卷料导引系统
卷料导引系统(Web-guiding systems)是在工厂中针对卷料片材进行处理前,针对片材定位的设备。卷料在加工处理时,会先经由设备,将卷料展开成为长条薄片状,在处理后,再重新卷成卷料。卷料导引系统可能是放在卷料展开后的关键位置,也有可能是在重新卷成卷料前的关键位置。
卷料导引系统都会用感测器来监控卷料位置,进行横向跟踪,也会有致动器,在卷料偏离理想位置时调整其横向位置。致动器可能是气动设备、液压缸、也有可能是机电设备。因为卷料多半是易破的材质(尤其是其边缘),一般会使用非接触式感测器,可能是液压、光电、超声波或是红外线的感测器。控制系统需根据感测器的讯号输出讯号到致动器。
卷料导引系统以高速运作,持续的对卷料位置作小幅的调整。最新型的系统会利用数位科技以及触碰式萤幕来简化设置。卷料导引系统会用在分切机、分切复卷机、印刷机、涂布和层压机。
历史
Irwin Fife在1939年为了让报纸可以在他的高速印刷机上对正,在位在俄克拉荷马市家中的车库发明了第一个卷料导引系统[1]。
主动导引系统
主动导引系统是由感测器、连接到导引机构的致动器,以及控制器所组成[2]。感测器可以是任何可以感测片材边缘的感测器,最常见的是气动的(针对没有孔的片材)、光学的(针对不透明的片材)或超声波(大部分材料都可以)。最近的发展已开始使用光散射和空间滤波,因此可以用光感测器来感测任何材质[3]。片材需要是平的(没有卷曲)及平整的才能用边缘感测器侦测。因此感测器一般会放在滚筒符近。若使用二个感测器,片材可以在前端、后端或是中间进行定位导引。常见的主动导引系统会包括转向导向设备、位置导向设备、开卷导向设备及覆卷导向设备[4]。
张力调整的挑战
因为许多机构因素的影响,有需要进行张力的调整,这些机构因素包括:因为机构未对正引起的振荡、在卷料加速时机构元件惯量造成的延迟、、材料经过压料辊时的滑动、以及过度激烈的卷料位置校正。许多技术过程及控制问题也会影响张力,例如张力设定值调整;驱动辊的相位偏移、从一个区域到另一个区域的张力流动、以及基板经过不同制程中产生的热效应(膨胀或收缩)。不可能透过张力调整来消除所有的因素。区域中任何一个变异都可能会造成张力控制以及卷料速度的变化。因此在耦合的张力控制中,因为控制器会引起回授回路,因此在连续片材中的抖动是很难完全避免的[5]。
准确控制是这类系统的基础。若片材的线速度降低了,因为卷料导引系统速度也变慢,可以控制的横向位移误差也就会减少。若输入误差减少了,则其横向位移误差也会变的比较小。干燥器的气流吹在输送中的片材上,也会产生横向位移,若提高吹送频率,可以减少横向位移[6]。
参考资料
- ^ Fife, Irwin. Who We Are. [2018-08-02]. (原始内容存档于2021-02-18).
- ^ Web Guiding Systems: Why, What, Where and How?. [2018-08-02]. (原始内容存档于2016-03-04).
- ^ Material Agnostic Fiber Optic Web Edge Sensor. Roll-2-Roll Technologies LLC: Web Guides, Web Position Sensors and Web Guiding Systems. 2015-11-23 [2017-07-24]. (原始内容存档于2016-08-11) (英语).
- ^ Roisum, Ph.D., David. Web Guiding Systems. [2018-08-02]. (原始内容存档于2020-09-29).
- ^ Rexroth, Bosch. Digital roll-to-roll web processing revolutionizes printed electronic production. 12 March 2013 [2018-08-02]. (原始内容存档于2018-08-02).
- ^ Shin, Hyeunhun; Ho, Thanhtam; Lee, Sangyoon, Steering guide-based lateral control for roll-to-roll printed electronics (PDF), Journal of Mechanical Science and Technology, 2010, 24 (1): 319 [2018-08-02], (原始内容存档 (PDF)于2014-01-09)