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卷料導引系統

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卷料導引系統(Web-guiding systems)是在工廠中針對卷料片材進行處理前,針對片材定位的設備。卷料在加工處理時,會先經由設備,將卷料展開成為長條薄片狀,在處理後,再重新卷成卷料。卷料導引系統可能是放在卷料展開後的關鍵位置,也有可能是在重新卷成卷料前的關鍵位置。

卷料導引系統都會用感測器來監控卷料位置,進行橫向跟踪,也會有致動器,在卷料偏離理想位置時調整其橫向位置。致動器可能是氣動設備液壓缸、也有可能是機電設備。因為卷料多半是易破的材質(尤其是其邊緣),一般會使用非接觸式感測器,可能是液壓、光电超音波或是红外线的感測器。控制系統需根據感測器的訊號輸出訊號到致動器。

卷料導引系統以高速運作,持續的對卷料位置作小幅的調整。最新型的系統會利用數位科技以及觸碰式螢幕來簡化設置。卷料導引系統會用在分切機英语Slitter、分切複捲機、印刷机、塗佈和層壓機。

歷史

Irwin Fife在1939年為了讓報紙可以在他的高速印刷机上對正,在位在俄克拉荷馬市家中的車庫發明了第一個卷料導引系統[1]

主動導引系統

主動導引系統是由感測器、連接到導引機構的致動器,以及控制器所組成[2]。感測器可以是任何可以感測片材邊緣的感測器,最常見的是氣動的(針對沒有孔的片材)、光學的(針對不透明的片材)或超音波(大部份材料都可以)。最近的發展已開始使用光散射和空間濾波,因此可以用光感測器來感測任何材質[3]。片材需要是平的(沒有捲曲)及平整的才能用邊緣感測器偵測。因此感測器一般會放在滾筒符近。若使用二個感測器,片材可以在前端、後端或是中間進行定位導引。常見的主動導引系統會包括轉向導向設備、位置導向設備、開卷導向設備及覆卷導向設備[4]

張力調整的挑戰

因為許多機構因素的影響,有需要進行張力的調整,這些機構因素包括:因為機構未對正引起的振盪、在卷料加速時機構元件慣量造成的延遲、、材料經過压料辊時的滑動、以及過度激烈的卷料位置校正。許多技術過程及控制問題也會影響張力,例如張力設定值調整;驅動辊的相位偏移、從一個區域到另一個區域的張力流動、以及基板經過不同製程中產生的熱效應(膨脹或收縮)。不可能透過張力調整來消除所有的因素。區域中任何一個變異都可能會造成張力控制以及卷料速度的變化。因此在耦合的張力控制中,因為控制器會引起回授迴路,因此在連續片材中的抖動是很難完全避免的[5]

準確控制是這類系統的基礎。若片材的線速度降低了,因為卷料導引系統速度也變慢,可以控制的橫向位移誤差也就會減少。若輸入誤差減少了,則其橫向位移誤差也會變的比較小。乾燥器的氣流吹在輸送中的片材上,也會產生横向位移,若提高吹送頻率,可以減少横向位移[6]

參考資料

  1. ^ Fife, Irwin. Who We Are. [2018-08-02]. (原始内容存档于2021-02-18). 
  2. ^ Web Guiding Systems: Why, What, Where and How?. [2018-08-02]. (原始内容存档于2016-03-04). 
  3. ^ 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). 
  4. ^ Roisum, Ph.D., David. Web Guiding Systems. [2018-08-02]. (原始内容存档于2020-09-29). 
  5. ^ 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). 
  6. ^ 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) 

外部連結