專利名稱：計(jì)量輥與涂布輥間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于涂布技術(shù)的領(lǐng)域，具體涉及ー種計(jì)量輥與涂布輥間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置和方法。
背景技術(shù)：
涂布機(jī)(或復(fù)合機(jī))的涂料上料系統(tǒng)包括上壓輥、涂布輥和計(jì)量輥，計(jì)量輥可根據(jù)エ藝要求選擇光輥或網(wǎng)紋輥等，計(jì)量輥的下半部分浸在涂料槽里邊，涂布輥十分靠近計(jì)量輥，但兩者必須留有微小間隙；工作吋，涂布輥的表面速度就是基材的前進(jìn)速度；而旋轉(zhuǎn)的計(jì)量輥將涂料槽里邊的涂料蘸上，涂布輥則將計(jì)量輥表面的涂料刮取過來(簡(jiǎn)稱“刮料”)， 基材被旋轉(zhuǎn)的涂布輥和上壓輥夾住并往前送，上壓輥由氣缸施加壓力，將準(zhǔn)備加工的基材壓在涂布輥上，使涂布輥上的涂料轉(zhuǎn)移涂覆到基材上。在上述工作方式中，涂布輥與計(jì)量輥的間隙數(shù)值將直接影響涂布輥表面刮得的涂料厚度，進(jìn)而影響涂布量(涂布厚度)，而涂布量是否均勻是影響涂布質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。因此，涂布輥與計(jì)量輥兩者的間隙數(shù)值是否精確控制成為十分關(guān)鍵的問題。對(duì)涂布輥表面某一具體部位(具體點(diǎn))來說，只有在該具體點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)到最靠近計(jì)量輥的位置吋，該具體點(diǎn)才進(jìn)行刮料，因此，刮料位置是涂布輥表面最靠近計(jì)量輥的位置，假設(shè)將涂布輥與計(jì)量輥兩者的間隙忽略，則刮料位置相當(dāng)于涂布輥與計(jì)量輥兩者相切的位置?，F(xiàn)有技術(shù)中，由于涂布輥很難加工成為ー個(gè)絕對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的圓，其半徑在各個(gè)方向上存在誤差、不一致，可以認(rèn)為實(shí)際上是ー個(gè)橢圓，雖然該半徑誤差量與半徑自身絕對(duì)值比較起來不算大，但由于計(jì)量輥與涂布輥之間的間隙本身就很小，所以該半徑誤差量會(huì)導(dǎo)致計(jì)量輥與涂布輥之間的間隙大小產(chǎn)生明顯波動(dòng)，從而使計(jì)量輥轉(zhuǎn)移到涂布輥上的涂料厚度產(chǎn)生明顯周期性波動(dòng)、不均勻，最終導(dǎo)致涂布量不均勻。當(dāng)然，計(jì)量輥也很難加工成為ー個(gè)絕對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的圓，但涂布輥與計(jì)量輥的間隙波動(dòng)主要還是由于涂布輥的半徑誤差引起的，而不是主要由計(jì)量輥的半徑誤差引起的，這大致有以下三方面原因1、涂布輥半徑比計(jì)量輥半徑大得多，所以涂布輥的圓周比計(jì)量輥的圓周更難以準(zhǔn)確加工成為標(biāo)準(zhǔn)圓，更容易出現(xiàn)加エ誤差而成為橢圓；2、涂布輥表面在使用過程不斷受壓、受磨損而導(dǎo)致半徑誤差，而計(jì)量輥表面在使用過程無須受壓受磨；3、計(jì)量輥半徑較小，所以即使出現(xiàn)一定比例的誤差也對(duì)上述間隙影響較小，而涂布輥半徑較大，當(dāng)涂布輥半徑出現(xiàn)一定比例的誤差時(shí)，對(duì)上述間隙影響程度就很大。所以，由于上述三個(gè)原因，考慮兩者間隙周期性波動(dòng)時(shí)，可以將計(jì)量輥圓周看成ー個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圓，其各點(diǎn)的半徑視為ー個(gè)不變的常量r;同時(shí)，不能將涂布輥圓周看成ー個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圓，而應(yīng)該將涂布輥各點(diǎn)的半徑視為ー個(gè)變量，該變量的波動(dòng)使涂布輥在旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生了所謂的“圓跳動(dòng)”，導(dǎo)致計(jì)量輥與涂布輥之間的間隙產(chǎn)生周期性波動(dòng)。本申請(qǐng)文件中，將計(jì)量輥與涂布輥之間的間隙的實(shí)際值稱為“實(shí)際間隙值”，將計(jì)量輥與涂布輥之間的間隙的理想值稱為“理想間隙值”，“理想間隙值”可以是根據(jù)涂布エ藝、涂料材質(zhì)等因素事先設(shè)定的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺點(diǎn)而提供ー種計(jì)量輥與涂布輥間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置和方法，它能克服由于涂布輥半徑誤差帶來的涂布量不均勻的問題。其目的可以按以下方案實(shí)現(xiàn)該計(jì)量輥與涂布輥間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置包括涂料槽、上壓輥、涂布輥和計(jì)量輥，計(jì)量輥的下半部分位于涂料槽的槽腔中，涂布輥靠近計(jì)量輥但兩者留有間隙，上壓輥壓在涂布輥上；計(jì)量 輥的兩端設(shè)有計(jì)量輥支座；其特征在于涂布輥旁邊設(shè)有激光位移傳感器，激光位移傳感器設(shè)有激光頭，激光位移傳感器的激光頭照射方向垂直于涂布輥的中心軸線方向且指向涂布輥表面，計(jì)量輥兩端的計(jì)量輥支座活動(dòng)安裝在直線導(dǎo)軌上，且設(shè)有驅(qū)動(dòng)兩計(jì)量輥支座沿直線導(dǎo)軌同步移動(dòng)的伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；還設(shè)有中央控制處理器，激光位移傳感器連接到中央控制處理器，中央控制處理器連接到伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；在涂布輥轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，激光位移傳感器不斷檢測(cè)激光頭基準(zhǔn)點(diǎn)A與涂布輥表面的目標(biāo)部位C之間的距離，并將檢測(cè)結(jié)果傳送到中央控制處理器；中央控制處理器根據(jù)激光位移傳感器的檢測(cè)結(jié)果，命令伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)推動(dòng)計(jì)量輥支座沿直線導(dǎo)軌移動(dòng)，使該涂布輥表面的目標(biāo)部位C轉(zhuǎn)動(dòng)到刮料位置吋，涂布輥表面目標(biāo)部位C與計(jì)量輥之間的實(shí)際間隙值等于設(shè)定的理想間隙值。較好的是，激光頭發(fā)出的激光射線與涂布輥的中心軸線位于同一平面內(nèi)。ー種計(jì)量輥與涂布輥間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于采用上述計(jì)量輥與涂布輥間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，包括以下步驟計(jì)量輥和涂布輥不斷轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)涂布輥每轉(zhuǎn)動(dòng)5° 20°，激光位移傳感器進(jìn)行一次距離測(cè)量，在每一次進(jìn)行測(cè)量的瞬間激光位移傳感器的激光頭發(fā)射出激光，激光照射在涂布輥表面上某一目標(biāo)部位C上，激光位移傳感器檢測(cè)出激光頭基準(zhǔn)點(diǎn)A與該涂布輥表面的目標(biāo)部位C之間距離，激光位移傳感器將AC距離的檢測(cè)結(jié)果傳送到中央控制處理器；中央控制處理器在每一次接收到AC距離的檢測(cè)結(jié)果后，計(jì)算出該目標(biāo)部位C處的涂布輥的半徑，然后在該目標(biāo)部位C即將轉(zhuǎn)動(dòng)到刮料位置C2附近時(shí)，命令伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)推動(dòng)計(jì)量輥支座沿直線導(dǎo)軌移動(dòng)到理想位置，該理想位置使該涂布輥的目標(biāo)部位C轉(zhuǎn)動(dòng)到刮料位置C2吋，涂布輥的目標(biāo)部位C與計(jì)量輥之間的實(shí)際間隙值等于設(shè)定的理想間隙值。 中央控制處理器根據(jù)」ABC1中的幾何關(guān)系計(jì)算出涂布輥目標(biāo)部位C的半徑BC，其中，C1點(diǎn)為目標(biāo)部位C在被檢測(cè)距離時(shí)所處的幾何位置，即被激光射到時(shí)的位置，A點(diǎn)為激光位移傳感器的激光頭所在位置的基準(zhǔn)點(diǎn)；在垂直于涂布輥轉(zhuǎn)中心軸線且經(jīng)過A點(diǎn)的豎向剖面內(nèi)，涂布輥的轉(zhuǎn)軸(轉(zhuǎn)軸即中心軸線)為B點(diǎn)。上述」ABC1中，AB的長(zhǎng)度為已知的固定值，AC1長(zhǎng)度(即AC長(zhǎng)度)已由激光位移傳感器測(cè)得，Z BAC1是已知的固定值，因此BC1長(zhǎng)度可求，BC1長(zhǎng)度也就是BC的長(zhǎng)度，即涂布輥目標(biāo)部位C的半徑。中央控制處理器按以下公式確定計(jì)量輥支座在直線導(dǎo)軌的理想位置DM2+ BM2 =(BC2+ r + j)2;其中，在垂直于涂布輥轉(zhuǎn)中心軸線且經(jīng)過A點(diǎn)的豎向剖面內(nèi)，計(jì)量輥的轉(zhuǎn)軸為D點(diǎn)；C2點(diǎn)為涂布輥目標(biāo)部位C轉(zhuǎn)動(dòng)刮料位置所處的位置點(diǎn)；計(jì)量輥轉(zhuǎn)軸D點(diǎn)在伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)推動(dòng)下的移動(dòng)軌跡所在直線為直線m ,M點(diǎn)為直線m上的一個(gè)點(diǎn)且MB丄m ； j為計(jì)量輥與涂布輥間隙控制的目標(biāo)值，即“理想間隙值”;r為計(jì)量輥半徑。只要計(jì)量輥轉(zhuǎn)軸D點(diǎn)位于滿足公式DM2+ BM2 = (BC2+ r + j )2的理想位置，計(jì)量輥與涂布輥的間隙就能夠等于“理想間隙值”。只要計(jì)量輥轉(zhuǎn)軸D點(diǎn)的理想位置確定，計(jì)量輥支座在直線導(dǎo)軌的理想位置也就確定，當(dāng)計(jì)量輥支座在直線導(dǎo)軌上移動(dòng)到其理想位置，計(jì)量輥轉(zhuǎn)軸D點(diǎn)也就同步移動(dòng)到符合上述公式的理想位置。上述公式DM2+ BM2 = (BC2+ r + j) 2中，DM為D點(diǎn)和M點(diǎn)的距離，D點(diǎn)可沿直線導(dǎo)軌移動(dòng)，其理想位置待求，DM為未知量，也是待求值；B點(diǎn)位置固定，M點(diǎn)位置固定，BM為B點(diǎn)和M點(diǎn)的距離，BM為已知的固定值，BC2為B點(diǎn)和C2點(diǎn)的距離，即涂布輥表面C點(diǎn)處的半徑，BC2= BC1= BC，因此BC2為已經(jīng)測(cè)得的已知值，r和j為已知的固定值，因此DM長(zhǎng)度可求，求出DM長(zhǎng)度后，就可獲知D點(diǎn)在直線m上的理想位置，即得知計(jì)量輥在直線導(dǎo)軌上的理想位置。中央控制處理器計(jì)算出計(jì)量輥轉(zhuǎn)軸的理想位置D后，計(jì)算涂布輥表面的目標(biāo)部位C從被檢測(cè)距離的位置C1點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)到刮料位置C2點(diǎn)所需時(shí)間t，其計(jì)算公式為t= (Z ABD- Z ABC1) /V，其中V為涂布輥轉(zhuǎn)速。在目標(biāo)部位C接受激光照射的t-h秒后，即該目標(biāo)部位C即將轉(zhuǎn)動(dòng)到刮料位置C2附近吋，中央控制處理器命令伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)開始推動(dòng)計(jì)量輥支座，從而將計(jì)量輥的轉(zhuǎn)軸D點(diǎn)推動(dòng)到滿足公式DM2+ BM2 = (B C2+ r + j ) 2的理想位置，其中h/NV, N為涂布輥每轉(zhuǎn)動(dòng)一周激光位移傳感器進(jìn)行距離測(cè)量的次數(shù)。其中、為稍微提前進(jìn)行驅(qū)動(dòng)動(dòng)作的提前時(shí)間幅度，該提前的時(shí)間幅度、可以根據(jù)伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的反應(yīng)快慢、需要推動(dòng)的距離長(zhǎng)短等因素具體靈活設(shè)定，但最好控制在
^ /NV。其中，Ji/N= (2 /N)/2.，大致代表了涂布輥在每前后兩次測(cè)量的時(shí)間間隙中轉(zhuǎn)過的角度的一半。上述激光位移傳感器是現(xiàn)有成熟技術(shù)，它設(shè)有激光頭，能夠十分精確地測(cè)量激光頭基準(zhǔn)點(diǎn)與目標(biāo)部位(被檢測(cè)點(diǎn))兩點(diǎn)之間的距離。進(jìn)行距離測(cè)量吋，激光頭向涂布輥表面發(fā)射激光，激光頭的基準(zhǔn)點(diǎn)位置是固定的，激光頭的激光發(fā)射方向也是固定唯一的，即高定向性，光速發(fā)散角極小，在近距離測(cè)量時(shí)其發(fā)射方向可認(rèn)為是一條幾何射線，該射線又可稱為激光射線；每一次距離檢測(cè)時(shí)，激光頭發(fā)射激光一次，該激光照射在涂布輥表面的ー個(gè)目標(biāo)部位上，該目標(biāo)部位的面積極小，實(shí)際上是ー個(gè)點(diǎn)。下一次距離檢測(cè)時(shí)，又會(huì)產(chǎn)生另ー個(gè)目標(biāo)部位；換句話說，激光位移傳感器進(jìn)行一次距離檢測(cè)時(shí)，就會(huì)在涂布輥表面對(duì)應(yīng)產(chǎn)生有一個(gè)目標(biāo)部位C。上述C、C1, C2雖然都是“點(diǎn)”，但代表的意義不一祥。涂布輥表面的C點(diǎn)不是虛擬的幾何點(diǎn)，它是涂布輥表面的實(shí)體部位，屬于涂布輥表面的組成部位，只不過它面積很小，所以本來也可稱為“點(diǎn)”，該C點(diǎn)會(huì)繞涂布輥轉(zhuǎn)軸作360°轉(zhuǎn)動(dòng)。在C點(diǎn)進(jìn)行360°轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，會(huì)經(jīng)過兩個(gè)需要考量的特殊位置，為了將這兩個(gè)幾何位置區(qū)別開來，將這兩個(gè)位置分別用C1點(diǎn)、C2點(diǎn)進(jìn)行表示,所以C1點(diǎn)、C2點(diǎn)是用來表示C點(diǎn)所處的幾何位置的虛擬點(diǎn)，C1點(diǎn)、C2點(diǎn)是不會(huì)繞涂布輥轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的。其中C1點(diǎn)表示C點(diǎn)在被激光照射時(shí)所處幾何位置，C點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)過C1點(diǎn)時(shí)進(jìn)行的エ序是檢測(cè)距離，因此C1點(diǎn)又稱“檢測(cè)位置”，其幾何特征是C1點(diǎn)位于激光的射線上；而C 2點(diǎn)表示C點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)到最靠近計(jì)量棍時(shí)所處幾何位置，C點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)過C2點(diǎn)時(shí)進(jìn)行的工作是刮取涂料，因此(2點(diǎn)又稱刮料位置；c2點(diǎn)的幾何特征是在垂直于涂布輥中心軸線且經(jīng)過激光頭基準(zhǔn)點(diǎn)A點(diǎn)的豎向剖面內(nèi)，C2點(diǎn)位于B點(diǎn)和D點(diǎn)的連線上，其中B點(diǎn)代表涂布輥中心軸線，D點(diǎn)代表計(jì)量輥中心軸線。又，為了強(qiáng)調(diào)C點(diǎn)不是虛擬的幾何點(diǎn)，所以本申請(qǐng)文件又將C點(diǎn)稱為“部位”，又由于該部位是激光照射的目標(biāo)，所以稱為“目標(biāo)部位”，
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果
I、本發(fā)明在涂布輥轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，通過不斷檢測(cè)涂布輥上各個(gè)目標(biāo)部位C與激光位移傳感器A之間的距離，從而可以通過換算關(guān)系獲得各目標(biāo)部位的實(shí)際半徑BC，中央控制處理器再根據(jù)各目標(biāo)部位的實(shí)際半徑BC以及該目標(biāo)部位C點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)靠近計(jì)量輥所需時(shí)間長(zhǎng)度t，預(yù)測(cè)目標(biāo)部位C轉(zhuǎn)動(dòng)到刮料位置的時(shí)間點(diǎn)；在該涂布輥的目標(biāo) 部位C點(diǎn)即將轉(zhuǎn)動(dòng)到刮取涂料的位置時(shí)，根據(jù)該目標(biāo)部位的實(shí)際半徑BC，將計(jì)量輥在直線軌道上的位置進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使得該涂布輥的目標(biāo)部位C與計(jì)量輥之間的間隙能夠剛好等于理想間隙值j，因此在目標(biāo)部位C進(jìn)行刮料吋，目標(biāo)部位C刮料的厚度就能夠符合要求。在涂布輥轉(zhuǎn)動(dòng)的每ー圈之內(nèi)，由于多次進(jìn)行上述檢測(cè)及相應(yīng)的計(jì)量輥轉(zhuǎn)軸位置調(diào)整，大幅度削減了涂布輥半徑誤差對(duì)實(shí)際間隙值的影響，確保了計(jì)量輥與涂布輥間隙基本不變，使實(shí)際間隙值保持十分接近于理想間隙值，使涂布輥在轉(zhuǎn)動(dòng)的每ー圈之內(nèi)，實(shí)現(xiàn)涂布輥刮料厚度比較均勻，進(jìn)而使涂布量比較均勻，克服了涂布量周期性波動(dòng)的問題，提高了涂布質(zhì)量。2、同樣的涂布質(zhì)量要求的前提下，本發(fā)明可容許使用半徑誤差波動(dòng)幅度較大的涂布輥，從而提高了涂布輥的加工成品率，降低涂布輥加工難度，換個(gè)角度講，在涂布輥出現(xiàn)磨損后也仍使用，可延長(zhǎng)涂布輥的使用壽命。3、本發(fā)明在涂布輥的目標(biāo)部位轉(zhuǎn)到刮料位置之前，已提前精確計(jì)算出該目標(biāo)部位的半徑，并據(jù)此提前計(jì)算出該目標(biāo)部位點(diǎn)轉(zhuǎn)到刮料位置時(shí)，計(jì)量輥應(yīng)該處于直線軌道上的什么位置最理想。由于涂布輥的目標(biāo)部位從檢測(cè)位置轉(zhuǎn)到刮料位置有一段時(shí)間，使本發(fā)明可以有充裕的時(shí)間為驅(qū)動(dòng)計(jì)量輥直線移動(dòng)提前做準(zhǔn)備，以便準(zhǔn)時(shí)或稍微提前將計(jì)量輥驅(qū)動(dòng)到直線軌道上的合理位置，反應(yīng)時(shí)間充裕，調(diào)控動(dòng)作從容不迫，能適應(yīng)生產(chǎn)速度較高的涂布系統(tǒng)。換句話說，假如待某一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)到刮料位置時(shí)才測(cè)量該點(diǎn)的涂布輥半徑，則由于驅(qū)動(dòng)計(jì)量棍的調(diào)節(jié)動(dòng)作(從加速啟動(dòng)、實(shí)際驅(qū)動(dòng)、減速停止)需要一定時(shí)間，所以當(dāng)調(diào)節(jié)動(dòng)作完成吋，涂布輥的目標(biāo)部位C點(diǎn)已經(jīng)又轉(zhuǎn)過一定角度，其調(diào)整效果已經(jīng)有些滯后，特別是當(dāng)涂布輥轉(zhuǎn)速較高時(shí)，滯后現(xiàn)象更明顯，因此“待轉(zhuǎn)動(dòng)到刮料位置時(shí)才測(cè)量涂布輥半徑”的方式不能適應(yīng)生產(chǎn)速度較高的涂布系統(tǒng)。 4、本方明的激光位移傳感檢測(cè)方式具有檢測(cè)精度高、檢測(cè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單巧妙的優(yōu)點(diǎn)。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是實(shí)施例三進(jìn)行距離測(cè)量時(shí)的涂布輥目標(biāo)部位C、計(jì)量輥、直線導(dǎo)軌、激光位移傳感器照射方向的幾何位置關(guān)系示意圖。圖3是圖2中的涂布輥目標(biāo)部位C轉(zhuǎn)動(dòng)到刮料位置時(shí)的幾何位置關(guān)系示意圖。圖4是實(shí)施例三中涂布輥目標(biāo)部位從檢測(cè)位置轉(zhuǎn)動(dòng)到刮料位置的演變過程示意圖。圖5是實(shí)施例ニ的激光位移傳感器與涂布輥中心軸線的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是實(shí)施例ニ的激光位移傳感器與涂布輥中心軸線的幾何位置關(guān)系示意圖。
圖7是實(shí)施例四中涂布輥目標(biāo)部位從檢測(cè)位置轉(zhuǎn)動(dòng)到刮料位置的演變過程示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一
圖I、圖2所示，該計(jì)量輥與涂布輥間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置包括涂料槽6、上壓輥2、涂布輥I和計(jì)量輥9，計(jì)量輥9的下半部分位于涂料槽6的槽腔中，涂布輥十分靠近計(jì)量輥但兩者留有間隙，上壓輥2利用氣缸5壓在涂布輥I上；涂布輥旁邊設(shè)有激光位移傳感器4，激光位移傳感器4設(shè)有激光頭，激光頭可發(fā)射出激光，其方向如圖I中箭頭所示， 激光頭照射方向垂直于涂布棍I的中心軸線且指向涂布棍表面。計(jì)量棍的兩端設(shè)有計(jì)量棍支座8 ;計(jì)量棍的兩端安裝在計(jì)量輥支座8上，計(jì)量輥支座8活動(dòng)安裝在直線導(dǎo)軌3上，且設(shè)有驅(qū)動(dòng)兩計(jì)量輥支座8沿直線導(dǎo)軌3移動(dòng)的伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7，伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7通過螺桿71同步驅(qū)動(dòng)兩計(jì)量輥支座8 ;還設(shè)有中央控制處理器，激光位移傳感器4連接到中央控制處理器，中央控制處理器連接到伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7 ;圖2、圖3所示，激光位移傳感器4的激光頭所在位置的基準(zhǔn)點(diǎn)為A點(diǎn)；在垂直于涂布輥中心軸線且經(jīng)過A點(diǎn)的豎向剖面內(nèi)，涂布輥I的轉(zhuǎn)軸(即中心軸線)為B點(diǎn)，C點(diǎn)為涂布輥表面被激光射到的目標(biāo)部位，計(jì)量輥9的轉(zhuǎn)軸(即中心軸線)為D點(diǎn)，在伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)推動(dòng)下，兩計(jì)量輥支座8沿直線導(dǎo)軌3移動(dòng)，使計(jì)量輥中心軸線同步移動(dòng)，計(jì)量輥中心軸線D點(diǎn)的移動(dòng)軌跡所在直線為直線m ;在涂布輥轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，激光位移傳感器4定期檢測(cè)點(diǎn)A與涂布輥表面的目標(biāo)部位C之間的距離，并將檢測(cè)結(jié)果傳送到中央控制處理器；中央控制處理器在每一次接收到激光位移傳感器的距離檢測(cè)結(jié)果后，計(jì)算出該目標(biāo)部位C處的涂布輥的半徑BC，然后根據(jù)該目標(biāo)部位C處的涂布輥的半徑BC的數(shù)值大小，命令伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)推動(dòng)計(jì)量輥支座8沿直線導(dǎo)軌3移動(dòng)，計(jì)量輥支座8帶動(dòng)計(jì)量輥9同步移動(dòng)，使該涂布輥表面的目標(biāo)部位C轉(zhuǎn)動(dòng)到刮料位置時(shí)，涂布輥目標(biāo)部位C與計(jì)量輥之間的實(shí)際間隙值等于理想間隙值。圖I、圖2所示，該實(shí)施例中，激光位移傳感器的激光頭照射方向沒有對(duì)準(zhǔn)涂布輥的中心軸線，激光發(fā)出的射線與涂布輥的中心軸線不在同一平面內(nèi)，兩者為異面垂直。圖2、圖4所示，當(dāng)目標(biāo)部位C點(diǎn)接受激光照射吋，目標(biāo)部位C所在的幾何位置為C1點(diǎn)，這樣，A、B、C1三點(diǎn)不在同一直線上，」AB C1為普通三角形，線段BC1的長(zhǎng)度即為涂布輥C點(diǎn)處的半徑。實(shí)施例ニ
圖5、圖6所示，在實(shí)施例ニ中，激光位移傳感器的激光頭照射方向?qū)?zhǔn)涂布輥的的中心軸線B，激光頭發(fā)出的激光射線與涂布輥的中心軸線位于同一平面內(nèi)，兩者為垂直相交。這樣，A、B、C1三點(diǎn)在同一直線上，如圖6所示，」AB C1的Z BAC1為等于0°的特殊情況，BC1=AB-ACp其余與實(shí)施例一相同。實(shí)施例三
ー種計(jì)量輥與涂布輥間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，采用上述實(shí)施例一的計(jì)量輥與涂布輥間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，涂布輥I及上壓輥2不斷以速度V轉(zhuǎn)動(dòng)，基材11不斷以速度V前迸，計(jì)量輥也不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖I所示；在自動(dòng)調(diào)節(jié)間隙之前，預(yù)先設(shè)定出涂布輥與計(jì)量輥之間的理想間隙值j (該理想間隙值j是根據(jù)涂布エ藝、涂料材質(zhì)等因素事先設(shè)定的)，自動(dòng)調(diào)節(jié)過程依次包括以下步驟
(1)、當(dāng)涂布輥I每轉(zhuǎn)動(dòng)10°，激光位移傳感器4進(jìn)行一次距離測(cè)量，在每一次進(jìn)行測(cè)量的瞬間，激光位移傳感器的激光頭發(fā)射出激光，激光照射在涂布輥表面上對(duì)應(yīng)的ー個(gè)目標(biāo)部位C上，該目標(biāo)部位C在被激光照射時(shí)所處的位置為C1，如圖2、圖4所示，激光位移傳感器檢測(cè)出激光頭基準(zhǔn)點(diǎn)A與該涂布輥表面的目標(biāo)部位C之間距離AC ;激光位移傳感器將AC距離的檢測(cè)結(jié)果傳送到中央控制處理器；在圖4中，虛線的圓表示目標(biāo)部位C處于檢測(cè)位置時(shí)的涂布輥I ;
(2)、中央控制處理器在每一次接 收到AC距離的檢測(cè)結(jié)果后，根據(jù)」ABC1中的幾何關(guān)系計(jì)算出BC1的長(zhǎng)度其中AB為已知固定值，AC1等于已測(cè)得的AC值，即AC1=AC, Z BAC1為已知固定值，因此BC1的長(zhǎng)度可求，BC1的長(zhǎng)度即代表涂布輥目標(biāo)部位C點(diǎn)處的半徑BC，SPBC1=BC,如圖2、圖4所示；
(3)、中央控制處理器按以下公式求出計(jì)量輥在直線導(dǎo)軌的理想位置DM2+BM2 =CBC2+r + j)2;其中，激光位移傳感器的激光頭所在位置的基準(zhǔn)點(diǎn)為A點(diǎn)；在垂直于涂布輥轉(zhuǎn)中心軸線且經(jīng)過A點(diǎn)的豎向剖面內(nèi)，計(jì)量棍的轉(zhuǎn)軸為D點(diǎn)；C2點(diǎn)為涂布棍目標(biāo)部位C轉(zhuǎn)動(dòng)刮料位置所處的位置點(diǎn)，BC2=BC= BC1 ；M點(diǎn)為直線m上的一個(gè)點(diǎn)且MB丄m，直線m為計(jì)量輥轉(zhuǎn)軸D點(diǎn)在伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)推動(dòng)下的移動(dòng)軌跡所在直線；j為計(jì)量輥與涂布輥間隙控制的目標(biāo)值，即“理想間隙值”，如圖3中CE所示；r為計(jì)量輥半徑，如圖3中DE所示；
(4)、中央控制處理器每一次計(jì)算出計(jì)量輥轉(zhuǎn)軸的理想位置D后，計(jì)算涂布輥表面的對(duì)應(yīng)目標(biāo)部位C從被檢測(cè)距離的位置C1轉(zhuǎn)動(dòng)到刮料位置C2點(diǎn)所需時(shí)間t，其計(jì)算公式為t=(ZABD -Z ABC1)/V，其中V為涂布輥轉(zhuǎn)速。上述公式中，V為為事先已經(jīng)確定的常量，D點(diǎn)、A點(diǎn)、B點(diǎn)位置已知，因此Z ABD的數(shù)值也可知，Z ABC1可根據(jù)三角形ABC1的關(guān)系計(jì)算，因此t= (Z ABD - Z ABC1 )/V可求，而Z ABD= Z ABC2,因此t就代表目標(biāo)部位C從被檢測(cè)距離的位置C1點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)到刮料位置C2點(diǎn)所需時(shí)間；
(5)、在對(duì)應(yīng)的目標(biāo)部位C即將轉(zhuǎn)動(dòng)到刮料位置C2附近時(shí)(即在目標(biāo)部位C接受激光照射的t-/36V秒后，在該實(shí)施例中，每轉(zhuǎn)一周的測(cè)量次數(shù)N的取值為36)，中央控制處理器命令伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7開始推動(dòng)計(jì)量棍支座8,從而將計(jì)量棍9的中心軸線D點(diǎn)推動(dòng)到滿足公式DM2+ BM2 = (B C2+ r + j)2的理想位置，使該涂布輥的對(duì)應(yīng)目標(biāo)部位C轉(zhuǎn)動(dòng)到最靠近計(jì)量輥的刮料位置C2時(shí)(即激光位移傳感器4對(duì)該涂布輥表面的C點(diǎn)進(jìn)行距離檢測(cè)的t秒鐘后)，該涂布輥的對(duì)應(yīng)目標(biāo)部位C與計(jì)量輥之間的實(shí)際間隙值等于理想間隙值。反過來說，當(dāng)涂布輥的對(duì)應(yīng)目標(biāo)部位C點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)到最靠近計(jì)量輥的位置C2吋，只要計(jì)量輥轉(zhuǎn)軸D點(diǎn)與M點(diǎn)之間間距DM剛好滿足公式DM2+ BM2 = (BC2+ r + j ) 2，則計(jì)量輥與涂布輥的間隙就剛好為目標(biāo)值j，即涂布輥的對(duì)應(yīng)目標(biāo)部位C點(diǎn)與計(jì)量輥的間隙剛好為目標(biāo)值j。上述式中，r為計(jì)量輥半徑，即圖3中的DE; j為理想間隙值，即圖3中的EC; BC2= BC1= BC，如圖4所示。在圖4中，實(shí)線的圓表示目標(biāo)部位C處于刮料位置時(shí)的涂布輥1，
在實(shí)施例三中，涂布輥I每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，激光位移傳感器4進(jìn)行36次距離測(cè)量，涂布輥表面產(chǎn)生36個(gè)目標(biāo)部位C，伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7對(duì)計(jì)量輥轉(zhuǎn)軸D點(diǎn)進(jìn)行36次位置調(diào)整，計(jì)量輥每調(diào)整一次，涂布輥轉(zhuǎn)過的弧度為10°，即計(jì)量輥每次調(diào)整是針對(duì)涂布輥表面弧度為10°的范圍(即弧長(zhǎng)為2 /N的范圍)而進(jìn)行的，每一次測(cè)量產(chǎn)生的目標(biāo)部位C位于該范圍內(nèi)的中間，由于涂布輥的半徑雖然在全周范圍有較大波動(dòng)，但不會(huì)突變，因此與全周360°范圍的半徑波動(dòng)幅度比較，該10°范圍內(nèi)的半徑與目標(biāo)部位半徑相差幅度很小。實(shí)施例四
ー種計(jì)量輥與涂布輥間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，采用上述實(shí)施例ニ的計(jì)量輥與涂布輥間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，與實(shí)施例三的方法基本類似，主要區(qū)別在于
在實(shí)施例四中，當(dāng)涂布輥每轉(zhuǎn)動(dòng)20°，激光位移傳感器4進(jìn)行一次距離測(cè)量。涂布輥每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，激光位移傳感器進(jìn)行十八次距離測(cè)量，計(jì)量輥轉(zhuǎn)軸D點(diǎn)進(jìn)行十八次位置調(diào)整。在上述第(2)步驟中，根據(jù)特殊」ABC1中的幾何關(guān)系，利用公式BC1=AB-AC1即可計(jì)算BC1的長(zhǎng)度，如圖7、圖6所示，BC=BC1 ；
在上述第(4)步驟中，根據(jù)特殊Z ABC1中的幾何關(guān)系，Z ABC1=CT，因此t= Z C1B C2/ V = Z ABD/V，如圖7所示；
在上述第(5)步驟中，在目標(biāo)部位C即將轉(zhuǎn)動(dòng)到刮料位置C2附近時(shí)(即在目標(biāo)部位C接受激光照射的t-/3NV秒后，在該實(shí)施例中，N的取值為18)，中央控制處理器命令伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7開始推動(dòng)支座8，從而將計(jì)量輥9的轉(zhuǎn)軸D點(diǎn)推動(dòng)到滿足公式DM2+ BM2 =CBC2+ r+ j)2的理想位置，使該涂布輥的目標(biāo)部位C轉(zhuǎn)動(dòng)到最靠近計(jì)量輥的刮料位置C2時(shí)(即激光位移傳感器4每一次對(duì)涂布輥表面的目標(biāo)部位C點(diǎn)進(jìn)行距離檢測(cè)的t秒鐘后)，涂布輥的目標(biāo)部位C與計(jì)量輥之間的實(shí)際間隙值等于理想間隙值。其余與實(shí)施例三相同。在實(shí)施例四中，也可改為涂布輥每轉(zhuǎn)動(dòng)5°，激光位移傳感器4進(jìn)行一次距離測(cè)量。相應(yīng)的，涂布棍姆轉(zhuǎn)動(dòng)一周，涂布棍產(chǎn)生七十ニ個(gè)目標(biāo)部位C點(diǎn)，計(jì)量棍轉(zhuǎn)軸D點(diǎn)在直線m上的位置進(jìn)行七十二次位置調(diào)整。計(jì)量輥每調(diào)整一次，涂布輥轉(zhuǎn)過的弧度為5°，即計(jì)量輥每次調(diào)整是針對(duì)涂布輥表面弧度為5°的范圍(即弧長(zhǎng)為2 /N的范圍)而進(jìn)行的。在圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7中，為了顯示涂布輥圓周的加工誤差，將涂布輥圓周夸張地畫成非常明顯的橢圓。事實(shí)上，涂布輥的“圓跳動(dòng)”是肉眼難以覺察的。由于涂布輥圓周的加工誤差，所以認(rèn)為涂布輥圓周上各點(diǎn)處的半徑是不一樣的。
權(quán)利要求
1.ー種計(jì)量輥與涂布輥間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，包括包括涂料槽、上壓輥、涂布輥和計(jì)量輥，計(jì)量輥的下半部分位于涂料槽的槽腔中，計(jì)量輥的兩端設(shè)有計(jì)量輥支座；涂布輥靠近計(jì)量輥但兩者留有間隙，上壓輥壓在涂布輥上；其特征在于涂布輥旁邊設(shè)有激光位移傳感器，激光位移傳感器的激光頭照射方向垂直于涂布輥的中心軸線方向且指向涂布輥表面，計(jì)量輥兩端的支座活動(dòng)安裝在直線導(dǎo)軌上，且設(shè)有驅(qū)動(dòng)兩計(jì)量輥支座沿直線導(dǎo)軌同步移動(dòng)的伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；還設(shè)有中央控制處理器，激光位移傳感器連接到中央控制處理器，中央控制處理器連接到伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；激光位移傳感器不斷檢測(cè)激光頭基準(zhǔn)點(diǎn)A與涂布輥表面的目標(biāo)部位C之間的距離，并將檢測(cè)結(jié)果傳送到中央控制處理器；中央控制處理器根據(jù)激光位移傳感器的檢測(cè)結(jié)果，命令伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)推動(dòng)計(jì)量輥沿直線導(dǎo)軌移動(dòng)，使該涂布輥表面的目標(biāo)部位C轉(zhuǎn)動(dòng)到刮取位置時(shí)，涂布輥目標(biāo)部位C與計(jì)量輥之間的實(shí)際間隙值等于理想間隙值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的計(jì)量輥與涂布輥間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，其特征在于激光頭發(fā)出的激光射線與涂布輥的中心軸線位于同一平面內(nèi)。
3.ー種計(jì)量輥與涂布輥間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于采用權(quán)利要求I所述的計(jì)量輥與涂布輥間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，包括以下步驟計(jì)量輥和涂布輥不斷轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)涂布輥每轉(zhuǎn)動(dòng)5° 20°，激光位移傳感器進(jìn)行一次距離測(cè)量，在進(jìn)行每次測(cè)量的瞬間激光位移傳感器的激光頭發(fā)射出激光，激光照射在涂布輥表面上一個(gè)目標(biāo)部位C上，激光位移傳感器檢測(cè)出激光頭基準(zhǔn)點(diǎn)A與該涂布輥表面的目標(biāo)部位C之間距離，激光位移傳感器將上述AC距離的檢測(cè)結(jié)果傳送到中央控制處理器；中央控制處理器在每一次接收到上述AC距離的檢測(cè)結(jié)果后，計(jì)算出該目標(biāo)部位C處的涂布輥的半徑BC，然后在該目標(biāo)部位C即將轉(zhuǎn)動(dòng)到刮取位置C2附近時(shí)，命令伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)推動(dòng)計(jì)量輥支座沿直線導(dǎo)軌移動(dòng)到理想位置，使該涂布輥的目標(biāo)部位C轉(zhuǎn)動(dòng)到刮取位置C2吋，涂布輥的目標(biāo)部位C與計(jì)量輥之間的實(shí)際間隙值等于理想間隙值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的計(jì)量輥與涂布輥間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于中央控制處理器根據(jù)」ABC1中的幾何關(guān)系計(jì)算出涂布輥目標(biāo)部位C的半徑，其中，C1點(diǎn)為目標(biāo)部位C在被檢測(cè)距離時(shí)所處的幾何位置，A點(diǎn)為激光位移傳感器的激光頭所在位置的基準(zhǔn)點(diǎn)；在垂直于涂布輥轉(zhuǎn)中心軸線且經(jīng)過A點(diǎn)的豎向剖面內(nèi)，涂布輥的轉(zhuǎn)軸為B點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的計(jì)量輥與涂布輥間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于中央控制處理器按以下公式確定計(jì)量輥在直線導(dǎo)軌的理想位置DM2+ BM2 = (BC2+ r + j)2;其中，在垂直于涂布輥轉(zhuǎn)中心軸線且經(jīng)過A點(diǎn)的豎向剖面內(nèi)，計(jì)量輥的轉(zhuǎn)軸為D點(diǎn)；C2點(diǎn)為涂布輥目標(biāo)部位C轉(zhuǎn)動(dòng)刮料位置所處的位置；計(jì)量輥轉(zhuǎn)軸D在伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)推動(dòng)下的移動(dòng)軌跡所在直線為直線m，M點(diǎn)為直線m上的一個(gè)點(diǎn)且MB丄m ;j為計(jì)量輥與涂布輥間隙控制的目標(biāo)值，r為計(jì)量輥半徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的計(jì)量輥與涂布輥間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于中央控制處理器計(jì)算出計(jì)量輥轉(zhuǎn)軸的理想位置D后，計(jì)算涂布輥表面的目標(biāo)部位C從被檢測(cè)距離的位置C1轉(zhuǎn)動(dòng)到刮料位置C2點(diǎn)所需時(shí)間t，其計(jì)算公式為t= (Z ABD- Z ABC1) /V，其中V為涂布輥轉(zhuǎn)速。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的計(jì)量輥與涂布輥間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于在目標(biāo)部位C接受激光照射的t-ti秒后、該目標(biāo)部位C即將轉(zhuǎn)動(dòng)到刮取位置C2附近吋，中央控制處理器命令伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)開始推動(dòng)計(jì)量輥支座，從而將計(jì)量輥的轉(zhuǎn)軸D推動(dòng)到滿足公式DM2+ BM2 = (BC2+ r + j)2的理想位置，其中h/NV, N為涂布輥每轉(zhuǎn)動(dòng)一周激光位移傳感器進(jìn)行距離測(cè)量的次數(shù)。
全文摘要
一種計(jì)量輥與涂布輥間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，包括涂料槽、上壓輥、涂布輥和計(jì)量輥，涂布輥靠近計(jì)量輥但兩者留有間隙，涂布輥旁邊設(shè)有激光位移傳感器，激光位移傳感器的激光頭照射方向垂直于涂布輥的中心軸線方向且指向涂布輥表面，計(jì)量輥兩端的計(jì)量輥支座活動(dòng)安裝在直線導(dǎo)軌上，且設(shè)有驅(qū)動(dòng)兩計(jì)量輥支座沿直線導(dǎo)軌同步移動(dòng)的伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；還設(shè)有中央控制處理器，激光位移傳感器連接到中央控制處理器，中央控制處理器連接到伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。本發(fā)明大幅度削減了涂布輥半徑誤差對(duì)實(shí)際間隙值的影響，確保了計(jì)量輥與涂布輥間隙基本不變，能克服由于涂布輥半徑誤差帶來的涂布量不均勻的問題。本發(fā)明還提供一種計(jì)量輥與涂布輥間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)方法。
文檔編號(hào)B05C11/02GK102847654SQ20121036842
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者夏海波 申請(qǐng)人:汕頭市依明機(jī)械股份有限公司