BR112020006370A2 - sistema e métodos relacionados para fabricação de filtros de tela à base de fio - Google Patents

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Abstract

uma máquina de fabricação de filtro de tela configurada para produzir um filtro de tela com uma largura de slot controlada entre os fios. a máquina de fabricação de filtro de tela pode incluir uma estrutura, uma cabeça de ferramenta configurada para girar em relação à estrutura e reter uma pluralidade de hastes de suporte, uma roda de alimentação de arame acoplada operacionalmente à estrutura e configurada para dispensar o arame conforme é enrolado em torno da pluralidade de hastes de suporte e um sistema de controle configurado para monitorar um ou mais parâmetros relacionados à largura da ranhura e implementar um ou mais ajustes de controle de processo configurados para permitir o enrolamento do fio ao redor da pluralidade de hastes de suporte de maneira que pelo menos 99,7% de uma largura medida da ranhura durante a fabricação do filtro de tela cai dentro de três desvios padrão de uma largura média da ranhura medida durante a fabricação do filtro de tela.

Description

SISTEMA E MÉTODOS RELACIONADOS PARA FABRICAÇÃO DE FILTROS DE TELA À BASE DE FIO CAMPO DA INVENÇÃO
[001] A presente invenção se refere a uma máquina de fabricação de filtro de tela para fabricar filtros de tela à base de fio para separar matéria sólida de correntes de fluido. Mais particularmente, a presente invenção é dirigida a uma máquina de fabricação de filtro de tela tendo um sistema de controle configurado para monitorar um ou mais parâmetros e implementar um ou mais ajustes de controle de processo para afetar uma largura de fenda mais uniforme entre fios.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
[002] Telas fabricadas a partir de fios soldados têm sido utilizadas para uma variedade de finalidades desde o início do século 20. Um dos usos mais populares tem sido como um filtro ou instrumento de separação de líquidos ou para remover sólidos de líquidos ou como um instrumento de separação de gás para remover sólidos ou líquidos suspensos de gases. Líquidos representativos podem incluir água doce ou salgada assim como várias correntes de processo líquidas aquosas e não aquosas encontradas em uma variedade de indústrias. Mais recentemente, telas à base de fio foram até mesmo utilizadas como componentes arquitetônicos de modo a proporcionar aparências estéticas originais ao exterior de edificações e outras estruturas públicas. Independentemente do uso particular, as técnicas de fabricação são similares para as telas em cada uma destas aplicações.
[003] No contexto de separação sólido/líquido, uma aplicação frequente para filtros de tela à base de fio é como parte de um sistema de admissão de água. Estes sistemas de admissão de água tipicamente usam um tubo de entrada adaptado para transportar água a partir de uma posição submersa em um corpo de água até o usuário final adjacente ao corpo de água. Um tubo de entrada é submerso no corpo de água e a extremidade do tubo de entrada é tipicamente acoplada a um conjunto de filtro de admissão configurado para inibir que detritos transportados na água e vida aquática, de um certo tamanho, entrem no tubo de entrada. Sistemas de admissão de água são tipicamente usados para fornecer água a usuários finais tais como instalações de fabricação, cidades, sistemas de irrigação e unidades de geração de energia localizadas adjacentes a um corpo de água tal como um rio, lago ou corpos de água salgada. O usuário final pode empregar este tipo de sistema como uma alternativa a perfurar um poço ou comprar água de uma municipalidade. Adicionalmente, o uso destes sistemas pode ser determinado pela localização do usuário final, por exemplo locais remotos onde água proveniente de uma fonte municipal e/ou potência elétrica para operar bombas não estão prontamente disponíveis. Estes sistemas de coleta de água têm a capacidade de se adaptar a várias condições e fornecer água eficientemente e economicamente.
[004] Em muitos sistemas de admissão de água, o tubo de entrada vai incluir um conjunto de filtro de admissão que incorpora uma tela à base de fio para impedir que matéria particulada entre no sistema de admissão de água. Devido a sua robusta resistência, a tela à base de fio permite que o conjunto de filtro de admissão seja repetidamente limpo, retro lavado e ou descarregado de modo a prolongar a vida do conjunto de filtro de admissão. Desta maneira, custos associados com tamponamento, substituição e descarte comuns a outros tipos de filtros de admissão, tais como filtros de saco, de cartucho, de cerâmica, de fibra oca e de membrana convencionais, podem ser evitados. Estas mesmas vantagens se estendem para o uso de telas à base de fio em processos industriais, o que pode levar a aumentar o tempo em atividade do processo e abaixar os custos de produção.
[005] Embora o estado da técnica atual em telas à base de fio proporcione uma série de muitas vantagens de processamento, seria vantajoso melhorar ainda mais as técnicas de fabricação de modo a melhorar a consistência da tela e reduzir os rejeitos de produção. Em particular, seria vantajoso desenvolver técnicas que proporcionem a fabricação de telas à base de fio tendo reduzida variabilidade durante construção de maneira tal que a variabilidade em largura de lacuna entre fios adjacentes é reduzida.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[006] Modalidades da presente invenção proporcionam uma máquina de fabricação de filtro de tela configurada para fabricar um filtro de tela com um nível mais alto de consistência em largura de lacuna, de maneira tal que o filtro pode ser usado como alvo e/ou remover matéria particulada tendo acima de um tamanho desejado de particulado que é maior do que a abertura da lacuna. Uma modalidade representativa da presente invenção proporciona uma máquina de fabricação de filtro de tela incluindo uma armação, uma cabeça de ferramental configurada para girar em relação à armação e reter uma pluralidade de hastes de suporte, uma roda de alimentação de fio operacionalmente acoplada à armação e configurada para distribuir fio e um sistema de controle configurado para monitorar um ou mais parâmetros relativos à largura de fenda e implementar um ou mais ajustes de controle de processo configurados para possibilitar o enrolamento do fio em torno da pluralidade de hastes de suporte de uma maneira tal que pelo menos 99,7% de uma largura de fenda medida durante a fabricação do filtro de tela caem dentro de três desvios padrões de uma largura de fenda média medida durante a fabricação do filtro de tela.
[007] O sumário acima não é destinado a descrever cada modalidade ilustrada ou cada implementação da matéria aqui. As figuras e a descrição detalhada que se segue exemplificam mais particularmente várias modalidades.
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
[008] A matéria aqui pode ser mais completamente entendida em consideração da seguinte descrição detalhada de várias modalidades em associação com as figuras anexas, em que:
[009] FIG. 1 é uma vista em perspectiva de extremidade, ilustrando um filtro de tela de acordo com uma modalidade da invenção.
[0010] FIG. 2 é uma vista de extremidade ilustrando o filtro de tela da FIG.1.
[0011] FIG. 3 é uma vista em corte transversal parcial ilustrando um filtro de tela de acordo com uma modalidade da invenção.
[0012] FIG. 4A é uma vista de perfil parcial ilustrando um enrolamento em espiral de fio na forma de um corpo cilíndrico de acordo com uma modalidade da invenção.
[0013] FIG. 4B é uma vista em perspectiva parcial ilustrando um enrolamento em espiral de fio na forma de um corpo cilíndrico de acordo com uma modalidade da invenção.
[0014] FIG. 5 é uma vista esquemática ilustrando uma máquina de fabricação de filtro de tela de acordo com uma modalidade da invenção.
[0015] FIG. 6 é uma vista esquemática ilustrando uma modalidade alternativa de uma máquina de fabricação de filtro de tela de acordo com a invenção.
[0016] FIG. 7 é um diagrama de fluxo de processo para monitorar e controlar ativamente uma largura de fenda de um filtro de tela durante fabricação de acordo com uma modalidade da invenção.
[0017] FIG. 8 é um esquema para uma máquina de fabricação executando o processo da FIG. 7 de acordo com uma modalidade da invenção.
[0018] FIG. 9 é uma curva de sino ilustrando uma distribuição normal de uma largura de fenda monitorada ao longo de um comprimento de corpo cilíndrico de um filtro de tela de acordo com uma modalidade da invenção.
[0019] Embora várias modalidades sejam suscetíveis de várias modificações e formas alternativas, suas especificidades foram mostradas a título de exemplo nos desenhos e vão ser descritas em detalhe. Deve ficar entendido, todavia, que a intenção não é limitar as invenções reivindicadas às modalidades particulares descritas. Ao contrário, a intenção é cobrir todas modificações, equivalentes e alternativas caindo dentro do espírito e escopo da matéria como definida pelas reivindicações.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[0020] Com referência às FIGS. 1 e 2, é ilustrado um filtro de tela 100 de acordo com uma modalidade da invenção. Em uma modalidade, o filtro de tela 100 pode ser fabricado para assumir um corpo cilíndrico 101. Alternativamente, o filtro de tela 100 pode ser fabricado de modo a assumir uma tela plana, pelo que duas ou mais telas planas podem ser operacionalmente acopladas para assumir outras configurações geométricas. O filtro de tela 100 é geralmente fabricado a partir de materiais e ligas metálicas apropriados incluindo, por exemplo, aço inoxidável, titânio, ligas de cobre-níquel e similares. A seleção do material pode ser dependente de características de compatibilidade com um fluido a ser filtrado ou baseada em outras variáveis do processo. Outros materiais não metálicos incluindo, por exemplo, PVC, que têm propriedades possibilitando a fabricação com geometrias similares tendo larguras de lacuna e precisão similares podem também ser usados em modalidades potenciais da invenção.
[0021] Em uma modalidade, o filtro de tela 100 pode incluir uma pluralidade de hastes de suporte 102. As hastes de suporte 102 podem ser regularmente espaçadas e arranjadas em relação paralela com um eixo longitudinal 104 do filtro de tela 100. Como melhor ilustrado na FIG. 2, cada haste de suporte 102 pode incluir uma superfície interior 106 e uma superfície exterior 108, de modo a definir uma altura de haste de suporte 140 entre as mesmas.
Um comprimento de fio contínuo 110 pode ser enrolado em torno das hastes de suporte 102, de maneira tal que o fio 110 pode ser afixado à superfície exterior 108 em cada ponto de contato 112. À medida que o fio é continuamente enrolado e espiralado em torno das hastes de suporte 102, o corpo cilíndrico 101 é geralmente definido para o filtro de tela 100.
[0022] Com referência à FIG. 3, uma vista em corte de um filtro de tela 100 é ilustrada de acordo com uma modalidade da invenção. Em uma modalidade, o fio 110 tem uma seção transversal triangular 120, comumente referido na indústria como Vee-WireG. Embora o fio 110 tendo uma seção transversal triangular 120 seja preferido, o uso de outros perfis de fio convencionais conhecidos na técnica é também contemplado. Como ilustrado, o fio 110 pode ter um primeiro vértice 122 afixado à haste de suporte 102 no ponto de contato 112. o primeiro vértice 122 pode ser operacionalmente acoplado à haste de suporte 102 usando uma técnica apropriada, tal como soldagem por resistência elétrica, ligação ultrassônica ou outros métodos de fusão/ligação conhecidos na técnica. À medida que a solda é completada em cada ponto de contato 112, uma profundidade de penetração 123 é definida no fio 110 e/ou haste de suporte 102.
[0023] Oposto ao primeiro vértice 122, está uma superfície de fio exposta 124 tendo uma largura de fio 114 definida entre um segundo vértice 126 e um terceiro vértice
128. O segundo vértice 126 e o terceiro vértice 128 podem, cada um, definir um raio de canto 130. Um par superfícies de relevo 132a, 132b pode se estender entre primeiro vértice 122 e o segundo e o terceiro vértices 126, 128 respectivamente. Uma altura de fio 136 pode ser definida entre o primeiro vértice 122 e a superfície de fio exposta
124. Quando o fio 110 é operacionalmente acoplado à haste de suporte 102 e a altura global da tela 138 é geralmente definida entre a superfície interior 106 e a superfície de fio exposta 124. A altura da tela 138 é geralmente equivalente à soma da altura do fio 136 e a altura da haste de suporte 140, menos a profundidade de penetração 123. O enrolamento em espiral e a soldagem do fio 110 em torno das hastes de suporte 102 resultam em um padrão repetitivo de fios adjacentes 110a, 110b.
[0024] Com referência às FIGS. 4A-B, para melhor clareza, uma porção do enrolamento em espiral de fio 110 na forma de um corpo cilíndrico 101 é ilustrada sem as hastes de suporte. Na formação do corpo cilíndrico 101, o fio 110 pode ser enrolado em torno das hastes de suporte 102 a um dado passo 116, de modo a definir uma fenda tendo uma largura de fenda mensurável 118. Como melhor ilustrado na FIG. 3, a largura de fenda 118 pode ser definida entre os raios de canto opostos 130 de fios adjacentes 110a, 110b, enquanto que o passo pode ser definido entre os mesmos raios de canto 130 de fios adjacentes l110a, 110b.
[0025] Em algumas modalidades, pode ser desejável “reverter” a ligação do fio 110 à haste de suporte 102, de maneira tal que a superfície de fio exposta 124 é afixada à haste de suporte 102 de maneira tal que a largura de fenda 118 é definida próxima da haste de suporte 102 e fica voltada para dentro em direção a um centro do corpo cilíndrico 101. Adicionalmente, dependendo do tamanho global do filtro de tela 100, por exemplo, o diâmetro e/ou comprimento do corpo cilíndrico 101 desejados, o fio 110 pode compreender mais dois comprimentos ou carretéis de fio 110 que foram unidos entre si, de maneira tal que o enrolamento em espiral do fio 110 em torno das hastes de suporte 102 é contínuo. Em algumas modalidades, O corpo cilíndrico 101 pode ser cortado, cisalhado ou reformado de outro modo em uma tela plana ou em outros formatos de tela alternativos. Além disso, o filtro de tela 100 pode incluir elementos de ligação ou enquadramento adicionais tais como, por exemplo, anéis, uniões, tiras e outros dispositivos similares para auxiliar na montagem do filtro de tela 100 e na aplicação desejada.
[0026] Em algumas modalidades, o passo 116 e/ou profundidade de penetração 123 do fio 110 podem ser variados durante a fabricação para obter uma largura de fenda 118 mais uniforme. Por exemplo, em uma modalidade, uma ou mais medições de controle de qualidade podem ser tomadas durante o processo de fabricação e usadas para fornecer realimentação no controle e posicionamento de fios adjacentes 110a, 110b, e/ou na ligação do fio 110 à haste de suporte 102, de modo a reduzir o desvio máximo ao longo da largura de fenda 118 dentro de um corpo cilíndrico 101. Consequentemente, o filtro de tela 100 da presente invenção é geralmente fabricado de maneira tal que a largura de fenda 118 é uniforme e consistentemente definida entre cada um dos fios adjacentes 110a, 110b ao longo de um comprimento do corpo cilíndrico 101. Em algumas modalidades, a consistência na largura de fenda 118 mensurável pode ser de maneira tal que o filtro de tela 100 pode ser usado confiavelmente para remover — matéria particulada tendo um tamanho de particulado de 10 um ou menos.
[0027] Em algumas modalidades, pode ser desejável variar uma "inclinação" do fio 110 em relação às hastes de suporte 102. Nestas situações, a superfície de fio exposta 124 entre enrolamentos adjacentes do fio 110 não vai residir no mesmo plano intencionalmente, nem eles vão ser paralelos ao plano das hastes de suporte 102. Em alguns casos, a superfície de fio exposta 124 entre enrolamentos adjacentes de fio 110 vai residir em uma orientação paralela. Vai ficar entendido que dependendo do desenho específico do filtro de tela 100, a "inclinação" do fio 110 pode ser intencionalmente variada através de toda a construção de um único filtro de tela 100.
[0028] Com referência à FIG. 5, uma máquina de fabricação de filtro de tela 200, configurada para fabricar filtros de tela 100, é ilustrada de acordo com uma modalidade da invenção. A máquina de fabricação de filtro de tela 200 pode incluir uma armação 202 e uma cabeça de ferramental 204 configurada para reter uma pluralidade de hastes de suporte 102 e girar em relação à armação 202 à medida que o fio 110 é enrolado em torno das hastes de suporte 102 durante o processo de fabricação. Em uma modalidade, a rotação da cabeça de ferramental 204 pode ser acionada por um motor 206, ou diretamente ou via um conjunto de engrenagem "mecânico 208. A cabeça de ferramental 202 pode ser suportada em uma extremidade oposta por um conjunto de mancal de contraponto 210.
[0029] A pluralidade de hastes de suporte 102 pode ser operacionalmente acoplada à cabeça de ferramental 204 via um anel de tração 214, de maneira tal que o anel de tração 214 é configurado para tracionar as hastes de suporte 102 através da máquina de fabricação de filtro de tela 200, à medida que o fio 110 é enrolado em torno das hastes de suporte 102. Antes de ser enrolada com fio 110, a pluralidade de hastes de suporte 102 pode ser suportada por um retentor de haste 216. Uma roda de alimentação de fio 218 pode ser posicionada na proximidade da cabeça de ferramental 204 e pode ser configurada para distribuir fio 110 à medida que ele é enrolado em torno das hastes de suporte 102. Uma guia de alimentação de fio 220 pode ainda ajudar no posicionamento do fio 110 em relação às hastes de suporte 102 durante a fabricação. Em algumas modalidades, a tração de fio 110 pode ser controlada via roda de alimentação de fio 218, à medida que ele é enrolado em torno das hastes de suporte 102, de modo a afetar a profundidade de penetração 123 apropriada do fio 110 em relação ás hastes de suporte 102.
[0030] Em algumas modalidades, uma corrente elétrica gerada por uma fonte de corrente elétrica 222 pode ser aplicada ao fio 110, enquanto a pluralidade de hastes de suporte 102 pode estar em comunicação elétrica com um aterramento elétrico. Consequentemente, em algumas modalidades, a corrente elétrica aplicada ao fio 110 pode fazer o fio 110 aderir a uma dentre a pluralidade de hastes de suporte 102 quando o fio 110 e a haste de suporte 102 fazem contato, fazendo deste modo o fio 110 se fundir ou ser soldado à haste de suporte 102. Em algumas modalidades, apenas a haste de suporte 102 mais próxima da guia de alimentação de fio 222 pode ser aterrada, de modo a estabelecer um trajeto claro de menor resistência. Em algumas modalidades, a corrente elétrica pode ser comutada como ligada e desligada, de maneira tal que a corrente elétrica só é aplicada quando necessário. Em algumas modalidades, a magnitude corrente elétrica pode ser controlada pela fonte de corrente elétrica 222, de modo a afetar a profundidade de penetração 123 apropriada do fio 110 em relação às hastes de suporte 102.
[0031] Em algumas modalidades, a cabeça de ferramental 204 pode ser configurada para se mover lateralmente ao longo do eixo de rotação em relação à armação 202, de modo a prever o passo apropriado 116 entre fios adjacentes 110a, 110b à medida que o fio 110 é enrolado em torno das hastes de suporte 102. Em uma modalidade, um parafuso rotativo 212 é empregado para afetar o movimento lateral; porém, o uso de outros mecanismos conhecidos na técnica para afetar movimento lateral é também contemplado. Em uma modalidade, o movimento lateral da cabeça de ferramental 204 em relação à armação 202 pode ser controlado, de modo a obter a largura de fenda 118 desejada entre fios adjacentes 110a, 110b. Adicionalmente, em uma modalidade, a rotação da cabeça de ferramental 204 em relação à armação 202 pode ser controlada, de modo a obter a profundidade de penetração 123 desejada do fio 110 em relação às hastes de suporte 102 e/ou à largura de fenda 118 desejada entre fios adjacentes 110a, 110b durante o processo de fabricação.
[0032] Com referência à FIG. 6, em uma modalidade alternativa de uma máquina de fabricação de filtro de tela 200”, em vez de deslocar lateralmente a cabeça de ferramental 202 em relação à armação 202, a roda de alimentação de fio 218 e a guia de alimentação de fio 220 podem ser configuradas para se deslocar lateralmente em relação à armação 202. Nesta modalidade, pelo menos uma dentre a rotação da cabeça de ferramental 204, a magnitude de corrente elétrica via a fonte de corrente elétrica 222, a tração de fio 110 via roda de alimentação de fio 218 e a posição lateral da roda de alimentação de fio 218 e da guia de alimentação de fio 220 pode ser controlada, de modo a obter a profundidade de penetração 123 desejada do fio 110 em relação às hastes de suporte 102 e/ou a largura de fenda 118 desejada entre fios adjacentes 110a, 110b durante o processo de fabricação.
[0033] Com referência mais uma vez à FIG. 5, em uma modalidade, a máquina de fabricação de filtro de tela, pode incluir um sistema de controle 224, tendo um mostrador 226, um computador 228 operacionalmente acoplado e em comunicação com um ou mais sensores configurados para monitorar um ou mais parâmetros relativos à largura de fenda e uma unidade de armazenamento 230 configurada para armazenar informação ou dados captados pelo um ou mais sensores. O computador 228 geralmente compreende um processador adequado e um sistema operacional enquanto a unidade de armazenamento 230 inclui uma memória apropriada para fazer interface com o processador do computador.
[0034] Com referência à FIG. 7, um processo 300 para monitorar e controlar ativamente a largura de fenda 118 durante fabricação de um filtro de tela 100 é ilustrado de acordo com uma modalidade da invenção. Em 302, a máquina de fabricação de filtro de tela 200 é inicializada. A máquina de fabricação 200 é carregada com o número apropriado de hastes de suporte 102 e fio 110 para fabricação de um filtro de tela 100. Em 304, a máquina de fabricação 200 começa a fabricar o filtro de tela 100, por rotação da cabeça de ferramental 204 para afetar o enrolamento do fio 110 em torno da pluralidade de hastes de suporte 102.
[0035] Em 306, durante a fabricação, um ou mais parâmetros relativos à qualidade do filtro de tela 100, ou componentes do mesmo, são detectados ou monitorados. Em uma modalidade, os parâmetros relativos à qualidade do filtro de tela 100 incluem pelo menos um dentre (1) a largura de fio 114, (2) o passo 116, (3) a largura de fenda 118, (4) a velocidade de avanço (por exemplo, deslocamento lateral da cabeça de ferramental 202 e/ou roda de alimentação de fio 218 em relação à armação 202), (5) magnitude da energia de solda (por exemplo, corrente elétrica suprida via a fonte de corrente elétrica 222), (6) pressão de solda (por exemplo, tração no fio 110 afetada pela roda de alimentação de fio 218 e/ou a rotação da cabeça de ferramental 204 em relação à armação 202), (7) posição linear da cabeça de ferramental 204 e/ou roda de alimentação de fio 218 em relação à armação 202, (8) posição rotativa da cabeça de ferramental 204 em relação à armação 202, (9) posição do fio (por exemplo, a posição da roda de alimentação de fio 218 em relação à cabeça de ferramental 204) e (10) outros parâmetros conforme necessários. Em 308, um ou mais dos parâmetros medidos podem ser mostrados. Em uma modalidade, o um ou mais parâmetros podem ser monitorado continuamente. Em uma outra modalidade, a frequência com que o um ou mais parâmetros são monitorados pode ser baseada em dados estatísticos, ou medições prévias provenientes do monitoramento do um ou mais parâmetros. Em 310, o um ou mais parâmetros detectados são registrados.
[0036] Em 312 é questionado se o processo de fabricação está completo. Se o processo de fabricação não foi completado, em 314, é interrogado quanto a se a largura de fenda 118 tem o tamanho apropriado e/ou se as superfícies de fio 124 de fios adjacentes 110a, 110b estão em alinhamento. Se é determinado que a largura de fenda 118 não tem o tamanho apropriado e/ou as superfícies de fio 124 de fios adjacentes 110a, 110b não estão em alinhamento, em 316, um ou mais ajustes de controle de processo são feitos na máquina de fabricação 200. Em uma modalidade, os ajustes de controle de processo incluem pelo menos um dentre: (1) o passo 216, (2) a magnitude da energia de solda (por exemplo, corrente elétrica suprida via a fonte de corrente elétrica 222), (3) pressão de solda (por exemplo, tração no fio 110 afetada pela roda de alimentação de fio 218 e/ou a rotação da cabeça de ferramental 204 em relação à armação 202), (4) posição linear da cabeça de ferramental 204 e/ou roda de alimentação de fio 218 em relação à armação 202, (5) a velocidade de avanço (por exemplo, a velocidade de deslocamento lateral da cabeça de ferramental 204 e/ou roda de alimentação de fio 218 em relação à armação 202), (6) posição rotativa da cabeça de ferramental 204 em relação à armação 202, (7) a velocidade de rotação (por exemplo, a velocidade de rotação da cabeça de ferramental 204 em relação à armação 202, (9) a posição do fio (por exemplo, a posição da roda de alimentação de fio 218 em relação à cabeça de ferramental 202) e (10) outros ajustes de controle de processo conforme necessários. Em seguida a um ajuste de controle de processo, em 306, um ou mais parâmetros relativos à qualidade do filtro de tela 100, ou componentes do mesmo, são mais uma vez detectados Ou monitorados e o processo continua.
[0037] Alternativamente, se em 314, é determinado que a largura de fenda 118 tem o tamanho apropriado e/ou as superfícies de fio 124 de fios adjacentes 110a, 110b estão em alinhamento, em 318, nenhum ajuste de controle de processo é feito e o processo avança para 306 para a detecção de um ou mais parâmetros relativos à qualidade do filtro de tela 100.
[0038] Se em 312, é determinado que o processo de fabricação é completado, em 320, a fabricação do filtro de tela 100 é interrompida. Em 322, os parâmetros detectados e/ou outros dados coletados durante a operação 306 podem ser opcionalmente armazenados em uma memória. Em 324, opcionalmente, os parâmetros detectados e/ou outros dados coletados durante a operação 306 podem ser utilizados para gerar um relatório.
[0039] Deve ficar entendido que as etapas individuais usadas nos métodos dos presentes ensinamentos podem ser executadas em qualquer ordem e/ou simultaneamente, desde que o ensinamento permaneça operável. Além do mais, deve ficar entendido que o aparelho e métodos dos presentes ensinamentos podem incluir qualquer número, ou todas, das modalidades descritas, desde que o ensinamento permaneça operável.
[0040] Com referência à FIG. 8, um esquema do processo 300 operando a máquina de fabricação 200 é ilustrado de acordo com uma modalidade da invenção. Durante o processo 300, a máquina de fabricação 200 utiliza o laço de realimentação definido pelo processo 300 para detectar um ou mais parâmetros relativos à qualidade do filtro de tela 100, para afetar um controle de pelo menos uma dentre a rotação da cabeça de ferramental 204, a magnitude de corrente elétrica via a fonte de corrente elétrica 222, a tração de fio 110 via a roda de alimentação de fio 218, e/ou a posição lateral da cabeça de ferramental 204 e/ou da roda de alimentação de fio 218 e da guia de alimentação de fio 220, de modo a obter a profundidade de penetração 123 desejada do fio 110 em relação às hastes de suporte 102 e/ou a largura de fenda 118 desejada entre fios adjacentes 110a, 110b.
[0041] Consequentemente, em uma modalidade exemplificativa, a largura de fio 114 de fio 110 poderia ser medida pela máquina de fabricação 200 à medida que ele é distribuído a partir da roda de alimentação de fio 218. Se a largura de fio 114 é determinada como sendo menor do que a largura de fio média 114, um ou mais ajustes de controle de processo podem ser feitos. Por exemplo, a posição linear da cabeça de ferramental 204 e/ou roda de alimentação de fio 218 em relação à armação 202 pode ser ajustada para compensar a menor largura de fio 114 para obter a largura de fenda 118 apropriada e a magnitude da energia de solda (por exemplo, corrente elétrica suprida via a fonte de corrente elétrica 222) pode ser ajustada para obter a profundidade de penetração 123 apropriada. Outros ajustes de controle de processo podem ser feitos conforme desejado/necessário para afetar as características desejadas do filtro de tela 100 durante a fabricação.
[0042] Em uma modalidade, se a largura de fio detectada 114 está dentro de uma primeira faixa predefinida, um primeiro conjunto de ajustes de controle de processo pode ser feito. Se a largura de fio detectada 114 está fora da primeira faixa predefinida, mas dentro de uma segunda faixa predefinida, um segundo conjunto de ajustes de controle de processo, que pode incluir o primeiro conjunto de ajustes de controle de processo mais ajustes de controle de processo adicionais, pode ser feito. Se a largura de fio detectada 114 está fora da segunda faixa predefinida, um operador da máquina de fabricação 200 pode ser alertado via as medições no mostrador e o processo 300 pode ser interrompido até que as correções apropriadas possam ser feitas.
[0043] Com referência à FIG. 9, uma curva de sino ilustrando uma distribuição normal da largura de fenda 118 monitorada ao longo de um comprimento do corpo cilíndrico 101 de um filtro de tela 100 é ilustrada de acordo com uma modalidade da invenção. Como ilustrado, 68% da largura de fenda 118, como medida circunferencialmente em torno do corpo cilíndrico 101, estão dentro de um desvio padrão da largura de fenda média 118, 95,5% da largura de fenda medida 118 estão dentro de dois desvios padrões da largura de fenda média 118 e 99.7% da largura de fenda medida 118 estão dentro de três desvios padrões da largura de fenda média 118. Consequentemente, em algumas modalidades, a consistência na largura de fenda medida 118 é de maneira tal que o filtro de tela 100 pode ser usado confiavelmente para remover a matéria particulada desejada.
[0044] Em uma modalidade, dados coletados durante a operação 322 podem ser analisados pela máquina de fabricação 200 e através de um processo de modificar continuamente diferentes ajustes de controle de processo, por exemplo por um processo de Projeto de Experimentos (DOE), a máquina de fabricação 200 pode otimizar características do filtro de tela 100 fabricado.
[0045] Várias modalidades de sistemas, dispositivos e métodos foram descritas aqui. Estas modalidades são dadas apenas a título de exemplo e não são destinadas a limitar o escopo das invenções reivindicadas. Deve ser apreciado, ademais, que as várias características das modalidades que foram descritas podem ser combinadas de vários modos para produzir numerosas modalidades adicionais. Ademais, embora vários materiais, dimensões, formatos, configurações e localizações, etc. tenham sido descritos para uso com as modalidades reveladas, outros além daqueles descritos podem ser utilizados sem exceder o escopo das invenções reivindicadas.
[0046] Pessoas técnicas no assunto vão reconhecer que a matéria aqui pode compreender menos características do que ilustrado em qualquer modalidade individual descrita acima. As modalidades descritas aqui não são destinadas a ser uma apresentação exaustiva dos modos em que as várias características da presente matéria podem ser combinadas. Consequentemente, as modalidades não são combinações mutuamente exclusivas de características; ao contrário, as várias modalidades podem compreender uma combinação de diferentes características individuais selecionadas de diferentes modalidades individuais, como entendido por pessoas técnicas no assunto. Ademais, elementos descritos com respeito a uma modalidade podem ser implementados em outras modalidades mesmo quando não descritos em tais modalidades a menos que assinalado de outro modo.
[0047] Embora uma reivindicação dependente possa se referir nas reivindicações a uma combinação específica com uma ou mais outras reivindicações, outras modalidades podem também incluir uma combinação da reivindicação dependente com a matéria de cada outra reivindicação dependente ou uma combinação de uma ou mais características com outras reivindicações dependentes ou independentes. Tais combinações são propostas aqui amenos que seja declarado que uma combinação específica não é pretendida.
[0048] Qualquer incorporação por referência de documentos acima é limitada de tal maneira que nenhuma matéria é incorporada que seja contrária à presente invenção explícita. Qualquer incorporação por referência de documentos acima é ainda limitada de maneira tal que nenhuma reivindicação incluída nos documentos é incorporada por referência aqui. Qualquer incorporação por referência de documentos acima é ainda mais limitada de maneira tal que quaisquer definições previstas nos documentos não são incorporadas por referência aqui a menos que expressamente incluídas aqui.

Claims (17)

REIVINDICAÇÕES
1. Máquina de fabricação de filtro de tela configurada para produzir um filtro de tela tendo uma largura de fenda controlada entre fios, a máquina de fabricação caracterizada pelo fato de que compreende: uma armação; uma cabeça de ferramental configurada para girar em relação à armação e reter uma pluralidade de hastes de suporte; uma roda de alimentação de fio operacionalmente acoplada à armação e configurada para distribuir um fio; e um sistema de controle configurado para monitorar um ou mais parâmetros relativos à largura de fenda e implementar um ou mais ajustes de controle de processo configurados para possibilitar o enrolamento do fio em torno da pluralidade de hastes de suporte de uma maneira tal que pelo menos 99,7% de uma largura de fenda medida durante a fabricação do filtro de tela caem dentro de três desvios padrões de uma largura de fenda média medida durante a fabricação do filtro de tela.
2. Máquina de fabricação de filtro de tela, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um mostrador configurado para mostrar o um ou mais parâmetros monitorados relativos à largura de fenda.
3. Máquina de fabricação de filtro de tela, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o um ou mais ajustes de controle de processo são variados em resposta ao um ou mais parâmetros monitorados relativos à largura de fenda.
4. Máquina de fabricação de filtro de tela, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que informação derivada do monitoramento do um ou mais parâmetros relativos à largura de fenda é utilizada na implementação do um ou mais ajustes de controle de processo em um laço de realimentação.
5. Máquina de fabricação de filtro de tela, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o um ou mais dos parâmetros relativos à qualidade do filtro de tela são pelo menos um dentre a largura de fenda, uma largura de fio, um passo de fio, uma velocidade de avanço da cabeça de ferramental em relação à armação, uma magnitude de uma corrente de solda elétrica, uma tração no fio afetado pela roda de alimentação de fio e/ou a rotação da cabeça de ferramental em relação à armação, uma posição linear da cabeça de ferramental e/ou da roda de alimentação de fio em relação à armação, uma posição rotativa da cabeça de ferramental em relação à armação e posição da roda de alimentação de fio em relação à cabeça de ferramental.
6. Máquina de fabricação de filtro de tela, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o sistema de controle é adicionalmente configurado para produzir um relatório incluindo a largura de fenda medida através do filtro de tela.
7. Máquina de fabricação de filtro de tela, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o um ou mais dos ajustes de controle de processo são pelo menos um dentre um passo de fio, uma magnitude de uma corrente de solda elétrica, uma tração no fio afetado pela roda de alimentação de fio e/ou a rotação da cabeça de ferramental em relação à armação, uma posição linear da cabeça de ferramental e/ou da roda de alimentação de fio em relação à armação, velocidade de deslocamento lateral da cabeça de ferramental e/ou da roda de alimentação de fio em relação à armação, uma posição rotativa da cabeça de ferramental em relação à armação, uma velocidade de rotação da cabeça de ferramental em relação à armação e uma posição da roda de alimentação de fio em relação à cabeça de ferramental.
8. Sistema de controle em tempo real para fabricar filtros de tela, caracterizado pelo fato de que compreende: um processador de computador controlando uma máquina de fabricação de filtro de tela, o computador configurado para aceitar uma entrada correspondendo um parâmetro desejado de um filtro de tela a ser fabricado pela máquina de fabricação de filtro de tela; e pelo menos um sensor posicionado próximo da máquina de fabricação de filtro de tela de modo a medir o parâmetro desejado do filtro de tela durante a fabricação, dito pelo menos um sensor comunicando uma medição do parâmetro desejado ao processador de computador, pelo que o processador de computador é adaptado para ajustar uma característica de desempenho da máquina de fabricação de filtro de tela se a medição do parâmetro desejado difere da entrada do parâmetro desejado.
9. Sistema de controle em tempo real, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: uma unidade de armazenamento operacionalmente acoplada ao processador de computador, a unidade de armazenamento configurada para armazenar dados relacionados com a entrada do parâmetro desejado e a medição do parâmetro desejado.
10. Sistema de controle em tempo real, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que oO processador de computador acessa dados armazenados na unidade de armazenamento para compilar um relatório relacionado com um filtro de tela, a entrada do parâmetro desejado e a medição do parâmetro desejado.
11. Sistema de controle em tempo real, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o parâmetro desejado do filtro de tela é uma largura de fenda ou alinhamento de fio.
12. Sistema de controle em tempo real, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a característica de desempenho da máquina de fabricação de filtro de tela compreende um ou mais dentre um passo de fio, uma magnitude de uma corrente de solda elétrica, uma tração em um fio afetado por uma roda de alimentação de fio e/ou rotação de uma cabeça de ferramental em relação a uma armação, uma posição linear de uma cabeça de ferramental e/ou roda de alimentação de fio em relação a uma armação, velocidade de deslocamento lateral de uma cabeça de ferramental e/ou roda de alimentação de fio em relação a uma armação, uma posição rotativa de uma cabeça de ferramental em relação à uma armação, uma velocidade de rotação de uma cabeça de ferramental em relação a uma armação, e uma posição de uma roda de alimentação de fio em relação a uma cabeça de ferramental.
13. Método de fabricar um filtro de tela, caracterizado pelo fato de que compreende: girar uma cabeça de ferramental de maneira tal que um comprimento de fio é enrolado em torno de uma pluralidade de hastes de suporte; monitorar um parâmetro relacionado com o desempenho de um filtro de tela à medida que o comprimento de fio é enrolado em torno da pluralidade de hastes de suporte; e ajustar uma característica de fabricação se o parâmetro monitorado cai fora de uma faixa desejada.
14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: armazenar os parâmetros monitorados que foram monitorados durante a fabricação do filtro de tela.
15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: gerar um relatório relacionado à fabricação do filtro de tela que inclui os parâmetros monitorados armazenados durante a fabricação.
16. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o parâmetro compreende largura de fenda ou alinhamento de fio.
17. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a característica de fabricação compreende um ou mais dentre um passo de fio, uma magnitude de uma corrente de solda elétrica, uma tração em um fio afetado por uma roda de alimentação de fio e/ou rotação de uma cabeça de ferramental em relação à uma armação, uma posição linear de uma cabeça de ferramental e/ou roda de alimentação de fio em relação a uma armação, velocidade de deslocamento lateral de uma cabeça de ferramental e/ou roda de alimentação de fio em relação a uma armação, uma posição rotativa de uma cabeça de ferramental em relação a uma armação, uma velocidade de rotação de uma cabeça de ferramental em relação à uma armação e uma posição de uma roda de alimentação de fio em relação à uma cabeça de ferramental.
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