JP2016524223A - スキャン・センサ・デバイスのためのワイヤレス位置−時刻同期 - Google Patents

スキャン・センサ・デバイスのためのワイヤレス位置−時刻同期 Download PDF

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Abstract

方法は、センサ・アセンブリ（１０８ａ、１０８ｂ）のクロックを同期させるために、１つ以上のメッセージをセンサ・アセンブリにワイヤレスで送信するステップを含む。また、この方法は、センサ・アセンブリから、ウェッブ状素材（１０２）の特性の多数のセンサ測定値をワイヤレスで受信するステップ（５０２）も含む。更に、この方法は、センサ測定値と関連付けられたタイムスタンプおよび位置データを受信するステップ（５０４）を含む。加えて、この方法は、センサ測定値、タイムスタンプ、および位置データを相関付けるステップ（５０６）も含む。センサ・アセンブリからのセンサ測定値にはタイムスタンプを付けることができ、位置データは、タイムスタンプが付けられた位置データを含むことができる。タイムスタンプが付けられた位置データは、センサ・アセンブリ以外のソースから受信することもできる。更に、この方法は、センサ測定値、タイムスタンプ、および位置を使用して、ウェッブ状素材の横断方向プロファイルを生成するステップ（５０８）も含むことができる。【選択図】図２

Description

[0001] 本開示は、一般的には、スキャン測定システムに関する。更に特定すれば、本開示は、スキャン・センサ・デバイスのためのワイヤレス位置−時刻同期に関する。
[0002] シート(sheet)またはその他のウェッブ(web)状の素材は、種々の業界においてそして種々の方法で使用される。これらの素材は、紙、多層板紙、および長いウェッブに製造または処理される他の製品を含むことができる。特異な例として、長い枚葉紙(sheet of paper)は、製造されリールに巻いて纏めることができる。
[0003] ウェッブが製造または処理されているときに、ウェッブ状素材の１つ以上のプロパティを測定することが必要となるまたは望ましい場合が多い。次いで、プロパティが所望の範囲内に留まることを確保するために、製造または処理システムに対して調節を行うことができる。測定値は、多くの場合、ウェッブの幅にわたって前後に移動する１つ以上のスキャン・ヘッドを使用して取り込まれる。
[0004] 本開示は、スキャン・センサ・デバイス(scanning sensor device)のためのワイヤレス位置−時刻同期を提供する。
[0005] 第１実施形態では、方法は、センサ・アセンブリのクロックを同期させるために、このセンサ・アセンブリに１つ以上のメッセージをワイヤレスで送信するステップを含む。また、この方法は、センサ・アセンブリからウェッブ状素材の特性の多数のセンサ測定値をワイヤレスで受信するステップも含む。更に、この方法は、センサ測定値に関連付けられたタイムスタンプおよび位置データを受信するステップも含む。加えて、この方法は、センサ測定値、タイムスタンプ、および位置データを相関付けるステップを含む。
[0006] 第２実施形態では、システムは、ウェッブ状素材の特性の多数のセンサ測定値を生成するように構成されたセンサ・アセンブリを含む。また、このシステムは、センサ・アセンブリのクロックを同期させ、センサ測定値をセンサ・アセンブリからワイヤレスで受信するためにセンサ・アセンブリに１つ以上のメッセージをワイヤレスで送信するように構成された装置も含む。また、この装置は、センサ測定値に関連付けられたタイムスタンプおよび位置データを受信し、センサ測定値、タイムスタンプ、および位置データを相関付けるように構成される。
[0007] 第３実施形態では、装置は、センサ・アセンブリのクロックを同期させるために、１つ以上のメッセージをセンサ・アセンブリにワイヤレスで送信するように構成された少なくとも１つのインターフェースを含む。また、この少なくとも１つのインターフェースは、センサ・アセンブリからウェッブ状素材の特性のセンサ測定値をワイヤレスで受信するように構成される。更に、少なくとも１つのインターフェースは、センサ測定値に関連付けられたタイムスタンプおよび位置データを受信するように構成される。また、前述の装置は、センサ測定値、タイムスタンプ、および位置データを相関付けるように構成された少なくとも１つの処理デバイスも含む。
[0008] 他の技術的特徴は、以下の図、説明、および特許請求の範囲から、当業者には容易に明らかになるであろう。
[0009] 本開示の一層深い理解のために、これより添付図面と関連付けて、以下の説明を参照する。
図１は、本開示によるウェッブ製造またはウェッブ処理システムの一例の一部を示す。 図２は、本開示による図１のシステムにおけるスキャン・センサ・アセンブリの一例を示す。 図３は、本開示による図１のシステムにおけるスキャン・センサ・ヘッドの一例を示す。 図４は、本開示にしたがって、センサ・デバイスをスキャンするためのワイヤレス位置−時刻同期方法の一例を示す。 図５は、本開示にしたがって、センサ・デバイスをスキャンするためのワイヤレス位置−時刻同期方法の一例を示す。
[0014] 以下で論ずる図１から図５まで、およびこの特許文書において本発明の原理を説明するために使用される種々の実施形態は、例示に過ぎず、発明の範囲を限定するように解釈しては決してならない。当業者は、相応しく構成されたデバイスまたはシステムであればいずれのタイプでも、 本発明の原理を実現できることを理解できよう。
[0015] 図１は、本開示によるウェッブ製造またはウェッブ処理システムの一例１００の一部を示す。図１に示すように、システム１００は、連続ウェッブ１０２を製造または処理する。ウェッブ１０２は、移動するシートまたは他のウェッブとして製造または処理される、任意の適した１つまたは複数の素材を表すことができる。ウェッブの例１０２には、紙、多層板紙、厚紙、プラスチック、織物、または金属ウェッブを含むことができる。
[0016] この例では、ウェッブ１０２は、２対のローラ１０４ａ−１０４ｂおよび１０６ａ−１０６ｂを使用して輸送され、システム１００のこの部分を通過する。例えば、ローラ対１０４ａ−１０４ｂは、ウェッブ製造またはウェッブ処理システムの前段階からウェッブ１０２を引き込むことができる。また、ローラ対１０６ａ−１０６ｂは、ウェッブ製造またはウェッブ処理システムの後続段階にウェッブ１０２を配送することができる。ローラ対１０４ａ−１０４ｂおよび１０６ａ−１０６ｂは、ウェッブ１０２を、「機械方向」（ＭＤ）と呼ばれる方向に移動させる。
[0017] １つ以上のスキャン・センサ・アセンブリ(scanning sensor assembly)１０８ａ−１０８ｂが、ローラ対１０４ａ−１０４ｂと１０６ａ−１０６ｂとの間に位置付けられている。各スキャン・センサ・アセンブリ１０８ａ−１０８ｂは、ウェッブ１０２の少なくとも１つの特性を測定することができる１つ以上のセンサを含む。例えば、各スキャン・センサ・アセンブリ１０８ａ−１０８ｂは、ウェッブ１０２の水分、輪尺(caliper)、異方性、坪量、色、光沢、つや(sheen)、濁度、表面特徴（粗さ、組織分布(topography)、または表面特徴の配向分布等）、あるいはウェッブ１０２の任意の他のまたは追加の特性を測定するためのセンサを含むことができる。各スキャン・センサ・アセンブリ１０８ａ−１０８ｂは、ウェッブの１つ以上の特性を測定または検出するための任意の適した１つまたは複数の構造を含む。例えば、各アセンブリ１０８ａ−１０８ｂは、ウェッブ１０２を横切って前後に移動するスキャン・ヘッド上に実装された１つ以上のセンサを含むことができる。
[0018] 一般に、ウェッブ１０２の特性は、ウェッブ１０２の長さに沿って（「機械方向」）および／またはウェッブ１０２の幅にわたって（「横断方向」または「ＣＤ」）変動する可能性がある。センサがウェッブ１０２を横切って移動しつつウェッブ１０２の測定値を取り込み(capture)、この測定値をワイヤレス接続を通じて送るとき、各測定値を取り込んだ時刻、および横断方向におけるセンサの位置というような、各測定値を取り込んだときのセンサの位置を知ることが必要となるまたは望ましい場合が多い。しかしながら、センサ測定値を取り込んで直ちにセンサ測定値をワイヤレスで送信するのは、各測定値に関連付けられた測定時刻およびセンサ位置を識別するためには、通例不適当である。ワイヤレス送信は、通例、確定的ではなく、センサ測定値を含むワイヤレス送信の受信に頼るだけでは、適正にセンサ測定値を測定時刻およびセンサ位置と関連付けることができない。
[0019] 以下で更に詳しく説明するが、各スキャン・センサ・アセンブリ１０８ａ−１０８ｂは、スキャン・センサ・アセンブリ１０８ａ−１０８ｂからの測定データを収集する計算デバイスのような、外部デバイスまたはシステムとワイヤレスで通信することができる。また、各スキャン・センサ・アセンブリ１０８ａ−１０８ｂは、その測定値をタイムスタンプと、そして任意にセンサ位置と相関付けるメカニズムも含み、あるいは外部デバイスまたはシステムがセンサ測定値およびタイムスタンプをセンサ位置と相関付けるメカニズムを含むこともできる。加えて、各スキャン・センサ・アセンブリ１０８ａ−１０８ｂは、そのアセンブリ１０８ａ−１０８ｂのクロックを同期させるために、外部デバイスまたはシステムと通信することができる。
[0020] このように、各スキャン・センサ・アセンブリ１０８ａ−１０８ｂは、ワイヤレスの位置−時刻同期をサポートする。スキャン・センサ・アセンブリ１０８ａ−１０８ｂによる各測定値は、測定値が取り込まれたときの時刻および横断方向位置の双方と関連付けられる。これらの測定値を横断方向プロファイル(cross direction profile)に変換することができ、ウェッブ１０２の幅全域にわたる、横断方向におけるウェッブ１０２の特性を識別する。ウェッブ１０２を横切って多数回スキャンすることにより、多数の横断方向プロファイルを生成することができ、これらの横断方向プロファイルは、ウェッブ製造またはウェッブ処理システム１００の動作を調節および制御するために、制御システムによって使用することができる。ワイヤレス位置−時刻同期手法は、特に、ウェッブ１０２の両側にあるセンサからの測定値をワイヤレスで送信するときに役に立つことができる。双方のスキャン・センサ・アセンブリ１０８ａ−１０８ｂによってサポートされるワイヤレス位置−時刻同期手法により、制御システムが、ウェッブ１０２の対向する両側からの測定値の内どれをウェッブ１０２の共通時刻および位置と関連付けるか識別することを可能にする。
[0021] 更に、位置−時刻同期手法は、「ビームレス」(beam-less)スキャナを使用してセンサ測定値を取り込むことを可能にすることができる。スキャン・センサは、横断方向に進行するビーム上に装着されたセンサ・ヘッドを常に移動させることを含み、ケーブルがセンサ・ヘッドに電力を供給し、そしてセンサ・ヘッドからのデータを供給する。ワイヤレスでデータを送信および受信することができるセンサ・ヘッドを使用して高精度な測定をサポートすることによって、ビームの使用を不要とし、センサ・ヘッドに電力を供給するために使用されるケーブルまたはレールにセンサ・ヘッドを載せるだけで済ませることが可能になる。これは、スキャナのコストおよび設置の複雑さを減らすことができる。勿論、これは必須ではなく、以下で説明する位置−時刻同期手法は、ビーム上に載せたセンサ・ヘッドと共に使用することもできる。
[0022] 図１は、ウェッブ製造またはウェッブ処理システムの一例１００の一部を示すが、図１に対して種々の変更を行うこともできる。例えば、スキャン・センサ・アセンブリ１０８ａ−１０８ｂは、ここでは２対のローラの間で使用されるように示されるが、ウェッブ製造またはウェッブ処理システムの任意の他のまたは追加の位置（１つまたは複数）において１つ以上のスキャン・センサ・アセンブリを使用することもできる。更に、図１は、スキャン・センサ・アセンブリのためのワイヤレス位置−時刻同期を使用することができる１つの動作環境を示す。この機能は、任意の他のタイプのシステムにおいて使用することもできる。
[0023] 図２は、本開示による図１のシステム１００におけるスキャン・センサ・アセンブリ１０８ａ−１０８ｂの一例を示す。以下の説明では、スキャン・センサ・アセンブリ１０８ａの構造について説明する。同じまたは同様の構造は、スキャン・センサ・アセンブリ１０８ｂにおいても使用することができる。
[0024] 図２に示すように、スキャン・センサ・アセンブリ１０８ａは、キャリッジ２０４が移動するトラック２０２を含む。システム１００では、トラック２０２は全体的にウェッブ１０２の幅にわたって横断方向に延びることができる。キャリッジ２０４は、１つ以上のセンサをウェッブ１０２を横切って前後に移動させるために、トラック２０２に沿って前後に横断することができる。トラック２０２は、通常、金属ビームまたは他のビームというような、任意の適した構造を含み、その上をセンサ・アセンブリの他の部品が移動することができる。キャリッジ２０４は、トラックに沿って移動するのに適した任意の構造を含む。
[0025] キャリッジ２０４をトラック２０２に沿って移動させるため、またはトラック２０２に沿った特定の位置にセンサ・アセンブリ１０８ａを位置付けるためには、種々のメカニズムを使用することができる。例えば、キャリッジ２０４は、キャリッジ２０４をトラック２０２に沿って移動させる小型モータ２０６を含むことができる。他の例として、外部モータ２０８が、キャリッジ２０４に物理的に接続されたベルト２１０を回転させることができ、ベルト２１０がキャリッジ２０４をトラック２０２に沿って移動させる。キャリッジ２０４をトラック２０２に沿って移動させる、適した他のあらゆるメカニズムも使用することができる。
[0026] スキャン・センサ・ヘッド２１２が、キャリッジ２０４に接続されている。センサ・ヘッド２１２は、ウェッブ１０２と関連付けられた測定値を取り込む少なくとも１つのセンサ２１４を含む。各センサ・ヘッド２１２は、１つ以上のセンサを搬送するのに適した任意の構造を含む。各センサ２１４は、ウェッブの１つ以上の特性に関連付けられた測定値を取り込むのに適した任意の構造を含む。センサ２１４は、ウェッブとの接触によってウェッブの測定値を取り込む接触型センサ、またはウェッブと接触せずにウェッブの測定値を取り込む非接触センサを代表することができる。
[0027] 電力は、任意の適したやり方でセンサ・ヘッド２１２に供給することができる。例えば、センサ・ヘッド２１２に電力を供給する１本以上のケーブルにセンサ・ヘッド２１２を結合する接続することができる。他の例として、キャリッジ２０４は、電力をセンサ・ヘッド２１２に供給するために使用される１本以上のケーブルまたはレール上に載せることもできる。また、センサ・ヘッド２１２は、バッテリまたはワイヤレスで電力を受けるために使用される誘導コイルのような、内部電源を含むこともできる。センサ・ヘッド２１２には、任意の他のまたは追加のやり方で給電することもできる。
[0028] この例では、センサ・ヘッド２１２は、センサ測定データをワイヤレスで外部制御システム２１６に送る。制御システム２１６は、この測定データを任意の適したやり方で使用することができる。例えば、前述したように、制御システム２１６は測定データおよび関連する位置−時刻同期情報を使用して、ウェッブ１０２のＣＤプロファイルを生成することができる。次いで、制御システム１２６は、ＣＤプロファイルを使用して、システム１００の動作をどのように調節するか決定することができる。また、制御システム２１６は、ＣＤプロファイルまたは測定データを使用して、監視アプリケーション、プロセス履歴アプリケーション、または他のプロセス制御関連アプリケーションをサポートすることもできる。
[0029] 制御システム２１６は、１つ以上の計算デバイスというような、センサ測定データを受信するのに適した任意の構造（１つまたは複数）を含む。特定的な実施形態では、制御システム２１６は、１つ以上のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ディジタル信号プロセッサ、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ、または特定用途集積回路というような、１つ以上の処理デバイス２１８を含む。また、制御システム２１６は、１つ以上の揮発性および／または不揮発性記憶デバイスというような、処理デバイス（１つまたは複数）２１８によって使用、生成、または収集された命令およびデータを格納するように構成された１つ以上のメモリ２２０も含む。加えて、制御システム２１６は、１つ以上の有線インターフェース（イーサネット（登録商標）・インターフェース等）、または１つ以上のワイヤレス・インターフェース（無線周波数送受信機等）というような、外部デバイスまたはシステムと通信する１つ以上のインターフェース２２２を含む。制御システム２１６は、集中制御システムまたは分散型制御システムを表すことができる。特定的な実施形態では、制御システム２１６は、測定サブシステム（ＭＳＳ）を含む。測定サブシステムは、ウェッブ１０２の測定値を入手し処理するために、アセンブリ１０８ａ−１０８ｂと相互作用する。処理された測定値は、次に、制御システム２１６の他のコンポーネントに供給することができる。
[0030] センサ・ヘッド２１２および制御システム２１６は、ワイヤレスで通信する。図２では、センサ・ヘッド２１２は少なくとも１つのアンテナ２２４を含み、制御システム２１６は少なくとも１つのアンテナ２２６を含む。アンテナ２２４−２２６は、センサ・ヘッド２１２と制御システム２１６との間におけるワイヤレス信号２２８の交換をサポートする。例えば、制御システム２１６は、センサ・ヘッド２１２にウェッブ１０２の測定値を取り込むことを命令するコマンドを送信することができ、センサ・ヘッド２１２は、測定値および関連する同期データを制御システム２１６に送信することができる。また、センサ・ヘッド２１２は、診断データのような他のデータを制御システム２１６に送信することもできる。各アンテナ２２４−２２６は、無線周波数信号のような、ワイヤレス信号を送信するのに適した任意の構造を含む。
[0031] 先に注記したように、キャリッジ２０４をトラック２０２に沿って移動させるため、またはセンサ・ヘッド２１２をトラック２０２に沿った特定の位置に位置付けるためには、キャリッジ２０４内のモータ２０６または外部モータ２０８およびベルト２１０というような、種々のメカニズムを使用することができる。ある実施形態では、センサ・アセンブリ１０８ａは、それ自体の位置（ウェッブ１０２または他の基準に対する）を追跡することができる。例えば、スキャン・センサ・アセンブリ１０８ａは、モータ２０６の回転速度を測定するタコメータ２３０または他のメカニズムを含むことができ、これは、センサ・アセンブリ１０８ａが既知の位置から移動した距離を、センサ・アセンブリ１０８ａが識別することを可能にすることができる。他の例として、センサ・アセンブリ１０８ａは、モータ２０６を制御するモータ・コントローラを含むことができ、モータ・コントローラからの出力は、センサ・アセンブリ１０８ａの位置を推定するために使用することができる。また、スキャン・センサ・アセンブリ１０８ａは、その現在地を識別するために、トラック２０２上にエンコードされたマークを使用することもできる。スキャン・センサ・アセンブリ１０８ａは、その位置を識別するために適した他の任意の技法を使用することもできる。センサ・アセンブリ１０８ａによって識別されたセンサ測定値および位置データは、双方共タイムスタンプが付けられて、制御システム２１６に出力することができる。
[0032] あるいは、スキャン・センサ・アセンブリ１０８ａはその位置を追跡しなくてもよい。むしろ、センサ・アセンブリ１０８ａは、タイムスタンプが付けられた測定データのみを出力するように動作してもよく、外部デバイスまたはシステムを使用して、測定の間にセンサ・ヘッド２１２の位置を識別することができる。例えば、モータ２０８は、アセンブリ１０８ａが移動した距離を測定し、タイムスタンプを付けた位置データを出力するために、タコメータ２３２または他のメカニズムを含むこと、またはこれと関連付けることができる。センサ・アセンブリ１０８ａからのタイムスタンプ付き測定データおよびタイムスタンプ付き位置データは、制御システム２１６によって収集し相関付けることができる。一般に、センサ・アセンブリ１０８ａ内部またはセンサ・アセンブリ１０８ａ外部において、センサ・アセンブリに関連付けられた位置を識別するためには、任意の適したメカニズムを使用することができる。
[0033] ある実施形態では、スキャン・センサ・アセンブリ１０８ａは、以下のように、制御システム２１６と合同して動作することができる。センサ・ヘッド２１２は、センサ測定値をディジタル値に変換するデータ取得システムを含む。センサ測定値毎に、センサ・ヘッド２１２は、対応するディジタル値と、センサ・ヘッド２１２内のローカル・クロックからの高分解能タイムスタンプとで対を形成する。位置データがセンサ・ヘッド２１２において入手可能な場合、センサ・ヘッド２１２は、ディジタル値と識別されたセンサ・ヘッド２１２の位置とでも対を形成し、この情報の全てを制御システム２１６に送信する。センサ・ヘッド２１２において位置データが入手できない場合、測定データおよびタイムスタンプは制御システム２１６に送信され、制御システム２１６は他のソースからの位置データを受信し、この位置データと測定データおよびタイムスタンプとで対を形成する。
[0034] 周期的にまたは他の時点において、センサ・ヘッド２１２および制御システム２１６は、センサ・ヘッド２１２におけるローカル・クロックの時間を更新するために、メッセージ（ＩＥＥＥ１５８８プロトコルによって定められるメッセージ等）を交換する。これによって、センサ・ヘッド２１２を制御システム２１６と同期させ、制御システム２１６が、センサ・ヘッド２１２による測定値を、ウェッブ１０２についての他の情報と時間的に(in time)精度高く相関付けることを可能にする。とりわけ、制御システム２１６は、ウェッブ１０２の対向する両側において動作するセンサ・ヘッド２１２から得られる測定値に基づいて、ウェッブ１０２の横断方向プロファイルを精度高く生成することができる。
[0035] 図２は図１のシステム１００におけるスキャン・センサ・アセンブリ１０８ａ−１０８ｂの一例を示すが、種々の変更が図２に対して行われてもよい。例えば、ここでは２つのスキャン・センサ・アセンブリ１０８ａ−１０８ｂを示したが、１つのスキャン・センサ・アセンブリまたは２つよりも多いスキャン・センサ・アセンブリを使用することもできる。更に、各スキャン・センサ・アセンブリ１０８ａ−１０８ｂにおける種々の部品を組みあわせること、更に細分化すること、または省略することもでき、個々の必要性にしたがって追加の部品を追加することもできる。加えて、別個のセンサ・ヘッド２１２に接続されたキャリッジ２０４との各アセンブリの形態は、例示のために過ぎない。センサ・ヘッド２１２は、任意の適したやり方でキャリッジ２０４を内蔵することができる。
[0036] 図３は、本開示による図１のシステム１００におけるスキャン・センサ・ヘッド２１２の一例を示す。図３に示すように、センサ・ヘッド２１２は、可動シャーシ３０２を含む。可動シャーシ３０２は、センサ・ヘッド２１２の他のコンポーネントを密閉、内蔵、またそうでなければ支持するように構成された筐体または他の構造を表す。シャーシ３０２は、任意の適した素材（１つまたは複数）（金属等）でそして任意の適したやり方で形成することができる。
[0037] また、センサ・ヘッド２１２は、動作電力をセンサ・ヘッド２１２に供給する電源／受信機３０４も含む。例えば、電源／受信機３０４は、外部ソースからＡＣまたはＤＣ電力を受電し、電源／受信機３０４は受電した電力を、センサ・ヘッド２１２における使用に適した形態に変換することができる。電源／受信機３０４は、ＡＣ／ＤＣまたはＤＣ／ＤＣ電力変換器のような、動作電力をセンサ・ヘッド２１２に供給するのに適した任意の構造（１つまたは複数）を含む。また、電源／受信機３０４は、バッテリ、キャパシタ、またはその他の電力蓄積デバイスも含むことができる。
[0038] コントローラ３０６は、センサ・ヘッド２１２の全体的な動作を制御する。例えば、コントローラ３０６は、１つ以上のセンサ２１４から測定値を受信し、このセンサ測定値をタイムスタンプと相関付けることができる。また、コントローラ３０６は、センサ測定値を位置情報（入手可能であれば）と相関付けることもできる。更に、コントローラ３０６は、このデータの制御システム２１６または他の宛先（１つまたは複数）への送信を制御することもできる。コントローラ３０６は、１つ以上のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ディジタル信号プロセッサ、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ、または特定用途集積回路のような、任意の適した処理または制御デバイス（１つまたは複数）を含む。尚、コントローラ３０６を多数のデバイスとしても実現できることを注記しておく。
[0039] モータ・コントローラ３０８は、モータ２０６の動作を制御するために使用することができる。例えば、モータ・コントローラ３０８は、モータ２０６の方向および速度を調節するために、パルス幅変調（ＰＷＭ）または他の制御信号を生成し出力することができる。方向および速度は、コントローラ３０６からの入力に基づいて制御することができる。モータ・コントローラ３０８は、モータの動作を制御するのに適した任意の構造を含む。しかしながら、前述のように、モータ・コントローラ３０８の使用は任意である。何故なら、センサ・ヘッド２１２は他の方法で移動させることもできるからである。
[0040] ワイヤレス送受信機３１０がアンテナ（１つまたは複数）２２４に結合されている。ワイヤレス送受信機３１０は、センサ測定値および関連データを制御システム２１６に送信し、制御システム２１６からコマンドを受信することによってというようにして、データのワイヤレス送信および受信を容易にする。ワイヤレス送受信機３１０は、ワイヤレス送信のために信号を生成する、および／またはワイヤレスで受信した信号を処理するのに適した任意の構造を含む。特定的な実施形態では、ワイヤレス送受信機３１０は無線周波数（ＲＦ）送受信機を表す。尚、送信機および別個の受信機を使用して送受信機３１０を実現することも可能であることを注記しておく。
[0041] センサ・ヘッド２１２の位置を識別するために、任意に位置センサ３１２を使用することができる。例えば、位置センサ３１２は、モータ２０６の回転速度を定めるタコメータ２３０からデータを受信することができる。また、位置センサ２１２は、どのようにモータ２０６を駆動しているかを定めるデータを、モータ・コントローラ３０８から受信することもできる。このデータあるいは他のまたは追加のデータを使用して、位置センサ３１２はセンサ・ヘッドの現在の位置を識別することができる。現在の位置は、絶対位置または最後に分かった位置からの距離というような、任意の適した形態で識別することができる。位置センサ３１２は、センサ・ヘッド２１２の位置を識別するのに適した他の任意の技法を使用することもできる。位置センサ３１２は、センサ・ヘッドの位置を識別するのに適した任意の構造を含む。しかしながら、前述のように、位置センサ３１２の使用は任意である。何故なら、センサ・ヘッド２１２の位置は、センサ・アセンブリ１０８ａ外部の部品によることを含む、他の方法で判定することもできるからである。
[0042] ある実施形態では、センサ・ヘッド２１２は以下のように動作する。１つ以上のセンサ２１４が、ウェッブ１０２の少なくとも１つの特性を測定する。コントローラ３０６がセンサ（１つまたは複数）２１４に結合され、その動作を制御する。コントローラ３０６は、ワイヤレス送信機３１０から信号を受信し、ワイヤレス送信機３１０に信号を送信する。ワイヤレス送信機３１０は、アンテナ２２４を介して、ワイヤレス信号を受信および送信する。コントローラ３０６は、コマンドおよび構成メッセージを受信し、応答して、センサ（１つまたは複数）２１４を構成し動作させる。また、コントローラ３０６はセンサ（１つまたは複数）２１４からセンサ測定値を受信し、任意に位置センサ３１２から位置データを受信する。コントローラ３０６は、センサ測定値を（ｉ）いつセンサ測定値が発生したかを識別するタイムスタンプ、および（ｉｉ）任意に、センサ測定値が発生した場所を識別する位置データと相関付ける。次いで、コントローラ３０６は、この情報を、ワイヤレス送受信機３１０を介して、制御システム２１６または他の宛先（１つまたは複数）に送信する。
[0043] 制御システム２１６において、１つ以上の処理デバイス２１８が、センサ測定値、タイムスタンプ、そして任意にセンサ・ヘッド２１２からの位置データを受信することができる。位置データがセンサ・ヘッド２１２から入手可能でない場合、制御システム２１６は他のソース（１つまたは複数）から位置データを受信することもできる。例えば、制御システム２１６は、タイムスタンプ付きの位置データをタコメータ２３２、またはモータ２０８を制御するシステムから受信することができる。制御システム２１６は、タイムスタンプを使用して、センサ測定値を位置データと関連付けることができ、制御システム２１６は、ウェッブ１０２の一方側または多数側からのセンサ測定値を使用して、非常に精度が高いウェッブ１０２のＣＤプロファイルを生成することができる。
[0044] 周期的にまたは他の時点において、コントローラ３０６は制御システム２１６と通信して、コントローラ３０６によって使用されるクロックを制御システム２１６と同期させる。同期技法の一例では、ＩＥＥＥ１５８８同期メッセージの交換を伴うが、他の任意の適した同期技法を使用することもできる。位置データがセンサ・ヘッド２１２以外のソースから来る場合、制御システム２１６はこの位置データのソースと同期させることもできる。
[0045] 図３は図１のシステム１００におけるスキャン・センサ・ヘッド２１２の一例を示すが、図３には種々の変更を行ってもよい。例えば、図３における種々のコンポーネントを組みあわせること、更に細分化すること、または省略することもでき、個々の必要性にしたがって追加のコンポーネントを追加することもできる。
[0046] 図４および図５は、本開示にしたがって、スキャン・センサ・デバイスに対するワイヤレス位置−時刻同期方法の一例を示す。具体的には、図４は、センサ・アセンブリ１０８ａにおいて実行される方法４００の一例を示し、図５は制御システム２１６において実行される方法５００の一例を示す。勿論、いずれの方法も、任意の他の適したデバイス（１つまたは複数）またはシステム（１つまたは複数）によって実行することもできる。
[0047] 図４に示すように、ステップ４０２において、センサ・ヘッドが外部システムと時間的に同期する。これは、例えば、センサ・ヘッド２１２におけるコントローラ３０６が、コントローラ３０６の内部クロックを制御システム２１６と同期させるために、メッセージ（ＩＥＥＥ１５８８メッセージ等）を制御システム２１６に送信するまたは制御システム２１６から受信することを含むことができる。
[0048] ステップ４０４において、センサ・ヘッドはウェッブを横切って前後に移動する。これは、例えば、キャリッジ２０４におけるモータ２０６を使用して、ウェッブ１０２の表面を横切ってセンサ・ヘッド２１２を前後に移動させることを含むことができる。ステップ４０６において、ウェッブのセンサ測定値を取り込む。これは、例えば、センサ・ヘッド２１２における１つ以上のセンサ２１４がウェッブ１０２の１つ以上の特性を測定することを含むことができる。
[0049] 任意に、ステップ４０８において、センサ・ヘッドがウェッブを横切って前後に移動するに連れて、センサ・ヘッドの位置を監視する。これは、例えば、位置センサ３１２が任意の適したメカニズムを使用して、センサ・ヘッド２１２の位置を識別することを含むことができる。特定的な実施形態では、これは、位置センサ３１２がタコメータ２３０からのデータを使用して、最後に分かった位置からモータ２０６が移動した距離を監視することを含むことができる。
[0050] ステップ４１０において、各センサ測定値にタイムスタンプを関連付け、任意にステップ４１２において、各タイムスタンプまたはセンサ測定値を位置と関連付ける。これは、例えば、コントローラ３０６が、各センサ測定値を、センサ測定値が発生したときを識別するタイムスタンプと関連付けることを含むことができる。また、これは、コントローラ３０６が、各センサ測定値を、センサ測定値が発生した場所を識別する位置（このような位置データが入手可能な場合）と関連付けることを含むこともできる。
[0051] ステップ４１４において、データを外部システムに送信する。これは、例えば、コントローラ３０６がセンサ測定値および関連データを、制御システム２１６への送信のために、ワイヤレス送受信機３１０に送ることを含むことができる。
[0052] 図５に示すように、ステップ５０２において外部システムにおいてセンサ測定値を受信し、ステップ５０４において外部システムにおいて関連データを受信する。これは、例えば、制御システム２１６がセンサ測定値を１つ以上のセンサ・アセンブリ１０８ａ−１０８ｂから受信することを含むことができる。また、これは、制御システム２１６がセンサ測定値に対するタイムスタンプを、１つ以上のセンサ・アセンブリ１０８ａ−１０８ｂから受信することを含むことができる。更に、これは、制御システム２１６が位置データを１つ以上のセンサ・アセンブリ１０８ａ−１０８ｂから受信すること、またはデータおよびタイムスタンプを他のソースから受信することを含むことができる。尚、センサ測定値およびタイムスタンプのような多数のタイプのデータを、同じデータ・メッセージにおいてというように、同時に受信できることを注記しておく。
[0053] ステップ５０６において、受信したセンサ測定値をタイムスタンプおよび位置と相関付ける。これは、例えば、制御システム２１６が、同じ位置および時刻と関連付けられた多数のセンサ・アセンブリ１０８ａ−１０８ｂからのセンサ測定値を識別することを含むことができる。また、これは、１つ以上のセンサ・アセンブリ１０８ａ−１０８ｂがウェッブ１０２を横切って移動したときに、制御システム２１６が、１つ以上のセンサ・アセンブリ１０８ａ−１０８ｂによって取り込まれたセンサ測定値のシーケンスを識別することを含むこともできる。ステップ５０８において、ウェッブのプロファイルを生成するために、相関付けられたデータを使用する。これは、例えば、制御システム２１６がこのデータを使用してウェッブ１０２のＣＤプロファイルを構築することを含むことができる。しかしながら、このデータは、任意の適したやり方で使用することもできる。他の使用例では、任意の他の監視、プロセス履歴、または他のプロセス制御関連アプリケーション（１つまたは複数）が含まれる。
[0054] 図４および図５は、スキャン・センサ・デバイスに対するワイヤレス位置−時刻同期方法の例を示したが、図４および図５に対して種々の変更を行ってもよい。例えば、各図では一連のステップとして示したが、図４および図５における種々のステップは、重複すること、並列で実行すること、異なる順序で実行すること、または任意の回数実行することもできる。特定的な例として、ステップ４０２は指定された間隔で実行することができ、ステップ４０４〜４１４は、センサ・ヘッド２１２の動作中に、センサ・ヘッド２１２において全て重複することができる。更に、方法４００は、ウェッブ１０２の異なる両側においてというように、同じウェッブ１０２をスキャンする複数のセンサ・ヘッド２１２によって別個に実行することもできる。このように、制御システム２１６は、多数のセンサ・ヘッド２１２からセンサ測定値を受信して相関付け、ウェッブ１０２の対向する両側において、ウェッブ１０２に対して同じ時刻および位置において取り込まれたセンサ測定値を関連付けることができる。
[0055] ある実施形態では、以上で説明した種々の機能は、コンピュータ・プログラムによって実現またはサポートされる。コンピュータ・プログラムは、コンピュータ読み取り可能プログラム・コードで形成され、コンピュータ読み取り可能媒体内に具体化される。「コンピュータ読み取り可能プログラム・コード」という句は、ソース・コード、オブジェクト・コード、および実行可能コードを含む、任意のタイプのコンピュータ・コードを含む。「コンピュータ読み取り可能媒体」という句は、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、ハード・ディスク・ドライブ、コンパクト・ディスク（ＣＤ）、ディジタル・ビデオ・ディスク（ＤＶＤ）、または任意の他のタイプのメモリというような、コンピュータによってアクセスすることができる任意のタイプの媒体を含む。「非一時的」コンピュータ読み取り可能媒体は、有線、ワイヤレス、光、または一時的電気信号または他の信号を移送する他の通信リンクを除外する。非一時的コンピュータ読み取り可能媒体は、再書き込み可能な光ディスクまたは消去可能なメモリ・デバイスというような、データを永続的に格納することができる媒体、およびデータを格納し後に上書きできる媒体を含む。
[0056] 本特許文書全体で使用されたある種の単語および句の定義を明記することには利点があると考えられる。「アプリケーション」および「プログラム」という用語は、１つ以上のコンピュータ・プログラム、ソフトウェア・コンポーネント、命令集合、手順、関数、オブジェクト、クラス、インスタンス、関連データ、または適したコンピュータ・コードでの実装のために書き換えられたその一部（ソース・コード、オブジェクト・コード、または実行可能コードを含む）を指す。「送信する」および「受信する」という用語、およびその派生語は、直接および間接双方の通信を包含する(encompass)。「含む」(include)および「備える」(comprise)という用語、ならびにその派生語は、限定しない包含を意味する。「または」という用語は、包含的であり、および／またはを意味する。「に関連付けられた」という句、およびその派生語は、含む、内部に含まれる、相互接続する、内蔵する、内部に内蔵される、接続する、結合する、通信可能である、協働する、交互配置する、並置する、近接する、繋がれる、有する、そのプロパティを有する、それと関係を有する等を意味することができる。「少なくとも１つの」という句は、項目のリストと共に使用されるとき、リストに含まれる項目の内１つ以上の異なる組みあわせが使用されてもよいことを意味し、更にリストにおける１つの項目だけが必要とされるのでもよい。例えば、「Ａ、Ｂ、およびＣの内少なくとも１つ」は、以下の組み合わせの内いずれでも含む。Ａ、Ｂ、Ｃ、ＡおよびＢ、ＡおよびＣ、ＢおよびＣ、ならびにＡおよびＢおよびＣ。
[0057] 以上、本開示ではある種の実施形態および一般的に関連する方法について説明したが、これらの実施形態および方法の改変および置換(permutations)は、当業者には明白であろう。したがって、実施形態例についての以上の説明は、本開示を定義することも、制限することもない。以下の請求項によって定められる本開示の主旨および範囲から逸脱することなく、他の変更、置き換え、および改変も可能である。

Claims (15)

  1. センサ・アセンブリ（１０８ａ、１０８ｂ）のクロックを同期させるために、前記センサ・アセンブリに１つ以上のメッセージをワイヤレスで送信するステップ（５０１）と、
    ウェッブ状素材（１０２）の特性の多数のセンサ測定値を前記センサ・アセンブリからワイヤレスで受信するステップ（５０２）と、
    前記センサ測定値に関連付けられたタイムスタンプおよび位置データを受信するステップ（５０４）と、
    前記センサ測定値、タイムスタンプ、および位置データを相関付けるステップ（５０６）と、
    を含む、方法。
  2. 請求項１記載の方法において、前記センサ・アセンブリからのセンサ測定値にタイムスタンプが付けられる、方法。
  3. 請求項２記載の方法において、前記位置データが、タイムスタンプが付けられた位置データを含む、方法。
  4. 請求項３記載の方法において、前記タイムスタンプが付けられた位置データが、前記センサ・アセンブリ以外のソースから受信される、方法。
  5. 請求項１記載の方法であって、更に、
    前記センサ測定値、タイムスタンプ、および位置を使用して、前記ウェッブ状素材の横断方向プロファイルを生成するステップ（５０８）を含む、方法。
  6. 請求項５記載の方法であって、更に、
    前記横断方向プロファイルに基づいて、ウェッブ製造またはウェッブ処理システム（１００）の動作を調節するステップを含む、方法。
  7. ウェッブ状素材（１０２）の特性の多数のセンサ測定値を生成するように構成されたセンサ・アセンブリ（１０８ａ、１０８ｂ）と、
    装置（２１６）と、
    を含むシステムであって、前記装置（２１６）が、
    前記センサ・アセンブリのクロックを同期させるために、１つ以上のメッセージを前記センサ・アセンブリにワイヤレスで送信し、
    前記センサ・アセンブリから前記センサ測定値をワイヤレスで受信し、
    前記センサ測定値と関連付けられたタイムスタンプおよび位置データを受信し、
    前記センサ測定値、タイムスタンプ、および位置データを相関付ける、
    ように構成される、システム。
  8. 請求項７記載のシステムにおいて、前記センサ・アセンブリが、タイムスタンプが付けられたセンサ測定値を生成するように構成される、システム。
  9. 請求項８記載のシステムにおいて、前記センサ・アセンブリが、タイムスタンプが付けられた位置データを生成するように構成される、システム。
  10. 請求項７記載のシステムであって、更に、
    前記センサ・アセンブリを移動させるように構成されたモータ（２０６、２０８）を含み、
    前記位置データが、前記モータの動作に基づく、システム。
  11. 請求項７記載のシステムにおいて、前記装置が、更に、前記センサ測定値、タイムスタンプ、および位置を使用して、前記ウェッブ状素材の横断方向プロファイルを生成するように構成される、システム。
  12. 請求項７記載のシステムにおいて、前記センサ・アセンブリが、
    前記ウェッブ状素材の前記特性を測定し、前記センサ測定値を生成するように構成された少なくとも１つのセンサ（２１４）と、
    タイムスタンプを前記センサ測定値の各々と関連付けるように構成されたコントローラ（３０６）と、
    前記センサ測定値および前記関連付けられたタイムスタンプをワイヤレスで送信するように構成された送受信機（３１０）と、
    を含む、システム。
  13. 請求項１２記載のシステムにおいて、前記センサ・アセンブリが、更に、各センサ測定の間に、前記センサ・アセンブリの位置を識別するように構成された位置センサ（３１２）を含む、システム。
  14. センサ・アセンブリ（１０８ａ、１０８ｂ）のクロックを同期させるために、１つ以上のメッセージを前記センサ・アセンブリにワイヤレスで送信し、
    前記センサ・アセンブリから、ウェッブ状素材の特性のセンサ測定値をワイヤレスで受信し、
    前記センサ測定値と関連付けられたタイムスタンプおよび位置データを受信するように構成された少なくとも１つのインターフェース（２２２）と、
    前記センサ測定値、タイムスタンプ、および位置データを相関付けるように構成された少なくとも１つの処理デバイス（２１８）と、
    を含む、装置。
  15. 請求項１４記載の装置において、前記少なくとも１つの処理デバイスが、前記センサ測定値、タイムスタンプ、および位置を使用して、前記ウェッブ状素材の横断方向プロファイルを生成するように構成される、装置。
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