TWI540000B - Automatic adjustment of the coating thickness of the coating coating - Google Patents

Description

自動調整鋼帶塗料被覆厚度之塗料機構

本發明係有關一種自動調整鋼帶塗料被覆厚度之塗料機構。

參考第1圖，一種習知鋼帶塗料機構100包含有一上塗佈輥(application roll)110、一上沾料輥(pick up roll)120與一上支持輥(backing roll)130，上述三個壓輥組成係用來對鋼帶190的上表面做塗料的動作。鋼帶塗料機構100還包含一下塗佈輥140與一下沾料輥150，其係用來對鋼帶190的下表面做塗料的動作。上沾料輥120與下沾料輥150都浸在水性塗料槽內(未顯示)，當其轉動時，便會將塗料帶起。由於上、下沾料輥120、150係分別擠壓上塗佈輥110與下塗佈輥140，因此當上、下沾料輥120、150轉動將塗料帶起時，便會將塗料塗在上、下塗佈輥110、140上，而後當鋼帶190移動時，上、下塗佈輥110、140便會再將塗料塗佈在鋼帶190的上、下表面上。

上述鋼帶190上的塗料塗佈厚度係與塗佈輥110、140承受沾料輥120、150的擠壓力量成反比，而習知係以手動方式來改變沾料輥120、150與塗佈輥110、140之間的距離，藉此來調整塗佈輥110、140所承受的擠壓力量。

然而，以手動方式操作，在生產過程中無法立即因應鋼帶表面的些微不平坦或產線速度改變所造成塗料厚度不均勻，因此可能產生不良品。

有鑑於此，便有需要提出一種方案，以解決上述問題。

本發明提供一種塗料機構，包含：一沾料輥，用以沾附一塗料；一塗佈輥，與沾料輥轉動接觸，用以將塗料塗佈在一帶狀物體上；一驅動器，用以移動沾料輥；一壓力感測器，用以感測沾料輥施加在塗佈輥上的壓力；以及一控制器，根據壓力感測器所感測到的壓力值來驅動驅動器，以控制沾料輥的移動，藉此調整沾料輥施加在塗佈輥上的壓力。

根據本發明之塗料機構，其中控制器係將壓力感測器所感測到的壓力值與一設定的壓力值做比較，從而決定如何驅動驅動器。

根據本發明之塗料機構，其中設定的壓力值係根據塗佈輥當下的轉速做調整。

根據本發明之塗料機構，其中當塗佈輥的轉速大於一預定值時，設定的壓力值係根據塗佈輥當下的轉速做調整。

根據本發明之塗料機構，其中設定的壓力值係進一步根據前一次調整後的設定壓力值做調整。

根據本發明之塗料機構，其中設定的壓力值係進一步根據前一次所量測到的塗佈輥之轉速做調整。

根據本發明之塗料機構，其中調整後的設定壓力值係正比於塗佈輥當下的轉速。

根據本發明之塗料機構，其中控制器係為可程式控制器，而驅動器係為伺服驅動器。

根據本發明之塗料機構，利用自動控制方式完全取代舊有人為操作，可節省人力，不必時時盯著鋼帶，且可根據欲塗佈物體的表面狀況，即時地調整壓力設定值。再者，還可利用先進的位置控制與伺服設備達到非常精確的定位功能，使得製程的產品良率大為提高。

為了讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯，下文將配合所附圖示，詳細說明如下。此外，於本發明之說明中，相同之構件係以相同之符號表示，於此先述明。

參考第2圖，其顯示本發明之鋼帶塗料機構的系統方塊圖。本發明之鋼帶塗料機構係在沾料輥120、150上各設置一對驅動器210，例如是伺服驅動器，用以移動沾料輥120、150，藉此控制沾料輥120、150與塗佈輥110、140之間的距離，而該等伺服驅動器210並與一可程式控制器(PLC)220耦接。另外，在塗佈輥110、140上還各設置有一組壓力感測器230，用來感測沾料輥120、150施加在塗佈輥110、140上的壓力。壓力感測器230可將測得的壓力大小轉換成一類比的電信號，透過一類比輸入卡240輸入可程式控制器220，以便做閉迴路的控制。

操作人員可利用一主操作盤來分別設定上、下塗佈輥110、140所應感受到的標準壓力(未顯示)，該等壓力值被轉換成數位信號儲存在控制器220內。當上、下塗佈輥110、140上的壓力感測器230偵測到壓力時，便將壓力信號透過類比輸入卡240輸入可程式控制器220內。與可程式控制器220內所儲存的標準壓力值相比，若其值大於設定的標準壓力，即表示沾料輥120、150過於接近塗佈輥110、140，將會使得塗料的塗佈厚度低於標準，即由控制器220傳送信號給伺服驅動器210，令沾料輥120、150更離開塗佈輥110、140。而當偵測到的壓力值小於設定的標準壓力時，則意味沾料輥120、150過於離開塗佈輥110、140，將會使得塗料的塗佈厚度高於標準，即由控制器220傳送信號給伺服驅動器210，令沾料輥120、150更接近塗佈輥110、140。藉由不斷地與設定的標準壓力比較，來調整沾料輥120、150與塗佈輥110、140之間的距離，從而控制塗料的塗佈厚度。

此外，由於產線的速度(塗佈輥110、140的轉速)也會影響塗料的塗佈厚度。一般而言，產線速度越大，則塗料的塗佈厚度也會越大。因此，有必要隨著產線的速度來調整壓力的設定值，以避免造成不適當的塗佈厚度。根據本發明之鋼帶塗料機構，當產線速度達到一預定值時，例如超過70MPM時，隨著產線速度上升或下降線性地增加或減少壓力設定值，但當產線速度降到70MPM以下時，則回復到原先的設定值。詳細而言，根據本發明之鋼帶塗料機構，係定義出一參數K，其中K係為目前產線速度除以上一次所測得的產線速度，亦即

而更新後的壓力設定值則為K乘以在上一次產線速度下的壓力設定值。根據本發明之鋼帶塗料機構，假設系統每隔一預定時間偵測一次產線速度，第一次所測得的產線速度定義為ω₁、第二次所測得的產線速度定義為ω₂....、第n次所測得的產線速度則為ω_n。而在系統第一次所測得的產線速度下調整後的壓力設定值為P₁、在系統第二次所測得的產線速度下調整後的壓力設定值為P₂...、在系統第n次所測得的產線速度下調整後的壓力設定值則為P_n。因此，吾人可得到

P_n=P_n-1*ω_n/ω_n-1

吾人還可進一步設定，若ω_n與ω_n-1之差異小於一預定值時，則P_n值不予以調整，亦即P_n仍等於P_n-1。另外，根據本發明之鋼帶塗料機構，亦可設計成在偵測到焊道進入塗佈輥110、140時，伺服驅動器210即立刻停止不做壓力值的重新設定。

根據本發明之鋼帶塗料機構，利用自動控制方式完全取代舊有人為操作，可節省人力，不必時時盯著鋼帶，且可根據鋼帶表面狀況，即時地調整壓力設定值。再者，還可利用先進的位置控制與伺服設備達到非常精確的定位功能，使得製程的產品良率大為提高。除此之外，本發明之控制技巧亦可用於塗覆塗料在其他的帶狀物體上。

雖然本發明已以前述實例揭示，然其並非用以限定本發明，任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與修改。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．鋼帶塗料機構

110．．．塗佈輥

120．．．沾料輥

130．．．支持輥

140．．．塗佈輥

150．．．沾料輥

190．．．鋼帶

210．．．驅動器

220．．．控制器

230．．．壓力感測器

240．．．類比輸入卡

第1圖為習知鋼帶塗料機構。

第2圖為本發明之鋼帶塗料機構的系統方塊圖

110．．．塗佈輥

120．．．沾料輥

140．．．塗佈輥

150．．．沾料輥

210．．．驅動器

220．．．控制器

230．．．壓力感測器

240．．．類比輸入卡

Claims (4)

1. 一種塗料機構，包含：一沾料輥，用以沾附一塗料；一塗佈輥，與該沾料輥轉動接觸，用以將該塗料塗佈在一帶狀物體上；一驅動器，用以移動該沾料輥；一壓力感測器，用以感測該沾料輥施加在該塗佈輥上的壓力；以及一控制器，根據該壓力感測器所感測到的壓力值來驅動該驅動器，以控制該沾料輥的移動，藉此調整該沾料輥施加在該塗佈輥上的壓力，其中該塗佈輥的轉速係每隔一預定時間偵測一次，並因此根據該塗佈輥的轉速調整該沾料輥施加在該塗佈輥上的壓力一次，在第n次偵測到該塗佈輥的轉速為ω_n，該沾料輥施加在該塗佈輥上的壓力根據該轉速ω_n調整為P_n，在第n+1次偵測到該塗佈輥的轉速為ω_n+1，該沾料輥施加在該塗佈輥上的壓力根據該轉速ω_n+1調整為P_n+1，n為大於1的正整數，其中下列關係式被滿足：P_n+1=P_n*(ω_n+1/ω_n)。
2. 如申請專利範圍第1項所述之塗料機構，其中該控制器係為可程式控制器。
3. 如申請專利範圍第1項所述之塗料機構，其中該驅動器係為伺服驅動器。
4. 如申請專利範圍第1項所述之塗料機構，其中當ω_n+1與ω_n之差值小於一預定值時，將P_n+1設定為P_n。