本发明涉及平板涂布机,尤其涉及一种气浮式平板狭缝涂布装置。
背景技术:
1、狭缝式涂布(slot die coating,简称sdc)是一种在一定压力下,将涂液沿着模具缝隙压出并转移到移动基材上的一种涂布技术,它以其涂布速度快、涂膜均匀性好、涂布窗口宽等特点,代表了湿法涂布未来发展方向。狭缝式涂布的工作原理为:涂布液体在一定压力下,并保持一定流量,沿着涂布模具的缝隙唇口,挤压喷出而涂覆到基材表面上。相比其它涂布方式,具有很多优点,如涂布速度快、精度高、湿厚均匀、系统封闭、浆料利用率高、可同时进行多层涂布等。狭缝式涂布(sdc)的应用领域已从传统胶卷和造纸等向新能源领域转移,特别是太阳能电池和锂离子电池极片涂布,不仅用于光学膜(增亮膜、hardcoat、偏光膜、扩散膜等)、oled涂布等,还可以用于有机太阳能电池opv和钙钛矿太阳能电池pvk等成卷基材的涂布,也应用于非连续基材如lcd玻璃基板光阻涂布。尽管sdc技术在日益成熟的发展中,但对于工业化生产来讲,微小的技术改进,都可能对成本降低发挥重大作用,产生巨大经济效益。
2、目前现有技术中的平板涂布的模头移动大多采用导轨、丝杆等硬连接的机械结构,参考中国专利cn109759278b,公开了一种挤压式狭缝涂布封装设备,包括涂布系统,具备涂布模头,运动控制系统包括水平布置且相互垂直的第一丝杆、第二丝杆和一对平行设置的水平导轨,这种方式存在以下问题:机械结构之间产生的震动和起停位置的误差导致精度误差,无法适应于更高精度要求,无法满足日益发展的功能性薄膜涂布应用领域。另外,目前的涂布机的框架大多采用与模头匹配的轨道式平台,且现有的涂布机没有考虑到框架平台的平稳性和一致性对涂布精度的影响。
3、因此需要一种高稳定性的纳米级气浮式平板狭缝涂布装置,可适用于钙钛矿型太阳能电池、led屏幕、光学涂布等领域。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服上述不足,提供一种气浮式平板狭缝涂布装置,模头采用浮动悬浮式平移,整机无硬导轨,提高整机的稳定性和一致性,在实现纳米级精度的同时更加平稳、高速运行。
2、本发明的目的是这样实现的:
3、一种气浮式平板狭缝涂布装置,它包括框架单元和气浮移动模头单元,所述气浮移动模头单元悬浮设置在框架单元上;所述框架单元包括上平台框架组件和下框架组件,所述上平台框架组件包括大理石平台,所述下框架组件包括机台和设置在机台上的机台底板,所述大理石平台设置在机台底板上;所述大理石平台的底面设有检测位置传感器和直线电机定子,直线电机定子固定在大理石平台的底面;
4、所述气浮移动模头单元包括模头移动框架组件和模头,所述模头移动框架组件包括左右对称设置的两块墙板,两块墙板之间设有墙板连接板连接;所述墙板的底端与气浮上底板的一端连接,气浮上底板、气浮侧板和气浮下底板,气浮上底板的一端连接,所述气浮上底板的另一端与气浮侧板的顶端垂直连接,所述气浮侧板的底端与气浮下底板垂直连接,由此气浮上底板、气浮侧板和气浮下底板组成c型气浮槽,用于沿着大理石平台平移;左右两个气浮上底板之间设有下连梁连接,所述下连梁的底面通过模头安装板设置模头;
5、所述下连梁的上表面的左右两端分别设置直线电机动子,直线电机动子的位置与大理石平台底面的直线电机定子对应匹配;所述下连梁的上表面还设有位置传感器,与大理石平台上的检测位置传感器对应匹配。
6、进一步地,所述气浮上底板、气浮侧板和气浮下底板上分别设有至少一个通孔,该通孔内穿设球形顶杆,通过球形顶杆连接气浮块;左右两个气浮下底板之间通过下连梁连接。
7、进一步地,所述气浮移动模头单元还包括模头升降组件,所述模头升降组件包括模头升降底座组件和升降滑台组件,所述模头升降底座组件包括模头升降座连接板和两个模头升降座侧板,所述模头升降座连接板的左右两端分别垂直连接一个模头升降座侧板,左右两个模头升降座侧板之间设有气缸连接座连接,所述气缸连接座上设置升降气缸;所述升降滑台组件包括升降滑台底座,所述升降滑台底座上滑动设有升降滑台上板,所述升降滑台底座固定在模头移动框架组件的墙板外壁上。所述模头安装板的左右两侧分别设有一个模头升降底座组件,所述模头升降座侧板的端部与模头安装板的端部连接,所述升降滑台组件的升降滑台上板与模头升降座连接板连接。
8、进一步地, 所述大理石平台的四角分别设有第一风琴护罩、第二风琴护罩、第三风琴护罩和第四风琴护罩,所述第一风琴护罩和第二风琴护罩分别设置在大理石平台前端两角,所述第三风琴护罩和第四风琴护罩分别设置在大理石平台后端两角;所述第一风琴护罩和第二风琴护罩的外侧设有护罩挡板连接,所述第三风琴护罩和第四风琴护罩的外侧同样设有护罩挡板连接;所述第一风琴护罩和第三风琴护罩之间设有护罩导条连接,所述第二风琴护罩和第四风琴护罩之间同样设有护罩导条连接,护罩导条设置在大理石平台侧壁与大理石平台平行布置。
9、进一步地,所述墙板上设有一个倒置的u型槽,由于模头移动框架组件的重力,升降强度很大,左右墙板存在偏差,导致框架变形,设置u型槽,可释放升降的位移量,允许模头移动框架组件的升降偏差。
10、进一步地,所述升降滑台底座的左右两侧设有凸台,凸台上设有直线导轨,直线导轨上滑动设置升降滑台上板,所述升降滑台底座的一端设有电机座,所述电机座连接伺服电机,所述伺服电机通过联轴器连接滚珠丝杆,所述滚珠丝杆上的螺母座连接升降滑台上板,由此实现伺服电机驱动升降滑台上板升降移动。
11、进一步地,所述模头的前侧设有激光探头组件;所述激光探头组件包括激光探头滑架,所述激光探头滑架的左右两部分别滑动设有一个激光探头滑块,所述激光探头滑块上通过激光探头安装座设有激光探头,所述激光探头的外部设有激光探头护罩;所述激光探头滑架设置在模头的前侧。
12、进一步地,所述大理石平台的底面设有两条平行布置的磁栅尺基座,一条磁栅尺基座上设置磁栅尺,另一条磁栅尺基座的两端分别设有一个磁栅光电挡块;所述下连梁的上表面设有两个磁栅头安装座,所述磁栅头安装座上设有磁栅头和光电开关,所述磁栅头的位置与大理石平台底面的磁栅尺对应,所述光电开关的位置与大理石平台底面的磁栅光电挡块对应。
13、进一步地,所述模头连接注射泵组件,所述注射泵组件设置在模头移动框架组件的墙板连接板上,所述注射泵组件的外部设有泵组护罩,所述墙板的外部套设有移动侧护罩,用于包围升降滑台组件。
14、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
15、本发明提供了一种气浮式平板狭缝涂布装置,
16、本发明的模头采用气浮设计悬浮在涂布机机台上,隔绝外界震动,保证模头平移的绝对精度;模头升降采用左右各一组伺服电机加滚珠丝杆驱动,同时还设置升降气缸驱动模头,升降气缸提供背压消隙,可微调模头水平度,两组精密机构保证模头升降的绝对精度;模头距离控制采用高精密的激光位移传感器,实时监测与平板间距且实时调整,与模头升降配合,对模头高度进行微调;综合气浮平移、直线电机驱动加升降气缸双重升降、激光探头调整距离的三个方向的高精密控制,使得涂层可做到50nm厚度,模头距离平板间距可做到30μm,平移精度可做到≤5μm,实现纳米级高精密涂覆。本发明大大提高了涂布厚度的稳定性和均一性,同事提升了产品的生产效率、产品的合格率以及产品的品质,模头的各个调整装置之间精密配合协作,气浮设计加两组升降机构,实现纳米级高精度高效率平板涂布。
17、本发明的框架单元包括上平台组件和下框架组件,上平台组件采用大理石平台,大理石平台的四角设置风琴护罩,左右两个风琴护罩之间设置护罩导条连接,护罩导条同时也成为气浮移动模头单元的浮动路线,护罩导条的位置与气浮移动模头单元的气浮区对应,配合气浮移动模头单元的悬浮平移;且大理石平台的底面设置与模头移动框架组件的感应器对应的感应装置,用于监测模头的移动位置;与气浮移动模头单元完全配合,为实现悬浮模头提供平台基础,有利于整机一致性和高精密;
1.一种气浮式平板狭缝涂布装置,其特征在于:它包括框架单元(1)和气浮移动模头单元(2),所述气浮移动模头单元(2)悬浮设置在框架单元(1)上;所述框架单元(1)包括上平台框架组件(1.1)和下框架组件(1.2),所述上平台框架组件(1.1)包括大理石平台(1.11),所述下框架组件(1.2)包括机台(1.21)和设置在机台(1.21)上的机台底板(1.22),所述大理石平台(1.11)设置在机台底板(1.22)上;所述大理石平台(1.11)的底面设有检测位置传感器和直线电机定子(1.114),直线电机定子(1.114)固定在大理石平台(1.11)的底面;
2.根据权利要求1所述的一种气浮式平板狭缝涂布装置,其特征在于:所述气浮上底板(2.16)、气浮侧板(2.17)和气浮下底板(2.18)上分别设有至少一个通孔,该通孔内穿设球形顶杆(2.51),通过球形顶杆(2.51)连接气浮块(2.5);左右两个气浮下底板(2.18)之间通过下连梁(2.19)连接。
3.根据权利要求1所述的一种气浮式平板狭缝涂布装置,其特征在于:所述气浮移动模头单元(2)还包括模头升降组件,所述模头升降组件包括模头升降底座组件(2.2)和升降滑台组件(2.3),所述模头升降底座组件(2.2)包括模头升降座连接板(2.21)和两个模头升降座侧板(2.22),所述模头升降座连接板(2.21)的左右两端分别垂直连接一个模头升降座侧板(2.22),左右两个模头升降座侧板(2.22)之间设有气缸连接座(2.23)连接,所述气缸连接座(2.23)上设置升降气缸(2.14);所述升降滑台组件(2.3)包括升降滑台底座(2.31),所述升降滑台底座(2.31)上滑动设有升降滑台上板(2.33),所述升降滑台底座(2.31)固定在模头移动框架组件(2.1)的墙板(2.11)外壁上;所述模头安装板的左右两侧分别设有一个模头升降底座组件(2.2),所述模头升降座侧板(2.22)的端部与模头安装板的端部连接,所述升降滑台组件(2.3)的升降滑台上板(2.33)与模头升降座连接板(2.21)连接。
4.根据权利要求1所述的一种气浮式平板狭缝涂布装置,其特征在于:所述大理石平台(1.11)的四角分别设有第一风琴护罩(1.12)、第二风琴护罩(1.13)、第三风琴护罩(1.14)和第四风琴护罩(1.15),所述第一风琴护罩(1.12)和第二风琴护罩(1.13)分别设置在大理石平台(1.11)前端两角,所述第三风琴护罩(1.14)和第四风琴护罩(1.15)分别设置在大理石平台(1.11)后端两角;所述第一风琴护罩(1.12)和第二风琴护罩(1.13)的外侧设有护罩挡板(1.16)连接,所述第三风琴护罩(1.14)和第四风琴护罩(1.15)的外侧同样设有护罩挡板(1.16)连接;所述第一风琴护罩(1.12)和第三风琴护罩(1.14)之间设有护罩导条(1.17)连接,所述第二风琴护罩(1.13)和第四风琴护罩(1.15)之间同样设有护罩导条(1.17)连接,护罩导条(1.17)设置在大理石平台(1.11)侧壁与大理石平台(1.11)平行布置。
5.根据权利要求1所述的一种气浮式平板狭缝涂布装置,其特征在于:所述墙板(2.11)上设有一个倒置的u型槽(2.12),由于模头移动框架组件(2.1)的重力,升降强度很大,左右墙板(2.11)存在偏差,导致框架变形,设置u型槽(2.12),可释放升降的位移量,允许模头移动框架组件(2.1)的升降偏差。
6.根据权利要求2所述的一种气浮式平板狭缝涂布装置,其特征在于:所述升降滑台底座(2.31)的左右两侧设有凸台,凸台上设有直线导轨(2.32),直线导轨(2.32)上滑动设置升降滑台上板(2.33),所述升降滑台底座(2.31)的一端设有电机座,所述电机座连接伺服电机(2.34),所述伺服电机(2.34)通过联轴器(2.35)连接滚珠丝杆(2.36),所述滚珠丝杆(2.36)上的螺母座连接升降滑台上板(2.33),由此实现伺服电机(2.34)驱动升降滑台上板(2.33)升降移动。
7.根据权利要求1所述的一种气浮式平板狭缝涂布装置,其特征在于:所述模头(2.6)的前侧设有激光探头组件(2.4);所述激光探头组件(2.4)包括激光探头滑架(2.41),所述激光探头滑架(2.41)的左右两部分别滑动设有一个激光探头滑块(2.43),所述激光探头滑块(2.43)上通过激光探头安装座(2.42)设有激光探头(2.44),所述激光探头(2.44)的外部设有激光探头护罩(2.45);所述激光探头滑架(2.41)设置在模头的前侧。
8.根据权利要求1所述的一种气浮式平板狭缝涂布装置,其特征在于:所述大理石平台(1.11)的底面设有两条平行布置的磁栅尺基座(1.111),一条磁栅尺基座(1.111)上设置磁栅尺(1.112),另一条磁栅尺基座(1.111)的两端分别设有一个磁栅光电挡块(1.113);所述下连梁(2.19)的上表面设有两个磁栅头安装座(2.66),所述磁栅头安装座(2.66)上设有磁栅头(2.65)和光电开关(2.67),所述磁栅头(2.65)的位置与大理石平台(1.11)底面的磁栅尺对应,所述光电开关(2.67)的位置与大理石平台(1.11)底面的磁栅光电挡块对应。
9.根据权利要求1所述的一种气浮式平板狭缝涂布装置,其特征在于:所述模头(2.6)连接注射泵组件(2.62),所述注射泵组件(2.62)设置在模头移动框架组件(2.1)的墙板连接板(2.15)上,所述注射泵组件(2.62)的外部设有泵组护罩(2.61),所述墙板(2.11)的外部套设有移动侧护罩(2.63),用于包围升降滑台组件(2.3)。
