一种多层结构柔性电子连续复合系统技术方案

本发明专利技术属于多层结构柔性电子复合加工相关领域，并公开了一种多层结构柔性电子连续复合系统，其包括4个收放卷模块、一次层合模切模块、转步距模块、二次层合模切模块、剔废模块以及标签收卷模块等多个功能模块，并对这些模块的内部组成及其相互连接方式进行了设计。本发明专利技术还对该系统的层合模切控制、张力控制等工艺原理给出了优化研究结果。通过本发明专利技术，不仅可根据需求工况实现多种工况模式之间的自由调换，同时能有效满足单条复合、良率检测、剔废、纠偏、高精度模切和连续进给、确保良好张力控制等功能。

Multilayer structure flexible electronic continuous composite system

The invention belongs to the field of related multilayer flexible electronic composite processing, a multi-layer flexible electronic continuous composite system and the public, which includes 4 reeling module, a laminated cutting module, transfer module, step two laminated cutting module, rejecting module and standard sign volume module and other functional the module, and the inside of these modules and the connection mode of design. The invention also optimizes the research results of the laminated die cutting control and the tension control principle of the system. The invention not only can according to the demand conditions to achieve the mode of free exchange between various conditions, and can effectively meet the needs of a single compound, good rate of detection and rejection, correction, high precision cutting and continuous feeding, ensure good tension control function.

【技术实现步骤摘要】
一种多层结构柔性电子连续复合系统
本专利技术属于多层结构柔性电子复合加工相关领域，更具体地，涉及一种多层结构柔性电子连续复合系统。
技术介绍
多层结构柔性电子通常为一种多层膜的复合结构，由天线、芯片、胶层、底纸与面纸组成。因此，在多层结构柔性电子的生产过程中就涉及到多层膜层合的问题，相应实现各层膜的精确定位，是实现标签高效生产的关键；同时，多层结构柔性电子的生产一般是采用卷到卷工艺进行，这就要保证基材在传送过程中保持一个比较稳定的张力：张力过大可能会导致基材断裂，而张力过小则可能导致产生褶皱。现有的技术中已经提出了一些柔性膜复合的解决方案。例如，CN200910106847A公开了一种复合、成型、检测工艺及设备，可实现将不带胶芯层转换成带胶芯层(所谓芯层，是由天线、PVC之类的塑料、胶水和晶片等复合而成的半成品，也称之为多层结构柔性电子的中料，对中料执行其他各种基材的封装后就成为多层结构柔性电子)，并且具备在线涂胶、复合模切、贴标、二次检测及其标记功能；此外，CN201320711038A公开了一种复合机，该设备含送料机构、压合机构、模切机构与收料机构，可实现柔性膜的层合与模切。然而，进一步的研究表明，上述现有设备仍然具备以下的缺陷或不足：首先，它们往往不含有张力控制与纠偏装置，无法实现收放卷过程薄膜张力稳定，同时也无法执行高精度的模切；其次，这类现有设备只能复合芯层与面纸步距相同的情况，在需求执行转步距操作时无法满足需求；最后，现有设备的功能相对单一，无法同时满足多层结构柔性电子复合过程中各种复杂工况，同时存在组成结构复杂、操作不便和效率偏低等各类问题。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种多层结构柔性电子连续复合系统，其中通过综合考虑多层结构柔性电子自身的组成结构及制备工况特点等因素，针对性对此连续复合系统的整体构造组成及布局进行重新设计，并增设了如转步距模块、剔废模块等关键组件，同时对张力检测及控制等工艺进行了优化，相应不仅能够以高效率、高精度执行多层结构柔性电子的自动化生产过程，而且还可根据需求工况实现多种工况模式之间的自由调换，同时具备单条复合、良率检测、剔废、纠偏、高精度模切和连续进给、确保良好张力控制等功能。为实现上述目的，按照本专利技术，提供了一种多工作模式的多层结构柔性电子连续复合系统，其特征在于，此连续复合系统包括第一收放卷模块、第二收放卷模块、一次层合模切模块、转步距模块、第三收放卷模块、第四收放卷模块、二次层合模切模块以及标签收卷模块，其中：该第一收放卷模块包括沿着其内部输送路径依次布置的放料辊、接料台和张力辊，并配备有读写器和纠偏器，由此用于执行对芯层的放卷、输送、检测操作之后，继续将其输送至所述一次层合模切模块；该第二收放卷模块包括沿着其内部输送路径依次布置的放料辊、接料台、张力辊、纠偏器，下层保护膜收料辊，以及可独立控制使用的胶锅和上层保护膜收料辊，并用于对不干胶胶带执行保护膜剥离获得单面带胶薄膜后继续输送至所述一次层合模切模块、或是用于对不干胶底纸执行涂胶获得单面带胶底纸后继续输送至所述一次层合模切模块；该一次层合模切模块用于将输送至此的两层基材也即芯层与单面带胶薄膜执行首次层合及模切操作，然后将其继续输送至所述转步距模块；该转步距模块包括沿其内部路径依次布置的第一浮辊、可独立控制使用的剥离台、第一对辊和第二浮辊以及两个色标传感器，并用于对输送至此的复合膜执行芯层排布间距的调整，并剥离出带胶芯层后将其转移至底纸上，由此获得待二次层合的柔性复合膜，然后继续输送至所述二次层合模切模块；此外，该转步距模块还在所述剥离台的附近配备有可独立控制使用的第二对辊和收料辊；该第三收放卷模块包括沿其内部输送路径依次布置的放料辊、接料台、张力辊和纠偏器，并用于执行对标签底纸的保护层剥离，然后将其送入所述转步距模块以接受所述带胶芯层；此外，该第三收放卷模块还在所述底纸张力辊附近配备有可独立控制使用的底纸收料辊；该第四收放卷模块包括沿其内部输送路径依次布置的放料辊、接料台、张力辊、纠偏器和对辊，并用于执行对标签面纸的保护层剥离，然后将其送入所述二次层合模切模块；此外，该第四收放卷模块还在所述面纸对辊附近配备有可独立控制使用的面纸收料辊；该二次层合模切模块用于将所述第四收放卷模块输送至此的剥离保护层后的标签面纸、以及所述转步距模块输送至此的柔性复合膜执行最终的层合及模切操作，由此获得所需的多层结构柔性电子；该标签收卷模块设置在所述二次层合模切模块的下游端，并用于执行对多层结构柔性电子的收卷、以及相关废料的收卷操作。作为进一步优选地，上述连续复合系统优选还包括剔废模块，该剔废模块设置在所述第一收放卷模块的附近，并用于与所述芯层读写器相配合以执行芯层废料的自动剔除操作。作为进一步优选地，对于上述第一收放卷模块而言，所述放卷辊的放料轴由放料电机带动同步带机构予以驱动，并且放料过程中的薄膜张力被实时监控和反馈，由此控制该放料电机实现恒定张力；此外，所述纠偏器用于对放料过程中的薄膜横向位移进行控制。作为进一步优选地，上述剔废模块包括读写器、胶层放料辊、胶层收料辊、剔废浮辊、剔废压辊、气缸与废品收料辊，其中该读写器与所述剥离台之间的距离被实时记录，以便检测及判定标签质量；其中当判定标签质量为坏时，根据距离和运行速度，首先计算出所述气缸、胶层放料辊和胶层收料辊的延时动作时间，接着使得所述气缸下压，废标签随剥离过程被所述废品收料辊粘附，然后所述气缸上升，完成一次剔废过程。作为进一步优选地，上述二次层合模切模块优选还配备有多个色标传感器，其中对于层合操作而言，采用一对色标传感器来对层合后芯层边缘与标签面纸边缘之间的间距进行实时监测，并将其与理想值之间的偏差予以反馈，由此对标签面纸的同步位置实现补偿；对于模切操作而言，同样采用一对色标传感器来对执行模切后刀皮边缘与芯层边缘之间的间距进行实时监测，并将其与理想值之间的偏差予以反馈，由此对模切同步位置实现补偿。作为进一步优选地，上述转步距模块优选还配备有多个色标传感器，这些色标传感器用于对执行转步距前后的芯层相对位置和转移步距执行实时监测，并相应对所述第一对辊的位置及速度执行补偿。作为进一步优选地，上述连续复合系统优选采用以下原理执行层合模切操作的控制过程：对于模切操作而言，将模切电机控制器输入参数设定为P1与ΔP，并用一对色标传感器分别检测标签标记点位置P11与模切边缘位置P12，计算得ΔP1＝ΔP-ΔP1，即实际模切中标签标记点与模切边缘之间的距离；接着，将其与正确模切时标签标记点与模切边缘之间的距离做比较得修正量ep1＝ΔP-ΔP1，将其反馈给电机控制器，实现模切过程的闭环控制；对于层合操作而言，其控制方法与模切过程基本相同，唯一的不同之处在于，在层合的检测过程中，一对色标传感器分别用于检测上下两层膜的标记点位置。作为进一步优选地，上述连续复合系统可用于执行将不带胶芯层复合成多层结构柔性电子，且芯层需要转步距、需剥离标签底纸胶层保护膜的第一工作模式，其工艺流程如下：首先从整个系统中选取使用所述第一收放卷模块、第二收放卷模块、剔废模块、一次层合模切模块、转步距模块、第三收放卷模块、第四收放卷模块、二次层合模切模块以及标签收卷模块。其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多层结构柔性电子连续复合系统，其特征在于，此连续复合系统包括第一收放卷模块(1)、第二收放卷模块(9)、一次层合模切模块(2)、转步距模块(4)、剔废模块(3)、第三收放卷模块(8)、第四收放卷模块(5)、二次层合模切模块(6)以及标签收卷模块(7)，其中：该第一收放卷模块(1)包括沿着其内部输送路径依次布置的放卷辊(11)、接料台(12)、张力辊(14)和收料辊(16)，并配备有读写器(13)和纠偏器(15)，由此用于执行对芯层的放卷、输送、检测操作之后，继续将其输送至所述一次层合模切模块(2)；该第二收放卷模块(9)包括沿着其内部输送路径依次布置的放卷辊(95)、接料台(96)、张力辊(94)、纠偏器(93)、下层保护膜收料辊(97)，以及可独立控制使用的胶锅(92)和上层保护膜收料辊(91)，并用于对不干胶胶带执行保护膜剥离获得单面带胶薄膜后继续输送至所述一次层合模切模块(2)、或是用于对不干胶底纸执行涂胶获得单面带胶底纸后继续输送至所述一次层合模切模块；该一次层合模切模块(2)包括对辊(21)、模切装置(22)、色标传感器(23)、色标传感器(24)，用于将输送至此的两层基材也即芯层与单面带胶薄膜执行首次层合及模切操作，然后将其继续输送至所述转步距模块(4)；该转步距模块(4)包括沿其内部路径依次布置的第一浮辊(41)、色标传感器(42)、可独立控制使用的剥离台(43)、色标传感器(44)、第一对辊(45)和第二浮辊(46)，并用于对输送至此的复合膜执行芯层排布间距的调整，并剥离出带胶芯层后将其转移至底纸上，由此获得待二次层合的柔性复合膜，然后继续输送至所述二次层合模切模块(6)；此外，该转步距模块还在所述剥离台(43)的附近配备有可独立控制使用的第二对辊(47)；该剔废模块(3)与读写器13配合使用，用于实现芯层废料的自动剔除。该第三收放卷模块(8)包括沿其内部输送路径依次布置的放料辊(85)、接料台(84)、张力辊(83)和纠偏器(82)，并用于执行对标签底纸的保护层剥离，然后将其送入所述转步距模块以接受所述带胶芯层；此外，该第三收放卷模块还在所述张力辊(83)附近配备有可独立控制使用的底纸收料辊(81)；该第四收放卷模块(5)包括沿其内部输送路径依次布置的放料辊(55)、接料台(54)、张力辊(53)、纠偏器(52)和对辊(56)，并用于执行对标签面纸的保护层剥离，然后将其送入所述二次层合模切模块(6)；此外，该第四收放卷模块还在所述面纸对辊(56)附近配备有可独立控制使用的面纸收料辊(51)；该二次层合模切模块(6)包括色标传感器(61)、(62)、(64)、(65)、(67)、(68)以及对辊(63)与模切机构(66)，用于将所述第四收放卷模块输送至此的剥离保护层后的标签面纸、以及所述转步距模块输送至此的柔性复合膜执行最终的层合及模切操作，由此获得所需的成品；该标签收卷模块(7)包括收卷辊(71)、张力辊(72)、纠偏器(73)、接料台(74)与收料辊(75)，其设置在所述二次层合模切模块(6)的下游端，并用于执行对成品多层结构柔性电子的收卷、以及相关废料的收卷操作。...

【技术特征摘要】
1.一种多层结构柔性电子连续复合系统，其特征在于，此连续复合系统包括第一收放卷模块(1)、第二收放卷模块(9)、一次层合模切模块(2)、转步距模块(4)、剔废模块(3)、第三收放卷模块(8)、第四收放卷模块(5)、二次层合模切模块(6)以及标签收卷模块(7)，其中：该第一收放卷模块(1)包括沿着其内部输送路径依次布置的放卷辊(11)、接料台(12)、张力辊(14)和收料辊(16)，并配备有读写器(13)和纠偏器(15)，由此用于执行对芯层的放卷、输送、检测操作之后，继续将其输送至所述一次层合模切模块(2)；该第二收放卷模块(9)包括沿着其内部输送路径依次布置的放卷辊(95)、接料台(96)、张力辊(94)、纠偏器(93)、下层保护膜收料辊(97)，以及可独立控制使用的胶锅(92)和上层保护膜收料辊(91)，并用于对不干胶胶带执行保护膜剥离获得单面带胶薄膜后继续输送至所述一次层合模切模块(2)、或是用于对不干胶底纸执行涂胶获得单面带胶底纸后继续输送至所述一次层合模切模块；该一次层合模切模块(2)包括对辊(21)、模切装置(22)、色标传感器(23)、色标传感器(24)，用于将输送至此的两层基材也即芯层与单面带胶薄膜执行首次层合及模切操作，然后将其继续输送至所述转步距模块(4)；该转步距模块(4)包括沿其内部路径依次布置的第一浮辊(41)、色标传感器(42)、可独立控制使用的剥离台(43)、色标传感器(44)、第一对辊(45)和第二浮辊(46)，并用于对输送至此的复合膜执行芯层排布间距的调整，并剥离出带胶芯层后将其转移至底纸上，由此获得待二次层合的柔性复合膜，然后继续输送至所述二次层合模切模块(6)；此外，该转步距模块还在所述剥离台(43)的附近配备有可独立控制使用的第二对辊(47)；该剔废模块(3)与读写器13配合使用，用于实现芯层废料的自动剔除。该第三收放卷模块(8)包括沿其内部输送路径依次布置的放料辊(85)、接料台(84)、张力辊(83)和纠偏器(82)，并用于执行对标签底纸的保护层剥离，然后将其送入所述转步距模块以接受所述带胶芯层；此外，该第三收放卷模块还在所述张力辊(83)附近配备有可独立控制使用的底纸收料辊(81)；该第四收放卷模块(5)包括沿其内部输送路径依次布置的放料辊(55)、接料台(54)、张力辊(53)、纠偏器(52)和对辊(56)，并用于执行对标签面纸的保护层剥离，然后将其送入所述二次层合模切模块(6)；此外，该第四收放卷模块还在所述面纸对辊(56)附近配备有可独立控制使用的面纸收料辊(51)；该二次层合模切模块(6)包括色标传感器(61)、(62)、(64)、(65)、(67)、(68)以及对辊(63)与模切机构(66)，用于将所述第四收放卷模块输送至此的剥离保护层后的标签面纸、以及所述转步距模块输送至此的柔性复合膜执行最终的层合及模切操作，由此获得所需的成品；该标签收卷模块(7)包括收卷辊(71)、张力辊(72)、纠偏器(73)、接料台(74)与收料辊(75)，其设置在所述二次层合模切模块(6)的下游端，并用于执行对成品多层结构柔性电子的收卷、以及相关废料的收卷操作。2.如权利要求1所述的一种多层结构柔性电子连续复合系统，其特征在于，上述连续复合系统优选还包括剔废模块(3)，该剔废模块设置在所述第一收放卷模块的附近，并用于与所述芯层读写器(13)相配合以执行芯层废料的自动剔除操作；该剔废模块包括读写器(5)、胶层放料辊(13a)、胶层收料辊(13c)、剔废浮辊(13b)、剔废压辊(13d)、气缸(13e)与废品收料辊(13f)，其中该读写器与所述剥离台之间的距离被实时记录，以便检测及判定标签质量；其中当判定标签质量为坏时，根据距离和运行速度，首先计算出所述气缸(13e)、胶层放料辊(13a)和胶层收料辊(13c)的延时动作时间，接着使得所述气缸下压，废标签随剥离过程被所述废品收料辊(13f)粘附，然后所述气缸上升，完成一次剔废过程。3.如权利要求1或2所述的一种多层结构柔性电子连续复合系统，其特征在于，上述二次层合模切模块(6)优选还配备有多个色标传感器，其中对于层合操作而言，采用一对色标传感器来对层合后芯层边缘与标签面纸边缘之间的间距进行实时监测，并将其与理想值之间的偏差予以反馈，由此对标签面纸的同步位置实现补偿；对于模切操作而言，同样采用一对色标传感器对执行模切后刀皮边缘与芯层边缘之间的间距进行实时监测，并将其与理想值之间的偏差予以反馈，由此对模切同步位置实现补偿。4.如权利要求1-3任意一项所述的一种多层结构柔性电子连续复合系统，其特征在于，实现芯层的转步距。转步距模块(4)包括第一浮辊(41)、色标传感器(42)、可独立控制使用的剥离台(43)、色标传感器(44)、第一对辊(45)、第二浮辊(46)和第二对辊(47)。浮辊用于控制转步距过程中薄膜张力；剥离台用于将芯层剥离；色标传感器用于检测标签步距；对辊用于薄膜进给。具体的，对辊45跟随对辊47同步控制，检测转移前后芯层相对位置和转移步距，补偿对辊二同步位置和速度，实现设定的步距转移。5.如权利要求1-4任意一项所述的一种多层结构柔性电子连续复合系统，其特征在于，上述连续复合系统优选采用以下原理执行层合模切操作的控制过程：对于模切操作而言，将模切电机控制器输入参数设定为P1与ΔP，并用一对色标传感器分别检测标签标记点位置P11与模切边缘位置P12，计算得ΔP1＝ΔP-ΔP1，即实际模切中标签标记点与模切边缘之间的距离；接着，将其与正确模切时标签标记点与模切边缘之间的距离做比较得修正量ep1＝ΔP-ΔP1，将其反馈给电机控制器，实现模切过程的闭环控制；对于层合操作而言，其控制方法与模切过程基本相同，唯一的不同之处在于，在层合的检测过程中，一对色标传感器分别用于检测上下两层膜的标记点位置。6.如权利要求1或2所述的一种多层结构柔性电子连续复合系统，其特征在于，上述连续复合系统可用于执行将不带胶芯层复合成多层结构柔性电子，且芯层需要转步距、需剥离标签底纸胶层保护膜的第一工作模式，其工艺流程如下：首先从整个系统中选取使用所述第一收放卷模块(1)、第二收放卷模块(9)、剔废模块(3)、一次层合模切模块(2)、转步距模块(4)、第三收放卷模块(8)、第四收放卷模块(5)、二次层合模切模块(6)以及标签收卷模块(7)。其中，第一收放卷模块(1)用于实现芯层的放卷与模切废料的收卷；第二收放卷模块(9)用于实现不干胶胶带放卷与胶带保护膜的剥离；第四收放卷模块(5)用于实现标签面纸放卷与面纸胶层保护膜的剥离；第三收放卷模块(8)用于实现底纸放卷与底纸胶层保护膜的剥离；并且在该工作模式下不启用胶锅(92)。接着，分别通过所述第一收放卷模块(1)、第二收放卷模块(9)将芯层、单面带胶薄膜同步送入至所述一次层合模切模块(2)，并获得芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建魁，丁汉，金一威，尹周平，
申请(专利权)人：华中科技大学，广东思谷智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42