ein Lager gehaltert und das Walzenlagergehäuse kann sich auf und ab bewegen, indem es mit einem Aktuator wie etwa einem Luftzylinder, einem Hydraulikzylinder und einem Elektrozylinder verbunden ist. Weiter kann jede Walze in gewünschter Weise durch einen Antriebsmotor rotieren. Wenn eine bewegliche Seitenwalze an einer festen Seitenwalze angedrückt ist, während eine Ausgabe des anhebenden Aktuators justiert wird, wird eine Walze auf die gewünschte Temperatur erhitzt, während eine gewünschte Druckkraft auf einen Mehrschichtfilm aufgebracht wird, der zu laminieren ist, welcher zwischen Walzen fließt, und der Mehrschichtfilm wird erhitzt und laminiert. (Siehe beispielsweise
japanische ungeprüfte Patentanmeldung Nr. 2007-30337 ).
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Als das oben beschriebene Laminierverfahren sind ein Druckkraft-Steuerverfahren und ein Spaltsteuerverfahren bekannt. Das Druckkraft-Steuerverfahren detektiert eine Last durch eine Last durch eine auf rechten und linken Seiten einer beweglichen Seitenwalze bereitgestellte Lastzelle und setzt sie bei einer gewissen Last unter Druck, durch Steuern jeden von rechten und linken Aktuatoren, und es wird ein gleichförmiger Oberflächendruck konstant auf ein Werkstück aufgebracht, wie etwa einen groben Mehrschichtfilm. Das Spaltsteuerverfahren macht eine Filmdicke nach Laminierbehandlung durch Reduzieren eines Spalts zwischen Walzen auf eine gewünschte Distanz ab einer Gesamtdicke eines Werkstücks gleichmäßig (siehe beispielsweise
japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2013-111647 ).
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Beispielsweise in dem Fall, bei dem die Filmdicken-Genauigkeit nach Laminierbehandlung innerhalb von 10 µm fällt, ist es in einem Spaltsteuerverfahren notwendig, dass ein Spalt zwischen den Walzen auf gleich oder kleiner als 10 µm eingestellt wird. Beispiele von Faktoren, welche die Spaltgenauigkeit beeinträchtigen, beinhalten die Walzgenauigkeit (Kreisförmigkeit, Zylindrigkeit und Konzentrizität), Deformation durch thermische Ausdehnung während der Walzenerhitzung, eine Eigengewichtsauslenkung durch eine beidseitige Unterstützung, eine Auslenkung durch eine Reaktionskraft während der Druckbeaufschlagung, Lagerrotations-Genauigkeit, Walzenlagergehäuse-Montagegenauigkeit und einen Spalt und Lockerheit in einer vertikalen Richtung eines Lagers und eines Antriebsmechanismus.
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In einem bekannten Verfahren als ein Verfahren zum gleichförmigen Steuern eines Spalts zwischen Walzen wird die Walze auf eine gewünschte Temperatur erhitzt, wird ein Lager einer ausreichend thermisch expandierten, beweglichen Seitenwalze bei derselben Last wie der Last gedrückt, die in der Laminierbehandlung aufgebracht wird, durch einen hydraulischen Zylinder, und wird ein thermischer Versatz der Walze und ein Deflektionsbetrag durch eine Reaktionskraft während der Druckbeaufschlagungsbehandlung durch Messen einer Rollenoberflächenform während der Bewegung eines Versatzmessers gemessen, der in vertikalen und horizontalen Richtungen der Walze vorgesehen ist. Dann wird ein Verfahren vorgeschlagen, in welchem basierend auf diesem Ablenkbetrag ein Korrekturbetrag der Walze durch einen Rechner bestimmt, und die Walze zwangsweise durch ein Korrekturmittel deformiert wird. (Siehe beispielsweise
japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2014-173996 ).
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ZUSAMMENFASSUNG
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Jedoch wird in der in der
japanischen ungeprüften Patent-Veröffentlichung Nr. 2014-173996 ) beschriebene Korrekturverfahren, eine Walzenform in einem Zustand gemessen, in dem das Wälzen gestoppt ist. Daher, obwohl eine Walzenform an einer gewissen Position gemessen werden kann, ist es schwierig, eine Form der gesamten Walzen-Peripherie zu messen. Die Spaltgenauigkeit wird signifikant durch Faktoren wie etwa die Walzgenauigkeit und Lager-Rotationsgenauigkeit beeinträchtigt. Jedoch kann im in der
japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 2014-173996 beschriebenen Verfahren, wenn eine Walze rotiert, ein Ablenkungsbetrag nicht gemessen und korrigiert werden. Daher ist es schwierig, einen Walzenspalt präzise zu steuern. In dem Fall, bei dem der Walzenspalt nicht präzise gesteuert ist, kann die Gleichförmigkeit der Dicke eines unter Druck gesetzten Werkstücks reduziert sein.
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Daher sind ein Walzenpressverfahren und ein Walzenpresssystem erforderlich, welche einen Spalt über die gesamte Walzen-Peripherie präzise messen können und die Gleichförmigkeit der Dicke des Werkstücks verbessern.
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Um die oben beschriebene Aufgabe zu erzielen, wird in einer Ausführungsform ein Walzenpressverfahren, das eine Walzendruckvorrichtung verwendet, die kontinuierlich ein Werkstück unter Druck setzt, bereitgestellt. Die Walzendruckvorrichtung beinhaltet eine erste Walze und eine zweite Walze, die zueinander weisen, und einen Justiermechanismus, der in der Lage ist, eine Position der ersten Walze auf einer zueinander hinweisenden ("facing") Richtung der ersten Walze und der zweiten Walze zu justieren. Das Walzenpressverfahren umfasst: einen Walzenspaltmessschritt zum Messen einer Walzenspalts zwischen einer äußeren peripheren Oberfläche der ersten Walze und einer äußeren peripheren Oberfläche der zweiten Walze an einer oder mehreren Positionen in einer Breitenrichtung der ersten Walze, während die erste Walze und die zweite Walze rotiert werden, und Speichern des gemessenen Walzenspalts und Rotationswinkeln der ersten Walze und der zweiten Walze in Assoziierung miteinander; und einen Walzenpressschritt zum Justieren, gemäß den Rotationswinkeln, einer Position in der hinweisenden Richtung der ersten Walze durch den Justiermechanismus, so dass der Walzenspalt innerhalb eines vorbestimmten Variationsbereichs in Bezug auf einen Sollwert gehalten wird, und das Werkstück unter Verwendung der ersten Walze, in welcher Positionen in Übereinstimmung mit dem Rotationswinkel und der zweiten Walze justiert werden, unter Druck gesetzt wird.
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Beim Verfahren gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform wird ein Walzenspalt zwischen einer äußeren peripheren Oberfläche der ersten Walze und einer äußeren peripheren Oberfläche der zweiten Walze gemessen, während die erste Walze und die zweite Walze rotieren. Daher kann ein Walzenspalt der gesamten Peripherie, welcher vollständig den Einfluss von Faktoren wie etwa Walzgenauigkeit, Lagerrotationsgenauigkeit und Lagermontage-Genauigkeit reflektiert, und eine walzen-thermische Deformation, die eine Walzenspalt-Genauigkeit in einer tatsächlichen druckbeaufschlagten Behandlung beeinträchtigen kann, genau in einer kurzen Zeit gemessen werden. Dann wird ein Werkstück unter Druck gesetzt, während eine Position in einer hinweisenden Richtung der ersten Walze gemäß einem Rotationswinkel so justiert wird, dass der Walzenspalt innerhalb eines vorgegebenen Variationsbereichs in Bezug auf einen Sollwert fällt. Daher kann die Gleichförmigkeit der Dicke des Werkstücks nach Druckbehandlung verbessert werden.
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In einer Ausführungsform kann in einem Walzenspaltmessschritt ein Walzenspalt an Positionen gemessen werden, die beiden Enden in einer Breitenrichtung eines Werkstücks entsprechen.
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In einem Verfahren gemäß der Ausführungsform wird der Walzenspalt an Positionen entsprechend beider Enden in einer Breitenrichtung des Werkstücks gemessen und daher kann eine Differenz zwischen Walzenspalten an zwei unterschiedlichen Positionen gemessen werden. Dann, basierend auf den gemessenen Walzenspalten in zwei unterschiedlichen Positionen wird eine Position in einer hinweisenden Richtung einer ersten Walze gemäß einem Rotationswinkel justiert. Daher kann Gleichförmigkeit der Dicke des unter Druck gesetzten Werkstücks verbessert werden.
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In einer Ausführungsform ist der Justiermechanismus in der Lage, Positionen eines Endes und eines anderen Endes einer Rotationsachse der ersten Walze längs einer Richtung parallel mit der hinweisenden Richtung individuell zu justieren. Der Walzenspaltmessschritt enthält einen ersten Schritt zum Messen eines Walzenspalts an einer ersten Position in einer Breitenrichtung der ersten Walze und Justieren einer Position des einen Endes, basierend auf dem an der ersten Position gemessenen Walzenspalt, wobei die erste Position näher an einem Ende als am anderen Ende ist, einen zweiten Schritt zum Messen des Walzenspalts an einer zweiten Position in einer Breitenrichtung der ersten Walze nach dem ersten Schritt und Justieren einer Position des anderen Endes, basierend auf dem an der zweiten Position gemessenen Walzenspalt, wobei die zweite Position näher an dem anderen Ende als das eine Ende ist, und einen dritten Schritt zum abwechselnden und wiederholenden Durchführen des ersten Schritts und des zweiten Schritts, so dass die Walzenspalten an der ersten Position und der zweiten Position innerhalb eines vorbestimmten Variationsbereichs in Bezug auf einen Sollwert fallen.
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Im Verfahren gemäß der Ausführungsform, in dem der erste Schritt und der zweite Schritt abwechselnd und wiederholt durchgeführt werden, kann ein Justierbetrag des Justiermechanismus so konvergiert werden, dass Walzenspalten an der ersten Position und der zweiten Position innerhalb eines vorbestimmten Variationsbereichs in Bezug auf einen Sollwert fallen.
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Im Verfahren gemäß der Ausführungsform, durch abwechselndes und wiederholtes Durchführen des ersten Schritts und des zweiten Schritts kann ein Justierbetrag des Justiermechanismus so konvergiert werden, dass Walzenspalten an der ersten Position und der zweiten Position innerhalb eines vorbestimmten Variationsbereichs in Bezug auf einen Sollwert fallen.
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In einer Ausführungsform ist der Justiermechanismus zum individuellen Justieren von Positionen eines Endes und eines anderen Endes einer Rotationsachse der ersten Walze längs einer Richtung parallel zur hinweisenden Richtung in der Lage. Der Walzenspaltmessschritt beinhaltet einen ersten Schritt zum Messen der Walzenspalten an einer ersten Position und einer zweiten Position in einer Breitenrichtung der ersten Walze zur selben Zeit, wobei die erste Position näher an dem einen Ende als am anderen Ende ist, die zweite Position näher am anderen Ende als an einem Ende ist, einen zweiten Schritt zum Justieren einer Position des einen Endes, basierend auf dem Walzenspalt in der ersten Position, und Justieren einer Position des anderen Endes, basierend auf dem Walzenspalt an der zweiten Position, und einen dritten Schritt zum abwechselnden und wiederholten Durchführen des ersten Schritts und des zweiten Schritts so, dass die Walzenspalten an der ersten Position und der zweiten Position innerhalb eines vorbestimmten Variationsbereichs in Bezug auf einen Sollwert fallen.
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Im Verfahren gemäß der Ausführungsform werden die Walzenspalten an der ersten Position und der zweiten Position gleichzeitig gemessen. Daher kann eine Zeit zum Justieren einer Position der ersten Walze abgekürzt werden.
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In einer Ausführungsform wird im Walzenspaltmessschritt der Walzenspalt unter Verwendung einer Walzenspaltmessvorrichtung gemessen. Die Walzenspaltmessvorrichtung beinhaltet einen Lichtprojektionsseiten-Messsensor, der konfiguriert ist, ein Licht in einen Spalt zwischen der ersten Walze und der zweiten Walze zu strahlen, und einen Lichtempfangsseitensensor, der konfiguriert ist, ein Licht, das den Spalt passiert, zu empfangen und eine Breite des empfangenen Lichts zu detektieren, und im Walzenspaltmessschritt wird der Walzenspalt ab der Lichtbreite gemessen, die durch den Lichtempfangsseiten-Messsensor detektiert wird.
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Gemäß der Ausführungsform kann der Walzenspalt kontinuierlich und genau gemessen werden, indem der Walzenspalt aus der Breite des den Spalt zwischen der ersten Walze und der zweiten Walze passierenden Lichts gemessen wird.
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In einer Ausführungsform kann das Walzenpressverfahren weiter einen Dickenmessschritt zum Messen einer Dicke des Werkstücks vor und/oder nach der Druckbehandlung umfassen.
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Gemäß der Ausführungsform kann bestätigt werden, ob die Dicke des Werkstücks die Zieldicke ist, durch Messen der Dicke des Werkstücks vor und/oder nach Druckbehandlung dieses. Weiter kann beispielsweise die gemessene Dicke des Werkstücks zum Walzenspalt rückgekoppelt werden. Daher können die Werkstücle aneinander bondiert werden, kann die Dickenqualität verbessert werden und kann die Walzenspaltgenauigkeit in kZeit justiert werden.
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In einer anderen Ausführungsform wird ein Walzenpresssystem, das eine Walzendruckvorrichtung und eine Walzenspaltmessvorrichtung beinhaltet, bereitgestellt. Die Walzendruckvorrrichtung beinhaltet eine erste Walze und eine zweite Walze, die zueinander weisen., einen Justiermechanismus, der zum Justieren einer Position der ersten Walzen längs der hinweisenden Richtung der ersten Walze und der zweiten Walze in der Lage ist, und eine Steuervorrichtung. Die Walzenspaltmessvorrichtung ist zum Messen eines Walzenspalts zwischen einer äußeren peripheren Oberfläche der ersten Walze und einer äußeren peripheren Oberfläche der zweiten Walze an einer oder mehreren Positionen in einer Breitenrichtung der ersten Walze während der Rotation der ersten Walze und der zweiten Walze in der Lage. Die Steuervorrichtung beinhaltet eine Speichereinheit, die konfiguriert ist, den durch die Walzenspaltmessvorrichtung gemessenen Walzenspalt und Rotationswinkel der ersten Walze und der zweiten Walze in Assoziierung miteinander zu speichern, und eine Positionssteuereinheit, die konfiguriert ist, gemäß dem Rotationswinkel, eine Position in der hinweisenden Richtung der ersten Walze durch den Justiermechanismus so zu justieren, dass der Walzenspalt innerhalb der vorbestimmten Variationsbereich in Bezug auf einen Zielwert fällt.
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Im Walzenpresssystem gemäß der Ausführungsform kann, wie bei dem oben beschriebenen Walzenpressverfahren, eine Gleichförmigkeit der Dicke des Werkstücks nach der Druckbehandlung verbessert werden.
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In einer Ausführungsform kann ein Justiermechanismus einen elektrisch betriebenen Servoaktuator verwenden.
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Wie in der Ausführungsform kann unter Verwendung des elektrisch betriebenen Servoaktuators eine Position und eine Stellung einer ersten Walze präzise gesteuert werden.
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In einer Ausführungsform ist der Justiermechanismus zum individuellen Justieren von Positionen eines Endes und eines anderen Endes einer Rotationsachse der ersten Walze längs einer Richtung parallel zur hinweisenden Richtung fähig.
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In der Ausführungsform können Positionen des einen Endes und des anderen Endes der Rotationsachse der ersten Walze individuell justiert werden. Daher können einen Position und eine Stellung der ersten Walze in der hinweisenden Richtung (Neigung in einer Breitenrichtung der ersten Walze) justiert werden.
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In einer Ausführungsform führt die Steuervorrichtung eine erste Steuerung zum Steuern des Justiermechanismus durch, der so gesteuert wird, dass eine Position des einen Endes basierend auf dem Walzenspalt an einer ersten Position in einer Breitenrichtung der ersten Walze, der durch die Walzenspaltmessvorrichtung gemessen wird, justiert wird, wobei die erste Position näher an dem einen Ende als an dem anderen Ende ist; eine zweite Steuerung zum Steuern des Justiermechanismus so gesteuert wird, dass eine Position des anderen Endes justiert wird, basierend auf dem Walzenspalt an einer zweiten Position in einer Breitenrichtung der ersten Walze, die durch die Walzenspaltmessvorrichtung gemessen wird, wobei die zweite Position näher am anderen Ende als am einen Ende ist; und eine dritte Steuerung zum Durchführen der ersten Steuerung und der zweiten Steuerung abwechselnd und wiederholt, so dass die Walzenspalten an der ersten Position und der zweiten Position innerhalb eines vorbestimmten Variationsbereichs in Bezug auf einen Zielwert fallen.
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In der Ausführungsform, indem die erste Steuerung und die zweite Steuerung abwechselnd und wiederholt durchgeführt werden, kann ein Justierbetrag des Justiermechanismus so konvergiert werden, dass Walzenspalten an der ersten Position und der zweiten Position innerhalb eines vorbestimmten Variationsbereichs in Bezug auf einen Sollwert fallen.
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In einer Ausführungsform führt die Steuervorrichtung eine erste Steuerung zum Empfangen der Walzenspalten an der ersten Position und der zweiten Position in einer Breitenrichtung der ersten Walze, welche durch die Walzenspaltmessvorrichtung gleichzeitig aus der Walzenspaltmessvorrichtung gemessen wird, wobei die erste Position näher an dem einen Ende als am anderen Ende ist, die zweite Position näher am anderen Ende als am einen Ende ist; eine zweite Steuerung zum Steuern des Justiermechanismus derart, dass eine Position des einen Endes justiert ist, basierend auf dem Walzenspalt an der ersten Position, und eine Position des anderen Endes basierend auf dem Walzenspalt an der zweiten Position justiert ist; und eine dritte Steuerung zum Durchführen der ersten Steuerung und der zweiten Steuerung abwechselnd und wiederholt so, dass die Walzenspalten an der ersten Position und der zweiten Position innerhalb eines vorbestimmten Variationsbereichs in Bezug auf einen Sollwert fallen.
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In der Ausführungsform werden die Walzenspalten an der ersten Position und der zweiten Position gleichzeitig gemessen. Daher kann eine Zeit zum Justieren einer Position der ersten Walze abgekürzt werden.
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In einer Ausführungsform können eine erste Walze und eine zweite Walze rotational durch einen Servomotor angetrieben werden.
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Wie in der Ausführungsform, wenn die erste Walze und die zweite Walze rotational durch den Servomotor angetrieben werden, kann ein Rotationswinkel jeder Walze mit einem Walzenspalt gemessen werden. Daher kann eine Beziehung zwischen einem Walzenspalt und ein Rotationswinkel genau gemessen werden.
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In einer Ausführungsform kann weiter eine Dickenmessvorrichtung, welche die Dicke eines Werkstücks vor und/oder nach Druckbehandlung misst, enthalten sein.
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Gemäß der Ausführungsform kann durch Messen der Dicke des Werkstücks vor und/oder nach der Druckbehandlung bestätigt werden, dass die Dicke des Werkstücks zu einer Zieldicke wird. Weiter kann beispielsweise die Dicke des gemessenen Werkstücks zu einem Walzenspalt rückgeführt werden. Daher können die Werkstücke zusammen bondiert werden, kann die Dickenqualität verbessert werden und kann die Walzenspalt-Genauigkeit in einer kurzen Zeit justiert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform und verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Gleichförmigkeit der Dicke eines behandelten Werkstücks verbessert werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Aufsicht, welche schematisch ein Walzenpresssystem gemäß einer Ausführungsform illustriert;
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2 ist eine Seitenoberflächenansicht des Walzenpresssystems;
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3 ist eine Ansicht, welche schematisch eine Konfiguration einer Walzenspaltmessvorrichtung illustriert;
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4 ist ein Flussdiagramm, das ein Walzenpressverfahren gemäß einer Ausführungsform illustriert.
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5 ist eine Ansicht, die Positionen zum Messen eines Walzenspalts durch die Walzenspaltmessvorrichtung beschreibt.
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6 ist Tabellen, die eine Beziehung zwischen gemessenen Walzenspalten und Rotationswinkeln angeben; 6(A) ist eine Tabelle, welche eine Beziehung zwischen einem Rotationswinkel einer oberen Walze und einer Position eines unteren Endes einer peripheren Oberfläche der oberen Walze illustriert; 6(B) ist eine Tabelle, welche eine Beziehung zwischen einem Rotationswinkel einer unteren Walze und einer Position eines oberen Endes einer peripheren Oberfläche der unteren Walze illustriert; 6(C) ist eine Tabelle, die eine Beziehung zwischen einem Rotationswinkel jeder Walze und einem Walzenspalt illustriert;
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7(A) ist eine Tabelle, die Deflektionsdaten einer oberen Walze, nachdem eine Position und eine Stellung der oberen Walze justiert sind, angibt; 7(B) ist eine Tabelle, welche Deflektionsdaten einer unteren Walze angibt, nachdem eine Position und eine Stellung der oberen Walze justiert sind; 7(C) ist eine Tabelle, die einen Walzenspalt angibt, nachdem eine Position und eine Stellung der oberen Walze justiert sind; und
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8 ist eine Seitenoberflächenansicht, die ein Walzenpresssystem gemäß der anderen Ausführungsform illustriert.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Nachfolgend wird ein Walzenpresssystem gemäß einer hierin beschriebenen Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Wie in 1 bis 3 illustriert, beinhaltet ein Walzenpresssystem S eine Walzendruckvorrichtung 100 und eine Walzenspaltmessvorrichtung 200. In 1 beinhaltet das Walzenpresssystem S zwei Walzenspaltmessvorrichtungen 200. Jedoch kann das Walzenpresssystem S eine Walzenspaltmessvorrichtung enthalten.
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Die Walzendruckvorrichtung 100 beinhaltet einer obere Walze (erste Walze) 1, und eine untere Walze (zweite Walze), die ein Paar von Druckwalzen sind, um ein Werkstück unter Druck zu setzen. Die obere Walze 1 und die untere Walze 2 sind so angeordnet, dass sie zueinander weisen, mit einem Spalt. Die obere Walze 1 und die untere Walze 2 sind zwischen einem oberen Rahmen 10 und einem unteren Rahmen 11 angeordnet, die über längs und quer angeordnete vier Spurstangen 12 verbunden sind.
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Die obere Walze 1 und die untere Walze 2 werden in Säulenform ausgebildet und eine obere Walzenwelle 1a und eine untere Walzenwelle 2a sind an jedem von beiden Enden einer Rotationsachse gebildet.
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Die obere Walze 1 und die untere Walze 2 sind in einer vertikalen Richtung so angeordnet, dass die obere Walzenwelle 1a und die untere Walzenwelle 2a im Wesentlichen parallel zueinander sind. Ein Spalt, der einen vorbestimmten Walzenspalt G beinhaltet, ist zwischen einer äußeren peripheren Oberfläche der oberen Walze 1 und einer äußeren peripheren Oberfläche der unteren Walze 2 gebildet. Druckbehandlung wird an einem Werkstück durchgeführt, wenn das Werkstück den Spalt passiert.
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In der Ausführungsform beinhalten die obere Walze 1 und die untere Walze 2 ein bekanntes Walzenheizmittel (nicht illustriert), wie etwa ein Zirkulationsmechanismus eines elektrischen Heizers und eines Hochtemperatur-Flüssigmediums. Als Ergebnis kann die Druckbehandlung durchgeführt werden, während das Werkstück erhitzt wird.
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Die obere Walzenwelle 1a der oberen Walze 1 kann durch ein Paar von oberen Walzenlagergehäusen 3 gehalten werden, die an einer äußeren Seite in einer Breitenrichtung der oberen Walze 1 vorgesehen sind. Ein Lager ist in das obere Walzenlagergehäuse 3 inkorporiert und unterstützt drehbar beide Enden der oberen Walzenwelle 1a. Ein Paar von oberen Walzenlagergehäusen 3 kann ein erstes oberes Walzenlagergehäuse 3a und ein zweites oberes Walzenlagergehäuse 3b beinhalten. Das erste obere Walzenlagergehäuse hält ein Ende E1 (siehe 5) von den beiden Enden der oberen Walzenwelle 1a. Das zweite obere Walzenlagergehäuse hält ein anderes Ende E2 von den beiden Enden der oberen Walzenwelle 1a.
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Die untere Walzenwelle 2a der unteren Walze 2 kann durch ein Paar von unteren Walzenlagergehäusen 4, die auf einer äußeren Seite in einer Breitenrichtung der unteren Walze 2 vorgesehen sind, gehalten werden. Es ist ein Lager in die unteren Walzenlagergehäuse 4 inkorporiert und unterstützt drehbar die untere Walzenwelle 2a.
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Ein Rotationsservomotor 8 zum rotationalen Antrieb der oberen Walze 1 und der unteren Walze 2 ist mit jedem der oberen Walzenwelle 1a der oberen Walze 1 und der unteren Walzenwelle 2a der unteren Walze 2 verbunden.
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Jedes der oberen Walzenlagergehäuse 3 ist mit einem Paar von elektrisch betriebenen Servo-Aktuatoren 5 über ein Paar von oberen beweglichen Rahmen 6 verbunden, in welchen Kugelgewinde (nicht illustriert) inkorporiert sind. Der elektrisch betriebene Servo-Aktuator 5 ist an einem oberen Bereich des oberen Rahmens 10 angeordnet. Ein Paar der elektrisch betriebenen Servo-Aktuatoren 5 können einen ersten elektrisch betriebenen Servo-Aktuator 5a und einen zweiten elektrisch betriebenen Servo-Aktuator 5b enthalten.
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Der elektrisch betriebene Servo-Aktuator 5 kann eine Position eines Paars der oberen Walzenlagergehäuse 3 unabhängig auf rechten und linken Seiten in Übereinstimmung mit einem Steuerbefehl aus einer Steuervorrichtung 14, die später zu beschreiben ist, steuern.
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Das obere Walzenlagergehäuse 3 kann sich vertikal längs der Spurstangen 12 über den oberen beweglichen Rahmen 6 bewegen.
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Das obere Walzenlagergehäuse 3 bringt eine Last auf die obere Walze 1 auf, erzeugt eine Drucklast in Bezug auf ein Werkstück (riemenartiges Material) zwischen der oberen Walze 1 und der unteren Walze 2 und steuert eine Position und eine Stellung der oberen Walze 1. Folglich kann das obere Walzenlagergehäuse 3 einen Walzenspalt G justieren. Mit anderen Worten bilden der elektrisch betriebene Servo-Aktuator 5 und der obere bewegliche Rahmen 6 einen Justiermechanismus, welcher eine vertikale Position eines Paars der oberen Walzenlagergehäuse 3 während der Rotation der oberen Walze 1 unabhängig justiert. Spezifisch sendet der erste elektrisch betriebene Servo-Aktuator 5a an das erste obere Walzenlagergehäuse 3a eine Antriebskraft, welche das erste obere Walzenlagergehäuse 3a über den beweglichen Rahmen 6 vertikal bewegt. Weiter sendet der zweite elektrisch betriebene Servo-Aktuator 5b an das zweite obere Walzenlagergehäuse 3b eine Antriebskraft, welche das zweite obere Walzenlagergehäuse 3b über den oberen beweglichen Rahmen 6 bewegt. Wie oben beschrieben, indem vertikale Positionen des ersten oberen Walzenlagergehäuses 3a und des zweiten oberen Walzenlagergehäuses 3b justiert werden, werden vertikale Positionen des einen Endes E1 und des anderen Endes E2 der oberen Walzenwelle 1a justiert. Der elektrisch betriebene Servo-Aktuator 5 kann die Position der oberen Walze 1 längs einer hinweisenden Richtung der oberen Walze 1 und der unteren Walze 2 durch Justieren von Vertikalpositionen des einen Endes E1 und des anderen Endes E2 der oberen Walzenwelle 1a justieren.
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Im unteren Walzenlagergehäuse 4 kann eine Position durch vertikales Bewegen des unteren Walzenlagergehäuses 4 längs der Zugstange 12 über einen unteren beweglichen Rahmen 13 bestimmt werden.
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In der Ausführungsform ist eine Lastzelle 7 vorgesehen, welche eine Reaktionskraft bei der Druckbehandlung von einer Walze zu einem unteren beweglichen Rahmen 13 detektiert.
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Der obere bewegliche Rahmen 6 beinhaltet ein bekanntes Mittel 9 zum Aufheben von Eigengewichtsabfall von oberer Walze einschließlich eines Mechanismus zum Energetisieren eines Lagers und eines Gleitlagers aufwärts, um zu verhindern, dass der Walzenspalt G expandiert, da die obere Walze 1 durch eine Reaktionskraft durch Walzendrücken angehoben wird.
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Das Walzenpresssystem S beinhaltet weiter eine Steuervorrichtung 14. Die Steuervorrichtung 14 ist ein Computer, der einen Prozessor, eine Speichereinheit, und eine Eingabevorrichtung und eine Anzeigevorrichtung beinhaltet, und jede Einheit des Walzenpresssystems S steuert. Diese Steuervorrichtung 14 steuert jede Einheit der Walzendruckvorrichtung 100 und der Walzenspaltmessvorrichtung 200 gemäß einer in der Speichereinheit für die Druckbehandlung des Arbeitsstücks gespeicherten Betriebsbedingung.
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Die Steuervorrichtung 14 beinhaltet eine Rechen/Speichereinheit 14a und eine Positionssteuereinheit 14b. Die Rechen/Speichereinheit 14a berechnet einen Walzenspalt G, basierend auf aus der Walzenspaltmessvorrichtung 200 gesendeten Daten, die später beschrieben werden, und der berechnete Walzenspalt G und die Rotationswinkel der oberen Walze 1 und der unteren Walze 2 werden in Assoziierung miteinander gespeichert. Die Positionssteuereinheit 14b justiert Positionen eines Paars der oberen Walzenlagergehäuse 3 durch Steuern eines Justiermechanismus in Übereinstimmung mit einer Betriebsbedingung, welche basierend auf der Beziehung zwischen dem Walzenspalt G und den Rotationswinkeln, die in der Rechen/Speichereinheit 14a gespeichert sind, gesteuert werden.
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Das Walzenpresssystem S beinhaltet weiter die Walzenspaltmessvorrichtung 200. Die Walzenspaltmessvorrichtung 200 detektiert den Walzenspalt G zwischen einer äußeren peripheren Oberfläche der oberen Walze 1 und einer äußeren peripheren Oberfläche der oberen Walze 1 und einer äußeren peripheren Oberfläche der unteren Walze 2. Die Walzenspaltmessvorrichtung 200 misst beispielsweise Versatzbeträge an einem unteren Ende der peripheren Oberfläche der oberen Walze 1 und an einem oberen Ende einer peripheren Oberfläche der unteren Walze 2, wenn die obere Walze 1 und die untere Walze 2 rotieren, und detektiert den Walzenspalt G aus den gemessenen Versatzbeträgen. Die Walzenspaltmessvorrichtung 200 beinhaltet einen Licht-Projektionsseiten-Messsensor 20, einen Lichtempfangsseiten-Messsensor 21 und einen Verstärker 22.
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Ein Beispiel der Walzenspaltmessvorrichtung 200 wird Bezug nehmend auf 3 beschrieben. Wie in 3 angegeben, sind der Projektionsseiten-Messsensor 20 und der Lichtempfangsseiten-Messsensor 21 an einer stromaufwärtigen Seite und einer stromabwärtigen Seite einer Förderrichtung eines Werkstücks angeordnet, um so über einen Spalt hinweg, der zwischen der oberen Walze 1 und der unteren Walze 2 ausgebildet ist, zueinander hinzuweisen. Der Licht-Projektionsseiten-Messsensor 20 emittiert als eine Messlichtquelle ein Laserlicht oder ein LED-Licht mit einer Breite von ungefähr 0,1 bis ungefähr 0,5 mm zum Lichtempfangsseiten-Messsensor 21. In der aus dem Projektionsseiten-Messsensor 20 abgestrahlten Messlichtquelle werden die obere Walze 1 und die untere Walze 2 zu einem Lichtabschirmkörper und passiert ein, einem Raum zwischen den Walzen entsprechendes Licht passiert hindurch, und das Licht wird durch den Lichtempfangsseiten-Messsensor 21 aufgenommen. Hier wird ein oberes des passierenden riemenartigen Lichts an einem unteren Ende der peripheren Oberfläche der oberen Walze 1 positioniert und ein Boden, falls das Licht einer oberen Endposition der peripheren Oberfläche der unteren Walze entspricht. Der Lichtempfangsseiten-Messsensor 21 ist ein Messsensor, der zwei Positionsdaten auf Submikron-Niveau messen und die gemessenen Daten an die Steuervorrichtung 14 über den Verstärker 22 senden kann. Durch Ausbilden der Walzenspaltmessvorrichtung 200 wie oben beschrieben kann der Walzenspalt G kontinuierlich ab den gemessenen Positionen eines unteren Endes einer peripheren Oberfläche der oberen Walze 1 und eines oberen Endes einer peripheren Oberfläche der unteren Walze 2 gleichzeitig gemessen werden. In dem Fall, bei dem der Verstärker 22 eine Rechenfunktion beinhaltet, kann der Walzenspalt G, welcher durch den Verstärker 22 berechnet ist, an die Steuervorrichtung 14 gesendet werden.
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Nachfolgend wird ein Walzenpressverfahren gemäß einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. Jeder Prozess in dem in 4 angegebenen Walzenpressverfahren wird durchgeführt, indem der elektrisch betriebene Servo-Aktuator 5, der Rotationsservomotor 8 und die Walzenspaltmessvorrichtung 200 durch die Steuervorrichtung 14 gesteuert wird.
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Wie in 4 angegeben, wird zuerst in Schritt S1, so dass ein Werkstück eine vorbestimmte Dicke nach der Druckbehandlung hat, einen Eindrückbetrag der oberen Walze 1, eine Walzenheiztemperatur und eine Beförderungsgeschwindigkeit des Werkstücks bestimmt. Ein anfänglicher Spalteinstellwert wird aus einer Referenzdicke des Werkstücks in Bezug auf den Eindrückbetrag der oberen Walze 1 berechnet.
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Im nachfolgenden Schritt S2 werden durch das Heizmittel (nicht illustriert) die obere Walze 1 und die untere Walze 2 auf eine gewünschte Temperatur erhitzt und in einem Zustand, in welchem thermische Expansion der oberen Walze 1 und der unteren Walze 2 stabil ist, wird ein Walzenspalt G in einem zwischen einer peripheren Oberfläche der oberen Walze 1 und einer peripheren Oberfläche der unteren Walze 2 ausgebildeter Spalt auf einen Anfangsspalt-Einstellwert justiert. Dieser Zustand wird auf einen Referenzzustand eingestellt und ein Rotationswinkel wird auf 0 Grad eingestellt.
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Der nachfolgende Schritt S3 ist ein Walzenspalt-Messprozess zum Messen des Walzenspalts G. Im Schritt S3 wird der Rotationsservomotor 8 durch die Steuervorrichtung 14 gesteuert, und werden die obere Walze 1 und die untere Walze 2 rotational bei derselben Rotationsgeschwindigkeit angetrieben. Dann, in einem Zustand, in welchem die obere Walze 1 und die untere Walze 2 rotieren, werden ein Versatz eines unteren Endes einer peripheren Oberfläche der oberen Walze 1 und ein Versatz eines oberen Endes der peripheren Oberfläche der unteren Walze 2 durch die Walzenspaltmessvorrichtung 200 gemessen. Die gemessenen Versatzdaten werden an die Rechen/Speichereinheit 14a der Steuervorrichtung 14 gesendet und der Walzenspalt G wird in der Rechen/Speichereinheit 14a berechnet und der Walzenspalt G wird in Assoziierung mit Rotationswinkeln der oberen Walze 1 und der unteren Walze 2 gespeichert. Hier werden Messintervalle von Daten des Walzenspalts G wünschenswerter Weise unter Berücksichtigung einer Rotationsgeschwindigkeit eingestellt und werden zumindest die Daten pro Rotationswinkel von 1° erfasst. Hier werden die obere Walze 1 und die untere Walze 2 durch einen Servomotor angetrieben. Daher kann der Rotationswinkel mit dem Walzenspalt G gemessen werden und kann eine Relation zwischen dem Walzenspalt G und dem Rotationswinkel genau gemessen werden.
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5 gibt schematisch ein Beispiel eines Verfahrens zum Messen eines Versatzes gemäß Rotationswinkeln eines unteren Endes einer peripheren Oberfläche der oberen Walze 1 und eines oberen Endes einer peripheren Oberfläche der unteren Walze 2 und Messen des Walzenspalts G an. Wie in 5 illustriert, sind der Projektionsseiten-Messsensor 20 und der Lichtempfangsseiten-Messsensor 21 der Walzenspaltmessvorrichtung 200 so angeordnet, dass sie die Walzenspalten G an einer Position A (erste Position) und einer Position B (zweite Position) messen, die beide Enden des Werkstücks entsprechen. Diese Position A ist näher am einen Ende E1 als am anderen Ende E2 der oberen Walzenwelle 1a. Diese Position B ist näher am anderen Ende E2 als dem einen Ende E1 der oberen Walzenwelle 1a. Wie oben beschrieben, indem die Walzenspalten G an den Positionen A und B gemessen werden, kann eine Zieldicke eines Werkstücks nach Druckbehandlung an einer Druckposition des Werkstücks reflektiert werden. Daher kann die Messgenauigkeit verbessert werden.
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6 gibt ein Beispiel (die Position A) einer Relation zwischen dem Walzenspalt G und den in Schritt S3 gemessenen Rotationswinkeln. 6(A) gibt eine Relation (nachfolgend obere Walzen-Deflektionsdaten) zwischen einem Rotationswinkel der oberen Walze 1 und einer Position eines unteren Endes einer peripheren Oberfläche der oberen Walze 1 an. 6(B) gibt eine Relation (nachfolgend untere Walzen-Deflektionsdaten genannt) zwischen einem Rotationswinkel der unteren Walze 2 und einer Position eines oberen Endes der peripheren Oberfläche der unteren Walze 2 an. 6(C) gibt eine Relation zwischen einem Rotationswinkel jeder Walze und dem Walzenspalt G an. Der Walzenspalt G wird als ein Wert berechnet, der durch Subtrahieren eines Versatzes eines unteren Endes einer peripheren Oberfläche der oberen Walze 1 von einem Versatz eines oberen Endes einer peripheren Oberfläche der unteren Walze 2 ermittelt wird. Hier gibt "Position" auf vertikalen Achsen von 6(A) und 6(B) eine Distanz zwischen einem Referenzpunkt, der in der Walzenspaltmessvorrichtung 200 eingestellt ist, an. Weiter sind die oberen Walzen-Deflektionsdaten, die unteren Walzen-Deflektionsdaten und der Walzenspalt G Daten von drei Walzenrotationen (bei 0° und 1080°).
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Messbedingungen im in 6 angegebenen Messbeispiel werden unten beschrieben.
- • Walzendurchmesser: 150 mm
- • Walzenbreite: 180 mm
- • Messposition: 15 mm ab Walzenende
- • Walzen-Rotationsgeschwindigkeit: 2,67 rpm
- • Datenerfassungsintervall: pro 1°
- • Zielwalzenspalt: 554 µm
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Die oberen Walzendeflektionsdaten und die unteren Walzendeflektionsdaten ändern sich in Übereinstimmung mit Rotationswinkeln und dieselbe Wellenform wird für einen Rotationszyklus (360° Zyklus) wiederholt. Ein Sollwert des Walzenspalts G beträgt 554 µm. Jedoch fluktuiert der Walzenspalt G zwischen 547 und 562 µm, einschließlich des Sollwerts. Daher wird der Variationsbereich, der die Spaltgenauigkeit angibt, 15 µm, was ein großer Wert ist. Im Schritt S3 wird eine ähnliche Messung an der Position B durchgeführt.
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Im nachfolgenden Schritt S4 werden Positionen des einen Endes E1 und des anderen Endes E2 der oberen Walzenwelle 1a individuell aus dem Walzenspalt G anhand der im Schritt S3 gemessenen Rotationswinkel justiert und wird ein Korrekturwert zum Steuern einer Position und einer Stellung der oberen Walze 1 anhand eines Rotationswinkels berechnet. Spezifisch werden in Schritt S4 zwei Korrekturwerte berechnet, die einen Korrekturwert zur Steuerung einer Position des ersten oberen Walzenlagergehäuses 3a und ein Korrekturwert zur Steuerung einer Position des zweiten oberen Walzenlagergehäuses 3b enthalten.
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Diese Korrekturwerte werden so berechnet, dass der Walzenspalt G innerhalb eines vorbestimmten Variationsbereichs in Bezug auf einen Sollwert fällt. Beispielsweise werden diese Korrekturwerte berechnet, indem durch die Positionssteuereinheit 14b der Steuervorrichtung 14 eine Position des oberen Walzenlagergehäuses 3 gemäß einem Rotationswinkel in einer Rotation des oberen Walze 1 so justiert wird, dass eine Differenz zwischen Fluktuationswerten der oberen Walzendeflektionsdaten und der unteren Walzendeflektionsdaten reduziert wird. Hier wird ein Korrekturwert basierend auf dem Walzenspalt G berechnet, in welchem ein Distanz-Koeffizient gemessen wird. Der Distanz-Koeffizient wird unter Berücksichtigung einer geometrischen Beziehung von solchen Messdaten an den Positionen A und B, einer Distanz ab den Positionen A und B zum oberen Walzenlagergehäuse 3 und einem Walzendurchmesser eingestellt. Hier ist ein Intervall zur Berechnung eines Korrekturwerts vorzugsweise zumindest gleich oder größer als 360 Punkte pro 1°. Ein detailliertes Rechenmodell eines Korrekturwerts im Schritt S4 wird später beschrieben.
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Im nachfolgenden Schritt S5, basierend auf einem in Schritt S4 ermittelten Korrekturwert, wird der elektrisch betriebene Servo-Aktuator 5 angetrieben, um Positionen eines Paars der oberen Walzenlagergehäuse 3 individuell zu steuern, und der Walzenspalt G wird gemessen, während eine Position und eine Stellung einer oberen Walze 1 anhand eines Rotationswinkels gesteuert wird.
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7 gibt obere Walzendeflektionsdaten (7(A)), untere Walzendeflektionsdaten (7(B)) und den Walzenspalt G (7(C)) an, wenn eine Position und eine Stellung der oberen Walze 1 korrigiert werden, und die Daten und der Walzenspalt G werden an denselben Positionen wie in 6 gemessen.
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Die oberen Walzendeflektionsdaten folgen den unteren Walzendeflektionsdaten gemäß einem Rotationswinkel. Wie in 7(C)) angegeben, beträgt ein Sollwert 554 µm und fluktuiert der Walzenspalt G zwischen 553 und 555 µm, was den Sollwert einschließt. Daher ist ein Variationsbereich 2 µm, was ein signifikant kleiner ist. Aus dem Ergebnis wird bestätigt, dass die Spaltgenauigkeit des Walzenspalts G signifikant verbessert wird, durch Justieren einer Position des oberen Walzenlagergehäuses 3.
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4 wird wieder beschrieben. In dem nachfolgenden Schritt S6 wird festgestellt, ob die Spaltgenauigkeit gleich oder kleiner einem gewünschten Wert ist. Wenn die Spaltgenauigkeit gleich oder kleiner dem gewünschten Wert ist (Schritt S6: JA), wird Schritt S7 durchgeführt. Wenn die Spaltgenauigkeit höher als der gewünschte Wert ist (Schritt S5: NEIN) wird Schritt S4 durchgeführt und werden die Schritte S4 und S5 wiederholt durchgeführt, so dass die Spaltgenauigkeit gleich oder kleiner als der gewünschte Wert wird. Die Spaltgenauigkeit kann durch Spaltgenauigkeit eines Walzenzentralbereichs zusätzlich zu den Positionen A und B bestimmt werden.
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Im nachfolgenden Schritt S7 wird eine Betriebsbedingung eingestellt, basierend auf einem Korrekturwert. Die Betriebsbedingung beinhaltet einen Steuerbetrag gemäß Rotationswinkeln des ersten elektrisch betriebenen Servo-Aktuators 5a und des zweiten elektrisch betriebenen Servo-Aktuators 5b, um die Position nach Justieren von Vertikalpositionen des einen Endes E1 und des anderen Endes E2 einzustellen.
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Die oben beschriebenen Schritte S4 bis S7 entsprechen einem Walzenspalt-Korrekturschritt, in welchem die Betriebsbedingung zur Steuerung derart, dass der Walzenspalt G innerhalb eines vorbestimmten Variationsbereichs in Bezug auf einen Sollwert fällt.
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Hier kann der Korrekturwert in Schritt S4 in den nachfolgenden Prozeduren eingestellt werden. Zuerst wird der Walzenspalt G an der Position A gemessen und wird eine Position des ersten oberen Walzenlagergehäuses 3a näher an der Position A justiert, basierend auf dem gemessenen Walzenspalt G (der erste Schritt und die erste Steuerung).
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Als Ergebnis wird eine Position in einer Vertikalrichtung des einen Endes E1 der oberen Walzenwelle 1a basierend auf einem Walzenspalt an der Position A justiert. Als Nächstes wird ein Walzenspalt an der Position B gemessen und wird eine Position des zweiten oberen Walzenlagergehäuses 3b näher an der Position B basierend auf dem gemessenen Walzenspalt G justiert (der zweite Schritt und die zweite Steuerung). Als Ergebnis wird eine vertikale Richtung des anderen Endes E2 der oberen Walzenwelle 1a justiert, basierend auf dem Walzenspalt G an der Position B. Als Nächstes werden die Schritte wiederholt durchgeführt, um so eine Betriebsbedingung zum Ermitteln eines gewünschten Walzenspalts zu erhalten. Das heißt, dass die Schritte wiederholt so durchgeführt werden, dass die Walzenspalten G, die an den Positionen A und B gemessen sind, innerhalb eines vorbestimmten Variationsbereichs in Bezug auf einen Sollwert fallen (der dritte Schritt und die dritte Steuerung). Als Ergebnis kann ein zufriedenstellender Korrekturwert und Betriebsbedingung ermittelt werden. Diese Schritte können durchgeführt werden, indem ein Justiermechanismus durch die Steuervorrichtung 14 gesteuert wird.
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Wenn zwei Paare von Licht-Projektionsseiten-Messsensoren 20 und Licht-Empfangsseiten-Messsensoren 21 enthalten sind, kann der Korrekturwert im Schritt S4 in den nachfolgenden Prozeduren bestimmt werden. Zuerst werden die Walzenspalten G an den Positionen A und B gleichzeitig gemessen (der erste Schritt und die erste Steuerung). Dann wird eine Position des ersten oberen Walzenlagergehäuses 3a justiert, basierend auf dem an der Position A gemessenen Walzenspalt G. Weiter wird das zweite obere Walzenlagergehäuse 3b nahe an der Position B, basierend auf dem Walzenspalt G, gemessen an der Position B, justiert (der zweite Schritt und die zweite Steuerung). Als Ergebnis wird jede vertikale Position des einen Endes E1 und des anderen Endes E2 des oberen Walzenschafts 1a basierend auf Walzenspalten an die Position A und B justiert. Dann werden die Walzenspalten G wieder an den Positionen A und B gemessen. Diese Schritte werden wiederholt durchgeführt, um so eine Betriebsbedingung zum Ermitteln eines gewünschten Walzenspalts zu ermitteln und so, dass die an den Positionen A und B gemessenen Walzenspalten G innerhalb eines vorbestimmten Variationsbereichs in Bezug auf einen Sollwert fallen (der dritte Schritt und die dritte Steuerung). Als Ergebnis kann ein zufriedenstellender Korrekturwert und Betriebsbedingung erhalten werden. Auf diese Weise werden die Walzenspalten an den Positionen A und B gleichzeitig gemessen und daher kann eine Zeit zum Bestimmen eines Korrekturwertes abgekürzt werden.
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Im nachfolgenden Schritt S8, basierend auf den Betriebsbedingungen, die im Schritt S7 eingestellt werden, werden Positionen eines Paars der oberen Walzenlagergehäuse 3 individuell justiert und wird eine Druckbehandlung an einem Werkstück durchgeführt, indem die obere Walze 1 und die untere Walze 2 verwendet werden, an welchen Positionen und Stellungen in Übereinstimmung mit Rotationswinkeln justiert werden.
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In den oben beschriebenen Schritten ist der Korrekturwert, der den Einschluss von Faktoren wie etwa Rollgenauigkeit, Lagerrotations-Genauigkeit, Lager-Montagegenauigkeit und eine Walzen-Thermodeformation voll reflektiert, welche die Walzenspalt-Genauigkeit in einer tatsächlichen Druckbehandlung beeinträchtigt, mit Genauigkeit und in kurzer Zeit über die gesamte Walzen-Peripherie erforderlich und kann eine Betriebsbedingung eingestellt werden, basierend auf dem Korrekturwert. Daher kann die Dicke eines unter Druck gesetzten Werkstücks gleichförmig gemacht werden.
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(Variationen)
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Walzenpressverfahren und Walzenpresssysteme gemäß verschiedenen Ausführungsformen sind oben beschrieben worden. Jedoch können die Ausführungsformen verschiedentlich variiert werden, innerhalb eines Bereichs, der den Geist der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt, ohne durch die oben beschriebenen Ausführungsformen bestätigt zu sein. Beispielsweise kann in einer Ausführungsform eine Walzenspaltmessvorrichtung 200 die Walzenspalten G an mehreren Positionen messen. Weiter kann die Walzenspaltmessvorrichtung 200 vorbereitet werden, in welcher zwei Paare von Licht-Projektionsseiten-Messsensoren 20 und Licht-Empfangsseiten-Messsensoren 21 enthalten sind und Walzenspalten an zwei Positionen gleichzeitig messen. Weiter kann eine Mehrzahl der Walzenspaltmessvorrichtungen 200 vorbereitet sein. Weiterhin kann die Walzenspaltmessvorrichtung 200 in einer Walzendruckvorrichtung 100 angeordnet sein und kann nur angeordnet sein, wenn der Walzenspalt G gemessen wird.
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In den Ausführungsformen wird ein optischer Sensor als die Walzenspaltmessvorrichtung 200 verwendet. Jedoch muss der optische Sensor nicht notwendigerweise verwendet werden. Beispielsweise kann die Walzenspaltmessvorrichtung 200 als einen Sensor zum Messen eines Walzenspalts einen anderen Sensor beinhalten, wie etwa einen Versatzsensor vom Kapazitätstyp, einen Eddy-Stromtypversatzsensor und einen mechanischen Versatzsensor. Weiter, obwohl der Walzenspalt G als ein Wert berechnet wird, welcher durch Subtrahieren eines Versatzwertes eines oberen Endes einer peripheren Oberfläche der unteren Walze 2 von einem Versatz eines unteren Endes einer peripheren Oberfläche der oberen Walze 1 ermittelt wird, kann der Walzenspalt G direkt gemessen werden.
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In der Ausführungsform sind Druckwalzen vertikal angeordnet. Jedoch müssen die Druckwalzen nicht notwendigerweise vertikal angeordnet sein. Beispielsweise können die Walzen horizontal parallel angeordnet sein. Weiter, obwohl eine Position und eine Stellung der oberen Walze 1 gesteuert werden, kann eine Position und eine Stellung der unteren Walze 2 gesteuert werden.
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Weiter wird in dem in 5 angezeigten Walzenpressverfahren der Walzenspalt G an den zwei Positionen A und B in einer Breitenrichtung der oberen Walze 1 gemessen. Jedoch werden die Walzenspalten G nicht notwendigerweise an einer Mehrzahl von Positionen gemessen und können an einer oder mehrerer Positionen gemessen werden.
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Weiter sind in der Ausführungsform Positionen eines Paars der oberen Walzenlagergehäuse 3 individuell durch einen Justiermechanismus justiert. Jedoch ist ein Ziel zum Justieren einer Position durch den Justiermechanismus nicht notwendigerweise auf ein Paar von oberen Walzenlagergehäusen 3 beschränkt, solange wie eine Position längs einer vertikalen Richtung der oberen Walze 1 justiert werden kann.
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(Effekte von Ausführungsformen)
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Gemäß dem Walzenpressverfahren und dem Walzenpresssystem gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen wird eine Referenzposition an jeder der oberen Walze 1 und der unteren Walze 2 eingestellt. Im Walzenspaltmessschritt werden Walzenspalten G an zwei Positionen in einer Breitenrichtung der Walze gemessen, während die obere Walze 1 und die untere Walze 2 rotiert werden. Eine Beziehung zwischen Rotationswinkeln aus einer Referenzposition und dem Walzenspalt G wird zumindest für eine Walzenrotation ermittelt. Im Walzenspalt-Korrekturschritt wird eine Position des oberen Walzenlagergehäuses 3 in Übereinstimmung mit Rotationswinkeln gesteuert, basierend auf einer Beziehung zwischen dem Rotationswinkel ab der Referenzposition und dem Walzenspalt G. Eine Betriebsbedingung zum Steuern derartig, dass der Walzenspalt G innerhalb eines vorbestimmten Variationsbereichs in Bezug auf einen Sollwert des Walzenspalts G fällt, wird bestimmt. Im Walzpressschritt, basierend auf den Betriebsbedingungen, wird eine Druckbehandlung an einem Werkstück durchgeführt. Als Ergebnis ist ein Korrekturwert, der voll den Einfluss von Faktoren wie etwa Walzgenauigkeit, Lagerrotationsgenauigkeit, Lagermontage-Genauigkeit und eine walzthermische Deformation, welche die Genauigkeit des Walzenspalts G in einer tatsächlichen Druckbehandlung beeinträchtigen, reflektieren, mit Genauigkeit erforderlich, und kann in einer kurzen Zeit über die gesamte Walzen-Peripherie, und eine Betriebsbedingung basierend auf dem Korrekturwert eingestellt werden. Daher kann die Dicke eines druckbeaufschlagten Werkstücks gleichförmig gemacht werden. Insbesondere wird das Walzenpressverfahren/System vorzugsweise bei Druckbehandlung in einem Laminierschritt eines mehrschichtigen funktionalen Films und einem Kompressionsprozess eines Batteriematerials verwendet.
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(Andere Ausführungsformen)
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Ein Walzenpresssystem S kann eine Dickenmessvorrichtung zum Messen der Dicke eines zu bearbeitenden Werkstücks beinhalten.
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8 ist eine Seitenoberflächenansicht, welche schematisch ein Walzenpresssystem gemäß der anderen Ausführungsform illustriert. Wie in 8 illustriert, beinhaltet dieses Walzenpresssystem eine erste Distanzmessvorrichtung 15 und eine zweite Dickenmessvorrichtung 16. Die erste Dickenmessvorrichtung 15 ist auf einer stromaufwärtigen Seite in einer Transportrichtung eines Werkstücks in der Walzendruckvorrichtung 100 vorgesehen. Die zweite Dickenmessvorrichtung 16 ist auf einer stromabwärtigen Seite in einer Transportrichtung eines Werkstücks in der Walzendruckvorrichtung 100 vorgesehen. Als erste Distanzmessvorrichtung 15 und zweite Distanzmessvorrichtung 16 kann ein bekannter Sensor mit gewünschter Messgenauigkeit verwendet werden. In der Ausführungsform wird ein Versatzmeter vom Reflexionstyp, das ein Laserlicht als eine Lichtquelle verwendet, eingesetzt. Bei diesem Typ von erster Distanzmessvorrichtung 15 wird ein Hauptwerkstück, dessen Dicke zuvor gemessen worden ist, durch vertikales Anordnen der ersten Dickenmessvorrichtung 15 gleichzeitig gemessen werden. Wenn die Dicke eines Werkstücks gemessen wird, wird eine Differenz aus Daten des gemessenen Werkstücks berechnet und wird die Dicke berechnet.
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Ein Werkstück vor Druckbehandlung wird als W1 bezeichnet und ein Werkstück nach der Druckbehandlung wird als W2 bezeichnet. In der Ausführungsform misst die erste Distanzmessvorrichtung 15 die Dicke von W1 und sendet die gemessenen Daten an eine Steuervorrichtung 14. Die Steuervorrichtung 14 addiert einen notwendigen Eindrückbetrag zur gemessenen Dicke und berechnet einen Sollwert des Walzenspalts G. Durch einen Fördermechanismus, der einen Servomotor (nicht illustriert) verwendet, wird eine Distanz ab der Walzendruckvorrichtung 100 bis W1 gemessen und zu einem Zeitpunkt, wenn eine Druckbehandlung an W1 durchgeführt wird, kann zwischen der oberen Walze 1 und der unteren Walze 2 die Höhe der oberen Walze 1 in Übereinstimmung mit der gemessenen Dicke justiert werden. Als Ergebnis, wenn ein Werkstück zu einer spezifischen Dicke gepresst wird, kann das Werkstück konstant durch einen selben Betrag gedrückt werden. Als Ergebnis wird ein Druck gleichförmig aufgebracht, unabhängig von der Dicke eines zu druckbeaufschlagenden Werkstücks.
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In dem Fall, bei dem die Dicke von W2 gleichförmig ist, misst die zweite Distanzmessvorrichtung 16 die Dicke von W2 und werden die Messdaten an die Steuervorrichtung 14 gesendet. Wenn eine eingestellte Dicke und eine gemessene Dicke differieren, berechnet die Steuervorrichtung 14 einen Korrekturwert, welcher die Differenz und Steuerung des Reflektierens des Korrekturwerts ab der nächsten Behandlung von W1 berücksichtigt. Als Ergebnis kann das Werkstück so unter Druck gesetzt werden, dass die Dicke des Werkstücks nach Druckbehandlung eine eingestellte Dicke wird.
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Wie oben beschrieben, wenn das Walzenpresssystem S eine Distanzmessvorrichtung enthält, wird die Dicke eines zu behandelnden Werkstücks gemessen und kann einer Betriebsbedingung zurückgeführt werden. Daher können die Werkstücke zusammen bondiert werden, kann die Dickenqualität verbessert werden, und kann die Spaltlücken-Genauigkeit in kurzer Zeit justiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Obere Walze
- 1a
- Obere Walzenwelle
- 2
- Untere Walze
- 2a
- Untere Walzenwelle
- 3
- Oberes Walzenlagergehäuse
- 4
- Unteres Walzenlagergehäuse
- 5
- Elektrisch betriebener Servo-Aktuator
- 6
- Oberer beweglicher Rahmen
- 7
- Lastzelle
- 8
- Rotationsservomotor
- 9
- Mittel zum Aufheben von Eigengewichtsabfall der oberen Walze
- 10
- Oberer Rahmen
- 11
- Unterer Rahmen
- 12
- Spurstangen
- 13
- Unterer beweglicher Rahmen
- 14
- Steuervorrichtung
- 14a
- Rechen/Speichereinheit
- 14b
- Positionssteuereinheit
- 15
- Erste Dickenmessvorrichtung
- 16
- Zweite Dickenmessvorrichtung
- 20
- Licht-Projektionsseiten-Messsensor
- 21
- Licht-Empfangsseiten-Messsensor
- 100
- Walzenpressdruck
- 200
- Walzenspaltmessvorrichtung
- S
- Walzpresssystem
- W1
- Werkstück vor Druckbehandlung
- W2
- Werkstück nach Druckbehandlung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2007-30337 [0003]
- JP 2013-111647 [0004]
- JP 2014-173996 [0006, 0007, 0007]
