BR112012024976A2 - método de controle assíncrono de uma máquina e sistema de controle para uso com uma pluralidade de módulos de operação - Google Patents

Abstract

MÉTODO DE CONTROLE ASSÍNCRONO DE UMA MÁQUINA E SISTEMA DE CONTRO-LE PARA USO COM UMA PLURALIDADE DE MÓDULOS DE OPERAÇÃO A presente invenção trata de um método de controle de máquina que pode incluir prover, pelo menos, um sinal de mestre de sistema, sincronizando seletivamente, pelo menos, um sinal de mestre de subsistema ao sinal de mestre de sistema com base no valor do sinal de mestre de sistema, e realizando, pelo menos, uma operação com base no valor do outro sinal mestre. Por exemplo, um controlador de máquina pode prover um sinal de mes-tre virtual de sistema e sincronizar um ou mais sinais de mestre virtual de módulo ao mes-tre virtual de sistema com base no valor de contagem do mestre virtual de sistema. Um ou mais componentes do módulo podem operar com base no valor de contagem do sinal de mestre virtual de módulo. O uso de um método de controle assíncrono pode aumentar vantajosamente a flexibilidade da máquina. Devido ao fato de que a operação dos compo-nentes da máquina pode depender de seus respectivos sinais de mestre virtual, uma má-quina que usa métodos de controle assíncronos pode, vantajosamente, continuar operando um componente ou módulo no caso de uma falha envolvendo outros componentes. Adicio-nalmente, a operação de componente pode ser redefinida enquanto outros componentes da máquina continuam a operar.

Description

a O Ó j | a | “MÉTODO DE CONTROLE ASSÍNCRONO DE UMA MÁQUINA E SISTEMA DE o CONTROLE PARA USO COM UMA PLURALIDADE DE MÓDULOS DE OPERAÇÃO”

HISTÓRICO De modo geral, uma máquina pode compreender um ou mais componentes operados NSCRHLCARSNCS, eletricamente, eletronicamente e/ou de outro modo, para realizar uma ou mais tarefas. A automação industrial moderna confia no controle bem sucedido de máquinas para assegurar que a(s) tarefa(s) das Ú máquinas serão realizadas de uma maneira desejada. . 10 O controle das máquinas pode ser alcançado de . diferentes modos. Por exemplo, em alguns esquemas de controle, o : movimento dos componentes de máquina é sincronizado a um eixo geométrico mestre de modo que o movimento do componente dependa da posição de um eixo geométrico mestre. A sincronização pode ser o resultado de uma conexão física dos componentes ao eixo geométrico Í mestre através de engrenagens, cames, e semelhantes. : Adicionalmente ou alternativamente, um sinal representativo de um ' eixo geométrico mestre, tal como um valor de contagem, é gerado ou 3 obtido, com o movimento do componente dependente do valor de | 20 contagem. Por exemplo, um codificador pode ser usado para obter um , valor de contagem com base na posição do eixo geométrico ou um valor de contagem “mestre virtual” pode ser gerado. Entretanto, o ' controle síncrono pode não tirar proveito total das capacidades operacionais da máquina, visto que todos os eixos da máquina são coordenados com o mestre virtual, em qualquer momento.

RESUMO | Objetos 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 | 30 modalidades da presente invenção. | Um método de controle assíncrono de uma máquina ! pode incluir produzir uma contagem de mestre de sistema que varie de uma contagem inicial até uma contagem final sobre um ciclo de | operação ou série de ciclos de operação. A contagem de mestre de | sistema é a contagem que não é baseada em quaisquer outros valores Í de contagem no sistema de controle, mas, pelo contrário, serve, ! NAAS: —— EE ge ÍU 5 V0 is“ “ "Ja aõÔa "o 2HLEO PP A/|ÁAaliaoI | 2 - ! : 2/58

UU 2 direta ou indiretamente, como a base para controlar outros s componentes e/ou sincronizar seletivamente outros mestres (designados como mestres de “subsistema”). Por exemplo, uma | contagem de mestre de sistema pode 'ser obtida usando um ' 5 codificador, ou um mestre virtual pode ser gerado por um 7 controlador de máquina. Embora muitos exemplos aqui apresentados se refiram a uma contagem de mestre de sistema como a base para ações de componente e outros valores de contagem em uma única máquina, | deve ser entendido que, em algumas modalidades, a contagem de | R mestre de sistema pode servir como a base para operações por . múltiplas máquinas diferentes. ' O método pode incluir adicionalmente prover, pelo menos, uma contagem de mestre de subsistema, com cada contagem de mestre de subsistema baseado direta ou indiretamente na contagem de mestre de sistema, de modo a iniciar quando a contagem de : mestre de sistema atingir um valor de contagem de travamento . (lock-on) respectivo. Um ou mais componentes da máquina podem ser 1 operados com base em um perfil de operação de componente que . 20 define o movimento do(s) componente(s) com base no valor da, pelo menos, uma contagem de mestre de subsistema. Como será discutido : abaixo, a contagem de mestre de subsistema pode corresponder aos valores de contagem que são produzidos para controlar componentes ' em diferentes níveis de sistema e orgarização de máquina. Por exemplo, uma contagem de mestre de subsistema pode referir-se a pelo menos uma dentre: uma contagem de mestre de máquina (quando a contagem de mestre de sistema controla múltiplas máquinas), uma contagem de mestre de módulo, ou uma contagem de mestre usada para controlar um componente particular ou grupo de componente. Uma contagem de mestre de subsistema pode ser | baseada na contagem de mestre de sistema diretamente. Entretanto, algumas contagens de mestre de subsistema, podem ser baseadas indiretamente em outra contagem de mestre de subsistema que é baseada na contagem de mestre de sistema. Como um exemplo, uma contagem de mestre de módulo (subsistema) pode estar baseada em uma contagem de mestre de máquina, com diversas contagens de | mestre de componente com base em uma contagem de mestre de módulo. o — | É AÚÔ O ——— SS a A a aaa a rar rar RARA AA x. * . 3/58 â í O método também pode incluir interromper, pelo 7 menos, uma das contagens de mestre de subsistema sem interromper a contagem de mestre de sistema.

Por exemplo, a contagem de mestre de sistema pode atingir um valor final e interromper, ou pode ser interrompido anteriormente em resposta a uma falha ou um comando bu de controle em resposta a uma condição de processo e/ou entrada de operador.

No caso de uma falha ou um comando de interrupção, a contagem de mestre de subsistema pode ser interrompida de uma maneira controlada, por exemplo, por uma diminuição gradativa na taxa de contagem ou uma interrupção de torque total de componentes , em movimento, tudo sem interromper a contagem de mestre de sistema . ou interferir com as contagens de mestre de subsistema.

Assim, um . ou mais dos processos realizados pela operação dos componentes de máquina podem ser engatados e desengatados de uma maneira controlada, sem precisar necessariamente desligar o(s) outro(s) processo(s) da máquina, uma vez que a contagem de mestre de Í sistema continua. . A operação de um ou mais componentes deve ' significar incluir fazer com que qualquer componente ou grupo de componentes opere de uma maneira desejada.

Isto pode incluir, por exemplo, fazer com que o componente ou conjunto se mova em um ' “padrão determinado, fazendo com que um componente se moda ao longo de: uma trajetória definida, ou para responder a outro movimento em ' um modo” definido.

A operação pode incluir também realizar ações, incluindo, mas não limitado a: iniciar, terminar, ou regular o fluxo ou movimento de um material, e iniciar, terminar, ou regular o fluxo de energia em qualquer forma (por exemplo, energia luminosa, energia de calor, etc.). “Operar” um componente, então dependerá da(s) função(ões) do(s) componente(s) que está(ão) sendo operado(s). Um perfil de operação de componente significa incluir quaisquer meios adequados para direcionar a operação de um ! componente ou grupo de componentes.

Por exemplo, conforme é | conhecido no campo de controles, um perfil de movimento pode ser especificado por um came físico ou eletrônico. : 35 Em algumas modalidades, o método pode compreender adicionalmente determinar um ponto desejado de sincronização para um ou mais dos componentes, subseções, módulos ou máquinas, e Sr |

. 4/58 . 4 Í selecionar, pelo menos, um valor de contagem de travamento com = base no ponto desejado determinado de sincronização. Por exemplo, a operação de uma máquina pode ocorrer com base em um programa de controle que especifica uma ou mais sequências desejadas de operação para componentes e/ou módulos da máquina. Com base na + sequência desejada de operação, um valor de contagem de travamento pode ser selecionado para cada módulo ou componente de modo que o ' módulo ou componente respectivo opera quando desejado ao acionar a contagem de mestre sobre a qual a operação do componente é baseada.

. Nos diversos exemplos abaixo, este tipo de ú operação é descrita como “temporização relativa”. Entretanto, O ? termo “temporização relativa" é usado resumidamente e não pretende que o sistema de controle e/ou os componente da máquina considerem valores ou intervalos de tempo reais. Pelo contrário, os intervalos de tempo reais sobre os quais as operações são ' realizadas e os intervalos de tempo entre pontos de sincronização - podem varia visto que, em algumas modalidades, os pontos de ' sincronização são baseados em contagem. Os intervalos de tempo reais e os valores de tempo variação, então, de acordo com à taxa de contagem por unidade de tempo.

* .. a Por exemplo, em algumas modalidades, a máquina compreende, pelo menos, um primeiro e um segundo módulo. Cada módulo pode compreender um ou mais componentes. Fornecer, pelo menos, um outro sinal de mestre pode compreender fornecer uma primeira contagem de mestre de módulo que inicia quando o mestre de sistema atingir um primeiro valor de contagem de travamento. Adicionalmente, a etapa de método de “fornecer” pode compreender adicionalmente fornecer uma segunda contagem de mestre de módulo que inicia quando O mestre de sistema atinge um segundo valor de contagen de travamento. Ademais, a operação pode compreender operar o(s) componente(s) do primeiro módulo com base na primeira contagem de mestre de módulo e operar o(s) componente(s) do segundo módulo com base na segunda contagem de mestre de módulo.

Por exemplo, um programa de controle pode especificar uma sequência desejada de operação para uma máquina compreendendo uma pluralidade de módulos em um nível de módulo e o

» t . eo 5/58 $ não necessariamente em uma base componente por componente. Os - primeiro e segundo valores de contagem de travamento podem ser selecionados ao determinar a temporização relativa desejada de operação para os módulos; certamente que pontos desejados particulares de operação para os componentes de módulo podem ser * considerados.

Obviamente, uma máquina pode compreender mais : módulos, alguns ou todos os quais podem operar em sequência. Adicionalmente, devido ao fato de que cada módulo opera com base em sua própria contagem de mestre respectiva, os módulos podem ser incluídos ou não, seletivamente, em qualquer dada sequência. r Ademais, os módulos podem operar em diferentes pontos de ] travamento em diferentes sequências. Dependendo da sequência, | processo e máquina específica, alguns módulos podem operar simultaneamente. Também, dependendo dos perfis de operação e dos mestres virtuais adicionais usados (tais como mestres virtuais de ' subprocesso), dois mestres diferentes podem iniciar a contagem ao . mesmo tempo, mas os componentes respectivos cujo movimento é ] baseado, a contagem dos dois mestres pode operar em tempos | diferentes.

. N Adicionalmente, os módulos podem operar ? : independentemente do estado dos outros módulos. Por exemplo, o método pode compreender adicionalmente determinar se o primeiro Í módulo encontrou uma falha. Se foi encontrada uma falha, o método pode compreender desacoplar mecanicamente e/ou eletricamente o primeiro módulo dos outros componentes da máquina em movimento, se existir algum, interrompendo a primeira contagem de mestre de módulo, e determinar se o segundo valor de contagem de travamento de módulo serve ser mudado.

Como um exemplo, uma máquina de bobinamento pode compreender uma pluralidade de módulos de bobinamento que operam em sequência para enrolar um material. Um primeiro módulo de bobinamento pode encontrar uma falha. Em vez de parar a operação da máquina, o primeiro módulo de bobinamento pode ser removido da operação e sua contagem de mestre de módulo pode ser interrompida. Por exemplo, o módulo pode se autodesacoplar dos outros componentes que estejam em movimento (tal como, neste exemplo, uma

+ 6/58 O xe,

A trama movendo-se pela máquina) e/ou a máquina pode incluir * equipamentos para remover o módulo. Entretanto, o segundo módulo pode operar sem relação ao estado do primeiro módulo. Isto presume, certamente, Ss que a condição de falha do primeiro módulo não é um resultado de ? um problema sistêmico maior (por exemplo, um problema com o transportador de trama). O segundo módulo pode operar no mesmo ? ponto que estaria operando na ausência da falha. Entretanto, o controlador central da máquina pode determinar que o segundo | módulo pode operar antes que o pretendido originalmente, uma vez que o primeiro módulo está fora de operação. Caso positivo, o controlador da máquina pode determinar um novo valor para o | . * segundo valor de travamento e direcionar o segundo módulo para | ' iniciar a operação antes ao especificar um valor de travamento diferente para o controlador do segundo módulo. Isto pode reduzir o desperdício vantajosamente, uma vez que ao engatar o segundo . módulo em um ponto anterior, menos material mover-se-á pela Ú máquina sem ser enrolado. o Em algumas modalidades, o método pode compreender adicionalmente mudar o perfil de operação de, pelo menos, um Í componente enquanto a contagem mestre sobre a qual a operação do z componente é baseada, é interrompida. Por exemplo, em um máquina : compreendendo uma pluralidade de módulos, um módulo pode ser interrompido enquanto os outros módulos continuam a engatar nas operações, visto que o mestre de sistema está continuando a gerar ciclos. Enquanto o módulo é interrompido, o perfil de movimento para um ou mais componentes pode ser mudado. Por exemplo, um ou mais perfis de cames eletrônicos dos componentes associados com o módulo podem ser redefinidos, de modo que o módulo funcione diferentemente. Uma vez que o(s) perfil(is) de componente (é)são | redefinido(s), o módulo pode ser posto de volta em operação. Por exemplo, em uma máquina de bobinamento, diferentes características de produto podem ser atingidas, por exemplo, mudando a tensão do bobinamento (discutido em detalhes mais abaixo) que pode ser mudados entre operações, de modo que diferentes produtos podem ser feitos usando o mesmo módulo.

NON

% 7/58 t - Entretanto, estas mudanças podem ser realizadas sem parar a < operação dos outros módulos e componentes da máquina.

Adicionalmente, ou em vez de redefinir o perfil de movimento entre as operações, o movimento também pode ser ajustado enquanto um componente está em operação.

Por exemplo, em ? algumas modalidades, pelo menos uma contagem de mestre de subsistema é provida de uma maneira que à taxa da contagem de ? mestre de sistema e, pelo menos, uma contagem de mestre de subsistema não são iguais durante, pelo menos, parte de um ciclo operacional.

Ademais, a taxa entre a contagem de mestre de sistema e a contagem de mestre de subsistema pode não ser sempre constante ao longo do tempo. . ? Como um exemplo, uma taxa de contagem de mestre de módulo pode ser aumentada ou diminuída para mudar a operação dos componentes (e possivelmente outro, submódulo, mestres) os quais estão baseados na contagem de mestre de módulo.

Por exemplo, . o método pode compreender adicionalmente receber realimentação durante a operação de um ou mais componentes e, com base na z realimentação, aumentar ou diminuir o número de contagens de módulo que ocorre sobre o intervalo de uma contagem de mestre de sistema.

Como outro exemplo, a taxa de contagens de uma contagem + de mestre de subsistema pode ser variada com relação à contagem de “ mestre de módulo ao qual é seu escravo.

W Ao variar a taxa das razões de contagem entre uma Y contagem de mestre de subsistema e à contagem de mestre para o qual é escravo, pode ser vantajoso considerar possíveis 'questões | de resincronização.

Por exemplo, um programa de controle ou sequência pode ser baseada na suposição de que uma contagem de ' mestre de subsistema ocorra sobre um determinado intervalo de contagem de uma ou mais contagens de mestre de subsistema e/ou um determinado intervalo do mestre de sistema.

Se à taxa de contagem de mestre de subsistema for reduzida em relação à contagem de mestre acima deste, então ele pode não completar a operação durante o intervalo de contagem presumido.

Colocado de outro modo, ele pode operar demasiado “lento”. Por outro lado, se a taxa de contagem de mestre de subsistema for aumentada em relação às contagens de mestre acima dele, então ele pode completar a

. 8/58 + operação sobre um intervalo curto e assim operar mais | E “rapidamente”. Consequentemente, em algumas modalidades, depois de | uma ou mais variâncias de taxa, à taxa de contagem de subsistema de contagem é variada novamente para compensar qualquer outras variações de taxa de contagem anterior, de modo que o ciclo de - contagem de subsistema é completado sobre o intervalo original.

Adicionalmente ou alternativamente, o(s) programa(s) de controle i pode(m) incluir um “coxim” nos intervalos de contagem presumidos para o(s) mestre(s) acima da contagem de mestre de subsistema, de modo a permitir algum redução na taxa de contagem de mestre de subsistema. ! Em algumas modalidades, pelo menos uma contagem | . de mestre de subsistema, inicia em um valor de contagem negativo e aumenta para um valor de contagem positiva.

Um ou mais perfis de | 15 operação de componente com base na contagen de mestre de subsistema pode definir, pelo menos, duas fases de operação, . incluindo uma fase de inicialização que inicia no valor de contagem negativo e durante o qual, pelo menos, um componente está - pronto para prover, pelo menos uma ação desejada, e uma fase de operação que inicia quando o valor de contagem atinge zero e R durante o qual o componente realiza a, pelo menos, uma ação . ” . desejada.

Por exemplo, o perfil de movimento pode definir a velocidade de um componente de rotação que é acoplado mecanicamente a outros componentes da máquina que estão em movimento.

Por exemplo, a rotação de um mandril pode ser controlado por um ou mais motores.

De modo a engatar o mandril a uma trama que está se movendo na velocídade da máquina, o mandril de modo geral é levado até uma velocidade, antes de ser engatado.

A fase de inicialização pode compreender o tempo durante o qual o motor de mandril é levado até a velocidade de operação, enquanto a fase operacional pode compreender o tempo durante o qual o mandril é engatado em uma operação de bobinamento (e possivelmente posteriormente). A operação em múltiplas fases pode ser atingida ao basear o movimento do componente diretamente à contagem de mestre de subsistema incluindo valores negativos, ou pode ser |

. 9/58 + atingido ao usar uma ou mais contagens de mestre de subsistema Ê intervenientes.

Se uma ou mais contagens de mestre de subsistema intervenientes foram usadas, os componentes não precisam ser configurados para depender de valores de contagem negativos.

Como observado acima, em algumas modalidades, o : método pode compreender prover, pelo menos uma contagem de mestre 2 de subsistema (uma contagem de mestre de subsistema “adicional”) que inicia quando uma contagem de mestre de subsistema | interveniente atinge um valor de contagen de travamento respectivo.

Um ou mais componentes podem ser baseados na contagem de mestre de subsistema “adicional”. Por exemplo, uma máquina pode | fornecer uma contagem de mestre de sistema e uma ou mais contagens . de mestre de módulo que estejam baseadas na contagem de mestre de sistema.

Pelo menos uma contagem de mestre adicional pode estar baseada de uma contagem de mestre de módulo.

Isto pode permitir, vantajosamente, controle assíncrono de diferentes aspectos de : operação dentro de um único módulo. | Por exemplo, uma bobinador pode compreender uma : pluralidade de módulos de bobinamento, com operação de cada módulo de bobinamento baseada em um mestre de módulo de bobinamento respectivo.

A operação de alguns componentes de módulo de bobinamento pode ser baseada no valor do mestre de módulo de bobinamento.

Porém, alguns componentes de módulo de bobinamento podem operar com base no valor de um mestre de submódulo.

Como um exemplo, um módulo de bobinamento compreende componentes que posicionam um mandril e determinam a rotação de um mandril.

Os componentes relacionados à rotação podem depender de uma contagem de mestre de rotação de mandril, enquanto os componentes relacionados ao posicionamento do mandril (tais como a posição vertical relativa à trama) podem depender de uma contagem de mestre de elevação de mandril.

Cada uma das contagens de mestre de rotação de mandril e elevação de mandril depende do valor do mestre de módulo.

Em algumas modalidades, o método pode compreender operar em pelo menos um componente baseado em uma função temporizada independente de um valor de contagem de mestre virtual.

Por exemplo, pode ser desejável, em alguns casos, operar o : 10/58 . & alguns componentes de um módulo independentemente da velocidade da * máquina (ou módulo). Por exemplo, os componentes de um módulo que realizam a operação de bobinamento podem ser sincronizados a um ou mais mestres de subsistema que estão sincronizados à um mestre de sistema para, pelo menos, parte de um ciclo de operação do mestre Í de sistema.

Porém, outros componentes do módulo que lidam com o . descarregamento do material enrolado acabado podem operar, visto que a contagem de mestre de módulo foi interrompida.

Alguns componentes podem ser sincronizados à um mestre para algumas operações e, a seguir, podem operar independentemente de um valor de contagem de mestre para outros.

Por exemplo, como será observado abaixo, os componentes de elevação de mandril podem ser sincronizados a um mestre virtual de elevação durante à operação de bobinamento.

No entanto, depois da operação de bobinamento, os : 15 componentes podem ter posição controlada através de comandos, de modo a mover o produto enrolado para a posição para remoção.

Se à | : operação de bobinamento preceder uma elevada taxa de velocidade, o uso de funções baseadas em tempo ou posição pode ser permitido | . para manipulação mais lenta da operação de descarregamento que pode ser atingida se a operação de descarregamento for | sincronizada a uma contagem de mestre.

De modo semelhante, se a operação de bobinamento for lenta, a operação de descarregamento pode ocorrer mais rápido que poderia ser atingido se sincronizado a um valor de contagem de mestre.

Embora este documento forneça diversos exemplos de componentes, cuja operação é sincronizada a um ou mais mestres diferentes de um mestre de sistema, em algumas modalidades, a operação de um ou mais componentes: adicionais pode ser sincronizada ao mestre de sistema.

Por exemplo, em um bobinador, o movimento do(s) transportador (es), perfurador, e outros componentes “que movem um trama pelo bobinador, podem ser sincronizados diretamente ao mestre de sistema, ou podem servir mesmo como base do mesmo.

Como utilizado aqui, “bobinador” é genérico para uma máquina para formar um rolo-mãe, e uma máquina (rebobinador) para formar um rolo/tora a partir de um rolo-mãe.

Em .outras palavras, a palavra “bobinador” é ampla o bastante para abranger e 11/58 tanto uma “bobinador” como. "“rebobinador”. De modo geral, ” bobinadores (winders) são máquinãs. que enrolam comprimentos de material, tal como papel, em rolos. Estas máquinas são capazes de enrolar comprimentos de papel (comumente conhecidos como tramas de papel) em rolos em altas velocidades através de um processo ; automatizado. A técnica de bobinamento usada em bobinadores de torre (turret) é conhecida como bobinamento de centro. Um aparelho de bobinamento de centro, por exemplo, está descrito na Patente U.S. reconcedida Número 28.353 para Nystrand, a qual é aqui incorporada por referência. Um segundo tipo de bobinamento é conhecido na técnica como bobinamento de superfície. Uma máquina que usa a técnica de bobinamento de superfície é descrita na Patente U.S. No. 4.583.698. Diversos exemplos neste documento fazem referência a máquinas de bobinamento; entretanto, o uso de tais exemplos não deve significar limitar o sistema de controle, matéria descrita neste documento, a exclusivamente máquinas de : bobinamento.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 é uma vista em perspectiva de uma 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 modalidade exemplar de um bobinador. Esse desenho mostra uma ! pluralidade de módulos de bobinamento 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 módulos de bobinamento independentes linearmente situados em relação mútua e executando as várias funções de um ciclo de bobinamento de tora. A Figura 4 é uma vista em elevação frontal de uma modalidade exemplar de um bobinador. O desenho mostra uma pluralidade de módulos de bobinamento independentes linearmente situados em relação mútua e executando as várias funções de um ciclo de bobinamento de tora. |

. 12/58 A Figura 5 é uma vista em elevação lateral de uma : modalidade exemplar de um bobinador.

O desenho mostra módulos de bobinamento além de outros módulos, que executam funções em uma trama. i A Figura 6 é uma vista em elevação lateral de uma . modalidade exemplar de um módulo de bobinamento independente.

O desenho mostra o módulo de bobinamento engatando uma trama e : formando um produto enrolado através de bobinamento central e de superfície.

A Figura 7 é uma vista em elevação lateral de uma modalidade exemplar de um módulo de bobinamento.

O desenho mostra o módulo de bobinamento utilizando rolos para formar um produto enrolado através de bobinamento de superfície somente.

A Figura 8 é uma elevação lateral de uma modalidade exemplar de um Dbobinador.

O desenho mostra uma pluralidade de módulos de bobinamento independentes sendo : radialmente situados em relação mútua e interagindo com um aparelho de transporte de trama circular. » A Figura 9 é uma vista em elevação lateral de uma modalidade exemplar de um módulo de bobinamento independente.

O desenho mostra um módulo de bobinamento que interage com um aparelho de transporte de trama circular.

A Figura 10 é uma vista em perspectiva de uma . trama sendo transportada por um aparelho de transporte de trama em proximidade com um mandril tendo um 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 uma vista em perspectiva de um produto enrolado com um núcleo que é mostrado sendo retirado de um mandril.

A Figura 13 é uma vista em perspectiva de um 1 mandril que está em posição para carregar um núcleo. : A Figura 14 é uma vista em perspectiva que mostra : um núcleo sendo carregado sobre um mandril através de um aparelho de carregamento de núcleo. ! A Figura 15 é uma vista lateral de uma modalidade | de um aparelho para romper uma trama em movimento. ' : ' 1 ! 1 1

” As Figuras 16 até 23 são vistas em perspectiva de ê uma modalidade alternativa de um aparelho de carregamento de | núcleo mostrando sequencialmente um núcleo sendo carregado sobre um mandril e então uma tora de produto acabado sendo retirada do mandril, " A Figura 24 é uma vista lateral da montagem de , carregamento de núcleo ilustrada nas Figuras 16 até 23. | É A Figura 25 é um diagrama de blocos que ilustra | uma arquitetura de hardware exemplar para implementar um sistema de controle assíncrono.

A Figura 26 é um diagrama de blocos da arquitetura de sistema de controle geral de uma modalidade generalizada, exemplar de um sistema de controle assíncrono distribuído.

A Figura 27 é um diagrama de blocos de uma | arquitetura de controle exemplar para uma máquina à bobinadora/rebobinadora modular.

As Figuras 28A - 28C ilustram vários diagramas de | temporização hipotético exemplares para uma máquina generalizada. : 20 As Figuras 29A e 29B representam diagramas de E: temporização exemplares para componentes em uma máquina | bobinadora/rebobinadora controlada assincronamente. | | DESCRIÇÃO DETALHADA Será feita agora referência em detalhe a modalidades exemplares da invenção, um ou mais exemplos das quais são ilustrados nos desenhos.

Cada exemplo é fornecido como explicação da invenção, e não pretende ser uma limitação da ] invenção.

Por exemplo, aspectos ilustrados ou descritos como parte de uma modalidade exemplar podem ser utilizados com outra ] modalidade exemplar para fornecer ainda uma terceira modalidade j exemplar.

Pretende-se que a presente invenção inclua essas e ] outras modificações e variações.

Os termos “incluindo” e “compreendendo” são utilizados de forma intercambiável e ambos são destinados como termos ilimitados. | 35 Em vários exemplos aqui, métodos e sistemas de ' controle assíncrono são discutidos no contexto de controlar um bobinador que é capaz de bobinar trama de um rolo-mãe para formar ' | ko o = o " —. A RE MRE o. e —

a 14/58 - um produto enrolado.

Entretanto, antes de discutir os detalhes 7 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 7 operação desejada de um Dbobinador exemplar e componentes - exemplares utilizados para obter tal operação é inicialmente discutida.

Discussão adicional pertinente a modalidades exemplares de bobinador/rebobinadores pode ser encontrada nos Pedidos de Patente U.S.

Números 10/085.813, depositado em 28 de Fevereiro de 2002 e 11/799.043, depositado em 30 de Abril de 2007, os quais são ambos incorporados pelo presente a título de referência.

Mais adiante no relatório descritivo os princípios de controle | assíncronos que podem ser utilizados para obter a operação | 15 desejada são discutidos em mais detalhe.

Deve ser entendido que a matéria exposta aqui pode ser aplicada à qualquer tipo ou tipos de ú maquinaria Ou processo, independente de tamanho, arranjo, função pretendida, e similar, e não é limitado ao uso somente com - bobinadores/rebobinadores.

T.

Discussão de aspectos exemplares de uma máquina de bobinamento modular Um bobinador pode compreender um módulo de bobinamento que tem um mandril giratório que engata a borda de ataque de uma trama em 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 centro.

Esse tipo de bobinamento é conhecido como bobinamento central.

Adicionalmente, o mandril pode ser colocado sobre a trama para formar e manter pressão de nip entre o mandril de bobinamento e à trama.

A trama pode ser bobinada em 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 por bobinamento central, bobinamento de superfície e combinações O MA A AAA o

. 15/58 de bobinamento de centro e superfície. Isso permite a produção de 4 produtos bobinados com graus variáveis de maciez e dureza.

Além disso, em vários exemplos, o sistema de controle é utilizado para controlar um bobinador que tem uma pluralidade de módulos de bobinamento independentes e outros. Cada ? módulo de bobinamento individual pode bobinar a trama de tal modo que se um ou mais módulos sejam desabilitados, os módulos ' restantes podem continuar a bobinar sem interrupção. Isso permite que assistência de operador e manutenção de rotina ou reparos de um módulo sejam feitos sem parar o bobinador. Essa configuração tem vantagens específicas em que desperdício é eliminado e eficiência e velocidade da produção do produto enrolado são aperfeiçoados.

Um módulo de bobinamento 12 como mostrado na Figura 1 pode ser utilizado para bobinar uma trama 36 e formar um produto enrolado 22. Embora 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 construção do produto enrolado 22.

Com referência à Figura 5, uma trama 36 é transportada por um aparelho de transporte de trama 34 como mostrado. A trama 36 é cortada até um comprimento predeterminado pelo uso de, por exemplo, um módulo de corte 60 pode ser configurada como uma barra de aperto como revelado na patente US número 6.056.229. Entretanto, qualquer outro modo apropriado de cortar a trama 36 até um comprimento desejado pode ser empregado. Por exemplo, outra modalidade de um módulo de corte 60 é mostrada na Figura 15 que será descrita em mais detalhe abaixo.

Adicionalmente, a trama 36 pode ser perfurada por um módulo de perfuração 64 e tem adesivo aplicada à mesma por um módulo aplicador de adesivo de vedação de cauda/transferência 62 como também mostrado na Figura 5. Adicionalmente, em outras modalidades exemplares, adesão pode ser aplicada ao núcleo 24 como oposto à trama 36. Com referência novamente à Figura 10, o mandril 26 é abaixado para uma posição pronta para bobinar e espera a trama 36. Durante, antes de ou após abaixamento, o mandril 26 é acelerado de

« 16/58 0 | modo que a velocidade do mandril 26 case com a velocidade da trama

36. O mandril 26 tem um núcleo 24 localizado no mesmo. O núcleo 24 é movido para contato com à borda de ataque da trama 36. A trama 36 é então bobinada sobre o núcleo 24 e é fixada ao núcleo 24, por exemplo, pelo adesivo anteriormente aplicado ou e pelo contato 7 entre o núcleo 24 e a trama 36. A Figura 11 mostra a trama 36 sendo bobinada Ú sobre o núcleo 24. O bobinamento da trama 36 sobre o núcleo 24 pode ser controlado pela pressão do núcleo 24 sobre o aparelho de 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 trama 36 sobre o núcleo 24. Adicionalmente, a tensão de entrada da trama 36 pode ser controlada para efetuar o bobinamento da trama 36 sobre o núcleo 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 uma 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” i 20 podem ser empregados, individualmente ou em combinação. Como será discutido abaixo, esses e outros controles podem ser obtidos em e múltiplos modos, incluindo por variar came e outros perfis de movimento, e/ou por variar a temporização relativa de sinais mestre virtuais.

Se não feito 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 na Figura 11).

A Figura 12 mostra o mandril 26 sendo movido de uma posição de bobinamento para uma posição acima do aparelho de transporte de trama 34 por uma 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 com um núcleo 24. Agora, uma função de extração é realizada que move o produto enrolado 38 com um núcleo 24, conhecido na técnica como uma “tora” |

| | . 17/58 ("log"), para fora do mandril 26. Esse mecanismo é mostrado .como Í um aparelho de extração de produto 28 na Figura 2. O produto enrolado 38 com um núcleo 24 é movido sobre um aparelho de | transporte de produto enrolado 20 como mostrado nas Figuras 1 e 2. l 5 Em outras modalidades, à tora não inclui um núcleo 24. | Í Após o produto enrolado 38 com um núcleo 24 ser BR extraído do mandril 26, o mandril 26 é movido para uma posição de | carregamento de núcleo como mostrado na Figura 13. O aparelho de | extração de produto 28 é mostrado em mais detalhe na Figura 2. 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. Além disso, o aparelho de extração de produto 28 ajuda a localizar adequadamente o ponto de extremidade do mandril 26 para o carregamento de um núcleo 24.

A Figura l14 mostra uma modalidade de um núcleo 24 sendo carregado sobre o mandril 26.0 carregamento do núcleo 24 é afetado por um aparelho de carregamento de núcleo 32. O aparelho de extração de produto também pode servir como um aparelho de carregamento de núcleo. O aparelho de carregamento de núcleo 32 pode ser simplesmente um engate friccional entre o aparelho de carregamento de núcleo 32 e o núcleo 24. Entretanto, o aparelho de carregamento de núcleo 32 pode ser configurado em outros modos | conhecidos na técnica.

A Figura 1 mostra uma modalidade exemplar de um bobinador como uma “rebobinador” 10 com uma pluralidade de módulos ' de bobinamento 12 independentes dispostos em um modo linear em ' reiação mútua. Uma armação 14 sustenta a pluralidade de módulos de | bobinamento 12 independentes. Um aparelho de transporte de trama ' 34 está presente que transporta a trama 36 para contato eventual com à pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes. A armação 14 compreende uma pluralidade de montantes 16 sobre os quais a pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes é ' (nesse exemplo) deslizavelmente engatado e suportado. A armação 14 ; também pode ser compreendida de seções de armação modular que engatariam entre si para formar uma estrutura rígida. O número de

: : 18/58 seções de armação modular coincidira com número de módulos de ? bobinamento utilizados.

Situada adjacente à armação 14 há uma série de aparelhos de fornecimento de núcleo 18. Uma pluralidade de núcleos 24 pode ser incluída em cada aparelho de fornecimento de núcleo ; 18. Esses núcleos 24 podem ser utilizados pela pluralidade de . módulos de bobinamento 12 independentes para formar produtos bobinados 22. Depois de formados, os produtos bobinados 22 podem ser removidos da pluralidade de módulos de bobinamento 12 | 10 independentes e colocados sobre um aparelho de transporte de | produto enrolado 20. O aparelho de transporte de produto enrolado é localizado próximo à armação 14 e aparelho de transporte de trama 34. A Figura 2 mostra um rebobinador 10 como | 15 substancialmente mostrado na Figura 1, porém tendo a armação 14 e outras partes removidas para clareza.

Nessa modalidade exemplar, a pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes é composta de seis módulos de bobinamento 1-6. Entretanto, deve ser entendido que um número maior ou menor de módulos de bobinamento 12 20 independentes pode ser utilizado em outras modalidades.

Cada módulo de Dbobinamento 1-6 é mostrado executando uma função diferente.

O módulo de bobinamento 1 é mostrado no processo de carregar um núcleo 24 sobre o mesmo.

A h pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes é dotada de um aparelho de carregamento de núcleo para colocar um núcleo 24 | sobre um mandril 26 da pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes.

Qualquer número de variações de um aparelho de carregamento de núcleo pode ser utilizado.

Por exemplo, o aparelho de carregamento de núcleo pode ser uma combinação de uma haste que estende no aparelho de fornecimento 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 engata friccionalmente e puxa o núcleo 24 pela distância restante sobre o manáril 26. Como mostrado na Figura 2, o módulo de bobinamento 1 está no processo de puxar um núcleo 24 do aparelho de fornecimento de núcleo 18 e posicionar o núcleo 24 sobre o mandril 26.

. | | 19/58 | “ | As Figuras 16-24 mostram uma modalidade de um l aparelho de carregamento de núcleo. Em particular, as Figuras 16- i 23 ilustram uma sequência de carregar um núcleo 24 sobre um mandril 26 para formar um produto enrolado 22 que é então extraído do mandril 26. " O mandril 26 como mostrado é sustentado em uma . extremidade por uma montagem de apoio 214. Na extremidade oposta, o mandril 26 é engatável com um braço de acoplamento 70. O braço de acoplamento 70 está em comunicação com um acionador (como um 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 mandril 26. O braço de acoplamento 70 é utilizado para engatar e sustentar a extremidade do mandril 26 durante bobinamento. Ao carregar o núcleo 24 ou quando extrai um produto enrolado do mandáril 26, por outro lado, o 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 carregamento de núcleo engata o mandril para sustentar o mandril enquanto um núcleo está sendo carregado. A montagem de carregamento de núcleo 200 e o acionador 208 podem ser colocados em comunicação com um | controlador, como um microprocessador que é capaz de acionar uma sequência para carregar um núcleo sobre o mandril em uma posição | desejada e então extrair um produto enrolado do mandril. Como será observado —“abaixo, em algumas modalidades, cada módulo de bobinamento independente 12 pode ser associado a um controlador de módulo respectivo que compreende o microprocessador acionando a sequência de extração/carregamento. Uma sequência para carregar um núcleo sobre o mandril é ilustrada nas Figuras 16-23. 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 posicionado em uma posição específica, o dispositivo de agarramento 202 pode liberar o núcleo como mostrado na Figura 20. | ' o |

, 20/58 A montagen de carregamento de núcleo 200 é então movida : adicionalmente para extremidade do mandril para evitar interferência com o núcleo 24 à medida que uma trama de material é enrolada sobre o núcleo. Também como mostrado na Figura 20, o braço de acoplamento 70 é movido de “volta para engate com o o mandril 26. i . Após o núcleo 24 ser carregado sobre o mandril 26 i como mostrado na Figura 20, um produto. enrolado 22 é formado no mandril como mostrado na Figura 21. De vantagem específica, nessa modalidade, a montagem de carregamento de núcleo 200 pode ser também utilizada para extrair o produto enrolado 22 do mandril 26. Por exemplo, como mostrado na Figura 22, após formação do produto enrolado 22, o acionador 208 pode mover a montagem de carregamento de núcleo 200 para engate com 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 um aparelho de: transferência de produto enrolado. De vantagem específica, a montagem de carregamento de núcleo 200 estabiliza o mandril à medida que empurra o produto enrolado para fora do mandril. Em particular, a montagem de carregamento de núcleo 200 retém a extremidade livre aberta do mandril que reduz o arranque (whip) do:;mandril e, portanto evita contra desalinhamentos. Além disso, após o produto enrolado ser extraído do mandril, a montagem de carregamento de núcleo 200 está em uma 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 a partir de seu manáril 26. O produto enrolado 22 é colocado sobre um aparelho de transporte de produto enrolado 20. Nesse caso, o produto enrolado 22 é um produto enrolado com um núcleo 38. Tal produto enrolado com um núcleo 38 é um produto enrolado 22 que é formado por ter a trama 36 sendo espiralmente envolto em torno de um núcleo 24. Deve ser entendido que o produto enrolado 22 também pode ser um produto enrolado que não tem um núcleo 24 e em vez 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 : ON a aaaa0a000000000NEEESEEESSS A f 21/58 24, porém tem uma cavidade no centro do produto enrolado 22. : Várias configurações de produto enrolado 22 podem ser desse modo formadas. 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 bobinaménto ' central e de superfície. Esses processos serão explicados em maior detalhe abaixo.

O módulo de bobinamento 5 é mostrado em uma 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 está em uma posição “pronta para bobinar”.

O módulo de bobinamento 6 é mostrado na Figura 1 em uma posição “estendida”. Pode ser o caso de que o módulo de | bobinamento 6 tem defeito ou está necessitando de manutenção de rotina e, portanto é movido substancialmente fora de armação 16 para acesso por pessoal de operações ou manutenção. Como tal, o módulo de bobinamento 6 não está em uma posição para bobinar a trama 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 bobinadores individuais, a pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes permite produção ininterrupta mesmo quando um ou mais dos módulos de bobinamento se torna desabilitado. Como será discutido em detalhe adicional abaixo, a operação de cada módulo de bobinamento pode ser baseada no valor de um sinal mestre virtual de módulo de bobinamento que pode ser sincronizado com um sinal mestre virtual de sistema como desejado. Quando um ou mais módulos se torna desabilitado, o(s) mestre(s) virtual(is) do(s) módulo(s) desabilitado(s) pode(ím) ser dessincronizados de modo que o(s) módulo(s) cessa(ím) operação enquanto os módulos restantes (se houver) continuam a operação.

Cada módulo de bobinamento 12 pode ter um aparelho de posicionamento 56 (Figura 4). O aparelho de posicionamento 56 move o módulo de bobinamento perpendicularmente e 22/58 com relação ao aparelho de transporte de trama 34, e para e fora * de engate coma trama 36. Embora os módulos 12 sejam mostrados como sendo movidos em uma direção substancialmente vertical, outras modalidades exemplares de um bobinador podem ter os módulos 12 movidos horizontalmente ou mesmo girados para posição com relação | : à trama 36. Outros modos de posicionar os módulos 12 podem ser previstos.

Portanto, cada da pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes pode ser uma unidade independente e pode executar as funções como descrito com relação aos módulos de bobinamento 1-6. O módulo de bobinamento 1 pode carregar um núcleo | 24 sobre o mandril 26 se um núcleo 24 for desejado para o produto enrolado específico 22 sendo produzido.

A seguir, o módulo de bobinamento 1 pode ser linearmente posicionado de modo a estar em uma posição “pronta para bobinar”. Além disso, o mandril 26 pode ser girado à uma velocidade rotacional desejada e então posicionado pelo aparelho de posicionamento 56 para iniciar | contato com a trama 36. A velocidade rotacional do mandril 26 e a | posição do módulo de bobinamento 1 com relação à trama 36 podem | 20 ser controladas durante à construção do produto enrolado 22. Após | término do bobinamento, à posição do módulo 1 com relação à trama 36 variará de modo que o módulo de bobinamento 1 esteja em uma posição para efetuar remoção do produto enrolado 22. O produto 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. Finaimente, o módulo de bobinamento 1 pode ser posicionado de tal modo que seja capaz de carregar um núcleo 24 sobre o mandril 26 se assim desejado.

Novamente, se um produto enrolado sem núcleo fosse para ser produzido como o produto enrolado 22, a etapa de carregar um núcleo 24 seria pulada.

Deve ser entendido que outras modalidades 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 bobinamento 12 independentes pode ser ajustada para acomodar para a construção do produto enrolado 22. Por exemplo, se o bobinamento de superfície fosse desejado, a pressão entre o produto enrolado 22 à medida que 7 está sendo formado e o aparelho de transporte de trama 34 pode ser ajustada pelo-uso do aparelho de posicionamento 56 durante a 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 são produzidos podem ser feitos de tal modo que tenham contagens . 10 de folha diferentes.

Além disso, o rebobinador 10 pode ser girado ; em 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 discutidos aqui, como observado acima, os módulos de bobinamento 12 podem ter controles de bobinamento específicos para cada módulo 12, com um controle de máquina comum.

Alterações em tempo real podem ser feitas onde tipos diferentes de produtos bobinados 22 são produzidos sem ter de modificar significativamente ou parar o rebobinador 10. Atributos de rolo em tempo 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 ; largura específica da trama 36. Além disso, a pluralidade de : módulos de bobinamento 12 independentes pode ser projetada de tal | modo que a manutenção possa ser realizada em qualquer um ou mais | dos módulos de bobinamento 1-6 sem ter de interromper a operação, | como anteriormente discutido com o módulo de bobinamento 6. Um | módulo de bobinamento 12 pode ser removido e trabalhado enquanto o i resto mantém em operação.

Além disso, ter uma pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes permite um aumento nos intervalos de tempo disponíveis para as funções de carregamento de núcleo 24 e funções de extração do produto enrolado 22. Por exemplo, como será discutido abaixo, os intervalos de tempo podem ser aumentados por implementar as funções de carregamento de núcleo e extração de produto enrolado ! como operações reguladas que não são sincronizadas com um valor de ! o o o |

| FI E IO IO II o = eo 2 24/58 E : contagem de mestre.

A permissão de um aumento nesses intervalos de 7 tempo reduz grandemente a ocorrência de erros de extração e carregamento.

Além disso, aparelhos da técnica anterior que experimentam 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 formato de produto serão reduzidos como i o resultado do rebobinador 10 utilizar princípios de controle T a. assíncrono.

O desperdício pode ser removido do rebobinador 10 pelo j É 10 uso de um aparelho de remoção de desperdício 200 (Figura 5) como É ' conhecido na técnica. j A Figura 3 mostra um rebobinador 10 tendo uma | armação 14 disposta em torno de uma pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes.

O aparelho de posicionamento 56 que | comunica com os módulos de bobinamento 1-6 é engatado em uma extremidade com os elementos transversais 42, como mostrado na Figura 4. Um elemento de suporte linear vertical 44 está presente na pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes para fornecer um mecanismo de fixação para o aparelho de posicionamento 56 e fornecer estabilidade dos módulos 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 utilizados.

Um 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 (como mostrado na Figura 6) para permitir que alguns ou todos da pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes sejam movidos fora da armação 14. A Figura 6 mostra uma vista em aproximação de uma | modalidade exemplar de um módulo de bobinamento.

O servomotor 50 pode ser sustentado pela armação de módulo 48, sobre a qual um | braço de acoplamento de mandril 70 é configurado.

Como pode ser 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 trama 34. Fazer isso : j

Cc produzirá um nip 68 no ponto de contato entre o mandril 26 e o aparelho de transporte 34, com a trama 36 posteriormente sendo bobinada sobre o mandril 26 para produzir um produto enrolado 22. Será entendido que cada módulo pode ter uma configuração física diferente e pode bobinar utilizando princípios 7 diferentes. Por exemplo, na mesma máquina, um módulo pode . compreender um bobinador de superfície, outro módulo pode utilizar bobinamento de núcleo, e outro módulo pode utilizar um mandril a * vácuo. Adicionalmente, a produção de um produto enrolado 22 tendo r 10 um núcleo 24 ou uma cavidade sem núcleo no produto enrolado 22 " pode ser obtida em qualquer outro modo apropriado.

A pluralidade de módulos de bobinamento 12 pode ser também modificada de tal modo que aperfeiçoamentos adicionais sejam realizados. Por exemplo, um aparelho de vedação de cauda 30 pode ser incluído na pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes. Como mostrado na Figura 2, o aparelho de vedação de cauda 30 é localizado no lado inferior da placa 48. O aparelho de vedação de cauda 30 pode ser uma série de furos dos quais um i adesivo é pulverizado sobre o produto enrolado 22 à medida que os comprimentos finais da trama 36 são bobinados sobre o produto enrolado 22. O adesivo faz com que à extremidade traseira da trama 36 seja aderida ao produto enrolado 22. Portanto, é possível vedar a cauda do produto enrolado 22 antes de ser descarregado para o aparelho de transporte de produto enrolado 20. Evidentemente, também pode ser possível fornecer adesivo para a trama 36 em um ponto diferente do que na pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes. Como mencionado, por exemplo, adesivo pode ser aplicado pelo módulo de vedação de cauda 62 como mostrado na Figura 5. Além disso, também pode ser o caso em que a vedação da cauda da trama 36 sobre o produto enrolado 22 possa ser feito off- line, além do bobinador.

Para colocar à trama 36 sobre o mandril 26, o mandril 26 como mostrado na Figura 6, pode ser um mandril 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 K 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. Além disso, o aparelho de posicionamento 56 pode ser utilizado para empurrar o Í módulo de bobinamento para baixo sobre a trama 36 para efetuar o c bobinamento.

Novamente, o rebobinador 10 é desse modo 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 tem um - 10 núcleo, porém tem uma cavidade através do mesmo.

Tal produto z enrolado 22 que é produzido sem um núcleo 24, ainda assim tendo 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 um rebobinador 10 que faz uso de vários módulos à montante da pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes.

Por exemplo, 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 pode ser utilizado em locais imediatamente adjacentes a ou no nip 68 da pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes.

Além | disso, a Figura 5 mostra um módulo de aplicação de adesivo 62 no | aparelho de transporte de trama 34 para aplicar adesivo ou uma | fita adesiva sobre a trama 36. Um módulo de perfuração 64 também é fornecido para perfurar a trama 36. Uma modalidade específica de um módulo de corte : 60 que é particularmente bem adequado para romper a trama 36 | 30 . enquanto móvel é mostrada na Figura 15. Em particular, o módulo de corte 60 como ilustrado na Figura 15 pode formar uma ruptura na trama 36 sem ter de parar ou desacelerar a trama durante o processo de bobinamento.

Como mostrado, o módulo de corte 60 inclui um rolo giratório 300, como um rolo de vácuo que gira com a trama 36 e define uma superfície de transporte 302. Nessa modalidade, o rolo de vácuo 300 é colocado adjacente a um rolo de guia 304 que SS, An

N——— messes eee ss qe Ss sa O as

Í . 27/58 pode receber a trama 36 de um rolo-mãe ou diretamente de um ” 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. Também é mostrado na Figura 5 um aparelho. de 7 remoção de refugo 200 para remover trama extra 36 que resulte de falhas como rupturas de trama, e partidas de máquina. Esse refugo : é movido para a extremidade do aparelho de transferência de trama . 2 34 e então removido. O controle assíncrono de uma pluralidade de = 10 módulos individuais 12 reduz a quantidade de refugo porque após a detecção de uma falha, o módulo afetado 12 pode ser parado antes que o produto enrolado seja totalmente bobinado. A trama pode ser então cortada em movimento e uma nova borda de ataque transferida | para o próximo módulo disponível. Qualquer refugo é movido para a ' extremidade do aparelho de transferência de trama 34 e então removido. Como foi observado acima, 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 módulos 1- |

6. Isso permite que o rebobinador 10 opere sempre que problemas : que ocorrem comumente durante o processo de bobinamento surjam. Tais problemas poderiam incluir, por exemplo, rupturas de trama, rolos expandidos, transferências perdidas e erros de carregamento de núcleo. O rebobinador 10 não terá, portanto de parar sempre que ; um ou mais desses problemas ocorrem porque os módulos de bobinamento 1-6 podem ser programados para detectar um problema e trabalhar no problema específico sem parar. Por exemplo, se um problema de ruptura de trama ocorrer, o rebobinador 10 pode realizar um corte de trama por um 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. 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 comando de um controlador central de máquina. Simultaneamente ou logo após, o

NOS

* N 28/58 » controlador central de máquina pode determinar o próximo ponto de ? engate disponível para a trama com base na temporização do corte de trama e dados conhecidos em relação ao tempo de espera mínimo (expresso como valores de contagem) para um módulo “pronto” para engatar a trama. Um módulo pronto poderia ser comandado para , engatar seu mestre virtual em uma contagem de mestre de sistema cs apropriado de modo a começar a operação na borda recentemente cortada. Dependendo do tempo de espera, a trama pode ser cortada .- novamente para fornecer uma borda de ataque a ser engatada pelo &« 10 módulo de bobinamento. Evidentemente, em outras modalidades, o 2 módulo poderia engatar a trama em um ponto diferente de uma borda, 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 refugo 200 poderia ser utilizado para remover e transportar o refugo para um local remoto do rebobinador 10. O aparelho de remoção de refugo 200 poderia ser, por exemplo, um 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 formado 22. Subsequentemente, o módulo de bobinamento 1-6 poderia reiniciar a operação normal. Durante esse tempo inteiro, o rebobinador 10 não teria de parar. Em vez disso, a sequência operacional poderia ser modificada para prosseguir sem o módulo com defeito. Após o defeito ser resolvido, o módulo poderia ser retornado ao estado “pronto” e então incluído na sequência operacional em qualquer ponto apropriado (se necessário).

Outra modalidade exemplar de bobinamento envolve o uso de uma trama com 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. Portanto, é possível bobinar a trama 36 por dois ou mais módulos 12 ao mesmo tempo.

Em algumas modalidades, o processo de bobinamento pode ser realizado em uma extremidade de uma máquina de papel tissue. Desse modo, a trama de papel tissue 36 poderia ser DE ——«JD«]Ô2.-<.—..—nn——2<—«““<—.«v«———€€€——.«——< up«2.a«z—————————.—««——.————»à»v»vvà»í à a .

Si——————— essp— ses sa sa ss sss css ss ass ss seo oe A OE OO O 29/58 ' ã : diretamente convertida em 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 " substancialmente linear. Além disso, o aparelho de transporte de . trama 34 também é de orientação linear no local próximo à pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes. As + modalidades representadas são de uma orientação do dispositivo de transporte de trama em um plano substancialmente horizontal. = Entretanto, deve ser percebido que qualquer orientação diferente | de horizontal poderia ser utilizada. Além disso, as modalidades ! representadas utilizam módulos que engatam somente um lado do aparelho de transporte de trama. Deve se entendido que um Í 15 bobinador poderia ser configurado onde os módulos de bobinamento | engatam mais de um lado do aparelho de transporte de trama. A Figura 8 mostra uma configuração alternativa tanto do aparelho de transporte de trama 34 como da pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes. A modalidade exemplar mostrada na Figura 8 é uma pluralidade de módulos de bobinamento 12 que são radialmente dispostos em relação mútua, 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 exemplo, 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 módulos de bobinamento 1-6 sejam movidos no sentido e afastando do aparelho de transporte de trama 34 pelo aparelho de posicionamento

56. A Figura 9 revela uma modalidade exemplar de um módulo de bobinamento que é utilizado na configuração revelada na Figura 8. O módulo de bobinamento da Figura 9 é substancialmente igual ao módulo de bobinamento mostrado na Figura 6, embora configurado para uma configuração de conjunto circular ao contrário de uma configuração de conjunto linear. II. Princípio geral de controle assíncrono Como foi discutido acima, um bobinador/rebobinador pode compreender uma pluralidade de módulos

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? 30/58 « » independentes.

Controles de bobinamento (e outro) podem ser t i configurados especificamente para cada módulo em um modo que os módulos não se baseiam necessariamente em operação bem sucedida de outros módulos.

Em algumas modalidades, isso pode ser obtido através do uso de um sistema de controle distribuído que permite ? 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 compreendendo uma pluralidade de módulos 2 configuráveis para operação independente. | A Figura 25 é um diagrama de blocos que ilustra uma arquitetura de hardware exemplar 500 para implementar um sistema de controle assíncrono.

O controlador de movimento central de máquina 510 é ligado a controladores para vários módulos compreendendo a máquina.

Nesse exemplo, o controlador de movimento central de máquina 510 é ligado ao controlador 520 do módulo 1, controlador 522 do módulo 2, controlador 524 do módulo 3, e controlador 526 do módulo n. embora quatro controladores de módulo sejam mostrados na Figura 25, será entendido que um número maior ou menor de controladores de módulo pode ser utilizado dependendo ' da máquina específica e implementação de sistema de controle.

Por | exemplo, em uma máquina compreendendo seis módulos de bobinamento 12, a arquitetura de hardware poderia compreender seis controladores de módulo de bobinamento respectivos, juntamente com um ou mais outros controladores de módulo para corte, aplicação de adesivo e perfuração.

Voltando ao exemplo da Figura 25, o controlador de movimento central de máquina 510 e controladores de módulo 520, 522, 524 e 526 podem compreender individualmente ' qualquer tipo apropriado ou arranjo de dispositivos de computação, como computadores de propósito geral, controladores de hardware baseados em microprocessador especializado e similar.

Em algumas | modalidades, alguns ou todos os aspectos dos controladores de módulo e/ou controlador de movimento central podem ser implementados como unidades lógicas separadas utilizando o mesmo dispositivo ou dispositivos de computação.

Alguns aspectos do sistema de controle podem ser implementados por software Ou

[2.222 cqsqosnpoooqssoococosros— ogs"ssovpqrvgttoaprrrARAAARA A AAA sssssss nc ) ,."““meA o - ôyp2 2, - a .s "= 7] PI 2 " s"º.sclc= Mi“ 31/58 * hardware especializado (como circuitos integrados de aplicação t específica).

Dito em termos gerais, conexões 512, 514, 516 e 518 podem compreender qualquer tipo apropriado ou combinação de tipos de conexões de dados. Por exemplo, as conexões podem 7 compreender conexões Ethernet, conexões de rede de controle, e/ou quaisquer outros tipos de conexão apropriados. Além disso, nesse ' exemplo, links individuais são mostrados entre controlador de . movimento central 510 e cada módulo. Entretanto, em outras modalidades, os módulos e controlador de movimento central 510 são ” conectados a uma rede e/ou entre si através de conexões pares.

Em operação, o controlador de movimento central de máquina 510 envia comandos e consultas para os vários controladores de módulo para implementar uma sequência de operação para a máquina e recebe dados de estado dos módulos. Por exemplo, 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 material e realizar operações de bobinamento. Se um ou mais módulos fornecerem uma mensagem indicando uma falha, o controlador de movimento central de máquina 510 pode ajustar operação da máquina para tratar da falha e tentar continuar a operação.

Independente da arquitetura de hardware subjacente, o controle de máquina pode ser distribuído para operação assíncrona utilizando pelo menos um mestre de sistema e um mestre virtual de subsistema, com pelo menos alguns componentes de máquina sincronizados com o mestre virtual de subsistema. Por exemplo, em algumas modalidades, um sistema de controle para uma máquina modular pode fornecer, produzir ou de outro modo gerar um mestre virtual de sistema e pelo menos um mestre virtual de módulo, com componentes de módulo sincronizados direta ou indiretamente com o mestre virtual de módulo. O controlador de movimento central de máquina 510 pode fornecer um sinal que representa o mestre virtual de sistema e comandos para um ou mais controladores de módulo. O controlador de movimento central 510 pode acessar um ou mais programas de controle que definem uma ou mais sequências de operação. Com base nas sequências de operação,

SA A O

% o controlador de movimento central pode calcular temporizações ú exigidos e enviar comandos para o(s) controlador(es) de módulo para sincronizar adequadamente o(s) mestre(s) virtual(is) de módulo para pontos dados respectivos no mestre virtual de sistema para implementar as operações desejadas.

Além disso, o ponto dado “ para cada módulo pode alterar entre ciclos operacionais de mestre virtual do sistema enquanto as outras porções da máquina Ou sistema permanecem em movimento. . A Figura 26 ilustra um diagrama de blocos da arquitetura de sistema de controle geral de uma modalidade < exemplar de um sistema de controle assíncrono distribuído para componentes, por exemplo, de uma máquina, em uma forma generalizada.

O bloco 552 representa o mestre de sistema.

Por exemplo, o bloco 552 pode representar um mestre virtual de sistema ou sinal mestre de sistema fornecido por um controlador de movimento central.

Alternativamente, em algumas modalidades, o mestre de sistema pode compreender um sinal mestre, como um codificador gerado com base em um eixo geométrico mestre físico.

O sistema de controle compreende ainda mestres virtuais adicionais 554, 556, 558 e 560 cada correspondendo a um módulo respectivo 1, 2, 3 e n., por exemplo, os sinais de mestre virtual de módulo podem ser fornecidos por controladores de módulo 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 pode compreender muito mais módulos e o presente assunto não pretende ser limitado pelo número de módulos.

Evidentemente, um sistema de controle pode compreender menos módulos também.

Adicionalmente, em algumas modalidades, um módulo pode compreender componentes que são sincronizados com um ou mais mestres virtuais de subprocesso, com cada mestre virtual de subprocesso sincronizado com o mestre virtual de módulo.

Como foi observado acima, alguns componentes de máquina podem ser sincronizados com o mestre de sistema diretamente em um modo convencional.

Entretanto, tais componentes (por exemplo, um transportador de máquina) não são tratados em detalhe aqui.

DER SRS E A A O A ri TA a " BR

« Cada módulo pode compreender componentes : 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 * ou mais sinais ou indicadores que fazem com que os componentes executem como desejado, como por enviar sinais elétricos, ' hidráulicos ou outros. . Um arranjo generalizado de subprocessos É 10 realizados por uma máquina é mostrado na Figura 26 como ' ã subprocessos 562, 564, 566, que são associados ao módulo 1, subprocesso 568, que é associado ao módulo 2 e no subprocesso 570 que é associado ao módulo 3. Por exemplo, como observado acima, um bobinador/rebobinador pode compreender módulos configurados para executar tarefas incluindo carregar núcleos, posicionar um mandril, 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 sistema posicione componentes, fixe os componentes juntos, e então pinte a montagem. Cada tarefa poderia ser cuidada por um módulo diferente e poderia compreender diversos subprocessos. Dito em 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 máquina, a localização da máquina, intensidade de uso e outros fatores. Como será discutido abaixo, em algumas modalidades, um subprocesso realizado por um módulo pode ser implementado por componentes — coordenados por um mestre virtual dedicado ao subprocesso. O mestre virtual de subprocesso pode ser sincronizado com o mestre virtual de módulo em um momento apropriado.

Os módulos podem ser configurados para executar tarefas em qualquer modo apropriado. Por exemplo, em algumas modalidades, subprocessos podem ser realizados por fornecer movimento físico a um ou mais componentes de máquina através do uso de servo e outros controles com capacidade de perfil de came eletrônico. Um perfil de came pode ser definido e movimento

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—————— Ç—ã————— A OO | 34/58 + transmitido através do uso de servo motores, acionadores e * similares, de modo que o movimento do(s) componente(s) de máquina siga o perfil de came.

Por exemplo, o aparelho de posicionamento 56 dos exemplos acima pode controlar a posição vertical de um mandril ou outro componente baseado em um perfil de came definido : para uma operação de bobinamento.

Como outro exemplo, um grupo de : servos e perfis de came 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 | : 10 componente, como um bocal de tinta, manipulado pelo braço.

Em a algumas modalidades, o perfil de came 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.

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 realimentação como dados de sensor e/ou entrada de usuário 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 em espessura de material e outras propriedades.

Dito em termos gerais, ao utilizar métodos | atualmente — conhecidos (isto é, “controle — síncrono”), os componentes do sistema responsável por executar tarefas diferentes 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 depende de perfis de came do eixo geométrico mestre.

Por exemplo, o primeiro processo pode começar em um primeiro tempo/posição no eixo geométrico mestre, seguido pelo segundo processo em um segundo tempo/posição, e então pelo terceiro processo em um terceiro tempo/posição.

Entretanto, inúmeros problemas poderiam | ES [—-—-————-——.PF————————

Dm “=. 35/58 . desenvolver no evento de uma falha ou erro. Por exemplo, se uma 7 falha fosse ocorrer durante o segundo *processo, então a máquina inteira necessitaria provavelmente ser “parada para resolver a falha. Além disso, se todos os três processos fossem fisicamente sincronizados com o eixo geométrico mestre, então a máquina não ? 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 2 mestre virtual para redefinir os componentes, o mestre poderia ser Ú 10 redefinido. Entretanto, a máquina ainda teria de ser parada para s 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 temporização hipotético exemplares para uma máquina. A escala de tempo é arbitrária, e as designações de tempo 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 implementado com base em valores de contagem em vez de valores de tempo, que são utilizados aqui para conveniência. Nesses exemplos, subprocessos generalizados realizados pela máquina são associados | a três módulos diferentes. Por exemplo, o módulo 1 pode compreender componentes que executam operações preliminares em um material, o módulo 2 pode compreender componentes que executam operações de acabamento, enquanto o módulo 3 compreende componentes que limpam refugo e prepara novo material para manipulação pelo módulo 1.

A Figura 28A ilustra a operação ideal da máquina. Em t=l1, os componentes compreendendo o módulo 1 engatam em | sequência, a saber, executando o subprocesso 566 em t-l, subprocesso 564 em 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 término dos subprocessos do módulo 1. Em t=8, o subprocesso 570 é realizado por engatar os componentes |

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——sss—p—————— ...——————º——»M<OSONRAAAOAAA A A A 36/58 . Ú compreendendo 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=1, os componentes do módulo " 1 são engatados e operam adequadamente em sequência, com os componentes do módulo 2 engatados em t-=4. Entretanto, nesse exemplo, uma falha ocorre em t=5. Por exemplo, o módulo 2 pode . falhar em executar as operações de acabamento devido a uma falha de hardware. Se os módulos estiverem operando em um material em * sequência, então o material 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 1, provavelmente envolvendo re-homing da máquina. Entretanto, se os componentes da máquina forem sincronizadas com um mestre de sistema (virtual), então o processo pode não começar de novo em um modo conveniente e refugo significativo pode ser gerado no ínterim.

Primeiramente, a máquina pode necessitar ser parada para resolver a falha no módulo 2. Mesmo se a máquina for construída com módulos substituíveis, uma máquina com um Sistema | de controle sincronizado não pode “deixar cair" um novo módulo na | sequência sem redefinir o mestre virtual, o que abrange parar a | máquina como mencionado acima para evitar dano. Se a máquina | estiver operando em um material que move através da máquina em alta velocidade, iniciar e parar a máquina pode resultar em quantidades apreciáveis de refugo à medida que o material se move através da máquina durante a sequência de partida e parada. Mesmo 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 até t=8, resultando em um retardo de At=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. Adicionalmente, tempo e energia são desperdiçados enquanto roda a máquina sem produzir o resultado desejado.

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* : Em modalidades da presente matéria, entretanto, s pelo menos alguns dos subprocessos não são diretamente sincronizados com o mestre virtual de sistema. Em vez disso, o mestre virtual de sistema é utilizado como uma base de | temporização para coordenar à operação de pelo menos alguns dos 7 componentes de máquina através de um ou mais outros mestres virtuais de subsistema seletivamente sincronizados com o mestre virtual de sistema. Um ou mais módulos podem compreender os componentes, com um ou mais módulos tendo individualmente seu ' 10 próprio mestre virtual. Cada mestre virtual de módulo pode ser travado no mestre virtual de sistema quando necessário e como ? orientado, com os subprocessos para cada módulo regulado em relação ao mestre virtual de módulo e não com o mestre virtual de sistema. Desse modo, os subprocessos de cada módulo não são diretamente sincronizados com o mestre virtual de sistema, e assim os componentes da máquina podem ser controlados “assincronamente.” Adicionalmente, como será discutido abaixo, o tempo envolvido no recálcuio 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. Além disso, alguns componentes podem ser operados totalmente independentemente de qualquer valor de contagem de mestre em algumas modalidades. A Figura 28C ilustra o cenário de falha da Figura 28B, porém nesse exemplo, a máquina é configurada de modo que os —subprocessos de módulo sejam sincronizados com mestres virtuais de módulo. Por exemplo, os subprocessos 566, 564 e 562 engatam em t=0, 1, e 2 em relação à temporização do mestre virtual de módulo

1. Os respectivos subprocessos compreendendo módulos 2 e 3 engatam em t=0 em 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 modo, a primeira vez que os subprocessos de módulo 1 são executados, os Ssubprocessos engatam nos mesmos tempos em relação ao mestre virtual de sistema que nos exemplos acima. Por exemplo, uma vez que o subprocesso 564 é ajustado para engatar em t=1 em relação ao mestre virtual de módulo 1, e t=0 do mestre virtual de módulo corresponde a t=l do mestre virtual de sistema, então o | O RSS SOS .——————, MM A

* subprocesso 564 engatará em t=2 em 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 o mestre virtual de módulo 3 é inicialmente planejado para ser sincronizado com o mestre virtual de sistema em, por exemplo, t=8. " Como no exemplo da Figura 28B, entretanto, os . componentes do módulo 2desenvolvem uma falha em t=5. Nesse ' exemplo, no entanto, a configuração de controle distribuído assíncrona permite que a máquina continue a operação. ' 10 Em primeiro lugar, o módulo 3 é instruído a travar no mestre virtual de sistema em t=8 ou assim que possível ? após a falha, como em t=6. Por exemplo, um controlador de movimento central de máquina pode receber uma indicação de falha do módulo 2 e, como parte de um programa de controle, determinar que o módulo 3 seja colocado em operação assim que possível para resolver a falha. O módulo 3 pode necessitar algum 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. Com base na velocidade operacional da máquina, o tempo de preparação conhecido para o módulo 3, e/ou outros parâmetros, o controlador de movimento central pode determinar que o módulo 3 possa ser colocado em operação em t=6 e, portanto o controlador de movimento central pode enviar comandos apropriados para o módulo 3 para travar naquele momento. Adicionalmente, o controlador de movimento central pode tentar liberar o módulo 2 da máquina, por exemplo, por comandar o módulo 2 a retornar para uma posição inativa ou off-line. 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 em t=10 (em vez de em t=12 como originalmente planejado) de modo que suas operações comecem assim que o módulo 3 concluiu a operação. Isso pode representar um aperfeiçoamento substancial em operação de máquina. Por exemplo, se os componentes do módulo 1 fossem diretamente sincronizados com o mestre virtual do sistema, então cada componente individual necessitaria ser ressincronizado. ; Por exemplo, cames correspondendo a subprocessos 562, 564 e 566

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. necessitariam individualmente ser recalculados de modo que seus respectivos componentes seriam posicionados para “começar” em t=10, 11 e 12, respectivamente, em vez de em t=12, 13 e 14. Entretanto, uma vez que os subprocessos são sincronizados com Oo mestre virtual do módulo 1, nenhum recálculo é necessário. Em vez ' disso, o mestre virtual do módulo 1 é dirigido para iniciar em um - tempo diferente com base nos comandos de travamento recebidos do controlador de movimento central de máquina. 7 Continuando o exemplo da Figura 28C, um módulo substituto 2a é dirigido para travar no mestre virtual de sistema s 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 do módulo 2 ser confirmada, o controlador de movimento central de máquina 10 pode acessar dados que indicam quais (se algum) módulos equivalentes ao módulo 2 forneceram um sinal “pronto”. Assumindo que o módulo 2a seja um módulo equivalente e tenham fornecido um sinal “pronto” (por exemplo, após ter concluído mais cedo uma sequência operacional), o módulo 2a pode ser selecionado e dirigido para sincronizar com o mestre virtual de sistema em t=13. Nos exemplos generalizados acima, os aspectos específicos das sequências de controle foram apresentados em um modo simplificado. Por exemplo, ao implementar os subprocessos e 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 componentes. Por exemplo, subprocessos de um módulo podem ser regulados com os 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 estejam em velocidade operacional total em t=0. Modos exemplares — de temporização/sincronizar componentes e mestres virtuais entre si serão discutidos abaixo em combinação com exemplos mais detalhados referentes à operação de um bobinador/rebobinador exemplar. III. Aspectos exemplares de princípios de controle assíncrono como aplicado em uma máquina de bobinamento modular

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Nú e ão. : 40/58 s Voltando para a Figura 27, uma ilustração é Í mostrada de uma arquitetura de controle exemplar para um bobinador/rebobinador modular como discutido anteriormente no l presente relatório descritivo.

O mestre virtual de sistema 600 | 5 provê controle geral de processo e uma base de temporização para | : os componentes restantes.

Nesse exemplo, o sistema de controle | . inclui dois mestres virtuais de módulo 602a e 602b, cada para um | módulo de bobinamento respectivo.

Nesse exemplo, cada módulo de a bobinamento compreende ainda mestres virtuais para rotação de mandril (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 mestre virtual de corte 610, embora subtarefas específicas para aquele módulo não sejam representadas nessa ilustração.

Dependendo da máquina, 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 módulo adicionais. | Os mestres 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 dependerão de fatores como a velocidade de bobinamento, tensão do bobinamento, e outras características.

O comportamento dos componentes do sistema responsáveis por regular velocidade de bobinamento, tensão, e outras características podem ser controladas através da especificação de perfis de came diferentes.

Por exemplo, perfis de came diferentes podem ser definidos para tipos diferentes de bobinamentos desejados e para materiais com 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 bobinar produtos têxteis, produtos de aço, produtos de plástico e produtos compósitos.

Quando um módulo está off-line O Os ia —a22Aa“N”uaEAPAt” “OO OP$AOOSO So ooo OOONCÚ”C”"*Ú*C”CºCOQºQVLVVEAAAAAAAAAAAOA——.MSMMMMMMMMMaaarr

É 41/58 e (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 próxima operação. Em algumas modalidades, um mestre virtual de | 5 subsistema, como mestre virtual de rotação de mandril 604a (ou " 604b) pode ser configurado para responder à realimentação durante uma operação de bobinamento. Por exemplo, como observado acima, características de bobinamento podem ser ajustadas através da ã especificação de perfis de came diferentes. Entretanto, controle de grão fino, adicional pode ser obtido por alterar a taxa de s contagem para um mestre virtual de subsistema em relação ao mestre virtual com o qual é sincronizado (por exemplo, o mestre virtual de sistema ou outro mestre virtual de subsistema). Dito em termos gerais, um primeiro mestre virtual contará de um valor de partida até um valor final durante um ciclo de operação. Os valores de partida e final para o primeiro mestre virtual corresponderão a uma primeira e segunda contagem para outro mestre virtual. Em algumas modalidades, a taxa da primeira contagem de mestre virtual pode ser ajustada durante a contagem. Por exemplo, à contagem pode prosseguir inicialmente em uma primeira taxa e então ser diminuída para uma segunda taxa com base em realimentação. Antes do término da contagem, a taxa pode ser | aumentada para uma terceira taxa para colocar a primeira contagem l de mestre virtual de volta em fase com a outra contagem de mestre virtual. A realimentação pode ser fornecida, por exemplo, com base em dados de sensor em relação a entradas de material e/ou produtos acabados, e adicionalmente ou alternativamente pode ser baseada em entrada de usuário durante operação. Nesse exemplo, o mestre virtual de rotação de mandril começa a contar em um tempo especificado em relação ao valor do mestre virtual de módulo (que é ele próprio regulado em relação ao mestre virtual de sistema). 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 à dados, como variações de espessura ou não homogeneidades no rolo de fonte para o material sendo bobinado. Adicionalmente ou alternativamente, resultados similares podem ser obtidos por Nr

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Fx 42/58 . * . variar a taxa da contagem de mestre virtual de módulo.

Entretanto, é a alteração da taxa da contagem de mestre virtual de módulo j afetaria todos os outros componentes/mestres virtuais regulados | com o mestre virtual de módulo, o que pode ou não ser desejado Ss dependendo das circunstâncias. 7 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 módulos exemplares discutidos acima.

Por exemplo, no início de um ' 10 bobinamento, o mandril pode ser posicionado próximo à trama e À 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 mandril começará próxima à trama e moverá verticalmente para cima; o movimento exigido dependerá, evidentemente, do arranjo da máquina.

As características do bobinamento dependerão de fatores como 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 outros fatores também). Desse modo, perfis de movimento diferentes para os componentes de levantamento de mandril podem ser definidos para fases diferentes da operação de bobinamento e características desejadas diferentes.

O mestre virtual de corte 610 pode fornecer controle para um ou mais componentes utilizados para separar a trama para o início de uma nova operação de bobinamento.

Por exemplo, um módulo de corte pode compreender componentes como discutido acima em combinação com a Figura 15. Entretanto, nos exemplos a seguir, uma modalidade alternativa, a saber, uma barra de corte configurada para fornecer um corte de aperto, é utilizada para facilidade de explicação.

O mestre virtual de carga de núcleo/extração de tora também é mostrado na Figura 27. Em algumas modalidades, como será discutido abaixo, ações como carregamento de núcleo e extração de tora podem não ser sincronizadas com quaisquer contagens de mestre e podem, em vez disso, se basear em outros sinais como a presença de uma tora concluída ou comando que aciona à operação de extração e carregamento, que pode prosseguir como uma função regulada.

il SPpAwaSAAASArmÉs a CACETE O —————EEEEEÉEºE*º*º*º*V*ºÉLÉLÉLVLVLVLVLVLVLVLLLLA——————rrrrra É” 43/58 6 As Figuras 29A e 29B representam diagramas de 7 temporização exemplares para componentes em uma máquina bobinadora/rebobinadora controlada assincronamente. Os diagramas | de temporização não pretendem apresentar uma ilustração exaustiva de todo componente e cenário operacional, porém em vez disso são * exemplos hipotéticos para uso na ilustração dos princípios da presente matéria. O eixo geométrico horizontal representa : genericamente tempo (por velocidade de curso), enquanto o eixo 2 geométrico 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 por um sistema de controle em uma máquina configurada para controle assíncrono de acordo com a presente matéria. Por exemplo, o mestre virtual de sistema pode ser gerado por um controlador central de máquina, como um sinal independente ou baseado na posição de um eixo geométrico mestre na máquina. Como foi observado acima, o eixo geométrico horizontal de diagrama 1000 representa unidades arbitrárias de tempo por velocidade de curso, uma vez que os preser.tes princípios podem ser : 20 aplicados independente da velocidade de operação. O eixo geométrico vertical representa o valor de contagem para o mestre virtual de sistema ilustrado genericamente como “m”. Em operação, módulos podem ser dirigidos para operar em qualquer sequência apropriada por definir pontos de sincronização que são baseados no valor do mestre virtual. Por exemplo, o valor de contagem do mestre virtual pode ser selecionado para atingir “mº“ em um tempo de t=nr1w&'; no eixo geométrico horizontal. Nr»1wws pode definir o final de um ciclo de operação de bobinamento concluído 100la em que “n” rolos foram concluídos bem como define o início do próximo ciclo 1001b. O número de módulos e rolos utilizados em um ciclo de operação dependerá das capacidades e outros parâmetros 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=nNrsios ENVOlVEerá O bobinamento do sétimo até décimo segundo rolo. Os seguintes exemplos discutem travamento e outra funcionalidade exemplar envolvida em uma operação de bobinamento e TT TTOSRTZ, ÍSA ÁUà a cesssssssssee -c—e 07 44/58 « exemplar que começa em t=Nrsioss que representa o ponto no qual o 7 bobinamento efetivamente começa no ciclo seguinte. Entretanto, é importante observar que os exemplos a seguir se referem a uma operação de Dbobinamento único e que outras operações de bobinamento, pré-bobinamento e/ou pós-bobinamento associádas 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 a dos diagramas de temporização restantes. Além disso, como foi mencionado acima, os intervalos de tempo efetivos podem variar de : acordo com à velocidade de uma 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 pretende ser “em escala” com relação a valores de contagem em comparação com os outros diagramas.

Antes da operação de bobinamento exemplar que começa em t=Nrxs1o0s O(s) material(is) serdo bobinado(s) pode(m) necessitar ser cortado(s). O diagrama de temporização 2000 ilustra um valor de contagem de mestre virtual de barra de corte, enquanto o 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 o mestre virtual de sistema de modo que em certa contagem de mestre virtual de sistema a contagem de mestre virtual de barra de corte inicia. Nesse exemplo, o módulo de corte é dirigido para começar à | contagem de mestre virtual de barra de corte quando o mestre | virtual de sistema está no valor V1.

Nesse exemplo, o mestre virtual de barra de corte nesse exemplo inclui uma porção onde a contagem é um valor 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 genericamente evitadas. Por exemplo, os componentes de módulo são genericamente levado até a velocidade de máquina e então movidos para ação total. Em geral, esse quadro de tempo de “partida” pode ser considerado em múltiplos modos. Por exemplo, uma contagem de O —

Es 45/58 s 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 um módulo necessita estar em velocidade total em uma contagem de mestre virtual de sistema correspondente a t-x e requer um intervalo de tempo de At ' para acelerar para a velocidade de máquina, então o mestre virtual : de módulo pode ser dirigido para inicializar em uma contagem de mestre virtual de sistema correspondendo a t=(x-At), com os a componentes de módulo sincronizados para começar a acelerar após o início de contagem pelo mestre virtual de módulo.

e Entretanto, em outras modalidades, recursos do sistema (como ciclos de CPU do controlador de movimento central da máquina) podem ser conservados para evitar a necessidade de calcular o intervalo de tempo At. 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, com os componentes do módulo regulado de modo que o cruzamento zero corresponde ao ponto no qual o(s) componente(s) não mais esteja(m) em uma fase pré-operacional. Desse modo, os valores de contagem negativa podem corresponder às atividades pré-operação (por exemplo, acelerando até uma velocidade necessária, levando os componentes para uma posição pronta, etc.), enquanto os valores de contagem positiva correspondem à operação efetiva em um prócesso. O controlador de movimento central de máquina pode então especificar pontos de sincronização por identificar uma contagem de mestre de sistema quando um módulo deve estar em operação total, com o(s) módulo(s) determinando o valor de contagem no qual a contagem de mestre vírtual de módulo deve começar. Por exemplo, nesses exemplos, o cruzamento zero é correlacionado com o tempo no qual um componente ou módulo primeiramente faz contato com material 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 barra de corte para fazer o corte (indicado no ponto 2002 no diagrama de velocidade de barra de corte 2001) quando a contagem de mestre virtual de módulo de barra de corte cruza zero (isto é,

. em t=ncorre). Além disso, a temporização do cruzamento zero para o s mestre virtual de barra de corte é deslocada em fase por uma quantidade tp); de t=Nrstos: Isto é devido ao fato de que, nesse exemplo, a barra de corte necessita cortar material 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 “pronta” em 2006. Embora esse exemplo tenha discutido um único Í 10 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 material através da máquina, o ponto desejado de engate, quantidade de cauda desejada, distância do perfurador, deslocamento deslocado de operador, e similar.

Além disso, com base em informações incluindo a posição do corte, o controlador central de máquina dirigirá um módulo ou módulos de bobinamento 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 possível baseada em corte de faseamento e o ponto de engate para vários módulos de bobinamento.

Por exemplo, um primeiro produto com uma primeira contagem de folha pode ser obtido por cortar material em | um primeiro número de contagens de mestre de sistema | (correspondendo a um período de tempo trsi) precedendo a contagem | de mestre na qual o primeiro mestre virtual de módulo cruza zero. | A seguir, um segundo produto com uma segunda contagem de folha, ! maior, pode ser obtido por fasear o corte do cruzamento zero para | o segundo mestre virtual de módulo por um segundo número de ! contagens de mestre virtual de sistema (correspondendo a um | período de tempo mais longo trps2). | O diagrama de temporização 1100 ilustra um mestre virtual de módulo de bobinamento.

Por exemplo, o mestre virtual 602a de módulo de bobinamento 1 e/ou o mestre virtual 602b do módulo de bobinamento 2 da Figura 27 pode compreender um sinal gerado como mostrado no diagrama 1100. Nesse exemplo, o eixo SOS MA s é 47/58 s geométrico vertical representa um valor de contagem de módulo.

As 7: contagens efetivas podem compreender qualquer representação numérica (ou outra) apropriada, e a presente matéria não pretende ser limitada a um tipo ou formato de dados específicos para as contagens.

O valor de contagem de módulo é utilizado pelos ô componentes do módulo como uma base para executar funções.

Adicionalmente, nesses exemplos, os módulos podem compreender : individualmente subprocessos que utilizam seus próprios mestres virtuais de subprocesso respectivos que são regulados com o mestre : 10 virtual de módulo.

O mestre virtual de módulo pode ser dirigido para travar o mestre virtual de sistema em qualquer ponto desejado $ com base na posição desejada do módulo na sequência de operação de máquina, sem considerar a velocidade da máquina, condição dos outros módulos, faseamento de operador, ou à última posição de travamento utilizada pelo módulo.

A posição desejada pode ser definida como parte dos dados de programa de controle que especificam uma ou mais sequências de operação.

Por exemplo, os dados de programa de controle podem especificar múltiplas 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 modo que trave no mestre virtual de sistema na contagem V2, que corresponde a um tempo pouco antes de nro1os-

A contagem de módulo também começa em um valor que é menor do que zero (isto é, um 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 valor de contagem permaneça negativo durante o período entre iniciar o mestre virtual de módulo e o início da operação de bobinamento efetiva em nro16s.

O intervalo de tempo 1102 ilustra um deslocamento de fase t5.; entre o início de bobinamento e o corte

3s (em t=ncorre) para o rolo pela barra de corte.

A distância do corte dependerá do ponto de engate desejado, quantidade de cauda e assim

: | e TTTO5)O=+--5 DZ"MMÓASSE6A-A=ziEI ao o O OMO-DpÇD—D e—Ç 0 ev vo do 48/58 t por diante, e é determinada pela diferença em temporização entre o * mestre virtual de módulo e o mestre virtual de barra de corte. : Nas Figuras 29A - 29B, o intervalo de tempo sobre o qual bobinamento ocorre é representado em 1106. O intervalo de tempo rotulado como tr. na Figura 29B inclui intervalo de tempo $ 1106 e período de tempo pós-bobinamento adicional 1108 para desaceleração e similar. Funções e ações realizadas antes da ' operação de bobinamento, como abaixar o mandril e acelerar o a mandril a uma velocidade desejada, pode ser regulado para os ' 10 valores de contagem de mestre virtual de módulo negativos. Após a A operação de bobinamento ser concluída, continua até que o rolo seja completo em t=(n+1)ra.s OU até que um evento (como uma falha) ocorra que de outro modo termine a operação de bobinamento naquele módulo específico.

O período de tempo 1108 também pode ser incluído durante o qual o mestre virtual de módulo continua a contagem além de 100% de um bobinamento de rolo (com a contagem de módulo correspondendo a um bobinamento completo ilustrado na linha tracejada 1101). Esse período de tempo adicional pode ser utilizado em algumas modalidades para operações pós-bobinamento realizadas pelo mandril e outros componentes de bobinamento, como desaceleração, rotação de cauda, estiramento e similar.

Adicionalmente, o período de tempo adicional pode permitir ajustes em movimento na operação de módulo. Por exemplo, como foi observado acima, sintonia precisa de operações de bobinamento (ou outra) pode ser realizada através do aumento e/ou diminuição da taxa de contagem de um mestre virtual. Por exemplo, se à taxa de contagem para um 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 diminuição poderia afetar a temporização de operações subsequentes por fazer a operação de bobinamento demorar mais tempo do que foi planejado. Portanto, o mestre virtual de módulo pode, em algumas modalidades, incluir valores de contagem 3s adicionais como um amortecimento para tais ajustes.

O período de tempo 1110 representa o tempo durante o qual operações adicionais ocorrem após o rolo ser | é 49/58 s produzido pelo módulo de bobinamento. Durante esse período de e tempo, o módulo não é sincronizado com o resto da máquina e desse modo está operando assincronamente. Por exemplo, como será discutido abaixo, a tora pode ser extraída e um novo núcleo carregado para uso em algum ponto após término do bobinamento. ? Entretanto, em algumas modalidades, essas operações ocorrem independentemente e não são dependentes de um valor de contagem de : mestre virtual. Por exemplo, dependendo da configuração do | bobinador, o módulo de Dbobinamento específico seguindo a temporização de mestre virtual mostrado em 1100 pode produzir uma : tora e então entrar em um estado reserva enquanto o bobinador/rebobinador produz vários outros rolos utilizando outros módulos de bobinamento.

Embora nos diagramas de temporização exemplares das Figuras 29A-29B, as operações pós-bobinamento ocupam um 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 componentes e outros mestres virtuais sincronizados com os mesmos) pode contar em uma taxa muito elevada por unidade de tempo em alguns casos. Por exemplo, a operação de bobinamento efetiva para um produto de papel pode ocorrer em uma taxa elevada de velocidade com tx. em algumas modalidades, compreende aproximadamente 1 a 4 segundos. Se a máquina tentar remover a tora completa e carregar um núcleo durante aquele quadro de tempo (quando, por exemplo, o quadro de tempo mínimo para remoção segura/carregamento é de cinco segundos), dano à máquina e/ou produto poderia ocorrer. Desse modo, como será observado abaixo, em algumas modalidades, os aspectos “de carregamento de núcleo/extração de rolo são desacoplados de qualquer mestre de sistema através do uso de funções de controle assíncronas.

O diagrama de temporização 1200 da Figura 29A representa um mestre virtual de mandril que é escravo de um mestre virtual de módulo. Por exemplo, o diagrama 1200 pode representar um “came” de linha reta para obter características de bobinamento especificadas utilizando o mandril com base na contagem de mestre virtual de rotação de mandril. O diagrama 1300 representa o perfil a e SSIS “OA r2mP*“ im moy-»N O AA ss 50/58 de velocidade resultante utilizando um came de posição que se Á baseia no valor de contagem de mestre virtual de mandril. Nesse exemplo, um valor maior para O resultará em um bobinamento mais apertado, enquanto um valor menor para O resultará em um ' 5 —bobinamento mais solto. Por exemplo, se O for mais elevado, então o mandril avançará através de seu came de posição mais rápido e - girará, portanto, em um r.p.m. mais elevado para um dado comprimento de material que se move através da máquina, resultando a em um rolo mais apertado. A contagen de mestre virtual de mandril é s inicializada quando a contagem de mestre virtual de módulo de bobinamento atinge um valor especificado. Como foi o caso com o mestre virtual de módulo, o próprio mestre vírtual de mandril apresenta uma contagem negativa inicial que, nesse exemplo, é utilizada para acelerar o mandril de modo que o mandril atinge a velocidade rotacional desejada em t=Nnr,1..5s. A seguir, com base na contagem de mandril e como mostrado 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, frenagem e torque do(s) motor (es) ou outros dispositivos controlando o giro do mandril, com o posicionamento do(s) came(s) calculado(s) com base na contagem de mestre virtual de mandril. Nesse exemplo, o período de tempo 1108 representa o movimento pós-bobinamento do mandril. Se uesejado, a desaceleração e posicionamento de cauda podem ocorrer totalmente independentes do tempo de mestre virtual. | Como observado acima, o uso de mestres virtuais de módulo independente e mestre de subprocesso como mestres de | 30 rotação de mandril pode ser utilizado para definir perfis de movimento diferentes de modo que produtos feitos por módulos 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 também utilizados para obter as mesmas características por módulos que utilizam componentes diferentes.

NR é 51/58 z : Por exemplo, um primeiro módulo de bobinamento yu pode utilizar um motor com uma resposta de torque mais rápida do que o motor em um segundo módulo de bobinamento.

Desse modo, o | motor no segundo módulo de bobinamento pode exigir um período de 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 primeiro módulo para que o segundo módulo ' forneça o mesmo desempenho operacional.

Por exemplo, o mestre : virtual de rotação de mandril para o segundo módulo pode começar : 10 em um valor de contagem negativo mais baixo e terminar em um valor : de contagem positivo mais elevado em relação aos valores do mestre í virtual de rotação de mandril no primeiro módulo.

Desse modo, o segundo motor de mandril de módulo começará a partida em um momento apropriado, dada sua resposta de torque mais lenta.

Entretanto, a partir do ponto de vista do controlador de movimento central de máquina (e programas de controle relacionados), os dois módulos podem ser comandados do mesmo modo por simplesmente especificar valores de contagem de mestre 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 movimento de movimento de máquina pode ser realizado por variar a taxa de contacem 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 movimento, 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 came.

Entretanto, aàão variar a razão de engrenagem que representa a razão de um valor de contagem de mestre virtual de módulo para um valor de contagem de mestre virtual de sistema, perfis de bobinamento variáveis podem ser implementados.

Evidentemente, se os próprios cames podem ser modificados enquanto o módulo está em operação, então perfis de bobinamento variáveis podem ser implementados utilizando uma a : 52/58 combinação de características de came e taxas de contagem * variáveis.

Como exemplo de alterar perfis de bobinamento sem alterar aas características de came, um bobinamento mais apertado | 5 no núcleo de um rolo pode ser obtido por aumentar inicialmente a & taxa de contagem de mestre virtual de rotação de mandril e então : diminuir a taxa posteriormente no bobinamento para afrouxar o ] bobinamento na porção externa do rolo. Se as taxas aumentada e diminuída equilibrarem, então o bobinamento ocorrerá durante a t 10 mesma faixa de tempo (em relação ao mestre virtual de sistema) R como um bobinamento não variado. Entretanto, se a taxa diminuída Í não for equilibrada pela taxa aumentada (por “exemplo, o bobinamento está mais solto), então um “amortecimento” pós- bobinamento na contagem de mestre virtual de módulo pode ser desejado para evitar problemas de sincronização.

Voltando para a Figura 29B, o mestre virtual de levantamento 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, o eixo geométrico vertical de diagrama 1400 representa a contagem de mestre virtual de levantamento de mandril. Como foi o caso do mestre virtual de mandril e mestre virtual de sistema, a contagem de mestre virtual de levantamento começa em um valor negativo selecionado de modo que a contagem de levantamento atinja zero no tempo em que o bobinamento de rolo começa. O valor de contagem de mestre virtual de levantamento de mandril é utilizado como uma base para controlar a posição/movimento dos vários componentes de posicionamento de levantamento. Por exemplo, um ou mais perfis de came podem ser desenvolvidos para controlar os servos, acionadores e outros componentes que mudam a posição vertical do mandril, com a posição de came baseada na contagem de mestre virtual de levantamento de mandril. A posição de levantamento é ilustrada no eixo geométrico vertical de diagrama 1500 e velocidade de levantamento no eixo geométrico vertical de 1600, com velocidade de levantamento sendo o derivado do gráfico de posição.

á º 53/58 . Com base na contagem de mestre virtual de . levantamento, durante o período de tempo tx, o levantamento é abaixado até o engate aproximado do mandril com a trama de material (isto é, transferência de rolo). Então, a posição de | 5 levantamento é controlada para incidir na trama após transferência i s para deformar o pano e mover a trama em torno do rolo para começar o processo de bobinamento.

Após início de bobinamento, a posição ' de levantamento é controlada para elevar de acordo com í características de rolo desejadas durante período de tempo tr. ' 10 Nesse exemplo, o período de tempo 1401 representa operações após a : contagen de levantamento de mandril ter terminado e o mestre : virtual de levantamento é desacoplado do mestre virtual de módulo.

Outra aplicação vantajosa de ajuste em movimento pode ser encontrada em variar à posição de levantamento durante uma operação de bobinamento.

Por exemplo, um perfil de movimento de posição de levantamento pode ser definido com base em um calibre especificado de material, tal como papel tissue que está sendo bobinado.

O bobinamento de um material mais espesso resultará em uma taxa de levantamento exigida mais rápida do que um material mais fino, assumindo uma taxa de bobinamento constante e tensão.

Entretanto, material, tal como papel tissue, pode variar 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-mãe diminui em tamanho.

A saber, papel tissue de partes diferentes do rolo-mãe, 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 engrenagem 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 levantamento de mandril e desse modo permitir uma taxa de levantamento mais rápida ou mais lenta.

Como mostrado nos diagramas 1500 e 1600, após término do bobinamento, o levantamento é posicionado para operações de carregamento de núcleo e extração.

Essas operações

R e TS S.- AEÔÉC HE mma o DÇ× O AAAAA————"."

E 1 54/58

E representam operações assíncronas realizadas independentemente de : outras funções de máquina. Por exemplo, durante período de tempo tm, o levantamento é posicionado para a tora a ser extraída, o que ocorre durante trxs. Nesse exemplo, a posição de carregamento de núcleo está acima da posição de extração, de modo que no período ] de tempo ta o levantamento é posicionado para um núcleo novo a ser . carregado. Finalmente, durante o período de tempo tr, o levantamento é retornado ao estado “pronto”. A indicação de estado . “pronto” também pode ser utilizada para indicar que o mandril está ' 10 pronto para travar o mestre virtual de módulo para começar uma : nova operação de bobinamento e pode ser adicionalmente utilizado ' como uma indicação de que O mestre 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 máquina até que todos os outros componentes também estejam prontos. O diagrama de temporização 1700 representa uma contagem de mestre virtual de carga de núcleo/extração de tora. O mestre virtual de carga de núcleo/extração de tora pode ser escravo do mestre virtual de sistema ou subsistema em um ponto apropriado de modo que um núcleo possa ser carregado sobre um | mandril e um rolo extraído do mandril após bobinamento ser concluído (ou ser de outro modo parado). Como com os outros mestres virtuais, a contagem de mestre virtual de carga de núcleo/extração de tora pode começar em um valor de contagem inicial negativo de modo que à contagem é igual a zero no momento em que a operação de bobinamento tem início. Nesse exemplo, o diagrama de temporização 1800 ilustra a velocidade do aparelho de carga de núcleo. Além disso, nesse exemplo, a velocidade de carga de núcleo mostra que as manobras de carregamento de núcleo e extração de rolo ocorrem após oO mestre virtual de extração de carga de núcleo/extração de tora ter concluído uma contagem completa. Isso é porque, nessa modalidade, as operações de carga/extração são funções reguladas que ocorrem independentemente do valor de contagem de qualquer mestre. Em vez disso, após o mestre virtual de carga de núcleo/extração de tora atingir seu

2 .ô):nm""l uÚ7ú)m úÚ õ as ÉÉÉÉ2X3ZÔÔM AAA =-—-—”-vvvº” O 2.-«2ÂpAÇAÍÇAÉÂôÊ5DÇ— ss ooaeça000/0/0/0/000000000000/000/000000/000/00000000000000/0000 A * 55/58 à valor de contagem máxima, a operação de extração de núcleo é . acionada e ocorre durante t;.s após o período tLl. Como observado acima, t., pode representar um 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 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 tw : ocorre enquanto o levantamento de mandril entra na posição de carregamento de núcleo. Então, durante tw, 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 levantamento relacionado independentemente de contagens de mestre, é possível 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 mesmo no evento de uma falha no aparelho de extração de tora/carregamento de núcieo e/ou 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 movendo através da máquina em uma taxa de velocidade elevada, então taxas de contagem de mestre virtual (como, por exemplo, taxas de contagem de rotação de mandril) genericamente também serão elevadas. Isso pode ser vantajoso, por 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 operação de bobinamento demorar aproximadamente 1 a 4 segundos e à operação de extração de rolo/carregamento de núcleo for sincronizada naquela velocidade, os rolos completos podem ser “batidos” por um movimento demasiadamente rápido, o que pode

| s x UN 56/58

É entalhar ou rasgar os rolos e/ou possivelmente retirar componentes 7 de alinhamento devido ao momentum do rolo móvel 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 regulada, não é indevidamente tornada lenta pela temporização da ' operação de bobinamento. Por conseguinte, em tal caso, a - utilização disponível de um módulo dado pode ser aumentada e. o Ú 10 número geral de módulos exigidos pode ser reduzido uma vez que : módulos podem retornar mais cedo para o bobinamento.

Em vez disso, módulos, como o módulo de carga de núcleo/extração de tora, podem 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 movimento em intervalos de tempo fixo e executar 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 máquina. Como outro exemplo, as funções reguladas podem iniciar após a contagem de mestre virtual de módulo atingir seu valor final. Em qualquer evento, após as funções reguladas terem início, o controlador de módulo pode controlar então a posição de levantamento e ações do aparelho de extração de rolo e carga de núcleo independente da taxa das funções sincronizadas com as contagens de mestre virtual de sistema ou subsistema. , Evidentemente, em outras modalidades, componentes responsáveis por carregamento de núcleo e/ou extração de tora podem ser sincronizados com um ou mais mestres. Adicionalmente, qualquer (quaisquer) componente (s) apropriado(s) podeí(m) ser controlado(s) por funções reguladas ou por uma combinação de funções reguladas e funções sincronizadas. Embora oO exemplo discutido acima funções reguladas em relação a carregamento de núcleo e extração de tora, deve ser entendido que outras funções podem ser reguladas e/ou comandadas independentemente de valores de contagem de mestre, no nível de módulo ou no nível de sistema. Adicionalmente, embora nesse exemplo nenhum movimento de aparelho

DSO

$ >. 57/58 . .. z de carga de núcleo/extração de tora seja sincronizado com o valor « de contagem de mestre virtual de carga de núcleo/extração de tora, isso pode nem sempre ser assim.

Por exemplo, características de bobinamento diferentes podem ser obtidas por variar a posição do rolo parcialmente bobinado/núcleo durante uma operação de í bobinamento.

Por exemplo, utilizando o aparelho de extração/carga para oscilar o núcleo em uma direção transversal em relação à í direção do material sendo bobinado, espiral, cone e outras : características podem ser introduzidas.

Um bobinador/rebobinador pode incluir outros : módulos que podem ser seletivamente envolvidos para fornecer produtos diferentes durante bobinamentos diferentes.

Por exemplo, um módulo aplicador pode compreender um ou mais componentes que ! aplicam um aditivo ou aditivos, como uma loção ou composto : 15 antibacteriano, a uma trama.

Por exemplo, um ou mais cames | eletrônicos podem controlar uma pulverização ou outro acionador. | O(s) aditivo(s) podeím) ser aplicado(s) a certos comprimentos de material ao bobinar um produto Premium, porém não em outros comprimentos de material.

Por exemplo, o controlador de movimento central de máquina pode orientar o módulo de corte para fornecer uma nova borda de ataque e aplicar loção em uma extensão da trama.

A borda pode ser engatada e o material pode ser bobinado por um primeiro módulo.

Após o comprimento desejado de trama ser atingido, a trama pode ser cortada novamente para definir uma nova borda de ataque.

Entretanto, na próxima tora bobinada, nenhuma loção ou outros aditivos são aplicados.

A nova borda de ataque é engatada pelo próximo módulo de bobinamento disponível.

Em algumas modalidades, o sistema de controle pode suportar redefinição em movimento da posição mestre virtual.

Por exemplo, no evento de uma falha, como observado acima, um módulo pode ser dessincronizado e desengatado e o sistema de controle pode determinar qual (se algum) módulo está disponível para começar a operação no lugar do(s) módulo(s) desengatado(s). em vez de alterar o ponto de travamento do próximo módulo(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

| PP” x ES 58/58 é relativos, um sistema de controle pode exigir um intervalo de - tempo significativo para recalcular e recomandar módulos de bobinamento para engatar em pontos diferentes no evento de uma falha.

Durante o intervalo de tempo no qual as posições de travamento de módulo são recalculadas, quantidades significativas | : de material podem se mover através da máquina e tais materiais podem ser desperdiçados se não forem operados.

Por exemplo, em um Í bobinador/rebobinador, o produto pode continuar a mover através da | . máquina em um transportador que não é sincronizado com nenhuma contagem de mestre virtual.

Portanto, por redefinir a posição do | . mestre virtual instantaneamente, desperdício pode ser reduzido.

É 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, com alguns ou todos os módulos tendo mestres virtuais que começam a contagem em respectivos valores de travamento de mestre de sistema.

Cada módulo pode compreender componentes ou submontagens que operam individualmente com base em um mestre virtual de componente e/ou mestre virtual de submontagem que começam a contar em respectivos valores de travamento de mestre virtual de módulo.

Entretanto, em algumas modalidades, o sistema de controle pode ser utilizado com múltiplas máquinas seletivamente sincronizadas com o mesmo mestre virtual de sistema.

Em tais modalidades, cada máquina seria tratada do mesmo modo que um módulo é tratado em uma mudalidade de máquina única.

O material particularmente mostrado e descrito acima não pretende ser limitador, porém, em vez disso serve para mostrar e ensinar várias implementações exemplares da presente matéria.

Como exposto nas reivindicações em anexo, o escopo da presente invenção inclui tanto combinações como subcombinações de | vários aspectos discutidos aqui, juntamente com tais variações e j modificações como ocorreria para uma pessoa versada na técnica. o

Claims (24)

1. Do = [e

   EN

   REIVINDICAÇÕES ' 1. Método de controle assíncrono de uma máquina caracterizado por compreender: : produzir uma contagem de mestre de sistema que varia de um valor de contagem inicial até um valor de contagem í final em uma série de ciclos operacionais de sistema repetidos; : fornecer, pelo menos, uma contagem de mestre de subsistema, que inicie quando a contagem de mestre de sistema = atingir um primeiro valor de contagem de travamento; operar, pelo menos, um componente com base em um s perfil de operação de componente e no valor de uma contagem de mestre de subsistema; interromper, pelo menos, uma contagem de mestre de subsistema sem interromper a contagem de mestre de sistema; e iniciar, pelo menos, uma contagem de mestre de subsistema previamente interrompida em um segundo valor de contagem de travamento que seja o mesmo ou diferente do primeiro valor de contagem de travamento respectivo.
2. 2. Método, de acordo com à reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: determinar um ponto de operação desejado do, pelo menos, um componente; e selecionar, pelo menos, um valor de contagem de travamento com base no tempo de operação desejado determinado.
3. 3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a máquina compreende, pelo menos, um componente operável seletivamente com base no valor de contagem de mestre de subsistema, em que o método compreende adicionalmente: operar, pelo menos, um componente, enquanto a | contagem de mestre de subsistema estiver interrompida. |
4. 4. Método, de acordo com à reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que a máquina compreende, pelo menos, primeiro e segundo módulos, cada módulo compreendendo,, pelo menos, um componente; ' em que prover, pelo menos, um sinal de mestre de subsistema compreende prover uma primeira contagem de mestre de é À 2/6 . módulo e uma segunda contagem de mestre de módulo, cada contagem e de mestre de módulo iniciando em um valor de travamento de ; contagem de mestre de sistema respectivo; e em que à operação compreende a operação do, pelo menos, um componente do primeiro módulo com base em uma primeira :t contagem de mestre de módulo e operar o, pelo menos, um componente do segundo módulo com base na segunda contagem de mestre de f módulo.
5. 5. Método, de acordo com a reivindicação 4, $ 10 caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: . determinar se o primeiro módulo encontrou uma Ú falha; se uma falha foi encontrada: desacoplar mecanicamente o primeiro módulo dos outros componentes da máquina em movimento, se existir algum, e interromper a primeira contagem de mestre de módulo, e determinar se um valor de contagem de travamento para um próximo módulo disponível deve ser mudado.
6. 6. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: detectar uma falha no primeiro módulo e desacoplar mecanicamente o primeiro módulo dos outros componentes da máquina em movimento e interromper a primeira contagem de mestre de módulo sem interromper a contagem de mestre de sistema ou a segunda contagem de mestre de módulo. |
7. 7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de reinicializar o primeiro módulo ao determinar um valor de contagem de travamento para a primeira contagem de mestre de módulo.
8. 8. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que depois que o primeiro módulo encontrou uma falha, o método compreende adicionalmente a etapa de redefinir a contagem de mestre de sistema para um valor próximo do valor de contagem de travamento do segundo módulo.

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9. 9. Método, de acordo com a reivindicação 4, ? caracterizado pelo fato de que a máquina compreende um sistema de bobinamento para produtos de papel tissue e em que cada módulo compreende um módulo de bobinamento para formar um rolo bobinado em espiral. :
10. 10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a máquina compreende adicionalmente * um rebobinador para alimentar trama de papel tissue aos módulos de R bobinamento. : 10
11. 11. Método, de acordo com a reivindicação 4, : caracterizado pelo fato de que um primeiro produto é produzido no primeiro módulo e um segundo produto é produzido no segundo módulo e em que o método compreende adicionalmente a etapa de produzir uma primeira contagem de mestre de sistema para o primeiro módulo e uma segunda contagem de mestre de sistema para o segundo módulo para produzir produtos diferentes para cada módulo.
12. 12. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de detectar uma falha no primeiro módulo e desacoplar mecanicamente o primeiro módulo dos outros componentes da máquina e ajustar a segunda contagem de mestre de módulo de modo a reduzir o desperdício e atraso.
13. 13. Método, de acordo com a reivindicação 4, | caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de operar, pelo menos, um dos módulos independentemente da contagem de mestre de sistema. |
14. 14. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: determinar uma temporização de operação relativa desejada dos componentes respectivos dos primeiro e segundo módulos; . selecionar os valores de contagem de travamento para as contagens de mestre de módulo, de modo que, pelo menos, um componente do primeiro módulo e, pelo menos, um componente do segundo módulo opere com a temporização relativa desejada.
15. 15. Método, de acordo com as reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
16. Í e 2 9 00 ————-—-------=--.qq .nn.——
17. F 4/6 z x mudar o perfil de operação de, pelo menos, um ê componente, enquanto a contagem de mestre sobre a qual a operação do componente é baseada é interrompida e a contagem de mestre de sistema não é interrompida. Ss 16. Método, de acordo com as reivindicações 1 a 2 15, caracterizado pelo fato de que a taxa de contagem de mestre de sistema e, pelo menos, uma contagem de mestre de subsistema não : são iguais durante, pelo menos, parte de um ciclo de operação. R 17. Método, de acordo com a reivindicação 16, í 10 caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente receber realimentação durante a operação do, pelo menos, um componente; em : que com base na realimentação, a taxa de uma contagem de mestre de subsistema é variada.
18. 18. Método, de acordo com as reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo fato de que, pelo menos, duas contagens de mestre de subsistema são fornecidas, cada uma da qual varia de um valor de contagem inicial até um valor de contagem final sobre um ciclo de operação de subsistema respectivo, com o ciclo de operação de subsistema da, pelo menos, uma das contagens de mestre de subsistema iniciando quando a outra contagem de mestre de ! subsistema atingir um valor de contagem de travamento respectivo; e ! em que a taxa de contagem das contagens de mestre de subsistema não é sempre igual durante, pelo menos, parte de um ciclo de operação de uma das contagens de mestre de subsistema.
19. 19. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: operar em, pelo menos, um componente com base em um perfil de operação de componente e na contagem de mestre de subsistema, cujo ciclo de operação inicia com base em um valor de outra contagem de mestre de subsistema.
20. 20. Método, de acordo com as reivindicações 1 a 19, caracterizado pelo fato de que o outro valor de contagem de mestre inicia em um valor de contagem negativo e aumenta para um valor de contagem positivo; em que o perfil de operação de componente define: |

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    PF 5/6 : S uma fase de inicialização que inicia em um z valor de contagem negativo e durante o qual, pelo menos, um componente está pronto para fornecer, pelo menos, uma ação desejada em um produto ou substrato, e uma fase de velocidade total que inicia à quando o valor de contagem atinge zero e durante o qual o componente realiza a, pelo menos, uma ação desejada no : produto ou substrato.
21. 21. Sistema de controle para uso com uma Í 10 pluralidade de módulos de operação, o sistema de controle compreendendo, pelo menos, um dispositivo computacional $ caracterizado por ser configurado para: fornecer uma contagem de mestre virtual de sistema que varia de um valor de contagem inicial até um valor de contagem final sobre uma série de ciclos de operação de sistema; comandar um primeiro dentre uma pluralidade de módulos para operar em um primeiro valor de travamento da contagem de mestre virtual de sistema durante um primeiro ciclo de operação de sistema; comandar um segundo dentre uma pluralidade de módulos para operar em um segundo valor de travamento da contagem de mestre virtual de sistema durante um primeiro ciclo de operação de sistema; e comandar, pelo menos, um dos módulos para operar em um terceiro valor de travamento da contagem de mestre virtual de sistema; em que o terceiro valor de travamento ocorre durante outro ciclo de operação de sistema e é diferente do valor de travamento no qual o módulo foi comandado para operar em um primeiro ciclo de operação de sistema.
22. 22. Método de controle assíncrono de uma máquina caracterizado por compreender: produzir uma contagem de mestre de sistema que varia de um valor de contagem inicial até um valor de contagem final em uma série de ciclos de operação de sistema repetidos;

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    F 6/6 . " fornecer uma pluralidade de contagens de mestre « de subsistema, em que, cada um, inicia quando a contagem de mestre de sistema atinge um valor de contagem de travamento respetivo; operar, pelo menos, um componente com base em um perfil de operação de componente e no valor de uma primeira | & contagem de mestre de subsistema; receber realimentação durante a operação do, pelo : menos, um componente e, com base na realimentação, ajustar a taxa da primeira contagem de mestre de subsistema e ajustar, pelo : 10 menos, uma outra contagem de mestre de subsistema.
23. 23. Método, de acordo com a reivindicação 22, : caracterizado pelo fato de que a primeira contagem de mestre de subsistema é ajustada ao ser interrompida sem interromper a contagem de mestre de sistema.
24. 24. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que, pelo menos, uma outra contagem de mestre de subsistema é ajustada por ser acelerada para operação de um segundo componente independentemente do, pelo menos, um componente.

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