ES2211850T3 - Procedimiento de alineamiento automatico en un aparato de arrastre por rozamiento. - Google Patents
Procedimiento de alineamiento automatico en un aparato de arrastre por rozamiento.Info
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Abstract
Un método para calibrar un sistema de detección de borde en un aparato de accionamiento por rozamiento (10), comenzando en una posición de calibración de eje X conocida del material de tira, caracterizándose dicho método porque incluye los pasos de: mover una tira de material (12) una distancia predeterminada de calibración en una dirección de avance en el eje X; establecer una posición hacia adelante del primer sensor de dicha tira de material (12) con respecto a un primer sensor; establecer una posición hacia adelante del segundo sensor de dicha tira de material (12) con respecto a un segundo sensor; calcular una primera diferencia entre dicha posición hacia adelante del primer sensor y dicha posición hacia adelante del segundo sensor para definir un ajuste de sensor; y regular una posición de referencia central de dicho segundo sensor (56) por dicho ajuste de sensor para calibrar dicho segundo sensor (56) con respecto a dicho primer sensor (58) para compensar diferencias entre las salidas de dicho primer sensor y dicho segundo sensor cuando se alinea dicha tira de material (12).
Description
Procedimiento de alineamiento automático en un
aparato de arrastre por rozamiento.
La presente invención se refiere a aparatos de
arrastre por rozamiento tal como impresoras, trazadores y cortadoras
que alimentan tira de material para producir imágenes gráficas y,
más en concreto, a un método para la calibración de aparatos de
arrastre por rozamiento.
Los sistemas de arrastre por rozamiento, grano o
rejilla para mover tiras o láminas de material de hoja
longitudinalmente hacia adelante y hacia atrás a lo largo de un
recorrido de alimentación a través de un dispositivo de trazar,
imprimir o cortar son conocidos en la técnica. En tales sistemas de
accionamiento, se colocan ruedas de rozamiento (o grano o rejilla)
en un lado de la tira de material de hoja (generalmente vinilo o
papel) y se colocan rodillos tomadores, de caucho u otro material
flexible, en el otro lado de la tira, empujando la presión de
muelle los rodillos tomadores y el material contra las ruedas de
rozamiento. Durante el trazado, impresión o corte, la tira de
material es movida hacia adelante y hacia atrás, en la dirección
longitudinal o X, por las ruedas de rozamiento mientras que, al
mismo tiempo, una pluma, cabeza de impresión, o cuchilla es movida
sobre la tira de material en la dirección lateral o Y.
Estos sistemas han logrado aceptación sustancial
debido a su capacidad de aceptar tiras lisas (no perforadas) de
material en anchuras diferentes. Sin embargo, los aparatos de
arrastre por rozamiento existentes tienen varios problemas. Un
problema que se produce en los aparatos de arrastre por rozamiento
es un error de inclinación. El error de inclinación surgirá como
resultado de que la tira de material es movida de manera no
uniforme entre sus dos bordes longitudinales, haciendo que la tira
de material asuma una posición torcida. El error se integra en la
dirección lateral o Y y produce un error de posición lateral
creciente cuando la tira de material se mueve a lo largo de la
dirección X. El error es visible con frecuencia cuando se debe
alinear el comienzo de un objeto con el final de un objeto
previamente trazado. En el peor caso, tales errores laterales dan
lugar a que la tira se salga completamente de la rueda de
rozamiento. El error de inclinación es altamente indeseable porque
se suele destruir la imagen gráfica resultante.
La mayoría de las tiras de material se introducen
manualmente en los sistemas de accionamiento por rozamiento. Durante
la introducción manual, es esencialmente imposible poner la tira de
material perfectamente recta en el aparato de arrastre por
rozamiento. Por lo tanto, los sistemas existentes utilizan
típicamente al menos 0,914 m (tres pies) de tira de material hasta
que la tira de material se endereza con respecto al aparato de
arrastre por rozamiento. Este procedimiento de alineación manual
tiene numerosos inconvenientes. En primer lugar, da lugar a un
consumo excesivo de material y su desperdicio. En segundo lugar, el
procedimiento es lento. Además, la alineación manual no siempre es
efectiva. Por lo tanto, hay que reducir el consumo inútil de tira de
material durante su carga en el aparato de arrastre por rozamiento
y garantizar la alineación adecuada de la tira de material dentro
del aparato de arrastre por rozamiento durante la operación.
Se conoce un aparato típico de arrastre por
rozamiento y método de alineación por
EP-A-0 382 502.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar un método para calibrar adecuadamente dos sensores que
detectan un borde de la tira de material en el aparato de arrastre
por rozamiento uno con respecto a otro.
El procedimiento de alineación automática incluye
los pasos de avanzar la tira de material en la dirección
longitudinal una cantidad predeterminada de alineación mientras la
tira de material se dirige con respecto al sensor de control para
eliminar las desviaciones laterales de la tira de material del
recorrido de alimentación. El procedimiento de calibración calibra
el segundo sensor con respecto al primer sensor para eliminar toda
desviación potencial que pueda haberse introducido durante el
montaje y la instalación de los sensores.
Una ventaja de la presente invención es que
elimina la necesidad de que un operador alinee manualmente la tira
de material. La alineación automática reduce la cantidad de tira de
material desperdiciado en comparación con una operación de
alineación manual y da lugar a ahorros de tiempo y mejor calidad del
producto gráfico final. Otra ventaja de la presente invención es
que el procedimiento de calibración proporciona exactitud adicional
a la alineación adecuada de la tira de material y también mejora la
calidad del producto gráfico final.
Las anteriores y otras ventajas de la presente
invención resultan más evidentes a la luz de la siguiente
descripción detallada de sus realizaciones ejemplares, ilustradas
en los dibujos acompañantes.
La figura 1 es una vista despiezada en alzado
lateral que muestra esquemáticamente un aparato de arrastre por
rozamiento.
La figura 2 es una vista esquemática en planta de
una porción inferior del aparato de arrastre por rozamiento de la
figura 1 con el material de tipa mostrado en transparencia.
La figura 3 es una vista en perspectiva
esquemática de un sistema de detección de borde del aparato de
arrastre por rozamiento de la figura 2 con el material de tipa
mostrado en transparencia.
La figura 4 es una representación esquemática de
una tira de material que se mueve correctamente a lo largo de un
recorrido de alimentación para la tira de material en el aparato de
arrastre por rozamiento de la figura 2.
La figura 5 es una representación esquemática de
la tira de material que se desvía del recorrido de alimentación de
la figura 4 y una corrección iniciada regulando las velocidades
relativas de los motores de arrastre.
La figura 6 es una representación esquemática de
la tira de material que se desvía del recorrido de alimentación de
la figura 4 y otra corrección iniciada regulando las velocidades
relativas de los motores de arrastre.
La figura 7 es una representación esquemática de
la tira de material que se carga en el aparato de arrastre por
rozamiento de la figura 1.
La figura 8 es un diagrama lógico de alto nivel
de un procedimiento de alineación automática de la tira de material
después de cargarse en el aparato de arrastre por rozamiento como
se muestra en la figura 7.
La figura 9 es una representación esquemática de
la tira de material que se dirige a una posición de alineación
correcta según el procedimiento de alineación automática de la
figura 8.
La figura 10 es una representación esquemática de
la tira de material dirigida además a una posición de alineación
correcta según el procedimiento de alineación automática de la
figura 8.
La figura 11 es un diagrama lógico de alto nivel
de un procedimiento de calibración para el sistema de detección de
borde del aparato de arrastre por rozamiento de la figura 1.
La figura 12 es una representación esquemática de
una realización alternativa del sistema de detección de borde,
moviéndose la tira de material a lo largo del recorrido de
alimentación en el aparato de arrastre de la figura 1.
La figura 13 es una representación esquemática de
otra realización alternativa del sistema de detección de borde,
moviéndose la tira de material a lo largo del recorrido de
alimentación en el aparato de arrastre de la figura 1.
Y la figura 14 es una representación esquemática
de una tira de material ancha que se mueve a lo largo del recorrido
de alimentación en el aparato de arrastre de la figura 1.
Con referencia a la figura 1, un aparato 10 para
trazar, imprimir o cortar tira de material 12 incluye una porción
superior 14 y una porción inferior 16. La tira de material 12, que
tiene bordes longitudinales 20, 22, como se ve bien en la figura 2,
se está moviendo en una dirección longitudinal o X a lo largo de un
recorrido de alimentación 24. La porción superior 14 del aparato 10
incluye una cabeza de herramienta 26 móvil en una dirección lateral
o Y perpendicular a la dirección X y el recorrido de alimentación
24. La porción superior 14 también incluye una pluralidad de
rodillos tomadores 30 que están dispuestos a lo largo de los bordes
longitudinales 20, 22 de la tira de material 12. La porción
inferior 16 del aparato 10 incluye un rodillo o cilindro
estacionario 32, dispuesto en correspondencia con la cabeza de
herramienta 26, y una pluralidad de ruedas de rozamiento 34, 36,
dispuestas en correspondencia con los rodillos tomadores 30.
Con referencia a la figura 2, cada rueda de
rozamiento 34, 36 tiene una superficie para enganchar la tira de
material 12, y es movida por un motor de arrastre 40, 42,
respectivamente. Cada motor de arrastre 40, 42 puede ser un
servomotor con un eje de accionamiento conectado a un codificador de
eje 44, 46 para detectar la rotación del eje de accionamiento. Cada
codificador 44, 46 está conectado a un decodificador 50, 52,
respectivamente. Cada decodificador 50, 52 está en comunicación con
un procesador 54. El aparato 10 también incluye un sistema de
detección de borde 55 que opera en unión con los motores 40, 42 para
alinear automáticamente la tira de material 12 y minimizar el error
de inclinación durante la operación. El sistema de detección de
borde 55 incluye un primer sensor 56 y un segundo sensor 58 para
rastrear el borde longitudinal 20 de la tira de material 12,
estando dispuestos los sensores 56, 58 en lados opuestos de las
ruedas de rozamiento 34, 36. Cada sensor 56, 58 está en
comunicación con el procesador 54 mediante circuitería asociada 62,
64, respectivamente. El procesador 54 también comunica con cada
motor de arrastre 40, 42 para completar un sistema en bucle
cerrado.
Con referencia a la figura 3, el sistema de
detección de borde 55 incluye además una primera fuente de luz 66 y
una segunda fuente de luz 68 colocadas sustancialmente encima de
los sensores primero y segundo 56, 58, respectivamente. Cada sensor
56, 58 incluye unos bordes externos primero y segundo 72, 74 y
bordes internos primero y segundo 76, 78, respectivamente, estando
dispuestos los topes primero y segundo 82, 84 sustancialmente
adyacentes a cada borde externo respectivo 72, 74. En la
realización preferida de la presente invención cada sensor 56, 58
incluye una pluralidad de pixels 92 dispuestos en una matriz lineal,
disponiéndose un pixel central 94 en el centro de la pluralidad de
pixels 92 y definiéndose de manera que sea una posición de
referencia central. Además, en la realización preferida de la
presente invención, la circuitería asociada 62, 64 incluye un
conformador de impulsos y un convertidor serie a paralelo (no
representado).
Durante el funcionamiento normal, cuando la tira
de material 12 se alimenta a lo largo del recorrido de alimentación
24 en la dirección longitudinal o X, las ruedas de rozamiento 34,
36 y los rodillos tomadores 30 son empujados y enganchan la tira de
material 12, como se ve bien en las figuras 1 y 2. Los motores de
arrastre 40, 42 giran las ruedas de rozamiento 34, 36,
respectivamente, sustancialmente a la misma velocidad para
garantizar que ambos bordes longitudinales 20, 22 de la tira de
material 12 avancen a lo largo del recorrido de alimentación 24 en
la dirección X simultáneamente. Cuando la tira de material 12 se
mueve en la dirección longitudinal o X, la cabeza de herramienta 26
se mueve en una dirección lateral o Y, trazando, imprimiendo o
cortando la tira de material dependiendo del tipo específico de la
herramienta empleada.
El sensor 58, dispuesto detrás de las ruedas de
rozamiento 34, 36 con respecto al movimiento de la tira de material
indicado por la flecha, detecta y asegura que la tira de material
12 no se mueva lateralmente en la dirección Y. Con referencia a la
figura 3, cada pixel 92 que está expuesto a luz emitida por la
fuente de luz 68 genera fotocorriente, que después se integra. Un
"uno" lógico de cada pixel 92 indica presencia de luz. Los
pixels que están blindados contra la luz por la tira de material
12, no generan fotocorriente y dan lugar a una lectura lógica de
"cero". Un registro de desplazamiento de bits (no
representado) envía datos serie, comenzando un bit para cada pixel
con el primer pixel, adyacente al borde externo 74 del sensor 58.
La salida se conforma después e introduce en un contador (no
representado). El contador cuenta hasta que los datos serie llegan
a al menos dos "ceros" lógicos en sucesión. Dos "ceros"
lógicos en sucesión indican que se ha alcanzado el borde 20 de la
tira de material 12 y el contador se para. La posición del borde 20
de la tira de material 12 se establece después y utiliza para
volver a colocar la tira de material 12. Este procedimiento se
repite cada intervalo de tiempo predeterminado. En la realización
preferida de la presente invención, el intervalo de tiempo
predeterminado es aproximadamente cada 250 microsegundos. Así, con
la colocación longitudinal apropiada de la tira de material, es
decir, sin error de posición Y, el sensor 58 está medio cubierto, y
los motores de arrastre 40, 42 giran las ruedas de rozamiento 34,
36 simultáneamente a la misma velocidad, como se muestra
en la figura 4.
en la figura 4.
Con referencia a la figura 5, se produce un error
de posición Y cuando la tira de material 12, por ejemplo, se mueve
a la derecha exponiendo más de la mitad del sensor 58. Cuando está
expuesta más de la mitad del sensor 58, el sensor 58 y su
circuitería asociada generan una salida posicional al procesador 54
mediante la circuitería asociada 64, como se ve bien en la figura 2,
indicando que la tira de material 12 se desplaza a la derecha. Una
vez que el procesador 54 recibe tal salida posicional del sensor
58, el procesador 54 impone una señal diferencial en las señales a
los motores de arrastre 40, 42 para incrementar la velocidad del
motor de arrastre 40, moviendo la rueda de rozamiento 34, y para
disminuir la velocidad del motor de arrastre 42, moviendo la rueda
de rozamiento 36. La señal diferencial y velocidades diferenciales
resultantes de las ruedas de rozamiento varían en proporción al
error de dirección Y detectado por el sensor 58. Cuando los motores
de arrastre 40, 42 giran las ruedas de rozamiento 34, 36 a
diferentes velocidades, la porción delantera de tira de material 12
se inclina a la derecha, como indica la flecha, y la porción
trasera de la tira de material se inclina a la izquierda para
cubrir una porción más grande del sensor 58. Cuando la tira de
material inclinada 12 sigue moviéndose en una dirección
longitudinal o X, se cubre una parte mayor del sensor 58.
Cuando se cubre la mitad del sensor 58, como se
muestra en la figura 6, el sensor 58 indica que está medio cubierto
y el procesador de motor 54 reduce la señal diferencial a cero. En
este instante, la tira de material 12 se inclina como se muestra,
pero se mueve directamente hacia adelante en la dirección X porque
los motores de arrastre 40, 42 están moviendo las ruedas de
rozamiento a la misma velocidad. En efecto, la posición inclinada
de la tira de material hace que el error de posición Y en el sensor
58 se integre cuando la tira de material se mueve hacia adelante en
la dirección X. Una vez cubierta una zona más grande que la mitad
del sensor 58, el sensor 58 envía una señal al procesador 54
indicando que se ha cubierto más de la mitad del sensor 58 y el
procesador 54 impone una señal diferencial en las señales a los
motores de arrastre 40, 42 para disminuir la velocidad del motor de
arrastre 40 y la rueda de rozamiento 34 y aumentar la velocidad del
motor de arrastre 42 y la rueda de rozamiento 36. La diferencia de
velocidades rotacionales de las ruedas de rozamiento 34, 36 gira
ahora e inclina la tira de material a la izquierda, en la dirección
de la rueda de rozamiento que gira más lenta 34, como indica la
flecha, que comienza a descubrir el sensor 58. La velocidad
rotacional diferencial de las ruedas de rozamiento 34, 36 continúa
hasta que la tira de material 12 cubre solamente la mitad del
sensor 58 y la señal diferencial del procesador se desvanece. El
procesador 54 aplica después señales de arrastre iguales a los
motores de arrastre 40, 42 y las ruedas de rozamiento 34, 36 son
movidas a la misma velocidad rotacional.
La tira de material 12 se mueve de nuevo en la
dirección X. Si entonces la tira de material todavía está inclinada
en la dirección Y, porque el procesador es subamortiguado o
sobreamortiguado, el movimiento hacia adelante en la dirección X
integrará de nuevo el error de posición Y y el sensor 58 indicará al
procesador que desplace la tira de material de nuevo a una posición
central sobre el sensor 58 con movimientos inclinados correctivos
como se ha descrito anteriormente. Los movimientos inclinados
tendrán la misma dirección o la contraria dependiendo de la
dirección del error de posición Y.
Cuando se invierte la alimentación de la tira de
material 12 en la dirección X, el control del error de posición Y
se conmuta por el procesador 54 del sensor 58 al sensor 56, que
ahora está dispuesto detrás de las ruedas de rozamiento 34, 36 con
respecto al movimiento de la tira de material 12. El error de
posición Y es detectado después en el sensor 56, pero se controla
por lo demás de la misma manera que la descrita anteriormente.
Para evitar saltos bruscos en las operaciones de
trazado, impresión o corte, las órdenes de aumentar o disminuir la
velocidad son incrementales. Se prefieren pequeños incrementos de
manera que el error se corrija gradualmente.
Con referencia a la figura 7, la tira de material
12 se carga en el aparato de arrastre por rozamiento 10 y alinea
automáticamente antes de iniciar una operación. La tira de material
12 se coloca en el aparato de arrastre por rozamiento 10 de tal
manera que el primer borde longitudinal 20 de la tira de material
12 esté en contacto con los topes primero y segundo 82, 84. En dicha
posición, la tira de material 12 está cubriendo más de la mitad de
ambos sensores primero y segundo 56, 58. El aparato de arrastre por
rozamiento 10 se gira después para efectuar un procedimiento de
alineación automática 96 residente en memoria, como se muestra en
la figura 8. En primer lugar, el aparato de arrastre por rozamiento
10 guarda la posición de alineación inicial en el eje X de la tira
de material 12, como indica B2. Después, el aparato de arrastre por
rozamiento 10 avanza la tira de material 12 una distancia
predeterminada de alineación, dirigiendo la tira de material según
el procedimiento de dirección anterior, como indica B4 y se
representa en las figuras 9 y 10.
En la realización preferida de la presente
invención, la tira de material 12 se desplaza aproximadamente 30 cm
(doce pulgadas (12'')). Cuando la tira de material 12 se avanza
hacia adelante la distancia predeterminada de alineación, se
verifica continuamente la posición exacta del primer borde
longitudinal 20 de la tira de material 12 con respecto al segundo
sensor 58. En la realización preferida de la presente invención, la
posición exacta del primer borde longitudinal 20 se comprueba
aproximadamente cada doscientos cincuenta (250) microsegundos,
recuperando el procesador 54 la información de los sensores
aproximadamente cada milisegundo. Al final del movimiento de la tira
de material 12 la distancia predeterminada de alineación, si el
primer borde longitudinal 20 de la tira de material 12 se ha
centrado con respecto al segundo sensor 58, al menos un número
mínimo de veces durante las comprobaciones periódicas, el aparato
de arrastre por rozamiento 10 ha de asumir que la tira de material
12 está alineada con respecto al segundo sensor 58, como indican
B6, B8.
Si el primer borde longitudinal 20 de la tira de
material 12 no está alineado cuando la tira de material 12 se
avanza la distancia predeterminada de alineación, se invierte la
dirección de alimentación de tira de material y la tira de material
12 se vuelve a su posición original, como indica B10. Si el borde
20 está alineado, el aparato de arrastre por rozamiento 10 desplaza
la tira de material 12 la distancia predeterminada de alineación en
una dirección inversa a la posición inicial en el eje X que se
guardó previamente, como indica B12. Durante el movimiento inverso,
la tira de material 12 se desplaza según el esquema de dirección
anterior por el primer sensor 56. Así, el aparato de arrastre por
rozamiento 10 verifica y guarda la posición exacta del primer borde
longitudinal 20 de la tira de material 12 con respecto al primer
sensor 56, como indica B14. En la realización preferida de la
presente invención, el procesador 54 del aparato de arrastre por
rozamiento comprueba la posición exacta del primer borde
longitudinal 20 de la tira de material 12 cada milisegundo durante
el retroceso de la tira de material 12. Si el primer borde
longitudinal 20 de la tira de material 12 se ha centrado con
respecto al primer sensor 56 al menos un número mínimo de veces, el
aparato de arrastre por rozamiento 10 ha de asumir que la tira de
material 12 está alineada con respecto al primer sensor 56, como
indica B16. Si se determinó que la tira de material está alineada
con respecto al primer sensor 56, el procedimiento se termina, como
indica B18.
Si el primer borde longitudinal de la tira de
material 12 no está alineado con respecto al primer sensor 56, el
resultado es que la tira de material 12 no está alineada. Si se
determinó que la tira de material 12 no está alineada, como indica
B20, se repite el procedimiento de alineación automática 96. El
procedimiento de alineación automática 96 se repite tres (3) veces
antes de que se visualice una señal de error, como indica B22. Cada
vez que se lleva a cabo el procedimiento de alineación automática,
el contador interno se incrementa uno (no representado).
Típicamente, el aparato de arrastre por rozamiento 10 según la
presente invención alinea la tira de material 12 dentro de los tres
(3) intentos.
Aunque el procedimiento de alineación automática
96 garantiza que la tira de material 12 esté sustancialmente
paralela al recorrido de alimentación 24 y esté centrada con
respecto al sensor de control, la primera vez que se activa el
procedimiento de alineación automática 96 en el aparato de arrastre
por rozamiento 10, no garantiza que los sensores primero y segundo
56, 58 se calibren uno con respecto a otro y por lo tanto no
garantiza que cuando se invierta la dirección de la alimentación de
la tira de material, las líneas gráficas coincidan.
Con referencia a la figura 11, un procedimiento
de calibración de sensor 98, residente en memoria, garantiza que los
sensores primero y segundo 56, 58 se calibren uno con respecto a
otro al inicio de la operación del aparato de arrastre por
rozamiento. Después del procedimiento inicial de alineación
automática 96, se guarda la posición de calibración inicial en el
eje X de la tira de material 12, como indica C2. La tira de
material 12 se avanza después hacia adelante una distancia
predeterminada de calibración en la dirección en el eje X, como
indica C4. En la realización preferida, la distancia predeterminada
de calibración es aproximadamente 40 cm (dieciséis pulgadas (16'')).
Cuando la tira de material 12 se avanza hacia adelante, el aparato
de arrastre por rozamiento 10 dirige la tira de material 12 para
mantener la alineación adecuada con respecto al segundo sensor 58
según el esquema anterior de corrección de errores laterales. Una
vez que la tira de material 12 se ha avanzado la distancia
predeterminada de calibración, se leen los sensores primero y
segundo 56, 58 para establecer una posición hacia adelante del
primer sensor y una posición hacia adelante del segundo sensor,
como indica C6. Después, se toma una primera diferencia entre la
posición hacia adelante del primer sensor y la posición hacia
adelante del segundo sensor, como indica C8. Después, la tira de
material 12 se avanza la distancia predeterminada de calibración en
una dirección inversa en el eje X a la posición de calibración en
el eje X guardada, como indica C10, manteniendo el esquema de
corrección de error lateral la tira de material 12 alineada con
respecto al primer sensor 56. Una vez que la tira de material 12 se
vuelve a su posición original, se leen de nuevo las posiciones de
los sensores primero y segundo para establecer una posición inversa
del primer sensor y una posición inversa del segundo sensor, como
indica C12. Después, se calcula una segunda diferencia entre la
posición inversa del primer sensor y la posición inversa del
segundo sensor, como indica C14. Después, el segundo sensor 58 se
regula por un ajuste de sensor de tal manera que la posición de
referencia central del segundo sensor 58 se decremente si la
primera diferencia y la segunda diferencia son positivas y se
incrementa si la primera diferencia y la segunda diferencia son
negativas, como indican C16, C18 y C20, C22, respectivamente.
La posición recién ajustada del segundo sensor 58
refleja una desviación, si la hay, entre el pixel central 94 del
primer sensor 56 y el pixel central 94 del segundo sensor 58 que se
introdujo potencialmente durante el montaje y la instalación de los
sensores 56, 58.
En la realización preferida de la presente
invención, el ajuste de sensor es una media de las diferencias
primera y segunda. Así, la posición de referencia central 94 del
segundo sensor 58 se desplaza del pixel central hacia el borde
externo 74 o el borde interno 78 un cierto número de pixels,
establecido por el ajuste de sensor. Sin embargo, aunque la
realización preferida de la presente invención defina que el ajuste
de sensor sea una media de las diferencias primera y segunda, el
ajuste de sensor se puede definir igual a la primera diferencia.
Después de incrementar o decrementar la posición
central 94 del segundo sensor 58 por el ajuste de sensor, el ajuste
de sensor se compara con un ajuste umbral máximo, como indica C24.
Si el ajuste de sensor excede del ajuste umbral máximo, hay un
error, como indica C25. Si el ajuste de sensor es menor que el
ajuste umbral mínimo, el contador se reposiciona como indica C26, y
se repite el procedimiento de calibración. El ajuste umbral máximo
se realiza para garantizar que el ajuste de sensor no desplace la
posición de referencia central del sensor 58 demasiado lejos del
centro del sensor 58, inhibiendo por ello la capacidad de dirección
del sensor 58.
Sin embargo, si la primera diferencia y la
segunda diferencia son sustancialmente cero, el contador se
incrementa, como indica C28, y se verifica si excede de cinco, como
indica C30. Si el contador excede de cinco, la calibración se
termina, como indica C32. Sin embargo, si el contador es inferior a
cinco, el procedimiento de calibración 98 se repite hasta que no
haya diferencia sustancial entre las lecturas de los sensores 56,
58 al menos cinco veces seguidas.
Una vez que se determina el ajuste del segundo
sensor, el microprocesador aplica el ajuste al segundo sensor 58 en
todas las operaciones siguientes.
Con referencia a la figura 12, en una realización
alternativa, se puede colocar sensores 56, 58 a lo largo de un borde
99 de una franja 100 marcada en el lado inferior de la tira de
material 12. La franja 100 está espaciada en una dirección lateral
de los bordes longitudinales 20, 22 de la tira de material 12 y se
extiende en la dirección longitudinal. El error de posición Y es
detectado por los sensores 56, 58 y corregido de la manera descrita
anteriormente, funcionando el borde 99 de la franja 100 de forma
análoga al borde longitudinal 20 de la tira de material 12. El
procedimiento de alineación automática 96 y el procedimiento de
calibración 98 se realizan de forma análoga, estando espaciados los
topes 182, 184 de los bordes externos 72, 74 de los sensores 56, 58,
respectivamente.
Con referencia a la figura 13, otra realización
alternativa usa un par de sensores 156, 158 dispuestos en
posiciones predeterminadas delante de las ruedas de rozamiento 34,
36, como se ve en la dirección de movimiento de la tira de material
12. Se define un punto de referencia de dirección 102 a una
distancia predeterminada detrás de las ruedas de rozamiento, como
se ve en la dirección de movimiento de la tira de material 12. En
base a las entradas de los sensores 156, 158, el procesador 54
determina un error lateral en el punto de referencia de dirección
102. Si se determina que no hay error en el punto de referencia de
dirección 102, las ruedas de rozamiento son movidas simultáneamente.
Sin embargo, si se determina que hay un error de inclinación o
lateral en el punto de referencia de dirección 102, el procesador
54 dirige los motores de arrastre y después las ruedas de
rozamiento para enderezar la tira de material 12 de la manera
descrita anteriormente.
El procedimiento de calibración de la presente
invención proporciona exactitud adicional a la alineación apropiada
de la tira de material y mejora la calidad del producto gráfico
final.
Los sensores 56, 58, 156, 158 son sensores
digitales. Un tipo de sensor digital que se puede usar es una
matriz lineal de sensores modelo número TSL401, fabricado por Texas
Instruments, Inc., que tiene oficina comercial en Dallas, Texas. En
otra realización de la presente invención, se puede usar sensores
difusos de gran área, sustituyendo convertidores A/D el conformador
de impulsos y conector serie a paralelo. Estos sensores tienen
preferiblemente una salida proporcional a la zona iluminada. Esto
se puede realizar con los sensores fotorresistivos, tal como
Clairex Type CL700 serie y lámparas simples nº 47. Alternativamente,
se puede usar un fotodiodo de silicio con una ventana de difusor
aproximadamente 1,27 cm (media pulgada (1/2'')) de diámetro y una
lente plástica para enfocar la ventana en la zona sensible del
diodo, que suele ser bastante pequeña en comparación con la
ventana. Se puede usar otros tipos de sensores ópticos, magnéticos,
capacitivos o mecánicos. La fuente de luz 66, 68 es un dispositivo
fotoemisor (LED) o un láser.
Aunque se puede usar varios microprocesadores de
propósito general para implementar la presente invención, la
realización preferida de la presente invención usa un
microprocesador y un procesador de señal digital (DSP). Un tipo del
microprocesador que se puede usar es un microprocesador modelo
número MC68360 y un procesador de señal digital modelo número
DSP56303, fabricados ambos por Motorola, Inc., que tiene oficina
comercial en Austin, Texas.
Aunque el aparato en el que se realiza la
calibración ilustra el aparato 10 que tiene las ruedas de
rozamiento 34, 36 dispuestas dentro de la porción inferior 14 y los
rodillos tomadores 30 dispuestos dentro de la porción superior 16,
la posición de las ruedas de rozamiento 34, 36 y los rodillos
tomadores 30 se puede invertir. Igualmente, los sensores 56, 58
pueden estar dispuestos dentro de la porción superior 16 del
aparato. Además, aunque las ruedas 34, 36 se denominan ruedas de
rozamiento en toda la memoria descriptiva, los expertos en la
materia pertinente entenderán que las ruedas 34, 36 pueden ser
ruedas de rozamiento, en relieve, grano, rejilla o cualquier otro
tipo de rueda que enganche la tira de material. Además, aunque la
figura 7 ilustra la tira de material 12 que se carga contra los
topes 82, 84, la tira de material se puede colocar en cualquier
posición sobre los sensores 56, 58 y la tira de material se
alineará.
Aunque las figuras 3-6 muestran
una rueda de rozamiento asociada con cada borde longitudinal de la
tira de material, se puede usar un menor o mayor número de ruedas
de rozamiento que mueven la tira de material. Con referencia a la
figura 14, para tira de material ancha 212 usada con impresoras
grandes, trazadores y/o cortadoras, en el modo preferido de la
presente invención, se utiliza una tercera rueda de rozamiento 104
para mover la porción media de la tira de material 212. La tercera
rueda de rozamiento 104 se acopla a la primera rueda de rozamiento
34. La fuerza del rodillo tomador 30, mostrado en la figura 1,
correspondiente a la tercera rueda de rozamiento 104, es menor para
evitar la interferencia con la dirección lateral de la tira de
material 212. Sin embargo, la tercera rueda de rozamiento 104 se
mueve para reducir el error posicional longitudinal de la tira de
material 212.
Aunque la presente invención se ha ilustrado y
descrito con respecto a una realización particular de la misma, los
expertos en la materia observarán que se puede hacer varias
modificaciones de esta invención sin apartarse del alcance de la
presente invención, definida en las reivindicaciones anexas. Por
ejemplo, las distancias predeterminadas de calibración y alineación
pueden variar. Además, aunque la realización preferida de la
presente invención proporciona topes 82, 84 para garantizar que la
tira de material se coloque sobre los sensores 56, 58 cuando la
tira de material 12 se coloca en el aparato de arrastre por
rozamiento 10, los topes 82, 84 no son necesarios mientras el borde
longitudinal 20 de la tira de material 12 o el borde 99 de la
franja 100 de la tira de material 12 esté colocado sobre el sensor
de control.
Claims (9)
1. Un método para calibrar un sistema de
detección de borde en un aparato de accionamiento por rozamiento
(10), comenzando en una posición de calibración de eje X conocida
del material de tira, caracterizándose dicho método porque
incluye los pasos de:
mover una tira de material (12) una distancia
predeterminada de calibración en una dirección de avance en el eje
X;
establecer una posición hacia adelante del primer
sensor de dicha tira de material (12) con respecto a un primer
sensor;
establecer una posición hacia adelante del
segundo sensor de dicha tira de material (12) con respecto a un
segundo sensor;
calcular una primera diferencia entre dicha
posición hacia adelante del primer sensor y dicha posición hacia
adelante del segundo sensor para definir un ajuste de sensor; y
regular una posición de referencia central de
dicho segundo sensor (56) por dicho ajuste de sensor para calibrar
dicho segundo sensor (56) con respecto a dicho primer sensor (58)
para compensar diferencias entre las salidas de dicho primer sensor
y dicho segundo sensor cuando se alinea dicha tira de material
(12).
2. El método según la reivindicación 1,
incluyendo además los pasos siguientes de:
incrementar un contador después de determinar que
dicha primera diferencia es sustancialmente cero; y
repetir los pasos anteriores hasta que dicho
contador llegue a un número fijo predeterminado.
3. El método según la reivindicación 1,
incluyendo además los pasos de incrementar dicha posición de
referencia central de dicho segundo sensor cuando dicha primera
diferencia es positiva.
4. El método según la reivindicación 1,
incluyendo además los pasos de: decrementar dicha posición de
referencia central de dicho segundo sensor (56) cuando dicha
primera diferencia es negativa.
5. El método según la reivindicación 1,
incluyendo además un paso anterior de: guardar una posición de
calibración de eje X inicial de dicha tira de material (12).
6. El método según la reivindicación 1,
incluyendo además los pasos de: mover dicha tira de material (12)
dicha distancia de calibración predeterminada en dirección inversa
en el eje X; establecer una posición inversa del primer sensor de
dicha tira de material con respecto a dicho primer sensor (58);
establecer una posición inversa de segundo sensor de dicha tira de
material con respecto a dicho segundo sensor (56); calcular una
segunda diferencia entre dicha posición inversa de primer sensor y
dicha posición inversa de segundo sensor; y calcular una media de
dicha primera diferencia y dicha segunda diferencia para definir
dicho ajuste de sensor antes de dicho paso de ajustar dicha posición
de referencia central de dicho segundo sensor (56).
7. El método según la reivindicación 6,
incluyendo además los pasos de: incrementar un contador después de
determinar que dicha primera diferencia y dicha segunda diferencia
son sustancialmente cero; y repetir los pasos anteriores de la
reivindicación 6 hasta que dicho contador llegue a cinco.
8. El método según la reivindicación 6,
incluyendo los pasos de: incrementar dicha posición de referencia
central de dicho segundo sensor (56) cuando dicha primera
diferencia y dicha segunda diferencia son positivas.
9. El método según la reivindicación 6,
incluyendo además los pasos de: decrementar dicha posición de
referencia central de dicho segundo sensor (56) cuando dicha
primera diferencia y dicha segunda diferencia son negativas.
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