行業(yè)動態(tài)
行業(yè)動態(tài)
涂布機中的基材糾偏系統(tǒng)分析
在涂布生產(chǎn)線上，基材經(jīng)歷放卷、涂布、干燥、復(fù)合、牽引和收卷等多道工序時，常因設(shè)備、材料或工藝參數(shù)等因素發(fā)生位置偏移。為確保涂布質(zhì)量與收卷整齊等工藝要求，必須對運行基材的松緊度和位置偏移進行實時糾正。其中，糾正基材橫向位置波動的系統(tǒng)稱為糾偏系統(tǒng)；控制基材縱向張力穩(wěn)定的系統(tǒng)則為張力控制系統(tǒng)。兩者協(xié)同工作，共同保障生產(chǎn)過程的穩(wěn)定與產(chǎn)品的高質(zhì)量。
糾偏系統(tǒng)直接關(guān)系到涂布工藝的精度與效率。本文將對涂布機放卷、涂布、干燥、復(fù)合、收卷等環(huán)節(jié)的糾偏系統(tǒng)進行分析，主要內(nèi)容包括：糾偏裝置工作原理，結(jié)構(gòu)組成及其分類，各生產(chǎn)環(huán)節(jié)中偏移產(chǎn)生的原因及缺陷和糾偏辦法。
涂布糾偏控制系統(tǒng)示意圖
（圖片來源：網(wǎng)絡(luò)）
糾偏系統(tǒng)是“檢測-控制-執(zhí)行”閉環(huán)過程，核心目標是使運行基材的邊緣或中心線始終與生產(chǎn)線的預(yù)設(shè)基準路徑保持一致。
檢測：系統(tǒng)通過高精度傳感器，實時監(jiān)測運行中基材的橫向位置狀態(tài)。傳感器將捕捉到的邊緣或中心線位置信息轉(zhuǎn)化為電信號。
控制：控制器接收位置傳感器的信號，并與內(nèi)部設(shè)定的基準位置進行比較，計算出位置偏差的大小和方向。隨后，控制器根據(jù)預(yù)設(shè)的控制算法計算出糾正所需的動作指令。
執(zhí)行：控制器將指令發(fā)送至執(zhí)行機構(gòu)。執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動糾偏導(dǎo)輥、擺臂或整個移動單元產(chǎn)生橫向移動，從而引導(dǎo)基材回歸到正確的路徑上。
整個過程連續(xù)、自動進行，實現(xiàn)對基材運行中跑偏的即時、精確修正。
主要由兩大部分構(gòu)成：檢測機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)。
檢測機構(gòu)
負責(zé)實時感知基材位置，根據(jù)檢測原理不同，主要分為以下幾類：
光電式/紅外式：通過發(fā)射光束（可見光或紅外光）并檢測基材邊緣對光束的遮擋反射變化來定位。其中，紅外式對特定材料穿透性或反射特性更佳，抗可見光干擾能力強。
超聲波式：利用超聲波反射測距原理，通過探頭與材料表面距離變化判斷邊緣位置。適用于透明、高反光、涂層濕膜或厚度變化的材料，不受顏色影響。
氣流式：通過檢測基材邊緣對測量噴嘴氣流背壓的擾動來定位。屬于非接觸式，對材料表面特性不敏感，耐污染，但精度和響應(yīng)速度通常低于光電式。
視覺式（如CCD）：通過工業(yè)攝像頭捕捉基材邊緣或標記的圖像，經(jīng)圖像處理軟件進行高精度分析。功能最強大，不僅能進行邊緣或中心線糾偏，還能實現(xiàn)圖案標記的追蹤，適用于極高精度和復(fù)雜套準場合。
執(zhí)行機構(gòu)
驅(qū)動單元
提供糾偏動作的核心動力源。根據(jù)動力介質(zhì)不同，主要分為：
電動式：采用伺服電機或步進電機驅(qū)動，具有控制精度高、響應(yīng)速度快、清潔免維護、易于編程控制的特點，是現(xiàn)代高精度糾偏系統(tǒng)的主流選擇。
液壓式：采用液壓油缸作為驅(qū)動器，輸出推力大、剛性高、運動平穩(wěn)，適用于重型、寬幅或需要極大糾偏力的場合，但系統(tǒng)復(fù)雜，存在可能的油液泄漏和維護需求。
氣動式：采用氣缸作為驅(qū)動器，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、動作迅速的優(yōu)點，但控制精度和剛性相對較低，適用于精度要求不高或只需進行兩點式定位糾偏的場合。
機械調(diào)整單元
將驅(qū)動單元的旋轉(zhuǎn)或直線運動轉(zhuǎn)化為導(dǎo)向輥或工藝部件的橫向糾偏動作。常見形式有：
擺臂式：驅(qū)動單元推動一個裝有導(dǎo)輥的擺臂繞固定支點旋轉(zhuǎn)，通過改變基材經(jīng)過的角度實現(xiàn)糾偏。結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛。
直線滑臺式：驅(qū)動單元帶動整個導(dǎo)輥座、滑臺或關(guān)鍵工藝部件（如涂布機放卷或收卷裝置、測量架）沿高精度直線導(dǎo)軌橫向移動，實現(xiàn)直接、精密的位移糾偏。
浮動輥式：通過調(diào)整一個可橫向移動的浮動輥的位置，改變基材在其上的包角和路徑，從而實現(xiàn)糾偏，常見于張力控制與糾偏結(jié)合的系統(tǒng)中。
邊緣糾偏（EPC）
傳感器持續(xù)檢測基材單側(cè)或雙側(cè)的物理邊緣位置，并以其中一側(cè)為基準進行跟蹤調(diào)節(jié)。是最常用的糾偏方式，技術(shù)成熟，適用于絕大多數(shù)規(guī)則邊緣的卷材生產(chǎn)。
EPC具體應(yīng)用示意圖
（圖片來源：http://en.krddy.com/jpzxq/）
中心線糾偏（CPC）
通過兩個傳感器同步檢測基材的兩側(cè)邊緣，實時計算其實際中心線位置，并與預(yù)設(shè)的機器中心線進行比較和校正。適用于無紡布等邊緣本身不規(guī)則的基材，能確?；难刂行幕鶞史€(wěn)定運行。
CPC具體應(yīng)用示意圖
（圖片來源：http://en.krddy.com/jpzxq/）
線追蹤/圖案糾偏（LPC/MPC）
傳感器識別并跟蹤表面的色標線、導(dǎo)標或特定圖案的位置。比如精確跟蹤電池極片上的涂覆區(qū)邊緣或基準標記，確保正負極活性物質(zhì)涂層與基材（箔材）的相對位置絕對準確，是目前要求最嚴苛的糾偏方式。
LPC具體標記應(yīng)用示意圖
（圖片來源：http://en.krddy.com/jpzxq/）
在涂布生產(chǎn)全過程中，基材運行中的橫向偏移可能在任何環(huán)節(jié)產(chǎn)生，其成因復(fù)雜且各環(huán)節(jié)間相互影響。以下是各主要工序中偏移的典型原因及其導(dǎo)致的缺陷：
放卷環(huán)節(jié)
產(chǎn)生原因：基材偏移的“源頭”，包括：初始基材的卷繞整齊度差、卷芯與放卷軸安裝不同心、以及基材自身存在的厚度波動、彈性模量差異或內(nèi)部殘余應(yīng)力分布不均等。
導(dǎo)致缺陷：基材在放卷時產(chǎn)生周期性或隨機的橫向擺動，形成初始跑偏。若未及時糾正，此偏移將作為“基礎(chǔ)誤差”被帶入并放大至后續(xù)所有工序。
涂布環(huán)節(jié)
產(chǎn)生原因：基材進入涂布裝置前已經(jīng)發(fā)生位置偏移，造成涂布過程出現(xiàn)質(zhì)量缺陷；還有就是涂布輥（或刮刀）的安裝中心線與基材運行基準線未對準；基材在涂布輥上因局部張力不均產(chǎn)生微量打滑或橫向漂移；以及涂布液在模頭唇口壓力分布不均，對運動的基材產(chǎn)生不對稱的橫向流體壓力等情況。
導(dǎo)致缺陷：直接造成涂布層橫向厚度分布不均，形成“楔形”涂層或邊緣缺陷。尤其對于狹縫涂布、逗號刮刀等高精度涂布方式，基材的輕微跑偏都可能導(dǎo)致涂布無法進行（如產(chǎn)生條痕、斷帶）或直接刮蹭模頭，造成產(chǎn)品報廢與設(shè)備損傷。
干燥環(huán)節(jié)
產(chǎn)生原因：易加劇既有偏移，烘箱內(nèi)兩側(cè)溫度、風(fēng)速不均勻，導(dǎo)致基材兩側(cè)干燥收縮率不同；基材的“抖動”與漂移；穿行其中的眾多導(dǎo)輥存在平行度誤差、熱變形或表面粘附異物等。
導(dǎo)致缺陷：熱收縮不均會產(chǎn)生新的橫向應(yīng)力，迫使基材跑偏。導(dǎo)輥問題則會直接改變基材走向。同時，未完全干燥的基材可能因偏移而導(dǎo)輥，造成永久性劃傷、粘臟或圖案破壞等。
復(fù)合環(huán)節(jié)
產(chǎn)生原因：涉及兩種以上基材的精確對位，參與復(fù)合的各基材放卷同步性差、運行張力不匹配；復(fù)合輥的軸間平行度或輥水平度不良、輥面壓力沿軸向分布不均或溫度不均。
導(dǎo)致缺陷：導(dǎo)致多層材料間出現(xiàn)相對錯位、貼合不牢，產(chǎn)生氣泡、或不可消除的褶皺。若基材帶有背膠，對位不準會導(dǎo)致膠水被直接擠壓到復(fù)合輥面上，造成嚴重的設(shè)備污染，需要停機清理，極大影響生產(chǎn)效率和成本。因此，在復(fù)合前確?；?/span>“正”是保證復(fù)合質(zhì)量和連續(xù)生產(chǎn)的前提。
收卷環(huán)節(jié)
產(chǎn)生原因：基材偏移問題的最終體現(xiàn)和后果放大階段，前道工序累積的殘余偏移未被完全糾正；收卷軸與入料路徑不垂直；收卷張力設(shè)定過小或張力錐度控制參數(shù)設(shè)置不合理，無法提供足夠的收緊力以克服材料的不平整度；設(shè)備水平調(diào)整精度不達標等。
導(dǎo)致缺陷：直接表現(xiàn)為收卷端面不齊，形成“喇叭口”、蛇形或臺階狀卷形。收卷階段是將已糾正的基材整齊卷繞成軸，需要采用“整體架式糾偏”，即移動整個收卷機架來主動跟蹤基材的邊緣，從而強制保證收卷整齊。收卷不齊會導(dǎo)致后續(xù)分切困難、材料浪費，并影響運輸和客戶的使用。
其他因素
設(shè)備固有因素
設(shè)計與制造缺陷：導(dǎo)向輥跨距過大、輥筒加工精度不足、各輥軸線平行度不佳、機架剛性不足等。
安裝與磨損：設(shè)備安裝誤差、長期運行導(dǎo)致的機械磨損、輥筒變形以及運行中產(chǎn)生的振動等。
基材缺陷
基材自身問題：基材初始端面不齊、厚薄不均、邊緣松弛、存在皺褶或表面不平整等。
基材特性差異：不同基材的彈性模量、厚度、摩擦系數(shù)等物理特性不同，若工藝參數(shù)未針對性調(diào)整，易引發(fā)跑偏。
人為與環(huán)境干擾
人工上料、接料操作可能引入初始偏差；生產(chǎn)現(xiàn)場的氣流、粉塵等也可能對卷材運行造成細微擾動。
放卷糾偏
從源頭糾正基材的初始偏差。通常通過移動卷軸架等直接作用于運行中基材的糾偏方法，即可快速消除由基材不齊、卷芯偏心等引入的初始橫向誤差，防止其向后道工序傳播。
工藝環(huán)節(jié)糾偏
通常設(shè)置在涂布、干燥、復(fù)合等核心工位的前或后，糾偏的目標是保障基材的工藝對位精度。因此，采用高響應(yīng)速度與高定位精度的直線滑臺式等糾偏方法，對基材路徑進行實時微調(diào)，確?；囊跃_位置進入和離開各工藝區(qū)域。
收卷糾偏
涉及將已糾偏的基材整齊卷繞成軸，其邏輯與前述環(huán)節(jié)不同。僅糾正基材本身已無法實現(xiàn)整齊收卷，因為收卷軸位置固定會導(dǎo)致卷材邊緣累積錯位。因此，收卷糾偏時必須移動收卷架整體，使收卷軸主動跟蹤基材邊緣，從而確保最終卷形的整齊。
涂布機中的基材糾偏系統(tǒng)是保障生產(chǎn)連續(xù)性、穩(wěn)定性和產(chǎn)品高品質(zhì)的關(guān)鍵子系統(tǒng)。深入理解其工作原理、結(jié)構(gòu)組成及分類，精準分析各生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生偏移的根源，并綜合運用預(yù)防與實時糾正辦法，是優(yōu)化涂布工藝、提升生產(chǎn)效率與產(chǎn)品合格率的必由之路。
