JP7465377B2 - Abrasive article including a wear detection sensor - Patent Application 20070123633 - Google Patents
Abrasive article including a wear detection sensor - Patent Application 20070123633 Download PDFInfo
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Description
以下は、研磨物品に関し、具体的には、摩耗検出センサを含む研磨物品に関する。 The following relates to abrasive articles, and more specifically to abrasive articles that include wear detection sensors.
固定式研磨物品は、様々な材料除去操作で使用することができ、例えば、鉄道線路の研削中に、長時間の研削プロセスに供されることが多い。研削プロセスを最適化するため、および必要とされる研磨物品の交換を決定するために、研磨本体の摩耗段階を観察することが重要であるが、それには、時間のかかる操作停止が必要とされ得る。例えば、線路の研削は、電車が運転していない時間帯にのみ行うことができる。これらの時間帯は、短時間であり、かつ効率的に使用することが必要とされ得るため、その時間の大部分は、研削操作に費やされ、時間のかかる研磨ホイールの交換には費やされない。各ホイールに残された研磨材料の量を、典型的には、研削前に手動で測定し、次の運転中に完全に摩耗する可能性のあるホイールを識別する。これらの測定にも時間がかかり、操作者が、必要とされるいずれの交換にも保守的に対処して、開放された研削時間帯のホイールの変更を回避している。 Fixed abrasive articles can be used in various material removal operations and are often subjected to lengthy grinding processes, for example during the grinding of railroad tracks. It is important to observe the wear stage of the abrasive body in order to optimize the grinding process and to determine the required replacement of the abrasive article, which may require time-consuming operation shutdowns. For example, grinding of railroad tracks can only be performed during times when trains are not running. These times are short and may need to be used efficiently, so that most of the time is spent on the grinding operation and not on time-consuming replacement of the abrasive wheels. The amount of abrasive material remaining on each wheel is typically measured manually before grinding to identify wheels that are likely to be completely worn out during the next operation. These measurements are also time-consuming, leading operators to address any required replacements conservatively and avoid changing wheels during open grinding times.
研削プロセスを中断せずに、研磨物品の摩耗段階を連続的に観察するという必要性がある。 There is a need to continuously monitor the wear stage of the abrasive article without interrupting the grinding process.
添付の図面を参照することにより、本開示は、よりよく理解されることができ、その多くの特徴および利点は、当業者にとって明らかになるであろう。 The present disclosure may be better understood, and its numerous features and advantages made apparent to those skilled in the art, by referencing the accompanying drawings.
図面と組み合わせた以下の説明は、本明細書に提供される教示を理解するのを助けるために提供される。以下の開示は、本教示の具体的な実装および実施形態に焦点を合わせるであろう。この焦点は、本教示を説明するのを助けるために提供されており、本教示の範囲または適用性に対する限定として解釈されるべきではない。しかしながら、本出願では他の教示が使用されることができる。 The following description in combination with the drawings is provided to aid in understanding the teachings provided herein. The following disclosure will focus on specific implementations and embodiments of the present teachings. This focus is provided to help explain the present teachings and should not be construed as a limitation on the scope or applicability of the present teachings. However, other teachings may be used in the present application.
本明細書で使用される場合、用語「備える(comprises)」、「備える(comprising)」、「含む(includes)」、「含む(including)」、「有する(has)」、「有する(having)」、またはその任意の他の変形は、非排他的包含を含むことを意図している。例えば、特徴のリストを備える方法、物品、または装置は、必ずしもそれらの特徴のみに限定されず、そのような方法、物品、または装置に明示的にリスト化されていないかまたは固有ではない他の特徴を含んでもよい。さらに、そうではないと明示的に述べられていない限り、「または(or)」は、包含的な「または」を指し、排他的な「または」を指さない。例えば、条件AまたはBは、以下のいずれか1つによって満たされる。Aは真(または存在する)かつBは偽(または存在しない)、Aは偽(または存在しない)かつBは真(または存在する)、およびAとBの両方が真(または存在する)である。 As used herein, the terms "comprises," "comprising," "includes," "including," "has," "having," or any other variations thereof, are intended to include non-exclusive inclusions. For example, a method, article, or apparatus that comprises a list of features is not necessarily limited to only those features, but may include other features not expressly listed or inherent in such method, article, or apparatus. Furthermore, unless expressly stated otherwise, "or" refers to an inclusive "or," not an exclusive "or." For example, a condition A or B is satisfied by any one of the following: A is true (or exists) and B is false (or does not exist), A is false (or does not exist) and B is true (or exists), and both A and B are true (or exist).
また、「a」または「an」の使用は、本明細書に記載の要素および構成要素を説明するために使用される。これは単に便宜上および本発明の範囲の一般的な意味を与えるために行われている。この説明は、他を意味することが明確でない限り、1つまたは少なくとも1つおよび複数も含む単数形、またはその逆を含むように読む必要がある。例えば、本明細書で単一の物品が説明される場合、単一の物品の代わりに複数の物品が使用され得る。同様に、本明細書で複数の物品が説明される場合、それら複数の物品に代えて単一の物品が使用され得る。 Additionally, the use of "a" or "an" is used to describe elements and components described herein. This is done merely for convenience and to give a general sense of the scope of the invention. This description should be read to include the singular forms including one or at least one and also the plural, or vice versa, unless it is clear that something else is meant. For example, where a single item is described herein, the plural may be used in place of the single item. Similarly, where multiple items are described herein, the single may be used in place of the multiple items.
他に定義されない限り、本明細書において使用される全ての技術的および科学的用語は、本発明が属する分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。材料、方法、および例は、例示的なものにすぎず、限定的であることを意図しない。特定の材料および処理行為に関するある詳細事項が記載されていない限り、そのような詳細事項には、参考文献および製造技術内の他の情報源に見いだされる従来の手法が含まれることがある。 Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Materials, methods, and examples are illustrative only and are not intended to be limiting. Unless certain details regarding specific materials and processing acts are described, such details may include conventional techniques found in the literature and other sources within the manufacturing arts.
本明細書に開示される実施形態は、接着材料内の研磨粒子の研磨本体を含む研磨物品に関する。研磨物品は、研磨本体の寸法の変化を検出するために構成された摩耗検出センサを含み得、摩耗検出センサの少なくとも一部分は、研磨本体の少なくとも一部分に連結され、かつそれに沿って延在している。本明細書で使用する場合、「研磨本体の少なくとも一部分に連結され、かつそれに沿って延在している」という句は、摩耗検出センサの少なくとも一部分が、本体の外面に含まれ得るか、または研磨本体に部分的に埋め込まれているか、または研磨物品の本体に全体的に埋め込まれていることを意味する。 Embodiments disclosed herein relate to an abrasive article comprising an abrasive body of abrasive particles in an adhesive material. The abrasive article may include a wear detection sensor configured to detect a change in a dimension of the abrasive body, at least a portion of the wear detection sensor being coupled to and extending along at least a portion of the abrasive body. As used herein, the phrase "coupled to and extending along at least a portion of the abrasive body" means that at least a portion of the wear detection sensor may be included on an outer surface of the body, or may be partially embedded in the abrasive body, or may be entirely embedded in the body of the abrasive article.
一実施形態では、摩耗検出センサは、少なくとも1つのリードを含み得る。少なくとも1つのリードは、導電性構造を含み得る。 In one embodiment, the wear detection sensor may include at least one lead. The at least one lead may include a conductive structure.
一態様では、リードは、その端部(すなわち、末端またはリード先端)で一緒に接続された一対の伝導性ワイヤを含み得、これが、導電性ループを作成し得る。 In one aspect, the lead may include a pair of conductive wires connected together at their ends (i.e., the termini or lead tips), which may create a conductive loop.
別の態様では、リードは、薄く細長い伝導性プレートまたは伝導性ワイヤであり得、細長いプレートまたはワイヤの長さに対応して抵抗を変化させるように適合される。研磨本体の摩耗が増加するに伴って、リードの長さが短くなり、リードの長さの減少に伴う、測定されたリードの抵抗の変化は、研磨本体の摩耗に対応し得る。 In another aspect, the lead may be a thin, elongated conductive plate or wire adapted to change resistance in response to the length of the elongated plate or wire. As wear of the abrasive body increases, the length of the lead decreases, and the change in measured lead resistance as the lead length decreases may correspond to wear of the abrasive body.
さらに別の態様では、リードは、複数の抵抗器により接続された2つのワイヤを含む電気回路であり得る。抵抗器は、2つのワイヤの長さ方向に沿った異なる場所に互いに平行に位置付けられる(すなわち、抵抗ラダー)。研磨本体の摩耗中に抵抗器が破壊されるにつれて、回路の同等の抵抗が増加し、回路の測定された抵抗の増加は、研磨本体の摩耗の状態に対応し得る。 In yet another aspect, the lead can be an electrical circuit including two wires connected by a number of resistors. The resistors are positioned parallel to one another at different locations along the length of the two wires (i.e., a resistor ladder). As resistors break down during wear of the abrasive body, the equivalent resistance of the circuit increases, and the measured increase in resistance of the circuit can correspond to a state of wear of the abrasive body.
摩耗検出センサの少なくとも1つのリードは、研磨本体に部分的に埋め込まれるか、研磨本体に完全に埋め込まれるか、または研磨本体の外面に沿って延在し得る。 At least one lead of the wear detection sensor may be partially embedded in the abrasive body, completely embedded in the abrasive body, or extend along the outer surface of the abrasive body.
本明細書で使用する場合、少なくとも1つのリードという用語は、摩耗検出センサが2つ以上のリードを含む場合に、複数のリードとも呼ばれる。 As used herein, the term at least one lead is also referred to as multiple leads when the wear detection sensor includes two or more leads.
一態様では、摩耗検出センサの少なくとも1つのリードは、研磨本体の外面の一部分に沿って延在し得る。別の態様では、複数のリードのうちの過半数またはリードは、研磨本体の外面の一部分に沿って延在し得る。特定の態様では、複数のリードのうちの各リードは、研磨本体の外面の一部分に沿って延在してもよい。 In one aspect, at least one lead of the wear detection sensor may extend along a portion of the outer surface of the abrasive body. In another aspect, a majority or a lead of the plurality of leads may extend along a portion of the outer surface of the abrasive body. In certain aspects, each lead of the plurality of leads may extend along a portion of the outer surface of the abrasive body.
さらなる実施形態では、複数のリードのうちの少なくとも1つのリードは、研磨本体内に埋め込まれ得る。特定の実施形態では、複数のリードのうちのリードの全ては、研磨本体内に埋め込まれてもよい。 In further embodiments, at least one lead of the plurality of leads may be embedded within the abrasive body. In certain embodiments, all of the leads of the plurality of leads may be embedded within the abrasive body.
一態様では、摩耗検出センサは、第1の部分、例えば、論理デバイス、および第2の部分、例えば、複数のリードを有し得、第1の部分は、ハブに連結され得、第2の部分は、研磨本体に連結され得る。別の態様では、摩耗検出センサの第1の部分は、研磨本体に連結され得、第2の部分は、ハブに連結されてもよい。別の態様では、複数のリードおよび論理デバイスの両方は、研磨本体に連結され得る。 In one aspect, the wear detection sensor may have a first portion, e.g., a logic device, and a second portion, e.g., a plurality of leads, and the first portion may be coupled to the hub and the second portion may be coupled to the abrasive body. In another aspect, the first portion of the wear detection sensor may be coupled to the abrasive body and the second portion may be coupled to the hub. In another aspect, both the plurality of leads and the logic device may be coupled to the abrasive body.
図1は、一実施形態に従う研磨物品100の図を含む。 Figure 1 includes a diagram of an abrasive article 100 according to one embodiment.
研磨物品(100)は、研磨ホイールであり得、研磨本体(102)は、ハブ(103)に連結される。研磨本体は、接着材料の三次元マトリクスに含まれた研磨粒子を含む、接着研磨材料を含み得る。研磨本体(102)は、任意選択で、研磨粒子および接着材料からの固有の相としていくらかの多孔性を含んでもよい。摩耗検出センサは、研磨本体(102)および/またはハブ(103)などの研磨物品(100)に、複数のリード(104)および論理デバイス(105)の形態で連結され得る。摩耗検出センサの複数のリード(104)は、研磨本体(102)の外面の一部分に連結され得る。複数のリード104は、論理デバイス(105)から、研磨本体(102)の軸方向(x)に、材料除去面(107)に向かって延在し得る。 The abrasive article (100) may be an abrasive wheel, with the abrasive body (102) coupled to the hub (103). The abrasive body may include a bonded abrasive material, including abrasive particles contained in a three-dimensional matrix of the bonded material. The abrasive body (102) may optionally include some porosity as an inherent phase from the abrasive particles and the bonded material. A wear detection sensor may be coupled to the abrasive article (100), such as the abrasive body (102) and/or the hub (103), in the form of a plurality of leads (104) and a logic device (105). The plurality of leads (104) of the wear detection sensor may be coupled to a portion of the outer surface of the abrasive body (102). The plurality of leads 104 may extend from the logic device (105) in the axial direction (x) of the abrasive body (102) toward the material removal surface (107).
図2に示す研磨物品の別の実施形態では、摩耗検出センサの複数のリード(204)は、論理デバイス(205)から研磨本体(202)の半径方向(z)に延在し得、半径方向(z)は、軸方向(x)に対して直交している。図2は、ハブ(203)に取り付けられた研磨本体(202)を含む研磨ホイールのクロスカットを示し、摩耗検出センサ(204)の全てのリードは、研磨本体(202)に完全に埋め込まれ、材料除去面(207)に向けられ得る。論理デバイス(205)は、任意選択で、外部コントローラ(図示せず)との通信のための通信デバイス(例えば、トランシーバ)(206)をさらに含み得る。 In another embodiment of the abrasive article shown in FIG. 2, the wear detection sensor's multiple leads (204) may extend from the logic device (205) in a radial direction (z) of the abrasive body (202), which is perpendicular to the axial direction (x). FIG. 2 shows a crosscut of an abrasive wheel including an abrasive body (202) attached to a hub (203), in which all the leads of the wear detection sensor (204) may be fully embedded in the abrasive body (202) and directed toward the material removal surface (207). The logic device (205) may optionally further include a communication device (e.g., a transceiver) (206) for communication with an external controller (not shown).
図3は、本開示の研磨ホイール(300)の側面図を示す。本実施形態では、摩耗検出センサ(304)の複数のリードは、研磨本体の外面(308)の一部分に沿って延在し得る。複数のリード(304)は、論理デバイス(305)に接続されてもよく、論理デバイス(305)は、ハブ(303)に接続され得る。複数のリード(304)は、外側材料除去面(307)まで半径方向(z)に延在してもよい。 Figure 3 shows a side view of the polishing wheel (300) of the present disclosure. In this embodiment, the leads of the wear detection sensor (304) may extend along a portion of the outer surface (308) of the polishing body. The leads (304) may be connected to a logic device (305), which may be connected to the hub (303). The leads (304) may extend radially (z) to the outer material removal surface (307).
摩耗検出センサのリードの量は、少なくとも1つのリードであり得、具体的な上限はな
くてもよい。リードの量は、研削、切断、または艶出しなどの、研磨本体の摩耗の増大を観察すべきである材料除去プロセスに供される研磨本体の厚さに依存し得る。一実施形態では、摩耗検出センサは、少なくとも1つのリード、例えば、少なくとも2つのリード、少なくとも3つのリードもしくは少なくとも4つのリード、少なくとも5つのリード、少なくとも7つのリード、または少なくとも9つのリードを含み得る。別の実施形態では、摩耗検出センサは、100個以下のリード、例えば、80個以下のリード、60個以下のリード、50個以下のリード、30個以下のリード、20個以下のリード、15個以下のリード、または10個以下のリードを含み得る。摩耗検出センサにおけるリードの量は、上述の最小値および最大値のうちのいずれかを含む範囲内の値であり得る。
The amount of leads in the wear detection sensor may be at least one lead, and may not have a specific upper limit. The amount of leads may depend on the thickness of the abrasive body that is subjected to a material removal process, such as grinding, cutting, or polishing, where increased wear of the abrasive body should be observed. In one embodiment, the wear detection sensor may include at least one lead, for example, at least two leads, at least three leads, or at least four leads, at least five leads, at least seven leads, or at least nine leads. In another embodiment, the wear detection sensor may include 100 or less leads, for example, 80 or less leads, 60 or less leads, 50 or less leads, 30 or less leads, 20 or less leads, 15 or less leads, or 10 or less leads. The amount of leads in the wear detection sensor may be a value within a range including any of the minimum and maximum values mentioned above.
摩耗検出センサの複数のリードは、互いに比較して異なる長さを有してもよい。一実施形態では、全てのリードは、研磨本体の体積内への異なる深さに、論理デバイスから互いに平行に延在し得る。一態様では、複数のリードのうちのリードの各々は、末端を含み得、末端のうちの各々は、互いに対して異なる位置に位置し得る。例えば、末端のうちの各々は、互いに対して研磨本体内の異なる深さに埋め込まれてもよい。 The multiple leads of the wear detection sensor may have different lengths relative to one another. In one embodiment, all of the leads may extend parallel to one another from the logic device to different depths into the volume of the abrasive body. In one aspect, each of the multiple leads may include a terminal end, and each of the terminal ends may be located at a different position relative to one another. For example, each of the terminal ends may be embedded at a different depth within the abrasive body relative to one another.
別の実施形態では、複数のリードは、論理デバイスから、研磨本体に沿って互いに対して角度をなして延在してもよい。さらなる実施形態では、複数のリードは、論理デバイスに直接連結されなくてもよいが、論理デバイスと複数のリードとの間に接続構造を有し得る。 In another embodiment, the leads may extend from the logic device at angles to one another along the abrasive body. In a further embodiment, the leads may not be directly coupled to the logic device, but may have a connection structure between the logic device and the leads.
一実施形態では、各リードは、研磨本体の元々の材料除去表面からの規定距離△DTまで、その末端で到達し得、リードの末端は、研磨本体に埋め込まれ得るか、または研磨本体の外面に沿って延在し得る。図4Aは、研磨本体の断面を示し、摩耗検出センサ(404)の全てのリードは、研磨本体(402)に埋め込まれてもよく、各リードの末端は、研磨本体(407)の元々の材料除去面からの規定距離△DT1、△DT2、△DT3、および△DT4を有し得る。研磨本体(407)の元々の材料除去面の下に、被加工材の研削または切断に供される前に、研磨本体の外面があるべきことをここで理解されたい。図4Aでは、複数のリードは、元々の材料除去面(407)に向かって、軸方向(x)に延在する。 In one embodiment, each lead may reach at its end a specified distance ΔDT from the original material removal surface of the abrasive body, and the end of the lead may be embedded in the abrasive body or extend along the outer surface of the abrasive body. FIG. 4A shows a cross section of an abrasive body, where all the leads of the wear detection sensor (404) may be embedded in the abrasive body (402), and the end of each lead may have a specified distance ΔDT1, ΔDT2, ΔDT3, and ΔDT4 from the original material removal surface of the abrasive body (407). It should be understood here that below the original material removal surface of the abrasive body (407) should be the outer surface of the abrasive body before it is subjected to grinding or cutting of the workpiece. In FIG. 4A, the multiple leads extend in an axial direction (x) toward the original material removal surface (407).
材料除去操作中、本開示の研磨本体は、摩耗に供され得、研磨本体の部分は、元々の材料除去面から除去され得る。図4Bは、研磨物品401の段階を示し、研磨本体の一部分は、被加工材(410)の材料除去操作中に元々の外側材料除去面から除去されており、複数のリード(404)のうちの最も長いリードの末端は、研磨本体(402)の実際の材料除去面(409)に到達している。 During a material removal operation, the abrasive body of the present disclosure may be subjected to wear and portions of the abrasive body may be removed from the original material removal surface. FIG. 4B shows a stage of the abrasive article 401 where a portion of the abrasive body has been removed from the original outer material removal surface during a material removal operation of the workpiece (410) and the end of the longest of the multiple leads (404) has reached the actual material removal surface (409) of the abrasive body (402).
リードの末端が研磨本体(402)の実際の材料除去面(409)に到達するとき、リードを通る電流を伝導する2つのワイヤの間の接続は、破壊され得、それによって、電気回路が開放され、リードの対のワイヤの間の電流は、これ以上流れることができなくなる。破損したワイヤループの開回路は、論理デバイスによって検出され得、ここで破損リードとして理解される。論理デバイスによって検出された破損リードの量から、研磨本体の摩耗について計算を行うことができる。 When the end of the lead reaches the actual material removal surface (409) of the abrasive body (402), the connection between the two wires that carry the current through the lead may be broken, thereby opening the electrical circuit and current between the pair of wires of the lead may no longer flow. The open circuit of the broken wire loop may be detected by a logic device, known herein as a broken lead. From the amount of broken lead detected by the logic device, a calculation may be made about the wear of the abrasive body.
別の態様では、複数のリードは、1つの電気回路内に一緒に接続され得、破損したワイヤループによって、供給電流の総量が一定のままである場合に、完全な電気回路を通した総電圧の変化が引き起こされ得る。電圧の変化量は、複数のリードに接続された論理デバイスによって摩耗信号として測定することができ、研磨本体が元々の外側材料除去面(307)からどの程度除去されているか、および残りの寿命などの、研磨本体の摩耗段階について結論を出すことが可能になり得る。 In another aspect, the multiple leads may be connected together in an electrical circuit, and a broken wire loop may cause a change in the total voltage through the complete electrical circuit if the total amount of supply current remains constant. The amount of change in voltage may be measured as a wear signal by a logic device connected to the multiple leads, and may allow conclusions to be made about the wear stage of the abrasive body, such as how much of the abrasive body has been removed from the original outer material removal surface (307) and the remaining life.
研磨本体内の、または研磨本体の元々の材料除去面からの研磨本体の外面に沿ったリードの末端の位置を知ることによって、作業操作中の研磨本体の摩耗段階を、論理デバイスによって計算することができる。一実施形態では、研磨本体の元々の除去面からの複数のリードのうちのリードの末端の距離△DTは、少なくとも100ミクロン、例えば、少なくとも150ミクロン、少なくとも200ミクロン、少なくとも500ミクロン、少なくとも1000ミクロン、少なくとも5000ミクロン、または少なくとも10000ミクロンであり得る。別の態様では、距離△DTは、1.5メートル以下、例えば、1.3メートル以下、または1.0メートル以下、または0.8メートル以下、または0.5メートル以下、または0.3メートル以下、または0.1メートル以下、または0.05メートル以下、または0.01メートル以下であってもよい。距離△DTは、上述の最小値および最大値のうちのいずれかを含む範囲内の値であり得る。 By knowing the location of the ends of the leads within the abrasive body or along the outer surface of the abrasive body from the original material removal surface of the abrasive body, the wear stage of the abrasive body during the work operation can be calculated by the logic device. In one embodiment, the distance ΔDT of the ends of the leads of the leads from the original removal surface of the abrasive body can be at least 100 microns, e.g., at least 150 microns, at least 200 microns, at least 500 microns, at least 1000 microns, at least 5000 microns, or at least 10000 microns. In another aspect, the distance ΔDT can be 1.5 meters or less, e.g., 1.3 meters or less, or 1.0 meters or less, or 0.8 meters or less, or 0.5 meters or less, or 0.3 meters or less, or 0.1 meters or less, or 0.05 meters or less, or 0.01 meters or less. The distance ΔDT can be a value within a range including any of the minimum and maximum values mentioned above.
さらなる実施形態では、研磨本体の材料除去面に対して直交する方向の互いの2つのリード末端間の距離△DIは、少なくとも100ミクロン、例えば、少なくとも200ミクロン、少なくとも300ミクロン、または少なくとも500ミクロン、または少なくとも1000ミクロン、または少なくとも5000ミクロンであり得る。別の態様では、2つのリード末端間の距離は、1.5メートル以下、例えば、1.2メートル以下、または1.0メートル以下、または0.8メートル以下、または0.5メートル以下、または0.3メートル以下、または0.1メートル以下、または0.05メートル以下であってもよい。距離△DIは、上述の最小値および最大値のうちのいずれかを含む範囲内の値であり得る。 In further embodiments, the distance ΔDI between the two lead ends in a direction perpendicular to the material removal surface of the abrasive body may be at least 100 microns, e.g., at least 200 microns, at least 300 microns, or at least 500 microns, or at least 1000 microns, or at least 5000 microns. In another aspect, the distance between the two lead ends may be 1.5 meters or less, e.g., 1.2 meters or less, or 1.0 meters or less, or 0.8 meters or less, or 0.5 meters or less, or 0.3 meters or less, or 0.1 meters or less, or 0.05 meters or less. The distance ΔDI may be a value within a range including any of the minimum and maximum values described above.
摩耗検出センサの各リードが単一のワイヤまたは細長いプレートである実施形態では、摩耗検出センサは、リードの面積(例えば、リードの長さ)がある特定の抵抗と相関するように設計され得、リードの長さの減少に伴う(摩耗の増加による)抵抗の変化は、研磨本体の摩耗についての情報に変換され得る。 In embodiments in which each lead of the wear detection sensor is a single wire or elongated plate, the wear detection sensor can be designed such that the area of the lead (e.g., the length of the lead) correlates with a certain resistance, and the change in resistance with decreasing lead length (due to increasing wear) can be translated into information about the wear of the abrasive body.
一実施形態では、摩耗検出センサの少なくとも1つのリードの全長は、少なくとも100ミクロン、例えば、少なくとも200ミクロン、または少なくとも500ミクロン、または少なくとも1000ミクロン、または少なくとも1cm、または少なくとも5cmであり得る。別の態様では、少なくとも1つのリードの全長は、10メートル以下、例えば、8メートル以下、または5メートル以下、または3メートル以下、または2メートル以下、または1.5メートル以下、または1.0メートル以下、または0.8メートル以下、または0.5メートル以下、または0.3メートル以下、または0.2メートル以下、または0.1メートル以下、または0.05メートル以下、または0.01メートル以下であってもよい。少なくとも1つのリードの全長は、上述の最小値および最大値のうちのいずれかを含む範囲内の値であり得る。 In one embodiment, the total length of at least one lead of the wear detection sensor may be at least 100 microns, e.g., at least 200 microns, or at least 500 microns, or at least 1000 microns, or at least 1 cm, or at least 5 cm. In another aspect, the total length of at least one lead may be 10 meters or less, e.g., 8 meters or less, or 5 meters or less, or 3 meters or less, or 2 meters or less, or 1.5 meters or less, or 1.0 meters or less, or 0.8 meters or less, or 0.5 meters or less, or 0.3 meters or less, or 0.2 meters or less, or 0.1 meters or less, or 0.05 meters or less, or 0.01 meters or less. The total length of at least one lead may be within a range including any of the minimum and maximum values described above.
摩耗検出センサの少なくとも1つの伝導性リードは、少なくとも1つの論理デバイスと通信し得る。一実施形態では、論理デバイスは、摩耗検出センサの状態の変化を検出するように構成されたマイクロコントローラであり得る。論理デバイスは、任意選択で、通信デバイス、例えば、外部コントローラと通信するためのトランシーバを含み得る。 At least one conductive lead of the wear detection sensor may be in communication with at least one logic device. In one embodiment, the logic device may be a microcontroller configured to detect changes in the state of the wear detection sensor. The logic device may optionally include a communication device, e.g., a transceiver for communicating with an external controller.
一態様では、摩耗検出センサの少なくとも1つのリードは、電流がリードを通って流れている場合にアクティブ状態である、およびリードが損傷したために電流がリードを通って流れていないもしくは少量の電流が流れている非アクティブ状態である論理デバイスによって検出され得る。リードの非アクティブ段階における電流の中断または低減によって、摩耗信号が作成され得る。したがって、摩耗信号を検出し、複数のリードを通って流れる電流を制御および測定することによって、研磨本体の摩耗段階を、材料除去プロセスを
中断せずに分析することができる。
In one aspect, at least one lead of the wear detection sensor can be detected by a logic device that is in an active state when current flows through the lead, and in an inactive state when no current or a small amount of current flows through the lead because the lead is damaged. A wear signal can be created by interrupting or reducing the current during the inactive phase of the lead. Thus, by detecting the wear signal and controlling and measuring the current flowing through the multiple leads, the wear phase of the abrasive body can be analyzed without interrupting the material removal process.
摩耗検出センサによって作成された摩耗信号は、通信デバイスによって、外部コントローラ、例えば、操作者が所有する携帯型制御ユニット、またはホイールが装着されている機械に実装された固定式ユニットに、伝送され得る。摩耗信号の伝送は、例えば、ホイールが装着されているスピンドルへ電気的接続を介して、または無線信号として行われ得る。一態様では、論理デバイスは、摩耗信号を、研削プロセスを監視および制御し得る外部コントローラに送信するためのトランシーバ、例えば、RFIDトランシーバを含み得る。摩耗信号を無線送信するための他のオプションは、Wi-FiもしくはBluetoothまたは他の無線プロトコルを介し得る。摩耗信号は、ローカルデータストレージとして論理ボード(例えば、SDカードまたはフラッシュメモリ)に格納され得る。外部コントローラは、論理デバイスの一部または独立したユニットであり得る。さらなる態様では、光インジケータを使用して、ホイールの交換が必要であること、または依然として寿命が長いことを知らせることができる。 The wear signal created by the wear detection sensor can be transmitted by the communication device to an external controller, for example a portable control unit owned by the operator or a fixed unit mounted on the machine on which the wheel is mounted. The transmission of the wear signal can be done, for example, via an electrical connection to the spindle on which the wheel is mounted or as a wireless signal. In one aspect, the logic device can include a transceiver, for example an RFID transceiver, for transmitting the wear signal to an external controller that can monitor and control the grinding process. Other options for wireless transmission of the wear signal can be via Wi-Fi or Bluetooth or other wireless protocols. The wear signal can be stored on the logic board (e.g. SD card or flash memory) as a local data storage. The external controller can be part of the logic device or a separate unit. In a further aspect, a light indicator can be used to indicate that the wheel needs to be replaced or that it still has a long life left.
摩耗検出センサを操作するために必要な電力は、電池から、または機械もしくは電車からの直接電気的接続から提供することができる。摩耗検出センサは、RFエネルギーを使用して遠隔で電力供給すること、または環境発電システム、例として、振動から電気エネルギーを発生するシステムによって電力供給することもできる。 The power required to operate the wear detection sensor can be provided from a battery or from a direct electrical connection from the machine or train. The wear detection sensor can also be powered remotely using RF energy or by an energy harvesting system, e.g. a system that generates electrical energy from vibrations.
少なくとも1つの伝導性リードの材料は、金属または金属合金であり得る。リード材料の非限定的な例として、銅、アルミニウム、銀、またはステンレス鋼が挙げられ得る。 The material of the at least one conductive lead may be a metal or metal alloy. Non-limiting examples of lead materials may include copper, aluminum, silver, or stainless steel.
一実施形態では、特にリードがワイヤループまたは抵抗ラダーの構造を有する場合、各リードは、保護材料によってさらに包囲または埋め込まれてもよい。図5Aは、リード端部(502)を形成してループを形成することにより一緒に接続された対のワイヤ(501)を含み得る1つのリード(500)のある実施形態を示し、ワイヤは、リード保護材料(503)によって包囲されてもよい。 In one embodiment, each lead may be further surrounded or embedded in a protective material, especially if the lead has a wire loop or resistor ladder configuration. FIG. 5A shows an embodiment of a single lead (500) that may include a pair of wires (501) connected together by forming a loop at the leading end (502), and the wires may be surrounded by a lead protective material (503).
図5Bは、抵抗ラダーの構造を有するリードを示し、2つのワイヤ(502)は、2つのワイヤ(502)の長さ方向に沿った異なる位置に互いに平行に配置された複数の抵抗器(505)によって接続される。電気回路全体は、保護材料(503)に埋め込まれる。 Figure 5B shows a lead with a resistor ladder configuration, where two wires (502) are connected by multiple resistors (505) arranged parallel to each other at different positions along the length of the two wires (502). The entire electrical circuit is embedded in a protective material (503).
リード保護材料は、研磨物品の製造中にリードのワイヤを保護し得る材料であり得るが、研磨本体の実際の外側材料除去面に到達するときに、研磨物品の材料除去操作中の力によって容易に破壊され得る。リード保護材料の非限定的な例は、例えば、ポリイミド、ポリウレタン、またはポリオレフィンであり得る。リード保護材料は、例えば、研磨本体が導電性である実施形態では、電気回路の短絡を防止する絶縁体としての役割も果たし得る。一態様では、少なくとも1つのワイヤループは、研磨本体の外面に直接適用され、保護ポリマー、例えば、ポリイミド内に埋め込まれ得る。同様に、リードが抵抗の変化を測定するために設計される場合、ワイヤまたは細長いプレートは、研磨本体の外面に直接適用され、保護ポリマー材料内に埋め込まれ得る。 The lead protection material may be a material that may protect the wires of the lead during the manufacture of the abrasive article, but may be easily destroyed by forces during the material removal operation of the abrasive article when reaching the actual outer material removal surface of the abrasive body. Non-limiting examples of lead protection materials may be, for example, polyimide, polyurethane, or polyolefin. The lead protection material may also act as an insulator to prevent shorting of an electrical circuit, for example, in embodiments where the abrasive body is conductive. In one aspect, at least one wire loop may be applied directly to the outer surface of the abrasive body and embedded in a protective polymer, for example, polyimide. Similarly, if the lead is designed to measure a change in resistance, a wire or elongated plate may be applied directly to the outer surface of the abrasive body and embedded in a protective polymer material.
別の実施形態では、摩耗保護センサのリードは、ワイヤ保護材料を含まなくてもよい。 In another embodiment, the wear protection sensor leads may not include wire protection material.
またさらなる実施形態では、少なくとも1つのリードは、渦巻き形状を有し、図6に示すように、研磨本体の外面の周りに巻き付けられ得る。本実施形態は、研磨本体の摩耗中のそのサイズ低減に従って抵抗を変化させ得るリードについて適用し得る。図6は、ハブ(603)に固定されたホイール(602)の形態の研磨本体を示し、リード(604)
は、ワイヤの形態であり、研磨本体(602)の周りに軸方向(x)に螺旋状に巻き付けられる。一態様では、研磨本体は、強化繊維ガラスマット(図示せず)によって被覆され得、リードは、マット内に織り込まれ得るか、またはリードは、繊維ガラスマットの糸のいくつかを直接交換し得る。
In yet a further embodiment, at least one reed may have a spiral shape and be wound around the outer surface of the abrasive body, as shown in Figure 6. This embodiment may be applied for a reed that may change resistance according to its size reduction during wear of the abrasive body. Figure 6 shows an abrasive body in the form of a wheel (602) fixed to a hub (603), with a reed (604)
are in the form of wires and are spirally wrapped in the axial direction (x) around the abrasive body (602). In one aspect, the abrasive body may be covered by a reinforcing fiberglass mat (not shown) and the reeds may be woven into the mat or the reeds may directly replace some of the threads of the fiberglass mat.
別の実施形態では、摩耗検出センサは、少なくとも1つの電子デバイスを含み得る。ある態様では、電子デバイスは、電子素子を含み得る。電子素子には、例えば、チップ、集積回路、論理、トランスポンダ、トランシーバ、抵抗器などの受動素子、コンデンサ、メモリなど、またはそれらの任意の組み合わせが含まれ得る。別の態様では、電子デバイスは、電子素子に直接連結されたアンテナを含み得る。特定の態様では、電子デバイスは、チップ、集積回路、データトランスポンダ、チップを含むもしくは含まない無線周波数に基づいたタグもしくはセンサ、電子タグ、電子メモリ、センサ、アナログデジタル変換器、伝送器、受信器、トランシーバ、変調器回路、マルチプレクサ、アンテナ、近距離通信デバイス、電源、ディスプレイ(例えば、LCDまたはOLEDスクリーン)、光学デバイス(例えば、LED)、全地球測位システム(GPS)もしくはデバイス、固定もしくはプログラム可能論理、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。いくつかの事例では、電子デバイスは、任意選択で、基板、電源、または両方を含んでもよい。さらなる態様では、電子デバイスは、有線または無線であり得る。 In another embodiment, the wear detection sensor may include at least one electronic device. In some aspects, the electronic device may include an electronic element. The electronic element may include, for example, a chip, an integrated circuit, logic, a transponder, a transceiver, a passive element such as a resistor, a capacitor, a memory, or the like, or any combination thereof. In another aspect, the electronic device may include an antenna directly coupled to the electronic element. In certain aspects, the electronic device may include a chip, an integrated circuit, a data transponder, a radio frequency based tag or sensor with or without a chip, an electronic tag, an electronic memory, a sensor, an analog-to-digital converter, a transmitter, a receiver, a transceiver, a modulator circuit, a multiplexer, an antenna, a near-field communication device, a power source, a display (e.g., an LCD or OLED screen), an optical device (e.g., an LED), a global positioning system (GPS) or device, fixed or programmable logic, or any combination thereof. In some cases, the electronic device may optionally include a substrate, a power source, or both. In further aspects, the electronic device may be wired or wireless.
電子デバイスのより特定の例として、無線周波数識別(RFID)タグもしくはセンサ、近距離通信タグもしくはセンサ、またはそれらの組み合わせなどの、タグもしくはセンサが挙げられ得る。ある態様では、電子デバイスは、RFIDタグを含み得る。いくつかの事例では、RFIDタグは、非アクティブであり得、RFIDタグのためのリーダデバイスによって電力供給されてもよい。別の事例では、RFIDタグは、アクティブであり得、例えば、電池または誘導容量性タンク回路などの電力供給を含む。 More specific examples of electronic devices may include tags or sensors, such as radio frequency identification (RFID) tags or sensors, near field communication tags or sensors, or combinations thereof. In certain aspects, the electronic device may include an RFID tag. In some cases, the RFID tag may be inactive and may be powered by a reader device for the RFID tag. In other cases, the RFID tag may be active and include a power supply, such as, for example, a battery or an inductive-capacitive tank circuit.
別の態様では、電子デバイスは、近距離通信デバイスを含み得る。近距離通信デバイスは、デバイスのある特定の規定の半径、典型的には20メートル未満内の電磁放射を介して情報を伝送することが可能な任意のデバイスであり得る。 In another aspect, the electronic device may include a short-range communication device. A short-range communication device may be any device capable of transmitting information via electromagnetic radiation within a certain defined radius of the device, typically less than 20 meters.
特定の態様では、電子デバイスは、二重周波数タグを含み得る。二重周波数タグは、多重周波数において可読性を促進し得る。例として、電子デバイスは、近距離通信デバイスおよびRFIDタグを含み得る。さらなる事例では、電子デバイスは、RFIDアンテナおよびNFCアンテナに取り付けられた二重周波数チップを含み得る。 In certain aspects, the electronic device may include a dual frequency tag. The dual frequency tag may facilitate readability at multiple frequencies. By way of example, the electronic device may include a near field communication device and an RFID tag. In further instances, the electronic device may include a dual frequency chip attached to an RFID antenna and an NFC antenna.
さらなる態様では、電子デバイスは、トランシーバを含み得る。トランシーバは、情報を受信および/または情報を伝送し得るデバイスであり得る。読み取り操作のための情報を格納する一般的に読み取り専用のデバイスである受動RFIDタグまたは受動近距離通信デバイスとは違って、トランシーバは、アクティブな読み取り操作を実行することを必要せずに、情報をアクティブに伝送することができる。さらに、トランシーバは、様々な選択された周波数上で情報を伝送することが可能であってもよく、情報の受信および/または格納に意図されている多種多様のシステムとの電子デバイスの通信能力を改善し得る。 In a further aspect, the electronic device may include a transceiver. A transceiver may be a device that can receive information and/or transmit information. Unlike passive RFID tags or passive near-field communication devices, which are generally read-only devices that store information for a read operation, a transceiver can actively transmit information without having to perform an active read operation. Additionally, the transceiver may be capable of transmitting information on a variety of selected frequencies, which may improve the electronic device's communication capabilities with a wide variety of systems intended to receive and/or store information.
ある態様では、電子デバイスは、研磨本体の少なくとも一部分に取り付けられ得る。例えば、電子デバイスは、主面、周囲、またはそれらの組み合わせなどの、研磨本体の表面の一部分に取り付けられ得る。さらなる態様では、電子デバイスは、研磨本体に接触し得る。別の態様では、電子デバイスは、研磨本体に部分的に埋め込まれ得る。さらなる態様では、電子デバイスは、研磨本体内に全体的に埋め込まれ得る。 In some aspects, the electronic device may be attached to at least a portion of the abrasive body. For example, the electronic device may be attached to a portion of a surface of the abrasive body, such as a major surface, a periphery, or a combination thereof. In further aspects, the electronic device may be in contact with the abrasive body. In another aspect, the electronic device may be partially embedded in the abrasive body. In further aspects, the electronic device may be entirely embedded within the abrasive body.
いくつかの実装では、電子デバイスは、研磨本体の寸法変化などの研磨物品の摩耗を検出するように適合され得る。他の実装では、電子デバイスは、摩耗検出を促進するために別の構成要素と組み合わせてもよい。 In some implementations, the electronic device may be adapted to detect wear of the abrasive article, such as dimensional changes in the abrasive body. In other implementations, the electronic device may be combined with another component to facilitate wear detection.
図7は、研磨本体701および摩耗検出センサ702を含む、研磨物品700の平面図を含む。本体701は、センター穴703を含み得る。いくつかの事例では、研磨本体701は、センター穴703に当接する内部円周領域704と、内部円周領域705の外部にある外部円周領域705と、を含み得る。内部円周領域は、内部円周直径DIを含み得、研磨本体は、本開示において.外部円周領域直径とも呼ばれ得る外径DOを含み得る。 7 includes a top view of an abrasive article 700 including an abrasive body 701 and a wear detection sensor 702. The body 701 may include a center hole 703. In some cases, the abrasive body 701 may include an inner circumferential region 704 abutting the center hole 703 and an outer circumferential region 705 outside the inner circumferential region 705. The inner circumferential region may include an inner circumferential diameter DI, and the abrasive body may include an outer diameter DO, which may also be referred to in this disclosure as the outer circumferential region diameter.
ある実施形態では、研磨物品の摩耗は、外径DOの低減を含む寸法変化を含み得る。例として、研磨本体の周囲面は、被加工材に接触している材料除去面であってもよい。材料除去面上の材料損失は、外径DOの低減を引き起こし得る。ある特定の用途では、外径DOがおよそ内径DIのサイズに低減する場合に、研磨物品は、さらなる使用に好適ではない場合がある。別の実施形態では、研磨本体の主面は、材料除去面であり得る。 In some embodiments, wear of the abrasive article may include a dimensional change, including a reduction in the outer diameter DO. As an example, the peripheral surface of the abrasive body may be a material removal surface in contact with the workpiece. Material loss on the material removal surface may cause a reduction in the outer diameter DO. In certain applications, when the outer diameter DO reduces to approximately the size of the inner diameter DI, the abrasive article may not be suitable for further use. In another embodiment, the major surface of the abrasive body may be a material removal surface.
摩耗検出センサ702は、アンテナ714に連結された、集積回路などの電子素子712を含む電子デバイス710を含み得る。いくつかの実装では、電子デバイス710は、集積回路を含み得、アンテナを含まなくてもよい。電子デバイス710は、内部円周領域704内もしくは外部円周領域705内に配置されるか、または内部円周領域704の一部分および外部円周領域705の一部分に沿って延在し得る。特定の事例では、電子デバイス710は、図示するように、内部円周領域704内に配置され得る。 The wear detection sensor 702 may include an electronic device 710 including an electronic element 712, such as an integrated circuit, coupled to an antenna 714. In some implementations, the electronic device 710 may include an integrated circuit and not include an antenna. The electronic device 710 may be disposed within the inner circumferential region 704 or the outer circumferential region 705, or may extend along a portion of the inner circumferential region 704 and a portion of the outer circumferential region 705. In certain cases, the electronic device 710 may be disposed within the inner circumferential region 704, as shown.
摩耗検出センサ702は、電子デバイス710に連結された電気構成要素をさらに含み得る。電気構成要素は、コンデンサ、抵抗器、インダクタ、またはそれらの組み合わせなどの受動素子を含み得る。特定の事例では、電気構成要素は、第1の容量プレート718および第2の容量プレート720を含み得る。第1および第2の容量プレート718および720は、ワイヤ716などによって、電子デバイス710に連結され得る。 The wear detection sensor 702 may further include an electrical component coupled to the electronic device 710. The electrical component may include a passive element, such as a capacitor, a resistor, an inductor, or a combination thereof. In certain cases, the electrical component may include a first capacitive plate 718 and a second capacitive plate 720. The first and second capacitive plates 718 and 720 may be coupled to the electronic device 710 by a wire 716 or the like.
第1の容量プレート718および第2の容量プレート720は、離間し得、互いに平行に配置されてもよい。いくつかの事例では、第1の容量プレート718は、内部円周領域704に配置され得、第2の容量プレート720は、外部円周領域705に配置され得る。 The first capacitive plate 718 and the second capacitive plate 720 may be spaced apart and disposed parallel to one another. In some cases, the first capacitive plate 718 may be disposed at the inner circumferential region 704 and the second capacitive plate 720 may be disposed at the outer circumferential region 705.
例示的な材料除去操作では、研磨物品の摩耗は、第2の容量プレート720全体のうちの一部分の除去をもたらし得、これにより、コンデンサプレートにおける電解強度が変化し得る。電子デバイス710は、変化を検出し、摩耗信号を生成し得る。 In an exemplary material removal operation, wear of the abrasive article may result in removal of a portion of the entire second capacitive plate 720, which may change the electric field strength at the capacitor plate. The electronic device 710 may detect the change and generate a wear signal.
他の事例では、電気構成要素は、抵抗器、インダクタ、またはそれらの組み合わせを含み得る。例示的な材料除去操作では、抵抗器、インダクタ、または両方の一部分は、除去される場合があり、これにより、電流または磁界が変化し得、摩耗信号の生成がもたらされ得る。 In other cases, the electrical components may include resistors, inductors, or combinations thereof. In an exemplary material removal operation, a portion of a resistor, inductor, or both may be removed, which may change a current or a magnetic field, resulting in the generation of a wear signal.
摩耗信号は、データ受信デバイスによって受信され得、操作者は、研磨物品の摩耗状態について警告を受け得る。 The wear signal can be received by a data receiving device and an operator can be alerted to the wear condition of the abrasive article.
ある実施形態では、データ受信デバイスは、リーダ、インテロゲータ、またはデータを受信、読み取り、および/もしくは編集し得る別のデバイスであり得る。いくつかの事例では、データ受信デバイスは、電子デバイスに格納されたデータを読み取り得、電子デバイスは、データを伝送するように機能しない場合がある。別の実施形態では、データ受信
デバイスは、電子デバイスから別のデバイス、システム、データベースなどにデータを伝送し得る。特定の実施形態では、データ受信デバイスは、RFIDリーダもしくはインテロゲータ、NFCリーダ、携帯電話、またはそれらの組み合わせを含み得る。
In some embodiments, the data receiving device may be a reader, interrogator, or another device that may receive, read, and/or edit data. In some cases, the data receiving device may read data stored on an electronic device, and the electronic device may not function to transmit the data. In another embodiment, the data receiving device may transmit data from the electronic device to another device, system, database, etc. In certain embodiments, the data receiving device may include an RFID reader or interrogator, an NFC reader, a mobile phone, or a combination thereof.
図7に示すように、摩耗検出センサ702は、研磨本体701の主面の上に位置付けられ得る。別の実施形態では、摩耗検出センサ702の少なくとも一部分は、主面、周囲面、または両方の一部分に取り付けられ得る。例えば、電子デバイス、電気構成要素、ワイヤ、またはそれらの任意の組み合わせは、研磨本体の表面上に直接冷間プレス、温間プレス、または熱間プレスされてもよい。別の例では、摩耗検出センサの少なくとも一部分は、研磨本体の形成プロセス中に研磨本体の表面に並べられ、研磨本体に共硬化されてもよい。さらなる事例では、摩耗検出センサの少なくとも一部分は、熱、放射、糊、接着剤、機械方式で、またはそれらの任意の組み合わせによって表面に取り付けられてもよい。 As shown in FIG. 7, the wear detection sensor 702 may be positioned on the main surface of the abrasive body 701. In another embodiment, at least a portion of the wear detection sensor 702 may be attached to a portion of the main surface, the peripheral surface, or both. For example, an electronic device, an electrical component, a wire, or any combination thereof may be cold-pressed, warm-pressed, or hot-pressed directly onto the surface of the abrasive body. In another example, at least a portion of the wear detection sensor may be aligned to the surface of the abrasive body during the formation process of the abrasive body and co-cured to the abrasive body. In further instances, at least a portion of the wear detection sensor may be attached to the surface by heat, radiation, glue, adhesive, mechanical methods, or any combination thereof.
ある実施形態では、摩耗検出センサ702は、研磨本体701の一部分に接触し得る。例えば、摩耗検出センサ702は、接着材料、研磨粒子、研磨本体701の別の構成要素、またはそれらの組み合わせに直接接触し得る。別の実施形態では、摩耗検出センサ702は、研磨本体内に部分的に埋め込まれるか、または全体的に埋め込まれ得る。いくつかの事例では、研磨本体の一部分を除去して、空間(例えば、スロット)を研磨本体内に作成し、摩耗検出センサを受容するようにしてもよく、熱、圧力、接着剤、糊、またはそれらの任意の組み合わせを使用して、摩耗検出センサを本体の少なくとも一部分に取り付けてもよい。いくつかの他の事例では、摩耗検出センサは、形成プロセス中に研磨本体を形成するための混合物に埋め込まれてもよい。混合物は、接着材料、研磨物品、および任意選択で接着剤を含み得る。特定の例では、混合物および摩耗検出センサは、鋳型に配置され得、摩耗検出センサは、混合物に部分的または全体的に埋め込まれ得る。次に、研磨本体は、混合物を圧力、熱、照射、研磨本体を形成するための他の既知のプロセス、またはそれらの組み合わせに供することによって形成され得る。 In some embodiments, the wear detection sensor 702 may contact a portion of the abrasive body 701. For example, the wear detection sensor 702 may directly contact the adhesive material, the abrasive particles, another component of the abrasive body 701, or a combination thereof. In other embodiments, the wear detection sensor 702 may be partially embedded or entirely embedded within the abrasive body. In some cases, a portion of the abrasive body may be removed to create a space (e.g., a slot) within the abrasive body to receive the wear detection sensor, and the wear detection sensor may be attached to at least a portion of the body using heat, pressure, adhesive, glue, or any combination thereof. In some other cases, the wear detection sensor may be embedded in a mixture for forming the abrasive body during a forming process. The mixture may include an adhesive material, an abrasive article, and optionally an adhesive. In certain examples, the mixture and the wear detection sensor may be placed in a mold, and the wear detection sensor may be partially or entirely embedded in the mixture. The abrasive body may then be formed by subjecting the mixture to pressure, heat, irradiation, other known processes for forming an abrasive body, or a combination thereof.
図示するように、第1および第2の容量プレート718および720などの電気構成要素の少なくとも一部分は、研磨本体701の主面に配置され得る。特定の事例では、容量プレート718および720のうちの少なくとも1つなどの電気構成要素の一部分は、研磨本体の一部分に取り付けられ得る。別の特定の事例では、第1および第2の容量プレート718および720は、主面、周囲面、または両方の一部分に取り付けられ得る。より特定の事例では、第1および第2の容量プレート718および720のうちの少なくとも1つは、接着材料、研磨粒子、別の構成要素、またはそれらの任意の組み合わせを含む研磨本体の一部分に接触し得る。 As shown, at least a portion of the electrical components, such as the first and second capacitive plates 718 and 720, may be disposed on a major surface of the abrasive body 701. In certain cases, a portion of the electrical components, such as at least one of the capacitive plates 718 and 720, may be attached to a portion of the abrasive body. In other certain cases, the first and second capacitive plates 718 and 720 may be attached to a portion of the major surface, the peripheral surface, or both. In more particular cases, at least one of the first and second capacitive plates 718 and 720 may contact a portion of the abrasive body that includes an adhesive material, an abrasive particle, another component, or any combination thereof.
いくつかの実装では、容量プレート718および720のうちの少なくとも1つは、研磨本体701に部分的または全体的に埋め込まれ得る。例として、第1の容量プレート718は、主面または周囲面に配置され得、第2の容量プレートは、研磨本体701に部分的または全体的に埋め込まれ得る。別の事例では、第2の容量プレート720は、主面または周囲面に配置され得るが、一方、第1の容量プレート718は、研磨本体701に部分的または全体的に埋め込まれ得る。別の事例では、第1および第2の容量プレート718および720の両方は、研磨本体701に部分的または全体的に埋め込まれ得る。 In some implementations, at least one of the capacitive plates 718 and 720 may be partially or entirely embedded in the polishing body 701. As an example, the first capacitive plate 718 may be disposed on a major surface or a peripheral surface, and the second capacitive plate may be partially or entirely embedded in the polishing body 701. In another case, the second capacitive plate 720 may be disposed on a major surface or a peripheral surface, while the first capacitive plate 718 may be partially or entirely embedded in the polishing body 701. In another case, both the first and second capacitive plates 718 and 720 may be partially or entirely embedded in the polishing body 701.
別の実施形態では、摩耗検出センサは、電子デバイスに連結されたループ回路を含み得る。図8は、研磨本体801を含む別の例示的研磨ホイール800の平面図を含む。研磨物品800は、主面803に配置された電子デバイス810を含む摩耗検出センサ802を含む。電子デバイス810は、電子素子と、任意選択で、電子素子812に連結されたアンテナ814と、を含み得る。摩耗検出センサ802は、ループ回路を含み得る。いくつかの用途では、ループ回路は、電子デバイス810に連結されたワイヤループ820を
含み得る。例として、ワイヤは、抵抗性であり得る。ワイヤループは、集積回路などの電子素子812に直接接続される。代替的に、ワイヤループは、アンテナ814によって電子素子812に連結され得る。
In another embodiment, the wear detection sensor may include a loop circuit coupled to an electronic device. Figure 8 includes a plan view of another exemplary abrasive wheel 800 including an abrasive body 801. The abrasive article 800 includes a wear detection sensor 802 including an electronic device 810 disposed on a major surface 803. The electronic device 810 may include an electronic element and, optionally, an antenna 814 coupled to the electronic element 812. The wear detection sensor 802 may include a loop circuit. In some applications, the loop circuit may include a wire loop 820 coupled to the electronic device 810. By way of example, the wire may be resistive. The wire loop is directly connected to the electronic element 812, such as an integrated circuit. Alternatively, the wire loop may be coupled to the electronic element 812 by an antenna 814.
別の用途では、ループ回路は、コンデンサ、抵抗器、インダクタ、またはそれらの組み合わせなどの受動素子を含み得る。特定の用途では、ループ回路は、少なくとも1つのコンデンサを含む容量性ループ回路を含み得る。別の特定の用途では、ループ回路は、少なくとも1つの抵抗器を含み得る。別の特定の事例では、ループ回路は、複数の容量性ループ回路を含み得、コンデンサは、ワイヤによって平行に接続されて配置される。 In other applications, the loop circuit may include passive elements such as a capacitor, a resistor, an inductor, or a combination thereof. In certain applications, the loop circuit may include a capacitive loop circuit including at least one capacitor. In other specific applications, the loop circuit may include at least one resistor. In other specific cases, the loop circuit may include multiple capacitive loop circuits, with the capacitors arranged in parallel connected by wires.
図9Aは、ループ回路902に連結された電子デバイス901を含む摩耗検出センサ900の図を含む。電子デバイス901は、トランスポンダ、集積回路などの電子素子905と、電子素子905に連結されたアンテナ903と、を含み得る。ループ回路902は、平行に配置された複数のコンデンサ911、912、および913を含み得る。別の事例では、911、912、および913のうちの少なくとも1つまたは全ては、抵抗器を含み得る。 FIG. 9A includes a diagram of a wear detection sensor 900 including an electronic device 901 coupled to a loop circuit 902. The electronic device 901 may include an electronic element 905, such as a transponder, an integrated circuit, etc., and an antenna 903 coupled to the electronic element 905. The loop circuit 902 may include multiple capacitors 911, 912, and 913 arranged in parallel. In another case, at least one or all of 911, 912, and 913 may include resistors.
ある実施形態では、摩耗検出センサ802または900は、研磨本体801の主面803、周囲面(図示せず)、またはそれらの組み合わせに配置されてもよい。ある態様では、ループ回路820または902の長さLLは、主面、周囲面、または両方の一部分に沿って延在し得る。別の態様では、ループ回路820または902の長さLLは、研磨本体801の半径方向、軸方向、またはそれらの組み合わせで延在し得る。別の事例では、ループ回路820または902の長さLLは、摩耗検出を促進するために、材料除去面に向かって延在し得る。 In some embodiments, the wear detection sensor 802 or 900 may be located on the major surface 803, the peripheral surface (not shown), or a combination thereof of the abrasive body 801. In some aspects, the length LL of the loop circuit 820 or 902 may extend along a portion of the major surface, the peripheral surface, or both. In other aspects, the length LL of the loop circuit 820 or 902 may extend radially, axially, or a combination thereof of the abrasive body 801. In other cases, the length LL of the loop circuit 820 or 902 may extend toward the material removal surface to facilitate wear detection.
さらなる実施形態では、摩耗検出センサ802または900の少なくとも一部分は、研磨本体801に埋め込まれ得る。ある態様では、ループ回路820もしくは902、電子デバイス810もしくは901、またはその両方は、研磨本体に部分的に埋め込まれ得る。別の態様では、ループ回路820もしくは902、電子デバイス810もしくは901、またはその両方は、研磨本体に全体的に埋め込まれ得る。 In further embodiments, at least a portion of the wear detection sensor 802 or 900 may be embedded in the abrasive body 801. In one aspect, the loop circuit 820 or 902, the electronic device 810 or 901, or both may be partially embedded in the abrasive body. In another aspect, the loop circuit 820 or 902, the electronic device 810 or 901, or both may be entirely embedded in the abrasive body.
別の実施形態では、摩耗検出センサ802または900は、摩耗レベルの決定を促進し得るある特定の位置に配置され得る。例えば、材料除去操作では、摩耗検出センサの第1の部分は、除去され得、研磨本体の摩耗が第1のレベルに到達したときに、第1の摩耗信号は、生成され得る。第1の摩耗信号は、第1の摩耗レベルのインジケータであり得る。第1の摩耗レベルは、20%、30%、または40%などの比較的低い摩耗レベルであってもよい。操作が継続するにつれて、摩耗検出センサの第2の部分は、除去され得、第2の摩耗レベルに到達したときに、第2の摩耗信号は、生成され得る。第2の摩耗信号は、第2の摩耗レベルのインジケータであり得る。第2の摩耗レベルは、705、80%、または90%などの比較的より高い摩耗レベルであってもよい。第2の摩耗信号は、研磨物品の近づく寿命の警告として解釈され得る。 In another embodiment, the wear detection sensor 802 or 900 may be placed at a certain location that may facilitate the determination of the wear level. For example, in a material removal operation, a first portion of the wear detection sensor may be removed and a first wear signal may be generated when the wear of the abrasive body reaches a first level. The first wear signal may be an indicator of a first wear level. The first wear level may be a relatively low wear level, such as 20%, 30%, or 40%. As the operation continues, a second portion of the wear detection sensor may be removed and a second wear signal may be generated when a second wear level is reached. The second wear signal may be an indicator of a second wear level. The second wear level may be a relatively higher wear level, such as 705, 80%, or 90%. The second wear signal may be interpreted as a warning of the approaching end of life of the abrasive article.
図8を参照すると、ループ回路820は、周囲面に向かって半径方向に延在し得る。周囲面は、材料除去面であり得る。摩耗検出センサ810は、材料除去操作において、回路ループ820または902のある特定の長さが除去されて、研磨本体の摩耗がある特定のレベルに到達したときに、回路ループが破損し得るように位置付けられてもよい。電子デバイスは、破損した回路ループを感知し、摩耗信号を生成し得る。データ受信デバイスは、摩耗信号を受信し、それを、ある特定の低レベル摩耗などのある特定の摩耗レベルに到達したというインジケータとして解釈し得る。操作が継続するにつれて、電子デバイス810の一部分、例えば、電子素子812、アンテナ814、またはその両方の少なくとも
一部分が除去され得、これにより、電子デバイスが非アクティブ状態になり得、データ受信デバイスが、より高い摩耗レベルに到達したことを表示する摩耗信号を受信し得る。摩耗信号は、応答時間、信号強度、反射エネルギー、既存の信号の消失、またはそれらの任意の組み合わせの変化などの信号の変化を含み得る。ある特定の事例では、電子デバイスが非アクティブになると、データ受信デバイスは、電子デバイスからの任意の信号または応答の受信を停止し得る。
With reference to FIG. 8 , the loop circuit 820 may extend radially toward the circumferential surface. The circumferential surface may be a material removal surface. The wear detection sensor 810 may be positioned such that in a material removal operation, when a certain length of the circuit loop 820 or 902 is removed and wear of the abrasive body reaches a certain level, the circuit loop may break. The electronic device may sense the broken circuit loop and generate a wear signal. The data receiving device may receive the wear signal and interpret it as an indicator that a certain wear level has been reached, such as a certain low-level wear. As the operation continues, a portion of the electronic device 810, such as at least a portion of the electronic element 812, the antenna 814, or both, may be removed, which may cause the electronic device to become inactive, and the data receiving device may receive a wear signal indicating that a higher wear level has been reached. The wear signal may include a change in the signal, such as a change in response time, signal strength, reflected energy, loss of an existing signal, or any combination thereof. In certain cases, when the electronic device becomes inactive, the data receiving device may stop receiving any signals or responses from the electronic device.
いくつかの事例では、電子デバイス810は、研磨物品800の操作中に徐々に破損し得、電子デバイス810が非アクティブになるまで電子デバイス810が次第に弱い信号を送信し得るため、データ受信デバイス上の受信した信号強度インジケータを使用して、摩耗レベルを決定してもよい。受信した信号強度インジケータの値は、データ受信デバイスによって、測定、計算、またはその両方が行われて、摩耗レベルを決定することができる。 In some cases, the received signal strength indicator on the data receiving device may be used to determine the wear level because the electronic device 810 may gradually wear out during operation of the abrasive article 800, causing the electronic device 810 to transmit weaker and weaker signals until the electronic device 810 becomes inactive. The value of the received signal strength indicator may be measured, calculated, or both, by the data receiving device to determine the wear level.
図9Bは、電子デバイス952に連結されたワイヤループ951を含む摩耗検出センサ950の別の例の図を含む。ある実施形態では、ワイヤループ951は、1つのループ、2つのループ、3つのループ、5つのループ、またはそれ以上などの1つ以上のワイヤループを含み得る。電子デバイス952は、集積回路954およびアンテナ953を含み得る。特定の実施形態では、電子デバイス952は、RFIDチップまたは集積回路を含み得る。電子デバイス952は、チップ、別の集積回路、論理デバイス、トランスポンダ、トランシーバ、受動素子など、またはそれらの任意の組み合わせなどの追加の構成要素955をさらに含んでもよい。いくつかの実装では、摩耗検出センサ950は、プリントされ、基板956を含み得る。基板956は、有機材料などの可撓性材料、より具体的には、可撓性材料を含み得る。基板956のより特定の例として、可撓性電子機器の作製に使用可能なPET、ポリイミド、または別の材料が挙げられ得る。 9B includes a diagram of another example of a wear detection sensor 950 including a wire loop 951 coupled to an electronic device 952. In an embodiment, the wire loop 951 may include one or more wire loops, such as one loop, two loops, three loops, five loops, or more. The electronic device 952 may include an integrated circuit 954 and an antenna 953. In a particular embodiment, the electronic device 952 may include an RFID chip or an integrated circuit. The electronic device 952 may further include additional components 955, such as a chip, another integrated circuit, a logic device, a transponder, a transceiver, a passive element, or the like, or any combination thereof. In some implementations, the wear detection sensor 950 may be printed and include a substrate 956. The substrate 956 may include a flexible material, such as an organic material, more specifically, a flexible material. More particular examples of the substrate 956 may include PET, polyimide, or another material that can be used to create flexible electronics.
ある特定の実装では、摩耗検出センサ950は、研磨物品の研磨本体の周囲面などの外面に当接して配置され得る。例えば、摩耗検出センサ950は、研磨本体の周囲面の少なくとも一部分の周りに配置され得、繊維の層などの非研磨部分は、摩耗検出センサ950および研磨本体の少なくとも一部分または外側周囲面全体の上に巻き付けられ得る。 In certain implementations, the wear detection sensor 950 can be positioned against an outer surface, such as a peripheral surface, of the abrasive body of the abrasive article. For example, the wear detection sensor 950 can be positioned around at least a portion of the peripheral surface of the abrasive body, and a non-abrasive portion, such as a layer of fiber, can be wrapped over the wear detection sensor 950 and at least a portion or the entire outer peripheral surface of the abrasive body.
図9Cは、パッケージ985内に含まれた電子デバイス983を含む電子アセンブリ982に取り付けられた装着プレート(またはハブ)981の上面図を含む。パッケージ985およびスツールスポーク988は、研削操作中に生成される火花および熱からの電子デバイス983の保護に役立ち得る。ある実施形態では、パッケージ985は、高温に抵抗性であり得る保護材料を含み、熱シールドとして機能し得る。別の実施形態では、パッケージ985は、ポリマーを含み得る。ポリマーの特定の例として、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)など、またはそれらの組み合わせなどの高性能ポリマーが挙げられ得る。代替的に、電子デバイス983は、パッケージの代わりに保護材料によって完全に保護され、外側環境から分離されてもよい。 9C includes a top view of a mounting plate (or hub) 981 attached to an electronic assembly 982 that includes an electronic device 983 contained within a package 985. The package 985 and stool spokes 988 can help protect the electronic device 983 from sparks and heat generated during the grinding operation. In an embodiment, the package 985 can include a protective material that can be resistant to high temperatures and can act as a heat shield. In another embodiment, the package 985 can include a polymer. Specific examples of polymers can include high performance polymers such as polyetheretherketone (PEEK), and the like, or combinations thereof. Alternatively, the electronic device 983 can be completely protected and isolated from the outside environment by a protective material instead of a package.
電子デバイス983は、電子デバイス983に取り付けられたワイヤループをさらに含む摩耗センサの一部であり得る。特定の実施形態では、電子デバイス983は、マイクロコントローラを含み得、ワイヤループは、マイクロコントローラに取り付けられ得る。ワイヤループは、装着プレート981に取り付けられている研磨本体の周囲面にも取り付けられ得る。周囲面は、内側または外側周囲面であり得る。ある実装では、コーティングをワイヤループに適用して、ワイヤループの周囲面への取り付けを促進し、熱および火花に対して保護を提供してもよい。ある実施形態では、コーティングは、接着剤を含み得る。別の実施形態では、コーティングは、耐熱性であり得る。特定の事例では、コーティングは、耐熱性接着剤を含み得、これは、摩耗センサの性能の改善を促進し得る。例示的な接
着剤には、エポキシ、アクリレート、シリコーンゴムなどが含まれ得る。特定の実施形態では、コーティングは、スチールエポキシを含み得る。
The electronic device 983 may be part of a wear sensor that further includes a wire loop attached to the electronic device 983. In certain embodiments, the electronic device 983 may include a microcontroller, and the wire loop may be attached to the microcontroller. The wire loop may also be attached to a peripheral surface of the abrasive body that is attached to the mounting plate 981. The peripheral surface may be an inner or outer peripheral surface. In certain implementations, a coating may be applied to the wire loop to facilitate attachment of the wire loop to the peripheral surface and provide protection against heat and sparks. In certain embodiments, the coating may include an adhesive. In another embodiment, the coating may be heat resistant. In certain cases, the coating may include a heat resistant adhesive, which may facilitate improved performance of the wear sensor. Exemplary adhesives may include epoxies, acrylates, silicone rubbers, and the like. In certain embodiments, the coating may include steel epoxy.
いくつかの事例では、研削操作中の電子デバイス983からの信号伝送は、無線であり得る。例えば、ホイール摩耗情報は、Wi-Fi、Bluetooth、またはそれらの組み合わせを介して、携帯電話、ハンドヘルドデバイス、コンピュータなどの受信デバイスに送信され得る。伝送されたデータは、ワイヤループの状態および状態の変化を含み得る。例として、データは、「0」が閉ループ(例えば、検出可能なワイヤループの摩耗はない)を表し、「1」が開ループ(損傷ループ)を表すフォーマットであってもよい。摩耗ループの状態および/または状態の変化を使用して、研磨ツールの摩耗レベルを決定することができる。図9Dおよび図9Eは、電子デバイス983に取り付けられたワイヤループを含む摩耗センサによって伝送されたデータを示すグラフを含み、研削操作における異なるワイヤループの状態を表示する。図示するように、ワイヤループ番号2は、閉鎖され、状態変化はないが、一方、ワイヤループ番号4の状態は、0から1に変化し、ワイヤループが研削操作中に損傷していること、および研削ツールのいくつかの摩耗レベルを表示する。研削が継続するにつれて、ワイヤループ番号2は、後に損傷して、研削ツールのより高い摩耗レベルを表示する。 In some instances, signal transmission from electronic device 983 during the grinding operation may be wireless. For example, wheel wear information may be transmitted via Wi-Fi, Bluetooth, or a combination thereof to a receiving device such as a cell phone, handheld device, computer, etc. The transmitted data may include the state and change in state of the wire loop. As an example, the data may be in a format where a "0" represents a closed loop (e.g., no detectable wire loop wear) and a "1" represents an open loop (damaged loop). The state and/or change in state of the wear loop may be used to determine the wear level of the grinding tool. FIGS. 9D and 9E include graphs showing data transmitted by a wear sensor including a wire loop attached to electronic device 983, displaying the state of different wire loops in the grinding operation. As shown, wire loop number 2 is closed and has no state change, while the state of wire loop number 4 changes from 0 to 1, indicating that the wire loop is damaged during the grinding operation and some level of wear of the grinding tool. As grinding continues, wire loop number 2 later breaks off, indicating a higher level of wear on the grinding tool.
図10は、本体1001を含む研磨物品1000の一部分の断面図を含む。本体1001は、第2の主面1003の反対側の第1の主面1002と、第1および第2の主面1002および1003の間に延在する周囲面1004と、を含み得る。いくつかの事例では、本体1001は、研磨部分1020および非研磨部分1022を含み得る。周囲面1004は、研磨物品1000の材料除去面であり得る。 10 includes a cross-sectional view of a portion of an abrasive article 1000 including a body 1001. The body 1001 may include a first major surface 1002 opposite a second major surface 1003 and a peripheral surface 1004 extending between the first and second major surfaces 1002 and 1003. In some cases, the body 1001 may include an abrasive portion 1020 and a non-abrasive portion 1022. The peripheral surface 1004 may be a material removal surface of the abrasive article 1000.
摩耗検出センサ1005は、本体1101に少なくとも部分的に埋め込まれ得、電子素子1008と電子素子1008に連結されたアンテナ1006とを含む電子デバイスを含む。電子素子1008は、非研磨部分1022内に配置されてもよい。いくつかの事例では、電子素子1008の一部分は、研磨部分1020に配置されてもよい。アンテナ1006は、研磨部分1020に配置され、いくつかの事例では、アンテナの一部分は、非研磨部分に配置されてもよい。アンテナ1006の末端1014は、周囲面1004と整合され得る。 The wear detection sensor 1005 may be at least partially embedded in the body 1101 and includes an electronic device including an electronic element 1008 and an antenna 1006 coupled to the electronic element 1008. The electronic element 1008 may be disposed in the non-polished portion 1022. In some cases, a portion of the electronic element 1008 may be disposed in the polished portion 1020. The antenna 1006 may be disposed in the polished portion 1020 and in some cases, a portion of the antenna may be disposed in the non-polished portion. The end 1014 of the antenna 1006 may be aligned with the surrounding surface 1004.
アンテナ1006は、周囲面1004に向かって延在し得る。例として、アンテナ1006は、本体の一部分に沿って半径方向に延在し得る。別の事例では、アンテナ1006は、研磨部分の半径方向距離全体に延在し得る。 The antenna 1006 may extend toward the peripheral surface 1004. As an example, the antenna 1006 may extend radially along a portion of the body. In another instance, the antenna 1006 may extend the entire radial distance of the polishing portion.
いくつかの事例では、摩耗検出センサは、電子素子1008およびアンテナ1006の少なくとも一部分を含むパッケージを含み得る。例として、パッケージは、電子素子1008および/またはアンテナ1006を周囲環境から分離し得る。別の事例では、パッケージは、電子素子1008および/またはアンテナ1006を、研磨粒子、接着材料、および他の構成要素などの本体1001の組成物から分離し得る。 In some cases, the wear detection sensor may include a package that includes at least a portion of the electronic element 1008 and the antenna 1006. By way of example, the package may separate the electronic element 1008 and/or the antenna 1006 from the surrounding environment. In other cases, the package may separate the electronic element 1008 and/or the antenna 1006 from the composition of the body 1001, such as abrasive particles, adhesive materials, and other components.
パッケージは、保護層1010、基板1012、または両方などを含んでもよい。保護層1010の一部分は、主面1003の上に延在してもよい。代替的に、保護層1010は、主面1003の下または主面1003と同じ平面にあり得る。ある態様では、保護層1010は、水分、冷却剤などを含む外側環境条件から電子素子1008および/またはアンテナ1006を保護し得る材料を含んでもよい。例示的な保護材料には、ポリジメチルシロキサン(PDMS)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、またはそれらの任意の組み合わせが含まれ得る。 The package may include a protective layer 1010, a substrate 1012, or both, etc. A portion of the protective layer 1010 may extend above the major surface 1003. Alternatively, the protective layer 1010 may be below or in the same plane as the major surface 1003. In an aspect, the protective layer 1010 may include a material that may protect the electronic elements 1008 and/or the antenna 1006 from external environmental conditions, including moisture, coolants, etc. Exemplary protective materials may include polydimethylsiloxane (PDMS), polyethylene naphthalate (PEN), polyimide, polyether ether ketone (PEEK), or any combination thereof.
いくつかの事例では、ある特定の冷却剤は、材料除去操作で使用され、電子デバイスを冷却剤に曝すことによって、電子デバイスの劣化が引き起こされ得る。保護層1010またはパッケージ全体は、電子デバイスを冷却剤から保護するように適用され、電子デバイスの耐用年数を延ばすことができる。保護層は、電子デバイスを水分、厳しい温度、または電子デバイスを損傷し得る他の条件から保護するようにも適用され得る。 In some cases, certain coolants are used in material removal operations and exposing the electronic device to the coolant can cause degradation of the electronic device. A protective layer 1010 or the entire package can be applied to protect the electronic device from the coolant and extend the useful life of the electronic device. A protective layer can also be applied to protect the electronic device from moisture, extreme temperatures, or other conditions that can damage the electronic device.
ある態様では、基板1012は、保護層1010と同様または異なる材料を含み得る。特定の事例では、パッケージは、電子デバイスを被包してもよい。 In some aspects, the substrate 1012 may include a similar or different material to the protective layer 1010. In certain cases, the package may encapsulate the electronic device.
摩耗検出センサ1005は、複数の材料除去操作を切り抜け、研磨物品1000が機能しなくなるときに高い摩耗レベルに到達したというインジケータとしての役割を果たし得る。例として、電子素子1008の残りの長さは、内部円周が研磨物品1000を交換するときに到達したというインジケータであり得る。 The wear detection sensor 1005 can survive multiple material removal operations and serve as an indicator that a high wear level has been reached when the abrasive article 1000 will no longer function. As an example, the remaining length of the electronic element 1008 can be an indicator that the inner circumference has been reached when it is time to replace the abrasive article 1000.
ある実施形態では、摩耗検出センサは、電子素子に直接かつ電気的に接続されたアンテナを含む電子デバイスを含み得る。別の実施形態では、摩耗検出センサは、複数の電子デバイスを含み得、電子デバイスのうちの少なくとも1つは、電子素子に直接かつ電気的に接続されたアンテナを含み得る。さらに別の実施形態では、摩耗検出センサは、複数の電子デバイスを含み得、電子デバイスのうちの少なくともいくつかまたは各々は、電子素子に直接かつ電気的に接続されたアンテナを含み得る。いくつかの実装では、アンテナは、薄膜アンテナを含み得る。 In some embodiments, the wear detection sensor may include an electronic device including an antenna directly and electrically connected to the electronic element. In another embodiment, the wear detection sensor may include a plurality of electronic devices, at least one of which may include an antenna directly and electrically connected to the electronic element. In yet another embodiment, the wear detection sensor may include a plurality of electronic devices, at least some or each of which may include an antenna directly and electrically connected to the electronic element. In some implementations, the antenna may include a thin film antenna.
ある態様では、アンテナは、研磨本体の一部分に沿って延在し得る。例として、アンテナは、研磨本体の主面、周囲面、または両方の一部分に沿って、材料除去面に向かって延在し得る。別の態様では、アンテナは、研磨本体の半径方向、軸方向、またはそれらの組み合わせで延在し得る。さらなる態様では、アンテナは、研磨本体に部分的または全体的に研磨本体に埋め込まれ得る。 In some aspects, the antenna may extend along a portion of the abrasive body. By way of example, the antenna may extend along a portion of the major surface, the peripheral surface, or both of the abrasive body toward the material removal surface. In another aspect, the antenna may extend radially, axially, or a combination thereof, of the abrasive body. In further aspects, the antenna may be partially or entirely embedded in the abrasive body.
ある態様では、電子デバイスは、少なくとも1つのアンテナ、少なくとも2つのアンテナ、少なくとも3つのアンテナ、または少なくとも4つのアンテナを含み得、各アンテナは、電子素子に直接かつ電気的に接続される。ある態様では、アンテナのうちの少なくともいくつかは、研磨本体に沿った異なる距離に延在し得る。別の態様では、アンテナのうちの各々は、研磨本体に沿った異なる距離に延在し得る。 In some aspects, the electronic device may include at least one antenna, at least two antennas, at least three antennas, or at least four antennas, each antenna directly and electrically connected to an electronic element. In some aspects, at least some of the antennas may extend different distances along the abrasive body. In other aspects, each of the antennas may extend different distances along the abrasive body.
図11は、内部円周領域1103および外部円周領域1102を含む本体1101を含む研磨物品1100の平面図を含む。摩耗検出センサ1104は、電子素子1105と電子素子1105に連結された複数のアンテナ1106~1109とを含む電子デバイスを含み得る。電子素子1105は、内部円周領域1103内に配置され得る。別の事例では、電子素子1105は、外部円周領域1102に配置されてもよい。いくつかの特定の実装では、電子素子1105は、集積回路、トランスポンダ、またはそれらの組み合わせを含み得る。 FIG. 11 includes a plan view of an abrasive article 1100 including a body 1101 including an inner circumferential region 1103 and an outer circumferential region 1102. The wear detection sensor 1104 may include an electronic device including an electronic element 1105 and multiple antennas 1106-1109 coupled to the electronic element 1105. The electronic element 1105 may be disposed within the inner circumferential region 1103. In another case, the electronic element 1105 may be disposed in the outer circumferential region 1102. In some particular implementations, the electronic element 1105 may include an integrated circuit, a transponder, or a combination thereof.
アンテナ1106~1109は、互いに離間し得る。図示するように、アンテナ1106~1109は、アンテナの長さが互いに平行になるように延在し得る。別の事例では、アンテナ1106~1109のうちの少なくともいくつかは、長さが互いに角度をなして延在し得るように配置され得る。例えば、角度は、鋭角、鈍角、直角、またはそれらの組み合わせを含み得る。 The antennas 1106-1109 may be spaced apart from one another. As shown, the antennas 1106-1109 may extend such that their lengths are parallel to one another. In another case, at least some of the antennas 1106-1109 may be positioned such that their lengths extend at an angle to one another. For example, the angles may include acute angles, obtuse angles, right angles, or combinations thereof.
アンテナ1106~1109は、研磨本体の一部分に沿って、材料除去面(例えば、周囲面)に向かって延在し得る。ある態様では、アンテナのうちの1つは、他のアンテナの
うちの1つと比較して、異なる距離に延在し得る。別の態様では、全てのアンテナは、研磨本体に沿った異なる距離に延在し得る。
The antennas 1106-1109 can extend along a portion of the abrasive body toward the material removal surface (e.g., the peripheral surface). In some aspects, one of the antennas can extend a different distance compared to one of the other antennas. In other aspects, all of the antennas can extend a different distance along the abrasive body.
さらなる態様では、アンテナ1106~1109のうちの少なくともいくつかは、互いに比較して異なる長さを含み得る。特定の態様では、アンテナ1106~1009のうちの各々は、異なる長さを含み得る。例えば、アンテナ間の長さの相対的差異は、少なくとも5%、少なくとも10%、少なくとも15%、少なくとも17%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、または少なくとも50%であり得る。別の態様では、アンテナ間の長さの相対的差異は、最大で80%、最大で70%、最大で60%、最大で50%、最大で45%、最大で40%、最大で35%、または最大で30%であり得る。さらに、アンテナ間の長さの相対的差異は、本明細書で述べた最小割合および最大割合のうちのいずれかを含む範囲内であり得る。 In further aspects, at least some of the antennas 1106-1109 may include different lengths compared to one another. In certain aspects, each of the antennas 1106-1009 may include different lengths. For example, the relative difference in length between the antennas may be at least 5%, at least 10%, at least 15%, at least 17%, at least 20%, at least 30%, at least 40%, or at least 50%. In other aspects, the relative difference in length between the antennas may be at most 80%, at most 70%, at most 60%, at most 50%, at most 45%, at most 40%, at most 35%, or at most 30%. Additionally, the relative difference in length between the antennas may be within a range that includes any of the minimum and maximum percentages described herein.
図示するように、アンテナ1109は、内部円周領域1103内に配置され得る。他のアンテナ1106~1108は、内部円周領域1103内の位置から外部円周領域1102内に異なる距離に延在し得る。 As shown, antenna 1109 may be positioned within inner circumferential region 1103. The other antennas 1106-1108 may extend different distances from positions within inner circumferential region 1103 into outer circumferential region 1102.
アンテナ1106~1109は、研磨本体1101の中心線1111から距離δdCだけ離間し得る。図示するように、δdCは、アンテナ(例えば、1106)の末端から中心線1111までの垂直距離であり、末端は、中心線1111により近い末端である。例えば、アンテナ1106~1109のうちの少なくともいくつかまたは全ての間の距離δdCの相対的差異は、少なくとも2%、少なくとも5%、少なくとも10%、少なくとも15%、または少なくとも20%であり得る。別の事例では、距離δdCの相対的差異は、最大で40%、最大で35%、最大で20%、最大で15%、または最大で10%であり得る。さらに、δdCの相対的差異は、本明細書で述べた最小割合および最大割合のうちのいずれかを含む範囲内であり得る。 The antennas 1106-1109 may be spaced apart from the centerline 1111 of the abrasive body 1101 by a distance δdC. As shown, δdC is the perpendicular distance from an end of an antenna (e.g., 1106) to the centerline 1111, with the end being the end closer to the centerline 1111. For example, the relative difference in distance δdC between at least some or all of the antennas 1106-1109 may be at least 2%, at least 5%, at least 10%, at least 15%, or at least 20%. In other cases, the relative difference in distance δdC may be at most 40%, at most 35%, at most 20%, at most 15%, or at most 10%. Additionally, the relative difference in δdC may be within a range that includes any of the minimum and maximum percentages described herein.
各アンテナの他方の末端は、研磨本体1101の外周から距離δdOだけ離間し得る。距離は、アンテナ(例えば、1106)の末端から外周までの線形延長である。アンテナ1106~1109間の距離δdOは、異なっていてもよい。例えば、アンテナ1106~1109のうちの少なくともいくつかまたは全ての間の距離δdOの相対的差異は、少なくとも2%、少なくとも5%、少なくとも8%、少なくとも10%、または少なくとも15%であり得る。別の事例では、距離δdOの相対的差異は、最大で45%、最大で40%、最大で35%、最大で30%、または最大で25%であり得る。さらに、δdOの相対的差異は、本明細書で述べた最小割合および最大割合のうちのいずれかを含む範囲内であり得る。 The other end of each antenna may be spaced a distance δdO from the outer periphery of the abrasive body 1101. The distance is the linear extension from the end of the antenna (e.g., 1106) to the outer periphery. The distance δdO between the antennas 1106-1109 may be different. For example, the relative difference in the distance δdO between at least some or all of the antennas 1106-1109 may be at least 2%, at least 5%, at least 8%, at least 10%, or at least 15%. In other cases, the relative difference in the distance δdO may be at most 45%, at most 40%, at most 35%, at most 30%, or at most 25%. Furthermore, the relative difference in δdO may be within a range that includes any of the minimum and maximum percentages described herein.
研磨物品1100の例示的な材料除去操作では、最長のアンテナ1107は、実際の材料除去面(例えば、周囲面)と接触し得、アンテナ1107の一部分は、除去され得る。研磨物品の摩耗が進行するにつれて、アンテナ1108、1106、および1104の部分は、除去され得る。アンテナのサイズが低減するにつれて、電子デバイスからの応答エネルギーが減少する。データ受信デバイスは、受信した信号の変化を感知し得、操作者は、摩耗について警告を受け得る。いくつかの事例では、データ受信デバイスは、応答エネルギーの変化を計算してもよく、計算して、摩耗レベルを表示する。 In an exemplary material removal operation of the abrasive article 1100, the longest antenna 1107 may contact the actual material removal surface (e.g., the surrounding surface) and a portion of the antenna 1107 may be removed. As wear of the abrasive article progresses, portions of antennas 1108, 1106, and 1104 may be removed. As the antennas decrease in size, the response energy from the electronic device decreases. The data receiving device may sense the change in the received signal and the operator may be alerted to the wear. In some instances, the data receiving device may calculate the change in response energy and calculate to indicate the wear level.
ある実施形態では、摩耗検出センサは、電子素子およびアンテナを含む電子デバイスを含み得、アンテナは、電子素子よりも大きい表面積を含み得る。例えば、電子デバイスは、電子素子に連結された複数のアンテナを含み得、アンテナのうちの少なくとも1つ、いくつか、または各々は、電子素子の表面積よりも大きい表面を有し得る。 In some embodiments, the wear detection sensor may include an electronic device including an electronic element and an antenna, where the antenna may include a surface area that is greater than the electronic element. For example, the electronic device may include multiple antennas coupled to the electronic element, where at least one, some, or each of the antennas may have a surface that is greater than the surface area of the electronic element.
別の事例では、摩耗検出センサは、複数の電子デバイスを含み得、電子デバイスのうちの少なくとも1つは、電子素子に連結されたアンテナを含み得、アンテナは、電子素子よりも大きい表面積を有し得る。特定の事例では、複数の電子デバイスのうちのいくつかまたは各々は、電子素子に連結されたアンテナを含み得、アンテナは、電子素子よりも大きい表面積を有し得る。別の特定の事例では、複数の電子デバイスのうちの1つ以上は、電子素子に連結された複数のアンテナを含み得、複数のアンテナのうちの少なくとも1つ以上は、電子素子よりも大きい表面積を有し得る。より特定の事例では、アンテナの全ては、アンテナが連結される電子素子よりも大きい表面積を有し得る。 In another case, the wear detection sensor may include a plurality of electronic devices, at least one of which may include an antenna coupled to the electronic element, and the antenna may have a larger surface area than the electronic element. In a particular case, some or each of the plurality of electronic devices may include an antenna coupled to the electronic element, and the antenna may have a larger surface area than the electronic element. In another particular case, one or more of the plurality of electronic devices may include a plurality of antennas coupled to the electronic element, and at least one or more of the plurality of antennas may have a larger surface area than the electronic element. In a more particular case, all of the antennas may have a larger surface area than the electronic element to which the antenna is coupled.
ある実施形態では、電子デバイスは、研磨物品の本体の非研磨部分、研磨部分、または両方に位置付けられ得る。いくつかの事例では、アンテナは、電子素子に連結され、研磨物品の本体の非研磨部分に位置付けられ得る。本明細書で使用する場合、非研磨部分は、研磨粒子を本質的に含まない研磨物品本体の一部分を指すように意図される。非研磨部分は、接着材料を含んでも、または含まなくてもよい。研磨部分は、接着マトリクスと、接着マトリクスに含まれた研磨粒子と、を含む研磨物品本体の一部分を指すように意図される。研磨本体は、接着マトリクスと、接着マトリクスに分散された研磨粒子と、を含む接着本体を指すように意図され、接着本体は、非研磨部分を本質的に含まない。 In some embodiments, the electronic device may be located on the non-abrasive portion of the body of the abrasive article, the abrasive portion, or both. In some cases, the antenna may be coupled to the electronic element and located on the non-abrasive portion of the body of the abrasive article. As used herein, non-abrasive portion is intended to refer to a portion of the abrasive article body that is essentially free of abrasive particles. The non-abrasive portion may or may not include an adhesive material. Abrasive portion is intended to refer to a portion of the abrasive article body that includes an adhesive matrix and abrasive particles contained in the adhesive matrix. Abrasive body is intended to refer to an adhesive body that includes an adhesive matrix and abrasive particles dispersed in the adhesive matrix, the adhesive body being essentially free of non-abrasive portions.
ある実施形態では、摩耗検出センサは、フレア状の本体を含むアンテナを含み得る。いくつかの事例では、摩耗検出センサは、複数のアンテナを含み得、アンテナのうちの1つ以上は、フレア状の本体を含み得る。図12は、内部円周領域1214および外部円周領域1215を含む研磨本体1201を含む研磨物品1200の平面図を含む。いくつかの事例では、本体は、中心領域1213を含み得る。中心領域は、フランジ領域またはハブを含んでもよい。 In some embodiments, the wear detection sensor may include an antenna that includes a flared body. In some cases, the wear detection sensor may include multiple antennas, one or more of which may include a flared body. FIG. 12 includes a top view of an abrasive article 1200 that includes an abrasive body 1201 that includes an inner circumferential region 1214 and an outer circumferential region 1215. In some cases, the body may include a central region 1213. The central region may include a flange region or a hub.
摩耗検出センサ1203は、中心領域1213に配置された電子素子1205と、アンテナ1207と、を含む第1の電子デバイス1204を含み得る。第2の電子デバイス1208は、内部円周領域1214に位置付けられた電子素子1209と、アンテナ1211と、を含む。別の事例では、第1および第2の電子素子1205および1209は、中心領域1213の外部に配置され得る。さらに別の事例では、第1および第2の電子素子1209および1205の両方は、内部円周領域1214に配置され得る。さらに別の事例では、第1および第2の電子素子1205および1209のうちの一方は、内部円周領域1214に配置され得、他方は、外部円周領域1215に配置され得る。特定の事例では、電子素子のどちらも、外部円周領域1215に配置されない。別の特定の事例では、電子素子のうちの最大で1つは、中心領域1213に配置され得る。より特定の事例では、電子素子のうちの少なくともいくつかは、中心領域1213、内部円周領域1214、および外部円周領域1215を含む異なる領域に配置される。 The wear detection sensor 1203 may include a first electronic device 1204 including an electronic element 1205 disposed in a central region 1213 and an antenna 1207. The second electronic device 1208 includes an electronic element 1209 positioned in an inner circumferential region 1214 and an antenna 1211. In another case, the first and second electronic elements 1205 and 1209 may be disposed outside the central region 1213. In yet another case, both the first and second electronic elements 1209 and 1205 may be disposed in the inner circumferential region 1214. In yet another case, one of the first and second electronic elements 1205 and 1209 may be disposed in the inner circumferential region 1214 and the other may be disposed in the outer circumferential region 1215. In a particular case, neither of the electronic elements is disposed in the outer circumferential region 1215. In another particular case, at most one of the electronic elements may be disposed in the central region 1213. In more particular cases, at least some of the electronic elements are disposed in different regions, including a central region 1213, an inner circumferential region 1214, and an outer circumferential region 1215.
アンテナ1207および1211は、研磨本体1201の円周方向、半径方向、軸方向、またはそれらの任意の組み合わせで、互いに離間し得る。アンテナ1207および1211は、研磨本体の一部分に沿って、半径方向、軸方向、またはそれらの組み合わせで延在し得る。アンテナ1207は、中心領域1213の場所から、内部円周領域1214の半径方向距離全体にわたって、外部円周領域1215内に延在し得る。アンテナ1207の末端は、研磨本体の外周もしくは材料除去面(例えば、周囲面)から離間し得るか、またはそれと整合され得る。図示するように、二次アンテナ1207の末端のうちの1つは、外周または材料除去面に到達し得る。 The antennas 1207 and 1211 may be spaced apart from one another in a circumferential, radial, axial, or any combination thereof, direction of the abrasive body 1201. The antennas 1207 and 1211 may extend radially, axially, or any combination thereof along a portion of the abrasive body. The antenna 1207 may extend from a location in the central region 1213, over the entire radial distance of the inner circumferential region 1214, and into the outer circumferential region 1215. The ends of the antenna 1207 may be spaced apart from or aligned with the outer periphery or material removal surface (e.g., the peripheral surface) of the abrasive body. As shown, one of the ends of the secondary antenna 1207 may reach the outer periphery or material removal surface.
アンテナ1211は、内部円周領域1214の場所から外部円周領域1215内に延在し得る。アンテナ1211のうちの少なくとも1つは、外周に到達し得る末端を有し得る。 The antennas 1211 may extend from a location in the inner circumferential region 1214 into the outer circumferential region 1215. At least one of the antennas 1211 may have a terminal end that may reach the outer periphery.
図示するように、二次アンテナ1207および1211のうちの各々は、フレア状の本体を含み得る。本体の幅は、二次アンテナ1207および1211が外周または周囲面に向かって延在するにつれて増加し得る。例として、本体1201の外周により近い二次アンテナ1207または1211の末端の幅Wは、アンテナの別の部分の幅と比較して、最大であり得る。 As shown, each of the secondary antennas 1207 and 1211 may include a flared body. The width of the body may increase as the secondary antennas 1207 and 1211 extend toward the periphery or peripheral surface. By way of example, the width W of the end of the secondary antenna 1207 or 1211 closer to the periphery of the body 1201 may be greatest compared to the width of another portion of the antenna.
いくつかの事例では、アンテナ1207もしくは1211またはその両方は、研磨本体1201の主面に取り付けられ得る。例として、アンテナ1207もしくは1211またはその両方は、研磨本体の主面の一部分に沿って延在し得る。別の事例では、アンテナ1207もしくは1211またはその両方の一部分は、外側環境に曝され得る。例として、二次アンテナ1207もしくは1211またはその両方は、研磨本体1201に部分的に埋め込まれ得る。別の事例では、アンテナ1207もしくは1211またはその両方は、研磨本体1201の内部円周領域1214の表面部分の外部に突出する部分を含み得る。 In some cases, the antenna 1207 or 1211, or both, may be attached to a major surface of the polishing body 1201. By way of example, the antenna 1207 or 1211, or both, may extend along a portion of the major surface of the polishing body. In other cases, a portion of the antenna 1207 or 1211, or both, may be exposed to the outside environment. By way of example, the secondary antenna 1207 or 1211, or both, may be partially embedded in the polishing body 1201. In other cases, the antenna 1207 or 1211, or both, may include a portion that protrudes outside of a surface portion of the inner circumferential region 1214 of the polishing body 1201.
他の事例では、アンテナ1207または1211は、電子デバイス1204または1205と比較して、より大きい研磨本体の表面積に延在し得るが、フレア状の本体以外の形状である。例として、アンテナ1207および/または1211は、三角形、長方形、正方形、または不規則な形状を含む形状であり得る。アンテナ1207および1211は、同じまたは異なる形状であり得る。 In other cases, antenna 1207 or 1211 may extend over a larger surface area of the polishing body compared to electronic device 1204 or 1205, but be a shape other than a flared body. By way of example, antenna 1207 and/or 1211 may be shaped to include a triangle, rectangle, square, or irregular shape. Antennas 1207 and 1211 may be the same or different shapes.
別の事例では、アンテナ1207および1211のうちのいずれかまたは各々は、電子デバイス1204および/または1208へのデータ伝送および/または継続的な電力供給の改善を促進し得る、研磨本体のある特定の表面積に延在し得る。例として、アンテナ1207および1211のうちのいずれかまたは各々は、研磨本体1201の主面または周囲面の表面積の少なくとも1/20、例えば、研磨本体1201の主面または周囲面の表面積の少なくとも2/20、少なくとも3/20、少なくとも4/20、または少なくとも5/20に延在し得る。別の事例では、アンテナ1207および1211のうちのいずれかまたは各々は、研磨本体1201の主面または周囲面の表面積の最大で10/20、例えば、研磨本体1201の主面または周囲面の表面積の最大で9/20、最大で8/20、最大で7/20、最大で6/20、最大で5/20、最大で4/20、または最大で3/20に延在し得る。さらに、アンテナ1207および1211のうちのいずれかまたは各々は、本明細書で述べた最小値および最大値のうちのいずれかを含む表面積に延在し得る。 In another case, either or each of antennas 1207 and 1211 may extend over a certain surface area of the polishing body, which may facilitate improved data transmission and/or continuous power supply to electronic devices 1204 and/or 1208. By way of example, either or each of antennas 1207 and 1211 may extend over at least 1/20 of the surface area of the major or peripheral surface of polishing body 1201, e.g., at least 2/20, at least 3/20, at least 4/20, or at least 5/20 of the surface area of the major or peripheral surface of polishing body 1201. In another example, either or each of antennas 1207 and 1211 may extend over at most 10/20 of the surface area of the major or peripheral surface of abrasive body 1201, e.g., at most 9/20, at most 8/20, at most 7/20, at most 6/20, at most 5/20, at most 4/20, or at most 3/20 of the surface area of the major or peripheral surface of abrasive body 1201. Additionally, either or each of antennas 1207 and 1211 may extend over a surface area that includes any of the minimum and maximum values set forth herein.
図13は、研磨本体1301を含む研磨物品1300の平面図を含む。研磨本体1301は、内部円周領域1302および外部円周領域1303を含み得る。いくつかの事例では、研磨本体1301は、中心領域1310を含み得る。 FIG. 13 includes a top view of an abrasive article 1300 that includes an abrasive body 1301. The abrasive body 1301 can include an inner circumferential region 1302 and an outer circumferential region 1303. In some cases, the abrasive body 1301 can include a central region 1310.
摩耗検出センサ1304は、アンテナ1306に連結された電子素子1305を含む第1の電子デバイスと、アンテナ1308に連結された電子素子1307を含む第2の電子デバイスと、を含み得る。 The wear detection sensor 1304 may include a first electronic device including an electronic element 1305 coupled to an antenna 1306 and a second electronic device including an electronic element 1307 coupled to an antenna 1308.
アンテナ1306および1308は、研磨本体1301の円周方向に延在し得る湾曲部分を含み得る。特定の事例では、アンテナ1306および1308は、円周方向に延在し得る長さを含み得る。さらなる事例では、アンテナ1307、1308、またはその両方は、円周方向、軸方向、半径方向、またはそれらの任意の組み合わせで延在し得る。別の事例では、アンテナ1306および1308は、同じまたは異なる長さを有し得る。 The antennas 1306 and 1308 may include curved portions that may extend circumferentially around the abrasive body 1301. In certain cases, the antennas 1306 and 1308 may include lengths that may extend circumferentially. In further cases, the antennas 1307, 1308, or both, may extend circumferentially, axially, radially, or any combination thereof. In other cases, the antennas 1306 and 1308 may have the same or different lengths.
別の事例では、アンテナ1306、1308、またはその両方は、研磨本体1301の
一部分に沿ってある特定の長さに延在し得る。ある態様では、アンテナ1307、1308、またはその両方は、主面、周囲面、またはそれらの組み合わせの一部分に沿って延在し得る。別の態様では、アンテナ1306および1308のうちの1つまたは各々は、データ伝送および/または継続的な電力供給の改善を促進し得る、ある特定の長さに延在し得る。例として、アンテナ1306および1308のうちの1つまたは各々は、研磨本体1301の外周の少なくとも1/10、例えば、研磨本体1301の外周の少なくとも2/10、少なくとも3/10、少なくとも4/10、少なくとも5/10、少なくとも6/10、または少なくとも7/10に延在し得る。別の事例では、アンテナ1306および1308のうちの1つまたは各々は、研磨本体1301の外周の最大で9/10、例えば、研磨本体1301の外周の最大で8/10、最大で7/10、最大で6/10、最大で5/10、または最大で4/10に延在し得る。さらに、アンテナ1306および1308のうちの1つまたは各々は、本明細書で述べた最小値および最大値のうちのいずれかを含む範囲の長さに延在し得る。
In another instance, the antennas 1306, 1308, or both, may extend a certain length along a portion of the polishing body 1301. In an aspect, the antennas 1307, 1308, or both, may extend along a portion of the main surface, the peripheral surface, or a combination thereof. In another aspect, one or each of the antennas 1306 and 1308 may extend a certain length that may facilitate improved data transmission and/or continuous power supply. By way of example, one or each of the antennas 1306 and 1308 may extend at least 1/10 of the circumference of the polishing body 1301, e.g., at least 2/10, at least 3/10, at least 4/10, at least 5/10, at least 6/10, or at least 7/10 of the circumference of the polishing body 1301. In other cases, one or each of antennas 1306 and 1308 may extend up to 9/10 of the circumference of abrasive body 1301, e.g., up to 8/10, up to 7/10, up to 6/10, up to 5/10, or up to 4/10 of the circumference of abrasive body 1301. Additionally, one or each of antennas 1306 and 1308 may extend a length range that includes any of the minimum and maximum values stated herein.
別の事例では、アンテナ1306および1308のうちのいずれかまたは各々は、電子デバイス1305および/または1307へのデータ伝送および/または継続的な電力供給の改善を促進し得る、研磨本体のある特定の表面積に延在し得る。例として、アンテナ1306および1308のうちのいずれかまたは各々は、研磨本体1301の主面または周囲面の表面積の少なくとも1/20、例えば、研磨本体1301の主面または周囲面の表面積の少なくとも2/20、少なくとも3/20、少なくとも4/20、または少なくとも5/20に延在し得る。別の事例では、アンテナ1306および1308のうちのいずれかまたは各々は、研磨本体1201の主面または周囲面の表面積の最大で10/20、例えば、研磨本体1301の主面または周囲面の表面積の最大で9/20、最大で8/20、最大で7/20、最大で6/20、最大で5/20、最大で4/20、または最大で3/20に延在し得る。さらに、アンテナ1306および1308のうちのいずれかまたは各々は、本明細書で述べた最小値および最大値のうちのいずれかを含む表面積に延在し得る。 In another case, either or each of antennas 1306 and 1308 may extend over a certain surface area of the polishing body, which may facilitate improved data transmission and/or continuous power supply to electronic devices 1305 and/or 1307. By way of example, either or each of antennas 1306 and 1308 may extend over at least 1/20 of the surface area of the major or peripheral surface of polishing body 1301, e.g., at least 2/20, at least 3/20, at least 4/20, or at least 5/20 of the surface area of the major or peripheral surface of polishing body 1301. In another example, either or each of antennas 1306 and 1308 may extend over up to 10/20 of the surface area of the major or peripheral surface of abrasive body 1201, e.g., up to 9/20, up to 8/20, up to 7/20, up to 6/20, up to 5/20, up to 4/20, or up to 3/20 of the surface area of the major or peripheral surface of abrasive body 1301. Additionally, either or each of antennas 1306 and 1308 may extend over a surface area that includes any of the minimum and maximum values set forth herein.
図示するように、アンテナ1306および1308のうちの各々は、弧状を有し得る。アンテナ1306および1308は、互いに向かって延在し、半径方向、軸方向、円周方向、またはそれらの組み合わせで離間し得る。 As shown, each of the antennas 1306 and 1308 may have an arc shape. The antennas 1306 and 1308 may extend toward one another and may be spaced apart radially, axially, circumferentially, or a combination thereof.
アンテナ1306および1308は、内部円周領域1302の一部分、外部円周領域1303の一部分、またはその両方に沿って延在し得る。いくつかの事例では、アンテナ1306および1308ならびに電子デバイス1305および1307は、中心領域1310の外部に配置されてもよい。別の事例では、電子デバイス1307および1305のうちの1つは、中心円周領域1310または外部円周領域1303に配置されてもよい。 Antennas 1306 and 1308 may extend along a portion of inner circumferential region 1302, a portion of outer circumferential region 1303, or both. In some cases, antennas 1306 and 1308 and electronic devices 1305 and 1307 may be disposed outside of central region 1310. In other cases, one of electronic devices 1307 and 1305 may be disposed in central circumferential region 1310 or outer circumferential region 1303.
いくつかの事例では、アンテナ1306および1308のうちの1つまたは各々は、研磨本体の主面の一部分に沿って延在し得る。特定の事例では、アンテナ1306および1308のうちの1つまたは各々は、研磨本体の主面に取り付けられ得る。別の事例では、アンテナ1306および1308のうちの1つまたは各々は、研磨本体に少なくとも部分的に埋め込まれる。さらなる事例では、アンテナ1306および1308のうちの少なくとも1つまたは各々は、外側環境に曝された部分を含み得る。特定の事例では、アンテナ1306および1308の少なくとも1つまたは各々は、内部円周領域1302の表面部分の外部に突出する部分を含み得る。 In some cases, one or each of the antennas 1306 and 1308 may extend along a portion of the major surface of the abrasive body. In certain cases, one or each of the antennas 1306 and 1308 may be attached to the major surface of the abrasive body. In other cases, one or each of the antennas 1306 and 1308 may be at least partially embedded in the abrasive body. In further cases, at least one or each of the antennas 1306 and 1308 may include a portion exposed to the outside environment. In certain cases, at least one or each of the antennas 1306 and 1308 may include a portion that protrudes outside of the surface portion of the inner circumferential region 1302.
別の実施形態では、摩耗検出センサは、電子デバイスのデータ受信デバイスへの応答の改善を促進し得る、ある特定の数の電子デバイスを含み得る。例として、摩耗検出センサは、少なくとも1つの電子デバイス、例えば、少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なく
とも5つ、少なくとも6つ、または少なくとも7つの電子デバイスを含み得る。さらなる実施形態では、摩耗検出センサは、最大で45個の電子デバイス、最大で40個、最大で35個、最大で30個、最大で25個、最大で20個、最大で15個、最大で12個、最大で10個、最大で9つ、または最大で8つの電子デバイスを含み得る。さらに、電子デバイスの数は、本明細書で述べた最小値および最大値のうちのいずれかを含む範囲内であり得る。例として、摩耗検出センサは、1~45個の電子デバイスを含み得る。
In another embodiment, the wear detection sensor may include a certain number of electronic devices that may facilitate improved response of the electronic device to the data receiving device. As an example, the wear detection sensor may include at least one electronic device, for example, at least two, at least three, at least five, at least six, or at least seven electronic devices. In further embodiments, the wear detection sensor may include up to 45 electronic devices, up to 40, up to 35, up to 30, up to 25, up to 20, up to 15, up to 12, up to 10, up to 9, or up to 8 electronic devices. Furthermore, the number of electronic devices may be within a range including any of the minimum and maximum values stated herein. As an example, the wear detection sensor may include 1 to 45 electronic devices.
ある態様では、摩耗検出センサは、半径方向、軸方向、円周方向、またはそれらの組み合わせで互いに離間している複数の電子デバイスを含み得る。別の態様では、複数の電子デバイスのうちの少なくともいくつかは、互いに角度をなして配置され得る。別の態様では、電子デバイスのうちのいくつかは、半径方向に整合され得る。さらに別の態様では、電子デバイスのうちのいくつかは、平行であってもよい。さらなる態様では、複数の電子デバイスは、研磨本体の材料除去面に向かって延在し得る。 In one aspect, the wear detection sensor may include a plurality of electronic devices spaced apart from one another radially, axially, circumferentially, or a combination thereof. In another aspect, at least some of the plurality of electronic devices may be disposed at an angle to one another. In another aspect, some of the electronic devices may be radially aligned. In yet another aspect, some of the electronic devices may be parallel. In a further aspect, the plurality of electronic devices may extend toward the material removal surface of the abrasive body.
図14は、研磨本体1401と、研磨本体1401の一部分に沿って延在する複数の電子デバイス1402を含む摩耗検出センサと、を含む研磨物品1400の平面図を含む。複数の電子デバイス1402は、本開示の実施形態で述べた電子デバイスのうちのいずれかを含む、同じまたは異なる電子デバイスを含み得る。特定の事例では、複数の電子デバイス1402は、RFIDタグもしくはセンサ、NFIDタグもしくはセンサ、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。 14 includes a top view of an abrasive article 1400 including an abrasive body 1401 and a wear detection sensor including a plurality of electronic devices 1402 extending along a portion of the abrasive body 1401. The plurality of electronic devices 1402 may include the same or different electronic devices, including any of the electronic devices described in the embodiments of this disclosure. In certain cases, the plurality of electronic devices 1402 may include RFID tags or sensors, NFID tags or sensors, or any combination thereof.
いくつかの事例では、電子デバイス1402のうちの1つ以上は、研磨本体1401の主面、周囲面、またはそれらの組み合わせの一部分に沿って延在し得る。別の事例では、電子デバイス1402のうちの1つ以上または各々は、研磨本体に部分的に埋め込まれるか、または全体的に埋め込まれ得る。 In some cases, one or more of the electronic devices 1402 may extend along a portion of a major surface, a peripheral surface, or a combination thereof, of the polishing body 1401. In other cases, one or more or each of the electronic devices 1402 may be partially embedded or entirely embedded in the polishing body.
研磨本体1401は、内部円周領域1404および外部円周領域1403を含み得る。複数の電子デバイス1402は、外部円周領域1403に配置され得る。いくつかの事例では、電子デバイス1402のうちの1つ以上は、内部円周領域1404に配置されてもよい。さらなる事例では、電子デバイス1402のうちの1つ以上は、内部円周領域1404の一部分および外部円周領域1403の一部分に沿って延在してもよい。別の事例では、電子デバイス1402のうちの1つ以上は、研磨本体1401の材料除去面と整合されている末端を含み得る。 The polishing body 1401 may include an inner circumferential region 1404 and an outer circumferential region 1403. A plurality of electronic devices 1402 may be disposed in the outer circumferential region 1403. In some cases, one or more of the electronic devices 1402 may be disposed in the inner circumferential region 1404. In further cases, one or more of the electronic devices 1402 may extend along a portion of the inner circumferential region 1404 and a portion of the outer circumferential region 1403. In another case, one or more of the electronic devices 1402 may include an end that is aligned with the material removal surface of the polishing body 1401.
電子デバイス1402のうちの少なくともいくつかは、電子素子1410およびアンテナ1411を含み得る。電子素子1410は、内部円周領域1405内に位置付けられ得る。 At least some of the electronic devices 1402 may include an electronic element 1410 and an antenna 1411. The electronic element 1410 may be positioned within the inner circumferential region 1405.
研磨1400の操作中、電子デバイスのうちの1つ以上は、材料除去面に接触し得、電子デバイスの一部分は除去され得る。損傷した1つまたは複数の電子デバイスは、データ受信デバイスに応答して低減した電力を反射し得るか、または非アクティブになったときに応答しない。反射エネルギーの低減は、データ受信デバイスによって感知され得、データ受信デバイスによって計算されてもよく、操作者が、研磨物品1400の摩耗状態について警告を受け、研磨物品1400を交換しなればならないときを決定することができるようにする。 During operation of the abrasive 1400, one or more of the electronic devices may contact the material removal surface and a portion of the electronic device may be removed. A damaged electronic device or devices may reflect reduced power in response to the data receiving device or may not respond when inactive. The reduction in reflected energy may be sensed and calculated by the data receiving device, allowing an operator to be alerted to the wear condition of the abrasive article 1400 and determine when the abrasive article 1400 should be replaced.
図15は、別の研磨物品の研磨本体1500の一部分の平面図を含む。研磨本体1500は、研磨本体1500のセンター穴を画定する内周1501と、外周1502と、を含み得る。いくつかの事例では、外周は、材料除去面を画定し得る。いくつかの事例では、研磨本体は、主面1503を含み得る。他の事例では、研磨本体は、周囲面1503を含
み得る。
15 includes a plan view of a portion of an abrasive body 1500 of another abrasive article. The abrasive body 1500 can include an inner periphery 1501 that defines a center hole of the abrasive body 1500, and an outer periphery 1502. In some cases, the outer periphery can define a material removal surface. In some cases, the abrasive body can include a major surface 1503. In other cases, the abrasive body can include a peripheral surface 1503.
複数の電子デバイスを含む摩耗検出センサは、第1の電子デバイス1504および第2の電子デバイス1505を含み得る。第1および第2の電子デバイス1504および1505は、千鳥状であり、互いに平行に配置され得る。第1および第2の電子デバイス1504および1505は、研磨本体1500の一部分に沿って延在し、半径方向、軸方向、円周方向、またはそれらの組み合わせで互いから離間し得る。いくつかの事例では、第1および第2の電子デバイス1504および1505は、表面1503に沿って延在し得る。別の事例では、第1および第2の電子デバイス1504および1505は、半径方向、軸方向、またはそれらの組み合わせで、材料除去面に向かって延在し得る。さらなる事例では、電子デバイス1504および1505のうちの1つまたは各々は、研磨本体1500に部分的または全体的に埋め込まれ得る。 A wear detection sensor including multiple electronic devices may include a first electronic device 1504 and a second electronic device 1505. The first and second electronic devices 1504 and 1505 may be staggered and arranged parallel to one another. The first and second electronic devices 1504 and 1505 may extend along a portion of the polishing body 1500 and may be spaced apart from one another in a radial, axial, circumferential, or combination thereof. In some cases, the first and second electronic devices 1504 and 1505 may extend along the surface 1503. In other cases, the first and second electronic devices 1504 and 1505 may extend toward the material removal surface in a radial, axial, or combination thereof. In further cases, one or each of the electronic devices 1504 and 1505 may be partially or entirely embedded in the polishing body 1500.
第1の電子デバイス1504は、末端1512と末端1511との間に延在する第1の長さL1を含み得、末端1511は、末端1512と比較して内周1501により近く、末端1512は、末端1511と比較して外周1502により近い。 The first electronic device 1504 may include a first length L1 extending between end 1512 and end 1511, with end 1511 being closer to the inner periphery 1501 compared to end 1512 and end 1512 being closer to the outer periphery 1502 compared to end 1511.
第2の電子デバイス1505は、末端1513と末端1514との間に延在する第2の長さL2を含み得、末端1513は、末端1514と比較して内周1501により近く、末端1514は、末端1513と比較して外周1502により近い。長さ、L1およびL2は、同じまたは異なり得る。 The second electronic device 1505 may include a second length L2 extending between end 1513 and end 1514, with end 1513 closer to inner periphery 1501 compared to end 1514, and end 1514 closer to outer periphery 1502 compared to end 1513. The lengths, L1 and L2, may be the same or different.
ある態様では、末端1511から内周1501までの距離δdI1は、末端1513から内周1501までの距離δdI2よりも大きくなり得る。例として、δdI1とδdI2との間の相対的差異は、少なくとも2%、少なくとも5%、少なくとも10%、少なくとも12%、少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、または少なくとも50%であり得る。別の事例では、δdI1とδdI2との間の相対的差異は、最大で80%、最大で70%、最大で60%、最大で50%、最大で45%、最大で40%、最大で35%、または最大で30%であり得る。さらに、相対的差異δdI1およびδdI2は、本明細書で述べた最小割合および最大割合のうちのいずれかを含む範囲内であり得る。 In some aspects, the distance δdI1 from the end 1511 to the inner periphery 1501 can be greater than the distance δdI2 from the end 1513 to the inner periphery 1501. By way of example, the relative difference between δdI1 and δdI2 can be at least 2%, at least 5%, at least 10%, at least 12%, at least 15%, at least 20%, at least 30%, at least 40%, or at least 50%. In other cases, the relative difference between δdI1 and δdI2 can be at most 80%, at most 70%, at most 60%, at most 50%, at most 45%, at most 40%, at most 35%, or at most 30%. Additionally, the relative differences δdI1 and δdI2 can be within a range that includes any of the minimum and maximum percentages described herein.
別の態様では、末端1514から外周1502までの距離δdO2は、末端1512から外周1502までの距離δdO1よりも大きくなり得る。例として、δdO1とδdO2との間の相対的差異は、少なくとも2%、少なくとも5%、少なくとも10%、少なくとも12%、少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、または少なくとも50%であり得る。別の事例では、δdO1とδdO2との間の相対的差異は、最大で80%、最大で70%、最大で60%、最大で50%、最大で45%、最大で40%、最大で35%、または最大で30%であり得る。さらに、相対的差異δdO1およびδdO2は、本明細書で述べた最小割合および最大割合のうちのいずれかを含む範囲内であり得る。 In another aspect, the distance δdO2 from the end 1514 to the periphery 1502 can be greater than the distance δdO1 from the end 1512 to the periphery 1502. By way of example, the relative difference between δdO1 and δdO2 can be at least 2%, at least 5%, at least 10%, at least 12%, at least 15%, at least 20%, at least 30%, at least 40%, or at least 50%. In another instance, the relative difference between δdO1 and δdO2 can be at most 80%, at most 70%, at most 60%, at most 50%, at most 45%, at most 40%, at most 35%, or at most 30%. Additionally, the relative differences δdO1 and δdO2 can be within a range that includes any of the minimum and maximum percentages described herein.
研磨物品の例示的な操作において、第1の電子デバイス1504は、第2の研磨デバイス1505よりも早く損傷し得、これにより、データ受信デバイスが受信した信号の変化が引き起こされ得る。例として、摩耗が第1の電子デバイス1504の位置1507に到達するとき、第1の電子デバイス1504は、損傷し得、かつ非アクティブ(例えば、非機能的)になるが、一方で、第2の電子デバイス1505は、機能的なままであり得る。信号の強度または強さなどの信号変化は、データ受信デバイスによって測定および/または計算されてもよく、データ受信デバイスは、摩耗警告を操作者に送信し得る。特定の態様では、電子デバイス1504および1505は、摩耗が第1の電子デバイスの1507
などのある特定の位置に到達するときに、摩耗レベルを決定することができるように位置付けられ得る。例として、電子デバイス1504および1505は、位置1507に到達するときに摩耗レベルが50%であり得るように位置付けられ得る。操作が継続するにつれて、位置1506に到達し得、第2の電子デバイスは損傷し得る。データ受信デバイスが受信した信号に対するさらなる変化を利用して、80%摩耗などの別の摩耗レベルの警告を送信して、研磨物品の近づく寿命について操作者に警告してもよい。
In an exemplary operation of the abrasive article, the first electronic device 1504 may be damaged faster than the second polishing device 1505, which may cause a change in the signal received by the data receiving device. As an example, when wear reaches the location 1507 of the first electronic device 1504, the first electronic device 1504 may be damaged and become inactive (e.g., non-functional), while the second electronic device 1505 may remain functional. The signal change, such as the strength or intensity of the signal, may be measured and/or calculated by the data receiving device, which may send a wear warning to the operator. In certain aspects, the electronic devices 1504 and 1505 may be connected to each other when wear reaches the location 1507 of the first electronic device.
The electronic devices 1502 and 1503 may be positioned such that when a certain position, such as 80% wear, is reached, the wear level can be determined. By way of example, electronic devices 1504 and 1505 may be positioned such that when position 1507 is reached the wear level may be 50%. As operation continues, position 1506 may be reached and the second electronic device may be damaged. Further changes to the signal received by the data receiving device may be used to send a warning of another wear level, such as 80% wear, to alert the operator of the approaching end of life of the abrasive article.
いくつかの例示的形成プロセスでは、研磨本体前駆体は、20~30時間の加熱サイクルに供されて、最終的に形成された研磨本体を形成してもよい。いくつかの事例では、1504および1505などの電子デバイスは、同じ加熱サイクルに供されてもよい。これらの事例では、電子デバイス1504および1505は、電子デバイスの耐熱性および/または電子デバイの研磨本体への連結の改善を促進するために、保護層を含んでもよい。保護層は、電子デバイスの少なくとも一部分を被覆し得、特定の事例では、保護層は、電子デバイス全体を被包し得る。ある態様では、保護層は、耐熱性材料を含み得る。別の態様では、保護層は、本開示の実施形態に記載のリード保護材料を含み得る。特定の態様では、保護層は、ポリイミド膜を含み得る。 In some exemplary formation processes, the abrasive body precursor may be subjected to a 20-30 hour heating cycle to form the final formed abrasive body. In some cases, electronic devices such as 1504 and 1505 may be subjected to the same heating cycle. In these cases, electronic devices 1504 and 1505 may include a protective layer to promote heat resistance of the electronic device and/or improve coupling of the electronic device to the abrasive body. The protective layer may cover at least a portion of the electronic device, and in certain cases, the protective layer may encapsulate the entire electronic device. In certain aspects, the protective layer may include a heat resistant material. In another aspect, the protective layer may include a lead protection material as described in embodiments of the present disclosure. In certain aspects, the protective layer may include a polyimide film.
他の事例では、1504および1505などの電子デバイスは、加熱サイクルの完了後に研磨本体に連結され得る。例示的な実装では、開口部を、ホイール装着プレートおよび/または研磨本体に形成し、スナップ式構成などを使用して電子デバイスを収容してもよい。電子デバイスは、装着プレートおよび/または研磨本体の外面に固定され得る。特定の事例では、コーティングを、電子デバイスの上に適用することができ、装着プレートの少なくとも一部分および/または研磨本体の外面の一部分の上にも適用してもよい。コーティングは、電子デバイスを固定し、および/または電子デバイスを外側環境から保護するのに役立ち得る。例示的コーティングは、エポキシを含み得る。 In other cases, electronic devices such as 1504 and 1505 may be coupled to the polishing body after completion of the heating cycle. In an exemplary implementation, an opening may be formed in the wheel mounting plate and/or polishing body to accommodate the electronic device using a snap-fit arrangement or the like. The electronic device may be secured to an outer surface of the mounting plate and/or polishing body. In certain cases, a coating may be applied over the electronic device and may also be applied over at least a portion of the mounting plate and/or a portion of the outer surface of the polishing body. The coating may help secure the electronic device and/or protect the electronic device from the outside environment. An exemplary coating may include an epoxy.
別の事例では、1504および1505などの電子デバイスは、研磨本体に別々に取り付けられ得る構成要素を含んでもよい。例えば、電子デバイスは、アンテナおよびRFID回路などの集積回路を含む2ピースタグを含み得る。アンテナは、加熱サイクルの前に研磨本体に取り付けられ得、集積回路は、加熱サイクルの後に取り付けられ得る。特定の実装では、開口部は、研磨本体前駆体に取り付けられている装着プレートに形成され得、アンテナは、周囲面などの研磨本体前駆体の外面への装着プレートのカットアウト付近に取り付けられ得る。いくつかの事例では、繊維の層などの非研磨部分は、アンテナおよび周囲面の少なくとも一部分の上に巻き付けられ得る。加熱サイクルの後、アンテナは、研磨本体および/または非研磨部分に接着されてもよく、集積回路は、スナップ式構成を介して装着プレートの開口部内に配置され、アンテナに取り付けられ得る。特定の事例では、アンテナは、ダイポールアンテナであり得る。別の特定の事例では、ダイポールアンテナは、例えば、銅ワイヤなどの金属ワイヤ、伝導性インクを含む伝導性材料を使用して形成され得る。別の特定の事例では、ダイポールアンテナは、薄い金属箔などの薄膜を含み得、より特定の事例では、ダイポールアンテナは、薄い銅箔テープを含み得る。別の特定の事例では、電子デバイスは、プリント集積回路を可撓性基板(例えば、PCB)に含み得、アンテナは、集積回路に取り付けられ得る。 In another case, the electronic device, such as 1504 and 1505, may include components that can be separately attached to the polishing body. For example, the electronic device may include a two-piece tag that includes an antenna and an integrated circuit, such as an RFID circuit. The antenna may be attached to the polishing body before the heating cycle, and the integrated circuit may be attached after the heating cycle. In a particular implementation, an opening may be formed in a mounting plate that is attached to the polishing body precursor, and the antenna may be attached near a cutout in the mounting plate to an outer surface of the polishing body precursor, such as the peripheral surface. In some cases, a non-abrasive portion, such as a layer of fiber, may be wrapped over the antenna and at least a portion of the peripheral surface. After the heating cycle, the antenna may be attached to the polishing body and/or the non-abrasive portion, and the integrated circuit may be placed in the opening of the mounting plate via a snap-fit configuration and attached to the antenna. In a particular case, the antenna may be a dipole antenna. In another particular case, the dipole antenna may be formed using conductive materials, including, for example, metal wire, such as copper wire, conductive ink. In another particular case, the dipole antenna may include a thin film, such as a thin metal foil, and in a more particular case, the dipole antenna may include a thin copper foil tape. In another particular case, the electronic device may include a printed integrated circuit on a flexible substrate (e.g., PCB) and the antenna may be attached to the integrated circuit.
図16Aは、本体1601を含む研磨物品1600の図を含む。摩耗検出センサは、電子素子1605およびアンテナ1606を含む電子デバイスを含み得る。電子素子1605は、研磨本体の内部円周領域1602内に位置付けられ得、アンテナ1606は、内部円周領域1602の一部分および外部円周領域1603の一部分に沿って、材料除去面、すなわち、周囲面に向かって延在し得る。 16A includes a diagram of an abrasive article 1600 including a body 1601. The wear detection sensor may include an electronic device including an electronic element 1605 and an antenna 1606. The electronic element 1605 may be positioned within an inner circumferential region 1602 of the abrasive body, and the antenna 1606 may extend along a portion of the inner circumferential region 1602 and a portion of the outer circumferential region 1603 toward the material removal surface, i.e., the peripheral surface.
研磨物品1600を利用する材料除去操作では、外径DOが低減するにつれて、アンテ
ナ1606のサイズが低減し始め得る。アンテナのサイズの低減によって、アンテナにより反射されるエネルギーが低減し得る。図16Bを参照すると、ホイール直径DOが減少するにつれて、反射エネルギーの低減が増加する。外径DOは、アンテナにより反射されるエネルギーの低減の関数である。研磨物品の摩耗は、反射エネルギーの低減に基づいて決定することができる。
In a material removal operation utilizing the abrasive article 1600, as the outer diameter DO decreases, the size of the antenna 1606 may begin to decrease. The reduction in the size of the antenna may reduce the energy reflected by the antenna. With reference to FIG. 16B, as the wheel diameter DO decreases, the reduction in reflected energy increases. The outer diameter DO is a function of the reduction in energy reflected by the antenna. Wear of the abrasive article can be determined based on the reduction in reflected energy.
図17Aは、本体1702と、研磨本体1702に全体的に埋め込まれた摩耗検出センサ1703と、を含む、研磨物品1701の断面図を含む。本体は、センター穴1705、内部円周領域1706、および外部円周領域1707を含み得る。内部領域と外部領域との間の境界は、点線で示される。 FIG. 17A includes a cross-sectional view of an abrasive article 1701 including a body 1702 and a wear detection sensor 1703 embedded entirely within the abrasive body 1702. The body may include a center hole 1705, an inner circumferential region 1706, and an outer circumferential region 1707. The boundary between the inner and outer regions is indicated by a dotted line.
摩耗検出センサ1703は、内部円周領域1706内に位置付けられた電子素子1709と、材料除去面1704に向かって蛇行形状で延在するアンテナ1708と、を含み得る。別の事例では、アンテナは、ループまたは複数のループの形状で配列され得る。このようなアンテナの形状などは、摩耗検出の改善を促進し得る。例えば、材料除去プロセス中に、アンテナの複数の部分は、研磨本体の同じ摩耗レベルで除去され得、これにより、電子デバイスにより生成されるデータ量が増加し得る。ある特定の事例では、データを比較および使用して、研磨本体の摩耗レベルを検証することができる。 The wear detection sensor 1703 may include an electronic element 1709 positioned within the inner circumferential region 1706 and an antenna 1708 extending in a serpentine shape toward the material removal surface 1704. In another case, the antenna may be arranged in the shape of a loop or multiple loops. Such antenna shapes and the like may facilitate improved wear detection. For example, during the material removal process, multiple portions of the antenna may be removed at the same wear level of the abrasive body, which may increase the amount of data generated by the electronic device. In certain cases, the data may be compared and used to verify the wear level of the abrasive body.
いくつかの実装では、アンテナは、アンテナの一部分が研磨本体の主面の外部から突出し得るように配列されてもよい。図17Bに示すように、研磨物品1701は、本体1702と、研磨本体1702に埋め込まれた摩耗検出センサ1713と、を含み得る。摩耗検出センサ1713は、電子素子1709およびアンテナ1718を含み得、アンテナ1718の一部分1720は、主面1714の上に隆起している。隆起部分1720は、内部円周領域1716に当接し、主面1714から見ると可視的であり、これにより、研磨本体の摩耗の目視観察が可能になり、データ受信デバイスにより検出された摩耗レベルを確認するのに役立ち得る。例として、隆起部分1720のサイズが低減し始めることは、近づく寿命のインジケータであり得る。別の事例では、隆起部分1720が消失するということは、研磨物品1701を交換しなければならないというインジケータであり得る。 In some implementations, the antenna may be arranged such that a portion of the antenna may protrude from the exterior of the major surface of the abrasive body. As shown in FIG. 17B, the abrasive article 1701 may include a body 1702 and a wear detection sensor 1713 embedded in the abrasive body 1702. The wear detection sensor 1713 may include an electronic element 1709 and an antenna 1718, with a portion 1720 of the antenna 1718 raised above the major surface 1714. The raised portion 1720 abuts the inner circumferential region 1716 and is visible when viewed from the major surface 1714, which allows for visual observation of the wear of the abrasive body and may help confirm the wear level detected by the data receiving device. As an example, the size of the raised portion 1720 may begin to decrease, which may be an indicator of approaching end of life. In another instance, the disappearance of the raised portion 1720 may be an indicator that the abrasive article 1701 should be replaced.
研磨物品の接着材料内に含まれた研磨粒子には、酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物、酸窒化物、酸ホウ化物、ダイヤモンド、またはそれらの任意の組み合わせが含まれ得る。ある特定の態様では、研磨粒子には、超研磨材料、例えば、立方晶窒化ホウ素またはダイヤモンドが含まれ得る。 The abrasive particles contained within the bond material of the abrasive article may include oxides, carbides, nitrides, borides, oxynitrides, oxyborides, diamond, or any combination thereof. In certain aspects, the abrasive particles may include a superabrasive material, such as cubic boron nitride or diamond.
一実施形態では、研磨粒子の平均粒径(D50)は、少なくとも0.1ミクロン、または少なくとも0.5ミクロン、または少なくとも1ミクロン、または少なくとも2ミクロン、または少なくとも5ミクロン、または少なくとも8ミクロンであり得る。別の実施形態では、研磨粒子の平均粒径は、6000ミクロン以下、例えば、5000ミクロン以下、または3000ミクロン以下、または2000ミクロン以下、または1500ミクロン以下、または1000ミクロン以下、または900ミクロン以下、または800ミクロン以下、または500ミクロン以下、または300ミクロン以下であり得る。研磨粒子の平均粒径は、上述の最小値および最大値のうちのいずれかを含む範囲内の値であり得る。 In one embodiment, the average particle size (D50) of the abrasive particles may be at least 0.1 microns, or at least 0.5 microns, or at least 1 micron, or at least 2 microns, or at least 5 microns, or at least 8 microns. In another embodiment, the average particle size of the abrasive particles may be 6000 microns or less, e.g., 5000 microns or less, or 3000 microns or less, or 2000 microns or less, or 1500 microns or less, or 1000 microns or less, or 900 microns or less, or 800 microns or less, or 500 microns or less, or 300 microns or less. The average particle size of the abrasive particles may be within a range including any of the minimum and maximum values set forth above.
本開示の研磨物品の接着材料は、研磨物品の製造および性能の改善を促進し得る、特定の接着上の化学的性質を有し得る。接着材料は、無機材料、有機材料、またはそれらの組み合わせであり得る。接着材料は、ある特定の多孔性または自由多孔性を有し得る。一実施形態では、接着材料は、金属、金属合金、セラミック、ガラス、セラミック、サーメット、またはそれらの任意の組み合わせなどの無機材料であり得る。接着材料は、単結晶相、多結晶相、非晶質相、またはそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも1つを有し
てもよい。またさらなる態様では、接着材料は、酸化物、ホウ化物、窒化物、炭化物、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。
The adhesive material of the abrasive article of the present disclosure may have a specific adhesive chemistry that may facilitate the manufacture and performance improvement of the abrasive article. The adhesive material may be an inorganic material, an organic material, or a combination thereof. The adhesive material may have a certain porosity or free porosity. In an embodiment, the adhesive material may be an inorganic material, such as a metal, a metal alloy, a ceramic, a glass, a ceramic, a cermet, or any combination thereof. The adhesive material may have at least one of a single crystal phase, a polycrystalline phase, an amorphous phase, or any combination thereof. In yet a further aspect, the adhesive material may include an oxide, a boride, a nitride, a carbide, or any combination thereof.
別の実施形態では、接着材料は、天然材料、合成材料、ポリマー、樹脂、エポキシ、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、エラストマー、またはそれらの任意の組み合わせなどの有機材料であってもよい。ある特定の実施形態では、有機材料は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、ポリイミド、ポリベンゾイミダゾール、芳香族ポリアミド、変性フェノール樹脂(エポキシ変性およびゴム変性樹脂、または可塑剤とブレンドされたフェノール樹脂)、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。 In another embodiment, the adhesive material may be an organic material such as a natural material, a synthetic material, a polymer, a resin, an epoxy, a thermoset, a thermoplastic, an elastomer, or any combination thereof. In certain embodiments, the organic material may include phenolic resins, epoxy resins, polyester resins, polyurethanes, polyesters, polyimides, polybenzimidazoles, aromatic polyamides, modified phenolic resins (epoxy-modified and rubber-modified resins, or phenolic resins blended with plasticizers), or any combination thereof.
本開示は、さらに、研磨物品における摩耗を検出するためのシステムに関する。システムは、研磨粒子を接着材料内に含む研磨本体と、研磨本体に連結された摩耗検出システムと、を備え得る。摩耗検出システムは、アクティブ状態と非アクティブ状態との間の状態を変化するように構成された少なくとも1つのリードと、摩耗検出センサに連結され、かつ少なくとも1つのリードの状態の変化を検出して、状態の変化に基づいて摩耗信号を生成するように構成された少なくとも1つの論理デバイスと、を含む、摩耗検出センサを備え得る。一態様では、摩耗信号は、少なくとも1つのリードの電気回路にわたって測定された電圧増加に対応し得る。 The present disclosure further relates to a system for detecting wear in an abrasive article. The system may include an abrasive body including abrasive particles in a bonding material and a wear detection system coupled to the abrasive body. The wear detection system may include a wear detection sensor including at least one lead configured to change state between an active state and an inactive state, and at least one logic device coupled to the wear detection sensor and configured to detect the change in state of the at least one lead and generate a wear signal based on the change in state. In one aspect, the wear signal may correspond to a voltage increase measured across an electrical circuit of the at least one lead.
別の実施形態では、研磨物品における摩耗を検出するためのシステムは、本明細書の実施形態に記載の研磨物品のうちのいずれかと、摩耗検出センサにより生成された摩耗信号などのデータを受信するように構成されたデータ受信ユニットと、を含み得る。ある態様では、データ受信ユニットは、データを伝送するように、エネルギーを摩耗検出センサに提供するように、信号を摩耗検出センサに送信するように、および摩耗検出センサから応答を受信するように、またはそれらの組み合わせであるようにさらに構成され得る。特定の態様では、電子デバイス、アンテナ、または電子素子は、無線方式で、データ受信ユニットによって電力供給され得る。別の態様では、データ受信ユニットは、データ受信デバイス、データベース、システム、またはそれらの組み合わせを含み得る。例示的データ受信デバイスは、リーダ、インテロゲータ、携帯電話、コンピュータ、データベース、またはそれらの組み合わせを含み得る。 In another embodiment, a system for detecting wear in an abrasive article may include any of the abrasive articles described in the embodiments herein and a data receiving unit configured to receive data, such as a wear signal generated by a wear detection sensor. In certain aspects, the data receiving unit may be further configured to transmit data, provide energy to the wear detection sensor, transmit a signal to the wear detection sensor, and receive a response from the wear detection sensor, or a combination thereof. In certain aspects, the electronic device, antenna, or electronic element may be powered by the data receiving unit in a wireless manner. In another aspect, the data receiving unit may include a data receiving device, a database, a system, or a combination thereof. Exemplary data receiving devices may include a reader, an interrogator, a mobile phone, a computer, a database, or a combination thereof.
さらなる事例では、システムは、追加のアンテナを含み得、アンテナは、電子デバイスに連結されなくてもよい。特定の事例では、アンテナは、摩耗検出センサ、データ受信ユニット、またはその両方により生成された信号をブーストするのに役立ち得る。 In further cases, the system may include additional antennas, which may not be coupled to the electronic device. In certain cases, the antennas may serve to boost signals generated by the wear detection sensor, the data receiving unit, or both.
図18は、摩耗検出センサ1804を含む研磨物品1803における摩耗を検出するための例示的システムの図を含む。研磨物品1803は、金属ケージ1801を含む研削機に設置され、材料除去プロセスで利用される。金属ケージ1801は、開口部を含み得、ブースタアンテナ1805は、開口部に配置される。システムは、エッジ受信アンテナ1806、エッジ計算プロセッサ1807、またはそれらの組み合わせを含むデータ受信ユニットをさらに含み得る。いくつかの事例では、エッジ計算プロセスは、クラウドなどに接続されてもよい。 FIG. 18 includes a diagram of an exemplary system for detecting wear in an abrasive article 1803 including a wear detection sensor 1804. The abrasive article 1803 is mounted in a grinding machine including a metal cage 1801 and utilized in a material removal process. The metal cage 1801 may include an opening and a booster antenna 1805 is disposed in the opening. The system may further include a data receiving unit including an edge receiving antenna 1806, an edge calculation processor 1807, or a combination thereof. In some instances, the edge calculation process may be connected to a cloud or the like.
金属ケージは、信号伝送に悪影響を及ぼし得る。ブースタアンテナ1805の助けにより、摩耗信号もしくは反射エネルギーまたは別の信号などの、摩耗検出センサ1804により生成された信号は、ブースタアンテナによって増幅および/または伝送され、エッジ受信アンテナ1806およびプロセッサ1807によって受信されてもよい。 The metal cage may adversely affect signal transmission. With the aid of the booster antenna 1805, the signal generated by the wear detection sensor 1804, such as a wear signal or reflected energy or another signal, may be amplified and/or transmitted by the booster antenna and received by the edge receiving antenna 1806 and the processor 1807.
本開示は、さらに、研磨物品の摩耗を検出する方法に関する。一実施形態では、研磨物
品の摩耗を検出する方法は、材料除去プロセスを研磨物品で実行することを含み得る。研磨物品は、接着材料内に含まれた研磨粒子を有する研磨本体を備え得、研磨本体の少なくとも一部分に埋め込まれた摩耗検出センサを有してもよく、または摩耗検出センサは、研磨本体の外面に沿って延在し得る。材料除去プロセス中、研磨物品は、摩耗し得、研磨本体の材料は除去され、これは、摩耗検出センサにより生成された摩耗信号によって検出され得る。摩耗信号は、摩耗検出センサの少なくとも一部分の除去に基づき得る。上述のように、摩耗検出センサは、少なくとも1つのリードを含み得、摩耗信号は、リードを通る電流を中断することによって、少なくとも1つのリードのうちの1つのリードの非アクティブ状態に対応し得る。
The present disclosure further relates to a method for detecting wear of an abrasive article. In one embodiment, the method for detecting wear of an abrasive article may include performing a material removal process on the abrasive article. The abrasive article may include an abrasive body having abrasive particles contained within an adhesive material, and may have a wear detection sensor embedded in at least a portion of the abrasive body, or the wear detection sensor may extend along an outer surface of the abrasive body. During the material removal process, the abrasive article may wear and material of the abrasive body is removed, which may be detected by a wear signal generated by the wear detection sensor. The wear signal may be based on the removal of at least a portion of the wear detection sensor. As described above, the wear detection sensor may include at least one lead, and the wear signal may correspond to an inactive state of one of the at least one lead by interrupting a current through the lead.
別の実施形態では、研磨物品の摩耗を検出する方法は、研磨本体の少なくとも一部分に取り付けられた摩耗検出センサの少なくとも一部分を除去することと、摩耗検出センサの少なくとも一部分の除去に基づいて摩耗信号を生成することと、を含み得る。ある態様では、摩耗検出センサの少なくとも一部分を除去することは、アンテナの一部分を除去することを含み得る。さらなる態様では、アンテナの長さもしくは表面積またはそれらの組み合わせにおける低減は、摩耗信号の生成をもたらし得る。さらなる態様では、摩耗信号は、データ受信デバイスによって、摩耗レベルのインジケータとして受信および解釈され得る。 In another embodiment, a method of detecting wear in an abrasive article may include removing at least a portion of a wear detection sensor attached to at least a portion of the abrasive body and generating a wear signal based on the removal of at least a portion of the wear detection sensor. In one aspect, removing at least a portion of the wear detection sensor may include removing a portion of an antenna. In a further aspect, a reduction in the length or surface area of the antenna or a combination thereof may result in the generation of the wear signal. In a further aspect, the wear signal may be received and interpreted by a data receiving device as an indicator of the wear level.
別の態様では、摩耗検出センサの少なくとも一部分を除去することは、第1の電子デバイスの第1の部分を除去することと、第2の電子デバイスの第2の部分を除去することと、を含み得る。さらなる態様では、第1の摩耗信号は、第1の部分の除去に基づいて生成され得、第2の摩耗信号は、第2の部分の除去に基づいて生成され得る。さらに別の態様では、第1および第2の摩耗信号をデータ受信ユニットによって比較して、研磨物品の摩耗レベルを決定してもよい。さらに別の態様では、第3の部分またはそれ以上などの、追加の電子デバイスの部分が除去されてもよく、追加の摩耗信号が、摩耗レベルの確認のために生成および使用され得る。 In another aspect, removing at least a portion of the wear detection sensor may include removing a first portion of the first electronic device and removing a second portion of the second electronic device. In a further aspect, a first wear signal may be generated based on the removal of the first portion and a second wear signal may be generated based on the removal of the second portion. In yet another aspect, the first and second wear signals may be compared by a data receiving unit to determine the wear level of the abrasive article. In yet another aspect, additional portions of the electronic device, such as a third portion or more, may be removed and additional wear signals may be generated and used to ascertain the wear level.
別の実施形態では、研磨物品の摩耗を検出する方法は、摩耗検出センサの応答を改善することを含み得る。ある特定の実装では、研磨物品は、金属ケージを含む研削機に設置され得る。研磨物品の一部分だけが、研削操作において外部環境に曝されてもよい。金属ケージは、摩耗検出センサの信号伝送に悪影響を及ぼし得るため、摩耗検出センサが外部環境に曝されるときにのみ、信号は伝送され得る。例として、データ受信デバイスは、摩耗検出センサが曝されるときにのみ、電子デバイスにより反射されたエネルギーを受信し得、これは、データ受信デバイスによる低データ出力周波数をもたらし得る。図19Aに示すように、摩耗検出センサが1つの電子デバイスを含む場合、反射エネルギーは、間隔をおいて受信され得る。電子デバイスの数の増加は、その間隔を短くすることに役立ち、ある特定の事例では、反射エネルギーを連続的に受信することが可能になり得る。特定の態様では、摩耗検出センサは、データ受信デバイスに対する摩耗検出センサの応答を改善するために、少なくとも2つ、少なくとも4つ、またはそれ以上の電子デバイスを含み得る。別の態様では、研磨物品の摩耗を検出する方法は、データ受信デバイスにより出力されたデータの周波数を改善することを含み得る。図19Bに示すように、摩耗検出センサが4つの電子デバイスを含む場合、反射エネルギーは、1つの電子デバイスを有する摩耗検出センサと比較して、より短い間隔で検出され得る。 In another embodiment, the method of detecting wear of an abrasive article may include improving the response of a wear detection sensor. In one particular implementation, the abrasive article may be placed in a grinding machine that includes a metal cage. Only a portion of the abrasive article may be exposed to the external environment in the grinding operation. The metal cage may adversely affect the signal transmission of the wear detection sensor, so that the signal may be transmitted only when the wear detection sensor is exposed to the external environment. As an example, the data receiving device may receive energy reflected by the electronic device only when the wear detection sensor is exposed, which may result in a low data output frequency by the data receiving device. As shown in FIG. 19A, if the wear detection sensor includes one electronic device, the reflected energy may be received at intervals. Increasing the number of electronic devices may help to shorten the intervals, and in certain cases, it may be possible to receive the reflected energy continuously. In certain aspects, the wear detection sensor may include at least two, at least four, or more electronic devices to improve the response of the wear detection sensor to the data receiving device. In another aspect, the method of detecting wear of an abrasive article may include improving the frequency of the data output by the data receiving device. As shown in FIG. 19B, when a wear detection sensor includes four electronic devices, reflected energy can be detected at shorter intervals compared to a wear detection sensor having one electronic device.
さらなる実施形態は、振動、音響、1分当たりの回転数、亀裂、および/または研磨物品の他の操作条件を検出する方法を対象とする。本明細書の実施形態に述べた摩耗検出センサは、検出に好適であり得る。例として、摩耗検出センサにより検出され得る、亀裂、振動、および音響などのある特定の操作条件は、電界の抵抗またはインピーダンスに影響を及ぼし得、信号変化を引き起こし得る。いくつかの事例では、別の電子デバイス、論理
素子、受動素子、リード、アンテナなどの1つ以上の追加の構成要素を、摩耗検出センサに連結して、研磨物品の操作条件の検出を促進することができる。
Further embodiments are directed to methods of detecting vibration, sound, revolutions per minute, cracks, and/or other operating conditions of the abrasive article. The wear detection sensor described in the embodiments herein may be suitable for detection. By way of example, certain operating conditions such as cracks, vibrations, and sound that can be detected by the wear detection sensor may affect the resistance or impedance of the electric field, causing a signal change. In some cases, one or more additional components, such as another electronic device, a logic element, a passive element, a lead, an antenna, etc., may be coupled to the wear detection sensor to facilitate detection of the operating conditions of the abrasive article.
図20は、ある実施形態に従う、摩耗センサ2000の特定の例の図を含む。摩耗センサ2000は、感知回路2001、マイクロコントローラ2002、RFIDトランシーバ2003、およびアンテナ2004を含み得る。ある実施形態では、感知回路2001は、磁界を同等のデジタル電気出力(電流/電圧)に変換し得る。代替的に、摩耗センサ2000は、感知信号を変換するためのアナログデジタル変換器を含み得る。別の実施形態では、摩耗センサ2000は、受動素子などの追加の構成要素を含み得る。例として、摩耗センサ2000は、データの格納のためのメモリを含んでもよい。ある実施形態では、摩耗センサ2000は、基板にプリントまたは取り付けられたパッケージに含まれてもよい。 20 includes a diagram of a particular example of a wear sensor 2000, according to an embodiment. The wear sensor 2000 may include a sensing circuit 2001, a microcontroller 2002, an RFID transceiver 2003, and an antenna 2004. In an embodiment, the sensing circuit 2001 may convert a magnetic field into an equivalent digital electrical output (current/voltage). Alternatively, the wear sensor 2000 may include an analog-to-digital converter for converting the sensing signal. In another embodiment, the wear sensor 2000 may include additional components, such as passive elements. By way of example, the wear sensor 2000 may include a memory for storage of data. In an embodiment, the wear sensor 2000 may be included in a package that is printed or attached to a substrate.
マイクロコントローラ2002は、感知回路2001から信号を受信し、関連データをRFIDトランシーバ2003および/または外部通信ユニットに伝送し得る。マイクロコントローラ2002は、感知回路から受信した感知信号に基づいて摩耗レベルを決定すること、および/または摩耗レベルに関連するデータをRFIDトランシーバ2003に送信することなどの、ある特定の操作を実施してもよい。いくつかの事例では、マイクロコントローラ2002から送信されたデータは、感知信号、摩耗レベル、ならびに/または研削/切断パラメータを調整する、および/もしくは現在の研削/切断操作を終了させる命令、適切な研削/切断操作の表示など、またはそれらの任意の組み合わせなどの、追加の情報を含んでもよい。マイクロコントローラはまた、データをトランシーバ2003またはメモリに格納してもよく、データは、研磨ツールを使用して次の操作のために参照され得る。追加的に、または任意選択で、マイクロコントローラ2002は、データをRFIDトランシーバ2003から受信し、データを感知回路2001に伝送してもよい。 The microcontroller 2002 may receive signals from the sensing circuit 2001 and transmit relevant data to the RFID transceiver 2003 and/or the external communication unit. The microcontroller 2002 may perform certain operations, such as determining the wear level based on the sensing signal received from the sensing circuit and/or transmitting data related to the wear level to the RFID transceiver 2003. In some cases, the data transmitted from the microcontroller 2002 may include additional information, such as the sensing signal, the wear level, and/or instructions to adjust the grinding/cutting parameters and/or to terminate the current grinding/cutting operation, an indication of the appropriate grinding/cutting operation, etc., or any combination thereof. The microcontroller may also store the data in the transceiver 2003 or memory, and the data may be referenced for the next operation using the polishing tool. Additionally or optionally, the microcontroller 2002 may receive data from the RFID transceiver 2003 and transmit the data to the sensing circuit 2001.
アンテナ2004は、指向性または無指向性であり得る。アンテナ2004は、信号および/またはデータを外部通信ユニットに受信および/または伝送するように機能し得る。感知回路2000は、電池動力式、ワイヤ動力式、またはアンテナ2004、Wi-Fi、Bluetooth、もしくはそれらの任意の組み合わせを通した無線動力式であってもよい。 The antenna 2004 may be directional or omnidirectional. The antenna 2004 may function to receive and/or transmit signals and/or data to an external communication unit. The sensing circuit 2000 may be battery powered, wire powered, or wirelessly powered through the antenna 2004, Wi-Fi, Bluetooth, or any combination thereof.
例示的な感知回路は、3軸磁力計などの磁力計、温度および/もしくは湿度センサ、3軸加速度計、容量性入力インターフェースなど、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。 Exemplary sensing circuitry may include a magnetometer, such as a three-axis magnetometer, a temperature and/or humidity sensor, a three-axis accelerometer, a capacitive input interface, or the like, or any combination thereof.
磁力計は、周囲磁界を感知し、デジタル電気出力に変換し得る。鉄被加工材を伴う用途では、被加工材の固有の磁界は、磁力計の磁界変動源であり得る。磁力計は、被加工材の研磨ツールに対する近接を感知し得る。いくつかの用途では、磁力計は、被加工材の寸法の変化が磁界に対する変化を引き起こし得るにつれて、単一の被加工材に実施された研削の数を表示するカウンタとして機能し得る。他の用途では、研磨ツールの摩耗は、磁界に対する急激な変化によって検出および表示され得る。いくつかの事例では、異物による研削の妨害は、磁界の妨害により検出され得る。被加工材の不適切な傾斜により、磁界のシフトが引き起こされ、磁力計によって感知され得る。 The magnetometer may sense the ambient magnetic field and convert it to a digital electrical output. In applications involving ferrous workpieces, the inherent magnetic field of the workpiece may be the source of magnetic field fluctuations for the magnetometer. The magnetometer may sense the proximity of the workpiece to the grinding tool. In some applications, the magnetometer may function as a counter indicating the number of cuts performed on a single workpiece, as changes in the dimensions of the workpiece may cause changes to the magnetic field. In other applications, wear on the grinding tool may be detected and indicated by sudden changes to the magnetic field. In some cases, interruption of the grinding by foreign objects may be detected by disturbance of the magnetic field. Improper tilting of the workpiece causes a shift in the magnetic field that may be sensed by the magnetometer.
温度および/または湿度センサは、周囲環境温度および/または湿度を感知し得、いくつかの事例では、信号を同等のデジタル電気出力に変換し得る。いくつかの事例では、温度および/または湿度センサは、容量性感知に基づき得、鉄環境の磁界に影響を受け得ない。いくつかの事例では、温度および/または湿度センサは、冷却剤の容量に対する影響により、被加工材上の冷却剤の存在、冷却剤の不適切用途、またはそれらの任意の組み合
わせを感知し得る。
The temperature and/or humidity sensor may sense the ambient environmental temperature and/or humidity and in some cases may convert the signal into an equivalent digital electrical output. In some cases, the temperature and/or humidity sensor may be based on capacitive sensing and may not be affected by the magnetic fields of a ferrous environment. In some cases, the temperature and/or humidity sensor may sense the presence of coolant on the workpiece, improper application of coolant, or any combination thereof, due to the effect on the volume of the coolant.
3軸加速度計は、3軸における加速度を感知するMEMS加速度計に基づき得る。3軸加速度計は、研磨ツールの振動および角加速度を感知し得、感知信号を同等のデジタル電気出力に変換してもよい。いくつかの事例では、音響データは、表面音波を検出することによって入手され得る。他の事例では、3軸加速度計は、研削の反復サイクルの数を計算することによって、ホイールrpmを感知してもよい。 The three-axis accelerometer may be based on a MEMS accelerometer that senses acceleration in three axes. The three-axis accelerometer may sense vibration and angular acceleration of the polishing tool and convert the sensed signal into an equivalent digital electrical output. In some cases, acoustic data may be obtained by detecting surface acoustic waves. In other cases, the three-axis accelerometer may sense wheel rpm by calculating the number of repeated grinding cycles.
いくつかの事例では、摩耗センサは、容量性入力インターフェースを感知回路として使用する場合、容量性プレートまたはワイヤをさらに含み得る。容量性プレートまたはワイヤは、図20に示す構成要素の外部にあってもよい。容量性プレートまたはワイヤは、研磨本体の材料損失または亀裂などの研磨本体の密度の変動を感知し得る。容量の変化は、容量性入力インターフェースによって感知され、同等のデジタル電気出力に変換されてもよい。 In some cases, the wear sensor may further include a capacitive plate or wire when using a capacitive input interface as the sensing circuit. The capacitive plate or wire may be external to the components shown in FIG. 20. The capacitive plate or wire may sense variations in density of the abrasive body, such as material loss or cracks in the abrasive body. The change in capacitance may be sensed by the capacitive input interface and converted to an equivalent digital electrical output.
図21は、無線周波数ユニット(例えば、トランシーバ)2106を含む無線周波数リーダ2100の構成要素の図を含む。無線周波数ユニット2106は、無線周波数信号を生成し、摩耗センサ2000などの摩耗センサからの反射信号およびデータを受信し得る。アップ変換器2107およびダウン変換器2108は、制御ユニット2102と無線周波数信号との間の周波数を調整して一致させ得る。DACユニット2104およびADCユニット2106は、アナログデジタル変換器である。制御ユニット2102は、全てのデータ収集を制御し得、同じアンテナを伝送器および受信器として使用してもよい。Wi-Fi/Blue??toothユニット2101は、外部サーバ、可視化デバイス、クラウド、またはそれらの任意の組み合わせとの通信を促進し得る。リーダ2100は、電力ユニット2103によって電力供給されてもよい。他の実装では、リーダ2100は、1つ以上の追加の構成要素または図よりも少ない構成要素を含んでもよい。 21 includes a diagram of components of a radio frequency reader 2100, including a radio frequency unit (e.g., transceiver) 2106. The radio frequency unit 2106 may generate radio frequency signals and receive reflected signals and data from a wear sensor, such as the wear sensor 2000. The up-converter 2107 and down-converter 2108 may tune and match frequencies between the control unit 2102 and the radio frequency signals. The DAC unit 2104 and ADC unit 2106 are analog-to-digital converters. The control unit 2102 may control all data collection and may use the same antenna as a transmitter and receiver. The Wi-Fi/Blue?tooth unit 2101 may facilitate communication with an external server, visualization device, cloud, or any combination thereof. The reader 2100 may be powered by a power unit 2103. In other implementations, the reader 2100 may include one or more additional components or fewer components than shown.
本明細書の実施形態に記載の研磨物品は、様々な材料除去操作において採用することができ、材料除去プロセス中に研磨本体の摩耗段階を観察することが望ましい。非限定的な例として、様々なグレード、構造、および形状になり得る接着研磨剤が挙げられるが、これに限定されない。特定の一実施形態では、研磨物品は、接着研磨研削ホイールを含み得る。より具体的には、研磨物品は、鉄道線路を研削するように構成された車両または他の物体の一部分に取り付けられるように構成された研磨ホイールであってもよい。 The abrasive articles described in the embodiments herein can be employed in a variety of material removal operations where it is desirable to observe the wear stage of the abrasive body during the material removal process. Non-limiting examples include, but are not limited to, bonded abrasives, which can come in a variety of grades, configurations, and shapes. In one particular embodiment, the abrasive article can include a bonded abrasive grinding wheel. More specifically, the abrasive article can be an abrasive wheel configured to be attached to a portion of a vehicle or other object configured to grind railroad tracks.
本開示の研磨物品が、当技術分野において既知である任意の好適なサイズおよび形状を有してもよいことが理解されるであろう。 It will be understood that the abrasive articles of the present disclosure may have any suitable size and shape known in the art.
多くの異なる態様および実施形態が可能である。それらの態様および実施形態のいくつかが本明細書に記載されている。本明細書を読んだ後、当業者は、それらの態様および実施形態が例示にすぎず、本発明の範囲を限定しないことを理解するであろう。実施形態は、以下にリスト化される実施形態のうちのいずれか1つ以上にしたがうことができる。 Many different aspects and embodiments are possible. Some of these aspects and embodiments are described herein. After reading this specification, one of ordinary skill in the art will understand that these aspects and embodiments are merely exemplary and do not limit the scope of the invention. An embodiment may follow any one or more of the embodiments listed below.
実施形態
実施形態1.接着材料内に含まれた研磨粒子を含む研磨本体と、研磨本体の寸法の変化を検出するように構成された摩耗検出センサと、を備える、研磨物品であって、摩耗検出センサの少なくとも一部分が、研磨本体の少なくとも一部分に連結され、かつそれに沿って延在している、研磨物品。
実施形態2.研磨物品であって、接着材料内に含まれた研磨粒子を備える研磨本体と、研磨本体に接触している少なくとも1つのリードを備える摩耗検出センサと、少なくとも1つの伝導性リードと通信する少なくとも1つの論理デバイスと、を備える、研磨物品。
実施形態3.摩耗検出センサの少なくとも一部分が、研磨本体の外面に沿って延在する、実施形態1または2に記載の研磨物品。
実施形態4.摩耗検出センサの第1の部分が、研磨本体の一部分に連結され、摩耗検出センサの第2の部分が、ハブに連結され、ハブが、研磨本体に連結される、実施形態1および2のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態5.第1の部分が、少なくとも1つのリードを含み、第2の部分が、論理デバイスを含む、実施形態4に記載の研磨物品。
実施形態6.第1の部分が、論理デバイスを含み、第2の部分が、論理デバイスから延在する少なくとも1つのリードを含む、実施形態4に記載の研磨物品。
実施形態7.摩耗検出センサの少なくとも一部分が、研磨本体に埋め込まれる、実施形態1および2のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態8.研磨本体に埋め込まれた摩耗検出センサの部分が、研磨本体の体積内への深さに、研磨本体の材料除去面に向かって延在する、実施形態7に記載の研磨物品。
実施形態9.研磨本体に埋め込まれた摩耗検出センサの部分が、論理デバイスから延在する少なくとも1つのリードを含む、実施形態8に記載の研磨物品。
実施形態10.論理デバイスが、研磨本体の外面に連結される、実施形態9に記載の研磨物品。
実施形態11.論理デバイスが、ハブに連結され、ハブが、研磨本体に連結される、実施形態10に記載の研磨物品。
実施形態12.摩耗検出センサの部分が、研磨本体の体積内への異なる深さに互いに平行に延在する複数のードを含む、実施形態10に記載の研磨物品。
実施形態13.論理デバイスおよび摩耗検出センサが、研磨本体の外面に連結される、実施形態2に記載の研磨物品。
実施形態14.摩耗検出センサが、研磨本体に接触している少なくとも1つのリードを備える、実施形態1に記載の研磨物品。
実施形態15.摩耗検出センサが、複数のリードを備える、実施形態2および14のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態16.複数のリードのうちの少なくとも1つのリードが、研磨本体の外面の一部分に沿って延在する、実施形態15に記載の研磨物品。
実施形態17.複数のリードのうちの過半数のリードが、研磨本体の外面の一部分に沿って延在する、実施形態15に記載の研磨物品。
実施形態18.複数のリードのうちのリードの各々が、研磨本体の外面の一部分に沿って延在する、実施形態15に記載の研磨物品。
実施形態19.複数のリードが、互いに比較して異なる長さを有する、実施形態15に記載の研磨物品。
実施形態20.複数のリードのうちのリードの少なくとも1つが、研磨本体内に埋め込まれる、実施形態14に記載の研磨物品。
実施形態21.複数のリードのうちのリードの全てが、研磨本体内に埋め込まれる、実施形態20に記載の研磨物品。
実施形態22.複数のリードのうちのリードの少なくとも2つが、互いに離間した末端を有する、実施形態20に記載の研磨物品。
実施形態23.複数のリードのうちのリードの各々が、末端を備え、末端のうちの各々が、互いから離間している、実施形態22に記載の研磨物品。
実施形態24.末端のうちの各々が、互いに対して異なる位置に位置する、実施形態23に記載の研磨物品。
実施形態25.末端のうちの各々が、互いに対して研磨本体内の異なる深さに埋め込まれる、実施形態23に記載の研磨物品。
実施形態26.少なくとも1つのリードが、研磨本体内に部分的に埋め込まれる、実施形態2および14のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態27.少なくとも1つのリードが、研磨本体内に埋め込まれる、実施形態2お
よび14のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態28.少なくとも1つのリードが、細長いプレートまたはワイヤの長さに対応して抵抗を変化させるように適合された、細長いプレートまたはワイヤを含む、実施形態2または14に記載の研磨物品。
実施形態29.少なくとも1つのリードが、複数の抵抗器により接続された2つのワイヤを含む電気回路を備え、抵抗器が、2つのワイヤの長さ方向に沿った異なる場所に互いに平行に位置付けられる、実施形態2または14に記載の研磨物品。
実施形態30.少なくとも1つのリードが、金属または金属合金を含む、実施形態2または14に記載の研磨物品。
実施形態31.摩耗検出センサと通信する論理デバイスをさらに備える、実施形態1に記載の研磨物品。
実施形態32.論理デバイスが、摩耗検出センサの状態の変化を検出するように構成されたマイクロコントローラを備える、実施形態2、14、または31のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態33.摩耗検出センサが、アクティブ状態と非アクティブ状態との間の状態を変化させるように構成された少なくとも1つのリードを備え、論理デバイスが、少なくとも1つのリードの状態の変化を検出するように構成されたマイクロコントローラを備える、実施形態2、14、または31のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態34.摩耗検出センサが、複数のリードを備え、複数のリードのうちのリードの各々が、異なる位置で末端を有し、使用中に、リードの末端が、摩耗されて、摩耗時にアクティブ状態から非アクティブ状態に状態を変化させるように適合される、実施形態2、14、または31のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態35.少なくとも1つのリードの末端までの研磨本体の元々の外側材料除去面から直交する距離△DTが、少なくとも100ミクロン、例えば、少なくとも200ミクロン、または少なくとも300ミクロン、または少なくとも500ミクロン、または少なくとも800ミクロン、または少なくとも900ミクロン、または少なくとも1000ミクロン、または少なくとも5000ミクロン、および1.5メートル以下、例えば、1.3メートル以下、または1.0メートル以下、または0.8メートル以下、または0.5メートル以下、または0.3メートル以下、または0.1メートル以下、または0.05メートル以下、または0.01メートル以下である、実施形態2、14、または31に記載の研磨物品。
実施形態36.研磨本体の厚さ方向における互いに対する2つの末端リード端部間の距離△DIが、少なくとも50ミクロン、例えば、少なくとも100ミクロン、少なくとも250ミクロン、少なくとも500ミクロン、または少なくとも1000ミクロン、および1.5メートル以下、例えば、1.2メートル以下、または1メートル以下、または0.8メートル以下、または0.5メートル以下、または0.3メートル以下、または0.2メートル以下、または0.1メートル以下、または0.05メートル以下、または0.01メートル以下である、実施形態2、14、または31に記載の研磨物品。
実施形態37.少なくとも1つのリードの全長が、少なくとも100ミクロン、例えば、少なくとも200ミクロン、または少なくとも500ミクロン、または少なくとも1000ミクロン、または少なくとも10,000ミクロン、または少なくとも50,000ミクロン、および10メートル以下、例えば、8メートル以下、5メートル以下、3メートル以下、2メートル以下、1.5メートル以下、1.2メートル以下、1.0メートル以下、0.8メートル以下、0.5メートル以下、0.3メートル以下、0.2メートル以下、0.1メートル以下、0.05メートル以下、または0.01メートル以下である、実施形態2、14、または31に記載の研磨物品。
実施形態38.少なくとも1つのリードのうちの各々が、電気回路を備える、実施形態2、14、または31に記載の研磨物品。
実施形態39.少なくとも一つのリードが、複数のリードであり、複数のリードが、1つの電気回路内で組み合わされる、実施形態2、14、または31に記載の研磨物品。
実施形態40.少なくとも1つのリードが、少なくとも2つのリード、または少なくとも3つのリード、少なくとも5つのリード、少なくとも7つのリード、または少なくとも9つのリードを含む、実施形態2、14、または31に記載の研磨物品。
実施形態41.少なくとも1つのリードが、100個以下のリード、例えば、80個以下のリード、60個以下のリード、50個以下のリード、30個以下のリード、20個以下のリード、15個以下のリード、または10個以下のリードを含む、実施形態2、14、または31に記載の研磨物品。
実施形態42.論理デバイスが、外部コントローラとの無線通信のための通信デバイスをさらに含む、実施形態2、14、または31に記載の研磨物品。
実施形態43.通信デバイスが、トランシーバである、実施形態42に記載の研磨物品。
実施形態44.通信デバイスが、RFIDトランシーバである、実施形態43に記載の研磨物品。
実施形態45.研磨物品における摩耗を検出するためのシステムであって、接着材料内に含まれた研磨粒子を備える研磨本体と、研磨本体に連結された摩耗検出システムと、を備え、摩耗検出システムが、アクティブ状態と非アクティブ状態との間の状態を変化させるように構成された少なくとも1つのリードを含む摩耗検出センサと、摩耗検出センサに連結され、かつ少なくとも1つのリードの状態の変化を検出し、状態の変化に基づいて摩耗信号を生成するように構成された少なくとも1つの論理デバイスと、を備える、システム。
実施形態46.摩耗信号が、少なくとも1つのリードの電気回路にわたって測定された電圧変化に対応する、実施形態45に記載のシステム。
実施形態47.少なくとも1つのリードのうちの各リードが、独立電気回路を有し、少なくとも1つのリードの非アクティブ状態が、中断された電気回路に対応する、実施形態45に記載のシステム。
実施形態48.研磨物品における摩耗を検出するためのシステムであって、接着材料内に含まれた研磨粒子を備える研磨本体と、研磨本体に連結された摩耗検出システムと、を備え、摩耗検出システムが、研磨本体の摩耗中に抵抗を変化させるように構成された少なくとも1つのリードを含む摩耗検出センサと、摩耗検出センサに連結され、かつ少なくとも1つのリードの抵抗を測定し、測定された抵抗の変化に基づいて摩耗信号を生成するように構成された少なくとも1つの論理デバイスと、を備える、システム。
実施形態49.少なくとも1つのリードが、細長いプレートまたはワイヤの長さに対応して抵抗を変化させるように適合された細長いプレートまたはワイヤである、実施形態48に記載のシステム。
実施形態50.少なくとも1つのリードが、複数の抵抗器により接続された2つのワイヤを含む電気回路を備え、抵抗器が、2つのワイヤの長さ距離に沿った異なる場所に互いに平行に位置付けられる、実施形態48に記載のシステム。
実施形態51.研磨物品における摩耗を検出するための方法であって、接着材料内に含まれた研磨粒子を備える研磨本体で材料除去プロセスを実行することと、研磨本体の少なくとも一部分に埋め込まれた摩耗検出センサの少なくとも一部分を除去することと、摩耗検出センサの少なくとも一部分を除去することに基づいて、摩耗信号を生成することと、を含む、方法。
実施形態52.摩耗検出センサが、アクティブ状態と非アクティブ状態との間の状態を変化させるように構成された少なくとも1つのリードを含む、実施形態51に記載の方法。
実施形態53.摩耗信号が、少なくとも1つのリードの少なくとも一部分を除去すること、および当該リード状態をアクティブ状態から非アクティブ状態に変化させることによって、生成される、実施形態51に記載の方法。
実施形態54.摩耗信号が、少なくとも1つのリードの電気回路にわたって測定された電圧変化に対応する、実施形態51に記載の方法。
実施形態55.摩耗信号が、少なくとも1つのリードの測定された抵抗変化に対応する、実施形態51に記載の方法。
実施形態56.少なくとも1つのリードが、細長いプレートまたはワイヤであり、抵抗変化が、研磨本体の摩耗中の細長いプレートまたはワイヤの長さの減少に対応する、実施形態51に記載の方法。
実施形態57.少なくとも1つのリードが、複数の抵抗器により接続された2つのワイヤを含む電気回路を備え、抵抗器が、2つのワイヤの長さ方向に沿った異なる場所に互いに平行に位置付けられ、回路の全抵抗の変化が、研磨本体の摩耗中の破壊された抵抗器の量に対応する、実施形態51に記載の方法。
実施形態58.研磨物品であって、
接着材料内に含まれた研磨粒子を含む研磨本体と、
研磨本体に連結された摩耗検出センサと、を備え、
摩耗検出センサが、研磨本体の寸法の変化を検出するように構成され、
摩耗検出センサが、少なくとも1つの電子デバイスを備える、研磨物品。
実施形態59.摩耗検出センサの少なくとも一部分が、研磨本体の一部分に直接接触している、58に記載の研磨物品。
実施形態60.少なくとも1つの電子デバイスが、アンテナを備える、実施形態58または59に記載の研磨物品。
実施形態61.摩耗検出センサが、少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも4つ、または少なくとも6つのアンテナを備える、実施形態58~60のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態62.電子デバイスが、研磨本体の主面、研磨本体の周囲面、またはそれらの組み合わせに取り付けられる、実施形態58~61のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態63.電子デバイスが、研磨本体に少なくとも部分的に埋め込まれる、実施形態58~61のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態64.電子デバイスが、研磨本体内に完全に埋め込まれる、実施形態58~61のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態65.摩耗検出センサが、少なくとも1つの電子デバイスに連結された電気構成要素を備え、電気構成要素が、コンデンサ、抵抗器、インダクタ、またはそれらの組み合わせを備える、実施形態58~64のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態66.電気構成要素が、第1の容量プレートと、第1の容量プレートから離間している第2の容量プレートと、を備える、実施形態65に記載の研磨物品。
実施形態67.研磨本体が、内部円周領域および外部円周領域を備え、第1の容量プレートが、内部円周領域に位置付けられ、第2の容量プレートが、外部円周領域に位置付けられる、実施形態65または66に記載の研磨物品。
実施形態68.電気構成要素が、研磨本体の一部分に取り付けられるか、または研磨本体に少なくとも部分的に埋め込まれる、実施形態65~67のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態69.第1および第2の容量プレートのうちの少なくとも1つが、研磨本体の主面、研磨本体の周囲面、またはそれらの組み合わせに取り付けられる、実施形態65~68のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態70.第1および第2の容量プレートの両方が、研磨本体の主面または周囲面に取り付けられる、実施形態65~69のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態71.第1の容量プレートが、研磨本体の主面または周囲面に取り付けられ、第2の容量プレートが、研磨本体内に少なくとも部分的に埋め込まれる、実施形態65~69のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態72.第1および第2の容量プレートの両方が、研磨本体に少なくとも部分的に埋め込まれる、実施形態65~68のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態73.第1および第2の容量プレートの両方が、研磨本体内に全体的に埋め込まれる、実施形態65~68のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態74.摩耗検出センサが、ループ回路を備える、実施形態58~73のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態75.ループ回路が、少なくとも1つの電子デバイスに連結された抵抗性ワイヤループを備える、実施形態74に記載の研磨物品。
実施形態76.摩耗検出センサが、電気構成要素を備えるループ回路を備える、実施形態74または75に記載の研磨物品。
実施形態77.ループ回路が、抵抗性素子をさらに備える、実施形態74~76のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態78.抵抗性素子が、抵抗器、抵抗性ワイヤ、またはそれらの組み合わせを備える、実施形態77に記載の研磨物品。
実施形態79.ループ回路が、複数のコンデンサ、複数の抵抗器、複数のインダクタ、またはそれらの組み合わせを備える、実施形態74~78のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態80.少なくとも1つの電子デバイスが、電子素子と、電子素子に直接かつ電気的に接続されたアンテナと、を備え、電子素子が、チップ、集積回路、論理、トランスポンダ、トランシーバ、メモリ、受動素子、またはそれらの任意の組み合わせを備える、実施形態58~64のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態81.摩耗検出センサが、少なくとも1つの電子デバイスを含む複数の電子デバイスを備える、実施形態80に記載の研磨物品。
実施形態82.摩耗検出センサが、複数の電子デバイスを備え、電子デバイスのうちの少なくともいくつかが、アンテナを備える、実施形態80または81に記載の研磨物品。
実施形態83.摩耗検出センサが、複数の電子デバイスを備え、電子デバイスのうちの各1つが、アンテナを備える、実施形態80~82のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態84.摩耗検出センサが、電子素子に直接かつ電気的に連結された、少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、または少なくとも4つのアンテナを備える電子デバイスを備える、実施形態80~83のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態85.アンテナが、薄膜アンテナを備える、実施形態80~84のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態86.アンテナが、電子素子の表面積よりも大きい表面積を含む、実施形態80~85のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態87.アンテナが、電子素子と比較して、研磨本体のより大きい表面積に延在する、実施形態80~87のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態88.アンテナが、集積回路に直接かつ電気的に連結される、実施形態80~87のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態89.アンテナを含む電子デバイスが、研磨物品の非研磨部分に連結される、実施形態86~88のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態90.アンテナが、主面、周囲面、または両方の一部分に沿って、研磨本体の材料除去面に向かって延在する、実施形態80~89のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態91.アンテナが、研磨本体に少なくとも部分的または全体的に埋め込まれる、実施形態80~90のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態92.アンテナが、研磨本体の半径方向、軸方向、円周方向、またはそれらの組み合わせで延在する、実施形態80~91のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態93.アンテナが、ループ、蛇行形状、またはそれらの組み合わせで配列される、実施形態80~92のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態94.電子素子が、研磨本体の内部円周領域内に位置付けられ、電子素子が、一体型素子を含み、一体型素子が、内部円周領域内に位置付けられる、実施形態80~93のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態95.電子素子が、研磨本体の非研磨部分内に位置付けられ、アンテナが、研磨本体の研磨部分内に位置付けられる、実施形態80~94のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態96.摩耗検出センサが、電子素子、アンテナ、またはそれらの組み合わせの少なくとも一部分を含むパッケージを備える、実施形態80~95のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態97.パッケージが、保護層を備える、実施形態96に記載の研磨物品。
実施形態98.保護層が、ポリジメチルシロキサン(PDMS)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、またはそれらの任意の組み合わせを含む材料を含む、実施形態97に記載の研磨物品。
実施形態99.保護層が、電子素子およびアンテナを被包する、実施形態98または99に記載の研磨物品。
実施形態100.摩耗検出センサが、複数のアンテナを備え、複数のアンテナが、互いに比較して異なる長さを有する、実施形態80~99のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態101.複数のアンテナ間の長さの相対的差異が、少なくとも5%、少なくとも10%、少なくとも15%、少なくとも17%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、または少なくとも50%であり得る、実施形態100に記載の研磨物品。
実施形態102.複数のアンテナ間の長さの相対的差異が、最大で80%、最大で70%、最大で60%、最大で50%、最大で45%、最大で40%、最大で35%、または最大で30%であり得る、実施形態100または101に記載の研磨物品。
実施形態103.複数のアンテナが、材料除去面に向かって研磨本体に沿った異なる距離に延在する、実施形態102に記載の研磨物品。
実施形態104.アンテナのうちの少なくとも1つが、研磨本体の内部円周領域内に位置付けられる、実施形態100~103のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態105.アンテナのうちの少なくとも1つが、内部円周領域から外部円周領域内に延在する、実施形態100~104のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態106.アンテナのうちの少なくとも1つが、研磨本体の外部円周領域内に位置付けられる、実施形態100~105のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態107.摩耗検出センサが、複数のアンテナを備え、アンテナのうちの少なくとも1つが、フレア状の本体を備える、実施形態80~106のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態108.複数のアンテナのうちの各々が、フレア状の本体を備える、実施形態107に記載の研磨物品。
実施形態109.複数のアンテナのうちの少なくとも1つが、半径方向、軸方向、またはそれらの組み合わせで、研磨本体の中心領域から材料除去面に向かって延在し、フレア状の本体の幅が、アンテナが研磨本体の中心領域から材料除去面に延在するにつれて増加する、実施形態107または108に記載の研磨物品。
実施形態110.複数のアンテナのうちの少なくとも1つが、半径方向、軸方向、またはそれらの組み合わせで、研磨本体の中心領域の少なくとも一部分にわたって、および内部円周領域の少なくとも一部分にわたって延在する、実施形態107または108に記載の研磨物品。
実施形態111.複数のアンテナのうちの少なくとも1つが、研磨本体の中心領域から、内部円周領域にわたって、外部領域内に延在する、実施形態107~110のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態112.複数の二次アンテナのうちの少なくとも1つが、材料除去面と整合された末端を備える、実施形態111に記載の研磨物品。
実施形態113.複数のアンテナのうちの各々が、研磨本体の内部円周領域の一部分にわたって、外部領域内に延在する、実施形態111または112に記載の研磨物品。
実施形態114.複数のアンテナのうちの少なくとも1つが、外側環境に曝された少なくとも一部分を備える、実施形態111~113のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態115.複数のアンテナのうちの少なくとも1つが、研磨本体に部分的に埋め込まれる、実施形態111~114のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態116.アンテナのうちの各々が、研磨本体に部分的に埋め込まれる、実施形態111~115のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態117.アンテナのうちの少なくとも1つが、研磨本体の内部円周領域の表面部分の外部に突出する部分を備える、実施形態111~116のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態118.アンテナのうちの少なくとも1つが、研磨本体の主面の一部分に沿って延在する、実施形態111~117のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態119.アンテナのうちの各々が、研磨本体の主面の一部分に沿って延在する、実施形態111~118のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態120.摩耗検出センサが、複数のアンテナを備え、複数のアンテナのうちの1つ以上が、湾曲部分を含む本体を備える、実施形態80~118のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態121.複数のアンテナのうちの少なくとも1つが、湾曲本体を有し、湾曲本体のうちの少なくとも一部分が、研磨本体の円周方向に延在する、実施形態119または120に記載の研磨物品。
実施形態122.複数のアンテナのうちの少なくとも1つが、円周方向に延在する長さを有する、実施形態119または120に記載の研磨物品。
実施形態123.アンテナのうちの各1つが、研磨本体の円周方向に延在する長さを有する、実施形態119~122のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態124.アンテナのうちの1つ以上が、半径方向、円周方向、軸方向、またはそれらの組み合わせで延在する、実施形態119~122のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態125.摩耗検出センサが、同じ電子デバイスから反対方向に延在する第1および第2のアンテナを含み得る、実施形態119~124のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態126.アンテナのうちの1つまたは各々が、内部円周領域の一部分、外部円周領域の一部分、またはそれらの組み合わせに沿って延在する、実施形態119~125のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態127.アンテナのうちの各々が、研磨本体の中心領域の外部に位置付けられる、実施形態119~126のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態128.電子素子のうちの少なくとも1つが、研磨本体の中心領域の外部に位置付けられる、実施形態119~127のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態129.電子素子のうちの各々が、研磨本体の中心領域の外部に位置付けられる、実施形態119~128のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態130.アンテナのうちの少なくとも1つが、研磨本体の主面の一部分に沿って延在する、実施形態119~129のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態131.アンテナのうちの少なくとも1つが、研磨本体の主面に取り付けられる、実施形態119~130のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態132.アンテナのうちの各1つが、研磨本体の主面の一部分に沿って延在する、実施形態119~131のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態133.アンテナのうちの各1つが、研磨本体の主面に取り付けられる、実施形態119~132のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態134.アンテナのうちの少なくとも1つが、研磨本体に少なくとも部分的に埋め込まれる、実施形態119~133のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態135.アンテナのうちの各々が、研磨本体に少なくとも部分的に埋め込まれる、実施形態119~134のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態136.アンテナのうちの少なくとも1つが、外側環境に曝された部分を備える、実施形態119~135のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態137.アンテナのうちの少なくとも1つが、内部円周領域の表面部分の外部に突出する部分を備える、実施形態119~136のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態138.各アンテナが、内部円周領域の表面部分の外部に突出する部分を備える、実施形態119~137のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態139.アンテナが、互いに比較して異なる長さを有する、実施形態119~138のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態140.摩耗検出センサが、複数の電子デバイスを備える、実施形態58~60のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態141.摩耗検出センサが、少なくとも2つの電子デバイス、少なくとも3つ、少なくとも5つ、少なくとも6つ、または少なくとも8つの電子デバイスを備え、電子デバイスのうちの各々が、研磨本体の一部分に沿って、研磨本体の材料除去面に向かって延在する、実施形態140に記載の研磨物品。
実施形態142.電子デバイスのうちの少なくとも1つが、研磨本体の半径方向、軸方向、またはそれらの組み合わせで延在する、実施形態141に記載の研磨物品。
実施形態143.電子デバイスのうちの少なくとも1つの電子素子が、研磨本体の内部円周領域に位置付けられる、実施形態141または142に記載の研磨物品。
実施形態144.電子素子が、集積回路を含み、集積回路が、内部円周領域に位置付けられる、実施形態143に記載の研磨物品。
実施形態145.電子デバイスのうちの少なくとも1つが、研磨本体の材料除去面と整合されている末端を有する、実施形態141~144に記載の研磨物品。
実施形態146.摩耗検出センサが、第1の電子デバイスおよび第2の電子デバイスを備え、第1および第2の電子デバイスが、互いに離間して配置され、研磨本体の一部分に沿って延在する、実施形態145に記載の研磨物品。
実施形態147.第1の電子デバイスが、第2の電子デバイスと比較して、材料除去面により近くに位置付けられる、実施形態146に記載の研磨物品。
実施形態148.第2の電子デバイスが、第1の電子デバイスと比較して、研磨本体の内周により近くに位置付けられる、実施形態146または147に記載の研磨物品。
実施形態149.第1の電子デバイスが、第1の本体の第1の末端から第2の末端まで外周に向かって延在する第1の長さを備え、第2の電子デバイスが、第3の末端から第4の末端まで外周に向かって延在する第2の長さを備え、第1の末端が、第3の末端と比較して内周により近く、第2の末端が、第4の末端と比較して外周からより遠い、実施形態146~148のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態150.第1の長さおよび第2の長さが、研磨本体の半径方向または軸方向に延在する、実施形態149に記載の研磨物品。
実施形態151.第1の電子デバイスが、第2の電子デバイスに平行である、実施形態149または150に記載の研磨物品。
実施形態152.第1および第2の電子デバイスが、千鳥状である、実施形態149~151のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態153.第1の末端と内周との間の距離δdI1が、第3の末端と内周との間の距離δdI2よりも大きく、δdI1とδdI2との間の相対的差異が、少なくとも2%、少なくとも5%、少なくとも10%、少なくとも12%、少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、または少なくとも50%である、実施形態149~152のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態154.δdI1とδdI2との間の相対的差異が、最大で80%、最大で70%、最大で60%、最大で50%、最大で45%、最大で40%、最大で35%、または最大で30%である、実施形態153に記載の研磨物品。
実施形態155.第4の末端と外周との間の距離δdO2が、第2の末端から外周までの距離δdO1よりも大きく、δdO1とδdO2との間の相対的差異が、少なくとも2%、少なくとも5%、少なくとも10%、少なくとも12%、少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、または少なくとも50%である、実施形態149~154のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態156.δdO1とδdO2との間の相対的差異が、最大で80%、最大で7
0%、最大で60%、最大で50%、最大で45%、最大で40%、最大で35%、または最大で30%である、実施形態155に記載の研磨物品。
実施形態157.摩耗検出センサが、電子デバイスを備え、デバイスが、チップ、集積回路、データトランスポンダ、チップを含むもしくは含まない無線周波数に基づいたタグもしくはセンサ、電子タグ、電子メモリ、センサ、アナログデジタル変換器、伝送器、受信器、トランシーバ、変調器回路、マルチプレクサ、アンテナ、近距離通信デバイス、電源、ディスプレイ(例えば、LCDまたはOLEDスクリーン)、光学デバイス(例えば、LED)、全地球測位システム(GPS)もしくはデバイス、固定もしくはプログラム可能論理、またはそれらの任意の組み合わせを備える、実施形態58~156のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態158.摩耗検出センサが、無線周波数識別タグもしくはセンサ、近距離通信タグもしくはセンサ、またはそれらの組み合わせを備える電子デバイスを備える、実施形態58~157のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態159.摩耗検出センサが、複数の電子デバイスを備え、電子デバイスのうちの少なくとも1つが、研磨本体の内部円周領域に配置される、実施形態58~158のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態160.電子デバイスのうちの各々が、研磨本体の外部円周領域の外部に配置される、実施形態159に記載の研磨物品。
実施形態161.電子デバイスのうちの各々が、研磨本体の中心領域の外部に配置される、実施形態159または160に記載の研磨物品。
実施形態162.電子デバイスのうちの少なくとも1つが、研磨本体の中心領域に配置される、実施形態160または161に記載の研磨物品。
実施形態163.摩耗検出センサが、複数の集積回路を備える複数の電子デバイスを備える、実施形態58~162のいずれか1つに記載の研磨物品。
実施形態164.研磨物品における摩耗を検出するためのシステムであって、
実施形態58~163のいずれか1つに記載の研磨物品と、
摩耗検出センサにより生成されたデータを受信するように構成されたデータ受信ユニットと、を備える、システム。
実施形態165.データ受信ユニットが、データを伝送するようにさらに構成される、実施形態164に記載のシステム。
実施形態166.データ受信ユニットが、エネルギーを摩耗検出センサに提供するように構成される、実施形態164または165に記載のシステム。
実施形態167.摩耗検出センサが、アンテナおよび電子素子を備え、アンテナ、電子素子、またはその両方が、無線方式で、データ受信ユニットによって電力供給される、実施形態166に記載のシステム。
実施形態168.データ受信ユニットが、信号を摩耗検出センサに送信するように、および摩耗検出センサから応答を受信するように構成される、実施形態164~167のいずれか1つに記載のシステム。
実施形態169.アンテナをさらに備え、アンテナが、摩耗検出センサに連結されない、実施形態164~168のいずれか1つに記載のシステム。
実施形態170.アンテナが、摩耗検出センサ、データ受信ユニット、またはその両方により生成された信号をブーストするように構成される、実施形態164~169のいずれか1つに記載のシステム。
実施形態171.データ受信ユニットが、リーダ、インテロゲータ、携帯電話、コンピュータ、データベース、またはそれらの組み合わせを備える、実施形態164~170のいずれか1つに記載のシステム。
実施形態172.摩耗検出センサの少なくとも一部分を除去することが、アンテナの一部分を除去することを含む、実施形態51に記載の方法。
実施形態173.摩耗信号を生成することが、アンテナの表面積、長さ、またはそれらの組み合わせの低減に基づく、実施形態51または172に記載の方法。
実施形態174.摩耗信号を生成することが、摩耗検出センサの少なくとも第1の部分を除去することに基づいて第1の摩耗信号を生成することと、摩耗検出センサの少なくとも第2の部分を除去することに基づいて第2の摩耗信号を生成することと、を含む、実施形態51および172~173のいずれか1つに記載の方法。
実施形態175.第1の摩耗信号および第2の摩耗信号を比較して、研磨本体の摩耗を決定することをさらに含む、実施形態174に記載の方法。
実施形態176.摩耗検出センサが、複数の電子デバイスを備え、摩耗検出センサの第1の部分が、第1の電子デバイスの第1の部分を備え、摩耗検出センサの第2の部分が、第2の電子デバイスの第2の部分を備える、実施形態174または175に記載の方法。
実施形態177.摩耗検出センサの部分が、アンテナの部分を備える、実施形態51に記載の方法。
実施形態178.摩耗信号が、アンテナにより反射されたエネルギーの低減を含み、研磨本体の寸法が、低減の関数である、実施形態177に記載の方法。
実施形態179.第1の摩耗信号に基づいて研磨本体の第1の寸法を、および第2の摩耗信号に基づいて研磨本体の第2の寸法を決定することをさらに含む、実施形態178に記載の方法。
実施形態180.第1および第2の寸法を比較することと、研磨本体の摩耗を決定することと、をさらに含む、実施形態179に記載の方法。
EMBODIMENTS EMBODIMENT 1. An abrasive article comprising an abrasive body including abrasive particles contained within an adhesive material, and a wear detection sensor configured to detect a change in a dimension of the abrasive body, wherein at least a portion of the wear detection sensor is coupled to and extends along at least a portion of the abrasive body.
Embodiment 2. An abrasive article comprising an abrasive body comprising abrasive particles contained within an adhesive material, a wear detection sensor comprising at least one lead in contact with the abrasive body, and at least one logic device in communication with the at least one conductive lead.
Embodiment 3. The abrasive article of embodiment 1 or 2, wherein at least a portion of the wear detection sensor extends along an outer surface of the abrasive body.
Embodiment 4. The abrasive article according to any one of embodiments 1 and 2, wherein a first portion of the wear detection sensor is coupled to a portion of the abrasive body, a second portion of the wear detection sensor is coupled to the hub, and the hub is coupled to the abrasive body.
Embodiment 5. The abrasive article of embodiment 4, wherein the first portion comprises at least one lead and the second portion comprises a logic device.
Embodiment 6. The abrasive article of embodiment 4, wherein the first portion includes a logic device and the second portion includes at least one lead extending from the logic device.
Embodiment 7. The abrasive article of any one of embodiments 1 and 2, wherein at least a portion of the wear detection sensor is embedded in the abrasive body.
Embodiment 8. The abrasive article of embodiment 7, wherein the portion of the wear detection sensor embedded in the abrasive body extends deep into the volume of the abrasive body toward the material removal surface of the abrasive body.
Embodiment 9. The abrasive article of embodiment 8, wherein the portion of the wear detection sensor embedded in the abrasive body includes at least one lead extending from the logic device.
Embodiment 10. The abrasive article of embodiment 9, wherein the logic device is coupled to an exterior surface of the abrasive body.
Embodiment 11. The abrasive article of embodiment 10, wherein the logic device is coupled to a hub, and the hub is coupled to the abrasive body.
Embodiment 12. The abrasive article of embodiment 10, wherein the portion of the wear detection sensor comprises a plurality of nodes extending parallel to one another at different depths into the volume of the abrasive body.
Embodiment 13. The abrasive article of embodiment 2, wherein the logic device and the wear detection sensor are coupled to an exterior surface of the abrasive body.
Embodiment 14. The abrasive article of embodiment 1, wherein the wear detection sensor comprises at least one reed in contact with the abrasive body.
Embodiment 15. The abrasive article of any one of embodiments 2 and 14, wherein the wear detection sensor comprises a plurality of leads.
Embodiment 16. The abrasive article of embodiment 15, wherein at least one lead of the plurality of leads extends along a portion of the exterior surface of the abrasive body.
Embodiment 17. The abrasive article of embodiment 15, wherein a majority of the plurality of leads extend along a portion of the exterior surface of the abrasive body.
Embodiment 18. The abrasive article of embodiment 15, wherein each of the leads of the plurality of leads extends along a portion of the outer surface of the abrasive body.
Embodiment 19. The abrasive article of embodiment 15, wherein the multiple reeds have different lengths compared to one another.
Embodiment 20. The abrasive article of embodiment 14, wherein at least one of the leads of the plurality of leads is embedded within the abrasive body.
Embodiment 21. The abrasive article of embodiment 20, wherein all of the leads of the plurality of leads are embedded within the abrasive body.
Embodiment 22. The abrasive article of embodiment 20, wherein at least two of the leads of the plurality of leads have ends spaced apart from one another.
Embodiment 23. The abrasive article of embodiment 22, wherein each of the leads of the plurality of leads comprises an end, each of the ends being spaced apart from one another.
Embodiment 24. The abrasive article of embodiment 23, wherein each of the ends is located at a different position relative to one another.
Embodiment 25. The abrasive article of embodiment 23, wherein each of the ends is embedded at a different depth within the abrasive body relative to one another.
Embodiment 26. The abrasive article of any one of embodiments 2 and 14, wherein at least one lead is partially embedded within the abrasive body.
Embodiment 27. The abrasive article of any one of embodiments 2 and 14, wherein at least one lead is embedded within the abrasive body.
Embodiment 28. The abrasive article of embodiment 2 or 14, wherein at least one lead comprises an elongated plate or wire adapted to vary in resistance with the length of the elongated plate or wire.
Embodiment 29. The abrasive article of embodiment 2 or 14, wherein at least one lead comprises an electrical circuit including two wires connected by a plurality of resistors, the resistors being positioned parallel to one another at different locations along the length of the two wires.
Embodiment 30. The abrasive article of embodiment 2 or 14, wherein at least one lead comprises a metal or metal alloy.
Embodiment 31. The abrasive article of embodiment 1, further comprising a logic device in communication with the wear detection sensor.
Embodiment 32. The abrasive article of any one of embodiments 2, 14, or 31, wherein the logic device comprises a microcontroller configured to detect a change in state of the wear detection sensor.
Embodiment 33. The abrasive article of any one of embodiments 2, 14, or 31, wherein the wear detection sensor comprises at least one lead configured to change state between an active state and an inactive state, and the logic device comprises a microcontroller configured to detect the change in state of the at least one lead.
Embodiment 34. The abrasive article of any one of embodiments 2, 14, or 31, wherein the wear detection sensor comprises a plurality of leads, each of the leads having a terminal end at a different location, and during use, the terminal ends of the leads are adapted to be worn and change state from an active state to an inactive state upon wear.
Embodiment 35. The abrasive article of embodiment 2, 14, or 31, wherein the distance ΔDT perpendicular to the original outer material removal surface of the abrasive body to the end of at least one lead is at least 100 microns, e.g., at least 200 microns, or at least 300 microns, or at least 500 microns, or at least 800 microns, or at least 900 microns, or at least 1000 microns, or at least 5000 microns, and 1.5 meters or less, e.g., 1.3 meters or less, or 1.0 meters or less, or 0.8 meters or less, or 0.5 meters or less, or 0.3 meters or less, or 0.1 meters or less, or 0.05 meters or less, or 0.01 meters or less.
Embodiment 36. The abrasive article of embodiment 2, 14, or 31, wherein the distance ΔDI between the two terminal lead ends relative to each other in the thickness direction of the abrasive body is at least 50 microns, for example, at least 100 microns, at least 250 microns, at least 500 microns, or at least 1000 microns, and 1.5 meters or less, for example, 1.2 meters or less, or 1 meter or less, or 0.8 meters or less, or 0.5 meters or less, or 0.3 meters or less, or 0.2 meters or less, or 0.1 meters or less, or 0.05 meters or less, or 0.01 meters or less.
Embodiment 37. The abrasive article of embodiment 2, 14, or 31, wherein the overall length of at least one lead is at least 100 microns, e.g., at least 200 microns, or at least 500 microns, or at least 1000 microns, or at least 10,000 microns, or at least 50,000 microns, and 10 meters or less, e.g., 8 meters or less, 5 meters or less, 3 meters or less, 2 meters or less, 1.5 meters or less, 1.2 meters or less, 1.0 meters or less, 0.8 meters or less, 0.5 meters or less, 0.3 meters or less, 0.2 meters or less, 0.1 meters or less, 0.05 meters or less, or 0.01 meters or less.
Embodiment 38. The abrasive article of embodiment 2, 14, or 31, wherein each of the at least one lead comprises an electrical circuit.
Embodiment 39. The abrasive article of embodiment 2, 14, or 31, wherein at least one lead is a plurality of leads, and the plurality of leads are combined in an electrical circuit.
Embodiment 40. The abrasive article of embodiment 2, 14, or 31, wherein the at least one reed comprises at least 2 reeds, or at least 3 reeds, at least 5 reeds, at least 7 reeds, or at least 9 reeds.
Embodiment 41. The abrasive article of embodiment 2, 14, or 31, wherein at least one reed comprises 100 or less reeds, e.g., 80 or less reeds, 60 or less reeds, 50 or less reeds, 30 or less reeds, 20 or less reeds, 15 or less reeds, or 10 or less reeds.
Embodiment 42. The abrasive article of embodiment 2, 14, or 31, wherein the logic device further comprises a communication device for wireless communication with an external controller.
Embodiment 43. The abrasive article of embodiment 42, wherein the communication device is a transceiver.
Embodiment 44. The abrasive article of embodiment 43, wherein the communication device is an RFID transceiver.
Embodiment 45. A system for detecting wear in an abrasive article, comprising: an abrasive body comprising abrasive particles contained within an adhesive material; and a wear detection system coupled to the abrasive body, the wear detection system comprising: a wear detection sensor including at least one lead configured to change state between an active state and an inactive state; and at least one logic device coupled to the wear detection sensor and configured to detect the change in state of the at least one lead and generate a wear signal based on the change in state.
Embodiment 46. The system of embodiment 45, wherein the wear signal corresponds to a voltage change measured across an electrical circuit of at least one lead.
Embodiment 47. The system of embodiment 45, wherein each lead of the at least one lead has an independent electrical circuit, and an inactive state of the at least one lead corresponds to an interrupted electrical circuit.
Embodiment 48. A system for detecting wear in an abrasive article, comprising: an abrasive body comprising abrasive particles contained in an adhesive material; and a wear detection system coupled to the abrasive body, the wear detection system comprising: a wear detection sensor including at least one lead configured to change resistance during wear of the abrasive body; and at least one logic device coupled to the wear detection sensor and configured to measure the resistance of the at least one lead and generate a wear signal based on the change in the measured resistance.
Embodiment 49. The system of embodiment 48, wherein at least one lead is an elongated plate or wire adapted to vary in resistance with the length of the elongated plate or wire.
Embodiment 50. The system of embodiment 48, wherein at least one lead comprises an electrical circuit including two wires connected by a plurality of resistors, the resistors being positioned parallel to one another at different locations along the length of the two wires.
Embodiment 51. A method for detecting wear in an abrasive article, comprising: performing a material removal process on an abrasive body comprising abrasive particles contained within an adhesive material; removing at least a portion of a wear detection sensor embedded in at least a portion of the abrasive body; and generating a wear signal based on removing at least a portion of the wear detection sensor.
Embodiment 52. The method of embodiment 51, wherein the wear detection sensor includes at least one lead configured to change state between an active state and an inactive state.
Embodiment 53. The method of embodiment 51, wherein the wear signal is generated by removing at least a portion of at least one lead and changing the lead state from an active state to an inactive state.
Embodiment 54. The method of embodiment 51, wherein the wear signal corresponds to a voltage change measured across an electrical circuit of at least one lead.
Embodiment 55. The method of embodiment 51, wherein the wear signal corresponds to a measured resistance change of at least one lead.
Embodiment 56. The method of embodiment 51, wherein at least one lead is an elongated plate or wire, and the resistance change corresponds to a decrease in length of the elongated plate or wire during wear of the abrasive body.
Embodiment 57. The method of embodiment 51, wherein at least one lead comprises an electrical circuit including two wires connected by a plurality of resistors, the resistors being positioned parallel to each other at different locations along the length of the two wires, and the change in total resistance of the circuit corresponds to the amount of resistors broken down during wear of the abrasive body.
Embodiment 58. An abrasive article comprising:
an abrasive body including abrasive particles contained within a bonding material;
a wear detection sensor coupled to the grinding body;
a wear detection sensor configured to detect a change in a dimension of the abrasive body;
An abrasive article, wherein the wear detection sensor comprises at least one electronic device.
Embodiment 59. The abrasive article of embodiment 58, wherein at least a portion of the wear detection sensor is in direct contact with a portion of the abrasive body.
Embodiment 60. The abrasive article of embodiment 58 or 59, wherein at least one electronic device comprises an antenna.
Embodiment 61. The abrasive article of any one of embodiments 58-60, wherein the wear detection sensor comprises at least one, at least two, at least four, or at least six antennas.
Embodiment 62. The abrasive article of any one of embodiments 58-61, wherein the electronic device is attached to a major surface of the abrasive body, a peripheral surface of the abrasive body, or a combination thereof.
Embodiment 63. The abrasive article of any one of embodiments 58-61, wherein the electronic device is at least partially embedded in the abrasive body.
Embodiment 64. The abrasive article of any one of embodiments 58-61, wherein the electronic device is fully embedded within the abrasive body.
Embodiment 65. The abrasive article of any one of embodiments 58-64, wherein the wear detection sensor comprises an electrical component coupled to at least one electronic device, the electrical component comprising a capacitor, a resistor, an inductor, or a combination thereof.
Embodiment 66. The abrasive article of embodiment 65, wherein the electrical component comprises a first capacitive plate and a second capacitive plate spaced apart from the first capacitive plate.
Embodiment 67. The abrasive article of embodiment 65 or 66, wherein the abrasive body comprises an inner circumferential region and an outer circumferential region, a first capacitive plate is positioned on the inner circumferential region and a second capacitive plate is positioned on the outer circumferential region.
Embodiment 68. The abrasive article of any one of embodiments 65-67, wherein the electrical component is attached to a portion of the abrasive body or is at least partially embedded in the abrasive body.
Embodiment 69. The abrasive article of any one of embodiments 65-68, wherein at least one of the first and second capacitive plates is attached to a major surface of the abrasive body, a peripheral surface of the abrasive body, or a combination thereof.
Embodiment 70. The abrasive article of any one of embodiments 65-69, wherein both the first and second capacitive plates are attached to a major surface or a peripheral surface of the abrasive body.
Embodiment 71. The abrasive article of any one of embodiments 65-69, wherein a first capacitive plate is attached to a major or peripheral surface of the abrasive body and a second capacitive plate is at least partially embedded within the abrasive body.
Embodiment 72. The abrasive article of any one of embodiments 65-68, wherein both the first and second capacitive plates are at least partially embedded in the abrasive body.
Embodiment 73. The abrasive article of any one of embodiments 65-68, wherein both the first and second capacitive plates are entirely embedded within the abrasive body.
Embodiment 74. The abrasive article of any one of embodiments 58-73, wherein the wear detection sensor comprises a loop circuit.
Embodiment 75. The abrasive article of embodiment 74, wherein the loop circuit comprises a resistive wire loop coupled to at least one electronic device.
Embodiment 76. The abrasive article of embodiment 74 or 75, wherein the wear detection sensor comprises a loop circuit comprising an electrical component.
Embodiment 77. The abrasive article of any one of embodiments 74-76, wherein the loop circuit further comprises a resistive element.
Embodiment 78. The abrasive article of embodiment 77, wherein the resistive element comprises a resistor, a resistive wire, or a combination thereof.
Embodiment 79. The abrasive article of any one of embodiments 74-78, wherein the loop circuit comprises a plurality of capacitors, a plurality of resistors, a plurality of inductors, or a combination thereof.
Embodiment 80. The abrasive article of any one of embodiments 58-64, wherein the at least one electronic device comprises an electronic element and an antenna directly and electrically connected to the electronic element, the electronic element comprising a chip, an integrated circuit, logic, a transponder, a transceiver, a memory, a passive element, or any combination thereof.
Embodiment 81. The abrasive article of embodiment 80, wherein the wear detection sensor comprises a plurality of electronic devices including at least one electronic device.
Embodiment 82. The abrasive article of embodiment 80 or 81, wherein the wear detection sensor comprises a plurality of electronic devices, at least some of the electronic devices comprising an antenna.
Embodiment 83. The abrasive article of any one of embodiments 80-82, wherein the wear detection sensor comprises a plurality of electronic devices, each one of the electronic devices comprising an antenna.
Embodiment 84. The abrasive article of any one of embodiments 80-83, wherein the wear detection sensor comprises an electronic device comprising at least one, at least two, at least three, or at least four antennas directly and electrically coupled to the electronic element.
Embodiment 85. The abrasive article of any one of embodiments 80-84, wherein the antenna comprises a thin film antenna.
Embodiment 86. The abrasive article of any one of embodiments 80-85, wherein the antenna comprises a surface area greater than a surface area of the electronic element.
Embodiment 87. The abrasive article of any one of embodiments 80-87, wherein the antenna extends over a larger surface area of the abrasive body as compared to the electronic element.
Embodiment 88. The abrasive article of any one of embodiments 80-87, wherein the antenna is directly and electrically coupled to an integrated circuit.
Embodiment 89. The abrasive article of any one of embodiments 86-88, wherein the electronic device comprising an antenna is coupled to a non-abrasive portion of the abrasive article.
Embodiment 90. The abrasive article of any one of embodiments 80-89, wherein the antenna extends along a portion of the main surface, the peripheral surface, or both toward the material removal surface of the abrasive body.
Embodiment 91. The abrasive article of any one of embodiments 80-90, wherein the antenna is at least partially or entirely embedded in the abrasive body.
Embodiment 92. The abrasive article of any one of embodiments 80-91, wherein the antennas extend radially, axially, circumferentially, or a combination thereof, about the abrasive body.
Embodiment 93. The abrasive article of any one of embodiments 80-92, wherein the antennas are arranged in a loop, a serpentine shape, or a combination thereof.
Embodiment 94. The abrasive article of any one of embodiments 80-93, wherein the electronic element is positioned within an interior circumferential region of the abrasive body, the electronic element comprising an integral element, and the integral element is positioned within the interior circumferential region.
Embodiment 95. The abrasive article of any one of embodiments 80-94, wherein the electronic element is positioned within the non-abrasive portion of the abrasive body and the antenna is positioned within the abrasive portion of the abrasive body.
Embodiment 96. The abrasive article of any one of embodiments 80-95, wherein the wear detection sensor comprises a package that includes at least a portion of the electronic element, the antenna, or a combination thereof.
Embodiment 97. The abrasive article of embodiment 96, wherein the package comprises a protective layer.
Embodiment 98. The abrasive article of embodiment 97, wherein the protective layer comprises a material comprising polydimethylsiloxane (PDMS), polyethylene naphthalate (PEN), polyimide, polyetheretherketone (PEEK), or any combination thereof.
Embodiment 99. The abrasive article of embodiment 98 or 99, wherein the protective layer encapsulates the electronic elements and the antenna.
Embodiment 100. The abrasive article of any one of embodiments 80-99, wherein the wear detection sensor comprises a plurality of antennas, the plurality of antennas having different lengths compared to one another.
Embodiment 101. The abrasive article of embodiment 100, wherein the relative difference in length between the plurality of antennas can be at least 5%, at least 10%, at least 15%, at least 17%, at least 20%, at least 30%, at least 40%, or at least 50%.
Embodiment 102. The abrasive article of embodiment 100 or 101, wherein the relative difference in length between the plurality of antennas can be at most 80%, at most 70%, at most 60%, at most 50%, at most 45%, at most 40%, at most 35%, or at most 30%.
Embodiment 103. The abrasive article of embodiment 102, wherein the multiple antennas extend different distances along the abrasive body toward the material removal surface.
Embodiment 104. The abrasive article of any one of embodiments 100-103, wherein at least one of the antennas is positioned within an interior circumferential region of the abrasive body.
Embodiment 105. The abrasive article of any one of embodiments 100-104, wherein at least one of the antennas extends from the inner circumferential region into the outer circumferential region.
Embodiment 106. The abrasive article of any one of embodiments 100-105, wherein at least one of the antennas is positioned within an outer circumferential region of the abrasive body.
Embodiment 107. The abrasive article of any one of embodiments 80-106, wherein the wear detection sensor comprises a plurality of antennas, at least one of the antennas comprising a flared body.
Embodiment 108. The abrasive article of embodiment 107, wherein each of the plurality of antennas comprises a flared body.
Embodiment 109. The abrasive article of embodiment 107 or 108, wherein at least one of the plurality of antennas extends radially, axially, or a combination thereof from a central region of the abrasive body toward the material removal surface, and the width of the flared body increases as the antenna extends from the central region of the abrasive body toward the material removal surface.
Embodiment 110. The abrasive article of embodiment 107 or 108, wherein at least one of the plurality of antennas extends radially, axially, or a combination thereof across at least a portion of the central region and across at least a portion of the inner circumferential region of the abrasive body.
Embodiment 111. The abrasive article of any one of embodiments 107-110, wherein at least one of the plurality of antennas extends from a central region, over an inner circumferential region, and into an outer region of the abrasive body.
Embodiment 112. The abrasive article of embodiment 111, wherein at least one of the plurality of secondary antennas comprises an end aligned with the material removal surface.
Embodiment 113. The abrasive article of embodiment 111 or 112, wherein each of the plurality of antennas extends over a portion of the interior circumferential region of the abrasive body and into the exterior region.
Embodiment 114. The abrasive article of any one of embodiments 111-113, wherein at least one of the plurality of antennas comprises at least a portion exposed to an exterior environment.
Embodiment 115. The abrasive article of any one of embodiments 111-114, wherein at least one of the plurality of antennas is partially embedded in the abrasive body.
Embodiment 116. The abrasive article of any one of embodiments 111-115, wherein each of the antennas is partially embedded in the abrasive body.
Embodiment 117. The abrasive article of any one of embodiments 111-116, wherein at least one of the antennas comprises a portion that protrudes outside of a surface portion of the inner circumferential region of the abrasive body.
Embodiment 118. The abrasive article of any one of embodiments 111-117, wherein at least one of the antennas extends along a portion of a major surface of the abrasive body.
Embodiment 119. The abrasive article of any one of embodiments 111-118, wherein each of the antennas extends along a portion of a major surface of the abrasive body.
Embodiment 120. The abrasive article of any one of embodiments 80-118, wherein the wear detection sensor comprises a plurality of antennas, and one or more of the plurality of antennas comprises a body including a curved portion.
Embodiment 121. The abrasive article of embodiment 119 or 120, wherein at least one of the plurality of antennas has a curved body, at least a portion of the curved body extending circumferentially about the abrasive body.
Embodiment 122. The abrasive article of embodiment 119 or 120, wherein at least one of the plurality of antennas has a length that extends in a circumferential direction.
Embodiment 123. The abrasive article of any one of embodiments 119-122, wherein each one of the antennas has a length that extends circumferentially about the abrasive body.
Embodiment 124. The abrasive article of any one of embodiments 119-122, wherein one or more of the antennas extend radially, circumferentially, axially, or a combination thereof.
Embodiment 125. The abrasive article of any one of embodiments 119-124, wherein the wear detection sensor may include first and second antennas extending in opposite directions from the same electronic device.
Embodiment 126. The abrasive article of any one of embodiments 119-125, wherein the, or each, of the antennas extends along a portion of the inner circumferential region, a portion of the outer circumferential region, or a combination thereof.
Embodiment 127. The abrasive article of any one of embodiments 119-126, wherein each of the antennas is positioned outside a central region of the abrasive body.
Embodiment 128. The abrasive article of any one of embodiments 119-127, wherein at least one of the electronic elements is positioned outside of a central region of the abrasive body.
Embodiment 129. The abrasive article of any one of embodiments 119-128, wherein each of the electronic elements is positioned outside a central region of the abrasive body.
Embodiment 130. The abrasive article of any one of embodiments 119-129, wherein at least one of the antennas extends along a portion of a major surface of the abrasive body.
Embodiment 131. The abrasive article of any one of embodiments 119-130, wherein at least one of the antennas is attached to a major surface of the abrasive body.
Embodiment 132. The abrasive article of any one of embodiments 119-131, wherein each one of the antennas extends along a portion of a major surface of the abrasive body.
Embodiment 133. The abrasive article of any one of embodiments 119-132, wherein each one of the antennas is attached to a major surface of the abrasive body.
Embodiment 134. The abrasive article of any one of embodiments 119-133, wherein at least one of the antennas is at least partially embedded in the abrasive body.
Embodiment 135. The abrasive article of any one of embodiments 119-134, wherein each of the antennas is at least partially embedded in the abrasive body.
Embodiment 136. The abrasive article of any one of embodiments 119-135, wherein at least one of the antennas comprises a portion exposed to the outside environment.
Embodiment 137. The abrasive article of any one of embodiments 119-136, wherein at least one of the antennas comprises a portion that projects outwardly of a surface portion of the inner circumferential region.
Embodiment 138. The abrasive article of any one of embodiments 119-137, wherein each antenna comprises a portion that projects outwardly of a surface portion of the inner circumferential region.
Embodiment 139. The abrasive article of any one of embodiments 119-138, wherein the antennas have different lengths compared to one another.
Embodiment 140. The abrasive article of any one of embodiments 58-60, wherein the wear detection sensor comprises a plurality of electronic devices.
Embodiment 141. The abrasive article of embodiment 140, wherein the wear detection sensor comprises at least two electronic devices, at least three, at least five, at least six, or at least eight electronic devices, each of which extends along a portion of the abrasive body toward the material removal surface of the abrasive body.
Embodiment 142. The abrasive article of embodiment 141, wherein at least one of the electronic devices extends radially, axially, or a combination thereof, of the abrasive body.
Embodiment 143. The abrasive article of embodiment 141 or 142, wherein at least one electronic element of the electronic device is positioned at an interior circumferential region of the abrasive body.
Embodiment 144. The abrasive article of embodiment 143, wherein the electronic elements include integrated circuits, the integrated circuits being positioned at the inner circumferential region.
Embodiment 145. The abrasive article of any one of embodiments 141-144, wherein at least one of the electronic devices has an end that is aligned with the material removal surface of the abrasive body.
Embodiment 146. The abrasive article of embodiment 145, wherein the wear detection sensor comprises a first electronic device and a second electronic device, the first and second electronic devices being spaced apart from one another and extending along a portion of the abrasive body.
Embodiment 147. The abrasive article of embodiment 146, wherein the first electronic device is positioned closer to the material removal surface compared to the second electronic device.
Embodiment 148. The abrasive article of embodiment 146 or 147, wherein the second electronic device is positioned closer to the inner circumference of the abrasive body compared to the first electronic device.
Embodiment 149. The abrasive article of any one of embodiments 146-148, wherein the first electronic device has a first length extending from a first end to a second end of the first body toward the outer periphery, and the second electronic device has a second length extending from a third end to a fourth end of the first body toward the outer periphery, the first end being closer to the inner periphery than the third end, and the second end being farther from the outer periphery than the fourth end.
Embodiment 150. The abrasive article of embodiment 149, wherein the first length and the second length extend in a radial or axial direction of the abrasive body.
Embodiment 151. The abrasive article of embodiment 149 or 150, wherein the first electronic device is parallel to the second electronic device.
Embodiment 152. The abrasive article of any one of embodiments 149-151, wherein the first and second electronic devices are staggered.
Embodiment 153. The abrasive article of any one of embodiments 149 to 152, wherein the distance δdI1 between the first end and the inner circumference is greater than the distance δdI2 between the third end and the inner circumference, and the relative difference between δdI1 and δdI2 is at least 2%, at least 5%, at least 10%, at least 12%, at least 15%, at least 20%, at least 30%, at least 40%, or at least 50%.
Embodiment 154. The abrasive article of embodiment 153, wherein the relative difference between δdI1 and δdI2 is at most 80%, at most 70%, at most 60%, at most 50%, at most 45%, at most 40%, at most 35%, or at most 30%.
Embodiment 155. The abrasive article of any one of embodiments 149-154, wherein the distance δdO2 between the fourth end and the outer periphery is greater than the distance δdO1 from the second end to the outer periphery, and the relative difference between δdO1 and δdO2 is at least 2%, at least 5%, at least 10%, at least 12%, at least 15%, at least 20%, at least 30%, at least 40%, or at least 50%.
Embodiment 156. The relative difference between δdO1 and δdO2 is at most 80%, at most 7
0%, at most 60%, at most 50%, at most 45%, at most 40%, at most 35%, or at most 30%.
Embodiment 157. The abrasive article of any one of embodiments 58-156, wherein the wear detection sensor comprises an electronic device, the device comprising a chip, an integrated circuit, a data transponder, a radio frequency based tag or sensor with or without a chip, an electronic tag, an electronic memory, a sensor, an analog to digital converter, a transmitter, a receiver, a transceiver, a modulator circuit, a multiplexer, an antenna, a near field communication device, a power source, a display (e.g., an LCD or OLED screen), an optical device (e.g., an LED), a global positioning system (GPS) or device, fixed or programmable logic, or any combination thereof.
Embodiment 158. The abrasive article of any one of embodiments 58-157, wherein the wear detection sensor comprises an electronic device comprising a radio frequency identification tag or sensor, a near field communication tag or sensor, or a combination thereof.
Embodiment 159. The abrasive article of any one of embodiments 58-158, wherein the wear detection sensor comprises a plurality of electronic devices, at least one of the electronic devices being disposed in an interior circumferential region of the abrasive body.
Embodiment 160. The abrasive article of embodiment 159, wherein each of the electronic devices is disposed outside of the exterior circumferential region of the abrasive body.
Embodiment 161. The abrasive article of embodiment 159 or 160, wherein each of the electronic devices is disposed outside a central region of the abrasive body.
Embodiment 162. The abrasive article of embodiment 160 or 161, wherein at least one of the electronic devices is disposed in a central region of the abrasive body.
Embodiment 163. The abrasive article of any one of embodiments 58-162, wherein the wear detection sensor comprises a plurality of electronic devices comprising a plurality of integrated circuits.
Embodiment 164. A system for detecting wear in an abrasive article, comprising:
164. An abrasive article according to any one of embodiments 58 to 163;
a data receiving unit configured to receive data generated by the wear detection sensor.
[0081] Embodiment 165. The system of embodiment 164, wherein the data receiving unit is further configured to transmit data.
[0081] Embodiment 166. The system of embodiment 164 or 165, wherein the data receiving unit is configured to provide energy to the wear detection sensor.
Embodiment 167. The system of embodiment 166, wherein the wear detection sensor comprises an antenna and an electronic element, and the antenna, the electronic element, or both are wirelessly powered by the data receiving unit.
[0081] Embodiment 168. The system according to any one of embodiments 164 to 167, wherein the data receiving unit is configured to transmit a signal to the wear detection sensor and to receive a response from the wear detection sensor.
Embodiment 169. The system of any one of embodiments 164 to 168, further comprising an antenna, the antenna not being coupled to the wear detection sensor.
[0081] Embodiment 170. The system of any one of embodiments 164-169, wherein the antenna is configured to boost a signal generated by the wear detection sensor, the data receiving unit, or both.
[0071] Embodiment 171. The system of any one of embodiments 164-170, wherein the data receiving unit comprises a reader, an interrogator, a mobile phone, a computer, a database, or a combination thereof.
Embodiment 172. The method of embodiment 51, wherein removing at least a portion of the wear detection sensor includes removing a portion of the antenna.
Embodiment 173. The method of embodiment 51 or 172, wherein generating the wear signal is based on a reduction in antenna surface area, length, or a combination thereof.
Embodiment 174. The method of any one of embodiments 51 and 172-173, wherein generating the wear signal includes generating a first wear signal based on removing at least a first portion of the wear detection sensor, and generating a second wear signal based on removing at least a second portion of the wear detection sensor.
Embodiment 175. The method of embodiment 174, further comprising comparing the first wear signal and the second wear signal to determine wear of the abrasive body.
Embodiment 176. The method of embodiment 174 or 175, wherein the wear detection sensor comprises a plurality of electronic devices, a first portion of the wear detection sensor comprises a first portion of a first electronic device, and a second portion of the wear detection sensor comprises a second portion of a second electronic device.
Embodiment 177 The method of embodiment 51, wherein the portion of the wear detection sensor comprises a portion of an antenna.
Embodiment 178. The method of embodiment 177, wherein the wear signal comprises a reduction in energy reflected by the antenna, and the dimension of the abrasive body is a function of the reduction.
Embodiment 179. The method of embodiment 178, further comprising determining a first dimension of the abrasive body based on the first wear signal and a second dimension of the abrasive body based on the second wear signal.
Embodiment 180. The method of embodiment 179, further comprising comparing the first and second dimensions and determining wear of the abrasive body.
実施例1.摩耗検出センサを含む、鉄道線路を研削するための研磨ホイールを製造する
研削ホイールの研磨本体を形成およびプレスする。外部繊維巻線をホイールに適用する前に、複数の5つのリードを糊付けによってホイールの外面に取り付け、リードが、図1にも示すように、軸方向xにホイールの外側研削面に向かって延在するようにする。外部繊維巻線およびハブをホイールに適用した後、マイクロコントローラ形態の論理デバイスを、電気配線を介してリードに接続し、ホイールの研磨本体の内径に装着する。論理デバイスは、研磨本体の摩耗段階に関するデータを、操作者が扱う外部制御デバイスに無線送信するためのRFIDチップを含む。
Example 1. Manufacturing an abrasive wheel for grinding railroad tracks, including a wear detection sensor The abrasive body of the grinding wheel is formed and pressed. Before the external fiber winding is applied to the wheel, a plurality of five leads are attached to the outer surface of the wheel by gluing, so that the leads extend in the axial direction x towards the outer grinding surface of the wheel, as also shown in FIG. 1. After the external fiber winding and the hub are applied to the wheel, a logic device in the form of a microcontroller is connected to the leads via electrical wiring and is mounted on the inner diameter of the abrasive body of the wheel. The logic device includes an RFID chip for wirelessly transmitting data regarding the wear stage of the abrasive body to an external control device handled by an operator.
実施例2.線路研削中のホイール操作
実施例1に記載のように製造された複数の研磨ホイールを、鉄道線路の研削機に装着する。研削操作中、各ホイールにおける摩耗検出センサのリードは、研磨本体の摩耗に従って破損する。各ホイールの正確な摩耗は、アクティブ段階から非アクティブ段階(閉回路から開回路)へのリードの変化の量に対応する、破損したリードの量によって測定され、論理デバイスによって登録される。破損したリードの量に基づいて、各ホイールの論理デバイスは、残りの研磨ホイールの寿命の単数を%で計算し、この数字をRFIDチップで制御デバイスに伝送する。制御デバイスは、線路研削機に取り付けられた各ホイールのデータを収集し、研削操作中に、特定のホイールの交換が必要な場合に赤色電球の点滅によって表示している。
Example 2. Wheel operation during track grinding A number of grinding wheels manufactured as described in Example 1 are mounted on a railroad track grinding machine. During the grinding operation, the leads of the wear detection sensor on each wheel break according to the wear of the grinding body. The exact wear of each wheel is measured by the amount of broken leads, which corresponds to the amount of change of the leads from the active phase to the inactive phase (closed circuit to open circuit), and is registered by the logic device. Based on the amount of broken leads, the logic device of each wheel calculates the number of remaining grinding wheel life in % and transmits this number by RFID chip to the control device. The control device collects data of each wheel mounted on the track grinding machine and indicates by a flashing red light bulb during the grinding operation when a particular wheel needs to be replaced.
上述の実施形態は、最先端技術からの脱却を表す、接着研磨製品、特に研削ホイールに関する。 The above-described embodiments relate to bonded abrasive products, particularly grinding wheels, that represent a departure from the state of the art.
利益、他の利点、および問題に対する解決策は、特定の実施形態に関して上記で説明されている。しかしながら、利益、利点、問題の解決策、および任意の利益、利点、もしくは解決策が発生またはより顕著になる可能性のある任意の特徴(複数可)は、いずれかまたは全ての特許請求の重要な、必須の、または本質的な特徴として解釈されるべきではない。本明細書で1つ以上のl構成要素を含む材料とは、材料が識別された1つ以上の構成要素から本質的になる少なくとも1つの実施形態を含むと解釈され得る。「から本質的になる」という用語は、識別された材料を含み、材料の特性を著しく変化させない少数の含有量(例えば不純物含有量)を別として他のすべての材料を除外する、組成物を含むと解釈される。追加的に、または代替として、ある特定の非限定的な実施形態では、本明細書で識別される組成物のいずれも、明示的に開示されていない材料を本質的に含まなくてよい。本明細書の実施形態は、材料内のある特定の構成要素について含有量の範囲を含み、所与の材料内の構成要素の含有量が合計100%であることが理解されるであろう。本明細書に記載された実施形態の明細書および例示は、様々な実施形態の構造の一般的な理解を提供することを意図している。明細書および例示は、本明細書に記載の構造または方法を使用する装置およびシステムの全ての要素および特徴の網羅的かつ包括的な説明として役立つことを意図するものではない。別個の実施形態はまた、単一の実施形態において組み合わせて提供されてもよく、逆に、簡潔にするために、単一の実施形態の文脈で説明されている様々な特徴もまた、別個にまたは任意の副組み合わせで提供されてもよい。さらに、範囲で述べられた値への言及は、その範囲内のありとあらゆる値を含む。本明細書を読んだだけで、他の多くの実施形態が当業者には明らかであろう。本開示の範囲から逸脱することなく、構造的置換、論理的置換、または別の変更を行うことができるように、本開示から他の実施形態を使用して導き出すことができる。したがって、本開示は限定的ではなく例示的とみなされるべきである。 Benefits, other advantages, and solutions to problems have been described above with respect to certain embodiments. However, the benefits, advantages, solutions to problems, and any feature(s) by which any benefit, advantage, or solution may occur or become more pronounced should not be construed as important, essential, or essential features of any or all claims. A material comprising one or more components herein may be construed to include at least one embodiment in which the material consists essentially of one or more of the identified components. The term "consisting essentially of" is construed to include a composition that includes the identified materials and excludes all other materials apart from minor contents (e.g., impurity contents) that do not significantly change the properties of the material. Additionally or alternatively, in certain non-limiting embodiments, any of the compositions identified herein may be essentially free of materials not expressly disclosed. It will be understood that the embodiments herein include ranges of content for certain components in a material, with the content of the components in a given material totaling 100%. The specification and illustrations of the embodiments described herein are intended to provide a general understanding of the structure of the various embodiments. The specification and examples are not intended to serve as an exhaustive and comprehensive description of all elements and features of apparatus and systems that use the structures or methods described herein. Separate embodiments may also be provided in combination in a single embodiment, and conversely, various features that are described for brevity in the context of a single embodiment may also be provided separately or in any subcombination. Furthermore, references to values stated in ranges include any and all values within that range. Many other embodiments will be apparent to those of skill in the art upon merely reading this specification. Other embodiments may be derived from the present disclosure, such that structural substitutions, logical substitutions, or other changes may be made without departing from the scope of the present disclosure. Thus, the present disclosure should be considered illustrative rather than limiting.
Claims (10)
接着材料内に含まれた研磨粒子を含む研磨本体と、
前記研磨本体の寸法の変化を検出するように構成された摩耗検出センサであって、前記摩耗検出センサの少なくとも一部分が、前記研磨本体の少なくとも一部分に連結され、かつそれに沿って延在している、摩耗検出センサと、を備え、
前記摩耗検出センサは、前記研磨本体の外表面上に延びる電子素子に結合された少なくとも1つのアンテナを含む電子デバイスを備え、前記少なくとも1つのアンテナの少なくとも一部は、前記研磨本体の研磨部分に位置付けられる、
研磨物品。 1. An abrasive article comprising:
an abrasive body including abrasive particles contained within a bonding material;
a wear detection sensor configured to detect a change in a dimension of the abrasive body, at least a portion of the wear detection sensor being coupled to and extending along at least a portion of the abrasive body;
the wear detection sensor comprises an electronic device including at least one antenna coupled to an electronic element extending over an outer surface of the abrasive body, at least a portion of the at least one antenna being positioned in an abrasive portion of the abrasive body;
Abrasive articles.
請求項1に記載の研磨物品と、
前記摩耗検出センサにより生成されたデータを受信するように構成されたデータ受信ユニットと、を備える、システム。 1. A system for detecting wear in an abrasive article, comprising:
An abrasive article according to claim 1;
a data receiving unit configured to receive data generated by the wear detection sensor.
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