專利名稱：一種實現(xiàn)卷對卷定位復合的設備和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及材料復合技術，尤其涉及一種實現(xiàn)卷對卷定位復合的設備和方法。
背景技術：
市場上現(xiàn)有的復合機基本上為無圖案材料復合，或一層圖案與一層無圖案材料復合，不涉及兩層材料的圖案定位和相對位置要求。而一些復雜的電子印刷、全息圖案和燙金材料多采用多次重復印刷的方式來實現(xiàn)。市場上現(xiàn)在還沒有兩層圖案材料定位復合的工藝 和設備，對于復雜的電子印刷，尤其是涉及多層結構的復雜電子電極電路圖案，因為沒有卷對卷定位復合設備和工藝，還無法實現(xiàn)精確的“roll to roll ”(卷對卷)定位復合,從而無法實現(xiàn)卷對卷制程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的內(nèi)容和優(yōu)點在下文的描述中部分地陳述，或者可從該描述顯而易見，或者可通過實踐本發(fā)明而學習。為克服現(xiàn)有技術的問題，本發(fā)明提供一種實現(xiàn)卷對卷定位復合的設備和方法，在材料復合前和復合后分別采用定位跟蹤技術進行定位跟蹤，能將一卷已印刷好圖案的柔性材料和另一卷印有相同或不同圖案的柔性材料，尤其是透明柔性材料按圖案定位要求定位復合在一起，適合應用于柔性電子印刷材料的定位復合，特別是觸摸屏電極圖案定位復合的卷對卷制程。本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案如下根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種實現(xiàn)卷對卷定位復合的設備，包括第一卷材輸送系統(tǒng)，用于輸送第一卷材；第二卷材輸送系統(tǒng)，用于輸送第二卷材；復合裝置，用于復合第一卷材和第二卷材；其中還包括第一定位跟蹤單元，其設于該第一卷材輸送系統(tǒng)中，包括第一牽引裝置，用于牽引該第一卷材；第一控制系統(tǒng)，用于控制該第一牽引裝置的轉(zhuǎn)動；第一定位跟蹤傳感器，其與該第一控制系統(tǒng)相連，用于檢測該第一卷材上設置的定位光標或圖案；第二定位跟蹤單元，其設于該第二卷材輸送系統(tǒng)中，包括第二牽引裝置，用于牽引該第二卷材；第二控制系統(tǒng)，用于控制該第二牽引裝置的轉(zhuǎn)動；第二定位跟蹤傳感器，其與該第二控制系統(tǒng)相連，用于檢測該第二卷材上設置的定位光標或圖案；第三定位跟蹤單元，其包括第三定位跟蹤傳感器，設置于經(jīng)該復合裝置復合后卷材的傳輸路徑上，并與該第一控制系統(tǒng)和第二控制系統(tǒng)中的至少其中一個相連；
其中，該第一定位跟蹤傳感器和第二定位跟蹤傳感器分別檢測該第一卷材和第二卷材的定位光標或圖案的位置，通過該第一控制系統(tǒng)和第二控制系統(tǒng)控制第一牽引裝置和第二牽引裝置的轉(zhuǎn)動，從而使該第一卷材和第二卷材按圖案預定位置進行精確定位復合；該第三定位跟蹤單元檢測復合后的兩層卷材的定位光標或圖案的定位偏差以監(jiān)控復合的定位精度，輸出信號到該第一控制系統(tǒng)和第二控制系統(tǒng)中的至少其中一個，控制相應的牽引裝置的加減速運轉(zhuǎn)，使定位偏差再次修正，實現(xiàn)兩層卷材的精確定位復合。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該第一定位跟蹤傳感器和第二定位跟蹤傳感器采用單電眼，該第三定位跟蹤傳感器采用雙電眼。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該第一定位跟蹤傳感器、第二定位跟蹤傳感器、第三定位跟蹤傳感器采用電荷藕合器件圖像傳感器。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該第一牽引裝置和第二牽引裝置中分別裝設有光電編碼器和伺服電機，其分別與相應的控制系統(tǒng)連接，用于監(jiān)測和控制相應的牽引裝置的轉(zhuǎn)動。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該第一牽引裝置采用真空牽引輥，該第二牽引裝置采用橡膠牽引輥。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該第一卷材輸送系統(tǒng)在該第一牽引裝置之前設置有涂布裝置和烘干裝置，用于在該第一卷材的非牽引面涂布復合膠。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該復合裝置采用涂布復合或光學干膠膜復合的方式將兩層卷材復合在一起。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種實現(xiàn)卷對卷定位復合的方法，其包括下列步驟在第一卷材的傳輸路徑上設置第一牽引裝置和第一定位跟蹤傳感器，并將該第一牽引裝置和第一定位跟蹤傳感器與第一控制系統(tǒng)相連；在第二卷材的傳輸路徑上設置第二牽引裝置和第二定位跟蹤傳感器，并將該第二牽引裝置和第二定位跟蹤傳感器與第二控制系統(tǒng)相連；通過該第一定位跟蹤傳感器和第二定位跟蹤傳感器分別檢測該第一卷材和第二卷材上定位光標或圖案的位置，輸入給該第一控制系統(tǒng)和第二控制系統(tǒng)，由該第一控制系統(tǒng)和第二控制系統(tǒng)控制該第一牽引裝置和第二牽引裝置的轉(zhuǎn)動，從而使該第一卷材和第二卷材按圖案預定位置精確定位，通過復合裝置進行兩層卷材的定位復合；由該第三定位跟蹤單元檢測復合后的兩層卷材的定位光標或圖案的定位偏差，輸出信號到該第一控制系統(tǒng)和第二控制系統(tǒng)中的至少其中一個，控制相應的牽引裝置的加減速運轉(zhuǎn)，使定位偏差再次修正，實現(xiàn)兩層卷材的精確定位復合。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該第一定位跟蹤傳感器和第二定位跟蹤傳感器采用單電眼，該第三定位跟蹤傳感器采用雙電眼，或者，該第一定位跟蹤傳感器、第二定位跟蹤傳感器、第三定位跟蹤傳感器采用電荷藕合器件圖像傳感器。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該第一牽引裝置和第二牽引裝置中分別裝設有光電編碼器和伺服電機，其分別與相應的控制系統(tǒng)連接，用于監(jiān)測和控制相應的牽引裝置的轉(zhuǎn)動。本發(fā)明提供的定位復合設備能將兩層印刷圖案材料尤其是透明柔性材料按圖案定位要求定位復合在一起，定位精度達O. IOmm,填補了這一領域的空白，使過去不可想象或無法實現(xiàn)的工藝問題，得以解決，使柔性電子領域得以突破和拓展。本發(fā)明為電子印刷材料尤其是觸摸屏、射頻識別(RFID)和有機發(fā)光二極管(OLED)等的柔性電極材料的制備提供了制造設備和解決方案，可應用于全息圖案、燙金印刷和電子印刷等包裝印刷和電子印刷領域，尤其適合應用于柔性電子印刷材料的定位復合，特別是觸摸屏電極圖案定位復合的卷對卷制程。通過閱讀說明書，本領域普通技術人員將更好地了解這些實施例和其它實施例的特征和方面。


下面通過參考附圖并結合實例具體地描述本發(fā)明，本發(fā)明的優(yōu)點和實現(xiàn)方式將會更加明顯，其中附圖所示內(nèi)容僅用于對本發(fā)明的解釋說明，而不構成對本發(fā)明的任何意義上的限制，在附圖中圖I為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的實現(xiàn)卷對卷定位復合的設備的工作原理示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的實現(xiàn)卷對卷定位復合的設備的定位復合部分的結構不意圖；圖3為圖2中復合裝置的工作過程示意圖。
具體實施例方式如圖I、圖2和圖3所示，在本實施例中提供一種定位復合設備，包括用于輸送第一卷材的第一卷材輸送系統(tǒng)、用于輸送第二卷材的第二卷材輸送系統(tǒng)、用于復合第一卷材和第二卷材的復合裝置8 (可采用復合輥)、第三定位跟蹤單元、和收卷裝置12。在本實施例中，第一卷材和第二卷材采用透明柔性材料。其中第一卷材輸送系統(tǒng)包括第一卷材的放卷裝置I、張力控制設備2、牽引裝置3、涂布裝置4、干燥設備6、第一定位跟蹤單元。第二卷材輸送系統(tǒng)包括第二卷材的放卷裝置
11、張力控制設備10，第二定位跟蹤單元。第一定位跟蹤單元包括第一牽引裝置(采用真空牽引輥7)，其用于牽引第一卷材；第一控制系統(tǒng)73，其用于控制第一牽引裝置的轉(zhuǎn)動；第一定位跟蹤傳感器13，其與第一控制系統(tǒng)73相連，用于檢測第一卷材上設置的定位光標或圖案。第二定位跟蹤單元包括第二牽引裝置(采用橡膠牽引輥9)，其用于牽引第二卷材；第二控制系統(tǒng)93，其用于控制第二牽引裝置的轉(zhuǎn)動；第二定位跟蹤傳感器14，其與第二控制系統(tǒng)93相連，用于檢測第二卷材上設置的定位光標或圖案。第三定位跟蹤單元包括第三定位跟蹤傳感器15，設置于經(jīng)復合裝置8復合后卷材的傳輸路徑上，并與第一控制系統(tǒng)73和第二控制系統(tǒng)93中的至少其中一個相連(本實施例中是與第二控制系統(tǒng)93相連)。如圖I所示，將印刷好的第一卷層圖案材料(已預先印有定位標記)放于放卷裝置1，經(jīng)由牽引裝置3送至涂布裝置4涂布光學膠，其張力波動由張力控制設備2 (可采用浮動輥)控制恒定。再經(jīng)干燥設備6(如烘箱)干燥，干燥后經(jīng)真空牽引輥7送達復合裝置
8。第一卷層圖案材料由伺服電機對真空牽引輥7的轉(zhuǎn)動進行控制。
兩種材料的定位復合可以以涂布復合和光學干膠膜復合兩種方式復合，因此，也可將第一卷層圖案材料和光學干膠膜復合而不經(jīng)涂布直接經(jīng)真空牽引輥7送達復合裝置8。將印刷好的第二卷層圖案材料(已預先印有定位標記)放于放卷裝置11，經(jīng)由橡膠牽引輥9送至復合裝置8，和第一卷層完成復合，其張力波動由張力控制設備10(可采用浮動輥)進行控制。采用真空牽引輥是因為經(jīng)涂布裝置4涂膠的材料只能采用不涂膠一面進行接觸。真空牽引輥7由真空箱(定子)和帶網(wǎng)孔的滾筒(轉(zhuǎn)子)組成，真空箱與真空管道連接，與網(wǎng)孔滾筒密閉接觸并與柔性材料在接觸區(qū)域形成真空吸附，隨動真空系統(tǒng)吸附第一卷層圖案材料的非復合面，使材料運行速度與真空牽引輥7的轉(zhuǎn)速保持一致，其傳動由伺服電機71驅(qū)動，伺服電機71帶有光電編碼器72，伺服電機71和光電編碼器72分別與第一控制系統(tǒng)73連接，用于監(jiān)測和控制真空牽引輥7的轉(zhuǎn)動。作為本發(fā)明的一個實施例，第一定位跟蹤傳感器13采用單電眼，其與第一控制系統(tǒng)73相連，用于檢測第一卷材上設置的定位光標。橡膠牽引輥9為直徑大于200mm的橡膠輥，和一氣動控制(控制壓合和脫開)的鏡面鋼輥(無驅(qū)動)配合，兩輥壓合后將第二卷層圖案材料牽引住，使其與橡膠牽引輥9的轉(zhuǎn)速一致，橡膠牽引輥9傳動由伺服電機91驅(qū)動，伺服電機91帶有光電編碼器92。伺服電機91和光電編碼器92分別與第二控制系統(tǒng)93連接，用于監(jiān)測和控制橡膠牽引輥9的轉(zhuǎn)動。作為本發(fā)明的一個實施例，第二定位跟蹤傳感器14采用單電眼，其與第二控制系統(tǒng)93相連，用于檢測第二卷材上設置的定位光標。第一控制系統(tǒng)73和第二控制系統(tǒng)93相互關聯(lián)，可按預定程序進行啟動時的零位和預定位套準，運行時的相互關聯(lián)分析，并分別連接到定位跟蹤套準監(jiān)控系統(tǒng)5，由定位跟蹤套準監(jiān)控系統(tǒng)5進行監(jiān)控。在工作時，第一定位跟蹤傳感器13檢測第一卷層圖案材料原有的定位光標位置，檢測相鄰兩個光標通過電眼的距離和時間，來和設定的參數(shù)對比分析光標運行的快慢和其偏差，并發(fā)出信號通過第一控制系統(tǒng)73經(jīng)過PID運算處理第一卷層材料圖案位置的偏差后，輸出信號控制真空牽引輥7的伺服電機的加減速運轉(zhuǎn)，調(diào)整真空牽引輥7的相位和轉(zhuǎn)速，來實現(xiàn)定位標記的跟蹤定位。在工作時，第二定位跟蹤傳感器14檢測第二卷層圖案材料原有的定位光標位置，檢測相鄰兩個光標通過電眼的距離和時間，來和設定的參數(shù)對比分析光標運行的快慢和其偏差，并發(fā)出信號通過第二控制系統(tǒng)93經(jīng)過PID (比例-積分-微分)運算處理第二層材料圖案位置的偏差后，輸出信號控制橡膠牽引輥9的伺服電機的加減速運轉(zhuǎn)，調(diào)整橡膠牽引輥9的相位和轉(zhuǎn)速，來實現(xiàn)定位標記的跟蹤定位。兩卷層材料在復合裝置前分別有安裝于其前的第一定位跟蹤傳感器13和第二定位跟蹤傳感器14檢測定位光標；復合后由第三定位跟蹤傳感器15(可采用雙電眼，在采用的第一卷材和第二卷材透明的情況下，雙電眼可以檢測兩卷材料的定位光標之間的偏差)監(jiān)控復合定位精度，并將復合圖案的定位誤差再次閉環(huán)輸入給其中一個控制系統(tǒng)，例如第二控制系統(tǒng)93，和第二定位跟蹤傳感器14的反饋信號進行分析，再次修正定位精度。第三定位跟蹤傳感器15的信號輸入第二控制系統(tǒng)，經(jīng)PID (比例-積分-微分)運算，計算出復 合后定位光標或圖案的位置變化趨勢，形成信號來驅(qū)動橡膠牽引輥9的伺服控制電機來控制各位置的相位并加以修正，保證復合的圖案定位精度。第三定位跟蹤傳感器15可采用雙電眼的方式，監(jiān)控復合后的定位光標標準20mm間距偏差，雙電眼一般間距設定為20mm，直接檢測光標20mm間距的變化，來計算光標的超前和滯后。上述實施例中，第一定位跟蹤傳感器、第二定位跟蹤傳感器、第三定位跟蹤傳感器采用光電眼控制，其中第一定位跟蹤傳感器和第二定位跟蹤傳感器采用單電眼，第三定位跟蹤傳感器采用雙電眼。當然，第一定位跟蹤傳感器、第二定位跟蹤傳感器、第三定位跟蹤傳感器也可以采用電荷藕合器件(CCD)圖像傳感器，其可以通過檢測圖案材料的定位光標或圖案位置來進行跟蹤定位，可抓光標也可直接抓被測材料的影像和圖案來控制，可實現(xiàn)更高的定位精度。采用光電眼控制精度可達O. 10_，采用CXD光學成像控制精度則更高。如圖3所示，精確定位的第一卷層圖案材料和第二卷層圖案材料，進入復合裝置8，復合裝置8采用的復合輥為加熱鏡面鋼輥和與其壓合的橡膠輥氣動壓合，將兩層材料定位復合在一起。復合后的圖案卷層經(jīng)由收卷裝置12完成收卷，復合好的產(chǎn)品以卷裝方式完成。本發(fā)明提供了一種實現(xiàn)卷對卷定位復合的方法和設備，將一卷已印刷好圖案的柔性材料和另一卷印有相同或不同圖案的柔性材料通過涂布和定位復合設備通過電眼或CCD跟蹤，按圖案定位復合在一起并收卷成一種定位復合材料。本發(fā)明可應用于全息圖案、燙金和電子印刷等包裝印刷領域和電子印刷領域，尤其適合應用于觸摸屏電極圖案復合的卷對卷制程。以上參照

了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本領域技術人員不脫離本發(fā)明的范圍和實質(zhì)，可以有多種變型方案實現(xiàn)本發(fā)明。舉例而言，作為一個實施例的部分示出或描述的特征可用于另一實施例以得到又一實施例。以上僅為本發(fā)明較佳可行的實施例而已，并非因此局限本發(fā)明的權利范圍，凡運用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效變化，均包含于本發(fā)明的權利范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種實現(xiàn)卷對卷定位復合的設備，包括 第一卷材輸送系統(tǒng)，用于輸送第一卷材； 第二卷材輸送系統(tǒng)，用于輸送第二卷材； 復合裝置，用于復合所述第一卷材和第二卷材； 其特征在于還包括 第一定位跟蹤單元，其設于所述第一卷材輸送系統(tǒng)中，包括 第一牽引裝置，用于牽引所述第一卷材； 第一控制系統(tǒng)，用于控制所述第一牽引裝置的轉(zhuǎn)動； 第一定位跟蹤傳感器，其與所述第一控制系統(tǒng)相連，用于檢測所述第一卷材上設置的定位光標或圖案； 第二定位跟蹤單元，其設于所述第二卷材輸送系統(tǒng)中，包括 第二牽引裝置，用于牽引所述第二卷材； 第二控制系統(tǒng)，用于控制所述第二牽引裝置的轉(zhuǎn)動； 第二定位跟蹤傳感器，其與所述第二控制系統(tǒng)相連，用于檢測所述第二卷材上設置的定位光標或圖案； 第三定位跟蹤單元，其包括第三定位跟蹤傳感器，設置于經(jīng)所述復合裝置復合后卷材的傳輸路徑上，并與所述第一控制系統(tǒng)和第二控制系統(tǒng)中的至少其中一個相連； 其中，所述第一定位跟蹤傳感器和第二定位跟蹤傳感器分別檢測所述第一卷材和第二卷材的定位光標或圖案的位置，通過所述第一控制系統(tǒng)和第二控制系統(tǒng)控制所述第一牽引裝置和第二牽引裝置的轉(zhuǎn)動，從而使所述第一卷材和第二卷材按圖案預定位置進行精確定位復合；所述第三定位跟蹤單元檢測復合后的兩層卷材的定位光標或圖案的定位偏差以監(jiān)控復合的定位精度，輸出信號到所述第一控制系統(tǒng)和第二控制系統(tǒng)中的至少其中一個，控制相應的牽引裝置的加減速運轉(zhuǎn)，使定位偏差再次修正，實現(xiàn)兩層卷材的精確定位復合。
2.根據(jù)權利要求I所述的實現(xiàn)卷對卷定位復合的設備，其特征在于，所述第一定位跟蹤傳感器和第二定位跟蹤傳感器采用單電眼，所述第三定位跟蹤傳感器采用雙電眼。
3.根據(jù)權利要求I所述的實現(xiàn)卷對卷定位復合的設備，其特征在于，所述第一定位跟蹤傳感器、第二定位跟蹤傳感器、第三定位跟蹤傳感器采用電荷藕合器件圖像傳感器。
4.根據(jù)權利要求I所述的實現(xiàn)卷對卷定位復合的設備，其特征在于，所述第一牽引裝置和第二牽引裝置中分別裝設有光電編碼器和伺服電機，其分別與相應的控制系統(tǒng)連接，用于監(jiān)測和控制相應的牽弓I裝置的轉(zhuǎn)動。
5.根據(jù)權利要求4所述的實現(xiàn)卷對卷定位復合的設備，其特征在于，所述第一牽引裝置采用真空牽引輥，所述第二牽引裝置采用橡膠牽引輥。
6.根據(jù)權利要求5所述的實現(xiàn)卷對卷定位復合的設備，其特征在于，所述第一卷材輸送系統(tǒng)在所述第一牽引裝置之前設置有涂布裝置和烘干裝置，用于在所述第一卷材的非牽引面涂布復合膠。
7.根據(jù)權利要求6所述的實現(xiàn)卷對卷定位復合的設備，其特征在于，所述復合裝置采用涂布復合或光學干膠膜復合的方式將兩層卷材復合在一起。
8.一種實現(xiàn)卷對卷定位復合的方法，其特征在于包括下列步驟 在第一卷材的傳輸路徑上設置第一牽引裝置和第一定位跟蹤傳感器，并將所述第一牽引裝置和第一定位跟蹤傳感器與第一控制系統(tǒng)相連； 在第二卷材的傳輸路徑上設置第二牽引裝置和第二定位跟蹤傳感器，并將所述第二牽引裝置和第二定位跟蹤傳感器與第二控制系統(tǒng)相連； 通過所述第一定位跟蹤傳感器和第二定位跟蹤傳感器分別檢測所述第一卷材和第二卷材上定位光標或圖案的位置，輸入給所述第一控制系統(tǒng)和第二控制系統(tǒng)，由所述第一控制系統(tǒng)和第二控制系統(tǒng)控制所述 第一牽引裝置和第二牽引裝置的轉(zhuǎn)動，從而使所述第一卷材和第二卷材按圖案預定位置精確定位，通過復合裝置進行兩層卷材的定位復合； 由所述第三定位跟蹤單元檢測復合后的兩層卷材的定位光標或圖案的定位偏差，輸出信號到所述第一控制系統(tǒng)和第二控制系統(tǒng)中的至少其中一個，控制相應的牽引裝置的加減速運轉(zhuǎn)，使定位偏差再次修正，實現(xiàn)兩層卷材的精確定位復合。
9.根據(jù)權利要求8所述的實現(xiàn)卷對卷定位復合的方法，其特征在于，所述第一定位跟蹤傳感器和第二定位跟蹤傳感器采用單電眼，所述第三定位跟蹤傳感器采用雙電眼，或者，所述第一定位跟蹤傳感器、第二定位跟蹤傳感器、第三定位跟蹤傳感器采用電荷藕合器件圖像傳感器。
10.根據(jù)權利要求8所述的實現(xiàn)卷對卷定位復合的方法，其特征在于，所述第一牽引裝置和第二牽引裝置中分別裝設有光電編碼器和伺服電機，其分別與相應的控制系統(tǒng)連接，用于監(jiān)測和控制相應的牽弓I裝置的轉(zhuǎn)動。
全文摘要
本發(fā)明提供一種實現(xiàn)卷對卷定位復合的設備和方法，在材料復合前和復合后分別采用定位跟蹤技術進行定位跟蹤，能將一卷已印刷好圖案的柔性材料和另一卷印有相同或不同圖案的柔性材料，尤其是透明柔性材料按圖案定位要求定位復合在一起，適合應用于柔性電子印刷材料的定位復合，特別是觸摸屏電極圖案定位復合的卷對卷制程。
文檔編號B32B41/00GK102615923SQ201210111169
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月16日 優(yōu)先權日2012年4月16日
發(fā)明者姜洪波 申請人:姜洪波