BR112012024975A2 - método de inspiração e sistema para monitorar defeitos - Google Patents
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Abstract
MÉTODO DE INSPEÇÃO E SISTEMA PARA MONITORAR DEFEITOS
A presente invenção trata de sistemas e métodos de registro e inspeção para uso em um bobinador. Os sistemas e métodos incluem varrer uma região próxima de um módulo de bobinamento com um ou mais sensores para determinar um defeito de produto. O defeito de produto é então associado a um parâmetro de processo de bobinamento, tais como informações de percentagem de formação de rola ou identidade do sensor específico a primeiramente detectar o defeito. O parâmetro de processo de bobinamento é utilizado para classificar o defeito em um ou mais perfis de defeito. Os perfis de defeito podem ser baseados, pelo menos em parte, na segmentação da formação de rolo de uma trama sobre um módulo de bobinamento em uma pluralidade de janelas de inspeção e segmentação de uma pluralidade de sensores em uma pluralidade de segmentos de sensor de inspeção.
Description
HISTÓRICO ! Bobinadores e rebobinadores são máquinas que enrolam extensões de papel, comumente conhecidas como tramas de ' 5 papel em rolos. Essas rnáquinas são capazes de enrolar extensões de trama em rolos em velocidades elevadas através de urri processo automatizado. Urn bobinador é tipicamente conhecido como um aparelho que executa o prirneiro bobinamento da trama, formando o que é genericarnente conhecido como um rolo-mãe. Um rebobinador, 10 por outro lado, é tipicamente conhecido como um aparelho que bobina a trama a partir do rolo-mãe sobre uma tora (Iog) que é essencialmente um produto acabado. Por exemplo, a trarna de papel é desbobinada a partir de urn rolo-mãe em um modo contínuo, e c) rebobinador bobina a trama de papel sobre núcleos sustentados em 15 mandris para fornecer toras de diâmetro relativamente pequeno, individuais. A tora de produto enrolado é então cortada em extensões designadas no produto final. Produtos finais tipicamente criados por essas máquinas e processos são rolos de papel tissue higiênico, rolos de papel toalha, rolos de papel e similares.
20 Existem vários tipos diferentes de bobinadores.
Por exemplo, bobinadores de torre compreendem urna rrtontagem de torre (turret) giratória que sustenta uma pluralidade de mandris para rotação em torno de um eixo geométrico de torre. Os mandris deslocan em uma trajetória circular em uma distância fixa a.partir 25 do eixo geométrico de torre. Núcleos ocos são carregados sobre os rnandris de bobinarnento no qual papel pode ser bobinado. A técnica de bobinamento utilizada' em bobinadores/rebobinadores de torre é conhecida corno bobinamento central. Um aparelho de bobinamento central, por exemplo, é descrito na Patente U.S. reconcedida 30 Número 28.353 de Nystrand, que é incorporada aqui a título de referência. No bobinamento central, um mandril é girado para bobinar uma trama ern uma tora, com ou sem núcleo. Tipicamente, o núcleo é carregado e sustentado em um rnandril que gira em velocidades elevadas no início de um ciclo de bobinamento e então 35 diminui a velocidade à medida que o taroanho do produto enrolado sendo bobinado aumenta, para manter urría velocidade superficial constante, aproximadamente casando com a velocidade da trama. Além disso, tipicamente, bobinadores centrais podem ser preferíveis para produzir eficienterriente produtos bobinados a granel, mais
F [ elevados, bobinados macios.
5 Um segundo tipo de bobinamento é conhecido na técnica como bobinamento de superfície. Uma rrtáquina que utiliza a técnica de bobinamento de superfície é descrita na Patente U.S.
No. 4.583.698 que é aqui incorporada a título de reEerência. Tipicamente, em bobinamento de superfície, a trama é enrolada 10 sobre o núcleo através do contato e fricção desenvolvido com rolos giratórios. Urn nip é tipicamente formado entre dois ou Mais sistemas de rolo de atuação em conjunto. No bobinamento de superfície o núcleo e a trama que é enrolada sobre o núcleo são normalmente acionados por rolos giratórios que operam .15 aproximadarnente na mesma velocidade que a velocidade da trarria. O bobinamento de superfície é preferível para produzir eficientemente produtos bobinados a granel inferiores, bobinados rígidos.
Outro tipo de bobinador, conhecido corrío bobinador 20 flex, pode executar bobinamento central e bobinamento de superfície ou uma combinação de bobinamento central e bobinamento de superfície. Tal aparelho de bobinamento exeinplar é descrito no Pedido de Patente U.S. Publicado No. 2008/0105776, que é aqui incorporado a título de reterência. O bobinador inclui urn aparelho 25 de transporte de trama que é utilizado para transportar a trama.
Também pode ser incluída uma pluralidade de módulos de bobinamento independentes. Os mÓdulos de bobinarnento podem ser independentemente posicionados para engatar independentemente a trama à medida que a trama é transportada pelo aparelho de 30 transporte de trama. Os mÓdulos de bobinamento podem ser configurados para bobinar a trama para formar um produto enrolado por bobinamento central, bobinamento de superfície, e combinações de bobinamento central e de superfície. Os módulos de bobinamento são estrutural e operacionalrnente independentes entre si onde se " 35 um mÓdulo for desabilitado, outro pode ainda operar para produzir o produto enrolado sem parar o bobinador.
Y 3 /78 Sistemas de registro e inspeção podem ser utilizados com relação a bobinadores para uma variedade de finalidades, incluindo finalidades de controle de qualidade, 'r finalidades de controle de processo, finalidades de controle de 5 material e outras finalidades apropriadas. Por exemplo, pode ser desejável monitorar e detectar rompimentos nas tramas, defeitos no processo de bobinainento (tais como defeitos de formação de rolo, defeitos de transferência de trama para o mandril no início de bobinamento de tora, etc.) e detectar outros parâmetros. Também 10 pode ser desejável coletar cíados referentes à transferência de trama e formação de rolo durante o processo de bobinamento .e determinar a presença de defeitos que garanterrt eventos de separação (cull). Como utilizado aqui, um evento de separação é destinado a se referir a um evento no qual um produto enrolado é .15 separado de um grupo de produtos vendáveis devido a um defeito no produto enrolado.
Vários rnétodos de detecção de rompimento e sistemas de inspeção de trama existem para monitorar a transferência da trama, formação de rolo, e outros parâmetros de 20 um processo de bobinamento. Tais sistemas de inspeção podem utilizar um ou mais sensores fotoelétricos ou outros sensores para detecção de rorrtpimento de trama básica e acionar falhas em bobinadores. Por exemplo, bobinadores podem ter um sensor fotoelétrico (photo-eye) ou sensor nas duas extremidades da trama 25 ern vários locais na direção de máquina que indicam em qual lado do aparelho de transporte de trama, um rompimento na trama ocorre. Um sensor fotoelétrico que dispara através da direção trahsversal de toras em um bobinador estilo torre também pode ser utilizado para detectar rupturas de bobinamento. 30 Sistemas de detecção e inspeção de rompimento existentes, entretanto, não têm robustez erri termos de sensibilidade, capacidade de configuração e integração necessárias para aplicação em bobinadores que fornecern rrtaior tolerância e mascaramento de defeitos de bobinamento. Por exemplo, certos - 35 sistemas de inspeção exigern urn rompimento de trama ou defeito de bobinamento grande para acionar urri evento de separação. A aplicabilidade de tais sistemas de inspeção em bobinadores com
W 4/78 # tolerância e mascaramento de defeito aumentados, tais 'como bobinadores flex, pode resultar na separação cíe produtos vendáveis, levando a desperdício, ou na provisão de produtos com defeitos rejeitáveis para consumidores. Além disso, sistemas de 5 inspeção existentes fornecem capacidade de varredura e perfilamento de defeito limitadas para associar tipos de defeito de bobinamento corn os locais de defeito durante o proeesso de bobinamento.
Desse modo, há necessidade de um sistema de lO registro e inspeção que possa ser utilizado em combinação corrt bobinadores que fornecem tolerância e mascaramento aumentados de defeitos de bobinamento que supere as desvantagens acima mencionadas.
RESUMO 15 Aspeccos e vantagens da invenção serão expostos em parte na descrição a seguir, ou podem ser óbvios a partir da descrição, ou podem ser aprendidos da prática de uma ou mais wodalidades da presente invenção.
Como utilizado aqui, "bobinador" é genérico para 20 urrta máquina para formar urri rolo-mãe, e uma máquina (rebobinador) para forrrtar um rolo/tora a partir de um rolo-mãe. Em outras palavras, a palavra "bobinador" é ampla o bastante para abranger tanto uma "bobinador" como "rebobinador".
Urna rnodalidade exemplar da presente invenção é 25 dirigida a um método de inspeção apropriado para uso com relação a urn bobinador que produz um produto enrolado de uma trama. O bobinador pode incluir um aparelho de transporte de trama para transportar uma trama e pelo menos um mÓdulo de bobinamento sobre o qual a trama é enrolada para forrnar o produto enrolado durante 30 um processo de bobinarnento. O bobinador pode definir uma àireção transversal que é genericarriente perpendicular à direção em'que a trama é transportada pelo aparelho de transporte de trama. O método inclui varrer pelo menos com um sensor em uma região próxima ao mÓdulo de bobinamento e detectar um defeito com pelo 35 menos um sensor. O método inclui ainda associar um parâmetro de processo de bobinamento corn o defeito e classificar c) defeito pelo
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menos em um dentre urria pluralidade de perfis de defeito com base no parâmetro de processo de bobinamento associado ao defeito.
Por exemplo, em uma variação específica dessa modalidade exernplar, c) parâmetro de processo de bobinamento 5 associado ao defeito pode ser a percentagem de formação de rolo da trama no módulo de bobinamento quando o defeito é detectado. A percentagem de forrrtação de rolo pode ser medida como a distância de trama corri distância zero sendo o ponto no qual a trama é transfierida para o mÓcíulo de bobinamento. A classificação do 10 defeito pelo menos em um de uma pluralidade de perfis de defeito pode incluir segrrientar uma forrnação de rolo da trama sobre o módulo de bobinamento ern uma pluralidade de janelas de inspeção, como urrta janela de inspeção de transferência de rolo, uma janela de inspeção de forrnação de rolo, e uma janela de inspeção PÓS- 15 formação de rolo. O método pode incluir classificar o defeito em urna da pluralidade de janelas de inspeção com base pelo menos em parte na percentagem de formação de rolo associado ao defeito. Em uma rnodalídade específica, a janela de inspeção de transferência de rolo pode ser definida para excluir um período da formação de 20 rolo após o início do processo de bobinamento. Similarmente, em outra modalidade, a janela de inspeção apÓs formação de rolo pode ser definida para excluir um período da formação de rolo imediatamente precedendo o término do processo de bobinaniento.
Em outra variação dessa modalidade exemplar, pelo 25 menos um sensor pocie incluir um sensor de bobinamento errt direção transversal posicionada para varrer através da direção transversal do mÓdulo de bobinamento erri um local prÓximo ao mÓdulo de bobinamento, corrio prÓximo à montante ao mÓdulo de bobinamento ou prÓximo à jusante ao módulo de bobinamento. Em outra variação 30 dessa modalidade exemplar, pelo rnenos tun sensor pode incluir uma pluralidade de sensores de borda de ataque posicionados à rríontante de pelo menos um módulo de bobinarnento utilizado para fasear a borda de ataque .da trarna no transportador até o mÓdulo de bobinamento à jusante para registro de transferência aperfeiçoada " 35 com o mandril de bobinamento.
Ainda em outra variação dessa modalidade exemplar, pelo menos um sensor pode incluir urria pIuralidade de
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sensores de conjunto de defeito de bobinamento posicionados para varrer uma região através de uma largura da trama que desloca no aparelho de transporte de trama em um local à jusante do mÓdulo de bobinamento. Nessa moãalidade exemplar, o parâmetro de processo de 5 bobinamento associado âc) defeito pode incluir a identidade do sensor de conjunto de defeito de bobinamento específico para prirneirarnente detectar o deEeito, além de outrols) sensor(es) que detectaram o defeito. A classificação do defeito pelo menos em urn dentre a pluralidade de perfis de defeito pode incluir segmentar a iO pluralidade de sensores de conjunto de defeito de bobinainento em uma pluralidade de segmentos de sensor de inspeção, como, por exemplo, um segmento de sensor do lado de operador, um segmento de sensor rnédio, e um segmento de sensor do lado de acionamento. O rnétodo pode incluir classificar o defeito em um dentre a 15 pluralidade de segmentos de sensor de. inspeção com base na identidade do sensor de conjunto de defeito de bobinamento associado àc) defeito.
Àínda ern outra variação dessa modalidade exernplar, pelo menos um sensor pode incluir urn de um sensor 20 fotoelétrico, interruptor de proximidade, conjunto de sensores fotoelétricos, câmera ou laser. O sensor pode ser configurado com um controlador para detectar um defeito com base em detecção da presença da trama erri uma ou mais varreduras realizadas pe'lo sensor. O método pode incluir ajustar a sensibilidade do sensor em 25 resposta a vários parâmetros de processo Por exemplo, o sensor pode ter uma contagern de filtro de varredura que define o número de varreduras para o controlador/sensor detectar a presença da traina antes de detectar um defeito e possivelmente acionar urrt evento de separação. A contagem de filtro de varredura pode ser ' 30 definida em número de varreduras ou urrta distância precisa de trama para acionar um evento de separação para cada segmento de janela com base na taxa de varredura do controlador e velocidade ãe bobinador. A sensibilidade do sensor pode ser ajustada por variar a contagern de filtro de varredura para o sensor. " 35 Em uína modalidade específica, o método pode incluir ainda ajustar a sensibilidade para o sensor com base pejo menos em parte na formação de rolo da trarna sobre o rnÓdulo de
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bobinamento. Por exemplo, a formação de rolo da trarría 'pode" ser . segmentada em um segmento. de janela de inspeção de transferência de rolo, urn segmento de janela de inspeção de formação de rolo,'e segrnento de inspeção após formação de rolo. A contagem de filtro 5 de varredura para o sensor durante q segmento de janela de inspeção de formação de rolo pode ser ajustado independentemente para ser mais elevado ou rnais baixo do que a contagem de filtro de varredura para o sensor durante a transferência de rolÒ e segmentos de janela de inspeção ap6s formação de rolo.
10 Ainda em outra variação dessa modalidade exernplar, o método pode incluir ainda controlar pelo menos urri módulo de bobinamento com base pelo menos em parte no defeito. Por exernplo, c) método pode incluir utilizar çuaisquer dos métodos ou técnicas de controle assíncrono aqui descritos para controlar o 15 mÓdulo de bobinamento ou outros processos do bobínador em resposta à detecção de urri defeito durante o processo de bobinamento.
Outra rnodalidade exemplar da presente invenção é dirigida a um sistema para monitorar defeitos apropriado para uso corn relação a urri bobinador que produz um produto enroíado de uma 20 trama. O bobinador pode incluir um aparelho de transporte de trama para transportar uma trama e pelo menos um módulo de bobinamento sobre o qual a trama é enrolada para formar o produto enrolado durante o processo de bobinamento. Os módulos de bobinamento podern definir uma direção transversal que é genericamente perpendicular 25 à direção errt que a trama é transportada no aparelho de transporte de trama. O sistema pode incluir urna pluralidade de sensores configurados para varrer uma região prÓxima ao mÓdulo de bobinamento. Cada da pluralidade de sensores pode ser configurado para detectar urn defeito durante c) processo de bobinamento. O 30 sistema pode incluir ainda um controlador acoplado à pluralidade de sensores. O controlador pode ser configurado para associar um parâmetro de processo de bobinamento com o defeito e classificar o . defeito pelo menos em um dentre a pluralid.ade de perfis de defeito com base pelo menos ern parte no parâmetro de processo. de " 35 bobinamento associado ao defeito.
Por exemplo, errt uma variação específica dessa modalidade exemplar, o parâInetro de processo de bobinamento pode
W ¥ 8/78 incluir pelo menos um da percentagem de Eormação de rolo da trama sobre o módulo de bobinamento quando o defeito é detectado oÜi a identidade do sensor para primeirarnente detectar o defeito. A pluralidade de perfis de defeito pode ser baseada pelo merios em 5 parte em segmentar a Eormação de rolo da trama em uma janela de inspeção de transferência de rolo, uma janela de inspeção."de forrnação de rolo, e uma janela de inspeção apÓs formação de rolo.
Alternativamente ou, além disso, a pIuralidade de perfis de defeito pode ser baseada pelo menos em parte na segmentação da 10 pluralidade de sensores em um segmento de sensor do lado de operador, um segmento de sensor médio e um segmento de sensor do lado de acionarríento.
Erri implementações específicas dessa modalidade exemplar, a pluralidade de sensores pode incluir um sensor de 15 bobinaínento de direção transversal posicionado para varrer através da direção transversal do mÓdulo de bobinamento em um local próximo âc) módulo de bobinamento. Em outra implementação dessa modalidade exerríplar, a pluralidade de sensores pode incluir uma pluralidade de sensores de conjunto de defieito de bobinamento 20 posicionados para varrer através de uma largura do aparelho de transporte 'de trama ern um local à jusante do rnódulo de ' bobinamento. Em outra implementação dessa modalidade exemplar, a pluralidade de sensores pode incluir uma pluralidade de sensores de borda de ataque posicionados à montante de pelo menos um mÓdulo 25 de bobinamento utilizado para fasear a borda de ataque de trajna no transportador para o mÓdulo de bobinamento à jusante para regjstro de transferência aperfeiçoado com o mandril de bobinamento. Ainda em urna implernentação adicional dessa modalidade exemplar, a pluralidade de sensores pode incluir ainda uma pluralidade de 30 sensores de conjunto de mÓdulo à jusante posicionados para varrer através de uma largura do aparelho de transporte de trama ern um local à jusante da pluralidade de sensores de conjunto de defeito de bobinamento. A pluralidade de sensores pode ser sensores fotoelétricos, interruptores de proxirnidade, conjuntos de sensores " 35 fotoelétricos, caineras, ^ lasers, ou outros sensores apropriados.
Cada da pIuralidade de sensores pode ter contagens de filtro de varredura e/ou janelas de detecção que podem ser ajustadas co?
e e 9/78 base pelo rnenos em parte. na formação de rolo da trama sobre c) mÓdulo de bobinamento.
Erri outras variações dessa rnodalidade exemplar, o sistema pode ser acoplado a uma interface de usuário que permite 5 que urri usuário ou operador manipule e controle o sistema e que forneça inforrnações para um usuário ou operador do sistema. a manipulação pode incluir otimização de posição de sensor em relação à trama errt moviutento, ensinar q sensor, configurar características de separação para o sensojr, habilitar/desabilitar 10 c) sensor, e operação de Iocalização de defeitos do sensor.
Ainda ern outras variações dessa modalidade exernplar, o controlador pode ser programado ou configurado para controlar vários aspectos do processo de bobinamento para reduzir desperdício ou retardo ou aperfeiçoar desempenho de bobinamento. O 15 controlador pode ser tambérrt acoplado a ou parte de um sistema de controle mestre parar o bobinador para controlar o mÓdulo de bobinamento ou outros aspectos do bobinador em resposta à detecção de um defeito para reduzir resultados de desperdício ou retardo associados a tipos específicos de eventos de separação. Erri uma 20 modalidade específica) o controlador pode controlar também o processo de bobinamento para abortar bobinamento urrt rolo completo após detecção de um defeito.
Ainda ern variações adicionais dessa modalidade exernplar, o controlador pode ser acoplado a sensores de borda de 25 ataque. Por exemplo, os sensores de borda de ataque podem ser utilizados para verificar a presença de uma trarria, posição de borda de ataque em relação ao mÓdulo à jusante para precisão de transferência aumentada e detecção de defeitos de borda de ataque no aparelho de transporte de trama.
30 Uma modalidade exemplar adicional da presente invenção é dirigida a urn sisterna para monitorar defeitos apropriados para uso corn relação a um bobinador que produz um . produto enrolado a partir de uma trama. O bobinador pode incluir um aparelho de transporte de traína e tuna pluralidade de módulos de " 35 bobinanento independentes sobre os quais a trama é enrolada parµ formar o produto enrolado durante o processo de bobinamento. Os rnÓdulos de bobinamento independentes podem deZinir uma direção
* 10/78 transversal perpendicular genericamente à direção em que a trama é transportada no aparelho de transporte de trama.
O sistema pode incluir urria pluralidade de primeiros sensores associados a, pelo menos, urrí dentre a 5 pluralidade de mÓdulos de bobinamento independentes. Os primeiros sensores podem ser posicionados para varrer através de uma largura do aparelho de transporte em pontos distintos através da largura ¶ em um local à jusante do mÓdulo de bobinamento. Cada da píuralidade de primeiros sensores pode ser configurada para 10 detectar um defeito durante o processo de bobinamento.
O sistema pode incluir ainda um segundo sensor associado a, pelo rnenos, um dentre a pluralidade de mÓdulos de bobinamento independentes. O segundo sensor pode ser posicionado para varrer através da direção transversal do aparelho de 15 transporte em urn local prÓxirrio à jusante do mÓdulo de bobinamento.
O segundo sensor pode ser configurado para detectar um defeito durante o processo de bobinamento. « O sistema pode incluir ainda um controlador acoplado à pluralidade dos prirneiros sensores e segundo sensor . 20 para cada mÓdulo de bobinamento independente. Em variações dessa modalidade exeínplar, o controlador pode ser configurado .para classificar un defeito detectado por um dos primeiros sensores ou segundo sensor em um de urria pluralidade de perfis de defeito. Por exemplo, em uma rnodalidade específica, o controlador pode ser 25 configurado para classificar um defeito em urria pluralidade de perfis de defeito que se baseiam pelo menos erri parte em segrrtentar uma formação de rolo da trama sobre urrt dos mÓdulos de bobinamento independentes em uma pluralidade de janelas de inspeção . e segmentar a pluralidade de primeiros sensores em uma pluralidade , 30 de segmentos de sensor de inspeção.
Em uma variação dessa modalidade exempíar, o sistema pode incluir ainda um terceiro sensor associado a, pelo " rrtenos, um dentre a pluralidade de mÓdulos de bobinamento independentes. O terceiro sensor pode ser posicionado para varrer " 35 através da direção transversal do aparelho de transporte erri um local prÓximo à montante ao mÓdulo de bobinamento. O terceiro i"
, 11/78 sensor pode ser também configurado para detectar um defeito durante o processo de bobinamento.
Em outra variação dessa modalidade exemplar, o sistema pode incluir ainda uma pluralidade de quartos sensores 5 posícionados para varrer através de uma largura do aparelho de . transporte de trama em urrí local à jusante de todos os módulos de bobinamento.
A pIuralidade de quartos sensores pode ser posicionada para varrer uma largura do aparelho de transporte de trama em um local a jusante dos prirrteiros sensores.
O controlador 10 pode ser configurado para classificar um defeito detectado por um dos quartos sensores em um perfil de defeito com base pelo menos em parte na segmentação dos quartos sensores em uma pluralidade de segmentos de sensor de inspeção.
Ainda uma modalidade exemplar adicional . da 15 presente invenção é dirigida a um uiétodo apropriado para uso com relação a um bobinador que produz um produto enrolado de urría b trama.
O bobinador inclui urn aparelho de transporte de trama para transportar uma trarria e uma pluralidade de mÓdulos de bobinamento independentes sobre os quais a trama é enrolada para formar o . 20 produto enrolado durante um processo de bobinamento.
Cada da pluralidade de mÓdulos de bobinamento independentes define uma direção transversal genericainente perpendicular à direção em que a trama é transportada pelo aparelho de transporte de trama.
O ínétodo inclui varrer com pelo menos um sensor uma região prÓxima a
25 cada da pluralidade de rnódulos de bobinarnento independentes;
detectar urri defeito associado a, pelÓ rrtenos, um dentre a pluralidade de mÓdulos de bobinamento independentes com pelo menos um sensor; iniciar um corte para o mÓdulo de bobinanento quando um defeito é cíetectado; separar o produto enrolado do mÓdulo de
30 bobinarrtento; e transferir a trama para um módulo de bobinamento diferente enquanto o produto enrolado está sendo separado do mÓdulo de bobinamento. 4 Essas e outras características, aspectos e vantagens da presente invenção se tornarão mais bem entendidas com ' 35 referência à seguinte descrição e reivindicações apensas.
Os desenhos em anexo, que são incorporados em e constituem parte desse relatório descritivo, ilustram modalidades da invenção e,
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juntamente com a descrição, servem para explicar os princípios da invenção.
BREVE DESCRTÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 é uma vista em perspectiva de uma 5 modalidade exemplar de um bobinador. Esse bobinador inclui uma pluralidade de mÓdulos de bobinamento independentes que. são posicionados na direção de trama com relação um ao outro e substancialmente contido em uma armação modular.
A Figura 2 é uma vista em perspectiva de uma 10 modalidade exemplar de um bobinador. Esse desenho mostra uma pluralidade de rrtÓdulos de bobinarnento independentes, que" estão executando as várias funções de um ciclo de bobinamento de tora. A Figura 3 é uma vista plana de uma modalidade exemplar de um bobinador. O desenho mostra uma pluralidade de 15 módulos de bobinamento independentes linearmente situados em relação mútua e executando as várias funções de um ciclo de bobinanento de tora.
A Figura 4 é uma vista em elevação frontal de urrta rnodalidade exerriplar de um bobinador. O desenho rnostra uma 20 pluralidade de mÓdulos de bobinamento independentes linearmente situados em relação mútua e executando as várias funções de um ciclo de bobinamento de tora.
A Figura 5 é uma vista em' elevação lateral de,uma modalidade exemplar de um bobinador. O desenho mostra mÓdulos de 25 bobinanento além de out±os módulos, que executam funções em urna trama. A Figura 6 é uma vista em elevação lateral de uma modalidade exemplar de um módulo de bobinamento independente. O desenho mostra q rriÓdulo de bobinamento engatando uma trama e 30 formando um produto enrolado através de bobinamento central e de superfície.
A Figura 7 é uma vista em elevação lateral de uma d modalidade exemplar de um mÓdulo de bobinamento. O desenho mostra . c) mÓdulo de bobinamento utilizando rolos para Eormar um produto 35 enrolado através de bobinamento de superfície somente.
A Figura 8 é uma elevação lateral de uma modalidade exemplar de um bobinador. O desenho mostra urna
"« e 13/78 pluralidade de mÓdulos de bobinamentg independentes sendo radialmente situados em relação mútua e interagindo com um aparelho de transporte de trama circuíar.
A Figura 9 é uma viSta em elevação lateral de uma 5 modalidade exemplar de um módulo de bobinamento independente. O desenho mostra urn mÓdulo de bobinamento que interage com um aparelho de transporte de trama circular. A Figura 10 é uma vista ern perspectiva de uma trama sendo transportada por urrt aparelho de transporte de trama em 10 proximidade com urrt mandril tendo urn núcleo.
A Figura 11 é uma vista em perspectiva de um mandril de rotação e núcleo que estão bobinando uma trama.
A Figura 12 é urna vista erri perspectiva de um produto enrolado com um núcleo que é mostrado sendo retirado de urrí 15 rriandril.
A Figura 13 é uma vista em perspectiva de um mandril que está ern posição para carregar um núcleo.
A Figura 14 é uma vista em perspectiva que mostra urn núcleo sendo carregado sobre um mandril através de um aparelho " 20 de carregamento de núcleo.
A Figura 15 é uma vista lateral de uma modalidade $ de um aparelho para romper uuia trama em movimento.
As Figuras 16 até 23 são vistas em perspectiva de uma modalidade alternativa de um aparelho de carregamento de 25 núcleo mostrando sequencialrnente urn núcleo sendo carregado sobre um rrtandril e então uma tora de produto acabado sendo retirada do mandril.
A Figura 24 é urna vista lateral da montagem de carregamento de núcleo ilustrada nas Figuras 16 até 23. 30 A Figura 25 é um diagrama de blocos que ilustra ujna arquitetura de hardware exemplar para implementar um sistema de controle assíncrono.
A Figura 26 é 1JIll diagrama de blocos da arquitetura de sistema de controle geral de urna modalidade 35 generalizada, exemplar de um sistema de controle assíncrono distribuído.
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A Figura 27 é um diagrama de blocos de uma arquitetura de controle exemplar para urna máquina bobinadora/rebobinadora modular.
As Figuras 28A - 28C ilustrarn vários diagramas de 5 temporização hipotético exemplares para uma máquina generalizada.
As Figuras 29A e 29B representam diagramas de temporização exemplares para componentes em uma máquina bobinadora/rebobinadora controlada assincronamente.
A Figura 30 é um diagrama de blocos que ilustra lO um sistema de inspeção exemplar de acordo com uma modalidade exemplar da presente invenção. T' A Figura 31 é uma vista plana de um bobinador exemplar que ilustra um layout de sensor exemplar para um sistema de inspeção exemplar de acordo com uma modalidade exemplar da 15 presente invenção.
A Figura 32 é urn fluxograma de um método de inspeção exemplar de acordo com uma rriodalidade exemplar da presente invenção.
A Figura 33 é uma segmentação de janela de 20 inspeção exemplar baseada em formação de,ro1o de acordo com uma rnodalidade exemplar da presente invenção.
As Figuras 34-37 ilustram informações de display exemplar para exibição em uma interface de usuário associada 'a uma modalidade exemplar da presente invenção.
25 DESCRIÇÃO DETALHADA Será Eeita agora referência errt detalhe "a modalidades exemplare's da invenção, uin ou mais exemplos das quais são ilustrados nos desenhos. Cada exernplo é fornecido 'como explicação da invenção, e não pretende ser uma limitação 'dà 30 invenção. Por exenplo, aspectos ilustrados ou descritos como parte de urna modalidade exemplar podem ser utilizados com outra modalidade exemplar para fornecer ainda uma terceira modalidade exemplar. Pretende-se que a presente invenção inclua essas e outras modificações e variações. Os termos "incluindo" e 35 "cornpreendendo" são utilizados de forma intercambiável e ambos são destinados corno termos iliraitados.
W * 15/78 Em vários exemplos aqui, métodos e sistemas de registro e inspeção são discutidos no contexto de controlar um bobinador que é capaz de bobinar trama de um rolo-mãe para formar urri produto enrolado. Entretanto, antes de discutir os detalhes 5 estruturais e operacionais de modalidades exemplares de bobinadores, é importante observar que a discussão de- tipos e arranjos específicos de máquinas e funções e tarefas realizadas por tais máquinas é para fins de exemplo somente. A saber, a operação desejada de um bobinador exemplar e componentes 10 exemplares utilizados para obter tal operação é inicialrnente ¥ i discutida. Discussão adicional pertinente a modalidades exemplares de bobinador/rebobinadores pode ser encontrada nos É'edidos de Patente U.S. Níimeros 10/085.813, depositado errt 28 de Fevereiro de 2002 e 11/799.043, depositado em 30 de Abril de 2007, os quais são 15 ambos incorporados pelo presente a título de referência. O relatÓrio descritivo exporá então princípios de controle assíncronos que podem ser utilizados para obter a operação desejada das bobinadores são discutidos em rriais detalhe. Posteriormente no relatório descritivo, sistemas e métodos de 20 registro e inspeção que podem ser utilizados de acordo .corn modalidades da presente invenção serão expostos. Deve ser entendido que a matéria exposta aqui pode ser aplicada a qualquer tipo ou tipos de maquinaria ou processo, independente de tamanho, arranjo, função pretendida, e similar, e não é limitado ao uso 25 somente coín bobinadores/rebobinadores.
T. Discussão de aspectos ex~1are8 de uma máquina de . bobinamento modular Urn bobinador pode compreender' um mÓdulo de bobinamento que tem urn mandril giratório que engata a borda'de 30 ataque de uma trama erri movimento. Após transferência da borda de ataque da trama para o núcleo, o mandril de bobinamento é desengatado do aparelho de transporte removendo qualquer pressão de nip para o restante do bobinamento. A trama pode ser bobinada em torno do núcleo através da rotação do mandril acionado no 35 centro. Esse tipo de bobinamento é conhecido como bobinamento central. Adicionalmente, o rnandril pode ser colocado sobre a trama para formar e rrianter pressão de nip entre o mandril de bobinamento {
-í
S r. 16/78 e a trama. A trama pode ser bobinada ern torno do núcleo através da rotação do mandril acionado na superfície. Esse tipo de bobinamento é uma forma de bobinamento de superfície. Como tal, o mÓdulo de bobinamento pode bobinar trama em um produto' enrolado 5 por bobinamento central, bobinamento de superfície e combinações de bobinamento de centro e superfície. Isso permite a produção.de produtos bobinados corn graus variáveis de maciez e dureza.
Além disso, em vários exemplos, o sistema de controle é utilizado para controlar um bobinador que tem uma CJ=""' ' ' ¥.. 10 pluralidade de rríÓdulos de bobinainento independentes e outros. Cada b.. .t módulo de bobinamento individual pode bobinar a trama de tal modo que se um ou mais rrtÓdulos sejam desabilitados, os mÓdulos restantes podem continuar a bobinar sem interrupção. Isso permite que assistência de operador e manutenção de rotina ou reparos de 15 um mÓdulo sejam feitos sem parar o bobinador. Essa configuração tem vantagens específicas em que desperdício é elirninado e eficiência e velocidade da produção do produto enrolado são aperfeiçoados. Urn módulo de bobinamento 12 corno mostrado na 20 Figura 1 pode ser utilizado para bobinar uma traina 36 e formar um pr"oduto enrolado 22- Embo:ra uma pluralidade de mÓdulos de bobinamento 12 independentes possa ser utilizada para produzir produtos bobinados 22, a explicação do funcionamento somente de um mÓdulo de bobinamento 12 é necessário para entender o processo de 25 construção do produto enrolado 22.
Com referência à Figura 5, uma trama 36 é transportada por um aparelho de transporte de trama 34 como niostrado. A trarria 36 é cortada até um cornprimento predeterminado pelo uso de, por exernplo, um mÓdulo de corte 60 pode ser 30 configurada cono uma barra de aperto como revelado na patente US número 6.056.229. Entretanto, qualquer outro modo apropriado de cortar a trama 36 até urri comprimento desejado pode ser empregado. Por exemplo, outra modalidade de um módulo de corte 60 é mostrada na Figura 15 que será descrita CÍí\ rnais detalhe abaixo. 35 Adicionalrnente, a t:rama 36 pode ser perfurada por um módulo de perfuração 64 e tem adesivo aplicada Êi mesma por um rrtÓdulo aplicador de adesivo de vedação de cauda/transferência 62 como
\, h 17/78 também mostrado na Figura 5. Àdicionalmente, em outras modalidades exemplares, adesão pode ser aplicada ao núcleo 24 como·oposto,à trama 36. Corn referência novarnente à Figura 10, q mandril 26 é abaixado para urna posição pronta para bobinar e espera a trama 36. 5 Durante, antes de ou apÓs abaixarnento, o mandril 26 é acelerado de modo que a velocidade do rnandril 26 case com a velocidade da trama
36. O rnandril 26 tem um núcleo 24 localizado no mesmo. O núcleo'24 é movido para contato corrt a borda de ataque da trama 36. a trama
P 36 é então bobinada sobre o núcleo 24 e é fixada ao núcleo 24, por 10 exemplo, pelo adesivo anteriorrnente aplicado ou e pelo contato à entre o núcleo 24 e a trarrta 36. 'á A Figura 11 mostra a trama 36 sendo bobinada sobre o núcleo 24. O bobinamento da trama 36 sobre q núcleo 24 pode ser contro'lado pela pressão do núciéQ 24 sobre o aparelho de 15 transporte de trama 34 para formar um nip. A magnitude com a qual o núcleo 24 é prensado sobre o aparelho de transporte de trama 34 cria uma pressão de nip que pode controlar o bobinamento da trarna 36 sobre o núcleo 24. Adicionalmente, a tensão de entrada da trama 36 pode ser controlada para efetuar o bobinamento da trarna 36 20 sobre o riúcleo 24. Outro controle que é possível bobinar a trama 365 sobre o núcleo 24 envolve o torque do mandril 26. A variação do torque no mandril 26 causará urna variância no bobinamento da trama 36 sobre o núcleo 24. Alguns ou todos esses tipos de controles de bobinamento, "nip, tensão, e diferencial de torque" 25 podem ser ernpregados, individualmente ou em cornbinação. Como será discutido abaixo, esses e outros controles podern ser obtidos em múltiplos modos, incluindo por variar came e outros perfis. de movimento, e/ou por variar a tentporização relativa de sinais mestre virtuais.
30 Se não Eeito anteriormente, a trama 36 pode ser cortada uma vez que o comprimento desejado de trama 36 foi bobinado sobre o núcleo 24. Nesse ponto, a borda de ataque da próxima trama 36 será movida pelo aparelho de transporte de trama 34 para contato com outro módulo de bobinamento 12 (não mostrado 35 na Figura 11). A Figura 12 mostra o mandril 26 sendo movido de uma posição de bobinamento para uma posição acima do aparelho de i + 18/78 transporte de trama 34 por urna operação de carregamento de núcleo e extração de tora. O comprimento bobinado de trama 36 é mostrado na Figura 12 como sendo um produto enrolado 38 corrí um núcleo 24.
Agora, turia função de ext;ração é realizada que move o produto 5 enrolado 38 com um núcleo 24, conhecido na técnica como uma "tora" ("log"), para fora do mandril 26. Esse mecanismo é rrtostrado como um aparelho de extração de produto 28 na Figura 2. O produto enrolado 38 corri um núcleo 24 é movido sobre um aparelho de transporte de produto enrolado 20 como mostrado nas Figuras 1 e 2.
10 Errt outras modalidades, a tora não inclui um núcleo 24.
Após o produto enrolado 38 com um núcleo 24 ser extraído do mandril 26, o mandril 26 é movido para uma posição de carregarnento de núcleo como mostrado na Figura í3. O aparelho de extração de produto 28 é mostrado em rnais detalhe na Figura 2: 15 Após o aparelho de extração de produto 28 terminar a extração do produto enrolado 38 com um núcleo 24, o aparelho de extração de produto 28 é localizado na extremidade do mandril 26, que estabiliza o mandril e o aparelho de extração de tora/carregamento de núcleo. Àlém disso, o aparelho de extração de produto 28 ajuda 20 a localizar adequadamente o ponto de extremidade do mandril 26 para o carregamento de um núcleo 24.
A Figura 14 mostra uma modalidade de um núcleo 24 sendo carregado sobre o mandril 26.O carregamento do núcleo 24 é afetado por um aparelho de carregarnento de núcleo 32. O aparelho 25 de extração de produto também pode servir corrio um aparelho de carregarnento de núcleo. O aparelho de carregarriento de núcleo 32 pode ser simplesrnente um engate friccional entre çy aparelho de carregamento de núcleo 32 e o núcleo 24. Entretanto, o aparelho de carregamento de núcleo 32 pode ser configurado ern outros rrtodos 30 conhecidos na técnica.
A Figura 1 rnostra uma modalidade exemplar de um bobinador como uma "rebobinador" 10 com uma pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes dispostos em um rríodo linear errt relação mútua. Uma armação 14 sustenta a pluralidade de mÓdulos de 35 bobinamento 12 independentes. Um aparelho de transporte de trama 34 está presente que transporta a trama 36 para contato eventual corrí a pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes. A
'\i * 19/78 armação 14 compreende urna pluralidade de montantes i6 sobre os quais a pIuralidade de mÓdulos de bobinamento 12 independentes é (nesse exemplo) deslizavelmente engatado e suportado. A armação 14 tambérn pode ser compreendida de seções de armação modular que 5 engatariam entre si para formar uma estrutura rígida. O número de seções de arrnação modular coincidira com número de módulos de bobinamento utilizados.
Situada adjacente à armação 14 há uma série de e aparelhos de fornecirnento de núcleo 18. Uma pluralidade de núcleos 10 24 pode ser incluída em cada aparelho de fornecimento de núcleo
18. Esses núcleos 24 podem ser utilizados pela pluralidade de » rnÓdulos de bobinarrtento 12 independentes para formar produtos bobinados 22. Depois de forrnados, os produtos bobinados 22 podem ser removidos da pluralidade de mÓdulos de bobinamento 12 15 independentes e coIocados sobre um aparelho de transporte de produto enrolado 20. O aparelho de transporte de produto enrolado 20 é localizado prÓximo à armação 14 e apareiho de transporte de trama 34.
A Figura 2 mostra urri rebobinador 10 como 20 substancialmente mostrado na Figura 1, porém tendo a arrnação 14 e outras partes rernovídas para clareza. Nessa modalidade exemplar, a pluralidade de mÓdulos de bobinamento 12 inãependentes é composta de seis mÓdulos de bobinamento 1-6. Entretanto, deve ser entendião que urn número maior ou nenor de módulos de bobinamento 12 25 independentes pode ser utilizado em outras modalidades.
Cada mÓdulo de bobinamento 1-6 é mostrado executando uma função diferente. O raódulo de bobinamento 1 é mostrado no processo de carregar um núcleo 24 sobre o mesrrto. A pluralidade de mÓdulos de bobinamento 12 independentes é dotada de 30 um aparelho de carregamento de núcleo para colocar um núcleo 24 sobre um mandril 26 da pluralidade de mÓdulos de bobinarnento 12 independentes. Qualquer número de variações de um aparelho CÍf2 carregamento de núcleo pode ser utilizado. Por exemplo, o aparelho de carregamento de núcleo pode ser uma combinação de uma haste que 35 estende no aparelho de fornecirnento de núcleo 18 e empurra um núcleo 24 parcialmente sobre o mandril 26 e um mecanismo fixado ao acionador linear do aparelho de extração de produto 28 que se f 0 20/78 engata friccionalmente e puxa o núcleo 24 pela distância restante sobre o mandril 26. Como mostrado na Figura 2, o mÓdulo de bobinamento i está no processo de puxar um núcleo 24 do aparelho de fornecimento de núcleo 18 e posicionar o núcleo 24 sobre o 5 mandril 26.
As Figuras 16-24 mostram uma modalidade de um aparelho de carregamento de núcleo. Em particular, as Figuras 16- 23 ilustram uma sequência de carregar um núcleo 24 sobre um mandril 26 para formar urn produto enrolado 22 que é então extraído 10 do mandril 26. O mandril 26 como mostrado é sustentado em uma extremidade por uma rrtontagem de apoio 214. Na extremidade oposta, o mandril 26 é engatável corri urri braço de acoplamento 70. O braço de acoplarnento 70 está em comunicação com urn acionador (como um 15 motor) 206. O acionador 206 faz com que o braço de acoplamento gire desse modo engatando e desengatando a extremidade do mandril
26. Por exemplo, na Figura 20, o braço de acoplamento 70 é mostrado na posição engatada para suportar a extremidade do rnandril 26. O braço de acoplamento 70 é utilizado para engatar e 20 sustentar a extremidade do mandril 26 durante bobinamento. Ao carregar o núcleo 24 ou quando extrai um produto enrolado do rnandril 26, por outro lado, c) braço de acoplamento 70 desengata o mandril 26. Quando o braço de acoplamento 70 é desengatado do mandril 26, o estabilizador 204 da montagem de carregarriento de 25 núcleo engata o mandril para sustentar o rnandril enquanto um núcleo está sendo carregado.
A montagem de carregamento de núcleo 200 e o acionador 208 podem ser coIocados em ccmunicação corrt urrt controlador, como um microprocessador que é capaz de acionar uma 30 sequência para carregar urri núcleo sobre o mandril em urría posição desejada e então extrair urrt produto enrolado do mandrii. Como será observado abaixo, em algumas modalidades, cada módulo de bobinamento inãependente 12 pode ser associado a um controlador de rnÓdulo respectivo que compreende o rnicroprocessador acionando a 35 sequência de extração/carregamento. Uma sequência para carregar um núcleo sobre o mandril é ilustrada nas Figuras 16-23.
e .
W 21/78 ApÓs engate do núcleo, o núcleo 24 é puxado sobre o mandril 26 como mostrado na Figura 19 utilizando o acionador
208. O acionador 208 pode ser configurado para colocar o núcleo 24 em uma posição específica no mandril 26. após o núcleo 24 ser 5 posicionado ern uma posição específica, o dispositivo de agarramento 202 pode liberar o núcleo como mostrado na Figura 20. A montagem de carregamento de núcleo 200 é então movídá adicionalrriente para extrernidade do mandril para - evitar interferência com o núcleo 24 à medida que uma trama de material é 10 enrolada sobre o núcleo. Também como mostrado na Figura 20, q braço de acoplarriento 70 é movido de volta para engate com o mandril 26. Após o núcleo 24 ser carregado sobre o rnandril 26 como mostrado na Figura 20, um produto enrolado 22 é formado no 15 mandril como mostrado na Figura 21. De vantagem específica, nessa modalidade, a montagem de carregamento de núcleo 200 pode ser taínbém utilizada para extrair o produto enrolado 22 do mandril 26.
Por exemplo, como mostrado na Figura 22, apÓs forrnação do produto enrolado 22, o acionador 208 pode mover a rnontagem de carregamento 20 de núcleo 200 para engate corri o produto enrolado para deslizar o produto enrolado para fora do mandril 26 como mostrado na Figura
23. O produto enrolado 22 apÓs extração do mandril 26 pode ser então alimentado para urrt aparelho de transferência de produto enrolado. De vantagem específica, a montagem de carregamento de 25 núcleo 200 estabiliza o mandril à medida que empurra o produto enrolado para fora do mandril. Erri particular, a montagem de carregamento de núcleo 200 retém a extrerrtidade livre aberta do rnandril que reduz o arranque (whip) do mandril e, portanto evita contra desalinhamentos. Alérn disso, após o produto enrolado ser 30 extraído do mandril, a montagern de carregamento de núcleo 200 está em urna posição para engatar e puxar um novo núcleo sobre o mandril.
Com referência novamente à Figura 2, o mÓdulo de bobinamento 2 é mostrado como tendo removido o produto enrolado 22 35 a partir de seu mandril 26. O produto enrolado 22 é coIocado sobre um aparelho àe transporte de produto enrolado 20. Nesse caso, o produto enrolado 22 é um produto enrolado corn um núcleo 38. Tal
.
^ 22/78 .
produto enrolado com um núcleo 38 é um produto enrolado 22 que é formado por ter a trama 36 sendo espiralmente envolto errt torno de um núcleo 24. Deve ser entendido que o produto enrolado 22 tainbém pode ser urn produto enrolado que não tem um núcleo 24 e em vez 5 disso é simplesmente um rolo sólido de trama bobinada 36. Também pode ser o caso de que o produto enrolado 22 não inclui um núcleo 24, porém tem uma cavidade no centro do produto enrolado 22. Várias configurações de produto enrolado 22 podem ser desse modo formadas. iO O módulo de bobinamento 4 é mostrado como estando no processo de bobinar a trama 36 para formar o produto enrolado
22. Esse processo de bobinamento pode ser bobinamento central, bobinamento de superfície, ou uma combinação de bobinamento central e de superfície. Esses processos serão explicados em maior 15 detalhe abaixo.
O módulo de bobinamento 5 é mostrado errí urna posição onde está pronto para bobinar a trama 36 após o mÓdulo de bobinamento 4 terminar o bobinamento da trama 36 para produzir um produto enrolado 22. Em outras palavras, o mÓdulo de bobinamento 5 20 está em uma posição "pronta para bobinar". O mÓdulo de bobinamento 6 é rnostrado na Figura 1 em uma posição "estendida". Pode ser o caso de que o mÓdulo de bobinamento 6 tern defeito ou está necessitando de manutenção de rotina e, portanto é movido substancialmente fora de armação 16 25 para acesso por pessoal de operações ou rnanutenção. Como tal, o mÓdulo de bobinamento 6 não está ern uma posição para bobinar a trarria 36 para produzir produto enrolado 22, porém os outros cinco mÓdulos de bobinamento 1-5 são ainda capazes de funcionar sem interrupção para produzir o produto enrolado 22. Por atuar como 30 bobinadores individuais, a pluralidade de mÓdulos de bobinamento i2 independentes perrnite produção ininterrupta mesrno quando um ou mais dos mÓdulos de bobinamento se torna desabilitado. Como será discutido em detalhe adicional abaixo, a operação de cada rnódulo de bobinamento pode ser baseada no valor de um sinal mestí;e 35 virtual de ínÓdulo de bobinamento que pode ser sincronizado com um sinal mestre virtual de sistema como desejado. Quando um ou mais rrtÓdulos se torna desabilitado, O(S) mestrels) virtual(is), do(s)
* a + 23/78 rnódulo(s) desabilitadols) pode(m) ser dessincronizados de rriodo que O(S) mÓdu1o(s) cessa(m) operação enquanto qs mÓdulos restantes (se houver) conti'nuam a operação.
Cada módulo de bobinamento 12 pode ter um 5 aparelho de posicionamento 56 (Figura 4). O aparelho de posicionamento 56 rnove o módulo de bobinamento perpendicularmente corn relação ao aparelho de transporte de trama 34, e para e fora de engate corria trama 36. Embora os rriÓdulos 12 sejarrí mostrados como sendo movidos em uma direção substancialmente vertical, outras 10 modalidades exemplares de um bobinador podem ter os mÓdulos 12 movidos horizontalmente ou mesmo girados para posição com reiação à trama 36. Outros modos de posicionar os mÓdulos 12 podem ser previstos.
Portanto, cada da pluralidade de mÓdulos de 15 bobinamento 12 independentes pode ser uma unidade independente e pode executar as funções corrto descrito corrt relação aos mÓdulos de bobinainento 1-6. O mÓdulo de bobinamento 1 pode carregar um núcleo 24 sobre c) mandril 26 se um núcleo 24 for desejado para o produto enrolado específico 22 sendo produzido. A seguir, o mÓdulo de ' 20 bobinamento 1 pode ser linearmente posicionado de rriodo a estar em uma posição "pronta para bobinar". Além disso, o mandril 26 pode ser girado a uma velocidade rotacional desejada e então posicionado pelo aparelho de posicionainento 56 para iniciar contato com a trama 36. A velocidade rotacional do mandril 26 e a -.... 25 posição do mÓdulo de bobinamento 1 com relação à trama 36 podem ser controladas durante a construção do produto enrolado 22. ApÓs término do bobinamento, a posição do módulo 1 com relação Èl trama 36 variará de modo que o módulo de bobinamento 1 esteja ern una posição para efetuar remoção do produto enrolado 22. O produto 30 enrolado 22 pode ser removido pelo aparelho de extração de produto 28 de tal modo que o produto enrolado 22 seja colocado no aparelho de transporte de produto enrolado 20. Finalmente, o rnÓdulo de bobinamento 1 pode ser posicionado de tal modo que séja capaz de carregar um núcleo 24 sobre o mandril 26 se assim desejadcj. 35 Novamente, se um produto enrolado sem núcleo fosse paM ser produzido como o produto enrolado 22, a etapa de carregar, urn núcleo 24 seria pulada. Deve ser entendido que outras modalidades
.
è 24/78 exemplares, a operação de carregamento de" núcleo 24 e a operação de extração de produto enrolado 22 ocorrem em posições iguais ou diferentes com relação ao mandril 26.
A pluralidade de mÓdulos de bobinarnento 12 5 independentes pode ser ajustada para acomodar para a construção do produto enrolado 22. por exemplo, se q bobinamento de superfície fosse desejado, a pressão entre o produto enrolado 22 à medida que está sendo forrnado e o aparelho de transporte de trama 34 pode ser ajustada pelo uso do aparelho de posicionarriento 56 durante'a 10 construção do produto enrolado 22.
A utilização de uma pluralidade de mÓdulos de bobinamento 12 independentes permite que um rebobinador 10 .que é capaz de simultaneamente produzir produto enrolado 22 tenha atribuições variadas. Por exemplo, os produtos bobinados 22 que 15 são produzidos podem ser feitos de tal rnodo que tenham contagens de folha diferentes. Além disso, o rebobinador 10 pode ser girado ern taxas de ciclo tanto alta quanto baixa com os mÓdulos 12 sendo montados no modo mais eficiente para o produto enrolado 22 sendo formado. Para utilizar princípios de controle assíncrono 20 discutidos aqui, como observado acima, os módulos de bobinamento 12 podem ter controles de bobinamento espe.cíficos para cada mÓdulo 12, com um controle de máquina comum. Alterações em ternpo real podem ser feitas onde tipos diferentes de produtos bobinados 22 são produzidos sern ter de rnodificar significativamente ou parar o 25 rebobinador lO. Atributos de rolo ern ternpo real podem ser medidos e controlados, e em algumas modalidades, a operação não é limitada à taxa de ciclo.
Um bobinador pode ser capaz de produzir um " espectro amplo de produtos bobinados 22 e não é limitada. a uma 30 largura específica da trama 36. Alérrt disso, a pluralidade de rnódulos de bobinamento 12 independentes pode ser projetada de tal rrtodo que a manutenção possa ser realizada em qualquer um ç)li mais dos mÓdulos de bobinaniento 1-6 sem ter de interromper a operação, corno anteriormente discutido cow c) mÓdulo de bobinamento 6. Urn 35 módulo de bobinamento 12 pode ser removido e trabalhado enquanto o resto mantém em operação. Àlém disso, ter uma pluralidade de mÓdulos de bobinamento 12 independentes permite urn aumento nos e
N + 25/78 intervalos de ternpo disponíveis para as Eunções de carregamento de núcleo 24 e Eunções de extração do produto enrolado 22.
Por exemplo, como será discutido abaixo, os intervalos de tempo poderri ser aumentados por implementar as 5 funções de carregamento de núcleo e extração de produto enrolado como operações reguladas que não são sincronizadas com urn valor de contagem de rnestre. A permissão de um aumento nesses intervalos de tempo reduz grandemente a ocorrência de erros de extração e carregamento. Além disso, aparelhos da técnica anterior que 10 experimentarn interrupção da operação de bobinamento produzirão frequentemente um produto enrolado 22 que não é completo. Esse desperdício juntamente com o desperdício criado pela troca de um rolo-mãe ou alteração de forrnato de produto serão reduzidos como resultado do rebobinador 10 utilizar princípios . de controle 15 assíncrono. O desperdício pode ser removido do rebobinador 10 pelo uso de um aparelho de remoção de desperdício 200 (Figura 5) corrio conhecido na técnica.
A Figura 3 mostra um rebobinador 10 tendo uma armação 14 disposta em torno de uma pluralidade de mÓdulos de 20 bobinarnento 12 independentes. O aparelho de posicionamento 56 que comunica com os mÓdulos de bobinainento 1-6 é engatado em uma extremidade com os elementos transversais 42, como mostrado na Figura 4. Urn elernento de suporte línear vertical 44 está presente na pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes para 25 fornecer um mecanismo de fixação para o aparelho de posicionaInent9 56 e Eornecer estabilidade dos rnÓdulos de bobinamento. O aparelho de posicionamento 56 pode ser um atuador de parafuso de bobinador impelido. Entretanto, outros meios de posicionamento da pluralidade de mÓdulos de bobinamento 12 independentes podem ser 30 utilizados. Urri elemento de suporte linear horizontal 56. também está presente na pluralidade de mÓdulos de bobinamento 12 independentes. O elemento de suporte linear horizontal 56 pode comunicar com um cursor linear horizontal 54 (corrto mostrado na Figura 6) para permitir que alguns ou todos da pluralidade ãe 35 rnÓdulos de bobinamento 12 independentes sejam movidos fora da armação 14.
F P 26/78 A Figura 6 mostra uma vista em aproximação de uma modalidade exemplar de um mÓdulo de bobinamento. O servomotor 50 pode ser sustentado pela arrrtação de mÓdulo 48, sobre a qual um braço de acoplamento de mandril 70 é configurado. Como pode ser 5 visto, o aparelho de posicionamento 56 pode mover o mÓdulo de bobinamento para engate sobre a trama 36 à medida que a trama 36 é transportada pelo aparelho de transporte de trarna 34. Fazer isso produzirá um nip 68 no ponto de contato entre c) mandril 26 e o aparelho de transporte 34, com a trama 36 posteriormente sendo 10 bobinada sobre c) mandril 26 para produzir um produto enrolado 22.' µ Será entendido que cada mÓdulo pode ter uma configuração física diferente e pode bobinar utilizando princípios diferentes. Por exemplo, na mesrna máquina, urn mÓdulo pode compreender uw bobinador de superfície, outro mÓdulo pode utilizar 15 bobinamento de núcleo, e outro rriódulo pode utilizar um rnandril a vácuo. Adicionalmente, a produção de um produto enrolado 22 tendo um núcleo 24 ou uuia cavidade sem núcleo no produto enrolado 22 pode ser obtida em qualquer outro modo apropriado.
A pluralidade de módulos de bobinamento 12 pode 20 ser também rnodificada de tal modo que aperfeiçoamentos adicionais sejam realizados. Por exemplo, um aparelho de vedação de cauda 30 pode ser incluído na pluralidade de rnódulos de bobinamento 12 independentes. Como rnostrado na Figura 2, o aparelho de vedação de cauda 30 é localizado no lado interior da placa 48. O aparelho de 25 vedação de cauda 30 pode ser uma série de furos dos quai.s um adesivo é pulverizado sobre o produto enrolado 22 à medida que os comprinientos finais da trama 36 são bobinados sobre o produto enrolado 22. O adesivo faz com que a extrernidade traseira da trama 36 seja aderida ao produto enrolado 22. Portanto, é possível vedar 30 a cauda do produto enrolado 22 antes de ser descarregado pareL o aparelho de transporte de produto enrolado 20. Evidentemente, tambérrí pode ser possível fornecer adesivo para a trama 36 ·em um ponto diferente do que na pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes. Como rnencionado, por exemplo, adesivo pode ser 35 aplicado pelo mÓdulo de vedação de cauda 62 como mostrado na Figura 5. Alérn disso, também pode ser o caso em que a vedação da e f 27/78 cauda da trama 36 sobre o produto enrolado' 22 possa ser feitcj off" line, além do bobinador.
Para coIocar a trama 36 sobre o mandril 26, o mandril 26 como mostrado na Figura 6, pode ser um mandril 5 fornecido a vácuo. Tal mandril a vácuo 26 puxará a trama 36 sobre o mandril 26 por meio de um vácuo fornecido através de todo ou partes do mandril a vácuo 26. Outros modos de auxiliar a transferência da trama 36 sobre o mandril 26 são também possíveis.
Por exemplo, um jato de ar pode ser fornecido sob a superfície do 10 aparelho de transporte de trama 34 ou um aparelho de ação de"came pode ser colocado sob o aparelho de transporte de trama 34 para propelir a trama 36 para contato com o mandril 26. Àlém disso, o aparelho de posicionamento 56 pode ser utilizado para empurrar q mÓdulo de bobinamento para baixo sobre a trama 36 para efetuar o 15 bobinamento. Novamente, o rebobinador 10 é desse rrtodo capaz de produzir um produto enrolado 22 que tem um núcleo, o qual é sólido sem um núcleo ou cavidade através do mesmo, ou que não tern um núcleo, porém tern uma cavidade através do mesrno. Tal produto enrolado 22 que é produzido sem um núcleo 24, ainda assim tendo 20 uma cavidade através do mesmo poderia ser produzido por uso de um mandril fornecido a vácuo 26.
A Figura 5 mostra uma modalidade exemplar de urrt rebobinador 10 que faz uso de vários módulos à montante Aa pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes. Por 25 exernplo, um módulo de corte 60 é utilizado que corta a trama 36 apÓs uma quantidade desejada de trama 36 ser transportada para a produção de um produto enrolado 22. Esse corte cria uma nova borda de ataque para o prÓximo mÓdulo de bobinamento disponível 1-6 engatar. Entretanto, deve ser entendido que um mÓdulo de corte 60 30 pode ser utilizado em locais imediatamente adjacentes a ou no nip 68 da pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes. Àlém disso, a Figura 5 mostra um mÓduío de aplicação de adesivo 62 no aparelho de transporte de trama 34 para aplicar adesivo ou urna fita adesiva sobre a trama 36. Um mÓdulo de perfuração 64 também é 35 fornecião para perfurar a trama 36.
Urria modalidade específica de um mÓdulo de corte 60 que é particularmente bem adequado para romper a trama 36
W 0 28/78 enquanto móvel é mostrada na Figura 15. Em particular, o mÓdulo de corte 60 corrto ilustrado na Figura 15 pode formar uma ruptura'na trama 36 sem ter de parar ou desacelerar a trama durante o processo de bobinamento. 5 Como mostrado, o rrtÓdulo de corte 60 inclui úm rolo giratório 300, como um rolo de vácuo que gira com a trama'36 e define uma superfície ãe transporte 302. Nessa modalidade, "c) rolo de vácuo 300 é colocado adjacente a urn rolo de guia 304 que pode receber a trama 36 de urrt rolo-mãe ou diretamente de um 10 processo de fabricação de papel. Não é mostrado um mÓdulo de perfuração 64. A trama 36, entretanto, pode ser perfurada à medida que é desbobinada ou pode ser pré-perfurada.
- Tarhbérri é mostrado na FZ-gura 5 um aparelho de remoção de refugo 200 para remover trama extra 36 que resulte de 15 falhas como rupturas de trama, e partidas de máquina. Esse refugo é movido para a extremidade do aparelho de transferência de trama 34 e então removido. O controle assíncrono de urrta pluralidade de rnÓdulos individuais 12 reduz a quantidade de refugo porque apÓs detecção de uma falha, o módulo afetado 12 pode ser parado antes 20 que o produto enrolado seja totalmente bobinado. A trama pode ser então cortada erri movimento e urna nova borda de ataque transferida para o prÓxirno rriódulo disponível. Qualquer refugo é movido para a extremidade do aparelho de transferência de trama 34 e então removido.
25 Como foi observado acirna, através do uso de controle assíncrono, cada dos mÓdulos de bobinador 1-6 da pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes não se baseia na operação bem sucedida de quaisquer dos outros rnÓdulos.1-
6. Isso permite que o rebobinador 10 opere sempre que problerrias 30 que ocorrem comumente durante o processo de bobinarnento surjam. Tais problernas poãeriam incluir, por exernplo, rupturas de trama, rolos expandidos, transferências perdidas e erros de carregarríento de núcleo. O rebobinador 10 não terá, port,anto de parar sempre que um ou mais desses problemas ocorrem porque os mÓdulos de 35 bobinamento 1-6 podem ser prograrnados para detectar um problema e trabalhar no problerna específico sem parar. Por exemplo, se um problema de ruptura de trama ocorrer, o rebobinador 10 pode
~ .
e 29/78 realizar um corte de trama por urn módulo de corte 60 e então iniciar uma nova sequência de transferência para iniciar um novo bobinamento em torno do mÓdulo de bobinamento disponível. 1-6, seguinte.
5 Por exemplo, o mÓdulo que está bobinando quando a trama rompe pode descontinuar a operação, devido a sua prÓpria detecção de uma falha ou em resposta a um cornando de um controlador central de máquina. Simultaneamente ou logo após, o controlador central de máquina pode determinar o próximo ponto de 10 engate disponível para a trama com base na temporização do corte de trama e dados conhecidos em relação ac! tempo de espera mínimo (expresso corno valores de contagem) para um mÓdulo "pronto" par? engatar a trama. Um mÓdulo pronto poderia ser comandado .para engatar seu mestre virtual em uma contagerrt de mestre de sistema 15 apropriado de modo a começar a operação na borda recentemente cortada. Dependendo do tempo de espera, a trama pode ser cortada novamente para fornecer urna borda de ataque a ser engatada pelo mÓdulo de bobinamento. Evidentemente, em outras modalidades, q mÓdulo poderia engatar a trama em urn ponto diferente de uma borda, 20 dependendo do tipo de bobinamento que é utilizado.
Qualquer porção da trama 36 que não foi bobinada deslocaria até a extremidade do aparelho de transporte de trama 34 onde um aparelho de remoção de reEugo 200 poderia ser utilizado para remover e transportar o refugo para um local remo.to do 25 rebobinador 10. O aparelho de remoção de refugo 200 poderia ser, por exemplo, urrt sistema de transporte de ar. O mÓdulo de bobinamento 1-6 cujo ciclo de bobinamento foi interrompido devido à ruptura de trama poderia ser então posicionado de acordo e iniciar remoção do produto enrolado inadequadamente forrnado 22.
30 Subsequenternente, o módulo de bobinamento 1-6 poderia reiniciar a operação normal. Durante esse ternpo inteiro, o rebobinador 10 não teria de parar. Errt vez disso, a sequência operacional poderia ser modificada para prosseguir sern o módulo com defeito. ApÓs,. o defeito ser resolvido, o mÓdulo poderia ser retornado ao estado 35 "pronto" e então incluído na sequência operacional em qualquer ponto apropriado (se necessário).
© .
. 30/78 Outra modalidade exemplar de bobinamento envolve o uso de uma trama corn fenda. Aqui, a trama 36 é cortada'uma ou mais vezes na direção da máquina e cada seção de venda é encaminhada para uma pluralidade de mÓdulos de bobinamento 12.
5 Portanto, é possível bobinar a trarna 36 por dois ou mais rnÓdulos ' F 12 ao rnesmo tempo. Em algurnas modalidades, o processo de bobinamento pode ser realizado em uma extremidade de uma rnáquina de papel ê tissue. Desse modo, a trama de papel tissue 36 poderia ser , 10 diretamente convertida errt rolos de tamanho de produto 22 que, por . sua vez, evitaria a necessidade de primeiramente bobinar um rolo- mãe durante a fabricação e processo de rebobinar subsequente.
A pluralidade de mÓdulos de bobinamento 12 independentes da Figura 5 é disposta em uma direção 15 substancialmente Iinear. Além disso, o aparelho de transporte de trama 34 tarnbém é de orientação linear no local próximo à pluralidade de mÓdulos de bobinarriento 12 independentes. As modalidades representadas são de uma orientação do dispositivo àe transporte de trama em um plano substancialmente horizoní:al. 20 Entretanto, deve ser percebido que qualquer orientação diferente de horizontal poderia ser utilizada. Além disso, as rnodalidades representadas utilizam mÓdulos que engatam somente um lado do aparelho de transporte de trana. Deve se entendido que um bobinador poderia ser configurado onde os módulos de bobinarnento 4 25 engatam mais de um lado do aparelho de transporte de trama.
A Figura 8 mostra urria configuração alternativa tanto do aparelho de transporte de trawa 34 corrto da pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes. A modalidade exemplar nostrada na Figura 8 é uma pluralidade de mÓdulos de bobinamento 30 12 que são radialmente dispostos ern relaçjão rnútua, e um aparelho de transporte de trama 34 que é de formato cilíndrico. O aparelho de transporte de trama 34 nesse caso pode ser, por exerríplo, um rolo de vácuo. Cada dos módulos de bobinamento 1-6 é disposto em torno do aparelho de transporte de trama 34 de tal modo que os 35 mÓdulos de bobinarriento 1-6 sejam movidos no sentido e afastando do aparelho de transporte de trama 34 pelo aparelho de posicionamento
56.
* 31/78 A Figura 9 revela uma modalidade exerriplar de urn mÓdulo de bobinarnento que é utilizado na configuração revelada na Figura 8. O mÓdulo de bobinamento da Figura 9 é substancialmente igual ao mÓdulo de bobinamento rnostrado na Figura 6, embora 5 configurado para uma configuração de conjunto circular ao contrário de uma configuração de conjunto linear.
11. prineípío geral de controle assíncrono Como foi discutido acima, urri bobinador/rebobinador pode compreender uma pluralidade de mÓdulos 10 independentes. Controles de bobinamento (e outro) podern ser configurados especificamente para cada mÓdulo errí um modo que os mÓdulos não se baseiam necessariamente em operação berri sucedida de outros módulos. Em algumas rriodalidades, isso pode ser obtido através do uso de um sistema de controle distribuído que perrnite 15 controle assíncrono dos vários mÓdulos no sistema. Embora alguns dos exemplos a seguir discutidos posteriormente abaixo se refiram a um bobinador modular/rebobinador, será reconhecido que os princípios de controle podem ser aplicáveis em qualquer tipo de máquina ou ferramenta cornpreendendo uma pluralidade de mÓdulos 20 configuráveis para operação independente.
A Figura 25 é um diagrarrta de blocos que ilustra uma arquitetura de hardware exemplar 500 para irnplementar turt sistema de controle assíncrono. O controlador de rnovimento central de máquina 510 é ligado a controladores para vários módulos 25 cornpreendendo a rrtáquina. Nesse exernplo, o controlador de rnovirnento central de máquina 510 é ligado ao controlador 520 do módulo 1, controlador 522 do mÓdulo 2, controlader 524 do rrtÓdulo 3, e controlador 526 do mÓdulo n. embora quatro controladores de mÓdulo sejam mostrados na Figura 25, será entendido que um número rnaior 30 ou rnenor de controladores de mÓdulo pode ser utilizado dependendo da máquina específica e irriplernentação de sisterna de controle. Por exernplo, em urria máquina compreendendo seis rnódulos de bobinamento 12, a arquitetura de hardware poderia compreender seis controladores de módulo de bobinamento respectivos, juntamente corn 35 um ou mais outros controladores de módulo para corte, aplicação de adesivo e perfuração. Voltando ao exemplo da Figura 25,, o controlador de rriovimento central de máquina 510 e controladores de
# 32/78 mÓdulo 520, 522, 524 e 526 podem compreender individualmente qualquer tipo apropriado ou arranjo de dispositivos de computação, corno coníputadores de propósito geral, controladores de hardware baseados em microprocessador especializado e similar. Erri algumas 5 modalidades, alguns ou todos os aspecto,s dos controladores de mÓdulo e/ou controlador de movimento central podem ,ser implernentados como unidades lógicas separadas utilizando o mesmo dispositivo ou dispositivos de computação. Alguns aspectos do sisterna de controle podern ser implementados por software ou 10 hardware especializado (como circuitos integrados de aplicação específica).
Dito em terrnos gerais, conexões 512, 514, 516 e 518 podem compreender qualquer tipo apropriado ou combinação de tipos de conexões de dados. por exemplo, as conexões podern 15 compreender conexões Ethernet, conexões de rede de controle, e/ou quaisquer outros tipos de conexão apropriados. Alérn disso, nesse exemplo, links individuais são mostrados entre controlador de movirriento central 510 e cada mÓdulo. Entretanto, em outras modalidades, os mÓdulos e controlador de movimento central 510 são 20 conectados a uma rede e/ou entre si através de conexões pares.
Em operação, o controlador de rrtovimento central de máquina 510 envia comandos e consultas para os vários controladores de módulo para implementar uma sequência de operação para a rnáquina e recebe dados de estado dos mÓdulos. Por exernplo, 25 se os vários controladores de mÓdulo correspondem a partes de um bobinador/rebobinador, então o , controlador de movimento central 510 pode enviar comandos para módulos de bobinamento e corte para cortar rnaterial e realizar operações de bobinamento. Se um ou mais rnÓdulos fornecerem uma mensagem indicando urna falha, o controlador 30 de movirnento central de máquina 510 pode ajustar operação da rnáquina para tratar da falha e tentar continuar a operação.
Independente da arquitetura de hardware subjacente, o controle de náquina pode ser distribuído para operação assíncrona utilizando pelo rrtenos um mestre de sisteina"e 35 um mestre virtual de subsistema, com pelo menos alguns componentes de máquina sincronizados corn o mestre virtual de subsistema. Por exemplo, em algumas modalidades, um sistema de controle para uma
& 33/78 máquina modular pode fornecer, produzir ou de outro modo gerar um mestre virtual de sistema e pelo menos um mestre virtual de rrtÓdulo, com componentes de mÓdulo sincronizados direta ou indiretamente com o mestre virtual , de mÓdulo. O controlador de 5 movimento central de máquina 510 pode fornecer um sinal .que representa c) mestre virtual de sistema e comandos para um ou mais controladores de mÓdulo. O controlador de movimento central 510 pode acessar urri ou rriais programas de controle que definem uma ou mais sequências de operação. Corn base nas sequências de operação, 10 o controlador de movimento central pode calcular temporizações exigidos e enviar comandos para O(S) controladorles) de mÓdulo para sincronizar adequadamente O(S) rríestre(s) virtual(is) de rriÓdulo para pontos dados respectivos no mestre virtual de sistema para implementar as operações desejadas. Além disso, o ponto dado 15 para cada módulo pode alterar entre ciclos operacionais de mestre virtual do sistema enquanto as outras porções da máquina ou sistema permanecerrí em movimento.
A Figura 26 ilustra um diagrama de blocos da arquitetura de sistema de controle geral de uma modalidade 20 exernplar de um sistema de controle assíncrono distribuído para componentes, por exemplo, de urna máquina, em uma forma generalizada. O bloco 552 representa o mestre de sisterna. Por exempío, o bloco 552 pode representar um mestre virtual de sisterna ou sinal mestre de sistema fornecido 'por urn controlador de 25 moviinento central. Alternativarrtente, em algumas modalidades, o rnestre de sisterna pode compreender um sinal mestre, como um codificador gerado com base em um eixo geométrico mestre físico. O sistema de controle compreende ainda rnestres virtuais adicionais 554, 556, 558 e 560 cada correspondendo a um rnÓdulo respectivo 1, 30 2, 3 e n., por exemplo, os sinais de mestre virtual de módulo podem ser fornecidos por controladores de rnÓdulo respectivos.
Embora quatro mestres virtuais correspondendo-a quatro mÓdulos sejam explicitamente identificados e discutidos, .a referência ao módulo n pretende indicar que o sistema de controle 35 pode compreender muito rnais mÓdulos e o presente assunto não pretende ser lirnitado pelo número de módulos. Evidentemente, um sistema de controle poãe compreender menos mÓdulos também.
0 34/78 Adicionalmente, em algumas'modalidades, um mÓdulo pode compreender componentes que são sincronizados com um ou mais mestres virtuais de subprocesso, com cada rnestre virtual de subprocesso sincronizado com o mestre virtual de mÓdulo.
5 Como Eoi observado acima, alguns componentes de rnáquina podern ser sincronizados corn o mestre de sistema diretamente em urn modo convencional. Entretanto, tais componentes (por exerríplo, um transportador de máquina) não são tratados em ' detalhe aqui.
10 Cada rriódulo pode compreender componehtes utilizados em um ou mais subsistemas/subprocessos, e cada mÓdulo pode ser configurado para executar uma ou mais ações, etapas ou outras atividades envolvidas na(s) tarefa(s) e/ou função(ões) realizadas pela máquina. Controladores de mÓdulo podem fornecer um 15 ou rnais sinais ou indicadores que fazem com que os corrtponentes executem como desejado, corrio por enviar sinais elétricos, hidráulicos ou outros.
Urn arranjo generalizado de subprocessos realizados por urna máquina é mostrado na Figura 26 como 20 subprocessos 562, 564, 566, que são associados ao módulo 1, subprocesso 568, que é associado ao rnÓdulo 2 e no subprocesso 570 que é associado ao rríÓdulo 3. Por exemplo, como observado acima, um bobinador/rebobinador pode compreender mÓdulos configurados .para executar tarefas incluindo carregar núcleos, posicionar urrí 25 rnandril, bobinar um rolo, remover a tora acabada, e cortar material em antecipação de outra operação de bobinamento. Como outro exemplo, um sistema de montagem robótico pode ser configurado de modo que o sisterna posicione componentes, fixe os componentes juntos, e então pinte a montagem. Cada tarefa poderia 30 ser cuidada por um mÓdulo diferente e poderia cornpreender diversos subprocessos. Dito errt termos gerais, a organização específica de tarefas e funções pode variar de acordo com circunstancias específicas de uma máquina, dependendo de fatores como a finalidade da máquina, materiais produzidos por/operados pela 35 máquina, a localização da máquina, intensidade de uso e outros fatores. Como será discutido abaixo, em algurnas modalidades, .um subprocesso realizado por urrt mÓdulo pode ser implementado por e « 35/78 . , componentes coordenados por um mestre virtual dedicado ao subprocesso. O mestre virtual de subprocesso pode ser sincronizado corn o mestre virtual de rnÓdulo errt um mornento apropriado.
Os mÓdulos podern ser configurados para executar 5 tarefas em qualquer modo apropriado. Por exemplo, ern algurrtas modalidades, subprocessos podem ser realizados por fornecer movimento físico a um ou mais componentes de rriáquina através do uso de servo e outros controles com capacidade de perfil de'íarríe eletrônico. Um perfil de carne pode ser definido e movimento 10 transmitido através do uso de servo motores, acionadores"'e similares, de modo que o movimento do(s) componentels) de rriáquina siga o perfil de came. Por exerrtplo, o aparelho de posicionamento 56 dos exemplos acima pode controlar a posição vertical de' um mandril ou outro cornponente baseado em um perfil de came definidO 15 para uma operação de bobinamento. Como outro exemplo, um grüpo de servos e perfis de carne correspondentes pode controlar a posição e movimento de um braço robÓtico enquanto outro grupo de servos e perfis de came correspondentes orienta a operação de um componente, corno um bocal de tinta, rnanipulado pelo braço. Em 20 algumas modalidades, o perfil de caine pode ser calculado com base em outros dados especificando o movimento desejado, que pode permitir vantajosamente a redefinição de perfis de came por especificar dados alternativos, como perfis alternativos para tarefas diferentes ou variações em tarefas.
25 Alternativamente ou adicionalmente à alteração de perfis de came, o movimento de componente pode variar em outros modos também. Por exemplo, como será discutido posteriormente abaixo, o movimento pode ser ajustado durante uma operação..com base em realirnentação como dados de sensor e/ou entrada de usuário 30 por variar a taxa de uma ou mais contagens de mestre virtual de subsistema. Como exemplo, durante uma operação de bobinamento, um rolo pode ser propendido enquanto o bobinamento está em andamento para responder por variações ern espessura de material e outras propriedddes.
35 Dito em terrrios gerais, ao utilizar métodos atualmente conhecidos (isto é, "controle síncrono"), os componentes do sistema responsável por executar tarefas diferentes
© 36/78 são escravos de um codificador ou eixo geométrico mestre real ou virtual. Por exemplo, um primeiro processo poderia operar em um material, seguido por um segundo processo e então um terceiro processo. O posicionamento dos componentes para cada processo 5 depende de perfis de came do eixo geométrico mestre. Por exemplo, o primeiro processo pode começar em um primeiro tempo/posi'¢ão no eixo geométrico mestre, seguido pelo segundo processo em' um segundo ternpo/posição, e então pelo terceiro processo em üm . terceiro tempo/posição. Entretanto, inúmeros probtemas poderiam 10 desenvolver no evento de uma falha ou erro. Por exemplo, se uma e Ealha fosse ocorrer durante o segundo processo, então a máquiha inteira necessitaria provavelmente ser parada para resolver.a falha. Alérrt disso, se todos os três processos fossem fisicamente sincronizados com o eixo geométrico mestre, então a máquina não 15 poderia começar com sucesso a operação até ter ciclado através até o início do primeiro processo. Em sistemas utilizando um eixo geométrico mestre virtual. e cames elétricos, em vez de rodar o mestre virtual para redefinir os componentes, o mestre poderia ser redefinido. Entretanto, a rriáquina ainda teria de ser parada para 20 redefinir o eixo geométrico mestre virtual para a posição inicial, uma vez que de outro modo a máquina poderia ser danificada se o mestre virtual fosse redefinido enquanto a máquina estava em movimento.
A Figura 28 ilustra vários diagramas de 25 temporização hipotético exemplares para uma máquina. A escala de tempo é arbitrária, e as designações de ternpo são incluídaS..para referência relativa e exemplo somente. O eixo geométrico horizontal é representado como "t" e valores de tempo são discutidos; entretanto, um sistema de controle pode. ser 30 irnplernentado com base em valores de contagem em vez de valores de tempo, que são utilizados aqui para conveniência. Nesses exempjos, subprocessos generalizados realizados pela máquina são associados a três mÓdulos diferentes. Por exemplo, c) módulo 1,. pode compreender componentes que executam operações preliminares em urn 35 material, o mÓdulo 2 pode compreender componentes que executam operações de acabamento, enquanto o mÓdulo 3 compreende e
K 37/78 componentes que limpam refugo e prepara novo material para rnanipulação pelo mÓdulo 1.
A Figura 28A ilustra a operação ideal da máquina.
Ern t=l, qs componentes compreendendo o mÓdulo I engatam' èm 5 sequência, a saber, executando q subprocesso 566 errt t=l; subprocesso 564 errt t=2, e subprocesso 562 em t=3. A seguir, os componentes do mÓdulo 2 engatam em t=4 para realizar o subprocesso 568 em t=4 após térwino dos subprocessos do módulo 1. Em t=8, o subprocesso 570 é realizado por engatar os componentes 10 cornpreendendo o módulo 3. Em t=12, os componentes do mÓdulo 1 são novamente engatados e a máquina começa outro ciclo de operação. " A' Figura 28B ilustra um exemplo da ocorrência de uma falha e manipulação da mesma em um sistema utilizando "controle síncrono" convencional. Em t=l, os componentes do rnÓdulo 15 1 são engatados e operarrt adequadamente ein sequência, com os componentes do módulo 2 engatados em 't=4. Entretanto, nesse exemplo, uma falha ocorre em t=5. Por exemplo, o rriódulo 2 pode falhar errt executar as operações de acabamento devido a uma falha de hardware. Se os mÓdulos estiverem operando em um rnaterial errt 20 sequência, então o rnaterial parcialmente processado pode necessitar ser descartado e o processo reinicializado por liberar o material utilizando o mÓdulo 3 (ou de outro modo liberado).
Então, a operação de máquina necessitará ser reiniciada com o módulo I, provavelmente envolvendo re-homing da . máguina.
25 Entretanto, se os componentes da máquina forem sincronizadas corn um mestre de sisterria (virtual), então o processo pode não começar de novo em um rriodo conveniente e refugo significativo pode ser gerado no ínterim.
Primeiramente, a máquina pode necessitar ser 30 parada para resolver a falha no mÓdulo 2. Mesrno se a máquina Eor construída corn mÓdulos substituíveis, urna rnáquina com um sistema de controle sincronizado não pode "deixar cair" um novo mÓdulo na sequência sem redefinir o rrtestre virtual, o que abrange parar a máquina como mencionado acima para evitar dano. Se a máquina 35 estiver operando em um material que move através da rnáquina em alta velocidade, iniciar e parar a máquina pode resultar ern quantidades apreciáveis de refugo à medida que q material se rrIov? ,..
r .
* 38/78 através da máquina durante a sequência de partida e parada. Mesrno se a falha for resolvida enquanto evita parar a máquina, uma.vez que os componentes do mÓdulo 3 são sincronizados com o mestre virtual de sistema nesse exemplo, então o mÓdulo 3 não engatará 5 até t=8, resultando em um retardo de L\t=3. Um retardo operacional de t=3 poderia resultar em refugo extenso à medida que material continua através da máquina não processado ou processado inadequadamente. Adicionaímente, tempo e energia são desperdiçados enquanto roda a máqjuina sem produzir q resultado desejado. 10 Em modalidades da presente matéria, entretanto, pelo menos alguns ãos subprocessos não são diretamente sincronizacios com o mestre virtual de sistema. Ern vez disso, o mestre virtual de sisterna é utilizado como uma base de temporização para coordenar a operação de pelo menos alguns dos 15 componentes de máquina através de urrt ou mais outros mestrçs virtuais de subsistema seletivanente sincronizados corn o mestre virtual de sistema. Urn ou mais mÓdulos podem compreender os componentes, com um ou mais rnódulos tendo individualmente seu prÓprio mestre virtual. Cada mestre virtual de rnódulo pode ser 20 travado no rnestre virtual de sistema quando necessário e como orientado, com os subprocessos para cada mÓdulo regulado erri relação ao mestre virtual de mÓdulo e não com o mestre virtual de sistema. Desse modo, os subprocessos de cada módulo não são diretarnente sincronizados com o mestre virtual de sistema, e assim 25 os componentes da rnáquina podem ser controlados "assincronamentg·" Adicionalmente, como será discutido abaixo, o tempo envolvido no recálculo de perfis de came pode ser vantajosamente reduzido uma vez que os perfis de came dependerão do mestre virtual de módulo em vez do mestre virtual de sistema. Àlérn disso, alguns 30 componentes podem ser operados totalmente independenterriente de qualquer valor de contagem de rnestre em algumas modalidades. A Figura 28C ilustra o cenário de falha da Figura 28B, porém nesse exemplo, a rnáquina é configurada de modo que os subprocessos de mÓdulo sejam sincronizados corn mestres virtuais de 35 mÓdulo. Por exemplo, os subprocessos 566, 564 e 562 engatam.em t=O, 1, e 2 em relação à terrtporização do mestre virtual de módüQ
1. Os respectivos subprocessos compreendendo mÓdulos 2 e 3 engatam
39/78 erri t=O ern relação aos seus mestres virtuais de mÓdulo respectivos.
Nesse exemplo, o mestre virtual de módulo 1 é instruído a sincronizar com o mestre virtual de sistema em t=1. Desse rrtodo, a primeira vez que os subprocessos de módulo 1 são executados, os 5 subprocessos engatam nos mesmos tempos em relação ao mestre virtual de sistema que nos exernplos acima. Por exemplo, uma vez que Ci subprocesso 564 é ajustado para engatar em t=l erri relação ao mestre virtual de rnÓdulo 1, e t=O do mestre virtual de mÓdulo corresponde a t=l do mestre virtual de sistema, então o 10 subprocesso 564 engatará erri t=2 ern relação ao mestre virtual do sistema. Similarmente, o mestre virtual de mÓdulo 2 é sincronizado com o mestre virtual de sistema em t=4, e q mestre virtual de mÓdulo 3 é inicialmente planejado para ser sincronizado com o mestre virtual de sistema em, por exemplo, t=8.
15 Como no exemplo da Figura 28B, entretanto, os componentes do rnÓdulo 2desenvolvern uma falha em t=5. Nesse exemplo, no entanto, a configuração de controle distribuído assíncrona permite que a máquina continue a operação.
Em primeiro lugar, o módulo 3 é instruído a 20 travar no rríestre virtual de sistema em t=8 ou assim que possível após a falha, como ein t=6. Por exemplo, um controlador ,de movimento central de rnáquina pode receber uma indicação de falha do mÓdulo 2 e, como parte de um programa de controle, determinar que o mÓdulo 3 seja colocado ern operação assim que possível para 25 resolver a falha. O mÓdulo 3 pode necessitar algurn tempo antes que possa ser colocado em operação, no entanto. Por exemplo, o mÓdulo 3 pode exigir tempo para ser posicionado e/ou levado até a velocidade operacional. Corn base na velocidade operacional da rnáquina, o tempo de preparação conhecido para o rriÓdulo 3, e/ou 30 outros parâmetros, o controlador de movimento central pode determinar que o módulo 3 possa ser colocado errí operação em t=8 e, portanto o controlador de movimento central pode enviar comandos b apropriados para o módulo 3 para travar naquele rnomento.
Adicionalmente, o controlador de movimento central pode tentar 35 liberar o mÓdulo 2 da rnáquina, por exemplo, por comandar o módulo 2 a retornar para uma posição inativa ou off-line.
% 40/78 * .
Além disso, o controlador de movimento central'da máquina pode ajustar a temporização para outras operações. Por exemplo, o mÓdulo 1 é dirigida a travar no mestre virtual do sistema erri t=lO (errt vez de em t=12 como originalmente planejado) 5 de modo que suas operações comecem assim que o mÓdulo 3 concluiu a operação. Isso pode representar um aperfeiçoarnento substancial em operação de máquina. Por exemplo, se os componentes do mÓdulo 1 fossem diretamente sincronizados corn o rriestre virtual do sistema, então cada componente individual necessitaria ser ressincronizado. 10 Por exemplo, cames correspondendo a subprocessos 562, 564 e 566 necessitariam individualmente ser recalculados de modo que seús respectivos componentes seriam posicionados para "começar"' em t=1O, 11 e 12, respectivamente, em vez de em t=12, 13 e 14.
Entretanto, uma vez que os subprocessos são sincronizados corn o 15 rnestre virtual do mÓdulo 1, nenhurn recálculo é necessário. Em vez disso, o mestre virtual do rnódulo 1 é dirigido para iniciar em urn tempo diferente com base nos comandos de travamento recebidos do controlador de ínovirnento central de máquina. Continuando o exemplo da Figura 28C, urrt mÓdulo 20 substituto 2a é dirigido para travar no mestre virtual de sistema em t=13 de modo que a máquina possa continuar a operação enquanto a falha no mÓdulo 2 é investigada e resolvida. Por exemplo, a máquina pode compreender uma pluralidade de mÓdulos capazes de executar o subprocesso 568 do mÓdulo 2. Após a condição de falha 25 do módulo 2 ser confirmada, o controlador de rriovimento central de máquina 10 poãe acessar dados que indicarri quais (se algum) módulos equivalentes ao mÓdulo 2 forneceram um sinal "pronto". Assumindo que o rrtÓdulo 2a seja tun módulo equivalente e tenhan Eornecicío um sinal "pronto" (por exemplo, após ter concluído mais cedo uma 30 sequência operacional), o mÓdulo 2a pode ser selecionado. e dirigido para sincronizar com o mestre virtual de sistema em t=13.
Nqs exemplos generalizados acima, os ,aspectos específicos das sequenci-as ^ de controle foram apresentados ern um modo simplificado. Por exemplo, ao implementar os subprocessos e 35 mestres virtuais, pode ser preferível configurar temporização de subprocesso e/ou contagens de mestre virtual de subsistema para evitar tensões mecânicas envolvidas em súbitas partidas/paradas de b * 41/78 componentes. por exemplo, subprocessos de um mÓdulo podem ser regulados com qs mestres virtuais de mÓdulo em um modo para evitar engatar os subprocessos instantaneamente quando o mestre virtual inicia como por evitar que comandos exigem componentes estejarn em 5 velocidade operacional total em t=O. Modos exemplares de terriporização/sincronizar cornponentes e rnestres virtuais entre si serão discutidos abaixo errí combinação com exemplos mais detalhados referentes à operação de urn bobinador/rebobinador exernplar.
III. Aspectos ex~Iare8 de príncípios de controle assíncrono como 10 aplícado em uma máquina de bobínamento modular Voltando para a Figura 27, uma ilustração é rriostrada de uma arquitetura de controle exemplar para um bobinador/rebobinador rnodular como discutido anteriormente no presente relatÓrio descritivo. O mestre virtual de sistema 600 15 provê controle geral de processo e uma base de temporização para os componentes restantes. Nesse exemplo, o sisterria de controi-e inclui dois rnestres virtuais de módulo 602a e 602b, cada para urrt rnÓdulo de bobinamento respectivo. Nesse exemplo, cada mÓdulo de bobinamento compreende ainda mestres virtuais para rotação de 20 rnandril (604a e 604b), levantamento de mandril (608a e 608b), e operações de extração de tora/carga de núcleo (606a, 606b), respectivamente. A arquitetura de controle exemplar da Figura 27 inclui ainda um rnestre virtual de corte 610, embora subtárefas específicas para aquele rnÓdulo não sejarrí representadas nessa 25 ilustração. Dependendo da rnáquina, outros mestres virtuais podem ser utilizados, como para módulos adicionais que fornecem perfuração, aplicam adesivos ou aditivos, ou fornecem outra funcionalidade. Um mÓdulo "n" também é representado para indicar que a arquitetura pode compreender um ou mais mestres virtuais de 30 mÓdulo adicionais.
Os rnestres virtuais de rotação de mandril 604a e 604b podem individualmente coordenar um número de componentes respectivos envolvidos em bobinamento de um rolo como discutido acima. Por exemplo, as características do produto enrolado 35 dependerão de fatores como a velocidade de bobinamento, tensão do bobinamento, e outras características. O comportaInento...dçjs componentes do sistema responsáveis por regular velocidade de
% .
42 /78 bobinamento, tensão, e outras características podem. ser controladas através da especificação de perfiis de came diferentes. Por exemplo, perfis de came diferentes podem ser definidos para tipos diferentes de bobinamentos desejados e para materiais com 5 características diferentes. Por exemplo, cames diferentes podem ser definidos para contagens de folha diferentes ou diâmetros de rolo desejados. Como outro exemplo, cames diferentes podem ser definidos para substratos diferentes, como um perfil diferente para bobínar produtos têxteis, produtos de aço, produtos de 10 plástico e produtos compÓsitos. Quando ujn mÓdulo está off-line (isto é, não engatado em uma operação de bobinamento), os perfis de came novos podem ser selecionados para que o módulo execute diferentemente em sua próxirría operação- Em algumas modalidades, um rriestre virtual de 15 subsistema, como rriestre virtual de rotação de mandril '60EÁ' (ou 604b) pode ser configurado para responder à realimentação durante uma operação de bobinainento. por exernplo, como observado acima, características de bobinamento podem ser ajustadas através da especificação de perfis de caIrle diferentes. Entretanto, controle 20 de grão fino, adicional pode ser obtido por alterar a taxa de contagem para um rnestre virtual de subsistema em relação ao mestre virtual com o qual é sincronizado (por exernplo, o mestre virtual de sisterna ou outro mestre virtual de subsistema). Dito em termos gerais, urn primeiro mestre virtual 25 contará de urn valor de partida até um valor Einal durante um ciclo de operação. Os valores de partida e final para o primeiro rnestre virtual corresponderão a urna primeira e segunda contagem para outro mestre virtual. Em alguuías modalidades, a taxa da prim!2ira contagem de mestre virtual pode ser ajustada durante a contagem. 30 Por exempío, a contagern pode prosseguir iniciaímente em uma primeira taxa e então ser diminuída para uma segunda taxa com base errí realirnentação. Antes do término da contagem, a taxa pode ser aumentada para uma terceira taxa para colocar a primeira contagerri de mestre virtual de volta ern fase com a outra contagem ( de mestre 35 virtual. A realimentação pode ser fornecida, por exemplo, " corií bai3é ern dados de sensor euí relação a entradas cíe material e/ou produtos
» 43/78 .
acabados, e adicionalmente ou alternativamente pode ser baseada èm entrada de usuário durante operação.
Nesse exemplo, o mestre virtual de rotação de mandril começa a contar ern um tempo especificado ern relação ao 5 valor do mestre virtual de mÓdulo (que é ele prÓprio regulado em relação ao mestre virtual de sisterna). Por variar a taxa, por exemplo, da contagem de mestre virtual de rotação de mandril, a velocidade de rolo pode ser alterada em movimento em resposta a dados, como variações de espessura ou não homogeneidades no rolo 10 de fonte para o material sendo bobinado. Adicionalmente ou alternativamente, resultados similares podem ser obtidos por variar a taxa da contagern de mestre virtual de módulo. Entretanto, a alteração da taxa da contagem de rnestre virtual de mÓdulo a.fetaria todos os outros componentes/mestres virtuais regulados 15 com o mestre virtual de módulo, o que pode ou não ser desejado dependendo das circunstâncias.
Os mestres virtuais de levantamento de mandril 608a e 608b coordenam cada, componentes respectivos relacionados à posição vertical dos mandris, como posicionar o aparelho 56 nos 20 mÓdulos exernplares discutidos acima. Por exemplo, no início de um bobinarnento, o rnandril pode ser posicionado prÓximo à trama e então movido para longe da trama à medida que o produto é bobinado. Se mandris forem colocados em uma trama a partir de cima, então a posição de rnandril começará próxirna à trajna e moverá 25 verticalmente -para cima; o rnovimento exigido dependerá, evidentemente, do arranjo da máquina. As características do bobinamento dependerão de fatores corrio a quantidade de resistência ou pressão de nip transmitida pelo mandril sobre o material bobinado, o que por sua vez dependerá de sua posição vertical (e 30 outros fatores tambérn). Desse modo, perfis de movimento diferentes para os componentes de levantamento de mandril podem ser definidos para fases diferentes da operação de bobinarnento e características desejadas diferentes.
O rrtestre virtual de corte 610 pode fornecer 35 controle para urn ou mais cornponentes utilizados para separar a trama para o início de uma nova operação de bobinamento. Por exernplo, um módulo de corte pode compreender componentes como
.
44/78 discutido acima em combinação corri a Figura 15. Entretanto, nos exernplos a seguir, urna modalidade alternativa, a saber, uma barra de corte configurada para fornecer urn corte de aperto, é utilizada para facilidade de explicação. O mestre virtual de carga .de 5 núcleo/extração de tora tambérri é mostrado na Figura 27. Em algumas rnodalidades, como será discutido abaixo, ações como carregamento de núcleo e extração .de tora podem não ser sincronizadas com quaisquer contagens de rriestre e podem, em vez disso, se basear em ¥ outros sinais como a presença de uma tora concluída ou comando que 10 aciona a operação de extração e carregamento, que pode prosseguir corrio uma função regulada.
As Figuras 29A e 29B representam diagramas .dè terriporização exemplares para componentes em uma máquina bobinadora/rebobinadora controlada assincronamente. Os diagraInas 15 de temporização não pretendem apresentar uma ilustração exaustiva de todo componente e cenário operacional, porém erri vez disso são exemplos hipotéticos para uso na ilustração dos princípios da presente matéria. O eixo geornétrico horizontal representa genericarnente tempo (por velocidade de curso), enquanto o eixo 20 georriétrico vertical para cada gráfico é discutido por sua vez abaixo.
O diagrama 1000 ilustra um exemplo de um mestre virtual de sistema que pode ser gerado poi um sistema de controle em uma máquina configurada para controle assíncrono de acordo corn 25 a presente matéria. Por exemplo, o mestre virtual de sistema pode ser gerado por urn controlaãor central de máquina, como urn sinal independente ou baseado na posição de um eixo gecmétrico rriestre na máquina. Como foi observado acima, o eixo geométrico horizontal de diagrama 1000 representa unidades arbitrárias de tempo por 30 velocidade de curso, uma vez que os presentes princípios podem ser aplicados independente da velocidacie de operação. · O.. eixo geométrico vertical representa o valor de contagem para o mestre virtual de sistema ilustrado genericamente como "m".
Erri operação, rnÓdulos podern ser dirigidos para 35 operar ern qualquer sequência apropriada pcir definir pontç)s, de sincronização que são baseados no valor do mestre virtual. Por .C exemplo, o valor de contagem do rnestre virtual pode ser
.
selecionado para atingir "m" ern um teàpo de t=n,ol,, no eixo geométrico horizontal. N,,i,, pode definir o final de um ciclo qe operação de bobinamento concluído IOOla em que "n" rolos foram concluídos bem como,define o início do prÓximo ciclo lOOlb. O 5 número de mÓdulos e rolos utilizados em um ciclo de operação dependerá das capacidades e outros parànetros de configuração para a máquina. Por exemplo, se um mÓdulo de bobinamento puder bobinar seis rolos por ciclo, então o ciclo de operação começando em * t=n,,,i,, errvolverá o bobinamento do sétimo até décimo segundo'rolo.". 10 Os seguintes exemplos discutern travamento e outra funcionalidade exemplar envolvida em urria operação de bobinamento exemplar que começa ern t=rl,ol3,, que representa o ponto no'qual o bobinarnento efetivamente começa no ciclo seguinte. Entretanto, é importante observar que os exemplos a seguir se referem a uma 15 operação de bobinamento único e que outras operações de bobinamento, pré-bobinamento e/ou pÓs-bobinamento associadas a mÓdulos diferentes já podem estar em andamento, iniciando e/ou terminando durante o intervalo de tempo discutido nos exemplos a seguir. Adicionalmente, a escala relativa de diagrama 1000 difere 20 dos diagramas de temporização restantes. Além disso, como foi mencionado acima, os intervalos de tempo efetivos podem variar de acordo com a velocidade de urna máquina. Os diagramas 1100 até 2001 representam vistas "zoomed in" de porções específicas que podem ocorrer em um ciclo de operação único, e assim o diagrama 1000 25 pretende ser "em escala" com relação a valores de contagem em comparação corrí os outros diagramas.
Antes da operação de bobinamento exemplar que começa em t=n,,lo, ols) materiallis) sendo bobinado(s) pode(m) necessitar ser cortadols). O diagrama de temporização 2009 ilustra 30 um valor de contagerrt cie mestre virtual de barra de corte, enquanto q diagrama de temporização 2001 ilustra a velocidade de barra de corte como fornecido por um ou mais componentes da barra de corte que são sincronizados com o mestre virtual de barra de corte. O próprio mestre virtual de barra de corte é sincronizado com. q 35 mestre virtual de sistema de rriodo que em certa contagem de mestre Wirtual de sistema a contagem de mestre virtual' de barra de corte inicia. Nesse exemplo, o módulo de corte é dirigido para começar a
.
contagem de mestre virtual de barra de corte quando o mèstre virtual de sistema está no valor vl.
Nesse exernplo, o mestre virtual de barra de corte nesse exemplo inclui urna porção onde a contagem é urri valor . 5 negativo. Como foi observado acima, embora o controle assíncrono permita inserção e remoção de componentes em movimento, tensões mecânicas associadas a partidas e paradas são genericarriente evitadas. Por exemplo, os componentes de mÓdulo são genericamente O levado até a velocidade de rriáquina e então movidos para ação 10 total. Em geral, esse quadro de tempo de "partida" pode ser 0 considerado em múltiplos modos. Por exerrtplo, uma contagem de mestre virtual pode ser regulada para iniciar em um ponto suficientemente antecipadamente do tempo quando o mÓdulo necessita estar em velocidade total. por exemplo, se urri mÓdulo necessita 15 estar em velocidade total em urna contagem de mestre virtual de sistema correspondente a t-x e requer um intervalo de terrtpo de At para acelerar para a velocidade de máquina, então o mestre virtual de módulo pode ser dirigido para inicializar em uma contagem de rnestre virtual de sistema correspondendo a t=(x-At), com os 20 coraponentes de niÓdulo sincronizados para começar a acelerar apÓs o início de contagem pelo mestre virtual de módulo.
Entretanto, ern outras modalidades, recursos cío sistema (como ciclos de CPU do controlador de movimento central da máquina) podern ser conservados para evitar a necessidade de 25 calcular o intervalo de tempo L\t. em vez disso, o mestre virtual de módulo pode ser configurado para começar a contar em um valor negativo e terminar a contagem em um valor positivo,' corn os conponentes do rnódulo regulado de modo que o cruzainento zero corresponde ao ponto no qual O(s) componente(s) não mais esteja(m) 30 erri uma fase pré-operacional. Desse modo, os valores de contagerri negativa podem corresponder às atividades pré-operação (por exemplo, acelerando até uma velocidade necessária, levando os cornponentes para urrta posição pronta, etc.), enquanto os valores de contagem positiva correspondem à operação efetiva em um processo.
35 O controlador de movimento central de máquina pode então especificar pontos de sincronização por identificar uma contagern de mestre de sistema quando um módulo deve estar em operação r 47/78 .
total, com o(S) módulo(s) determinando o valor de contagem no qual a contagem de mestre virtual de mÓdulo deve começar. Por exemplo, nesses exemplos, q cruzamento zero é correlacionado com o tempo no qual um componente ou mÓdulo primeiramente faz contato com 5 rrtaterial sendo bobinado (por exemplo, ponto no qual um corte é feito, quando o bobinamento começa, etc.).
Nesse exemplo, os valores de contagem negativos para mestre virtual de barra de corte correspondem à aceleração da KP barra de corte para Eazer o corte (indicado no ponto 2002 no 10 diagrama de velocidade de barra de corte 2001) quando a contagem W de mestre virtual de mÓdulo de barra de corte cruza zero (isto é, em t=n,or,,). Além disso, a temporização do cruzamento zero para o mestre virtual de barra de corte é deslocada ern fase por uma quantidade tps de t=n,,i,,. Isto é devido ao fato de que, nesse 15 exemplo, a barra de corte necessita cortar rnaterial antes do início de um bobinamento. Nesse exemplo, a velocidade de barra de corte aumenta de um ponto mostrado em 2002 para a velocidade desejada para um corte de aperto, desacelera até zero em 2004 apÓs o corte ser feito, e então inverte para retornar para a posição 20 "pronta" em 2006. Embora esse exemplo tenha discutido um úníco corte de aperto, a barra de corte pode ser configurada para cortar o material em qualquer momento ou em um número de vezes utilizando qualquer estilo de corte apropriado. A diferença de fase entre o corte e o início de um bobinamento dependerá da velocidade de 25 material através da máquina, o ponto desejado de engate, quantidade de cauda desejada, distância do perfurador, deslocamento deslocado de operador, e similar. Ãlérri disso, com base em informações incluindo a posição do corte, o controlador central de rriáquina dirigirá um mÓdulo ou mÓdulos de bobinamento 30 pronto para sincronizar seu mestre virtual com um ponto no mestre virtual de sistema para engatar o material recentemente cortado. .
A diferenciação de produto pode ser pos.Sível baseada em corte de faseamento e o ponto de engate para vários módulos de bobinamento. Por exemplo, um primeiro produto com urna 35 primeira contagem de Eolha pode ser obtido por cortar material ern um primeiro número de contagens de mestre de sistema (correspondendo a um período de terrípo tps!.) precedendo a contagern
-
48/78 de mestre na qual o primeiro mestre virtual de mÓdulo cruza zero.
A seguir, um segundo produto com uma segunda contagern de folha, maior, pode ser obtido por fasear o corte do cruzamento zero para o segundo mestre virtual de rnÓdulo por um segundo núrnero .de 5 contagens de mestre virtual de sistema (correspondendo a um período de tempo rrtais longo tps2)- O diagrama de temporização 1100 ilustra um mestre virtual de mÓdulo de bobinamento.
Por exemplo, c) mestre virtual YP 602a de módulo de bobinamento 1 e/ou o mestre virtual 602b do 10 mÓdulo ãe bobinamento 2 da Figura 27 pode compreender um sinal gerado como mostrado no diagraina 1100. Nesse exemplo, o eixo geornétrico vertical representa um valor de contagem de mÓdulo.
As contagens efetivas poderri compreender qualquer representação numérica (ou outra) apropriada, e a presente matéria não pretende 15 ser lirnitada a um tipo ou formato de dados específicos para as contagens.
O valor de contagem de mÓdulo é utilizado pelos componentes do módulo como uma base ' para executar funções.
Adicionalmente, nesses exemplos, os mÓdulos podem compreender individualmente subprocessos que utilizarri seus prÓprios mestres
20 virtuais de subprocesso respectivos que são regulados com o mestre virtual de mÓdulo.
O rnestre virtual de módulo pode ser dirigido para travar o mestre virtual de sistema ern qualquer ponto desejado coiii base na posição desejada CÍd mÓdulo na sequência de operação de máquina, sem considerar a velocidade da máquina, condição dos
25 outros módulos, faseamento de operador, ou a última posição de travamento utilizada pelo rnÓdulo.
A posição desejada pode ser definida como parte dos dados de programa de controle que especificaní üLLlà ou rnais sequenci-as ^ de operação.
Por exemplo, os dados de programa de controle podern especificar múltiplas 30 sequências operacionais que incluem tanto operação normal como operação sob circunstancias especificas, como no evento de diferentes condições de falha.
Nesse exemplo, o mestre virtual de mÓdulo de bobinamento é dirigido de rnodo que trave no mestre virtual de sistema na contagem V2, que corresponde a um tempo
35 pouco antes de Moio,. A contagem de wÓdulo também corneça ern urn valor que é menor do que zero (isto é, urn valor de contagem negativo)
mostrado em 1104. O uso de um valor de contagem negativo pode reduzir vantajosamente o tempo de cálculo e de outro modo fornecer sincronização mais fácil de módulos em algumas modalidades. Nesse exemplo, o valor de contagem inicial é selecionado de modo que o 5 valor de contagem permaneça negativo durante o período entre iniciar o mestre virtual de mÓdulo e c) início da operação de bobinamento efetiva em Molos. O intervalo de tempo 1102 ilustra um deslocamento de fase tps entre o início de bobinamento e o corte Y+ (erri t=n,,,,j para o rolo pela barra de corte. A distância do corte 10 dependerá do ponto de engate desejado, quantidade de cauda e assirri por diante, e é determinada pela diferença em temporização entre o mestre virtual de rrtódulo e o mestre virtual de barra de corte.
Nas Figuras 29A - 29B, o intervalo de tempo sobre o qual bobinamento ocorre é representado errt 1106. O intervalo de 15 tempo rotulado COUlO tRc na Figura 29B inclui intervalo de tempo 1106 e período de teinpo pÓs-bobinarriento adicional 1108 para desaceleração e similar. Funções e ações realizadas antes da operação de bobinamento, como abaixar o mandril e acelerar o mandril a uma velocidade desejada, pode ser regulado para os 20 valores de contagem de mestre virtual de módulo negativos. ApÓs a operação de bobinamento ser concluída, continua até que o rolo seja completo em t=(n+1),QlQ, ou até que um evento (como uma falha) ocorra que de outro rrtodO termine a operação de bobinamento naquele módulo específico.
25 O período de tempo 1108 também pode ser incluído durante o qual o mestre virtual de mÓdulo continua a contageµ além de 100% de um bobinamento de rolo (com a contagem de rnódulo correspondendo a um bobinamento completo ilustrado na linha tracejada 1101). Esse período de tempo adicional pode ser 30 utilizado em algumas modalidades para operações pós-bobinamento realizadas pelo rrtandril e outros componentes de bobinamento, ccmo desaceleração, rotação de cauda, estiramento e similar.
Adicionalrnente, o período de tempo adicional pode permitir ajustes em rnovimento na operação de mÓdulo. Por exemplo, 35 ccúno foi observado acima, sintonia precisa de operações, de bobinamento (ou outra) pcide ser realizada através do aumento e/ou dirrtinuição da taxa de contagem de um mestre virtual. Por exemplo,
© r 50/78 se a taxa de contagem para un mestre virtual de rotação de mandril for alterada em operação, a taxa de rotação do mandril pode variar. Entretanto, se a taxa de contagem for diminuída, então há risco de que a dirriinuição poderia afetar a temporização de 5 operações subsequentes por fazer a operação de bobinamento denioràr mais tempo do que foi planejado. Portanto, o mestre virtual de mÓdulo pode, em algumas modalidades, incluir valores de contagem adicionais como urn amortecimento para tais ajustes.
0 O período de tempo 1110 representa o tempo 10 durante o qual operações adicionais ocorrem após o rolo ser « produzido pelo mÓdulo de' bobinamento. Durante esse período de terrtpo, c) módulo não é sincronizado com o resto da máquina e desSe modo está operando assincronarnente. Por exemplo, como será discutido abaixo, a tora pode ser extraída e um novo núcleo 15 carregado para uso erri algum ponto após término do bobinamento.
Entretanto, em algumas modalidades, essas operações ocorrem independentemente e não são dependentes de um valor de contagem de I[Lestr"e virtual. Por" exemplo, dependendo cía configuraçâo do bobinador, o mÓdulo de bobinamento específico seguindo a 20 temporização de mestre virtual mostrado em 1100 pode produzir uma tora e então entrar ern um estado reserva enquanto . .o bobinador/rebobinador produz vários outros rolos utilizando outros mÓdulos de bobinamento.
Embora nos diagramas de temporização exernplares 25 das Figuras 29A-29B, as operações pós-bobinamento ocupam ürn intervalo de tempo aproximadamente igual àquele utilizado para as operações de bobinamento, esse nem sempre pode ser o caso. Como exemplo, o mestre virtual de sistema (e desse modo os componentès e outros mestres virtuais sincronizados corn os rnesmos) pode contar 30 em uma taxa rnuito elevada por unidade de tempo em alguns casos.
Por exemplo, a operação de bobinamento efetiva para um produto de papel pode ocorrer em urna taxa elevada de velocidade corn tRc ern algumas modalidades, compreende aproximadarnente 1 a 4 segundos. Se . .. a máquina tentar remover a tora completa e carregar um núcleo 35 durante aquele quadro de tempo (quando, por exemplo, o quadro de tempo rnínimo para rernoção segura/carregamento é de cinco segundos), dano à máquina e/ou produto poderia ocorrer. Desse modo, como será observado abaixo, em algumas rnodalidades, os aspectos de carregamento de núcleo/extração de rolo são desacoplados de qualquer mestre de sistema através do uso àe funções de controle assíncronas. 5 O diagrama de temporização 1200 da Figura 29A representa um mestre virtual de mandril que é escravo de um mestre virtual de rriÓdulo.
Por exemplo, o diagrama 1200 pode representar um "came" de linha reta para obter características de bobinamento especificadas utilizando o rnandril com base na contagem de mestre virtual de rotação de rrtandril.
O diagrama 1300 representa o perfil de velocidade resultante utilizando um came de posição que. , . se baseia no valor de contagem de mestre virtual de mandril.
Nesse exemplo, um valor maior para €) resultará em um bobinamento mais apertado, enqjuanto um valor menor para E) resultará em um bobinamento mais solto.
Por exernplo, se ® for mais elevado, então o mandril avançará através cíe seu came de posição mais rápido e girará, portanto, ern um r.p.m. mais elevado para um dado comprimento de ínaterial que se move através da máquina, resultando em um rolo mais apertado.
A contagem de rnestre virtual de mandril é inicializada quando a contagem de mestre virtual de rríÓdulo de bobinamento atinge urri valor especificado.
Como foi o caso'com'o mestre virtual de módulo, o prÓprio mestre virtual de mandril apresenta uma contagem negativa inicial que, nesse exemplo, é utilizada para acelerar o mandril de modo que o rnandril atinge a velocidade rotacional desejada em t=rl,DlD,. A seguir, com base na contagem de mandril e corríg rnostrado no diagrama 1300, a velocidade de mandril é diminuída à medida que o rolo é bobinado e eventualmente se aproxima ou atinge zero.-Por exemplo, um ou mais perfis de came eletrÔnico podem ser desenvolvidos para controlar a velocidade, Erenagem e torque cÍq(s) motor(es) ou outrós dispositivos controlando o giro do mandril, ccm o posicionamento do(s) came(s) calculadols) com base na contagem de mestre virtual de mandril.
Nesse exemplo, o período de tempo 1108 representa o rnovimento pós-bobinamento do mandril.
Se desejado, a desaceleraççg e posicionamento de cauda podem ocorrer totalrrtente independentes do terrtpo de rnestre virtual.
Como observado acima, o uso de mestres virtuais de m6dulo independente e mestre de subprocesso corno mestres de rotação de mandril pode ser utilizado para definir perfis de movirnento diferentes de rrtodo que produtos feitos por módulos 5 possam ter diferentes características (por exemplo, bobinamentos mais apertado ou mais solto, contagens de trama diferentes, diâmetros de rolo diferentes, etc.). 'Entretanto, os mesmos princípios podem ser tanibém utilizados para obter as mesrnas características por mÓdulos que utilizam componentes diferentes'.
Por exemplo, um primeiro mÓdulo de bobinamento pode utilizar um motor com uma resposta de torque mais rápida do que o motor em um segundo mÓdulo de bobinainento. Desse modo, o motor no segundo rriÓdulo de bobinamento pode exigir um período àe tempo pré-operacional maior para atingir a velocidade da máquina.
O mestre virtual de rotação de mandril para o segundo mÓdulo pode diferir daquele do prirneiro mÓdulo para que o segundo módulo forneça o mesrrio desempenho operacional. Por exerríplo, o mestre · virtual de rotação de mandril para o segundo módulo pode começar em urn valor de contagem negativo mais baixo e terminar em um vaíor de contagem positivo mais elevado em relação aos valores do mestre virtual de rotação de mandril no primeiro mÓdulo. Desse modo,. o segundo motor de mandril de módulo começará a partida em urn momento apropriado, dada sua resposta de torque mais Ienta. Entretanto, a partir do ponto de vista do controlador de movirnento central de máquina (e programas de controle relacionados), os dois módulos podem ser corrtandados do mesmo modo por sirriplesmente especificar valores de contagerri de rrtestre· de sistema em que cada mÓdulo deve engatar sem a necessidade de calcular ou de outro modo responder pelos intervalos de tempo pré-operacionais diferentes.
Como foi mencionado acima, em algumas modalidades, o ajuste em rrtovimento de movimento de máquina pode ser realizado por variar a taxa de contagem de mestre virtual de mandril. Por exemplo, perfis de velocidade de bobinamento diferentes podem ser definidos como cames eletrÔnicos para correlacionar velocidade de mandril com a contagem de .mestre virtual de rotação de mandril. Entretanto, com muitos controladores de movirnento, os cames diferentes são recalculados enquanto o mÓdulo não está em movimento. Por conseguinte, após um mÓdulo estar em movimento, nenhuma alteração pode ser feita. ao prÓprio perfil de carrie. Entretanto, ao variar a razão de engrenagem que representa a razão de um valor de contagem de 5 rrtestre virtual de rriÓdulo para um valor de contagem de mestre virtual de sistema, perfis de bobinamento variáveis podem ser implementados. Evidenternente, se os prÓprios cames podem' ser modificados enquanto o raÓdulo está em operação, então perfis de bobinamento variáveis podem ser implementados utilizando urna combinação de características de came e taxas de contagem variáveis.
Como exemplo de alterar perfis de bobinamento sern alterar aas características de came, um bobinamento rnais apertado no núcleo de urri rolo pode ser obtido por aumentar inicialmenté a taxa de contagem de mestre virtual de rotação de mandril e então dirriinuir a taxa posteriormente no bobinamento para afrouxar o bobinamento na porção externa do rolo. Se as taxas aumentada e dirninuída equilibrarem, então o bobinamento ocorrerá durante a mesma faixa de tempo (errt relação ao rnestre virtual de sistema) corno urn bobinamento não variado. Entretanto, se a taxa dirninuída não fcjr equilibrada pela taxa aurnentada (por exemplo, o bobinamento está mais solto), então um "amortecimento" pós- bobinamento na contagem de rnestre virtual de mÓdulo pode ser desejado para evitar problemas de sincronização.
Voltando para a Figura 29B, q mestre virtual de levantamerito de mandril representa outro mestre virtual de subsistema que é escravo do mestre virtual de mÓdulo. Desse modo, o levantamento e a rotação de mandril podem ser controlados independentemente entre si nesse exemplo, c) eixo geométrico vertical de diagrama 1400 representa a contagem de mestre virtual de levantamento de mandril. Corno foi o caso do mestre virtual de mandril e mestre virtual de sistema, a contagern de mestre virtual de levantamento corrteça em um valor negativo selecionado de rnoao que a contagern de levantainento atinja zero no tempo 'em que· o bobinamento de rolo começa. O valor de contagem de rnestre virtual de levantamento de mandril é utilizado como urna base para controlar a posição/movimento dos vários componentes, de posicionamento de levantamento. Por exernplo, urri ou mais perfis de came podem ser desenvolvidos para controlar os servos, acionadores e outros componentes que rriudam a posição vertical do mandril, com a posição de came baseada na contagem de mestre virtual de 5 levantamento de mandril. A posição de levantamento é ilustrada no eixo geométrico vertical de diagrama 1500 e velocidade de levantarriento no eixo geométrico vertical de 1600, com velocidade de levantamento sendo o derivado do gráfico de posição.
m Com base na contagem de rnestre virtual de 10 levantamento, durante o período de tempo tx, o levantamento é abaixado até q engate aproximado do mandril com a tràma de material (isto é, transferência àe rolo)., Então, a posição de levantamento é controlada para incidir na trarna apÓs transferência para deformar o pano e mover a trama em torno do rolo para começar 15 o processo de bobinamento. Após início de bobinamento, a posição de levantamento é controlada para elevar de acordo corrt características de rolo desejadas durante período de tempo tRC.
Nesse exemplo, o período de tempo 1401 representa operações apÓs a contagem de levantamento de mandril ter terminado e o mestre 20 virtual de levantamento é desacoplado do rnestre virtual de mÓdulo.
Outra aplicação vantajosa de ajuste em movimento pode ser encontrada em variar a posição de levantamento durante uma operação de bobínarnento. por exernplo, um perfil de rnovimento de posição de levantamento pode ser definido 'corrt base em urn 25 calibre especificado de material, tal como papel tissue que está . sendo bobinado. O bobinamento de urn material mais espesso resultará em uma taxa de levantamento exigida mais rápida do que um material rnais fino, assumindo uma taxa de bobinamento constante e tensão. Entretanto, ínaterial, tal como papel tissue, pode variar 30 a partir de especificações. Por exemplo, ao rebobinar papel tissue que está sendo desbobinado de um rolo-mãe, as exigências de bobinamento podem alterar devido à alteração de tensões compressivas no papel tissue à medida que o rolo-rnãe diminui em ' tamanho. A saber, papel tissue de partes diferentes do rolo-rnãe, 35 que pode, por exemplo, ter um diâmetro de doze pés, pode ter calibre variável. Portanto, sensores podem ser incluídos para determinar o calibre efetivo do papel tissue que entra, com a razão de engrenagern do mestre virtual de levantamento de mandril ajustado com base nos dados de sensor para aumentar ou diminuir a taxa de contagem para o mestre virtual de Ievantamento de maridril e desse modo permitir uma taxa de levantamento rnais rápida ou mais 5 lenta.
Como mostrado nos diagrarnas 1500 e 1600, após término do bobinamento, o levantamento é posicionado para operações de carregamento de núcleo e extração. Essas operações representam operações assíncronas realizadas independenternente de outras funções de rnáquina. Por exemplo, durante período de tempo tu,, o levantamento é posicionado para a tora a ser extraída, o que Qcorre durante tRs. Nesse exemplo, a posição de carregamento de núcleo está acima da posição de extração, de modo que no período de terripo tcL O levantamento é posicionado para urn núcleo novo a'ser carregado. Finalmente, durante o período de tempo tR, Cj levantamento é retornado ao estado "pronto". A indicação de estado "pronto" também pode ser utilizada para indicar que o mandril está pronto para travar o mestre virtual de mÓdulo para começar uma nova operação de bobinarrtento e pode ser adicionalmente utilizado como uma indicação de que o rnestre virtual de mÓdulo está disponível para travar o mestre virtual de sistema. Evidentemente, o mÓdulo preferivelmente na reporta de volta ao estado "pronto" para o controlador de movimento central de rnáquina até que todos os outros componentes tanibéín estejam prontos.
O diagrama de ternporização 1700 representa uma contagem de mestre virtual de carga de núcleo/extração de tora. O rnestre virtual àe carga de núcleo/extração de tora pode ser escravo do mestre virtual de sistenia ou subsistema em um ponto apropriado de modo que urrt núcleo possa ser carregado sobr.e um rriandril e urn rolo extraído do mandril após bobinamento ser concluído (ou ser de outro modo parado). Corno com os outros mestres v'irtuais, a contagem de mestre virtual de carga de núcleo/extração de tora pode começar erri um valor de contagem inicial negativo de ínodo que a contagem é igual a zero no morríento em que a operação de bobinamento tem início. Nesse exemplo, o diagrama de terriporização 1800 ilustra a velocidade do aparelho de carga de núcleo.
% « . 56/78 Além disso, nesse exernplo, a velocidade de carga de núcleo mostra que as manobras de carregamento de núcleo e extração de rolo Qcorrem após o rnestre virtual de extração de carga de núcleo/extração de tora ter concluído uma contagem 5 cornpleta. Isso é porque, nessa modalidade, as operações de carga/extração são funções reguladas qjue ocorrem independentemente do valor de contagem de qualquer mestre. Em vez disso, apÕs'o mestre virtual de carga de núcleo/extração de tora atingir Seu 0 valor de contagem máxima, a operação de extração de núcleo é 10 acionada e Qcorre durante tRS apÓs o período tljl. Como observado 0 acima, tL1 pode representar urn período de espera para permitir que o levantamento de mandril entre na posição de extração de tora.
Entretanto, em vez de uma função regulada, o movimento subsequente é na realidade baseado em receber comandos do controlador de 15 mÓdulo. por exemplo, o controlador de módulo pode fornecer um comando para o aparelho de extração de tora/carga de núcleo após o levantamento atingir uma posição apropriada, entre outros pré- requisitos. ApÓs extração da tora, outro período de espera t,2 ocorre enquanto o levantamento de mandril entra na posição de 20 carregamento de núcleo. Então, durante tcL, o núcleo é carregado e o aparelho de extração de tora é retornado à posição pronta. ·.
Por temporização as funções de carregamento de núcleo, extração de tora e posicionamento de Ievantamento relacionado independentemente de contagens de mestre, é possível 25 evitar problemas que podem ser encontrados quando a máquina está operando em uma velocidade que é incompatível com a manipulação desejada de núcleos/produtos acabados. Adicionalmente, o restante da máquina pode continuar a operar mesrno no evento de uma falha no aparelho de extração de tora/carregamento de núcleo e/ou 30 carregamento de núcleo/extração de tora pode continuar (se desejado) mesmo no evento de uma falha durante bobinamento em outros módulos.
Como foi observado acima, por exemplo, se material estiver se novendo através da máquina em uma taxa de 35 velocidade elevada, então taxas de contagem de mestre virtual (como, por exemplo, taxas de contagem de rotação de mandril) genericamente ta@ém serão elevadas. Isso pode ser vantajoso, por m r 57/78 exemplo, para obter um bobinamento em um curto período de tempo.
Entretanto, se operações de carregamento de núcleo' e extração de rolo forem sincronizadas em tais velocidades, então dando ao produto e/ou dano ao componente pode resultar. por exemplo, se uma 5 operação de bobinamento demorar aproximadamente í a 4 segunâoS'"e'a operação de extração de rolo/carregamento de núcleo " for sincronizada naquela velocidade, os rolos completos podern sèr r "batidos" por um movimento demasiadamente rápicío, o que" pode entalhar ou rasgar os rolos e/ou possivelmente retirar componentes 10 de alinhamento devido ao momentum do rolo rriÓvel que impacta os componentes de extração. Como outro exemplo, uma operação de bobinamento para uma contagem de trama elevada pode demorar'mais tempo do que a velocidade de carregamento/descarga Ótima; desse modo, se a operação de carga de núcleo/extração de tora for 15 regulada, não é indevidamente tornada lenta pela temporização da operação de bobinamento. Por conseguinte, em tal caso, a utilização disponível de urn mÓdulo dado pode ser aumentada e o número geral de mÓdulos exigidos pode ser reduzido uma vez que rriÓdulos podem retornar mais cedo para c) bobinamento.
20 Em vez dísso, mÓdulos, como o mÓdulo de carga de núcleo/extração de tora, podern suportar funções reguladas independentes de mestre além de funções reguladas de um mestre virtual. Por exemplo, o controlador de mÓdulo pode acessar um perfil que define rnovirnento em intervalos de tempo fixo e executar 25 o perfil após ocorrência de um ou mais eventos, como um comando de "extração de tora" ou "carga de núcleo" a partir do controlador de movimento central de rnáquina. Corno outro exerriplo, as funções reguladas podem iniciar apÓs a contagern de mestre virtual "de mÓdulo atingir seu valor final. Em qualquer evento, após as 30 funções reguladas terem início, o controlador de módulo pode controlar então a posição de levantainento e ações do aparelho de extração de rolo e carga de núcleo independente da taxa das funções sincronizadas com as contagens ãe rnestre virtual de sistema ou subsisteuia.
35 Evidentemente, ern outras modalidades, componentes responsáveis por carregamento de núcleo e/ou extração de tora poderri ser sincronizados com un ou mais iiiestres. Adicionalmente,
% . y > ^ 58/78 qualquer (quaisquer) componente(s) apropriado(s) pode(m) ser controlado(s) por funções reguladas ou por urría combinação de funções reguladas e funções sincronizadas. Embora o exemplo discutido acima funções reguladas em relação a carregamento de 5 núcleo e extração de tora, deve ser entendido que outras fiunções podem ser reguladas e/ou corriandadas independentemente de valores de contagem de mestre, no .nível de mÓdulo ou no nível de sistema. Adicionalmente, embora nesse exernplo nenhum movimento de aparelho de carga de núcleo/extração de tora seja sincronizado com o valor 10 de contagem de mestre virtual de carga de núcleo/extração de.tora, 0 isso pode nern sempre ser assim. Por exemplo, características de bobinamento diferentes podern ser obtidas por variar a posição do rolo parcialmente bobinado/núcleo durante uma operação de bobinamento. Por exemplo, utilizando q aparelho de extração/carga 15 para oscilar o núcleo em uma direção transversal em relação à direção do material sendo bobinado, espiral, cone e outras características podem ser introduziãas.
Urü bobinador/rebobinador pode incluir outros rnÓdulos que podem ser seletivamente envolvidos para fornecer 20 produtos diferentes durante bobinamentos diferentes. Por exemplo, um módulo aplicador pode compreender um ou mais corriponentes que aplicam um aditivo ou aditivos, como uma loção ou corriposto antibacteriano, a uma trama. Por exemplo, um ou mais cçunes eletrônicos podem controlar urria pulverização ou outro acionador.
25 O(s) aditivo(s) pode(rri) ser aplicado(s) a certos comprimentos de material ao bobinar um produto Prerriium, porém não em outros comprimentos de material. E'or exemplo, o controlador de movimento central de máquina pode orientar o mÓdulo de corte para fornecer uma nova borda de ataque e àplicar loção em uma extensão da trarna.
30 A borda pode ser engatada e c) material pode ser bobinado p.or um primeiro rnódulo. ApÓs q comprimento desejado de trama ser atingido, a trama pode ser cortada novamente para definir uma nova borda de ataque. Entretanto, na próxima tora bobinada, nenhurna Ioção ou outros aditivos são aplicados. A nova borda de ataque é 35 engatada pelo próximo módulo de bobinamento disponível.
Em algumas modalidades, o sistema de controle pode suportar redefinição em movimento da posição mestre virtual.
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© .) 59/78 Por exemplo, no evento de urna falha, como observado acima; um mÓdulo pode ser dessincronizado e desengatado e o sistema 'àe controle pode determinar qual (se algum) mÓdulo está disponível para começar a operação no lugar do(s) mÓdulo(s) desengatado(s).
5 em vez de alterar o ponto de travamento do prÓximo módu1o(s) disponível(is), pode ser vantajoso redefinir a contagem de mestre virtual de sistema em um valor pouco antes do ponto de travamento do prÓximo mÓdulo disponível. Por exemplo, dito em termos relativos, urrt sistema de controle pode exigir um intervalo de 10 tempo significativo para recalcular e recomandar mÓdulos de ? bobinamento para engatar em pontos diferentes rio evento de uma falha. Durante q intervalo de tempo no qual as posições de travamento de módulo são recalcu,ladas, quantidades significativas de material podem se rríover através da máquina e tais materiais 15 podem ser desperdiçados se não forem operados. Por exemplo, em um bobinador/rebobinador, o produto pode continuar a mover através da máquina em um transportador que não é sincronizado com nenhuma contagern de mestre virtual. Portanto, por redefinir a posição do rnestre virtual instantaneamente, desperdício pode ser reduzido.
20 Como foi observado anteriormente, os princípios de controle assíncrono discutidos aqui podem ser aumentados para cima ou para baixo. Por exemplo, um mestre virtual de sistema pode corresponder a uma base de sinal para uma máquina compreendendo uma pluralidade de mÓdulos, corn aiguns ou todos os mÓdulos, tendo 25 mestres virtuais que começam a contagem ern respectivos valores de travamento de mestre de sisterna. Cada mÓdulo pode compreender componentes ou subrnontagens que operam individualmente corn base em um mestre virtual de componente e/ou mestre virtual de subrnonµagem que começam a contar em respectivos valores de travamento de 30 rriestre virtual de mÓdulo.
Entretanto, em algumas rrtodalidades, o sistema de controle pode ser utilizado com múltiplas máquinas seletivarnente sincronizadas com o mesmo mestre virtual de sistema. Em tais modalidades, cada máquina seria tratada do mesmo modo que . uIn 35 mÓdulo é tratado em uma modalidade de máquina única.
rv. Mtodos e sistemas de inspeção e regístro
Ó r,. . R"A Q N' 60/78 \í" Como foi discutido acima, um bobinador poàé incluir uma pluralidade de mÓdulos independentes corri bobínamento e outros controles configurados especificamente para cada rnÓdulo em um modo que os mÓdulos não se baseiarn necessariamente em operação , 5 bem sucedida de outros mÓdulos. Durante o processo de bobinamento, urri ou mais defeitos podem ocorrer durante o processo de bobinamento. Esses defeitos necessitam ser rnonitorados para determinar se deverrí separar produtos defeituosos do bobinador e iè, tomar medidas necessárias para rernediar a causa do defeito e/ou 10 iniciar um corte imediato da trama e transferir para o prÓximo
ÇO mÓdulo de bobinamento disponível. Para monitorar e rastrear defeitos, o bobinador pode incluir um sistema de registro e inspeção que inclui capacidades de varredura rápida e hardware capaz de detecção de 15 defeito, programação de tarefa, e registro de produto durante a fabricação contínua e em alta velocidade e bobi.namento de produtos bobinados acabados- O sisterna de registro e inspeção pode acomodar o bobinador modular e assíncrono com capacidades de falha de penetração. O uso do sistema de registro e inspeção com o 20 bobinador perrnite taxas de defeito baixas, ciclos de desenvolvimento rápido e a coleta de dados de processo para acionar aperfeiçoamentos de efLcLencLa. ·^ A precisão em reconhecímento de defeito e em separar produtos defeituosos permite operação controlada em alta velocidade sem arriscar que 25 produtos defeituosos atinjam o consumidor. Alérn disso, o sistema de registro e inspeção de acordo com certas modalidades exernplares da presente invenção pode ser irriplementado utilizando tecnologia de sensores fotoelétricos barata que provê dados de processo superiores quando corrtparado com sistemas de inspeção típicos.
30 Embora alguns dos exernplos a seguir discutidos posterioruiente se refiram a um bobinador modular ou flex, será reconhecido que os princípios de registro e inspeção discutidos aqui podem ser igualrnente aplicáveis em qualquer tipo de, máquina ou rolo que inclui um módulo de bobinamento para bobinar uma trana 35 ern um produto enrolado.
A Figura 30 é um diagrama de blocos de um sisterrta de inspeção exemplar 3000 de acordo com uma modalidade exemplar·da
¢V presente invenção. O sistema de inspeção 3000 inclui "um controlador 3020 acoplado a uma variedade de contigurações .àe sensor, incluindo sensores de conjunto de defeito de bobinamento 3050, sensores de defeito de bobinamento de direção transversal à 5 jusante 3060, sensores de conjunto de mÓdulo à jusante 3070, sensores de borda de ataque 3080 e sensores de defeito de bobinamento de direção transversal à montante 3090. O controlador 3020 pode ser adicionalmente acoplado a uma interface de usuário 3030 e um controlador de movimento centpal de máquina 3010. O @ 10 controlador de rriovimento central de máquina 3010 pode ser parte de um sistema de controle central ou assíncrono para fornecer bobinamento e outros controles para o bobinador.
O controlador 3020 e controlador de movimento central de máquina 3010 podem incluir qualquer tipo apropriado ou 15 arranjo de dispositivos de computação, como computadores de propÓsito geral, controladores de hardware baseados em microprocessador especializado, controladores de lógica programável (PLCS) e sirrtilares. Errí algumas modalidades, alguns ou todos os aspectos do controlador 3020 e/ou controlador de 20 rriovimento central de máquina 3010 podern ser implementados como unidades lógicas separadas utilizando o mesrrío dispositivo ou dispositivos de computação. Alguns aspectos do controlador 3020 e/ou controlador de movimento central 3010 podem ser implementados por software ou hardware especializado (corno circuitos integrados 25 de aplicação específica).
O controlador 3020 pode ser acoplado a vários componentes de sisterria 3000 através de qualquer tipo apropriado ou combinação de tipos de conexões de dados. Por exemplo, a conexão pode incluir conexões de Ethernet, conexões de rede de controle, 30 e/ou quaisquer outros tipos de conexão apropriados. Àlém disso, nesse exemplo, links individuais são mostrados entre o controlador 3020 e os vários componentes do sistema 3000. Entretanto, em outras modalidades, os componentes e controlador 3020 podem ser conectados a uma rede e/ou entre si através de conexões pares. 35 Em operação, sensores de conjunto de defeito de bobinamento 3050, sensores de defeito de bobinamento de direção transversal à jusante 3060, sensores de defeito de bobinamento de h€ direção transversal à rnontante 3090, e sensores de conjunto de mÓdulo à jusante 3070 são utilizados para detectar defeitos'que . ocorrem durante o processo de bobinamento. Os defeitos podem ser quaisquer desvios dos parâmetros de processo esperados para o 5 processo de bobinamento. Os defeitos podem ser detectados por determinar a ausência ou presença de uma trama ern uma região específica do bobinador por um período de varreduras, tempo ou distância de trarrta. A sensibilidade dos sensores de conjunto de defeito de bobinamento 3050, sensores de defeito de bobinamento na Íé 10 direção transversal à jusante 3060, sensores de defeito de
P bobinamento na direção transversal à montante 3090, e sensores de conjunto de rriÓdulo à jusante 3070 podern ser ajustados para assegurar a captura de todos os defeitos que exigem separação do produto enrolado, porém não tão sensíveis que produtos vendáveis 15 sejam separados do processo de bobinamento.
O controlador 3020 monitora defeitos detectados pelos vários sensores e processos, analisa e relata infcjrmações associadas aos defeitos como será discutido em rríais detalhe abaixo. Erri rnodalidades específicas, o controlador 3020 pode ter 20 uma taxa de varredura rápida, corrío menos de aproximadamente 3 ms, para fornecer precisão aumentada na detecção de defeitos. Àlém de fornecer capacidades de monitoração e análise de defeitos, o controlador 3020 pode ser configurado para controlar vários aspectos do bobinador. Capacidades de registro do sistema 3000 25 podem ser implementados utilizando sensores de borda de ataque 3e080. Por exemplo, sensores de borda de ataque 3080 podem ser posicionados no bobinador para verifica a presença de trama, a posição de borda de ataque da trama, e detecção de defeitos de borda de ataque no aparelho de transporte de treuna.
30 A interface de usuário 3030 pode ser utilizada por um operador para manipular e controlar vários aspectos do sistema 3000 através de urri ou mais dispositivos de entrada, corrio um teclado, rnouse, interface de voz, tela sensível a toque, bloco de teclas, etc. a manipulação pode incluir otimização de posição 35 de sensor em relação à trama errí movimento, ensinar o sensor, configurar características de separação para o sensor, habilitar/desabilitar o sensor, e operação de locaiização de
-* defeito do sensor. A interface de usuário 3030 pode fornecer urna interface de usuário gráfico, cujos exemplos serão expostos abaixo, que provê informações coletadas e processadas pelo sistema de inspeção 3000 e que permite funções de montagem, configuração e 5 relatório do sistema 3000.
Com referência agora à Figura 31, o posicionamento e configuração dos vários grupos de sensores do sistema 3000 em um bobinador exemplar serão discutidos. A Figura & 31 ilustra um bobinador exemplar que inclui um apareího de 10 transporte de trama 3110 e seis rnÓdulos de bobinamento exemplares 3112, 3114, 3116, 3118, 3120 e 3122. Embora o bobinador ilustrado na Figura 31 inclua seis rnÓdulos de bobinamento independentes 3112, 3114, 3116, 3118, 3120 e 3122, será entendido que um número maior ou menor de rnÓdulos de bobinamento pode ser utilizado 15 dependendo do bobinador específico e aplicação do sistema 3000. Como ilustrado, sensores de borda de ataque 3080 são posicionados à rriontante dos mÓdulos de bobinamento 3112, 3114, 3116, 3118, 3120 e 3122. Os sensores de borda de ataque 3080 são posicionados para varrer una seção da trama que passa no aparelho 20 de transporte de trama erríbaixo dos sensores de borda de ataque
3080. Os sensores de borda de ataque 3080 podem ser sensores fotoelétricos ou outros sensores apropriados utilizados para verificar a presença ou ausência da trama no aparelho de transporte de trama, identificar uma borda de ataque da trama, 25 detectar defeitos de borda de ataque no aparelho de transporte de trama ou executar outras funções apropriadas. Precisão de inspeção e detecção de defeito do sistema de inspeção 3000 são obtidas, pelo menos ern parte, por associar múltiplos grupos de sensores por mÓdulo de bobinamento 30 3112, 3114, 3116, 3118, 3120 e 3122. Um primeiro grupo de sensores, discutido com relação a sua posição e configuração com relação ao módulo de bobinamento 3114, são qs sensores de conjunto de defeito de bobinamento 3050. Os sensores de conjunto de defeito de bobinamento 3050 são rnontados à jusante de cada mÓdulo de 35 bobinamento 3112, 3114, 3116, 3118, 3120 e 3122, e são dispostos através de uma largura do aparelho de transporte de trama 3110. Na Figura 31, nove sensores de conjunto de defeito de bobinamento
't' 3050 são associados a cada módulo de bobinamento 3112, 3114, 3116, 3118, 3120 e 3122. Entretanto, aqueles com conhecimentos comuns na técnica, utilizando as revelações fornecidas aqui, entenderão que um número maior ou menor de sensores de conjunto de defeito de 5 bobinamento 3050 pode ser associado a cada mÓdulo de bobinamento 3112, 3114, 3116, 3118, 3120 e 3122 como desejado. Os sensores de conjunto de defeito de bobinarriento 3050 são posicionados para varrer uma região do aparelho de
A transporte de trama 3110 em urn local à jusante do mÓdulo de 10 bobinamento 3114. Cada sensor de conjunto de defeito de e bobinamento 3050 é discreto e varre uma seção transversal de uma porção do aparelho de transporte de trama 3110 que passa eihbaixÓ do sensor de conjunto de defeito de bobinamento 3050. Os sensores de conjunto de defeito de bobinamento 3050 podem ser sensorès 15 fotoelétricos ou outros sensores apropriados configurados para procurar defeitos através da presença Oll ausência de trama no aparelho de transporte de trama em intervalos especificados. Como será discutido em mais detalhes abaixo, sensores de conjunto de defeito ãe bobinarriento 3050 podem ser segmentados errt segmentos de 20 sensor de inspeção para classificar defeitos em um perfil de defeitos. Por exemplo, sensores de conjunto de defeito de bobinamento 3050 podem ser segmentados em um segmento de sensor do' lado de operador 3052, um segmento de sensor médio 3054, e urn segrnento de sensor do lado de acionamento 3056.
25 Um segundo grupo de sensores inclui sensor de defeito de bobinamento de direção transversal à jusante 3060. Cada mÓdulo de bobinamento 3112, 3114, 3116, 3118, 3120 e 3122 é associado a urn sensor de defeito de bobinamento de direção transversal 3060. Entretanto, a posição e configuração de sensor 30 de defieito de bobinamento na direção transversal 3060 serão discutidos com referência ao módulo de bobinarnento 3li4. O sensor de defeito de bobinamento na direção transversal à jusante'3060-é posicionado para varrer através de uma direção transversal do rriÓdulo de bobinarnento 3114 erri um local próximo e à jusante do 35 rnÓdulo de bobinamento 3114. O sensor de defeito de bobinamento na direção transversal à jusante 3060 pode ser um sensor fotoelétrico do tipo emissor/receptor ou outro sensor apropriado configurado
'4 para procurar defeitos através da presença ou ausência através da largura na direção transversal total do mÓdulo de bobinamentjo
3114. Os defeitos detectados por sensor de defeito de bobinamento na direção transversal à jusante 3060 podem ser classificados ern 5 urn perEil de defeito baseado em segmentos de janela de inspeção como será discutido em detalhe abaixo.
Urri terceiro grupo de sensores inclui sensor de defeito de bobinarnento na direção transversal à rnontante 3090'. " Cada nÓdulo de bobinamento 3112, 3114, 3116, 3118, 3120 e 3122 é 10 associado a um sensor de defeito de bobinamento na' d'ireçãci transversal 3090. Entretanto, a posição e configuração do sensor de defeito de bobinamento na direção transversal 3090 serão discutidas com referência ao módulo de bobinamento 3114. O sensor de defeito de bobinamento na direção transversal à montante 3060 é 15 posicionado para varrer através de uma direção transversal do módulo de bobinamento 3114 em um local próximo e à montante do nódulo de bobinamento 3114. O sensor de defeito de bobinamento na direção transversal à montante 3090 pode ser urri sensor fotoelétrico do típo emissor/receptor configurado para procurar 20 defeitos através da presença ou ausência de trama através da largura na direção transversal total do mÓdulo de bobinamento
3114. Por exemplo, o sensor de defeito de bobinamento na direção transversal à montante 3090 pode detectar ou monitorar agrupamento da trama à montante do mÓdulo de bobinamento. Os defeitos 25 detectados pelo sensor de defeito de bobinamento na direção transversal 3090 podem ser classificados ern urrt perfil de defeito com base em segmentos de janela de inspeção como será discutido em detalhe abaixo.
Um quarto grupo de sensores inclui sensores de 30 conjunto de módulo à jusante 3070. Sensores de conjunto de.mç5du1o a jusante 3070 são montados à jusante de todos os módulos de bobinarnento 3112, 3114, 3116, 3118, 3120 e 3122 e são dispostos através de uma largura de aparelho de transporte de trama 3110.
Oito sensores de conjunto de mÓdulo à jusante 3070 são ilustrados 35 na Figura 31, entretanto, aqueles com conhecimentos corriuns na técnica, utilizando as revelações fornecidas aqui, entenderão,que
4@ .
um número maior ou menor de sensores de conjunto de mÓdul,o à , jusante 3070 pode ser utilizado corno desejado. Sensores de conjunto de mÓdulo à jusante 3070 são posicionados para varrer uma região do aparelho de transporte de 5 trama 3110 em urrí local a jusante de todos os móduios de bobinamento 3112, 3114, 3116, 3118, 3120 e 3122. Cada sensor de conjunto de mÓdulo à jusante 3070 é distinto e varre uma seção transversal de uma porção do aparelho de transporte de trama'3110 que passa erribaixo do sensor de conjunto de módulo à jusante 3070: 10 Sensores de conjunto de mÓdulo à jusante 3070 podem ser sensores fotoelétricos configurados para procurar defeitos através da presença ou ausência de trama no aparelho de transporte de trama em intervalos especificados. Os sensores de conjunto de mÓdulo à jusante 3070 poderrí servir como urri apoio para os sensores de 15 conjunto de defeito de bobinamento 3050. Como será discutido em mais detaíhe abaixo, sensores de conjunto de mÓdulo à jusante 3070 podem ser segmentados em segmentos de sensor de inspeção de módulo à jusante para classificar defeitos em um perfil de defeitos. Por exemplo, sensores de conjunto de rnódulo à jusante 3070 podem ser 20 segrnentados erri W segmento de sensor do lado de operador 3072, um segmento de sensor médio 3074 e um segmento de sensor do lado de acionamento 3076.
A Figura 32 provê um diagraina de blocos de etapas de rrtétodo exemplares que podern ser realizadas por urn ou mais 25 cornponentes do sistema 3000. Em 3210, o controlador 3020 pode ser configurado para determinar que um mÓdulo de bobinamento específico, como um dos mÓdulos de bobinamento 3112, 3114, 3116, 3118, 3120 e 3122, iniciou o processo de bobinamento. -O controlador 3020 pode determinar que urn módulo de bobinamento 30 específico inicie o processo de bobinamento por receber informações a partir do controlador de movirnento central de máquina 3010 ou por monitorar transferência de trama utilizando um ou mais sensores utilizados no sistema de inspeção 3000.
Em 3220, o controlador 3020 orienta uma 35 pluralidade de sensores para varrer uma região próxima ao mÓdulo de bobinamento que iniciou o processo de bobinamento. Os sensores podem incluir sensores de conjunto de defeito de bobinamento 3050,
'* sensores de defeito de bobinamento em direção transversal à jusante 3060, sensores de defeito de bobinamento em direção transversal à montante 3090, ou sensores de conjunto de rnÓdulo à jusante 3070. a posição e configuração desses sensores em relação 5 a urrí mÓdulo de bobinamento exemplar foram discutidas com referência à Figura 31. Os sensores, que podem ser 'sensor fotoelétrico ou outros sensores apropriados, varrem uma regiào próxima ao mÓdulo de bobinarnento para determinar a presença ou ausência de uma trama. r 10 Em 3230, o sistema 3000 monitora a percentagem de e formação de rolo da trama sobre o mÓdulo de bobinamento. A percentagem de formação de rolo de uma trama pode ser monitorada e medida como urria percentagem de forrriação total de rolo para um tora bobinado acabado ou corno distância de trama com distância zero 15 sendo o ponto no qual a trama é transferida para o mÓdulo de bobinamento. Informações de percentagem de formação de rolo podem ser recebidas no controlador 3020 a partir do controlador de movimento central de máquina 3010 ou de um ou mais sensores utilizados no sistema 3000.
20 De acordo com as. modalidades da presente invenção, a percentagein de formação de rolo da trama pode ser utilizada como um parâmetro de processo de bobinamento para várias finalidades. Por exemplo, o controlador 3020 faz interface com o controlador de movimento central de máquina 3010 com base pelg 25 menos em parte em percentagem de formação de rolo da trama sobre q mÓdulo de bobinamento. Além disso, a percentagem de formação. de rolo pode ser utilizada como um parânetro de processo .de bobinamento associado ao defeito para classificar o defeito em um ou mais perfis de defeito ou como urna etiqueta absoluta para 30 identificar a posição precisa em um tora acabado no qual o defeito ocorre. Em 3240, um dentre a pluralidade de sensores de sistema 3000 detecta um defeito. Um defeito é detectado quancjo um dos sensores, que pode ser urn sensor fotoelétrico ou outro sensor 35 apropriado, detecta a presença ou ausência de uma trama por um número definido de varreduras, conhecida como a contagern de filtro de varredura para o sensor. A contagern de filtro de varredura para
.
V 68/78 & os sensores pode ser ajustada para tornar os sensores mais sensíveis ou menos sensíveis como desejado. Por exemplo, em uma implementação específica, a contagem de Eiltro de varredura para sensores utilizados no sistema 3000 pode ser ajustada 5 independentemente nos vários segmentos de janela definidos por percentagem de forrnação de rolo. A contagem de filtro de varredura pode ser especificada como um número de varreduras ou como distância de trama. A especificação da contagem de filtro de r varredura como distância de trama permite que a sensibilidade de 10 sensor seja configurada independente de velocidades variáveis de máquina. « Ern 3250, o controlador 3020 associa um parâIrletro de processo de bobinamento ao defeito. Por exemplo, em implementações específicas, o controlador 3020 associa a 15 percentagem de forrriação de rolo da trama ao defeito além da identidade dols) sensor(es) específicc|(s) que primeiramente detectou o defeito para romper o defeito errt categorias específicas para análise adicional. Se um sensor detectar um defeito, o controlador 3020 relata os sensores específicos que detectaram o 20 defeito e a percentagein de formação de rolo na qual o sensor detectou o defeito. O relatório da percentagem de Eormação de rolo permite que um histograma seja gerado mostrando frequência de defeito em relação ao comprimento de trama bobinado em rolos de produto. 25 Ern 3260, o controlador 3020 classifica c) defeito em pelo menos um de uma pluralidade de perfis de defeito com base no parâmetro de processo de bobinamento associado ao defeito. Desse wodo, o sistema 3000 pode fornecer realimentação aumentada através de perfilamento de defeito e é diferente de outros 30 sistemas de registro e inspeção que simplesmente relatam que um defeito ocorreu. De acordo com rnodalidades exemplares da presente invenção, perfilamento de defeito pode ocorrer através de urn ou mais de três métodos primários, incluindo seguientação da formação de rolo de uma trarna sobre um mÓdulo de bobinamento em janelas de 35 inspeção distintas, segmentação de sensores de conjunto de defeito de bobinarnento e/ou sensores de conjunto de mÓdulo à jusante em segmentos de sensor de inspeção, , e configuração da sensibilidade de sensor a tamanhos de defeito com base no número de varreduras de detecção dos sensores ou distância de trama.
Em rriodalidades específicas, perfilamento de defeito ocorre por segmentar formação de rolo em uma pluralidade 5 de segrnentos de janela de inspeção para os sensores de conjunto de defeito de bobinamento 3050, os sensores de defeito de bobinainento de direção transversal à jusante 3060, e os sensores de conjunto de defeito de bobinamento à montante 3090. O número e tamanho dos segmentos de janela de inspeção podem ser customizados com base nos paràrletros de produto ou outros fatores. As janelas de inspeção podem ser definidas corrt base em percentagem de formação de rolo do produto ou em termos de distâncias de trama, com distância zero sendo o ponto no qual a trama é transferiãa para c) rnódulo de bobinamento.
Em uma rrtodalidade específica, a formação de rolo de uma trama sobre um mÓdulo de bobinamento é segmentada em três janelas de inspeção definidas como a seguir: janela de transferência de rolo: janela 1 <% de forruação de rolo (distância de trama) < janela 2; janela de formação de rolo: janela 2 <% de forrnação de rolo (distância de trarria) < janela 3; janela pós-formação de rolo: janela 3 <% de formação de rolo (distância de trama) < janela 4.
a janela 1 pode ser detinida para ser uma percentagem de formação de rolo especificada ou distância de trarna para excluir o início do bobinamento após transferência de trama. Esse ajuste compensa a distância de deslocamento entre a linha central de rnÓdulo de bobinanento e as posições de sensor. Além disso, esse ajuste provê um lirnite de tolerância específico para tamanho de defeito de transferência aceitável. Essa pode ser uma característica irnportante devido à variação de atributos de transferência Cle rolo com base erri várias condições de processo. A janela 2 pode ser uma percentagem de formação de rolo especificada ou distância de trama para distinguir defeitos de transferência de rolo versus defeitos de formação ãe rolo. a janela 3 pode ser uma distância especificada para excluir a extremidade do bobinamento.
a janela 4 pode definir uma janela de inspeção pÓs-bobinamento
* para detectar defeitos que podem ocorrer apÓs o bobinamento ser concluído e q produto enrolado estar errt trânsito para a operação seguinte.
A Figura 33 provê uma representação gráfica de 5 uma segmentação exemplar de uma formação de rolo em uma janela de inspeção de transferência de rolo e uma janela de inspeção de formação de rolo. Como ilustrado, a Figura 33 segmentou a formação de rolo em quatro segmentos 3310, 3320, 3330 e 3340. Dois dos segmentos, a saber, 3320 e 3330, definem segmentos de janela de . 10 inspeção ativa nos quais sensores estão varrendo ativamente ern relação a defeitos durante o processo de bobinamento. Os dois « outros segmentos, a saber, 3310 e 3340, definem períodos de exclusão nos quais sensores podem não estar ativamente varrendo em relação a defeitos ou durante os quais rião são relatados ou 15 reconhecidos ccmo eventos de separação possíveis. Erri particular, o segmento 3310 é definido para excluir o início do bobinamento apÓs transferência de trama. O segmento 3320 define uma janela de inspeção de transferência de rolo. O segmento 3330 define uma janela de inspeção de formação de rolo. O segmento 3340 é definido 20 para excluir a extremidade do bobinamento.
Errt operação, o controlador 3020 do sisterna 3000 monitora percentagem de formação de rolo de urria trama sobre um módulo de bobinamento. O sistema 3000 segmenta a formação de rolo em urrta pluralidade de janelas de inspeção, como uma janela de 25 inspeção de transferência de rolo, urna janela de inspeção de formação de rolo, e uma janela de inspeção pós-transferência de rolo como discutido acima. Quando turí defeito é detectado, a percentagem de formação de rolo da trama sobre o módulo de bobinamento é associada ao defeito. O defeito pode ser então 30 classificado em um de uma pluralidade de perfis de defeito definidos pelo menos errt parte pela pluralidade de janelas de inspeção corn base na percentagem de formação de rolo de trama quando o defeito ocorreu. Por exemplo, se o defeito ocorreu em uma percentagem de formação de rolo que está na janela de inspeção de 35 transferência de rolo, o defeito pode ser classificado como um defeito de transferência de rolo. Se o defeito ocorreu em urrta percentagem de formação de rolo que está na janela de inspeção de transferência de forrnação de rolo, o deEeito pode ser classificado como um defeito de forrriação de rolo. Se o defeito ocorreu em uma percentagem de forrriação de rolo que está na janela de inspeç'ão pÓs transterência de formação de rolo, o defeito pode ser classifiCado 5 como um defeito pÓs-formação de rolo. Desse rnodo, realimentação aumentada em relação a defeitos pode ser fornecida acima e além do relatório cíe que um defeito ocorreu.
Alternativamente ou além de perfilamento de defeito corn base ern janelas de inspeção, perfilamento de defeito pode ser também realizado por sensores de segmentação utilizados no sistema 3000 em tuna pluralidade de segmentos de sensor de inspeção. Por exemplo, os sensores de conjunto de mÓdulo' de bobinamento 3050 e sensores de conjunto de mÓdulo à jusante 3070 podern ser segmentados em uma pluralidade de segmentos de sensor de inspeção. Corno pode ser visto na Figura 31, os sensores de conjunto de módulo de bobinamento 3050 foram segmentados em um segmento de sensor do lado de operador 3052, um segrnento de sensor rnédio 3054, e um segmento de sensor do lado de acionamento 3056. Sirnilarmente, os sensores de conjunto de mÓdulo à jusante foram segmentados em um segmento do sensor ão lado de operador 3072, um segrnento de sensor médio 3074 e um segmento de sensor do lado de acionamento 3076.
O controlador 3020 pode cIassificar um defeito em urrt dos segmentos de sensor de inspeção ccm base pelo menos em parte na identidade do sensor ou sensores que prirneiramente detectaram o defeito. Por exemplo, se sensores de conjunto de defeito de bobinamento .3050 associados ao segmento do sensor do lado de operador 3052 primeiramente detectaram o defeito, o defeito pode ser classificado como um defeito do lado do operador. Se os sensores do conjunto de defeito de bobinamento 3050 associados ao segmento de sensor médio 3054 prirneiramente detectaram o defeito, o defeito pode ser classificado .como um defeito médio. Se os sensores de conjunto de defeito de bobinamento 3050 associados ao segrnento de sensor do lado de acionamento 3056 primeiramente detectaram o defeito, o defeito pode ser classificado corno urn defeito do lado de acionamento.
Similarrrtente com relação aos sensores de conjunto de mÓdulo à jusante 3070, se os sensores de conjunto de mÓduío a jusante 3070 associados ao segmento do sensor do lado de operador 3072 primeiramente detectaram o defeito, o defeito pode ser 5 classificado como um defeito do lado de operador. Se qs sensores do conjunto de defeito de bobinamento à jusante 3070 associados ao segrrtento do sensor médio 3074 primeiramente detectaram o defeito, o defeito pode ser classificado como um defeito médio. Se sensores de conjunto de defeito de bobinamento 3070 associados a segmentÒ 10 de sensor do lado de acionamento 3076 primeiramente detectaram o a defeito, o defeito pode ser classificado como um defeito do lado de acionamento.
Eru uma modaliãade específica, defeitos podem ser classificados errí perfis de defeito com base pelo menos em parte 15 nos segmentos de janela de inspeção e segmentos de sensor de inspeção e baseados no grupo específico de sensores para detectar o defeito. por exemplo, em uma modalidade específica, o número total de perfis de defeito para um defeito pode ser dezoito perfis de defeito. Isso inclui nove perfis de defeito associados aos 20 sensores de conjunto de mÓdulo de bobinarrtento 3050, três perfis de defeito associados aos sensores de defeito de bobinamento érn direção transversal à jusante 3060, três perfis ãe defèito associados a sensores de defeito de bobinamento de direção transversal à montante 3090, e três perfis de defeito associados.a 25 sensores de conjunto de módulo à jusante 3070 como a seguir: Perfis de defeito de sensor de conjunto de mÓdulo de bobinamento - defeito de transferêngia de rolo do lado de operador de conjunto de rnÓdulo de bobinainento (% de formação de 30 rolo em janela de transferência de rolo e primeiro sensor no segmento de sensor do lado de operador 3052); - defeito de formação de rolo do lado de operacíor do conjunto de rnódulo de bobinamento (% de formação de rolo em janela de Eormação de rolo e prirneiro sensor no segmento do sensor 35 do lado de operador 3052); - defeito pós-formação de rolo do lado de operador do conjunto de módulo de bobinamento (% de formação,.de rolo em janela de inspeção pÓs-formação de rolo e primeiro sensor no segmento de sensor do lado de operador 3052);
- defeito de transferência de rolo médio de conjunto de mÓdulo de bobinamento (% de formação de rolo em janela 5 de transferência de rolo e primeiro sensor no segmento de sensor médio 3054);
- defeito de formação de rolo médio de "Conjunto
4" de mÓdulo de bobinamento (% de formação de rolo em janela de . 10 formação de rolo e primeiro sensor no segmento de sensor médio 3054); - defeito pÓs-formação de rolo médio de conjunto de mÓdulo de bobinamento (% de formação de rolo em janela PÓS- formação de rolo e primeiro sensor no segmento de sensor..médio 15 3054); - defeito de transferência de rolo do lado de acionamento de conjunto de mÓdulo de bobinamento (* de formação de rolo em janela de transferência de rolo e primeiro sensor no segmento de sensor do lado de acionamento 3056); 20 - defeito de formação de rolo do lado de acionamento do conjunto de módulo de bobinamento (% de formação de rolo em janela de formação de rolo e primeiro sensor no segmento do sensor do lado de acionamento 3056);
- defeito pós-forrnação de rolo do lado de 25 acionamento do conjunto de mÓdulo de bobinamento (% de formação de rolo em janela de inspeção pÓs-forrnação d? rolo e primeiro sensor no segmento de sensor do lado de acionamento 3056); Sensor de defeito de bobinamento na .direção transversal à jusante 30 defeito de transferência de rolo na direção transversal à jusante (% de Eormação de rolo em janela de transEerência de rolo e primeiro sensor sendo um sensor de defeito de bobinamento na direção transversal à jusante 3060);
- defeito de formação de rolo na direção 35 transversal à jusante (% de formação de rolo errt janela de forrrtação de rolo e primeiro sensor sendo um sensor de defeito de bobinamento na direção transversal à jusante 3060);
e 74/78 * - defeito pÓs-formação de rolo na direção transversal à jusante (% de formação de rolo ern janela pós- formação de rolo e primeiro sensor sendo um sensor de defeito de bobinamento na direção transversal à jusan't:e 3060); 5 Sensor de defeito de bobinamento na direção transversal à montante - defeito de transferência de rolo na direção transversal à montante (% de formação de rolo em janela de transferência de rolo e primeiro sensor sendo um sensor de defeito % 10 de bobinamento na cíireção transversal à montante 3090);
3. - defeito de formação de rolo na direção transversal à montante (% de formação de rolo ern janela de forrnação de rolo e primeiro sensor sendo um sensor de defeito·de bobinamento na direção transversal à montante 3060); 15 - defeito pÓs-formação de rolo na direção transversal à montante (% de forrnação de rolo em janela pós- formação de rolo e primeiro sensor sendo um sensor de defeito de bobinamento na direção transversal à montante 3060); Sensores de conjunto de módulo à jusante 20 - defeito do lado de operador de módulo à jusante (primeiro sensor no segmento do sensor do lado de operador 3072); - defeito rríédio de módulo à jusante (primeiro sensor no segmento de sensor médio 3074); - defeito do lado de acionamento é do módulo à 25 jusante (primeiro sensor no segrnento de sensor do lado de acionamento 3076); A sensibilidade do sistema de inspeção 3000 a vários defeitos pode ser ajustada por configurar o controlador 3020 e/ou as sensibilidades de detecção dos vários sensores 30 utilizados no sistema 3000. por exemplo, sensibilidades podem ser ajustadas por variar o núrnero de varreduras ou distância de trarrta para cada janela de inspeção por produto, grau e tipo de sensor.
Isso provê a capacidade de fornecer tolerâncias precisas para defeitos corn base em etapas de processo. Além disso, a 35 sensibilidade de detecção para os vários sensores de conjunto de defeito de bobinamento 3050, sensores de defeito de bobinamento na direção transversal 3060, e sensores de conjunto de módulo à jusante 3070 podem ser ajustados por ajustar a contagem de filtro de varredura para os vários sensores. A'· contagern de filtro de varredura define o núrnero de varreduras ou distância de trarna para o sensor detectar a presença ou falta de trama antes de deteCtar 5 urri defeito. Quanto mais baixa a contagem de filtro de varredura para o sensor, maior a sensibilidade do sensor a defeitos. Em uma modalidade específica, q controlador 3020 pode ajustar a contagem de filtro de varredura para os sensores de conjunto de defeito de bobinamento 3050, sensores de defeito de © F 10 bobinamento na direção transversal 3060, e sensores de conjunto de * jé módulo à jusante 3070 com base em janelas de inspeção. Por exemplo, a contagem de filtro de varredura para o sensor durante a janela de inspeção de forrnação de rolo pode ser maior do que a contagerri de filtro ãe varredura para o sensor durante a janela de 15 inspeção de transferência de rolo para reduzir falsos positivos. a flexibilidade em configurar a sensibilidade do sistema 3000 a defeitos provê inúmeras vantagens em relação a tecnologias existentes conhecidas na arte.
A incorporação de transferência de trama e 20 dinâmica de formação de rolo para associar defeitos a locais de bobinamento na orientação em direção transversal dos mÓdulos de bobinamento (isto é, perfilamento de defeito através da
R segmentação do processo de bobinamento) provê inúrneras vantagens. Por exemplo, tipos de defeito poderri ser inferidos por conhecer a 25 posição da direção transversal e região da formação de roicj onde o defeito ocorreu. Além disso, as informações de perfil de defeito podem ser utilizadas no desenvolvimento do processo de bobinamento para eliminar riscos de produto e defeitos rejeitáveis para fornecer capacidade de falha de penetração. A configuração de 30 sensibilidade de defeito provê uma ferramenta de controle de processo chave para controlar refugo por assegurar que o sistepa de registro e inspeção capture defeitos 'rejeitáveis, porém não resulta na separação de produtos vendáveis. De Eorrrta importante, capacidades de varredura e perfilamento de defeito para detectar 35 defeitos no primeiro envoltório de trama durante transferência de rolo provê dados para categorizar e determinar causas de rai-z ou defeitos causados por confiabilidade, administração interna,
.
montagern e outras áreas que contribuem para variabilidade. Sisternas e métodos de inspeção existentes não permitem esse tipo de variabilidade porque tipicamente exigern uma ruptura de trama ou outro defeito grande para acionar o sistema. 5 As Figuras 34-37 ilustram informações de display exemplares para exibição em urna interface de usuário associada a uma modalidade exemplar da presente invenção. Com referência à Figura 34, a tela de display 3400 provê uma interface gráfica que pode ser utilizada por um usuário para montar parâmetros de 4 g 10 inspeção de mÓdulo. Como ilustrado, a tela de display 3400 inclui
V no Iado esquerdo urria pluralidade de opções para permitir que um usuário selecione o mÓdulo de bobinamento específico para montagem e configuração. A tela de display 3400 provê vários tipos diferentes de informações para usuário, incluindo ajustes de 15 configuração e tipo de sensor tanto para a janela de inspeção de transferência de rolo como a janela de inspeção de formação de rolo.
Nos campos 3410, um usuário pode especificar uma contagem de filtro de varredura para um sensor específico detectar 20 um defeito. A contagem de filtro de . varredura pode ser especificada em termos de percentagern de formação de rolo ou em termos de distância de trama. A contagem de filtro de varredura para a janeía de inspeção de formação de rolo pode ser configurada por urn usuário para ser maior do que a contagem de filtro de 25 varredura para a janela cie inspeção de transferência de rolo. Os campos 3420 e 3430 fornecem uma contagem de defeitos detectados passados para sensores específicos para o deslocamento atual e o deslocainento anterior, respectivamente. O campo 3440 permite configuração de usuário de janelas de inspeção. Por exemplo, o 30 usuário pode especificar valores no campo 3440 para configurar o início e final da janela de inspeção de transferência de rolo e janela de inspeção de formação de rolo. O usuário também pode especificar que a janela de inspeção de transferência de rolo exclua um período da formação de rolo após o início do processo de 35 bobinamento. Similarrnente, o usuário pode especificar que a janela de inspeção de formação de rolo exclua urri período da formação de rolo imediatarnente antes do término do processo de bobinamento.
a Figura 35 ilustra tela de display exemplar 3500 que pode ser utilizada para fornecer informações em relação a sensores índividuais associados a um módulo de bobinamento. a tela de display 3500 pode fornecer urria interface gráfica que permite a 5 um usuário ensinar e habilitar vários sensores associados a um mÓdulo 'de bobinamento. O campo 3510 provê uma indicação para um usuário corn relação a se um sensor específico foi habilitado e 4:^,,t= pode.ser utilizado para varrer ern relação a ãefeitos. Se um sensor " não for habilitado, o usuário pode utilizar essa interface gráfica '""T?;"' 10 para ensinar o sensor e habilitar o sensor para detecção de t. . ' defeito. O campo 3520 pode ser utilizado para fornecer sinais para um usuário de que um sensor específico está atualmente detectando a presença ou falta de trama. Por exemplo, o campo 3520 pode ser colorido branco quando um sensor específico está atualmente 15 detectando a presença de uma trama e transparente quando um sensor específico não detecta atualmente a presença de uma trama. Outras informações fornecidas pela tela de display 3500 incluem nomes de sensor, contagens de defeito para sensores específicos para deslocarnentos atual e anterior, bem como contagens de defeito 20 temporárias. A Figura 36 ilustra tela de display exeinplar 3600 " que pode ser utilizada para fornecer um sumário de inspeção de mÓdulo para todos os módulos de bobinamento para um usuário.
Campos 3610 fornecern informações de contagem de defeito para 25 sensores específicos associados a mÓdulos de bobinamento individuais durante um deslocamento atual. Campos 3620 forneceru informações de contagem de defeito para sensores específicos associados a mÓdulos de bobinamento individuais durante um ' deslocamento anterior. A Figura 37 ilustra tela de display 30 exemplar 3700 que pode ser utilizada para fornecer informações histÓricas em relação aos dez últimos defeitos detectados pelo sistema de inspeção. Os cawpos 3710 Eornecem informações em relação aos dez últimos defeitos detectados, incluindo um perfil de defeito para çg defeito e o horário em que o defeito foi 35 detectado.
Um resuitado surpreendente da operação do bobinador flex é a capacidade do bobinador bobinar toras com características de transferência de trama piores do que urn bobinador central ou de superfície convencional e a capacidade de continuar o bobinamento sem parar a máquina se a trama romper durante a Formação de rolo ou em uma região da tora na direção 5 transversal da máquina. Um bobinador de superfície ou central convencional romperá normalmente a trama devido a uma transferência muito ruim ou ruptura de trama durante bobinamento,
D causando parada da rnáquina de modo que o produto defeituoso possa 4 ser extraído da máquina e a trama recolocada antes de reiniciar a m Y 10 máquina.
O uso de técnicas de controle de movimento assíncrono e as técnicas de registro e inspeção para detecção àe defeitos de bobinamento revelados aqui, separação de produto defeituoso e iniciação de urri corte prematuro da trarria podem ser 15 obtidos. Por exemplo, em urria implementação específica, um produto defeituoso pode ser separado de um mÓdulo de bobinamento específico enquanto a trama está sendo transferida para o prÓximo mÓdulo de bobinainento disponível para bobinamento no prÓximo mÓdulo de bobinanento disponível. Isso leva a desperdício reduzido 20 e produtividade aumentada. Trama defeituosa ou trama que não foi bobinada em uma tora devido a uma ruptura de traína pode ser levada para baixo pelo aparelho de transporte de trana para o aparelho de transporte de trama que manipula refugo. O material particularmente mostrado e descrito 25 acima não pretende ser limitador, porém, em vez disso serve para mostrar e ensinar várias implementações exeinplares da presente matéria. Corno exposto nas reivindicações errí anexo, o escopo da presente invenção inclui tanto combinações como subcombinações de vários aspectos discutidos aqui, juntamente com tais variações e 30 modificações como ocorreria para uma pessoa versada na técnica.
Claims (4)
1. Èlétodo de inspeção, apropriado para uso com relação a um bobinador que produz um produto enrolado a partir de uma trarrta, o bobinador compreendendo um aparelho de transporte'de 5 trama púa transportar uma trama e pelo menos um mÓduio de bobinamento sobre o qual a trama é enrolada para formar o produto enrolado durante um processo de bobinarnento, o mÓduio' de bobinarnento definindo urna direção transversal genericamente , .
perpendicular à direção erri que a trama é transportada pelo "«"" 10 aparelho de transporte de trama, o método caracterizado por compreender: varrer com pelo menos um sensor uma região próxima ao mÓdulo de bobinamento; detectar urn defeito com pelo menos um sensor; 15 associar um parâmetro de processo de bobinamento corn o defeito; e classificar o defeito em pelo rnenos urn dentre urna pluralidade de perfis de defeito corn base no parâInetro de processo de bobinamento associado ao defeito.
20
2. Método de inspeção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o parâmetro de processo de bobinamento compreende uma percentagem de formaçào áe rolo da trama.
3. Método de inspeção, de acordo com a 25 reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que a percentagent de formação de rolo é meCiiàa como distância de trama.
4. Método de inspeção, de acordo com' a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a classificação do defeito em pelo rnenos urrí dentre uma pluralidade de perfis de 30 defeito corrípreende: segmentar uma formação de rolo da trama sobre um mÓdulo de bobinamento em uma pluralidade de janelas de inspeção; classificar o defeito ern uma dentre a pluralidade de janelas de inspeção corn base, pelo menos em parte, na 35 percentagem de formação de rolo associado ao defeito.
5. Método de inspeção, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a formação de rolo
IGl 2/5 é segmentada em uma janela de inspeção de transferência de rolo, uma janela de inspeção de formação de rolo, e una janela de inspeção pÓs-formação de rolo.
6. Método de inspeção, de acordo corn a 5 reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a janeía'·de inspeção de transferência de rolo é definida para excluir um período de forrríação de rolo após Ci tempo ern que c) processo de bobinainento é iniciado.
7. Método de inspeção, de acordo corn as [G' 10 'reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que pelo menos um sensor cornpreende um sensor de bobinamento na direção transversal, o sensor de bobinamento na direção transvêrsal varrendo através da direção transversal do mÓdulo de bobinamento em urn local prÓxirno < ao módulo de bobinamento. 15 8. Método de inspeção, de acordo com as reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que pelo rrtenos um sensor compreende urna pLuralidade de sensores de conjunto de defeito de bobinamento, os sensores de conjunto de defeito de bobinamento varrendo uma região através de uma largura do aparelho 20 de transporte de trama em um local à jusante do mÓdulo de bobinamento.
9. Método de inspeção, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado peio fato de que q parâmetro de processo de bobinarnento compreende a identidade do sensor de 25 conjunto de defeito de bobinarriento para primeiramente detectar o defeito.
10. Método de inspeção, de acordo còrn a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a classificação do defeito em pelo menos um dentre uma pluralidade de perfis de 30 defeito compreende: segníentar a pluralidade de sensores de conjunto de defeito de bobinarnento em uma pluralidade de segmentos de sensor de inspeção; e classiEicar q defeito em um dentre a pIuralidade 35 de segmentos de sensor de inspeção com base na identidade do sensor de conjunto de defeito de bobinamento associado ao defeito.
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11. Método de inspeção, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de segmentos de sensor de inspeção compreende um segmento de sensor do lado de operador, um segmento do sensor médio e um segmento de 5 sensor do lado de acionarnento.
12. MétodQ de inspeção, de acordo com as reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que pelo menos um sensor compreende um dentre um sensor fotoelétrico, interruptor de proximidade, conjunto de sensores fotoelétricos, câmera ou % 10 laser.
13. Método de inspeção, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o 'método compreende ajustar a sensibilidade de pelo menos um sensor, de modo que a sensibilidade do sensor ãurante uma dentre a 15 pluralidade de janelas de inspeção seja diferente da sensibilidade do sensor durante outra da pluralidade de janelas de inspeção.
14. Método de inspeção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o método compreende adicionalmente controlar pelo rnenos urrí rnÓdul.o de 20 bobinamento com base pelo menos em parte no defeito.
15. Método de inspeção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o método ' compreende adicionalmente: iniciar um corte para o mÓdulo de bobinamento 25 quando um defeito for detectado; separar o produto enrolado do mÓdulo çle bobinamento; e transferir a trama para um mÓdulo de bobinanento diferente enquanto o produto enrolado está sendo separado do 30 rriÓdulo de bobinamento.
16. Sistema para monitorar defeitos apropriado para uso com relação a um bobinador que produz um produto enrolado de uma trama, o bobinador compreendendo uín aparelho de transporte de trama para transportar uma trarria e uma pluralidade de mÓdulos 35 de bobinamento independentes sobre os quais a trarrta é enrolada para formar o produto enrolado durante um processo de bobinamento, cada um da pluralidade de mÓdulos de bobinamento independentes definindo uma direção transversal genericamente perpendicular à direção ern que a trama é transportada pelo parelho de transporte de trama, o sistema caracterizado por compreender: uma pluralidade de primeiros sensores associados 5 a, pelo menos, um dentre a pluralidade de mÓdulos de bobinamento independentes, qs primeiros sensores posicionados para varrer através de urria Iargura do aparelho de transporte de trama em um local a jusante do mÓdulo de bobinamento," cada urn da pluralidade de primeiros sensores configurado para detectar urn defeito durante o processo de bobinamento; urri segundo sensor associado a, pelo menos, um dentre a pluralidade de mÓdulos de bobinamento independentes, o segundo sensor posicionado para varrer através da direção transversal do módulo de bobinamento em urn local prÓximo ao mÓdulô de bobinamento, o segundo sensor configurado para detectar um defeito durante q processo de bobinamento; um controlador acoplado à pluralidade de primeiros sensores e o segundo sensor para cada rrtÓdulo de bobinamento independente.
17. Sistema, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que q segundo sensor é posicionado para varrer a direção transversal do mÓdulo de bobinamento ern um local próximo à jusante do rnÓdulo de bobinamento.
18. Sistema, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o sistema compreende adicionalmente um terceiro sensor associado a, pelo menos, um dentre a pluralidade de mÓdulos de bobinamento independentes, o terceiro sensor posicioriado para varrer a direção transversal do módulo de . bobinamento ern um local prÓxirrto à montante do mÓdulo de bobinamento.
19. Sisterna, de acordo com as reivindicações 16 a 18, caracterizado pelo fato de que o controíador é configurado para classificar um defeito detectado por um dentre os primeiros sensores ou o segundo sensor era um de uma pluralidade de perfis dç defeito, a pluralidade de perfis de defeito sendo baseada pelo menos em parte na segrríentação de uma forrnação de rolo da trama sobre urn dos mÓdulos de bobinamento independentes ern uma
« pluralidade de janelas de inspeção e segmentação da pIuralidade de primeiros sensores erri uma pluralidade de segmentos de sensor de inspeção.
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UMA REGIÃO PRÓXIMAAO MÓDULO DE
BOBINAMENTO 3230 jMoNIToRAR A PERCENTAGEM DE FORMAÇÀO DE b
ROLO DATRAMA SOBRE O MÓDULO DE
BOBINAMENTO 3240 i :
DETECTAR UM DEFEITO COM UM DA
PLURALIDADE DE SENSORES 325fjj ASSOCIAR UM PARÂMETRO DE PROCESSO
DE BOBINAMENTO COM O DEFEITO 3260 l CLASSIFICAR O DEFEITO EM PELO MENOS UM ] DE UMA PLURALIDADE DE PERFIS DE DEFEITO I 'y COM BASE NO PARÂMETRO DE PROCESSO DE I : BOBINAMENTO ASSOCIADO AO DEFEITO FlG. 32
> 33/37 ·t jExcLUIR l ()310lNi-| DEFEITO r 3320 DE ) r 3330 !, EXCLUIR Á 3340FI- l |ClO DE BO- |TRANSFERÊN- I DEFEITO DE BOBINAMENTO jNAL DE BOBI- | |B1NAMENTO | CIA l ) NAMENTO I
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PERCENTAGEM DE FORMAÇÃO DE ROLO à FlG. 33 .
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