台達塗佈機解決方案實現高精高穩定塗佈工藝

塗佈工藝長久以來被廣泛運用於紙業、布匹、皮革等製造行業，近年來更因為如光電與半導體等高科技產業的興盛，帶動電子膠帶及光學膜等以金屬為基材的塗佈運用，使製造廠商對塗佈機的品質及穩定度的追求更高。台達結合工業自動化產品，實現塗佈工藝對張力恆定、塗層精度控制、塗佈輥速度同步的解決方案。

目前業界所用鋰電池塗佈機，能將漿料按照預設厚度及長度均勻塗覆在膜料表面，經烘乾箱烘乾後，通過糾正膜料偏離的過程及張力控制，整齊地收卷到收料氣脹軸。其中，塗佈的方式可分為間歇、連續、轉移式塗佈，烘乾箱則採用電加熱上下迴圈送風，數位化的張力控制系統屬於張力閉環控制，並使用伺服馬達驅動塗佈機。
然而，塗佈的過程中，膜料張力的恆定及放收卷功能、塗層的高精度控制、塗佈輥速度同步等的技術，往往會因為控制系統不夠精密，導致膜料的變形或破損，造成不良率提高以及浪費成本等問題。

一般而言，塗佈機使用的膜料相當薄，若張力控制不恆定，容易造成膜料斷裂或皺褶；另外，由於膜料放、收卷時的速度快慢將會影響卷徑的大小，所以控制系統必須快速、精密地調整馬達轉速，即使在加、減速時也能保證膜料表面張力的恆定。另外，由於塗佈工藝要求塗層的精度相當高，且需滿足用戶隨時可調的靈活性，是難度相當高的控制技術。此外，在間歇塗料時，為確保動態移動塗佈輥後塗佈精度不受影響，必須實現同動功能來移動塗步輥；又為確保移動塗步輥後膜料不會變形或斷裂，必須進行同步速度以補償上、下工位的傳動軸速度。

塗佈機中進行傳動的軸數多達8軸，當中若有任何一軸與其他軸的線速度出現微小的差別，特別是在加減速時，即會造成材料的變形或斷裂。整台塗佈機除了需要進行8軸的位置、速度、運動控制外，還有多達近200點的DI/DO，需要較高性能的CPU處理器處理大量資料。

台達塗佈機解決方案主要採用高功能中型可程式控制器(PLC) AH500系列、交流伺服馬達驅動器ASDA-A2系列以及交流馬達驅動器VFD-VE系列等產品，實現塗佈機的控制、運動和驅動。該方案以AH500系列CPU模組AHCPU510-RS2及運動控制模組AH20MC-5A為控制平台，並透過台達高速運動總線DMCNET與8軸交流伺服馬達驅動器ASD-A2-1521A-F進行通訊，再透過PLC AH500系列控制交流馬達驅動器VFD-075V43A-2，進行張力控制及放、收卷功能。

運動控制模組AH-20MC系列可在1ms之內同時控制8軸交流伺服馬達驅動器，並只利用一條通訊線即能串連各驅動器，佈線簡單，安裝方便；此外，透過電腦監控便可以對網路中的任一運動軸進行控制。CPU模組負責進行運動控制之外的其他邏輯控制，AH-20MC則負責運動控制，各自獨立運行，分工有序，並密切進行資料交換。

就產品特色而言，台達高功能中型PLC AH500系列支援熱插拔功能，提升控制穩定度以及維護便利性，並透過內建軟體設定介面搭建專案的硬體組織架構。交流伺服驅動器ASDA-A2系列內建多項運動控制功能並支援高解析度編碼器，能有效提高塗佈機精度，同時具備配線容易、可靠度高等特色。交流馬達驅動器VFD-VE系列可驅動塗佈機的收、放卷功能的張力恒定開環控制，並透過速度疊加功能降低或增加從軸的速度，避免間歇塗佈時分離同步軸而導致整條銅箔發生張力變化，同時消除從軸位置變化導致的張力變化。

鋰電池塗佈機是高精度的中、大型先進特種設備，目前台達鋰電池塗佈機解決方案已實際應用於自動化產線中，為客戶實現高性能、高精度、高效率的控制要求。