柔性基板输送系统的结构优化及纠偏控制

摘要

在印刷、纺织、半导体封装等柔性介质生产领域，辊对辊(Roll to Roll，R2R)传输方式是最为常见的一种生产方式。在R2R 传输中，基板在输送过程中的横向侧移及张力稳定对加工对象的质量和成品率至关重要。论文结合RFID 电子标签封装装备研制，深入研究了R2R 传输机构的设计、纠偏控制等关键问题。论文的主要研究成果有： 首先，从柔性基板的输送整体方案入手，就基板输送系统的机构形式、张力实现形式以及横向侧移的控制方式与以前的机型做了比较，得出现方案相对合理的结论。在此基础上，提出并实现了基于PMAC的柔性基板输送的整体控制。 其次，对R2R机构的两个关键部件-转动辊筒和支撑侧板进行了有限元分析。 基于分析结果，对R2R 进行了改进设计，可有效降低托辊的负载转动惯量和明显降低了支撑侧板的重量。在此基础上，对两个关键部件进行了模态分析，结果表明，机构在整体运行中主频和固有频率错开，整体机构运行稳定。 最后，通过建立了横向侧移的数学模型，并推导其传递函数，运用Matlab的Simulink模块对模型进行仿真，结果显示该控制方法能有效的实现纠偏的控制。 本文的研究成果已经成功应用863 项目“RFID 电子标签开发和生产”中，出色完成了R2R的柔性基板的输送。同样本文的研究成果也可以给其他行业的相关应用提供一定的借鉴。