幅材升降器/稳定器和方法与流程

文档序号:11697503阅读:368来源:国知局
幅材升降器/稳定器和方法与流程
幅材升降器/稳定器和方法本申请要求2011年6月3日提交的美国临时申请序列号61/493,046的优先权,其公开内容通过引用并入本文。本申请与2012年4月13日提交的共同未决的国际申请No.PCT/US2012/033508有关,其公开内容通过引用并入本文。

背景技术:
本文所公开的实施例涉及用于升降和/或稳定幅材(web)的设备和方法,特别适用于间歇式涂布操作,比如在电池制造中使用的那些,其中基材在一系列离散的区块(patch)中被涂布。再一些实施例涉及用于控制所述设备用以提供对所述离散涂布区块的长度和厚度轮廓(profile)的精确控制的方法。存在希望向材料片的至少一部分上沉积涂料的多种不同应用。例如,在一些实施例中,电池的电极是通过以下方式生产的:向片材施加层或涂料,然后将片材切割成适当尺寸的多个部分。特别重要的是以均匀厚度施加层。在一些实施例中,不向片材在随后将被切割之处的区中施加层或涂料。在锂离子电池和类似物的制造中,存在向导电基材(例如,铜箔)施加阳极浆料的一种涂布工艺和向导电基材(例如,铝箔)施加阴极浆料的另一种涂布工艺。在这两种涂布工艺中,存在两种不同的涂布方法:不连续涂布,也称为跳跃(skip)或区块涂布;和连续涂布。在任一种方法的实践中,都可以向连续地移动的基材以平行于所述连续地移动的基材的行进方向运行的一个或多个路线的形式施加涂料材料。本领域技术人员公知的一种涂布方法具有背衬辊,移动的基材在其上以如它被支承那样的弓形路径被传送,并被所述背衬辊的表面精确地定位。在一些情况下,不方便或者甚至不可能允许幅材接触背衬辊,比如在以湿材料涂布幅材的两侧而两个所述被施加的涂层被干燥之前的情况中。在本文所公开的实施例的实践中,幅材在幅材支承元件之间的自由跨度(freespan)中被传送。所述幅材支承元件可以是一个或多个惰辊、真空台或空气漂浮条,其以直的路径定位并引导幅材行进的路径。这种现有技术系统的示例在图15中示出,其中浆料经由被附接至泵送工位的缝模涂布机70在幅材支承元件315和320之间的自由跨度中被施加至移动的基材幅材310。涂料通常被保持在罐或贮存器30中。涂料是由泵40从贮存器30穿过管道31吸引的。涂料然后通过泵40的作用穿过管道32。在涂料不被施加至片材10的情况下,旁路阀63打开,而供给阀60关闭。这允许被泵送穿过管道32的涂料穿过管道33并回到贮存器30。在涂料被施加至片材10的情况下,旁路阀63关闭,而供给阀60打开。这准许涂料流动穿过管道62至喷嘴70,并到片材10上。在供给阀60打开时,涂料被喷嘴70排出。然而,当供给阀60关闭时,推动涂料穿过喷嘴70所需的压力被去除。在一些情况下,这使多余的涂料材料保留在喷嘴的腔体或歧管71和唇72中。当供给阀接下来被打开时,该多余的材料可以造成涂料不均匀施加至片材10。图16示出了该现象在被涂布区块厚度上的效果的示例。被涂布区块500被示出为被施加至幅材10的厚度“x”的剖切轮廓。在片材朝左移动时,开始轮廓520厚于涂料500的其余部分。该多余的材料510是由于在供给阀60关闭后保留在喷嘴70中的残留涂料材料。在该图中,结束轮廓525被示出为是不均匀的,因为在涂料仍然被施加的同时阀可能在过渡中。这种不均匀涂料可能是不可接受的。因此,为了防止这种不均匀的施加,可以使用流体抽吸机构80’,如图15中所示。该流体抽吸机构被使用来吸引留在歧管71中或唇72上的多余涂料离开喷嘴70。操作中,泵40从贮存器30吸引涂料材料。涂料材料穿过管道31、32,并被引导朝向喷嘴70,在这里它在片材被牵引经过辊15时被排出到片材10上。为了阻止涂料向片材10上的流动,旁路阀63被打开,并且供给阀60被关闭,由此使涂料材料转向穿过管道33并回到贮存器30中。为了移除可能存在于喷嘴70的唇72上或歧管71中的过多涂料材料,阀85被打开至抽吸源80,使得流体被真空吸引穿过与模歧管71流体连通的管道86。抽吸源80通常由真空贮存器罐构成,该真空贮存器罐与抽吸泵连通,用以在阀85被打开时实现从模腔体71吸引流体。涂料流体材料被收集在所述贮存器罐中,并被周期性地移除用于再使用或更经常是作为废物材料被抛弃。为了使涂料重新开始流动到片材10上,阀85被关闭用以移除吸引流体穿过管道86的真空。旁路阀63被关闭,同时供给阀60被打开。在自由跨度涂布(freespancoating)的实践中,幅材的平面性就沿幅材行进方向和横越幅材方向向幅材施加均匀厚度的涂料流体而言具有显著的重要性。在箔幅材接近缝模涂布机时,幅材在它行进越过缝模涂布机时必须保持平坦,但是由于薄箔中的张力褶皱或松垂幅材,幅材将趋于升离缝模涂布机或以其它方式偏离所需的行进路径,从而导致所述缝模涂布机的流体排出唇与待涂布幅材表面之间的不均匀间隙。在对缝模涂布机排出唇没有均匀间隙的情况下,涂布工艺在被涂布幅材中生成缺陷,比如不均匀厚度的被施加涂料、脊部或条纹。因此,所需的将是提供一种设备和方法来稳定自由跨度中的幅材用以帮助提供无缺陷的涂层。还将所需的是利用相同设备来将幅材相对于缝模涂布机移动至中断涂布位置以便生成幅材的未被涂布部分,并将幅材返回至进行涂布位置以便生成幅材的被涂布部分。这种幅材移动在以下方面是尤其有用的:以精确的位置间隔和均匀性进行区块的不连续涂布,用以精确地控制被涂布区块和未被涂布区块沿着行进方向的长度和厚度轮廓。将进一步所需的是提供一种用于引导和平坦化运行幅材的装置。

技术实现要素:
现有技术的问题已经通过本文所公开的实施例得到克服,本文所公开的实施例涉及幅材升降器和/或稳定器以及升降和/或稳定行进中的材料幅材的方法。依据某些实施例,该装置经由在装置的出口侧处的负压力缝生成幅材压制力。该负压力缝吸引幅材向下抵靠在装置的进入侧的表面上,所述表面在某些实施例中是高度抛光的平坦金属表面。对精密背衬辊的需要得到消除。依据某些实施例,该装置能够被致动用以相对于在跳跃涂布或间歇式涂布操作中被使用的缝模涂布机移动幅材,用以移动幅材离开模唇,并阻止涂料(例如,浆料)向幅材的施加,由此在幅材表面上生成未被涂布区。该装置然后能够被致动用以移动幅材回到与缝模涂布机接触,用以开始向幅材施加涂料,由此在幅材表面上生成被涂布区。在某些实施例中,幅材升降通过以下方式得以实现:沿第一方向旋转装置用以提升幅材离开缝模涂布机,并沿相反方向向回旋转装置用以将幅材返回到与缝模涂布机接触。控制器能够被使用来致动装置。依据某些实施例,该装置能够被使用来在幅材路径中引导和平坦化行进中的幅材。当升降缝模涂布机的幅材不必要时,这种装置需要是可旋转的。在其方法方面的某些中,在某些实施例中,提供用于向幅材间歇地施加涂料的涂布机,并在第一位置沿幅材行进的相反方向在涂布机的上游提供幅材升降器和/或稳定器。将负压力施加至幅材升降器和/或稳定器本体,从而使空气进入空气进入缝并流动至真空室。当在幅材表面上需要涂料的间隙或跳跃时,从第一位置沿朝向幅材的方向旋转幅材升降器本体,用以使幅材偏斜(deflect)离开涂布机(例如,离开涂布机唇),用以在幅材上形成涂料间隙(例如,没有涂料的区域)。一旦所需间隙得以形成后,于是将本体旋转回到第一位置,并且在双方向旋转期间都维持负压力。在一优选实施例中,计算机控制流体输送系统提供对阀的致动和幅材升降器/稳定器的移动的精确控制,用以生成多个涂布轮廓。该系统包括控制器,其被使用来致动阀用以开始和终止材料穿过缝模喷嘴向片材上的流动。另外,控制器可以通过幅材升降器/稳定器的移动使幅材从其进行涂布位置(on-coatposition)移位至离开片材的中断涂布位置(off-coatposition)。在一些实施例中,流体排走机构(fluiddisplacementmechanism)被使用来在中断涂布循环期间从缝模唇临时抽取涂布流体,并在下一进行涂布循环期间将流体返回至唇。在双侧涂布实施例中,控制器还能够控制被涂布区块在片材的相对侧上的开始和结束位置。涂料的对准能够被编程为处于准确对齐,或被提前或延迟特定的量。另外,本系统是基于位置的系统,由此能够自动地适应线速度的改变。附图说明图1A是依据某些实施例的幅材升降器和稳定器的一部分的剖切视图;图1B是依据替代实施例的幅材升降器和稳定器的一部分的剖切视图;图2是用于依据某些实施例的幅材升降器和稳定器的角板的前视图;图3是依据某些实施例的幅材升降器和稳定器的一部分的剖切视图;图4是图1A所示部分的俯视图;图4A是依据替代实施例的图1B所示部分的俯视图;图5是依据某些实施例的幅材升降器稳定器的一部分的仰视图;图6是图5所示部分的剖切视图;图7是依据某些实施例的真空贮存器的侧视图;图8是依据某些实施例的真空贮存器的俯视图;图9是依据某些实施例的幅材升降器和稳定器旋转装置的组件的俯视图;图10是依据某些实施例的幅材升降器和稳定器的完整组件的俯视图;图11是依据某些实施例的幅材升降器和稳定器组件的第一侧视图;图12是依据某些实施例的幅材升降器和稳定器组件的第二侧视图;图13A和13B是示意图,示出了依据某些实施例的处于进行涂布位置和中断涂布位置的缝模涂布机和幅材升降器和稳定器;图14A和14B是示意图,示出了依据某些替代实施例的处于进行涂布位置和中断涂布位置的缝模涂布机和幅材升降器和稳定器;图15示出了以缝模喷嘴涂布自由跨度中的幅材时的现有技术实践的示例;图16示出了使用图15的系统向片材施加的涂层的轮廓;图17示出了依据某些实施例的代表系统;图18示出了被使用来生成图16所示涂布轮廓的正时图;图19示出了依据某些实施例的可以被施加至片材的涂层的第二轮廓;图20示出了被使用来生成图19所示涂布轮廓的正时图;图21示出了依据某些实施例的可以被施加至片材的涂层的第三轮廓;图22示出了被使用来生成图21所示涂布轮廓的正时图;并且图23示出了可选流体排走机构的代表实施例。具体实施方式首先转向图10-12,其中示出了依据某些实施例的幅材升降器和稳定器组件10的示例性实施例。组件10包括安装托架11、11’、幅材升降器和稳定器15和真空贮存器16,所述安装托架经由轴承底座13、13’支承一对相对地定位的短轴12。幅材升降器和稳定器具有由翼形本体50(图1)构成的可旋转元件15,所述翼形本体具有在操作中时限定出所述设备的领先边缘的第一部分和在操作中时限定出落后边缘的第二部分,第一部分与第二部分间隔开,以便在它们之间限定出缝25,用于在负压力被施加至本体50时供空气进入。真空贮存器16与本体50流体连通用于接收进入缝25的空气;本体在第一位置与第二位置之间是可旋转的,在所述第一位置幅材以未偏斜状态行进,并且在所述第二位置幅材被本体50偏斜以便以偏斜状态行进。驱动力比如伺服电动机17被附接至短轴12,所述短轴12被焊接至本体50的每个端部用以旋转该本体50。3000rpm的电动机已经被发现是适当的,但是本文所公开的实施例并不局限于此。例如,由电磁操作阀激活的气缸可以被机械地联接至所述轴,用以在涂布位置与中断涂布位置之间移动升降器组件。短轴12中的一个经由联接件18被附接至电动机。波纹管(bellows)伺服式联接件已经被发现是适于此目的,但是本文所公开的实施例并不局限于此。在某些实施例中,两个短轴被提供和焊接至本体,且在其间具有空间,供来自缝25的空气穿过孔眼24a-24n进入贮存器16中。在一优选实施例中,真空贮存器16和孔眼24a-24n被去除,并且抽吸空气流动路径被替代地做出穿过一个或多个中空轴12a(图1B和4A),所述一个或多个中空轴12a通过比如柔性软管或旋转配件(未示出)等适当的机构连接至抽吸源。在该实施例中,中空轴12a能够取代实心轴12和组件50的一端或两端。轴能够是短轴(而不是组件的全长),其不一直延伸越过组件50的长度。这允许空气穿过翼组件50的球根状部分。在图4A中(其对应于图1B中所示的端视图),中空短轴12A延伸只部分地进入组件50中,如图所示。类似地,图4(其对应于图1A中所示的端视图)的实施例中的非中空短轴12延伸只部分地进入组件50中。在两实施例4和4A中,空气进入缝25,并在翼组件内被引导,所述翼组件由J形构件20的表面、弯曲构件21和角板27界定,所述角板与短轴12或12A结合封闭翼组件的每个端部。在图4的实施例中,空气然后穿过孔眼24a-24n,如图13A和13B所示,并进入真空贮存器16中。在具有中空短轴12A的图4A的实施例中,真空贮存器16和J形构件20中的孔眼被去除。从缝25起的空气流动路径再次由弯曲构件21和J形构件20(没有孔眼)的表面界定,并被引导至具有被连接至抽吸源的至少一个中空短轴12A的翼组件50的一端或两端。空气穿过中空的一个短轴或多个短轴12A进入抽吸源(未示出)中,如图14A和14B中所示。现在转到图1-6,其中示出了依据某些实施例的幅材升降器和稳定器组件10的细节。为了简明性,真空贮存器16未在这些图中示出。本体50包括被联接至长形弯曲构件21的长形J形构件20。尽管示出的是两个分离的构件,但是本领域的技术人员应理解的是可以形成单个的一体本体50。如图4中最佳看出的,长形J形构件20在幅材宽度方向上比弯曲构件21更长,因为幅材100总是宽于被涂布区域(例如,达至少25mm)。延伸J形构件向外超出缝模涂布机200的模唇帮助稳定幅材100的未被涂布边缘。如果这未到位,则边缘将在它们行进越过模时折皱并上下翻转,从而在涂层的边缘处生成涂层缺陷。长形J形构件20包括直的或平坦的部分20A,其在装置处于进行涂布位置时接触幅材,并限定出前述领先边缘。优选地,部分20A的表面是光滑且高度抛光(例如,至镜面光洁度)的金属表面。在某些实施例中,低摩擦涂料比如特氟隆®可以被施加至20A的表面。抗摩擦涂料可以包括抗磨损组元比如陶瓷珠用以减小摩擦和抵抗磨损。这种涂料可从美国威斯康星州拉辛城(Racine)的RacineFlameSpray公司以及等离子喷涂涂料的其它来源获得。该表面还可以被机械加工至光滑表面。长形J形构件20还包括弯曲的或U形的部分20B,该U形具有与短轴12的曲率匹配的曲率以及比短轴12的半径略大的半径,使得短轴12坐置在U形内,如在图1中看出的。如图5和6中最佳看出的,长形J形构件的U形部分20B沿着其长度包括多个间隔开的孔眼24a-24n。在某些实施例中,孔眼24a-24n各自在直径上为0.5英寸,并且被定位成使得每个孔眼的中心与J形构件20的纵向中心线x(图6)相距30°。孔眼24a-24n位于间隔开的短轴12之间,并允许从缝25到真空贮存器的流体连通,如以下以更详细的细节所论述的。从U形部分20B延伸出的是直的部分20C,其短于直的部分20A。在所示实施例中,U形构件20B、部分20A和直的部分20C是单个的一体金属件。图1和3还示出了弯曲构件21,其在某些实施例中包括短的顶部部分21A,该顶部部分相对于中间部分21B以22°角度弯曲,该中间部分进而相对于底部部分21C以30°角度弯曲。在某些实施例中,短的顶部部分21A具有重叠的弯曲,用以保持它为直的/平坦的,并且用以使它被倒圆,以便不撕裂幅材。在某些实施例中,顶部部分21A可以由一条可机械加工的材料制造,并被铣削(milled)至与模唇的平坦度匹配的指定平坦度,当处于进行涂布位置时,表面21A停靠在所述模唇上。底部部分21C比如通过焊接被联接至J形构件20的部分20C。弯曲构件21B包括多个间隔开的冲压缝23,每个缝优选地沿着弯曲构件的长度居中地定位,用以接收接收角板27上的翼片27A和27B(图2)。当被如此联接时,弯曲构件21的中间部分21B与长形J形构件20的直的部分20A协同配合,用以形成缝25(图1)。在某些实施例中,缝25能够是0.16英寸宽。在某些实施例中,负压力被施加至缝25,处于从0.5英寸~1.5英寸wc的范围内,取决于幅材中的张力。在某些实施例中,中间部分21B成一定角度,使得当装置处于操作中和处于进行涂布位置时,中间部分21B平行于或基本上平行于缝模涂布机200的侧面(side)。短的顶部部分21A限定出本体50的前述落后边缘。多个间隔开的角板27(图2)沿着装置的长度以间隔开的关系定位。每个角板27的翼片27A被接收在弯曲构件21的相应缝23中,并被临时焊接(tackwelded)在那里。每个角板27的翼片27B被接收在长形J形构件20的部分20C的终端处的相应切口中。在某些实施例中,存在沿着装置的长度定位的五个间隔开的角板。每个角板27包括被构造成用以适应轴12的弧形底部部分26。角板帮助保持真空缝25的间隙/宽度,并且有助于维持横越幅材表面的平坦度。现在转到图7-12,其中示出了真空贮存器16。在某些实施例中,真空贮存器16包括弧形部分36,其连接至长形J形构件20的U形部分20B,如在图11中能够看出的。这在缝25与真空贮存器16之间生成流体连通,使得进入缝25的空气穿过U形构件中的多个孔24a-24n并进入真空贮存器,然后最终流动回到风扇入口并被弃放至周围环境。优选地,该弧形部分的半径匹配于U形部分的半径,用以促进连接。弧形部分36在其远端处弯曲,用以限定出形成真空贮存器的其余部分的长形部分46。孔眼48(图8)被形成在贮存器16的壁中,用以提供穿过适当的管道系统和/或软管系统到比如风扇等真空源的流体连通。在某些实施例中,由于馈送软管空隙而在幅材宽度外从贮存器16的背面引起负压力,1英寸wc缝压力差越过贮存器的长度而生成,且最靠近软管连接48的那侧更高。为了适应之,带孔分流器(diverter)39能够被放置在贮存器中,如图8中所示,用以使真空缝中的横越幅材压力均匀化。分流器的尺寸将部分地取决于幅材稳定器的宽度,并且其确定是在本领域技术的范围内。远程安装的风扇能够被用作负压力的源,或者可能与组件相关联的幅材干燥机中的供给风扇的入口能够被用作抽吸源。具有用以控制负压力的阻尼器的柔性软管能够经由孔48被附接至真空贮存器。在连续幅材涂布工艺期间的操作中,装置10被放置邻近缝模涂布机200,处于其稍上游,在与幅材行进相反的方向上,如图13A中所示。该装置是固定的,并且负压力被施加至缝25(例如,比如以风扇或者类似物通过真空贮存器16或者通过轴12a中的通道向本体施加负压力),用以平坦化幅材,并使之向下保持在定位在装置10的稍下游的缝模涂布机200上。随着移动的幅材100行进越过幅材升降器和稳定器组件10的领先的高度抛光的表面20A,静态力或摩擦力被生成,其将箔幅材100吸至装置的平坦表面20A,用以与负压力缝25一起协助使幅材平坦化。在一优选实施例中,在缝25处被施加的负压力通常在-0.2至-2英寸的水的范围内,并且可以借助于被连接至抽吸源的真空线中的阀(未示出)得到调节,用以获得所需程度的平坦化,同时使在移动幅材上给予的摩擦阻力的量最小化。在某些实施例中,装置被定位在缝模涂布机200排出区域的0.375~0.500英寸内,并且略微低于缝模涂布机200的排出唇201,用以允许幅材缠绕在缝模涂布机之上,以在涂布期间获得更好的接触和涂布品质。当在幅材100上的涂层中需要间隙时,围绕短轴12(和12a,以通过轴12a的交替抽吸)的纵向轴线使装置10旋转,比如1度~3度,取决于工艺控制,比如通过以电动机17致动短轴12,用以提升幅材100离开缝模涂布机200(图13B中所示的中断涂布位置)。在某些实施例中,风扇保持一直打开用以维持恒定的负压力。在用以获得正确跳跃长度的预定量的时间(或幅材距离)后,与装置10相关联的伺服电动机17使装置10旋转向下回到低于缝模涂布机200至进行涂布位置。该循环然后进行重复。幅材升降器/稳定器装置用以引导和平坦化行进幅材的能力能够被利用在不需要幅材升降的应用中。在这种应用中,装置不必是可旋转的。图17示出了依据某些实施例的流体系统和控制元件的代表实施例。在该实施例中,系统包括涂料流体贮存器30、泵40、旁路阀63、供给阀60、喷嘴70和幅材升降器15。可选地,流体排走机构90’被包括用以穿过管道96交替地吸引和重新置回小容积的流体。控制器210被合并到系统中,该控制器210能够控制旁路阀63、供给阀60和幅材升降器/稳定器15的动作。在利用流体排走机构的一些实施例中,控制器210控制流体排走致动器驱动器91的动作。控制器210包括执行计算机可读指令的处理单元,适于进行下面描述的动作。处理单元可以是通用的计算装置,比如微处理器。替代地,它可以是专业的处理装置,比如可编程逻辑控制器(PLC)。控制器210还包含存储元件,其被使用来存储指令,以及为处理器的使用提供临时存储。存储元件可以利用任何存储技术,比如RAM、ROM、EEPROM、快闪ROM、NVRAM或任何其它适当的技术。控制器210还包括输入装置,比如触摸屏、键盘或其它适当的装置。输入装置被使用来允许操作人员输入应由控制器210使用的轮廓或一组参数。该输入装置也可以被称为人机界面或HMI。控制器210还具有适于控制如以上所描述的喷嘴和阀的输出。这些输出可以在本质上是模拟的或数字的,并且可以提供二进制输出(即接通或断开),或者可以提供一定范围的可能输出,比如模拟信号或多位数字输出。使用这些输出,控制器210能够控制旁路阀63和供给阀60的打开和关闭,以及这些操作发生的速度。类似地,它能够控制幅材升降器15的移动,以及该移动的速度。分别驱动阀50和60的阀致动器51和61、以及驱动室90的流体排走致动器91优选是在高行进速度时具有精确定位能力的伺服电动机驱动器。优选地,致动器51和61能够在小于50毫秒中驱动它们相应的阀通过从打开到关闭以及从关闭到打开位置的行进范围。类似地,致动器91被选择成用以在小于50毫秒中膨胀容积室90,并在小于50毫秒中返回至压缩位置。幅材升降器/稳定器15由致动器73定位,其优选是具有高速度定位能力用以在小于50毫秒中完成从进行涂布位置到中断涂布位置并从中断涂布位置回到幅材涂布进行位置的全循环的伺服电动机。为了建立将在幅材行进方向上沿着包括连续幅材的片材的长度所施加的一个或多个被涂布区块的厚度的轮廓,操作人员可以输入片材上被称为开始位置的位置,以及就幅材行进距离而言所限定出的附加参考位置,用于控制多个不同阀50、60和升降器/稳定器15的致动。这些参考位置最初是从被涂布区域和未被涂布区域的所需长度来确定的,所述被涂布区域和未被涂布区域将被施加至幅材,用以沿着幅材移动方向产生一个或多个精确尺寸的被涂布区块,以及沿着所述幅材移动方向具有第二精确尺寸的未被涂布幅材的介入部段。这些参考位置参数也可以根据多个不同标准比如流体流变能力和缝模设置来得到调节。下面描述这样一种示例,其中操作人员设定参数用以产生具有精确所需长度的被涂布区块。参考供给阀60,操作人员可以提供“阀打开的位置”、“阀关闭的位置”或阀部分地打开或部分地关闭的中间“打开”和“关闭”位置。在一些实施例中,操作人员可以供给一组位置和阀的状态的对应指示,比如20%打开、40%打开、等等。在一些实施例中,阀60的打开和关闭可以遵循惯用的数学曲线。例如,该数学曲线可以是线性斜坡、指数函数、阶梯函数、或抛物线函数、或它们的任意组合。类似参数可以被用于旁路阀63。在一个实施例中,轮廓是经由对被施加的涂料的工作知识并且通过生成对应的正时图(timingdiagram)来确定的。然后经由实验来改善阀正时和打开/关闭轮廓。升降器/稳定器15的移动也能够受控于控制器210。在一些实施例中,升降器15被致动器73旋转,用以从喷嘴70的唇72移走幅材。操作人员可以输入升降器/稳定器15开始移动离开唇72时的参考位置。操作人员也可以输入升降器/稳定器移动趋向模唇时的参考位置。接下来,基于线速度和相对于缝模的幅材位置,自动地调节移动速度。如上所述,升降器15的位置对片材位置的图可以是简单的线性斜坡、指数函数或抛物线函数。该图确定升降器15的移动速度。在一些实施例中,操作人员可以供给一组参考位置和升降器的状态的对应指示,比如20%离开模唇、40%离开模唇、等等。类似地,可选的流体排走机构90’的移动可以被同样地编程和控制。有可能的是用于阀50、60、幅材升降器15和流体排走机构90’的参数的某些组合将被频繁地利用。因此,代替对于每个部件分别地输入所有参数,操作人员可以创造一种“秘方”,其是预先限定的一组描述所有部件的操作的参数。在以后的时间,操作人员能够简单地输入秘方的名称,其将所有相关联的细节移动信息传达至处理单元。在一些实施例中,每个秘方的细节被存储在控制器210中的存储元件中。例如,一种“秘方”可以被存储,其生成图19中所示的涂布模式,而第二“秘方”生成图21中所示的涂布模式。另外,秘方可以被本地存储并且只控制被涂布区块的轮廓,或者它可以被远程存储作为较大全局秘方的一部分,所述较大全局秘方存储其它可变条件,比如线速度、幅材张力、干燥机设定、和用于被整合到涂布线的其它装备的设定。使用该控制器,多个不同部件的操作特性能够被编程用以生成广范围的涂布轮廓。例如,图18示出了旁路阀63、供给阀60和幅材升降器15的操作,其能够被使用来生成图16中所示的轮廓。横轴代表片材上的距离。该轮廓假定的是涂布被施加达200mm,然后不被施加达30mm。然后重复该模式。本文所公开的实施例并不局限于此模式。实际上,被涂布和未被涂布部分能够小到1mm,并且能够任意大。以下实施例利用沿着幅材行进方向的片材的参考位置来确定多个不同部件的动作。基材材料的位置由被附接至辊轴的高分辨率编码器220跟踪。在另一实施例中,编码器被联接至代表幅材移动的驱动电动机。在涂布操作的最初开始时,相对于模唇72的位置的幅材行进长度从编码器信息被计算出,并且被转化成幅材参考位置的术语。来自编码器220的信号经由数据总线传达至伺服电动机51、61、73和91的伺服驱动控制器,用以分别实施阀50、60、幅材升降器15和流体排走室90的相应定位动作。如知晓伺服驱动器的应用的技术人员公知的,这些定位动作可以根据由用户限定出的被数学编程的凸轮动作轮廓用优异的精度以非常高的速度得到实施。两个或更多个致动器的定位动作可以被协调用以获得对区块位置和涂布厚度轮廓的精确控制,并且被表示为正时图。图18示出了一示例正时图,其中在参考位置199.5mm处,旁路阀63开始打开,而供给阀60开始关闭。该操作在参考位置200mm附近得到完成,因此涂布区与未被涂布区之间的过渡非常急剧。该快速过渡趋于在喷嘴70中留下过多涂料,其在供给阀60接下来在时间230处打开时被不均匀地施加(见图16)。在阀50、60被致动的同时,幅材升降器15从其进行涂布位置移动至中断涂布位置,离开模唇72。该移动在参考位置199.5mm处开始,并在参考位置200mm处结束。涂料在参考位置230mm处被再次施加。为该施加做好准备,旁路阀63在参考位置229.5mm处开始关闭。旁路阀63在参考位置230mm附近被关闭。供给阀60执行类似的轮廓,从关闭状态至打开状态,在位置229.5mm处开始并在位置230mm处结束。幅材升降器也移动到进行涂布位置中。该移动在参考位置229.5mm处开始,并在参考位置230mm附近得到完成。应当指出的是,虽然本文中提出的示例示范了一致操作的供给阀60和旁路阀63,但是这不是必需的。换言之,这些阀50、60是分离的,并且它们的致动可以被单独地控制。在另一实施例中,可以采用三路阀,在该情况下,这些阀的致动将取决于彼此。在一些实施例中,特别是在超过5米每分钟的更高涂布速度时,流体排走机构90’被优选地如图17中所示那样使用。在这些实施例中,流体排走机构90’可以是具有可改变容积和单个流体连接96的室90,使得当容积增加时,材料被吸引离开喷嘴唇72进入腔体71中,穿过管道96并进入该室中。相反地,当容积减小时,室90中的材料被强制穿过管道96返回进入喷嘴腔体71中,并进入喷嘴唇72中,并被施加至片材。在图18中所示的轮廓中,图17的流体排走室90优选地被线性致动器91驱动,该线性致动器91在参考位置199.5mm处开始使室90的容积膨胀,并在参考位置200mm附近被完全膨胀。当材料将被再次施加时,在参考位置229.5mm处通过致动器91减小流体排走室90的容积。该室收缩在参考位置230mm处完成。参见图23,流体排走机构90’可以由密封的波纹管或膜片(diaphragm)元件构成,用以形成室90,其被附接至支承室90和致动器91两者的固定的框体97。致动器91通过机械联接件92被机械地连接至室90的膜片元件,用以向内向室90移动膜片的位置来减小内部容积,或从室90向外移动来增加内部容积。流体管道96与室90的内部容积流体连通,并且还与图17的流体系统流体连通。操作之前,室90和管道96被填充有涂布流体、涂布溶剂或其它适当的流体介质,用以预备(prime)流体排走机构。操作中,依据来自图17的控制器210的指令,致动距离“Y”受控于致动器91。为了允许流体排走动作的快速致动,室90的膜片元件的设计是在考虑到使致动距离最小化同时获得膨胀状态中的内部容积对收缩状态中的容积的所需变化的情况下做出的。对于小于50毫秒的反应速度来说,行进距离优选地小于6mm。膜片可以从通常可获得的弹性体材料中选择,所述弹性体材料可选地被织物丝增强,并且被密封至刚性外壳或碗状物(bowl)用以形成可变容积室90。在一优选实施例中,容积室被构造成由比如T304不锈钢等耐腐蚀和耐溶解的材料形成的金属波纹管。单波纹管类型对于有效预备室是优选的,以避免在操作期间包含空气泡。可变容积室90的前述描述旨在是示例性的,因为波纹管和膜片元件的众多设计对本领域的技术人员是公知的,并且可以被应用来满足最小致动距离、快速速度和容积排量的要求。应该理解的是:被包含在室90、管道95、腔体71和模唇72中的涂布流体对于致动器91的每次致动经受流动方向的反向,使得流体从模唇72的出口被临时排走,进入模腔体71中,并进入被膨胀时的流体排走室90中,然后在室90被压缩时经由相同路径返回至模唇72。因此,涂布流体不从工艺被抽取用以适应对流体在幅材上的沉积的控制来制作具有精确尺寸的离散的被涂布区块。当然,可能需要其它涂布轮廓。图19示出了一种涂布轮廓,其中领先边缘540比图16的领先边缘更均匀得多。落后边缘545也是更均匀的且急变的。为了生成该轮廓,多个不同部件的正时和速度从结合图18所说明的那些得到修改。可以被使用来生成该涂布轮廓的一代表正时图在图20中示出。在该轮廓中,供给阀60和旁路阀63被控制成更早开始关闭。在该轮廓中,这些阀50、60在参考位置195mm附近开始过渡,并在参考位置196mm附近得到完全过渡。幅材升降器15不移动直到参考位置199.5mm,并被快速地移动离开模唇72。当涂料将被再次施加时,阀在参考位置228mm附近开始过渡,并在参考位置229.5mm附近得到完全过渡。幅材升降器15朝向模唇15移动,在参考位置229mm处开始,并在参考位置230mm附近完成。在流体排走机构90’被利用的那些实施例中,流体排走室90在参考位置199mm处开始膨胀,并在位置200mm附近完全膨胀。当涂料在位置230mm处被再次施加前,流体排走室90在参考位置229mm处开始收缩。其收缩在参考位置230mm处完成。图21示出了能够使用本文所公开的实施例得以生成的另一涂布轮廓。在该实施例中,领先边缘562倾斜至其最大值。类似地,落后边缘565是渐变的,而不是急变的。图22示出了可以被使用来生成该轮廓的正时图。在该实施例中,阀50、60打开和关闭更缓慢,以便生成渐变的领先边缘562和落后边缘565。应当指出的是,本文所描述的代表正时图不是能够被使用来生成所需涂布轮廓的仅有正时图。另外,其它涂布轮廓是可能的,并且能够通过改变阀、喷嘴和流体排走机构的操作而得以生成。使用控制器来控制阀50、60的致动和幅材升降器15的移动可以允许去除流体排走机构90’,特别是在低于5米每分钟的涂布速度时。例如,通过精确地控制阀打开和关闭的速度和位置,保留在喷嘴70中的多余涂料的量能够被减少。在以上示例中,是通过将所有致动关联于位置来对系统编程的。换言之,系统接收在其中将绝对位置和所需动作一起提出的输入。其它参考点可以被使用来指示动作应该在何时进行。例如,阀50、60和幅材升降器15的动作可以被关联于开启和关断位置。例如,用户可以指定:涂料应该被施加达200mm,紧接着是30mm的未被涂布区。阀50、60的致动可以被输入为从这些开启和关断位置起的相对偏移。参见图20,阀将被编程为在位置偏移-6mm(200mm-194mm)处过渡,并将在位置偏移-4mm处完成该过渡。类似地,阀的下一过渡将被关联于开启位置(230mm)。这种向控制器传达信息的方法可能是极其有价值的,因为它允许相同的涂布轮廓被用于不同长度区,仅仅是通过修改开启和关断位置,而不用修改其它参数。本文所描述的基于位置的参考系统的另一优点是控制器可以自动地补偿涂布速度的变化。例如,如果辊315的速度发生变化,则控制器能够确定与每次致动相关联的时间是不同的,并且能够补偿该变化并生成相同的涂布轮廓,如先前所完成的。控制器还能够被使用来也向先前已被涂布的片材的相对侧施加涂料。在图17中所示的优选实施例中,幅材310在第一侧被第一涂布喷嘴70a涂布,所述第一涂布喷嘴70a具有如先前所描述的幅材升降器15a和流体输送系统301a,用以在幅材行进的方向上涂布具有所需长度、间隔和厚度轮廓的区块。幅材路径然后由辊314和315通过翻转幅材的未被涂布侧而重新引导,以便将幅材沿优选取向呈现在第二涂布喷嘴70处。幅材310的第二侧然后如先前所描述那样被涂布。在一些实施例中,绝对必要的是在第一侧上的涂布区块与在相对侧生成的那些正好对齐。在另一些实施例中,可能需要的是相对于第一侧上的模式提前或延迟涂料的施加。使用输入装置,操作人员能够对相对侧的对准编程。在一些实施例中,这通过以下方式来实现:对开始和停止位置进行编程,用以与先前在第一侧上施加的涂料具有一定的关系。在另一些实施例中,操作人员输入所需的偏移(即,0指示对齐,正值指示延迟,而负值指示提前)。在该实施例中,系统可以包含如图17中所示的视觉系统230,其定位成用以观察先前所涂布的区块,并且能够检测未被涂布区与被涂布区之间的过渡。一旦该幅材位置点被确定后,控制器能够使用如从编码器220的信号或适当的辊驱动信息信号计算出的辊15的速度,来确定涂料应该被施加至第二侧的时间。视觉系统230可以由对比传感器构成,该对比传感器与控制致动器51、61、71和91的伺服驱动器以及与控制器210数据通信。若干这种视觉系统可在工业控制和传感器市场中获得,并且可以被选择成用以提供快速反应速度,以便报告在移动的幅材上从被涂布向未被涂布位置的以及从未被涂布向被涂布位置的过渡,以便及时实现由控制伺服电动机51、61、71和91的伺服驱动器和控制器210进行的动作。对比传感器装置的反应时间优选小于100微秒。在包括用于区块的对准的视觉系统的实施例中,控制器210必须能够处理所有数学操作,来以一种频率引发致动器和驱动电动机动作,所述一种频率是所需被涂布区块序列(被涂布和未被涂布长度)正经过传感器230的速率的至少2倍。另一更优选类型的对准控制器不仅传感涂布区块在它到达用于对齐涂布区块的涂布头前的边缘,而且还具有第二组传感器231和232,所述第二组传感器231和232测量两个被涂布区块的对齐,并且比较测量值与目标值并自动地对后续被涂布区块的对准距离施加校正。这种类型的系统通过提供对涂布对准工艺的前馈和反馈控制来提供更牢靠的操作,并且能够自动地补偿与在整个涂布装置中被使用的多个不同控制系统间的通信延迟相关联的时间延滞。更进一步,该优选类型的对准系统例如通过减少在涂布线速度的变化或由于接合引起的张力变化期间产生的缺陷的数量来改善生产产出率。来自该优选涂布对准方法的另一益处是:涂布区块被自动地测量,并且测量数据能够随后被记录到数据记录系统中,用于统计分析和品质控制。本公开在范围上不被本文所描述的特定实施例限制。实际上,除了本文所描述的那些之外,本公开的其它多个不同实施例和修改从前述描述和附图中对本领域技术人员来说将是显而易见的。因此,这些其它实施例和修改都旨在落入本公开的范围内。更进一步,尽管本文已经在特定实施方式的背景下在特定环境中对于特定目的描述了本公开,但是本领域技术人员应该意识到的是其有用性并不局限于此,并且可以在任意数量的环境中对于任意数量的目的有益地实施本公开。因此,以下给出的权利要求书应该根据如本文所述的本公开的全部宽度和精神来解释。
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