一种并联式的卷绕镀膜生产线的制作方法

1.本发明属于卷绕式真空镀膜技术领域，特别涉及一种并联式的卷绕镀膜生产线。


背景技术：

2.随着卷绕式真空镀膜技术在新能源动力电池等新兴领域的应用日益广泛，卷绕镀膜机采用的卷材尺寸和重量也逐渐扩展。目前，一些主流制造厂商生产的柔性薄膜产品卷材重量甚至达到了每卷数吨的量级，这一重量使卷材更换时的装卸卷材工作变得费时费力，需要耗费大量的人工来完成，特别是当同时工作的卷绕镀膜设备数量增多时，繁重的卷材装卸工作给生产安排调度带来了较大的困扰，不利于高效排产计划的实施。
3.另一方面，目前的大型卷绕镀膜设备车间一般都存在自动化程度较低的问题，需要较多的人工参与完成卷材装卸、穿膜、镀膜材料更换等繁琐的生产周边工作，而人工操作往往会造成较低的工作效率和较高的故障率，对柔性薄膜的卷绕镀膜生产流程的顺畅进行造成较为严重的影响。
4.上述现状显然不符合当前工业潮流中高度自动化的智能制造及智能工厂的发展理念。因此，当前的卷绕真空镀膜行业迫切需要提升卷绕镀膜生产技术及配套装备的自动化水平。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本发明提供一种并联式的卷绕镀膜生产线，主要包括卷绕镀膜机、轨道、移动台车一、移动台车二、操作区和控制中心；操作区位于轨道的一端，在轨道的另一端设置有暂停区；卷绕镀膜机为2台以上，布置在轨道的单侧，卷绕镀膜机包括镀膜室、移动式卷绕系统单元、蒸发源和真空系统；移动式卷绕系统单元设置在靠轨道的一侧，与镀膜室密封对接在一起构成真空腔室，移动式卷绕系统单元包括墙板和设置在墙板上的卷绕系统，卷绕系统包括收卷辊和放卷辊；移动式卷绕系统单元连带卷绕系统可通过整体移动进行装卸更换；移动台车一和移动台车二均可沿轨道移动；轨道上在卷绕镀膜机的移动式卷绕系统单元对面的位置上设置有装卸位置；移动台车一和移动台车二上分别设置有装卸装置一和装卸装置二，装卸装置一和装卸装置二在控制中心的控制下可对卷绕镀膜机实施移动式卷绕系统单元的自动装卸更换动作。
6.装卸更换动作包括由装卸装置一将卷绕镀膜机上原有的移动式卷绕系统单元与镀膜室解除密封对接后拆卸下来，并移动至移动台车一上；然后由装卸装置二将移动台车二上载着的新的移动式卷绕系统单元移动至与镀膜室密封对接后安装在卷绕镀膜机上。
7.卷绕镀膜机还包括镀膜室门；镀膜室门为2个，可交替开关；每个镀膜室门上均设置有1套蒸发源；通过2个镀膜室门的交替开关，可使2套蒸发源交替参与卷绕镀膜机的镀膜工作。2个镀膜室门的交替开关是在移动式卷绕系统单元的装卸更换动作过程中进行的。在镀膜室门打开之后，需要对该镀膜室门上设置的蒸发源进行清理维护和镀膜材料填加的工作。
8.在装卸更换动作开始之前，还包括将移动台车二移动至操作区，在操作区将存放的新的移动式卷绕系统单元装载到移动台车二上的步骤；在操作区存放的新的移动式卷绕系统单元中，放卷辊上已更换为新的柔性薄膜卷材，且卷绕系统上已完成柔性薄膜的穿膜。
9.轨道上设置有减速挡块开关和停止挡块开关；减速挡块开关设置在临近装卸位置和临近暂停区的位置上，停止挡块开关设置在装卸位置和暂停区的位置上；各减速挡块开关和停止挡块开关均在控制中心处设有编号；减速挡块开关和停止挡块开关弹出则启用，缩回则失效；减速挡块开关和停止挡块开关的启用和失效均受控制中心控制。
10.移动台车一和载着新的移动式卷绕系统单元的移动台车二接到来自控制中心的装卸更换指令后进行移动动作；移动动作包括：移动台车二先向暂停区移动，触到临近暂停区的启用的减速挡块开关时开始减速，触到暂停区的启用的停止挡块开关时停止在暂停区；然后移动台车一向某一卷绕镀膜机的装卸位置移动，触到临近该卷绕镀膜机的装卸位置的启用的减速挡块开关时开始减速，触到该装卸位置的启用的停止挡块开关时停止在该装卸位置上拆卸原有的移动式卷绕系统单元；然后移动台车一载着原有的移动式卷绕系统单元移动至操作区，与此同时，移动台车二从暂停区向该装卸位置移动，触到临近该装卸位置的启用的减速挡块开关时开始减速，触到该装卸位置的启用的停止挡块开关时停止在该装卸位置上安装新的移动式卷绕系统单元；最后移动台车二也移动至操作区。
11.移动台车一和移动台车二上均设置有位置传感器，可实时将移动台车一和移动台车二的位置信号发送给控制中心。
12.装卸装置一和装卸装置二均包括立板和液压推拉杆机构；立板设置在移动台车一和移动台车二的后部，液压推拉杆机构设置在立板上；液压推拉杆机构包括4根液压驱动的推拉杆，推拉杆的前端设置有可旋转角度的卡头；移动式卷绕系统单元的墙板外壁上设置有4个卡槽；推拉杆的卡头可在卡槽内的旋转，通过卡头与卡槽的配合实现对移动式卷绕系统单元的对接固定或对接解除。
13.墙板下端设置有滚轮；移动台车一和移动台车二上设置有导轨；推拉杆与移动式卷绕系统单元对接固定后，在液压驱动下可驱使移动式卷绕系统单元通过滚轮从密封对接位置上移动至移动台车一或移动台车二的导轨上，或从移动台车一或移动台车二的导轨上移动至密封对接位置上。移动式卷绕系统单元在推拉杆的推拉下，通过滚轮和导轨可在移动台车一或移动台车二上前后移动。
14.镀膜室通过镀膜室法兰与移动式卷绕系统单元密封对接，在镀膜室法兰上设置有拉紧机构，通过拉紧机构将移动式卷绕系统单元与镀膜室法兰拉紧，实现密封对接。在移动式卷绕系统单元与镀膜室的密封对接解除之前，要对真空腔室进行放气，同时拉紧机构解除拉紧。
15.移动台车一和移动台车二的移动动作，以及装卸装置一和装卸装置二实施的移动式卷绕系统单元的装卸更换动作均由控制中心控制自动完成。
16.本发明的并联式的卷绕镀膜生产线的工作过程主要包括镀膜工作过程和移动式卷绕系统单元的装卸更换工作过程，这两个工作过程均在控制中心的控制下自动完成。
17.其中，镀膜工作过程包括：控制中心依据工作计划中的各卷绕镀膜机的镀膜工作程序启动各卷绕镀膜机的真空系统对真空腔室抽真空；当真空度达到设定值时，控制中心启动蒸发源和卷绕系统在柔性薄膜上制备膜层；在镀膜工作过程中，控制中心对各卷绕镀
膜机的状态信息进行实时采集。
18.移动式卷绕系统单元的装卸更换工作过程包括：状态信息包括放卷辊上的柔性薄膜的重量；当某一卷绕镀膜机的放卷辊上的柔性薄膜的重量减少到设定值时，控制中心向移动台车一和移动台车二发出对该卷绕镀膜机的装卸更换指令；接到装卸更换指令的移动台车一和移动台车二进行对该卷绕镀膜机的移动动作，并控制装卸装置一和装卸装置二自动对该卷绕镀膜机实施移动式卷绕系统单元的装卸更换动作；移动式卷绕系统单元的装卸更换工作过程可实现卷绕系统中的收卷辊和放卷辊的快速更换。
19.移动动作包括：移动台车二先向暂停区移动，触到临近暂停区的启用的减速挡块开关时开始减速，触到暂停区的启用的停止挡块开关时停止在暂停区；然后移动台车一向某一卷绕镀膜机的装卸位置移动，触到临近该卷绕镀膜机的装卸位置的启用的减速挡块开关时开始减速，触到该装卸位置的启用的停止挡块开关时停止在该装卸位置上拆卸原有的移动式卷绕系统单元；然后移动台车一载着原有的移动式卷绕系统单元移动至操作区，与此同时，移动台车二从暂停区向该装卸位置移动，触到临近该装卸位置的启用的减速挡块开关时开始减速，触到该装卸位置的启用的停止挡块开关时停止在该装卸位置上安装新的移动式卷绕系统单元；最后移动台车二也移动至操作区。
20.在移动台车一和移动台车二的移动动作开始之前，还包括将移动台车二移动至操作区，在操作区将存放的新的移动式卷绕系统单元装载到移动台车二上的步骤；在操作区存放的新的移动式卷绕系统单元中，放卷辊上已更换为新的柔性薄膜卷材，且卷绕系统上已完成柔性薄膜的穿膜。
21.控制中心中预置有包含多种柔性薄膜产品镀膜工艺的工艺文件；生产者只需向控制中心下达每天的工作计划，其余的镀膜工作过程、移动式卷绕系统单元的装卸更换工作过程均由控制中心自主控制完成。
22.在镀膜工作过程中，控制中心对各卷绕镀膜机在每个镀膜工作周期中的状态信息和镀膜过程信息进行实时采集并形成过程文件，该过程文件与每卷完成镀膜的柔性薄膜卷材的产品条码一一映射。控制中心收集到各种信息均形成日志文件，并定期传送给远程数据库保存。
23.本发明在多台卷绕镀膜机前铺设布置轨道，并设置2台移动台车沿轨道移动走行，通过移动台车上设置的装卸装置对卷绕镀膜机进行移动式卷绕系统单元连带卷绕系统的装卸更换，以卷绕系统整体装卸更换的形式实现放卷辊和收卷辊上新旧卷材的快速高效地装卸更换。
24.在本发明的卷绕镀膜生产线中，形成了由控制中心、轨道、移动台车及装卸装置与卷绕镀膜机构成的并联架构，卷绕镀膜机的镀膜工作过程在控制中心的控制下并行地实施，卷绕镀膜机的移动式卷绕系统单元的装卸更换工作过程也在控制中心的控制下通过轨道上的移动台车及装卸装置来并行地实施执行。整条卷绕镀膜生产线可在控制中心的控制下自动工作运行。在工作运行过程中，作为镀膜工作的执行单元，卷绕镀膜机与控制中心之间实时地进行交互，实时交换工作指令、设备状态信息和镀膜过程信息等信息；作为移动式卷绕系统单元装卸更换工作的执行单元，移动台车和装卸装置也与控制中心交互位置信息、工作指令等信息。因此，本发明的卷绕镀膜生产线的并联架构不仅体现在控制中心与卷绕镀膜机、移动台车、装卸装置等生产线单元之间的硬件层面上，更体现在控制中心作为工
作运行过程的指挥者与生产线单元之间的信息交互层面上。生产者只需向控制中心下达每天的工作计划即可，生产线的镀膜工作、移动式卷绕系统单元的装卸更换工作均可由控制中心向各生产线单元发出指令自主控制实施完成，实现了镀膜生产的自动化和智能化。
25.另外，本发明中的通过2个镀膜室门的交替开关使2套蒸发源交替参与镀膜工作的设计，使蒸发源清理维护和镀膜材料填加工作不需占用卷绕镀膜机的生产时间即可高效迅捷地完成，缩短了产品生产节拍，提高了整条生产线的生产运行工作效率。
26.本发明的有益效果：（1）本发明以移动式卷绕系统单元连带卷绕系统整体装卸更换的形式实现放卷辊和收卷辊上新旧卷材的快速高效地装卸更换和穿膜工作。整个过程无需人工参与即可自动完成，替代了大量人工及重型机械的繁重工作，效率高、更换准确到位，节省了大量真空镀膜工艺时间之外的非镀膜工作过程周期，提高了整个卷绕镀膜生产线的生产环节连贯性及生产效率。
27.（2）在本发明的并联式的卷绕镀膜生产线中，形成了由控制中心、轨道、移动台车及装卸装置与卷绕镀膜机构成的并联架构，这一并联架构不仅体现在控制中心与卷绕镀膜机、移动台车、装卸装置等生产线单元之间的硬件层面上，更体现在控制中心作为工作运行过程的指挥者与生产线单元之间的信息交互层面上。生产者只需向控制中心下达每天的工作计划即可，生产线的镀膜工作、移动式卷绕系统单元的装卸更换工作均可由控制中心向各生产线单元发出指令自主控制实施完成，实现了镀膜生产的自动化和智能化，提升了生产线系统的稳定性、生产环节连贯性以及产品品质的稳定性，将生产效率提高了50%以上，为大型卷绕镀膜无人生产线及智能工厂的实施提供了切实可行的技术方案。
附图说明
28.图1为本发明的并联式的卷绕镀膜生产线的一种实施方式的俯视示意图。
29.图2为本发明中的卷绕镀膜机的一种实施方式的俯视结构示意图。
具体实施方式
30.下面结合附图进一步说明本发明的实施方式。应当理解的是，此处描述的具体实施方式仅用于举例说明和解释本发明，并不是用于限制本发明。
31.图1为本发明的并联式的卷绕镀膜生产线的一种实施方式的俯视示意图，如图所示，本发明的一种并联式的卷绕镀膜生产线，主要包括卷绕镀膜机1、轨道2、移动台车一3、移动台车二4、操作区5和控制中心6；操作区5位于轨道的一端，在轨道的另一端设置有暂停区7；卷绕镀膜机为2台以上，布置在轨道的单侧。在图1所示的情况中，卷绕镀膜生产线包括有3台卷绕镀膜机。卷绕镀膜机包括镀膜室8、移动式卷绕系统单元9和真空系统10；移动式卷绕系统单元9设置在靠轨道的一侧，与镀膜室8密封对接在一起构成真空腔室，移动式卷绕系统单元9包括墙板11和设置在墙板上的卷绕系统，卷绕系统包括收卷辊12和放卷辊13；移动式卷绕系统单元连带卷绕系统可通过整体移动进行装卸更换；移动台车一3和移动台车二4均可沿轨道2移动；轨道上在卷绕镀膜机的移动式卷绕系统单元对面的位置上设置有装卸位置14；移动台车一3和移动台车二4上分别设置有装卸装置一15和装卸装置二16，装卸装置一15和装卸装置二16在控制中心6的控制下可对卷绕镀膜机实施移动式卷绕系统单
元的自动装卸更换动作。
32.装卸更换动作包括由装卸装置一15将卷绕镀膜机上原有的移动式卷绕系统单元与镀膜室解除密封对接后拆卸下来，并移动至移动台车一3上；然后由装卸装置二16将移动台车二4上载着的新的移动式卷绕系统单元移动至与镀膜室密封对接后安装在卷绕镀膜机上。
33.在装卸更换动作开始之前，还包括将移动台车二移动至操作区，在操作区将存放的新的移动式卷绕系统单元装载到移动台车二上的步骤；在操作区存放的新的移动式卷绕系统单元中，放卷辊上已更换为新的柔性薄膜卷材，且卷绕系统上已完成柔性薄膜的穿膜。
34.轨道上设置有减速挡块开关和停止挡块开关；以装卸位置14为例，减速挡块开关17和减速挡块开关18设置在临近装卸位置14的位置上，减速挡块开关19设置在临近暂停区7的位置上，停止挡块开关21设置在装卸位置14的位置上，停止挡块开关21设置在暂停区7的位置上；各减速挡块开关和停止挡块开关均在控制中心处设有编号；减速挡块开关和停止挡块开关弹出则启用，缩回则失效；减速挡块开关和停止挡块开关的启用和失效均受控制中心控制。
35.移动台车一和载着新的移动式卷绕系统单元的移动台车二接到来自控制中心的装卸更换指令后进行移动动作；移动动作包括：移动台车二先向暂停区移动，触到临近暂停区的启用的减速挡块开关时开始减速，触到暂停区的启用的停止挡块开关时停止在暂停区；然后移动台车一向某一卷绕镀膜机的装卸位置移动，触到临近该卷绕镀膜机的装卸位置的启用的减速挡块开关时开始减速，触到该装卸位置的启用的停止挡块开关时停止在该装卸位置上拆卸原有的移动式卷绕系统单元；然后移动台车一载着原有的移动式卷绕系统单元移动至操作区，与此同时，移动台车二从暂停区向该装卸位置移动，触到临近该装卸位置的启用的减速挡块开关时开始减速，触到该装卸位置的启用的停止挡块开关时停止在该装卸位置上安装新的移动式卷绕系统单元；最后移动台车二也移动至操作区。
36.移动台车一和移动台车二上均设置有位置传感器，可实时将移动台车一和移动台车二的位置信号发送给控制中心。
37.装卸装置一和装卸装置二均包括立板22和液压推拉杆机构23；立板设置在移动台车一和移动台车二的后部，液压推拉杆机构设置在立板上；液压推拉杆机构23包括4根液压驱动的推拉杆24，推拉杆的前端设置有可旋转角度的卡头；移动式卷绕系统单元的墙板11的外壁上设置有4个卡槽；推拉杆的卡头可在卡槽内的旋转，通过卡头与卡槽的配合实现对移动式卷绕系统单元的对接固定或对接解除。
38.墙板下端设置有滚轮；移动台车一和移动台车二上设置有导轨25；推拉杆与移动式卷绕系统单元对接固定后，在液压驱动下可驱使移动式卷绕系统单元通过滚轮从密封对接位置上移动至移动台车一或移动台车二的导轨上，或从移动台车一或移动台车二的导轨上移动至密封对接位置上。移动式卷绕系统单元在推拉杆的推拉下，通过滚轮和导轨可在移动台车一或移动台车二上前后移动。
39.镀膜室通过镀膜室法兰26与移动式卷绕系统单元密封对接，在镀膜室法兰上设置有拉紧机构27，通过拉紧机构将移动式卷绕系统单元与镀膜室法兰拉紧，实现密封对接。在移动式卷绕系统单元与镀膜室的密封对接解除之前，要对真空腔室进行放气，同时拉紧机构解除拉紧。
40.移动台车一和移动台车二的移动动作，以及装卸装置一和装卸装置二实施的移动式卷绕系统单元的装卸更换动作均由控制中心控制自动完成。
41.图2为本发明中的卷绕镀膜机的一种实施方式的俯视结构示意图，如图所示，卷绕镀膜机还包括镀膜室门28和镀膜室门29，镀膜室门28和镀膜室门29可交替开关；镀膜室门28和镀膜室门29上分别设置有蒸发源30和蒸发源31；通过2个镀膜室门的交替开关，可使2套蒸发源交替参与卷绕镀膜机的镀膜工作。在图2所示的情况中，镀膜室门28上的蒸发源30正处于参与卷绕镀膜机镀膜工作的状态。2个镀膜室门的交替开关是在移动式卷绕系统单元的装卸更换动作过程中进行的。在镀膜室门打开之后，需要对该镀膜室门上设置的蒸发源进行清理维护和镀膜材料填加的工作。
42.本发明的并联式的卷绕镀膜生产线的工作过程主要包括镀膜工作过程和移动式卷绕系统单元的装卸更换工作过程，这两个工作过程均在控制中心的控制下自动完成；其中镀膜工作过程包括：控制中心依据工作计划中的各卷绕镀膜机的镀膜工作程序启动各卷绕镀膜机的真空系统对真空腔室抽真空；当真空度达到设定值时，控制中心启动蒸发源和卷绕系统在柔性薄膜上制备膜层；在镀膜工作过程中，控制中心对各卷绕镀膜机的状态信息进行实时采集；移动式卷绕系统单元的装卸更换工作过程包括：状态信息包括放卷辊上的柔性薄膜的重量；当某一卷绕镀膜机的放卷辊上的柔性薄膜的重量减少到设定值时，控制中心向移动台车一和移动台车二发出对该卷绕镀膜机的装卸更换指令；接到装卸更换指令的移动台车一和移动台车二进行对该卷绕镀膜机的移动动作，并控制装卸装置一和装卸装置二自动对该卷绕镀膜机实施移动式卷绕系统单元的装卸更换动作；移动式卷绕系统单元的装卸更换工作过程可实现卷绕系统中的收卷辊和放卷辊的快速更换。
43.移动动作包括：移动台车二先向暂停区移动，触到临近暂停区的启用的减速挡块开关时开始减速，触到暂停区的启用的停止挡块开关时停止在暂停区；然后移动台车一向某一卷绕镀膜机的装卸位置移动，触到临近该卷绕镀膜机的装卸位置的启用的减速挡块开关时开始减速，触到该装卸位置的启用的停止挡块开关时停止在该装卸位置上拆卸原有的移动式卷绕系统单元；然后移动台车一载着原有的移动式卷绕系统单元移动至操作区，与此同时，移动台车二从暂停区向该装卸位置移动，触到临近该装卸位置的启用的减速挡块开关时开始减速，触到该装卸位置的启用的停止挡块开关时停止在该装卸位置上安装新的移动式卷绕系统单元；最后移动台车二也移动至操作区。如图1所示的情况中，移动台车二4正停止在装卸位置14上将移动式卷绕系统单元9安装在卷绕镀膜机1上，而移动台车一3正载着原有的移动式卷绕系统单元向操作区5移动。
44.在移动台车一和移动台车二的移动动作开始之前，还包括将移动台车二移动至操作区，在操作区将存放的新的移动式卷绕系统单元装载到移动台车二上的步骤；在操作区存放的新的移动式卷绕系统单元中，放卷辊上已更换为新的柔性薄膜卷材，且卷绕系统上已完成柔性薄膜的穿膜。
45.控制中心中预置有包含多种柔性薄膜产品镀膜工艺的工艺文件；生产者只需向控制中心下达每天的工作计划，其余的镀膜工作过程、移动式卷绕系统单元的装卸更换工作过程均由控制中心自主控制完成。
46.在镀膜工作过程中，控制中心对各卷绕镀膜机在每个镀膜工作周期中的状态信息
和镀膜过程信息进行实时采集并形成过程文件，该过程文件与每卷完成镀膜的柔性薄膜卷材的产品条码一一映射。控制中心收集到各种信息均形成日志文件，并定期传送给远程数据库保存。