JP2011502052A - 研究記事 - Google Patents
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Abstract
本体と、前記本体に取り付けられた作動装置とを有する、シミュレーションプレス機。作動装置は、実質的に本体と一直線上に整列される。第1のプレートは本体に連結され、第2のプレートは作動装置に連結される。両プレートは、第2のプレートが第1のプレートに関連して移動された時に、製造品上の領域の変形のさまざまな形式をシミュレートするように、製造品に係合するように適合される。シミュレーションプレス機は、作動装置の動作を制御するための駆動制御器を更に含む。加えて、駆動制御器は、シミュレーションプレス機に含まれる少なくとも1つのフィードバックセンサからのフィードバックに応答する。
Description
本発明は、生産ラインプロセスをシミュレートするための装置及び方法に関し、より具体的には、ニップタイプのプロセスにおける、製造品上の領域の変形のさまざまな形式をシミュレートするための装置及び方法に関する。また、本発明は、単純圧縮、プレーナ、単純剪断、振動粘弾性等が挙げられるが、これらに限定されない、さまざまな基本材料試験用途/形式のための装置及び方法に関する。
さまざまなプロセスが生産ライン上で使用される。実施例は、溶融結合プロセス等の圧縮負荷を含み、これはニップタイプのプロセスにおいて、製造品/ウェブ材料の複数の先端、又は別個の場所において実施されてもよい。例えば、米国特許第4,854,984号及び同第4,919,738号を参照のこと。溶融結合プロセスは、例えば、熱可塑性二重層ウェブ材料等の製造品を、2つのロールによって画定されるニップを通過させる工程を伴う場合があり、1つのロールには、複数の突出部が提供される。突出部を経由してロールの間の先端で製造品/ウェブ材料を圧縮することにより、これらの先端で摩擦接合が生じ得る。つまり、材料のそれぞれの先端は、流動又は融解される。製造品/ウェブ材料が2つ又はそれ以上の層を含む場合、これらの層は、それぞれの先端で、互いに固着され得る。生産形式プロセスにおいて、しかしながら、製造品/ウェブ材料が受ける精密な負荷及び空隙は、圧力計の精密限界、機器の慣性負荷の包接、機器の振動、及びニップ点における空隙に対するこれらの振動の影響等が挙げられるが、これらに限定されないいくつかの理由によって、正確に測定され得ない。
現在の、及び実際の生産プロセス速度と一致する速度でプロセスをシミュレートすることができるプレス機を有することが望ましいであろう。また、さまざまな生産プロセス中に、製造品又はウェブ材料がどのようなことを経験するかを正確に測定することができるプレス機を有することが望ましいであろう。
一実施形態では、本発明は、作動装置が本体の長手方向の対称軸と実質的に軸方向に整列され、そこに作動装置が取り付けられた本体を備えるシミュレーションプレス機である。作動装置は、本体と同一の平面内において、本体の長手方向の対称軸に沿った直線状に概して移動する可動面を有する。第1のプレートは、本体に動作可能に連結される。第1のプレートは、製造品に係合するように適合される。第2のプレートは、作動装置の可動面との移動のために、作動装置に動作可能に連結される。第2のプレートは、製造品に係合するように適合される。プレス機はまた、第1のプレート及び第2のプレートが製造品上の少なくとも1つの領域に係合するように、第2のプレートを第1のプレートに関連して移動させるように、少なくとも1つのフィードバックセンサからのフィードバックに応答して作動装置の動作を制御するために作動装置に連結される、駆動制御器を含む。
別の実施形態では、本発明は、生産ライン形式のプロセスにおいて、製造品上の領域の負荷をシミュレートする方法であって、少なくとも1つの層を備える製造品を提供する工程と、第1の表面を有する、第1のプレートを提供する工程であって、第1のプレートは、基部に動作可能に連結される、工程と、第2の表面を有する第2のプレートを提供する工程であって、第2のプレートは、作動装置の電機子に動作可能に連結され、作動装置は、作動装置の前記電機子の移動の方向が、基部の長手方向の対称軸と実質的に軸方向に整列され、かつ基部と同一平面内に概して位置するように、基部に更に連結される、工程と、生産ライン形式のプロセス中の製造品上の先端の圧縮負荷をシミュレートするために、第1及び第2の表面が、製造品上の先端を圧縮するように、第1及び第2のプレートのうちの一方を、第1及び第2のプレートのうちの他方に関連して移動させる工程と、を含む。
複数の実施形態が開示されるが、本発明の例示的実施形態を示し説明する、以下の「発明を実施するための形態」から、本発明の他の実施形態も、当業者に明らかになるであろう。理解されるように、本発明は、本発明の趣旨及び範囲から全て逸脱することなく、さまざまな明白な観点での修正が可能である。それ故に、図面及び「発明を実施するための形態」は、本質的に例証としてみなされるべきであり、制限するものではない。
本明細書は、本発明を構成するとみなされる対象を詳細に指摘し、明確に請求する請求項で結ぶも、本発明は添付の図面と共に考慮される次の説明からより良好に理解されるものと考えられる。
ニップタイプのプロセスを行う第1及び第2のロールの概略図。
本発明の実施形態に従うプレス機を使用した多軸負荷の概略図。
本発明の実施形態に従うプレス機を使用した多軸負荷の概略図。
本発明の実施形態に従うプレス機を使用した多軸負荷の概略図。
本発明の実施形態に従うプレス機を使用した剪断シミュレーションの概略図。
本発明の実施形態に従うプレス機を使用した引っ張り負荷の概略図。
本発明の実施形態に従うプレス機を使用した曲げシミュレーションの概略図。
本発明の実施形態に従うプレス機の係合特性のグラフ。
本発明の実施形態に従うプレス機の係合特性のグラフ。
本発明の実施形態に従うプレス機の係合特性のグラフ。
本発明の実施形態に従うプレス機の斜視図。
本発明の実施形態に従うプレス機の側面図。
本発明の実施形態に従うプレス機の上面図。
本発明の実施形態に従うプレス機の分解概略図。
本発明の実施形態に従うプレス機の台の斜視図。
本発明の実施形態に従うプレス機の基部の斜視図。
本発明の実施形態に従うプレス機の背面作動装置担体の斜視図。
本発明の実施形態に従うプレス機のシミュレーション構成要素の斜視図。
本発明の実施形態に従うプレス機の可動プレートアセンブリの分解図。
図11Aに示すプレス機の可動プレートアセンブリの斜視図。
本発明の実施形態に従うプレス機の背面プレートアセンブリの分解図。
図12Aに示すプレス機の背面プレートアセンブリの斜視図。
本発明の実施形態に従うプレス機の材料ホルダの斜視図。
本発明の実施形態に従うプレス機のシミュレーション構成要素の斜視図。
本発明の実施形態に従うプレス機の安全解除プレート及び背面プレートエアバッグの斜視図。
溶融又は接着形式の動作の係合中の、本発明の実施形態に従うプレス機のツーリングプレートの実施形態の側面図。
溶融又は接着形式の動作の係合中の、本発明の実施形態に従うプレス機の実施形態の、ツーリングプレートの実施形態の側面図。
活性化形式の動作の係合中の、本発明の実施形態に従うプレス機のツーリングプレートの別の実施形態の側面図。
活性化形式の動作の係合中の、本発明の実施形態に従うプレス機の別の実施形態ツーリングプレートの側面図。
本発明の実施形態に従うプレス機の軌道運動特性のグラフ。
本発明の実施形態に従うプレス機の、アプローチ時間の関数としてアプローチ特性において達成される最大速度における変動のグラフ。
本発明の実施形態に従うプレス機のアプローチ特性の、得られる変位、速度、及び加速曲線。
本発明の実施形態に従うプレス機の完全軌道運動特性の、得られる変位、速度、及び加速曲線。
本発明は、生産ラインプロセス中の又はさまざまな他の変形プロセス中の製造品若しくはウェブ材料の操作、又は製造品の機械的反応の試験をシミュレートするための、新規かつ有利なプレス機である。製造品/ウェブ材料の先端への圧縮負荷が挙げられるが、これらに限定されないさまざまな生産ラインプロセスの任意のものが、本願に記載の発明を用いてシミュレートされ得る。シミュレートされる圧縮負荷は、溶融結合ロールによって行われるものを含むことができるが、これに限定されない。図1に示すように、溶融結合プロセス及びシステム10は、熱可塑性二重層ウェブ材料等の製造品Wを、ロール12及びロール14によって画定されるニップNを通過させる工程を伴ってもよく、第1のロール12には、複数の突出部16が提供されてもよい。突出部16を経由して先端WPSで製造品/ウェブ材料を圧縮することにより、これらの先端で摩擦接合が生じ得る。つまり、それぞれの先端WPSにおける材料は、流動又は融解され得る。製造品/ウェブ材料が2つ又はそれ以上の層を含む場合、これらの層は、それぞれの先端で、互いに接着され得る。いくつかの実施形態では、生産ラインプロセス中に、材料を流動又は融解させることが望ましい場合がある。ある実施形態では、先端を圧縮する工程以外の、延伸、切断、穿孔等の、しかしこれらに限定されない動作が、生産ライン上で実施されてもよい。ある実施形態では、生産ラインプロセスは、任意のロール速度、力、切断、穿孔、接着等を伴ってもよい。製造品材料の例は、熱可塑性ウェブ、フィルム、繊維状又は粒子状の凝集、ポリエチレンウェブ、フィルム等の前述の材料のうちの1つ以上から作られた合成物等を含む。これらの材料は、任意の好適な厚みの1つ以上の層を含んでもよい。例えば、それぞれの層は、約0.05mm〜約5mmの間、約0.1mm〜約10mmの間、0.05mm未満、約10mm超えであることができる。
再び図1を参照して、ニップタイプのプロセス等の一形式の生産ラインプロセス中、突出部16及び係合の対応するセクション14a又は第2のロール14は、先端WPSの材料を準断熱非弾性発熱によって流動又は融解させるように、製造品W上の先端WPSを、十分な量、十分な温度まで、及び十分な速度で圧縮してもよい。製造品Wが2つ又はそれ以上の材料の層を含む場合、これらの層は、ともに接着されてもよい。溶融結合動作中、突出部16及び対応するセクション14aは、実質的に周囲温度と等しい温度であっても周囲温度以上に加熱されてもよいことに留意されたい。いくつかの実施形態では、材料を流動又は融解させることが望ましい場合がある。ある実施形態では、先端を圧縮する工程以外の、延伸、切断、穿孔等の、しかしこれらに限定されない他の動作がシミュレートされてもよい。ある実施形態では、任意のロール速度、力、切断、穿孔、接着等は、本発明のプレス機を使用してシミュレートされ得る。例えば、いくつかの実施形態では、理想的及び非理想的、期待又は期待外、計算又は計算外の両方のロール速度、力、切断、穿孔、接着等をシミュレートすることにより、サンプル製造品のプロセス方法の境界条件を試験することが望ましい場合がある。加えて、いくつかの実施形態では、単純圧縮、プレーナ、単純剪断、振動粘弾性等が挙げられるが、これらに限定されない、さまざまな材料試験用途/形式を実施することが望ましい場合がある。ある実施形態では、本願に記載の発明は、折り畳み等の生産ラインプロセス中に製造品が経験する可能性のある振盪をシミュレートするために使用され得る。
ある実施形態では、本願に記載の発明は、複合多軸負荷をシミュレートするために使用され得る。複合多軸負荷は、生産条件の模倣に加えて、材料の降状面硬化挙動を理解するために使用され得る。生産環境では、例えば、ロール12又はロール14等のうちの1つのロールの表面速度は、噛み合うロールよりもわずかに速いことがある。この差別的な表面速度は、図2Aに図示されるように、プレスイベント中に、作動装置の作用線に垂直に、一方のツーリングプレート(以下に詳述される)を他方のツーリングプレートに対して移動させることによって、典型的な速度を適用することにより、シミュレートされ得る。一実施形態では、圧縮及び材料の厚みを貫く横穿断を含む複合負荷は、図2Bに図示されるように、ツーリングプレートを作動装置の作用線に対して角度αで位置づけることにより、シミュレートされ得る。ある実施形態では、圧縮及び面内穿断を含む複合負荷は、図2Cに図示されるように、一方のツーリングプレートを他方のツーリングプレートに対して回転させることによってシミュレートされ得る。本願に記載のプレス機のさまざまな実施形態を使用して、他の複合多軸負荷シミュレーションが実施され得ると認識される。
ある実施形態では、本発明は、材料の構造性を測定することに加えて、さまざまなプロセス中に材料の機械的反応を測定し、及び理解するために使用され得る。これは、材料特性、プロセス条件、及び製品の品質及び性能の間に関連が生じることを可能にし得る。本発明のプレス機は、例えば、図3A、図3B、及び図3Cに図示されるように、剪断、引っ張り負荷、及び曲げをシミュレート又は試験するために使用され得る。上述のシミュレーション例等のシミュレーション例のための試験プロフィールの例を、図4A、図4B、及び図4Cに図示する。一実施形態では、引っ張り負荷はプレス機を作動させて実現され得る。ある実施形態では、図3Bに図示されるように、引っ張り負荷は、作動装置を背面プレートアセンブリ(以下に詳述される)の方に向かってではなく、背面プレートアセンブリから離れるように移動させることによって実行され得る。ある実施形態では、実験室の剪断負荷が可能である場合がある。
本発明に従うプレス機20の実施形態を、図5A〜図5Cに図示する。プレス機20は、台36、基部22、担持エアバッグ24、作動装置26、背面作動装置担体28、可動プレートアセンブリ30、背面プレートアセンブリ32、及び背面プレートエアバッグ34のうちのいくつか又は全てを概して含んでもよい。図5B及び図5Cからわかるように、作動装置26は、基部22の長手方向の対称軸(点線「L」で示す)上に軸方向に概して位置付けられてもよい。長手方向軸Lは、いくつかの実施形態では、基部22の上部及び下部表面から概して等距離に、及び基部22の側表面から概して等距離に設置されてもよい。つまり、長手方向軸Lは、基部22の中心の長手方向の対称軸に概して沿って設置されてもよい。換言すれば、作動装置26は、概して基部22と同一平面内に位置付けられてもよい。作動装置26の電機子の加速に関連する慣性力が、基部22への曲げ力に概して影響せず、基部22の面外振動モードを発生させるという利点を有する場合がある。
図6を参照して、本発明に従うプレス機20の更なる実施例の分解図を説明する。プレス機20は、ソールプレート40、台36、担持エアバッグ24、トッププレート44、安全止め42、基部22、トラニオンブロック担体72、作動装置26、背面作動装置担体28、排気装置62、可動プレートアセンブリ30、背面プレートアセンブリ32、上部ガードル116、直線状軸受け122、入口領域52、背面ブロック114、安全解除プレート118、背面プレートエアバッグ34、及び駆動制御器200のうちのいくつか又は全てを概して含んでもよい。上記の要素は、必要とされるプレス機の構成要素の一覧を、部分的にも全体的にも形成せず、上記の要素は、本発明に従って使用され得る全ての構成要素の包括的一覧をも形成しないものと認識される。つまり、本発明に従うプレス機20の実施形態を達成するために、図6に示す構成要素のうちのいくつかは取り除かれてもよく、又は更なる構成要素が含まれてもよい。
全体としてのシステムを形成するように、本発明のプレス機の構成要素を締め付け、据え付け、取り付け、又は接続することに関して、特に指定されない限り、これらは任意の好適な方法による締め付けを包含することが意図される。好適な締め付け方法の例として、ねじ、ナット及びボルトコネクタ、リベット、トグル、ピン等の従来の締め具の使用を含む。更に、構成要素はまた、適切な場合には、溶接、摩擦フィッティング、変形等によって、接続又は連結されてもよい。電気的構成要素及び接続は、従来の構成要素及びコネクタを含む、適切な電気的構成要素及び接続の方法を使用して行われてもよい。負荷、加速等を測定するための測定装置は、本発明において使用されるために好適なかかる測定装置から選択されてもよい。例えば、センサ、変換器等のデバイスは、本発明において使用されるために好適なかかる測定装置から選択されてもよい。特に開示又は教示されない限り、本発明の構成要素を作るための材料は、金属、金属合金、繊維、プラスチック、セラミック等、及びこれらの任意の好適な組み合わせ等の材料が挙げられるがこれらに限定されない、任意の適切な材料測定装置から選択されてもよい。同様に、本発明の構成要素を作るための任意の材料は、鋳造、押し出し加工、成形、及び機械加工を含む、任意の適切な製造及び/又は生産方法によって製造されてもよい。
図7を参照して、プレス機20の実施形態は、ソールプレート40を含んでもよい。ソールプレート40は、所望により、ソールプレート40を地面にボルト締めすること、ソールプレート40を地面に溶接すること等が挙げられるが、これらに限定されない任意の好適な手段によって、地面にしっかりと取り付けられてもよい。あるいは、ソールプレート40は、地面にしっかりと取り付けられる必要はない。台36は、ソールプレート40の上部に据え付けられてもよい。台36をソールプレート40に据え付ける任意の手段が、台36をソールプレート40に据え付けるために使用され得る。図7に示す一実施形態では、台36は、ソールプレート40にボルトを使用して据え付けられてもよい。図7には4つの台36が図示されるが、所望されるとおりに、これより少ない又は多い数の台36が使用され得るものと認識される。繰り返すが、詳述されたプレス機20の全ての構成要素が必要でない場合もあると認識される。例えば、ソールプレート40はプレス機20のいくつかの実施形態から除外されてもよい。同様に、台36は、例えば、プレス機20が天井から吊り下げられるような、又は他の好適な構造である、プレス機20のいくつかの実施形態から除外されてもよい。
いくつかの実施形態では、担持エアバッグ24が提供されてもよい。担持エアバッグ24は、台36の上部、及び台36と基部22との間を含む、所望されるとおりに据え付けられてもよい。ある実施形態では、担持エアバッグ24は、基部22を担持エアバッグ24に取り付けるためのトッププレート44を含んでもよい。別の実施形態では、トッププレート44は除外されてもよい。プレス機20のある実施形態では、基部を隔離し、ゆえに作動装置26、可動プレートアセンブリ30、及び背面プレートアセンブリ32を含む取り付け部品を隔離することが望ましい場合がある。したがって、担持エアバッグ24は、いくつかの実施形態では、外部環境はプレス機20によって得られた任意のデータを汚染する可能性があるため、これらの構成要素を外部環境、例えば、外部暗振動から隔離することを支援してもよい。つまり、担持エアバッグ24は、基部22及び取り付けられた部品を、例えば、システム内への外部振動及び外部雑音が挙げられるが、これらに限定されないものから隔離してもよい。担持エアバッグ24はまた、プレス機20によって生じる振動から外部環境を隔離してもよい。いくつかの実施形態では、担持エアバッグ24は提供される必要がないものと理解される。
台36は、一実施形態では、安全止め42を更に含んでもよい。安全止め42は、台36の上、担持エアバッグ24の近くにしっかりと据え付けられ、基部22に摺動自在に接続されてもよい。代替的な実施形態では、安全止め42は、基部22にしっかりと据え付けられ、台36の上、担持エアバッグ24の近くに摺動自在に接続されてもよい。安全止め42は、担持エアバッグ24が故障した場合に、基部22に担持を提供し得る。更なる実施形態では、安全止め42は、担持エアバッグ24が故障した場合に、基部22を台36の上に保持し得る。同様に、安全止め42は、地震又はプレス機20が、例えば、一台の機械装置に偶発的に当たる等、基部22がそうしなければ台から落ちるようなあらゆる他の出来事等の、予期しない又は偶発的な出来事の間、基部22を台36の上に保持してもよい。
図5A及び図8を参照して、基部22は、担持エアバッグ24上に、又はより具体的には、トッププレート44上に据え付けられてもよく、しっかりと取り付けることを含む。基部22は、一実施形態では、高い慣性を有するように、重くかつ硬く、又は堅く若しくは不撓性であってもよい。いくつかの実施形態では、基部22は、実質的に重くかつ硬くてもよい。ある実施形態では、基部22は、プレス機20の他の構成要素のうちのいくつかと比較して、重くかつ硬くてもよい。例えば、基部22は、プレス機20の他の構成要素のうちのいくつかの約2倍重く及び/又は硬く、プレス機20の他の構成要素のうちのいくつかの約3倍重く及び/又は硬く、他の構成要素のうちのいくつかの約10倍重く及び/又は硬く、又は任意の他の好適な倍数詞のゼロでない値であってもよい。したがって、基部22は、例えば、外部及び内部振動、雑音等からの更なる隔離を提供し得る。同様に、基部22は、容易に曲がらず、またプレス機20の作業中に作動装置26によって生成された慣性又はモーメント力によって影響を受けない安定構造を提供し得る。ある実施形態では、プレス機20の他の構成要素は、基部22と同様に重くかつ硬くてもよい。基部22は、任意の好適な重量又は剛性があってもよい。一実施形態では、基部22は、鋼から製造されてもよいが、基部22は、任意の金属、プラスチック、グラファイト等、又は材料の任意の組み合わせ等の、しかしこれらに限定されない任意の数の材料から製造され得るものと認識される。更なる実施形態では、基部22は、開放領域をシミュレーション領域54及び背面プレートエアバッグ領域56の2つのセクションに分割する、入口領域52を含んでもよい。
ここで図5A、図9、及び図10を参照して、背面作動装置担体28は、背面作動装置担体28が基部22と作動装置26との間に据え付けられるように、基部22及び作動装置26に据え付けられてもよい。背面作動装置担体28は、作動装置26に強度及び剛性を提供してもよい。背面作動装置担体28は、一実施形態では、作動装置26から熱を抽出するために排気装置システム又はファンに更に接続され得る排気装置62を含んでもよい。背面作動装置担体28は、プレス機20のいくつかの実施形態では、除外されてもよいものと認識される。
図10に示すように、一実施形態では、作動装置26は、トラニオンブロック担体72を使用して、基部22に取り付けられてもよい。作動装置26は、図11Aに示すように、ハウジング、及び可動プレートアセンブリ30がその上に取り付けられ得る前進可動面112を備えてもよい。更なる実施形態では、作動装置26は、例えば、電気力学的加震器システム等のボイスコイル形式の加振器であってもよい。しかしながら、スライダクランク機構、リニアモータ、又は油圧等が挙げられるが、これらに限定されない、他の好適な作動装置システムが、ボイスコイル形式の加振器の代わりに使用され得るものと認識される。作動装置26は、一実施形態では、高帯域幅制御のために更に設計されてもよい。ある実施形態では、作動装置26の電機子構造は、作動装置制御システム及びデータ収集システムの帯域幅内にいかなる構造共鳴も有しないように設計されてもよい。
作動装置26は、作動装置26のハウジングに対する、電機子、例えば、前進可動面112の作動装置の相対位置を測定する、リニアエンコーダ又は他の好適なエンコーダ等のセンサを更に含んでもよい。センサは、一実施形態では、作動装置26のサイクル中のリアルタイムの位置フィードバック制御のために使用されてもよい。
前述のとおり、作動装置26は、基部22の長手方向の対称軸上の概して軸方向に位置付けられてもよい。長手方向軸は、いくつかの実施形態では、基部22の上部及び下部表面から概して等距離に、及び基部22の側表面から概して等距離に設置されてもよい。つまり、長手方向の対称軸は、基部22の中心の長手方向軸に概して沿って設置されてもよい。換言すれば、作動装置26は、概して基部22と同一平面内に位置付けられてもよい。
プレス機20のある部分の運動は、測定される力において誤差を引き起こす可能性があり、空隙測定における不一致を招く可能性がある。したがって、いくつかの実施形態では、作動装置26は、例えば、慣性及び/又はモーメント力等の曲げ力が、プレス機20の動作中にプレス機20に与える影響が、作動装置26が基部22の長手方向の対称軸上に概して軸方向に位置付けられていない場合に存在するよりも少なくなるように、基部22の長手方向の対称軸上に概して軸方向に位置付けられてもよい。いくつかの実施形態では、作動装置26は、プレス機20の曲げ力が存在しないように、基部22の長手方向の対称軸上に概して軸方向に位置付けられてもよい。ゆえに、いくつかの実施形態では、プレス機20の曲げ力は、プレス機20が動作している間、無視され得る。つまり、プレス機20の曲げ力は、低減されるか又は存在せず、よって製造品上へのプロセスの影響を判定する際に、考慮される必要がない。
ここで、図10、図11A、及び図11Bを参照する。図11Aは、可動プレートアセンブリ30の構成要素の実施形態の分解図を示し、一方、図11Bは、構成要素を併せて示す。可動プレートアセンブリ30は、断熱プレート90が前進可動面112と加熱/冷却ブロック88との間になるように、作動装置26の前進可動面112及び加熱/冷却ブロック88に据え付けられた断熱プレート90を含んでもよい。断熱プレート90は、作動装置26を加熱/冷却ブロック88の変動温度から断熱してもよい。
いくつかの実施形態では、加熱/冷却ブロック88及び加熱/冷却ブロック98の温度(図10、図12A、及び図12B参照)は制御されてもよく他の実施形態では、これらは個別に制御されてもよい。一実施形態では、加熱/冷却ブロック88の温度を低下させるために、グリコールラインが加熱/冷却ブロック88に接続されてもよい。あるいは、グリコール以外の液体又は冷媒が使用され得る。同様に、加熱/冷却ブロック88の温度を低下させるために、加熱/冷却ブロック88に空気を循環させることによる空気冷却等が挙げられるが、これらに限定されない、加熱/冷却ブロック88を冷却する任意の好適な手段が使用されてもよいと認識される。一実施形態では、加熱/冷却ブロック88の温度を上昇させるために、加熱/冷却ブロック88の中に加熱カートリッジが設置されてもよい。あるいは、加熱/冷却ブロック88の温度を上昇させるために、加熱/冷却ブロック88を加熱する任意の好適な手段が使用されてもよいと認識される。加熱/冷却ブロック88は、加熱/冷却ブロック88の温度を測定する温度センサ又は熱電温度計を更に含んでもよい。したがって、シミュレーションの間中、所望される温度を維持するために、加熱/冷却ブロック88の温度は、駆動制御器200又は独立した制御システムを使用して、自動的に上昇又は低下され得る。
ツーリングプレート86は、加熱/冷却ブロック88に据え付けられてもよい。あるいは、ツーリングプレート86は、加熱/冷却ブロック88と一体であってもよい。ツーリングプレート86は、図1に示す、圧縮ロール12又は圧縮ロール14のうちの1つのシミュレートされた表面を提供してもよい。ツーリングプレート86は、一実施形態では、活性化、溶融結合、エンボス加工、圧接等の異なる変形プロセスをシミュレートするために、所望されるように互換性があってもよく、又は交換されてもよい。図11A及び図11Bは、実質的に平面の表面を有するようにツーリングプレート86を図示する。ツーリングプレート86は、しかしながら、突出部、パターン、複数の突出部又はパターン、凹部、溝等、又はシミュレーションのために所望される任意の他の特質を含んでもよい。一実施形態では、ツーリングプレート86は、ナブを含む。ナブは、任意のゼロでないサイズ、又は約0.1mm〜約50mm又はそれ以上、又は約1mm〜約10mm、又は約2mm等の、任意の所望されるサイズであってもよい。
可動プレートアセンブリ30は、加熱/冷却ブロック88に据え付けられた標的ブロック84を含んでもよい。一実施形態では、標的プレート82は、背面プレートアセンブリ32の光学位置センサ92と併せて使用するために、標的ブロック84に据え付けられてもよい。標的プレート82は、反射鏡であってもよい。実施形態では、標的プレート82は、光学位置センサ92ではなく容量位置センサと併せて使用されてもよい。あるいは、渦電流センサ等が挙げられるが、これらに限定されない、他の形式のセンサが使用されてもよい。標的プレート82及びセンサ92は、ツーリングプレート86と100との間の空隙を測定してもよい。センサ92は、作動装置26のそれぞれのサイクルの間に、ツーリングプレート86と100との間の空隙を測定してもよい。リアルタイムの位置制御ループ(これは、リアルタイムの位置フィードバックのためにリニアエンコーダを使用する)に与えられるコマンドを次のサイクルのために更新するために、材料の応力・ひずみ特性の発生に加えて、空隙データが使用されてもよい。センサ92からのフィードバック空隙データは、空隙測定と、リニアエンコーダを用いて測定される電機子位置との間の偏差のための、次のサイクルを調整するために使用され得る。
前述のとおり、詳述された構成要素の全てが、プレス機20の全ての実施形態に提供される必要はないと認識される。例えば、断熱プレート90、加熱/冷却ブロック88、グリコールライン、加熱カートリッジ、ツーリングプレート86、標的ブロック84、標的プレート82等は、除外又は変更されてもよく、得られるプレス機は、依然として本発明のプレス機20の実施形態に従う。
ここで、図10、図12A、及び図12Bを参照する。図12Aは、背面プレートアセンブリ32の構成要素の実施形態の分解図を示す。図12Bは、構成要素を併せて示す。背面プレートアセンブリ32は、位置センサ92を含んでもよい。上述のとおり、位置センサ92は、容量センサ、光学センサ、渦電流センサ等であってもよい。一実施形態では、図12A及び図12Bに図示されるとおり、位置センサ92は、ツーリングプレート86と100との間の空隙を測定するために標的プレート82(例えば、反射鏡)とともに使用される、光学センサであってもよい。
負荷セル104及び加速度計102は、担持ブロック94に据え付けられてもよい。負荷セル104及び加速度計102は、能動的空隙制御をもたらしてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、空隙測定、ツーリングプレート86とツーリングプレート100との間の距離は、背面プレートアセンブリ32の動きを測定し、空隙測定から動きを差し引くことにより、プレス機20によってシミュレートされる実際の空隙を計算するために補正されなくてもよい。いくつかの実施形態では、動的条件下において、慣性加速及び力は、無視されてもよい。負荷セル104は、背面プレートアセンブリ32に印加される反力又は担持力を測定してもよい。この反力は、背面プレートアセンブリ32の加速がない場合に限り、製造品/ウェブ材料に印加される実際の力と概して等しい。背面プレートアセンブリ32の加速がある場合、負荷セル104によって測定される反力は、背面プレートアセンブリ32の加速を起こす慣性力と等しい量、製造品/ウェブ材料に印加される実際の力と異なる。加速度計102は、背面プレートアセンブリ32の加速を測定してもよい。慣性力は、加速度計102によって測定される加速に、背面プレートアセンブリ32の質量を乗じることによって判定されてもよい。製造品/ウェブ材料にかかる実際の力は、負荷セル104によって測定される反力に慣性力を加えることによって得られてもよい。
したがって、プレス機20は、能動的空隙制御に好適であり得る。つまり、プレス機20は、機器からの慣性負荷、プレス機の外部の供給源からの振動等が挙げられるが、これらに限定されない外部荷重からの力がフィルタされる一方、製造品/ウェブ材料によって経験される力を含む態様で、製造品/ウェブ材料に印加される力を測定するために使用され得る。いくつかの実施形態では、動的空隙、すなわち、プレス機20が動作中である任意の時点において測定された空隙は、製造品/ウェブ材料によって経験され得る、プレス機20によってシミュレートされている実際のプロセスの間の空隙の値を超える桁の精度の水準まで測定されてもよい。例えば、プレス機20は、シミュレーションの間、概して約1μmの精度まで動的空隙を測定してもよい。
断熱プレート96は、断熱プレート96が担持ブロック94と加熱/冷却ブロック98との間に据え付けられることができるように、担持ブロック94及び加熱/冷却ブロック98に据え付けられてもよい。断熱プレート96は、加熱/冷却ブロック98の変動温度から負荷セル104及び加速度計102を断熱してもよい。
加熱/冷却ブロック88と同様に、加熱/冷却ブロック98の温度が制御されてもよく、個別に制御されることを含む。一実施形態では、加熱/冷却ブロック98の温度を低下させるために、グリコールラインが加熱/冷却ブロック98に接続されてもよい。あるいは、グリコール以外の液体又は冷媒が使用されてもよい。同様に、加熱/冷却ブロック98の温度を低下させるために、加熱/冷却ブロック88に空気を循環させることによる空気冷却等の、加熱/冷却ブロック98を冷却する任意の手段が使用されてもよいと認識される。一実施形態では、加熱/冷却ブロック98の温度を上昇させるために、加熱/冷却ブロック98の中に加熱カートリッジが設置されてもよい。あるいは、加熱/冷却ブロック98の温度を上昇させるために、加熱/冷却ブロック98を加熱する任意の技術が使用されてもよいと認識される。加熱/冷却ブロック98は、加熱/冷却ブロック98の温度を測定する温度センサ又は熱電温度計を更に含んでもよい。したがって、シミュレーションの間中、所望される温度を維持するために、加熱/冷却ブロック98の温度は、駆動制御器200又は独立した制御システムを使用して、自動的に上昇又は低下され得る。
ツーリングプレート100は、加熱/冷却ブロック98に据え付けられてもよい。あるいは、ツーリングプレート100は、加熱/冷却ブロック98と一体であってもよい。ツーリングプレート100は、図1に示す、圧縮ロール12又は圧縮ロール14のうちの1つのシミュレートされた表面を提供してもよい。典型的に、ツーリングプレート100によってシミュレートされる圧縮ロールは、可動プレートアセンブリ30のツーリングプレート86によってシミュレートされるものと逆のロールとなる。ツーリングプレート100は一実施形態では、活性化、溶融結合、エンボス加工、圧接等の異なる変形プロセスをシミュレートするために、所望されるように互換性があってもよく、又は交換されてもよい。図12A及び図12Bは、実質的に平面の表面を有するようにツーリングプレート100を図示する。ツーリングプレート100は、しかしながら、突出部、パターン、複数の突出部又はパターン、凹部、溝等、又はシミュレーションのために所望される任意の他の特質を含んでもよい。
一実施形態では、ツーリングプレート100は、実質的に平面であってもよい。ツーリングプレート100は、滑らかな、平らな、又は空の圧縮ロール、すなわち、図1のニッププロセスに示すロール14等のアンビルロールをシミュレートしてもよい。ツーリングプレート86又はツーリングプレート100のどちらか又は両方は、突出部、パターン、複数の突出部又はパターン等を有する、表面、又は滑らかな、平らな表面を提供し得る。つまり、ツーリングプレート86又はツーリングプレート100のどちらかは、活性化、溶融結合、エンボス加工、圧接等の、任意の形式のプロセスをシミュレートするための表面を提供し得る。同様に、ツーリングプレート86又はツーリングプレート100のどちらかは、アンビルロールをシミュレートする表面を提供し得る。ツーリングプレート86及びツーリングプレート100は、一実施形態では、同一又は実質的に類似した表面を提供し得る。あるいは、ツーリングプレート86及び100は、概して異種の表面を提供し得る。
繰り返すが、前述のとおり、詳述された構成要素の全てが、プレス機20の全ての実施形態に提供される必要はないと認識される。例えば、位置センサ92、負荷セル104、加速度計102、断熱プレート96、加熱/冷却ブロック98、グリコールライン、加熱カートリッジ、ツーリングプレート100等は、除外又は変更されてもよく、得られるプレス機は、依然として本発明のプレス機20の実施形態に従う。
材料ホルダ106は、図10に示すように、可動プレートアセンブリ30と背面プレートアセンブリ32との間に、取り外し可能に設置されてもよい。図13を参照して、材料ホルダ106は、材料サンプル110の端部を保持し得る材料クリップ108を概して含んでもよい。材料ホルダ108は、材料クリップ108が、可動プレートアセンブリ30のツーリングプレート86と背面プレートアセンブリ32のツーリングプレート100との間に材料サンプル110を保持するように位置付けられてもよい。生産ラインプロセスにおいて、異なる製造品/ウェブ材料は、ロール12及びロール14等のロールを通って移動するため、異なる応力又はひずみ特性を示す場合がある。同様に、活性化、溶融結合、エンボス加工、圧接等の異なるプロセスは、製造品/ウェブ材料を異なる応力及びひずみに従わせ得る。換言すれば、例えば、ニップタイプのプロセスにおいてロール12及びロール14を通って進行する製造品/ウェブ材料は、ロール12とロール14との間を通過するため、異なる範囲の延伸を示す場合がある。製造品上の面内の負荷の量は、変形プロセスの間に材料の応力/ひずみと、プロセスが完了した後の、結果として得られる材料の最終状態の両方に影響を与える場合がある。したがって、材料ホルダ106は、面内の応力/ひずみを材料サンプル110に印加するように設計され得る。一実施形態では、製造品/ウェブ材料のこれらの異なる応力及びひずみをシミュレートする能力を生成するために、材料クリップ108は、任意のひずみ又は応力が材料サンプル110に印加され得るように、可動であってもよい。
図6、図10、及び図14に示すように、背面ブロック114は、背面プレートアセンブリ32の後ろに取り付けられてもよい。背面ブロック114は、上部ガードル116に更に取り付けられてもよい。一実施形態では、直線状軸受け122は、背面ブロック114を上部ガードル116に取り付けるために使用されてもよい。直線状軸受け122は、更なる実施形態では、望ましくない、又は予期しないことが発生した時に、背面プレートアセンブリ32及び背面ブロック114が直線方向に動くことを可能にするように提供されてもよい。上部ガードル116は、更なる担持、強度、及び剛性を背面プレートアセンブリ32に提供するために、基部22の入口領域52に更に据え付けられてもよい。したがって、背面ブロック114は、入口領域52の間の領域内に位置付けられてもよい。更なる実施形態では、第2のガードルプレートは、基部22の底面側に設置され、入口領域52及び背面ブロック114に取り付けられてもよく、更なる担持を提供してもよい。以上、背面ブロック114、上部ガードル116、及び直線状軸受け122のうちの1つ以上は、プレス機20のいくつかの実施形態から割愛されてもよい。
背面ブロック114は、安全解除プレート118に更に取り付けられてもよい。安全解除プレート118は、図15に図示されるように、背面プレートエアバッグ34に据え付けられてもよい。安全解除プレート118及び背面プレートエアバッグ34は、基部22の背面プレートエアバッグ領域56の中に位置付けられてもよい。背面プレートエアバッグ34は、潜在的に損傷を与える力が背面プレートアセンブリ32に印加されない限り、安全解除プレート118が入口領域52に接する適所に堅固に堅く保持するように、先行荷重を提供してもよく、潜在的に損傷を与える力が背面プレートアセンブリ32に印加される場合には、背面プレートエアバッグ34は、背面プレートアセンブリ32がたわんでプレス機20構成要素への損傷をどうにかして防ぐことを可能にし得る。あるいは、いくつかの実施形態では、プレス機20は、安全解除プレート118も背面プレートエアバッグ34も含む必要はない。
駆動制御器200は、作動装置26の動作を制御するために提供されてもよい。いくつかの実施形態では、好適な駆動制御器は、好適なハードウェア及びプログラミングを持つパソコンであってもよい。任意の好適な制御器は、作動装置26の動作を制御するために使用されてもよいと認識される。一実施形態では、作動装置26の動作を制御するために2つ以上の制御器が好適又は望ましい場合がある。同様に、1つ以上の制御器は、加熱/冷却ブロック88及び98、センサ92等が挙げられるが、これらに限定されない、プレス機20の他の構成要素の動作を制御するために提供されてもよい。あるいは、駆動制御器200は、プレス機20の全ての構成要素の動作を制御してもよい。
一実施形態では、本発明のプレス機20のために動作軌道特性の複数のセグメントが存在してもよい(図18を参照)。回転運動特性セグメント150は、可動プレートアセンブリ30の製造品Wとの係合状態を表してもよい。アプローチ特性セグメント152は、可動プレートアセンブリ30の停止、収縮状態から係合状態への遷移を表してもよい。静止特性セグメント154は、可動プレートアセンブリ30の停止、収縮状態を表してもよい。一実施形態では、回転運動特性150は、ツーリングプレート100が製造品Wと接触しているか、又は製造品Wを係合する間にのみ、保持される必要がある。回転運動特性150を判定するために使用されてもよい式及び計算を以下に記載する。
突出部16の係合、及び係合する又は第2のロール14の対応するセクション14aは、これが本発明のプレス機の実施形態によってシミュレートされてもよいため、例えば、溶融結合、圧接、切断、活性化/リングロール、チャネルエンボス加工等の、シミュレートされるプロセスの形式によって、異なって画定されてもよい。例えば、エンボス加工又は接着形式の動作のシミュレーションの間、係合は、以下の態様で画定され得る。製造品Wの公称の厚みが判定又は提供され得る。図16A及び図16Bに図示されるように、ゼロ係合130の平面は、ツーリングプレート86、又はツーリングプレート86上に設置された突出部が、ツーリングプレート100にまさに触れるまで、背面プレートアセンブリ32において加速又は振動が励起されないように、ツーリングプレート86を非常に遅い態様で前に移動させることによって決定され得る。ツーリングプレート86、又はその上の突出部と、ツーリングプレート100との接触は、背面プレートアセンブリ32の中の負荷セル104からの、力の測定におけるゼロの偏位によって判定されてもよい。一旦、接触が起きると、ゼロ係合130の平面は、製造品Wの公称の厚みと等しい距離をツーリングプレート100の平面から移動させることにより、製造品Wの公称の厚みを使用して容易に判定され得る。係合は、
E(t)=d0−d(t)
として画定され得、式中、E(t)136は、時間tでのツーリングプレート86と製造品Wとの係合中の突出部の位置であり、d0 132は、ゼロ係合のための距離であり、d(t)134は、時間tでの係合の距離である。
E(t)=d0−d(t)
として画定され得、式中、E(t)136は、時間tでのツーリングプレート86と製造品Wとの係合中の突出部の位置であり、d0 132は、ゼロ係合のための距離であり、d(t)134は、時間tでの係合の距離である。
実際の係合は、いくつかの実施形態では、突出部の寸法の運動の方向と平行な変化を含んでもよい。プロセスの間、寸法変化が測定されない場合があるため、制御アルゴリズムはこの変更を考慮にいれなくてもよい。しかしながら、力の係合曲線からの係合データの後処理の間、寸法変化は含まれてもよい。時間t及び係合E(t)での任意の力、寸法変化(例示的説明を目的として、突出部は単純な垂直柱と見なされ、負荷は突出部を構成する材料の弾性限度を超えないものと仮定する。)は、
であると予測することができ、式中、Δarmature−plate(t)は、係合の方向への突出部の寸法変化であり、F(t)は、物質力であり、H0は、高さ又は係合の方向への突出部の初期寸法であり、A0は、突出部の断面積であり、Eは、突出部の弾性率である。突出部の形状が複雑で、負荷が突出部を構成する材料の弾性限度を超えることが予想される場合、寸法の変化は、有限要素解析(「FEA」)等の数値/コンピュータ手段を使用して判定され得る。同様に、実際の係合は、運動の方向と平行なツーリングプレート100の寸法の変化、すなわち、Δback−plate(t)を含んでもよい。一実施形態では、寸法の変化は、FEA等の数値/コンピュータ手段を使用して判定されてもよい。一旦、突出部の高さの変化及びツーリングプレート100における寸法の変化が判明すると、以下の式を使用して、格納された係合データが後処理され得る。
E(t)actual=E(t)measured−Δarmature−plate(t)−Δback−plate(t)
E(t)actual=E(t)measured−Δarmature−plate(t)−Δback−plate(t)
別の実施例では、活性化形式の動作のシミュレーションの間、係合は以下の態様で画定されてもよい。プレート上に提供され得るプレート及び/又は突出部の形状は周知であり得る。図17A及び図17B図示されるように、ゼロ係合140の平面は、ツーリングプレート100の平面をツーリングプレート100から伸長する突出部の高さで相殺することによって判定されてもよい。上記のとおり、係合は、
E(t)=d0−d(t)
として画定されてもよく、式中、E(t)146は、時間tでのツーリングプレート86と製造品との係合中の突出部の位置であり、d0 142は、ゼロ係合のための距離であり、d(t)144は、時間tでの係合の距離である。
E(t)=d0−d(t)
として画定されてもよく、式中、E(t)146は、時間tでのツーリングプレート86と製造品との係合中の突出部の位置であり、d0 142は、ゼロ係合のための距離であり、d(t)144は、時間tでの係合の距離である。
一実施形態では、回転運動特性150中、材料のウェブ等の製造品W上の先端WPSは、ロール12及びロール14によって画定されるニップNを通って速度VWで移動し、ニップNを通って移動するにつれて、突出部16及び第2のロール14の対応するセクション14aによって、2Tの時間係合されてもよい。2Tの2分の1、つまりTは、突出部16が係合の最大深度に到達する時間である。製造品W上の任意の先端WPSが突出部16及び第2のロール14の対応するセクション14aによって係合され得る合計係合時間2Tの2分の1は、以下の式によって決定され得る。
式中、EMは、突出部16及び第2のロール14の対応するセクション14aによって、先端WPSが初期の厚みMTから圧縮された最終的な厚みGまで圧縮される量であり、Diは、第1のロール12及び第2のロール14の直径であり(例示的実施形態のために、ロール12及びロール14は、同一の直径を有し、及び突出部16の長さは、ロール12の直径に含まれると仮定される)、VWは、製造品の速度である。
上記に示す係合時間Tのための式及びシミュレートされるプロセスのための所定の値を使用して、駆動制御器200は、製造品上の任意の先端WPSが突出部16によって係合され得る、合計時間2Tの2分の1に等しい係合時間Tを決定し得る。突出部16の係合位置は、駆動制御器200によって以下の式を使用して決定されてもよい。
式中、E(t)は、係合中の突出部の位置であり、EMは、先端WPSが突出部16及び第2のロール14の対応するセクション14aによって圧縮された量であるか、又は先端WPSがツーリングプレート86上の突出部及びツーリングプレート100の表面によって圧縮された量であり、Diは、第1のロール12及び第2のロール14の直径であり(例示的実施形態のために、ロール12及びロール14は、同一の直径を有し、突出部16の長さは、ロール12の直径に含まれると仮定される)、tは、0〜2Tに等しい。
運動軌道計算を完了するために、回転運動特性150の初めに、可動プレートアセンブリ30の停止、収縮状態154から、位置、速度、及び加速状態に遷移する接近曲線が、上述のとおりに計算されてもよい。
一実施形態では、図18に図示されるように。全体の軌道が滑らかであることが望ましい場合がある。しかしながら、変位特性は、本質的に回転式である必要はない。つまり、制御器は、図4A、図4B、及び図4Cにおいて上記で説明されたように、それぞれ直線、階段状、又はほぼ鋸歯状であるようにプログラムされてもよい。参照特性における不連続は、制御コマンドのスパイク、制御システム構成要素の過負荷/飽和を引き起こす場合があり、及び/又は制御の正確性を低下させる場合がある。この点を考慮して、満たされる可能性のある6つの境界条件が存在する。アプローチ特性セグメント152の初めの位置、速度、及び加速度は、静止特性セグメント154の最後の位置、速度、及び加速と一致する可能性があり、アプローチ特性セグメント152の最後の位置、速度、及び加速度は、回転運動特性セグメント150の初めの位置、速度、及び加速度と一致する可能性がある。これらの境界条件は、以下の形で5次の多項式を用いてアプローチ特性セグメント152をモデリングすることによって満たされてもよい。
x(t)=p0+p1t+p2t2+p3t3+p4t4+p5t5
x(t)=p0+p1t+p2t2+p3t3+p4t4+p5t5
最初の3つの境界条件、すなわち、アプローチ特性セグメント152の初めの(及び静止特性セグメント154の最後の)位置、速度、及び加速度は、一実施形態では、可動プレートアセンブリ30が停止、収縮状態にあるため、
x(0)=0
v(0)=0
a(0)=0
であってもよい。いくつかの実施形態では、これらの条件は、パラメーターを選択することによって満たされ得る。
p0=0
p1=0
p2=0
いくつかの実施形態では、速度及び加速を越えて追加的な導関数を一致させることが望ましくかつ有益であり得る。
x(0)=0
v(0)=0
a(0)=0
であってもよい。いくつかの実施形態では、これらの条件は、パラメーターを選択することによって満たされ得る。
p0=0
p1=0
p2=0
いくつかの実施形態では、速度及び加速を越えて追加的な導関数を一致させることが望ましくかつ有益であり得る。
残りの3つの境界条件、すなわち、アプローチ特性セグメント152の最後の(及び回転運動特性セグメント154の初めの)位置、速度、及び加速度は、式
x(tf)=xi=p3tf 3+p4tf 4+p5tf 5
v(tf)=vi=3p3tf 2+4p4tf 3+5p5tf 4
a(tf)=ai=6p3tf+12p4tf 2+20p5tf 3
を含み、式中、xiは、回転運動特性150の開始時の位置であり、viは、回転運動特性150の開始時の速度であり、aiは、回転運動特性150の開始時の加速度である。これらの式は、マトリックス形式で表され得る。
x(tf)=xi=p3tf 3+p4tf 4+p5tf 5
v(tf)=vi=3p3tf 2+4p4tf 3+5p5tf 4
a(tf)=ai=6p3tf+12p4tf 2+20p5tf 3
を含み、式中、xiは、回転運動特性150の開始時の位置であり、viは、回転運動特性150の開始時の速度であり、aiは、回転運動特性150の開始時の加速度である。これらの式は、マトリックス形式で表され得る。
選択する最終的なパラメーターは、tfであり、これは可動プレートアセンブリ30が停止、収縮位置154から回転運動特性セグメント150の初めまで進行する時間である。一実施形態では、パラメーターtfは、可動プレートアセンブリ30がアプローチ特性152の間中に達成する最大速度を最小限にするように選択されてもよい。これは、駆動制御器200の整数サンプルレートの時間ごとの、又は制御器の時間段階値の一連の値tfの計算されたアプローチ特性152を評価すること、及びそれぞれの値の最大速度を判定することによって達成され得る。
図19は、アプローチ特性152において例示的特性のアプローチ時刻の関数として達成される最大速度の変動を図示する。得られるアプローチ特性の変位、速度、及び加速度曲線は、図20に図示される。軌道特性は、可動プレートアセンブリの最大伸長点(すなわち、ツーリングプレート86と100との間の最大空隙)の周囲に対称であり得る。したがって、図18に示す収縮特性156は、時間に関して反転するが、アプローチ特性152の特性と同一であり得る。しかしながら、収縮特性156は、アプローチ特性152のそれと対称的に同一である必要はないと認識される。完全軌道特性の得られる変位、速度、及び加速度曲線を図21に示す。
一実施形態では、ニップタイプのプロセス等の生産ラインプロセスは、本発明のプレス機20によって以下の様式でシミュレートされ得る。
シミュレーションを実行する前に、技師/技術者は、シミュレートされるプロセスに関する、所望される製造品の速度VW、すなわち、第1のロール12と第2のロール14の対の間を通った場合に製造品Wが通る速度、第1のロール12及び第2のロール14の直径Di、及び先端WPSが第1のロール突出部16及び第2のロール14の対応するセクション14aによって圧縮される量EM、すなわち、製造品の最終的な厚みG未満である製造品の初期の厚みMTのパラメーターのうちの1つ以上を判定してもよく、又は画定してもよい。
駆動制御器200は次に、上記に示す係合時間Tの式を使用して係合時間tを、及びシミュレートされるプロセスの所定の値を判定してもよい。続いて、前の計算からの係合時間tの結果を使用して、駆動制御器200は、回転運動特性セグメントの間の任意の時間tの係合位置、速度、及び加速度を判定してもよく、時間tは、一実施形態では、上述のとおり典型的に0〜2Tの範囲である。
駆動制御器200は、回転運動特性150の初めに、可動プレートアセンブリ30の停止、収縮状態154から、位置、速度、及び加速状態に遷移する接近曲線を次に判定してもよい。同様に、駆動制御器200は、収縮特性156を判定してもよい。繰り返すが、収縮特性156は、時間に関して反転するが、アプローチ特性152のそれと同一であり得る。収縮特性156は、アプローチ特性152のそれと対称的に同一である必要はないと認識される。
駆動制御器200は、特性誤差を低減するために、初期のプレス機位置制御ループコマンド及びコマンドの繰り返し更新を判定してもよい。別の実施形態では、前述のとおり、制御器200のかわりに独立した制御器が使用されてもよい。しかしながら、説明を目的として、制御器200は、制御ループに関して参照される。一実施形態では、電機子、例えば、前進可動面112の位置のリアルタイムの制御のために、比例、積分、微分(「PID」)位置フィードバックループが使用されてもよい。直線エンコーダ信号は、上述のとおり、位置参照フィードバックとして使用されてもよい。エンコーダは、低雑音、高分解能であってもよい。更に、エンコーダは、電機子の全範囲の運動を網羅する測定範囲を有してもよい。制御器200は、非常に高速かつ高利得システムであってもよい。一実施形態では、極めて正確な特性運動が、制御器200によって利用される閉じたループ、参照位置コマンドの精密な、反復の計算によって得られてもよい。
所望される電機子軌道の周波数帯域幅上に、完全な応答、すなわち1利得及び零相を有する位置ループを用いたシステムにおいて、所望される軌道は、上述のとおり、位置ループのための適切なコマンドであってもよい。しかしながら、これが当てはまらない場合、初期軌道のより高い精度を達成するために、ループコマンドは修正されてもよい。
位置ループコマンドを計算するために、周波数領域モデルが利用されてもよい。プレス機20は、プレス機の位置ループ特性の周波数領域モデルを測定する、エンコーダ応答と位置ループコマンドとの間に周波数応答関数(「FRF」)を含む、自動識別能力を有してもよい。
有効なFRFを生成するプロセスは、問題となっている周波数帯域の全体に渡ってエネルギーを有する励磁信号を用いてシステムを励起し、及びその励磁並びに応答信号を測定するために使用され得る。この2つの信号は、高速フーリエ変換(「FFT」)を使用して周波数領域に変換されてもよい。相及び規模の複合比率が、この2つの信号間で計算されてもよい。
雑音を低減し、予測FRFの正確性を向上するため、平均化された、「H1」FRFが計算されてもよい。平均化された「H1」FRFを得るための手順を次に記載する。励磁コマンドの複数(N)時間履歴、ci(t)、i=1、...N、及び関連するエンコーダ応答、ei(t)、i=1、...N、が測定されてもよい。これらは、フーリエ変換を介して、
の周波数領域に変換されてもよく、式中、wは、時間データが抽出された時点の周波数の0〜1/2の範囲の周波数を示し、
はFFTを示す。エンコーダ応答と入力コマンドとの間の平均交差スペクトルは、式
を使用して計算され得、式中、上付き文字「*」は、複素共役を表す。入力コマンドの平均パワースペクトルは、以下の式を使用して計算され得る。
FRFは、平均交差スペクトルと平均パワースペクトルとの比率として計算されてもよい。
上記で計算されたシステム応答FRF、Hecは、以下の関係を満たす。
E(w)=Hec(w)C(w)
所望されるエンコーダ特性を達成することができ得るコマンドの周波数領域表現は、以下のように計算され得る。
E(w)=Hec(w)C(w)
所望されるエンコーダ特性を達成することができ得るコマンドの周波数領域表現は、以下のように計算され得る。
所望される時間領域エンコーダ特性がp(t)である場合、そのエンコーダ特性に到達するであろうコマンドは、以下に記載されるとおり、システム応答FRF並びにシステム雑音、変動、及び非線形の精度の範囲内で計算されてもよい。
プレス機20がサイクルを実行した時、プレス機20は、得られる特性誤差を検査し、次のサイクルのエラーを低減するコマンドを更新する能力を有することができ得る。一実施形態では、誤差を低減するためのコマンド更新、所望される空隙エラーを得るためのエンコーダと光学センサデータとの統合、及び高速の又は安全な繰り返し更新の選択及び実施を含む、3つの動作が実施され得る。
コマンド更新手順は、上述の初期のコマンド計算手順と類似していてもよい。しかしながら、コマンド更新手順は、特性誤差を伴って実行される場合がある。コマンド更新手順に関連する、問題となっている数量は、所望される特性、p(t)、実際の、測定された特性、pm(t)、コマンド、c(t)、及び更新されたコマンド、cu(t)を含んでもよい。
特性誤差pe(t)は、所望される特性と測定された特性との差として計算されてもよい。
pe(t)=p(t)−pm(t)
特性誤差は、特性の回転運動セクションに渡って1の重みを有するウィンドウでウィンドウ表示されてもよく、これは特性の端で滑らかにゼロに変換する。これは、最も重要である可能性のある特性のセクションにおける制御努力を集中させることができる。コマンドにおける漸進的変化、Δc(t)は、上述のコマンド計算手順を使用して計算され得るが、特性誤差を所望される特性に置き換える。更新されたコマンドは、コマンドにおける変化に加え、元のコマンドとして次に計算されてもよい。
cu(t)=c(t)+Δc(t)
プレス機20が動作し得る極めて高速の加速度で、プレス機20の機械的構成要素において発生し得る偏差により、エンコーダと光学センサの測定値は、厳密に符号しない可能性がある。リアルタイムの位置制御ループが、参照フィードバック変換器としてエンコーダを使用するため、光学空隙センサによって測定される際に、所望される空隙特性を達成するために、エンコーダ特性コマンドにおいて調整が行われてもよい。これは、光学センサ測定値を利用して特性誤差を計算することによって達成され得る。
pe(t)=p(t)−pm(t)
特性誤差は、特性の回転運動セクションに渡って1の重みを有するウィンドウでウィンドウ表示されてもよく、これは特性の端で滑らかにゼロに変換する。これは、最も重要である可能性のある特性のセクションにおける制御努力を集中させることができる。コマンドにおける漸進的変化、Δc(t)は、上述のコマンド計算手順を使用して計算され得るが、特性誤差を所望される特性に置き換える。更新されたコマンドは、コマンドにおける変化に加え、元のコマンドとして次に計算されてもよい。
cu(t)=c(t)+Δc(t)
プレス機20が動作し得る極めて高速の加速度で、プレス機20の機械的構成要素において発生し得る偏差により、エンコーダと光学センサの測定値は、厳密に符号しない可能性がある。リアルタイムの位置制御ループが、参照フィードバック変換器としてエンコーダを使用するため、光学空隙センサによって測定される際に、所望される空隙特性を達成するために、エンコーダ特性コマンドにおいて調整が行われてもよい。これは、光学センサ測定値を利用して特性誤差を計算することによって達成され得る。
光学センサ92は、最大の正確な測定範囲を有してもよい。一実施形態では、光学センサ92は、約15mmの最大の正確な測定範囲を有してもよい。作動装置26の電機子の合計は、15mmを超えて拡大してもよい。したがって、一実施形態では、光学センサ測定値及びエンコーダ測定値は、まとめられるか又は統合される必要がある場合がある。
一実施形態では、測定値のまとめは、以下のように達成され得る。光学センサデータは、サイクル回転特性が開始及び終了する前約0.8ミリ秒、後0.8ミリ秒の時間間隔に短縮されてもよい。短縮された時間間隔のエンドポイントにおけるエンコーダデータ及び光学センサデータの値が判定され、データ間の補正値が計算され得る。光学センサデータは、補正値判定において誤差を取り込む可能性のあるエンドポイントでの雑音スパイクを最小限にするために、エンドポイント値を判定するために、ローパスでフィルタされてもよい。時間間隔エンドポイントでの光学センサデータの振幅と一致するように、直線の傾斜がエンコーダデータに追加されてもよい。別の実施形態では、他の時間間隔を含む、測定値を統合する他の好適な方法が、本発明に従って利用されてもよいと認識される。
一実施形態では、プレス機20は、非繰り返しモード又は繰り返しモードで運転されてもよい。非繰り返しモードでは、コマンドの更新は実施されない。繰り返しモードは、2つ以上の繰り返しモードに更に分けられてもよい。例えば、一実施形態では、繰り返しモードは、セーフモードの繰り返し及び高速繰り返しに更に分けられてもよい。セーフモードの繰り返しでは、コマンドは計算されたコマンド更新の100%以下の割合で更新されてもよい。例えば、コマンドは、10%、25%、50%、65%、75%、85%、又は計算されたコマンド更新の他の好適な割合で更新されてもよい。通常、繰り返しモードは、実際の特性が、実施される試験に必要とされる正確な範囲内にある時に使用されてもよい。更なる実施形態では、セーフモードの繰り返しでは、多くのサイクルに及ぶ更新を平均化し、ゆえに材料特性、電気的雑音等の不規則変数の影響を低減する、コマンドに対する段階的な更新が行われてもよい。
通常、セーフモードの繰り返しは、電機子特性が行き過ぎないように、及びツーリングプレート86及び100(又はその上の突出部)が衝突して、ことによると損傷を引き起こすことのないようにするために使用され得る。特性の空隙が、例えば、2mm以上等、行われる試験に必要とされる正確な範囲内でない場合、高速繰り返しが使用されてもよく、コマンドは計算されたコマンド更新の約100%で、又は概してほぼ100%の他の好適な割合で更新されてもよい。
シミュレーションの前に、製造品/ウェブ材料、又はそのサンプルが材料ホルダ106の中に設置されてもよい。前述のとおり、製造品/ウェブ材料の異なる応力及びひずみをシミュレートする能力を生成するために、材料ホルダ106の材料クリップ108は、任意のひずみ又は応力が製造品/ウェブ材料に印加され得るように、可動であってもよい。
一実施形態では、生産ラインプロセス及び製造品/ウェブ材料へのプロセスの影響のシミュレーションは、実際のロール速度、力、切断、穿孔、接着等のシミュレーションを含んでもよい。しかしながら、生産ラインプロセスのシミュレーションは、いくつかの実施形態では、ロール速度、力、切断、穿孔、接着等、実質的にほぼ実際のロール速度、力、切断、穿孔、接着等を含む、ロール速度、力、切断、穿孔、接着等の広範囲のシミュレーションを含む。いくつかの実施形態では、任意のロール速度、力、切断、穿孔、接着等は、本発明のプレス機20を使用してシミュレートされ得る。加えて、いくつかの実施形態では、単純圧縮、プレーナ、単純剪断、振動粘弾性等が挙げられるが、これらに限定されない、さまざまな材料試験用途/形式を実施することが望ましい場合がある。また更なる実施形態では、本願に記載の発明は、生産ラインプロセス中に製造品が経験する可能性のある、折り畳み等の振盪をシミュレートするために使用され得る。
いくつかの実施形態では、本願に記載の発明は、差別的ロール表面速度等の複合多軸負荷、圧縮並びに横穿断を含む複合負荷、及び圧縮並びに面内穿断を含む複合負荷をシミュレートするために使用され得る。しかしながら、本願に記載のプレス機のさまざまな実施形態を使用して、他の複合多軸負荷シミュレーションが実施され得ると認識される。ある実施形態では、本発明は、材料の構造性を測定することに加えて、さまざまなプロセス中に材料の機械的反応を測定し、及び理解するために使用され得る。
本願に開示される寸法及び値は、列挙された厳密な数値に厳格に制限されるとは理解されないものとする。そうではなく、特に指示がない限り、それぞれのかかる寸法は、列挙された値及びその値を取り巻く機能的に同等の範囲の両者を意味することを意図する。例えば、「40mm」と開示された寸法は、「約40mm」を意味することを意図する。
「発明を実施するための形態」で引用したすべての文献は、その関連部分において本明細書に参考として組み込まれ、いかなる文献の引用も、それが本発明に対する先行技術であることを認めるものと解釈すべきではない。本願に記載の用語の任意の意味又は定義が、参照によって組み込まれる文書内の同一の用語の任意の意味又は定義と矛盾する限りでは、本願に記載の当該用語に割り当てられた意味又は定義が優先されるものとする。
本発明の特定の実施形態が説明及び記載されてきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び修正を行えることが当業者には明白であろう。したがって、本発明の範囲内にあるそのようなすべての変更及び修正を、添付の特許請求の範囲で扱うものとする。
Claims (16)
- シミュレーションプレス機(20)であって、
本体(22)であって、好ましくは前記シミュレーションプレス機(20)の他の構成要素よりも重くかつ堅い本体(22)と、
前記本体(22)に取り付けられる作動装置(26)であって、前記本体(22)の長手方向の対称軸(L)と実質的に軸方向に整列され、前記本体(22)と同一平面内にある、前記本体(22)の前記長手方向の対称軸(L)に沿ってほぼ直線状に移動する可動面(112)を有する、作動装置(26)と、
前記本体(22)に動作可能に連結された第1のプレート(86)であって、製造品に係合するように適合される、第1のプレート(86)と、
前記作動装置(26)の可動面(112)との移動のために、前記作動装置(26)に動作可能に連結された第2のプレート(100)であって、前記製造品に係合するように適合される、第2のプレート(100)と、
前記第1及び第2のプレートが前記製造品上の少なくとも1つの先端に係合するように、第2のプレート(100)が前記第1のプレート(86)に対して移動するように、少なくとも1つのフィードバックセンサ(92)からのフィードバックに応答して、前記作動装置(26)の動作を制御するために、前記作動装置(26)に連結される駆動制御器(200)であって、前記少なくとも1つのフィードバックセンサ(92)は、好ましくは、前記作動装置(26)の筐体に対して、前記作動装置(26)の前記可動面(112)の位置を測定するための少なくとも1つのセンサを備える、駆動制御器(200)と、を含む構成要素を備える、シミュレーションプレス機(20)。 - 前記少なくとも1つのフィードバックセンサ(92)は、前記第1のプレート(86)と前記第2のプレート(100)との間の空隙を測定するための少なくとも1つのセンサを備えるか、又は、前記第1及び第2のプレートのうちの少なくとも1つの負荷を測定するための少なくとも1つのセンサを備えるか、あるいは、前記少なくとも1つのフィードバックセンサ(92)は、前記第1及び第2のプレートのうちの少なくとも1つの慣性力を測定するための少なくとも1つのセンサを更に備える、請求項1に記載のシミュレーションプレス機(20)。
- 前記駆動制御器(200)は、前記第1のプレート(86)と前記第2のプレート(100)との間の空隙を測定するための前記少なくとも1つのセンサ(92)からのフィードバックに応答して、前記可動面(112)の動きを制御するために、前記作動装置(26)内で発生する力を変化させる、請求項2に記載のシミュレーションプレス機(20)。
- 前記作動装置の筐体に対して、前記作動装置(26)の前記可動面(112)の位置を測定するための少なくとも1つのセンサであって、前記駆動制御器(200)は、前記作動装置(26)の筐体に対して前記作動装置(26)の前記可動面(112)の位置を測定するための、少なくとも1つのセンサのうちの1つ以上からのフィードバックに応答して、前記可動面(112)の動きを制御するために、前記作動装置(26)内で発生する力を変化させる、少なくとも1つのセンサと、
前記第1のプレート(86)と前記第2のプレート(100)との間の前記空隙を測定するための少なくとも1つのセンサと、を更に備える、請求項3に記載のシミュレーションプレス機(20)。 - 前記駆動制御器(200)は、前記第1及び第2のプレートのうちの少なくとも1つの前記負荷を測定するための前記少なくとも1つのセンサからのフィードバックに応答して、前記可動面(112)の前記動きを制御するために、前記作動装置(26)内で発生する力を変化させ、
前記シミュレーションプレス機は、好ましくは、前記作動装置の筐体に対して前記作動装置(26)の前記可動面(112)の前記位置を測定するための、少なくとも1つのセンサを更に備え、
前記駆動制御器(200)は、前記作動装置の筐体に対して前記作動装置(26)の前記可動面(112)の前記位置を測定するための少なくとも1つのセンサのうちの1つ以上からの、又は、前記第1及び第2のプレートのうちの少なくとも1つの負荷を測定するための前記少なくとも1つのセンサからのフィードバックに応答して、前記可動面(112)の前記動きを制御するために、前記作動装置(26)内で発生する力を変化させる、請求項2に記載のシミュレーションプレス機(20)。 - 前記駆動制御器(200)は、前記第1及び第2のプレートのうちの少なくとも1つの慣性力を測定するための前記少なくとも1つのセンサからのフィードバックに応答して、前記可動面(112)の前記動きを制御するために、前記作動装置(26)内で発生する力を変化させ、
前記シミュレーションプレス機は、好ましくは、前記作動装置の筐体に対して前記作動装置(26)の前記可動面(112)の前記位置を測定するための少なくとも1つのセンサを更に備え、
前記駆動制御器(200)は、前記作動装置の筐体に対して前記作動装置(26)の前記可動面(112)の前記位置を測定するための前記少なくとも1つのセンサのうちの1つ以上からの、又は、前記第1及び第2のプレートのうちの少なくとも1つの慣性力を測定するための前記少なくとも1つのセンサからのフィードバックに応答して、前記可動面(112)の前記動きを制御するために、前記作動装置(26)内部で発生する力を変化させる、請求項2に記載のシミュレーションプレス機(20)。 - 前記第1のプレート(86)は、連結構造を介して前記本体(22)に連結され、
前記連結構造は、前記第1のプレート(86)と前記本体(22)との間に設けられた、前記第1のプレート(86)の温度を変動させるための、少なくとも1つの温度修正プレート(88)と、前記少なくとも1つの温度修正プレート(88)と前記本体(22)との間に設けられた、前記少なくとも1つの温度修正プレート(88)から前記本体(22)を断熱するための、少なくとも1つの断熱プレート(90)と、を備える、請求項1〜6のいずれか一項に記載のシミュレーションプレス機(20)。 - 前記第2のプレート(100)は、連結構造を介して前記作動装置(26)に連結され、
前記連結構造は、前記第2のプレート(100)と前記作動装置(26)との間に設けられた、前記第2のプレート(100)の温度を変動させるための、少なくとも1つの温度修正プレート(98)と、前記少なくとも1つの温度修正プレート(98)と前記作動装置(26)との間に設けられた、前記少なくとも1つの温度修正プレート(98)から前記作動装置(26)を断熱するための、少なくとも1つの断熱プレート(96)とを備える、請求項1〜7のいずれか一項に記載のシミュレーションプレス機(20)。 - 前記第1のプレート(86)及び前記第2のプレート(100)の表面は、活性化、溶融結合、エンボス加工、圧接、穿孔、延伸、及び切断プロセスのうちの少なくとも1つをシミュレートするように適合される、請求項1〜8のいずれか一項に記載のシミュレーションプレス機(20)。
- 前記本体(22)に動作可能に連結され、前記本体(22)を担持する、1つ以上のエアバッグ(24)を更に備える、請求項1〜9のいずれか一項に記載のシミュレーションプレス機(20)。
- 生産ライン形式のプロセスにおいて、製造品上の領域の負荷をシミュレートする方法であって、
少なくとも1つの層を備える製造品を提供する工程と、
第1の表面を有する第1のプレート(86)を提供する工程であって、前記第1のプレート(86)は、基部(22)に動作可能に連結される、工程と、
第2の表面を有する第2のプレート(100)を提供する工程であって、前記第2のプレート(100)は、作動装置の電機子に動作可能に連結され、前記作動装置(26)は、前記作動装置の前記電機子の移動の方向が、前記基部(22)の長手方向の対称軸(L)と実質的に軸方向に整列され、かつ前記基部(22)と同一平面内にほぼ位置するように、前記基部(22)に更に連結される、工程と、
生産ライン形式のプロセス中の製造品上の先端の圧縮負荷をシミュレートするために、前記第1及び第2の表面が、前記製造品上の先端を圧縮するように、前記第1及び第2のプレートのうちの一方を、前記第1及び第2のプレートのうちの他方に対して移動させる工程と、を含む、方法。 - 前記第1のプレートと前記第2のプレートとの間の前記空隙を測定するための、少なくとも1つのセンサ、
前記第1及び第2のプレートのうちの少なくとも1つの負荷を測定するための、少なくとも1つのセンサ、及び
前記第1及び第2のプレートのうちの少なくとも1つの慣性力を測定するための、少なくとも1つのセンサのうちの少なくとも1つを備える、1つ以上のセンサ(92)を提供する工程を含む、能動的空隙制御を更に含み、
前記1つ以上のセンサは、前記第1のプレートと前記第2のプレートとの間の空隙の正確な空隙測定値を判定するためのフィードバックを提供する、請求項11に記載の生産ライン形式のプロセスにおいて製造品上の領域の負荷をシミュレートする方法。 - 前記第1のプレート(86)の第1の表面は、アンビルロールをシミュレートするための実質的に平面の表面の1つと、生産ライン形式のプロセスをシミュレートするための少なくとも1つの突出部と、を備え、
前記第2のプレート(100)の前記第2の表面は、アンビルロールをシミュレートするための実質的に平面の表面の1つと、生産ライン形式のプロセスをシミュレートするための少なくとも1つの突出部と、を備える、請求項11に記載の生産ライン形式のプロセスにおいて製造品上の領域の負荷をシミュレートする方法。 - 前記第1のプレートと前記第2のプレートとの間の所望される負荷空隙特性に基づいて、前記第1及び第2のプレートのうちの1つの動作軌道特性を判定する工程と、
負荷中の前記第1のプレートと前記第2のプレートとの間の実際の空隙特性を概して測定する工程と、
前記所望される負荷空隙特性及び前記実際の空隙特性に基づいて、第2の動作軌道特性を判定する工程であって、好ましくは、前記第2の動作軌道特性を判定する工程は、前記所望される負荷空隙特性及び前記実際の空隙特性に基づいて動作軌道特性エラーを測定する工程を含み、前記動作軌道特性エラーは、前記所望される負荷空隙特性と前記実際の空隙特性との差であり、かつ好ましくは、前記第2の動作軌道特性は、前記特性エラーの合計値の少なくとも一部分に基づいて判定される、工程と、を更に含む、請求項11に記載の生産ライン形式のプロセスにおいて製造品上の領域の負荷をシミュレートする方法。 - 製造品上の領域の負荷をシミュレートするためのプレス機(20)であって、
主要基部(22)であって、実質的に堅い前記主要基部(22)と、
前記主要基部(22)に取り付けられる作動装置(26)であって、可動面(112)を有し、かつ前記主要基部(22)の長手方向の対称軸(L)と実質的に軸方向に整列され、前記可動面(112)は、前記主要基部(22)と同一平面内でほぼ直線的に移動するように適合される、作動装置(26)と、
前記作動装置(26)に、動作可能にかつ取り外し可能に連結される第1のプレート(86)と、
連結ユニットを用いて、前記主要基部(22)に動作可能に、かつ取り外し可能に連結される、第2のプレート(100)であって、前記連結ユニットは、
少なくとも1つの担持プレートと、
少なくとも1つのセンサ(92)であって、
前記第1のプレートと前記第2のプレートとの間の距離を判定するための、少なくとも1つの位置フィードバックセンサ、
前記第2のプレートの負荷を測定するための、少なくとも1つの負荷フィードバックセンサ、及び、
前記第2のプレートの慣性力を測定するための、少なくとも1つの力フィードバックセンサのうちの少なくとも1つを備える、少なくとも1つのセンサ(92)と、を含む、第2のプレート(100)と、
前記第1のプレート及び前記第2のプレートが製造品上の少なくとも1つの領域に係合するように、前記第1のプレート(86)を前記第2のプレート(100)に対して移動させるように、前記少なくとも1つのセンサからのフィードバックに応答して前記作動装置(26)の動作を制御するために前記作動装置(26)に連結される、駆動制御器(200)と、を備える、製造品上の領域の負荷をシミュレートするためのプレス機(20)。 - 前記第1のプレート(86)は、前記作動装置(26)の前記可動面(112)との移動のために、第2の連結ユニットを用いて前記作動装置(26)に取り外し可能に連結され、
前記第2の連結ユニットは、前記第1のプレート(86)に連結される少なくとも1つの加熱及び冷却プレートを含み、
前記加熱及び冷却プレートは、温度を変更するように適合され、好ましくは、前記少なくとも1つの加熱及び冷却プレートと前記作動装置(26)の前記可動面との間に、少なくとも1つの断熱プレートを更に含む、請求項15に記載の製造品上の領域の負荷をシミュレートするためのプレス機(20)。
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