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一种电解箔生箔机、在线监测方法、控制装置

阅读:331发布:2023-01-27

专利汇可以提供一种电解箔生箔机、在线监测方法、控制装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 电解 铜 箔生箔机、在线监测方法、控制装置;属于电解铜箔生产领域;其技术要点:其包括: 阴极 辊、剥离辊、铜箔长度缓存装置、收卷辊、升降承重测量器;铜箔在阴极辊上沉积,经过剥离辊剥离,然后经过铜箔长度缓存装置,最后收卷到收卷辊上;升降承重测量器包括:移动底座、竖向升降机构、承载机构、承重 传感器 ;其中,竖向升降机构设置在移动底座上;其中,竖向升降机构的顶部设置有方形的承重传感器;其中,在方形的承重传感器上方设置承载机构。本发明旨在提供种电解铜箔生箔机、在线监测方法、控制装置,降低铜箔的废品率,为铜箔的研发提供 支撑 。,下面是一种电解箔生箔机、在线监测方法、控制装置专利的具体信息内容。

1.一种电解箔生箔机,其特征在于,其包括:阴极辊、剥离辊、铜箔长度缓存装置、收卷辊、升降承重测量器;
铜箔在阴极辊上沉积,经过剥离辊剥离,然后经过铜箔长度缓存装置,最后收卷到收卷辊上;
升降承重测量器包括:移动底座、竖向升降机构、承载机构、承重传感器
其中,竖向升降机构设置在移动底座上;
其中,竖向升降机构的顶部设置有方形的承重传感器;
其中,在方形的承重传感器上方设置承载机构。
2.如权利要求1所述的一种电解铜箔生箔机,其特征在于,在地面上设置有两条平行的导轨,所述导轨的方向与收卷辊的轴向方向垂直;所述移动底座的下方设置有与所述导轨相对应的导槽。
3.如权利要求1或2所述的一种电解铜箔生箔机,其特征在于,所述铜箔长度缓存装置包括:第一辊、第二升降辊、第三升降辊、第四升降辊、第五辊;
铜箔从剥离辊剥离后,依次经过第一辊、第二升降辊、第三升降辊、第四升降辊、第五辊,在工作时,第二升降辊、第四升降辊的运动方向,与第三升降辊的方向运动相反;即在铜箔长度需要缓存,第二升降辊、第四升降辊向下运动,第三升降辊向上运动;当铜箔长度需要释放时,第二升降辊、第四升降辊向上运动,第三升降辊向下运动。
4.一种电解铜箔生箔机,其特征在于,包括:收卷辊、压辊;
在收卷辊设置度传感器,用来测量收卷辊从起始收卷开始转动的角度;
在收卷辊-压辊之间设置有距离传感器,用来测量收卷辊-压辊中心轴线间的长度;
计算收卷辊在T1~T2内的收卷辊理论厚度增加量
是T1~T2内的收卷辊的转动弧度,δ为单层铜箔的理论生产厚度;
计算T1~T2内的收卷辊实际厚度增加量
为收卷辊自收卷开始后经过T2时间下收卷辊-压辊之间的距离;
为收卷辊自收卷开始后经过T1时间下收卷辊-压辊之间的距离;
当 或者 进行报警;
当:
不报警。
5.一种电解铜箔生箔机,其特征在于,包括:收卷辊、压辊;
在收卷辊-压辊之间设置有距离传感器,用来测量收卷辊-压辊中心轴线间的长度;计算收卷辊在时间T1~T2内的收卷辊理论厚度增加量
δ为单层铜箔的理论生产厚度,x1、x2均为参数;
计算T1~T2内的收卷辊实际厚度增加量
为收卷辊自收卷开始后经过T2时间下收卷辊-压辊之间的距离;
为收卷辊自收卷开始后经过T1时间下收卷辊-压辊之间的距离;
当 或者 进行报警;
当:
不报警。
6.一种电解铜箔生箔机,其特征在于,包括:收卷辊、压辊;
在收卷辊-压辊之间设置有距离传感器,用来测量收卷辊-压辊中心轴线间的长度;
计算收卷辊在时间T1~T2内的收卷辊理论厚度增加量
δ为单层铜箔的理论生产厚度,x1、x2均为参数;
计算T1~T2内的收卷辊实际厚度增加量
为收卷辊自收卷开始后经过T2时间下收卷辊-压辊之间的距离;
为收卷辊自收卷开始后经过T1时间下收卷辊-压辊之间的距离;
当 或者 进行报警;
当:
不报警。
7.一种在线监测方法,用于监测如权利要求1或2所述的一种生箔机,其特征在于,其步骤如下:
每隔一固定时间T对收卷辊的重量进行称重,得到以下数据:
Q0、Q1、Q2、Q3、……Qn……;Q0表示收卷辊的自重;
其中,Qn表示第n次测量得到的收卷辊的重量;
将上述数据进行处理,得到T时间内收卷的铜箔的增重:
M1、M2、M3、……Mn……;
其中,Mn表示第n次测量得到的收卷辊的增加的重量,Mn=Qn-Qn-1;
测量结束后,进行判断:
当: 或者
进行报警;
当:
不报警。
8.如权利要求7所述的在线监测方法,其特征在于,收卷辊的重量进行称重的测量步骤如下:
第一,铜箔长度缓存装置启动缓存,将剥离辊剥离出来的铜箔缓存在铜箔长度缓存装置3中,收卷辊然后停止收卷,将收卷辊两端的轴承座打开、且与电机连接放开;
第二,升降承重测量器的移动底座沿着导轨移动,将承载机构对准上方的收卷辊转轴
第三,升降承重测量器的竖向升降机构的升高,使得承载机构与收卷辊转轴接触,且将其推升,待承重传感器数据稳定后,记录承重传感器的数据;
第四,升降承重测量器的竖向升降机构的降低,使得承载机构与收卷辊转轴分离,收卷轴转轴放置回轴承座,将收卷辊两端的轴承座安装好、且与电机转轴连接;
第五,收卷辊然后开始收卷,铜箔长度缓存装置停止缓存,且逐步将缓存的铜箔释放;
第六,当需要进行下一次测量时,重复步骤一至五。
9.一种控制装置,用于控制如权利要求1或2所述的一种电解铜箔生箔机,其作为生箔机的在线监测控制装置,其特征在于,包括:控制器、数据存储与计算系统、显示系统;控制器与铜箔长度缓存装置、升降承重测量器连接,即铜箔长度缓存装置、升降承重测量器的动作由控制器来控制;
承重传感器测量的数据传递给数据存储与计算系统,数据存储与计算系统将Mn、Mn/Mn-1值传递到显示系统;
数据存储与计算系统的输出端与控制器的输入端连接,数据存储与计算系统将报警与否的信号传递给控制器;
控制器与报警器连接,报警器采用声光报警器。

说明书全文

一种电解箔生箔机、在线监测方法、控制装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种电解铜箔生产领域,更具体地说,尤其涉及一种电解铜箔生箔机、在线监测方法、控制装置。

背景技术

[0002] 厚度是电解铜箔的交付标准的一项关键指标;这一指标是影响铜箔生产废品率的关键指标。在现有技术中,一般采用铜箔的单位重量来间接计算其厚度。
[0003] 灵宝华鑫铜箔有限责任公司在CN107761137A公开了一种实时计算、显示铜箔质重的装置和方法,其目的是能够实时计算铜箔的实际质重和误差,与预期的铜箔的标准质重进行对比,及时发现铜箔的实际质重存在的问题,减少了铜箔的废品率。其提出的这一构思(功能)有较好的创新性,然而,要想实时的准确的计算铜箔的实际质量,并不是一件容易的事。
[0004] CN107761137A的方法如下:
[0005] 1):采集单位时间t内阴极辊上析出的铜箔的总面积S;
[0006] 具体包括以下步骤:
[0007] a1:将阴极辊宽L、阴极辊横截面的半径R和预期的铜箔标准质重M,半径R的单位为m,阴极辊宽L的单位为m,预期的铜箔标准质重M的单位为g/m2,分别通过操作显示屏手动输入中央处理器中;
[0008] a2:编码器采集阴极辊的转速n,单位为r/min,并将阴极辊的转速n传输至中央处理器中;
[0009] a3:中央处理器根据公式(1)计算出单位时间t内阴极辊上析出的铜箔的总面积S:
[0010] S=2πR·n·L·t;                                                 (1)[0011] 2):采集单位时间t内阴极辊上析出的铜箔的总质量Q;
[0012] 具体包括以下步骤:b1:电流传感器采集整流器的输出电流信号,并通过模数转换将输出电流信号转换为输出电流i,将输出电流i传输至中央处理器中;
[0013] b2:计算单位时间t内铜箔的总质量Q:通过操作显示屏将铜的电化当量K和电流利用率η输入至中央处理器中,中央处理器根据公式(2)计算出在单位时间t内阴极辊上析出的铜箔的总质量Q:
[0014] Q=i×t×K×η;                                                  (2)[0015] 其中,Q表征单位时间t内阴极辊上析出的铜箔的总质量,单位为g;K表征铜的电化当量,单位为g/(A.h);η表征电流利用率;
[0016] 3):求得单位时间t内铜箔的实际质重M0:根据公式(3)计算出时间t内铜箔的实际质重M0,铜箔的实际质重M0的单位为g/m2;
[0017] M0=Q/S;                                                          (3)[0018] 4):计算单位时间t内铜箔的实际质重M0和预期的铜箔标准质重M的误差ε:中央处理器根据公式(4)计算出误差ε:
[0019] ε=∣(M0-M)∣/M×100%                                              (4)[0020] 5):中央处理器将相关数据传输至操作显示屏,操作显示屏将相关数据实时显示,中央处理器将相关数据传输至存储模块并储存于存储模块中,工作人员使用终端查询存储模块中的相关数据;所述的相关数据包括:预期的铜箔标准质重M、铜箔的实际质重M0、误差ε、阴极辊的转速n、阴极辊宽L、阴极辊横截面的半径R、整流器的输出电流i、铜的电化当量K、电流利用率η。
[0021] 上述方法中:实质上很难实现。
[0022] 原因在于,其并没有采用传感器去真实的去测量铜箔质重。并且,在公式(2)中涉及到η这一经验参数;其如何确定在原文中并没有交待,其与电流大小i、电解液温度T等参数有何关系(属于线性、还是非线性),并不清楚。而在生箔过程中,上述相关参数也是在不断的调整中,所以η在生产过程中也是在不断的变化。
[0023] 因此,CN107761137A的方法在实际中的运行效果需要事先已知η,而η这一参数本质上并不是一个定值,因此,依赖该方法得到的结果可靠度并不高。

发明内容

[0024] 本发明的目的在于针对上述现有技术的不足,提供一种电解铜箔生箔机、在线监测方法、控制装置。
[0025] 一种电解铜箔生箔机,其包括:阴极辊、剥离辊、铜箔长度缓存装置、收卷辊、升降承重测量器;
[0026] 铜箔在阴极辊上沉积,经过剥离辊剥离,然后经过铜箔长度缓存装置,最后收卷到收卷辊上;
[0027] 升降承重测量器包括:移动底座、竖向升降机构、承载机构、承重传感器;
[0028] 其中,竖向升降机构设置在移动底座上;
[0029] 其中,竖向升降机构的顶部设置有方形的承重传感器;
[0030] 其中,在方形的承重传感器上方设置承载机构。
[0031] 进一步,在地面上设置有两条平行的导轨,所述导轨的方向与收卷辊的轴向方向垂直;所述移动底座的下方设置有与所述导轨相对应的导槽。
[0032] 进一步,所述铜箔长度缓存装置包括:第一辊、第二升降辊、第三升降辊、第四升降辊、第五辊;
[0033] 铜箔从剥离辊剥离后,依次经过第一辊、第二升降辊、第三升降辊、第四升降辊、第五辊,在工作时,第二升降辊、第四升降辊的运动方向,与第三升降辊的方向运动相反;即在铜箔长度需要缓存,第二升降辊、第四升降辊向下运动,第三升降辊向上运动;当铜箔长度需要释放时,第二升降辊、第四升降辊向上运动,第三升降辊向下运动。
[0034] 一种生箔机的在线监测方法,其步骤如下:
[0035] 每隔一固定时间T对收卷辊的重量进行称重,得到以下数据:
[0036] Q0、Q1、Q2、Q3、……Qn……;Q0表示收卷辊的自重;
[0037] 其中,Qn表示第n次测量得到的收卷辊的重量;
[0038] 将上述数据进行处理,得到T时间内收卷的铜箔的增重:
[0039] M1、M2、M3、……Mn……;
[0040] 其中,Mn表示第n次测量得到的收卷辊的增加的重量,Mn=Qn-Qn-1;
[0041] 测量结束后,进行判断:
[0042] 当: 或者
[0043] 进行报警;
[0044] 当:
[0045] 不报警。
[0046] 进一步,收卷辊的重量进行称重的测量步骤如下:
[0047] 第一,铜箔长度缓存装置启动缓存,将剥离辊剥离出来的铜箔缓存在铜箔长度缓存装置3中,收卷辊然后停止收卷,将收卷辊两端的轴承座打开、且与电机连接放开;
[0048] 第二,升降承重测量器的移动底座沿着导轨移动,将承载机构对准上方的收卷辊转轴
[0049] 第三,升降承重测量器的竖向升降机构的升高,使得承载机构与收卷辊转轴接触,且将其推升,待承重传感器数据稳定后,记录承重传感器的数据;
[0050] 第四,升降承重测量器的竖向升降机构的降低,使得承载机构与收卷辊转轴分离,收卷轴转轴放置回轴承座,将收卷辊两端的轴承座安装好、且与电机转轴连接;
[0051] 第五,收卷辊然后开始收卷,铜箔长度缓存装置停止缓存,且逐步将缓存的铜箔释放。
[0052] 第六,当需要进行下一次测量时,重复步骤一至五。
[0053] 一种电解铜箔生箔机的在线监测控制装置,包括:控制器、数据存储与计算系统、显示系统;控制器与铜箔长度缓存装置、升降承重测量器连接,即铜箔长度缓存装置、升降承重测量器的动作由控制器来控制;
[0054] 承重传感器测量的数据传递给数据存储与计算系统,数据存储与计算系统将Mn、Mn/Mn-1值传递到显示系统;
[0055] 数据存储与计算系统的输出端与控制器的输入端连接,数据存储与计算系统将报警与否的信号传递给控制器;
[0056] 控制器与报警器连接,报警器采用声光报警器。
[0057] 一种生箔机,包括:收卷辊、压辊;
[0058] 在收卷辊设置度传感器,用来测量收卷辊从起始收卷开始转动的角度;
[0059] 在收卷辊-压辊之间设置有距离传感器,用来测量收卷辊-压辊中心轴线间的长度;
[0060] 计算收卷辊在T1~T2内的收卷辊理论厚度增加量
[0061]
[0062] 是T1~T2内的收卷辊的转动弧度,δ为单层铜箔的理论生产厚度;
[0063] 计算T1~T2内的收卷辊实际厚度增加量
[0064]
[0065] 为收卷辊自收卷开始后经过T2时间下收卷辊-压辊之间的距离;
[0066] 为收卷辊自收卷开始后经过T1时间下收卷辊-压辊之间的距离;
[0067] 当 或者 进行报警;
[0068] 当:
[0069] 不报警。
[0070] 一种生箔机,包括:收卷辊、压辊;
[0071] 在收卷辊-压辊之间设置有距离传感器,用来测量收卷辊-压辊中心轴线间的长度;
[0072] 计算收卷辊在时间T1~T2内的收卷辊理论厚度增加量
[0073]
[0074] δ为单层铜箔的理论生产厚度,x1、x2均为参数;
[0075] 计算T1~T2内的收卷辊实际厚度增加量
[0076]
[0077] LT2为收卷辊自收卷开始后经过T2时间下收卷辊-压辊之间的距离;
[0078] LT1为收卷辊自收卷开始后经过T1时间下收卷辊-压辊之间的距离;
[0079] 当 或者 进行报警;
[0080] 当:
[0081] 不报警。
[0082] 一种生箔机,包括:收卷辊、压辊;
[0083] 在收卷辊-压辊之间设置有距离传感器,用来测量收卷辊-压辊中心轴线间的长度;
[0084] 计算收卷辊在时间T1~T2内的收卷辊理论厚度增加量
[0085]
[0086] δ为单层铜箔的理论生产厚度,x1、x2均为参数;
[0087] 计算T1~T2内的收卷辊实际厚度增加量
[0088]
[0089] 为收卷辊自收卷开始后经过T2时间下收卷辊-压辊之间的距离;
[0090] 为收卷辊自收卷开始后经过T1时间下收卷辊-压辊之间的距离;
[0091] 当 或者 进行报警;
[0092] 当:
[0093] 不报警。
[0094] 本申请的有益效果在于:
[0095] (1)本申请的基础构思,是及时发现铜箔的实际质重存在的问题,减少了铜箔的废品率;实施例1的方案中,铜箔长度缓存装置3、升降承重测量器5是一种生箔机生产在线监测装置的必要技术特征,两者是协同作用的,缺一不可的。
[0096] (2)由于质点与收卷轴圆心不重合,在收卷辊转动时,就会造成“失重-超重”这样的情况,具体而言,就是重量传感器在收卷辊转动一圈内测量的数据都无法稳定,即会出现“重量减小”的异常情况;因此,必须要收卷辊停止转动时,才能使得重量传感器的数据稳定,测得一个相对准确的数值。而要测量重量时,收卷辊需要停止转动,但是,阴极辊的转动是不能停止的,因此,这当中必须设置铜箔长度缓存装置3,即将承重时所需要的时长所生产的铜箔通过铜箔长度缓存装置3缓存。因此,铜箔长度缓存装置3是必要技术特征。
[0097] (3)而在设置了铜箔长度缓存装置3,直接在放卷辊的轴承座下方设置重量传感器的方案,在实际运行时,产生了另外一个问题,重量传感器一般是“压-电”,重量传感器由于测量次数较多,而且本身由于不断的经历“失重-超重”,不停的发送信号,造成重量传感器使用寿命下降(即容易报废了)。而且,在轴承座的下方设置重量传感器(相对于支座而言,柔性),随着收卷辊的重量的增加,会造成,收卷辊两端的端部位置不在同一平面上(两侧有1/1000的偏差对于生产都是不容许的)。
[0098] (4)本申请的第二个发明点在于:需要更换收卷辊时,竖向升降机构5-2升高,承载机构5-3将收卷辊托起到一定高度,然后移动底座5-1沿着导轨移动,将收卷辊移走,然后通过吊装等方式运送到下一工序上;另一方面,将新的收卷辊放置在承载机构5-3上,然后移动底座5-1沿着导轨移动,将其移动到收卷辊轴承座对应的位置,然后竖向升降机构5-2降低,承载机构5-3与收卷辊分离;在此过程中,收卷辊的初始重量Q0得以测量。
[0099] (5)本申请的第三个发明点在于:在转卷辊上设置角度传感器(其是核心点,否则无法准确的知晓铜箔的层数),然后监测卷状铜箔厚度的方式,来分析生产的异常。
[0100] 特别的,本申请的实施例1、2的方案用于初始研发新型铜箔(例如研发4μm),具有特别的意义,例如,直接看Mn的变化趋势,或者,直接看收卷辊的铜箔卷轴厚度理论关系图与实测关系图,就可以评价生产工艺的优劣性。
[0101] (6)本申请的第四个发明点在于,不在收卷辊上设置角度传感器,理论值直接按照阴极辊生产的铜箔缠绕在收卷辊上的厚度;其进一步简化监测设备。
[0102] 需要说明的是,实施例1与实施例2/3的方案结合时,实施例1在测量重量时,需要将收卷辊与压辊分开(即搬离压辊),收卷辊重新定位后收卷后,在施工加压辊。
[0103] 实施例2与实施例3的方案作为辅助在线监测的一种,能够与实施例1的方案进行交叉验证。附图说明
[0104] 下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明,但并不构成对本发明的任何限制。
[0105] 图1是实施例1的设置有在线监测装置的生箔机。
[0106] 图2是实施例1升降承重测量器的设计示意图。
[0107] 图3是实施例1的升降承重测量器在另一视角下的设计示意图。
[0108] 图4是实施例1的降承重测量器在推升收卷辊的局部三维示意图。
[0109] 图5是实施例1的生箔机生产在线监测装置的控制系统的设计示意图。
[0110] 图6是收卷辊转动的圆心-质心不重合的示意图。
[0111] 图7是实施例2的收卷辊-压辊关系图。
[0112] 图8是收卷辊铜箔厚度-收卷辊转圈理论关系图、以及收卷辊铜箔厚度-收卷辊转圈实测关系图。
[0113] 图9是实施例3第一种铜箔理论缠绕图。
[0114] 图10是实施例3第二种铜箔理论缠绕图。
[0115] 附图标记说明如下:
[0116] 阴极辊1、剥离辊2、铜箔长度缓存装置3、收卷辊4、升降承重测量器5;
[0117] 第一辊3-1、第二升降辊3-2、第三升降辊3-3、第四升降辊3-4、第五辊3-5;
[0118] 移动底座5-1、竖向升降机构5-2、承载机构5-3、承重传感器5-4。

具体实施方式

[0119] 实施例1,参阅图1至图6所示,
[0120] 生箔机在生产过程中,最核心的工作是降低废品率。对于铜箔而言,厚度不均匀性是一个关键性指标;同时,生箔机在生产中,也需要现场人员根据实际条件来进行调整。
[0121] 而这一调整往往是滞后的,一般是生产完几千米然后换卷,然后将之前的生产好的铜箔进行取样,通过测量重量来分析其厚度;然后再来调整(存在较大的滞后)。
[0122] 另外,生箔机在生产电解铜箔时,要将交流电通过整流器换为直流电,电流的变化是影响生箔厚度的一个关键指标,虽然设置了电流信号传感器,但是仍然存在诸如:阳极短路等问题,而像阳极槽短路这样的问题目前是无法进行有效的监测。所以,对于生箔机而言,其在生产质量的把控上也缺乏有效的监测设备。
[0123] 一种生箔机生产在线监测装置,其包括:阴极辊1、剥离辊2、铜箔长度缓存装置3、收卷辊4、升降承重测量器5;
[0124] 铜箔在阴极辊1上生产,经过剥离辊2剥离,然后经过铜箔长度缓存装置3,最后收卷到收卷辊4上;
[0125] 所述铜箔长度缓存装置3包括:第一辊3-1、第二升降辊3-2、第三升降辊3-3、第四升降辊3-4、第五辊3-5;
[0126] 铜箔从剥离辊2剥离后,依次经过第一辊3-1、第二升降辊3-2、第三升降辊3-3、第四升降辊3-4、第五辊3-5,在工作时,第二升降辊3-2、第四升降辊3-4的运动方向,与第三升降辊3-3的方向运动相反;即在铜箔长度需要缓存,第二升降辊3-2、第四升降辊3-4向下运动,第三升降辊3-3向上运动;当铜箔长度需要释放时,第二升降辊3-2、第四升降辊3-4向上运动,第三升降辊3-3向下运动。
[0127] 升降承重测量器5包括:移动底座5-1、竖向升降机构5-2(采用液压缸或者气缸)、承载机构5-3、承重传感器5-4;
[0128] 竖向升降机构5-2设置在移动底座5-1上;
[0129] 竖向升降机构5-2的顶部设置有方形的承重传感器5-4(借鉴了CN 207016209U的设计);
[0130] 在方形的承重传感器5-4上方设置承载机构5-3(其上表面可以采用与收卷中心转轴半径相同的弧形结构,也可以采用如图4所示的结构)。
[0131] 在地面上设置有两条平行的导轨,所述导轨的方向与收卷辊的轴向方向垂直;所述移动底座5-1的下方设置有与所述导轨相对应的导槽。
[0132] 一种生箔机生产在线监测方法,其步骤如下:
[0133] 每隔一固定时间T对收卷辊的重量进行称重,得到,以下数据:
[0134] Q0、Q1、Q2、Q3、……Qn……;Q0表示收卷辊的自重;
[0135] 其中,Qn表示第n次测量得到的收卷辊的重量;
[0136] 将上述数据进行处理,得到T时间内收卷的铜箔的增重:
[0137] M1、M2、M3、……Mn……;
[0138] 其中,Mn表示第n次测量得到的收卷辊的增加的重量,Mn=Qn-Qn-1;
[0139] 测量结束后,进行判断:
[0140] 当: 或者
[0141] 进行报警;
[0142] 当:
[0143] 不报警。
[0144] 阴极辊的转速正常情况下是不变的,因此,在每隔T时间内,其应当有:
[0145] M1=M2=M3=……Mn
[0146] 然而,由于测量误差、生产电流的调整;并且,根据客户的要求,对于8μm铜箔而言,其厚度要在±0.2μm(8.2/7.8=1.05,7.8/8/2=0.95),因此,上式中的:
[0147] 或者
[0148] 1.05以及0.95即由此而得。
[0149] 测量步骤如下:
[0150] 第一,铜箔长度缓存装置3启动缓存,将剥离辊剥离出来的铜箔缓存在铜箔长度缓存装置3中,收卷辊然后停止收卷,将收卷辊两端的轴承座打开(轴承座采用螺母安装)、且与电机连接放开(即收卷辊能够向上移动);
[0151] 第二,升降承重测量器5的移动底座5-1沿着导轨移动,将承载机构5-3对准上方的收卷辊转轴;
[0152] 第三,升降承重测量器5的竖向升降机构5-2的升高,使得承载机构5-3与收卷辊转轴接触,且将其推升(收卷轴与轴承座不接触即可),待承重传感器5-4数据稳定后,记录承重传感器5-4的数据;
[0153] 第四,升降承重测量器5的竖向升降机构5-2的降低,使得承载机构5-3与收卷辊转轴分离,收卷轴转轴放置回轴承座,将收卷辊两端的轴承座安装好、且与电机转轴连接;
[0154] 第五,收卷辊然后开始收卷,铜箔长度缓存装置3停止缓存,且逐步将缓存的铜箔释放。
[0155] 第六,当需要进行下一次测量时,重复步骤一至五。
[0156] 此外,监测装置采用自动化设备,其还包括:控制器、数据存储与计算系统、显示系统;控制器与铜箔长度缓存装置3、升降承重测量器5连接,即铜箔长度缓存装置3、升降承重测量器5的动作由控制器来控制;
[0157] 承重传感器5-4测量的数据传递给数据存储与计算系统,数据存储与计算系统将Mn、Mn/Mn-1值传递到显示系统。
[0158] 数据存储与计算系统的输出端与控制器的输入端连接,数据存储与计算系统将报警与否的信号传递给控制器。
[0159] 控制器与报警器连接,报警器采用声光报警器。
[0160] 实施例一的设计构思在于:
[0161] 首先,铜箔长度缓存装置3、升降承重测量器5是一种生箔机生产在线监测装置的必要技术特征,两者是协同作用的,缺一不可的。
[0162] 在设计实施例一之前,曾经试验过这样一种方案:即直接在放卷辊的轴承座下方设置重量传感器,实时的测量辊子的重量,进而能够实时计算、显示铜箔质重;
[0163] 但是,这一设想在实际中无法实现。原因是:如图6所示,质点与收卷轴圆心不重合,因为,收卷的铜箔厚度本身就是厚度不均匀的(这种不均匀性限定在一定范围内),所以导致了收卷辊收卷铜箔后质心与收卷轴圆心不重合,在收卷辊转动时,就会造成“失重-超重”这样的情况,具体而言,就是重量传感器在收卷辊转动一圈内测量的数据都无法稳定,即会出现“重量减小”的异常情况。
[0164] 因此,必须要收卷辊停止转动时,才能使得重量传感器的数据稳定,测得一个相对准确的数值。
[0165] 而要测量重量时,收卷辊需要停止转动,但是,阴极辊的转动是不能停止的,因此,这当中必须设置铜箔长度缓存装置3,即将承重时所需要的时长所生产的铜箔通过铜箔长度缓存装置3缓存。因此,铜箔长度缓存装置3是必要技术特征。
[0166] 而在设置了铜箔长度缓存装置3,直接在放卷辊的轴承座下方设置重量传感器的方案,在实际运行时,产生了另外一个问题,重量传感器一般是“压-电”,重量传感器由于测量次数较多,而且本身由于不断的经历“失重-超重”,不停的发送信号,造成重量传感器使用寿命下降(即容易报废了)。而且,在轴承座的下方设置重量传感器(相对于支座而言,柔性),随着收卷辊的重量的增加,会造成,收卷辊两端的端部位置不在同一水平面上(两侧有1/1000的偏差对于生产都是不容许的)。(如果重量传感器采用基于弹性介质应变测量原理,就有比较显著的影响)。
[0167] 实施例一的另外一个意想不到的效果是:也即设计移动底座5-1的目的,是为了“利用竖向升降机构5-2、承载机构5-3”,即在需要更换收卷辊时,竖向升降机构5-2升高,承载机构5-3将收卷辊托起到一定高度,然后移动底座5-1沿着导轨移动,将收卷辊移走,然后通过吊装等方式运送到下一工序上;
[0168] 另一方面,将新的收卷辊放置在承载机构5-3上,然后移动底座5-1沿着导轨移动,将其移动到收卷辊轴承座对应的位置,然后竖向升降机构5-2降低,承载机构5-3与收卷辊分离;在此过程中,收卷辊的初始重量Q0得以测量。
[0169] 实施例2,实施例1的监控手段,较为繁琐,需要不断的去称量。实施例2无需铜箔长度缓存装置3、升降承重测量器5,也可实现此功能。
[0170] 在收卷辊设置角度传感器,用来测量收卷辊从起始收卷开始转动的角度;
[0171] 在收卷辊-压辊之间设置有距离传感器(例如,在压辊的转动中心轴设置红外线发射端,在收卷辊的转动中心轴设置接收端),用来测量收卷辊-压辊中心轴线间的长度;
[0172] 计算收卷辊自收卷开始后经过T时间下,即收卷辊转动的角度为βT,卷状铜箔的理论厚度s'T;
[0173] 收卷辊转了βT/2π圈,δ为铜箔的理论生产厚度;
[0174]
[0175] 计算收卷辊自收卷开始后经过T时间下,即收卷辊转动的角度为βT,卷状铜箔的实际厚度sT:
[0176] sT=LT-r0-r1
[0177] 其中,LT为收卷辊自收卷开始后经过T时间下收卷辊-压辊之间的距离。
[0178] 对比时,也是,采用选用两个时间段T1~T2内的收卷辊理论厚度增加量与实际厚度增加量来进行对比;
[0179] T1~T2内的收卷辊理论厚度增加量:
[0180]
[0181] T1~T2内的收卷辊实际厚度增加量
[0182]
[0183] 若 或者 进行报警。
[0184] 这里需要说明的是,实施例2,更为准确的是:收卷辊每隔200-1000圈,测量1次。
[0185] 比较增加量的理论值与实测值,有更佳的意义;若比较总的理论值-实测值(即收卷轴从收卷开始算起),若出现问题,但是由于ST较大,也无法分析出问题。
[0186] 实施例2相比较于背景技术的:CN107761137A,直接比较理论值-实测值,其结果更有帮助;但是也需要说明的是,由于铜箔的厚度非常薄,在μm级别,因此,必须要达到转卷辊在达到几百圈,其厚度才有稍微明显的变化(达到毫米级)。
[0187] 即,就测量的可识别度来看,实施例1的方案要比实施例2好;但是,实施例2的方案不需要太多的机械设备,有较佳的可操作性。
[0188] 最后需要说明的是,实施例1的方案与实施例2的方案可以相互结合,即实施例2的方案作为另外一种监测手段,复核实施例1的结果以及进一步加强对铜箔生产的安全性。
[0189] 如图8所示,为6μm的铜箔,其理论关系图(直线)与实测关系图的对比图;上述结果通过显示系统予以显示。
[0190] 需要说明的是,实施例2也可以采用其他的收卷辊铜箔厚度传感器。
[0191] 实施例3,在实施例2的基础上,舍去收卷辊设置角度传感器。
[0192] 计算收卷辊自收卷开始后经过T时间下,即阴极辊转动T时间内,卷状铜箔的理论厚度s'T;
[0193]
[0194] 或者:
[0195]
[0196] 对于第一种s'T计算公式,如图9所示,认为:铜箔为一圈一圈,第一层的长度为:第二层的长度为 第x层的长度为
[0197] 收卷辊在T时间内,铜箔从第一层至x层的长度,等同于该时刻内阴极辊生产的铜箔(缓存装置未进行缓存或释放),有下式:
[0198]
[0199] R阴极辊是阴极辊的半径,n代表转速,圈/秒,T:秒。
[0200] 上式虽然只在x为整数,例如1,2,3,4,100,200,这样的数值才严格成立;
[0201] 然而,利用上述求解的x=201.1,实质上是代表,此时间段内的,铜箔缠绕了201圈,但是还不到202圈(有的地方201层,有的地方202层);
[0202] 直接用x=201.1来代入上式,是可以的,因为δ极小(μm计算):
[0203] s'T=xδ
[0204] 例如上面x=201.1,其误差也就在0.5%之内。
[0205] 当然,理论值应当是:s'T=201δ、以及s'T=202δ(即有的地方201层,有的地方202层)。
[0206] 也即, 或者 是精确解。
[0207] 对于第二种s'T计算公式,如图10所示,认为:其实一圈绕一圈的缠绕而成(图10是艺术话处理形式,实际中心的圈要大很多)。
[0208] 中性层的数学表达为:
[0209]
[0210] 收卷辊在T时间内,铜箔缠绕了α角度,等同于该时刻内阴极辊生产的铜箔(缓存装置未进行缓存或释放),有下式:
[0211] dL=Rdθ
[0212]
[0213]
[0214] 如前所述,x应该为整数,其精确表达式应为:
[0215]
[0216] [A]表示对A取整数部分,如[10.6]=10。
[0217] 实施例1、2、3的方案可以共同实施,在线监测时,能够相互交叉验证。
[0218] 以上所举实施例为本发明的较佳实施方式,仅用来方便说明本发明,并非对本发明作任何形式上的限制,任何所属技术领域中具有通常知识者,若在不脱离本发明所提技术特征的范围内,利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例,并且未脱离本发明的技术特征内容,均仍属于本发明技术特征的范围内。
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