TW201335053A - 引導一移動中之網狀物的裝置 - Google Patents

Abstract

一種用於使一網狀物轉向之裝置，其包括一網狀物路徑，該網狀物路徑具有至少一轉向滾子及一引出滾子，每一滾子具有一底座；其中該(等)轉向滾子各自具有一旋轉軸線且其中用於該(等)轉向滾子之底座可使彼等軸線以總共兩個自由度來樞轉。存在包含用於監視網狀物之位置的複數個感測器之一陣列，該陣列連接至一控制器以便確定該網狀物之位置及角定向。該控制器調整該(等)底座之樞軸以便控制在沿著網狀物路徑之一特定點處該網狀物之角定向及側向位置。

Description

引導一移動中之網狀物的裝置

大體上，存在用於控制移動中之網狀物的橫向位置的兩種類型之引導系統。用於控制移動中之網狀物的橫向位置的第一種類型之引導系統為被動系統。被動系統之一實例為隆面滾子，亦稱作凸形滾子，其中央的半徑大於邊緣處的半徑。隆面滾子在控制某些網狀物方面係有效的，該等網狀物相對於其寬度而言相對較厚，諸如砂帶及輸送帶。另一種被動類型之引導系統為具有一凸緣之錐形滾子。滾子上之錐形使網狀物指向凸緣。網狀物邊緣接觸凸緣且藉此控制網狀物之橫向位置。具有凸緣之錐形滾子常用於控制窄的網狀物(諸如錄影帶)之側向位置。

然而，被動引導系統無法引導寬且薄的網狀物，因為取決於被動引導系統之類型，網狀物之邊緣傾向於變彎，抑或網狀物傾向於形成褶皺。為了有效地控制寬且薄的網狀物，需要一種主動引導系統。

典型之主動引導系統包括用於探尋網狀物之位置的一感測器件、一機械定位器件、用於確定與所要橫向位置之誤差的一控制系統，及一致動器，該致動器自該控制系統接收一信號且操縱該機械定位器件。用於主動地引導薄且寬之網狀物的典型控制系統為閉環反饋控制系統。

通常，待處理之網狀物先前已纏繞成卷。在纏繞過程期間，網狀物並非纏繞得極好，且通常具有呈鋸齒形或擺動形式的橫向定位誤差。當解開網狀物時，鋸齒形或擺動誤 差再現而引起橫向網狀物定位問題。

已知藉由將第一定位引導裝置定位在第二定位引導裝置旁，接著將網狀物傳遞通過第一定位引導裝置以減少角位置誤差及橫向位置誤差來相對於選定橫向位置控制移動中之網狀物。接著將網狀物傳遞通過第二定位引導裝置，其中第二定位引導裝置藉由具有零反衝之機構來獨立於第一定位引導裝置對移動中之網狀物定位。在第二定位引導裝置處藉由感測器來感測移動中之網狀物的橫向位置，且將網狀物在第二定位引導裝置處之橫向位置傳輸至一控制器。該控制器接著操縱一零反衝致動器以控制網狀物之橫向位置。

儘管透過使用已知技術可按高容限控制網狀物之橫向位置，但不可能既控制在沿著網狀物路徑之選定點處網狀物之橫向位置又控制在彼點處網狀物之角定向。對於一些應用，對角定向之控制亦為非常需要的。本發明大體上係關於用於控制移動中之網狀物的方法及裝置。更具體言之，本發明係關於一種網狀物引導裝置，其具有控制在一控制位置(沿著網狀物路徑之所選位置)處網狀物之側向位置以及在該控制位置處網狀物之角定向的能力。

現已確定有可能在控制移動中之網狀物之角定向的同時及在沿著網狀物路徑之同一處亦控制該網狀物的橫向位置。此舉部分地藉由提供具有以兩個自由度移動的能力的一轉向滾子來完成。當(例如)網狀物將要被圖案化有經定 位成與網狀物上之其他特徵對齊的極精細特徵時，此控制極有利。

因此，在一個實施例中，本發明在於一種用於使一網狀物轉向之裝置，該裝置包含：一網狀物路徑，其包含至少一轉向滾子及一引出滾子，每一滾子具有一底座；其中該至少一轉向滾子具有一旋轉軸線且其中用於該至少一轉向滾子之底座可以總共兩個自由度來樞轉及/或平移該旋轉軸線；一陣列，其包含用於監視該網狀物之位置的複數個位置感測器；一控制器，其連接至該陣列以用於確定該網狀物之側向位置及角定向；及兩個致動器，其可操作地連接至該至少一轉向滾子，以用於定位該轉向滾子以控制在沿著該網狀物路徑之一特定點處該網狀物之角定向及側向位置。

在一些便利實施例中，該裝置使得網狀物路徑具有一個轉向滾子且用於該轉向滾子之底座可以必需之兩個自由度來樞轉。在其他便利實施例中，該裝置使得網狀物路徑具有一第一轉向滾子及一第二轉向滾子，且用於該第一轉向滾子及該第二轉向滾子之底座可各自分別以第一自由度及第二自由度來樞轉。

在一些便利實施例中，該第一自由度為環繞一橫偏軸線之橫偏角，該橫偏軸線在一預定點處垂直於網狀物之表面。另外，在一些便利實施例中，該第二自由度為環繞一滾動軸線之滾動角，該滾動軸線在該預定點處或可能在不同的預定點處平行於網狀物之表面。

雖然需要具有複數個位置感測器之一陣列，但一些便利實施例包括四個感測器。此係因為用於控制網狀物橫向位置及角定向之相關方程式需要四個邊界條件來求得精確解。

在另一實施例中，本發明在於一種使一網狀物轉向之方法，該方法包含：鄰近於該網狀物設置複數個位置感測器；藉由使用用於一移動中之網狀物之側向動態的通解求解一個以上位置方程式來計算網狀物之角定向及側向位置；使一轉向滾子繞著垂直於該網狀物之表面的橫偏軸線移動；使該轉向滾子繞著平行於該網狀物之表面的滾動軸線移動；及將該網狀物引導至在該轉向滾子下游的沿著一網狀物路徑的一所選位置。

熟習此項技術者在考慮了本發明之剩餘部分(包括實施方式、實例及所附申請專利範圍)之後將更充分地理解本發明之性質。

一般熟習此項技術者應理解，本論述僅為對例示性實施例之描述，且無意限制本發明之較廣泛態樣，該等較廣泛態樣體現於例示性建構中。

現參看圖1，說明了根據先前技術的用於引導網狀物之網狀物轉向裝置20p的透視示意圖。網狀物22被圍繞轉向滾子24p及引出滾子26p輸送。描繪了網狀物22之許多可能定向中的兩個：一個以實線描繪，而另一個以假想線描繪。轉向滾子24p可圍繞橫偏軸線「Y」樞轉，且亦描繪了 許多可能定向中的兩個：一個以實線描繪，而另一個以假想線描繪，且每一個定向與網狀物22之各別定向有關。描繪了兩個滾子之間的網狀物邊緣感測器之黑箭頭指示了沿著網狀物路徑的正由網狀物轉向裝置20p控制之位置，且兩個網狀物路徑之側向位置在彼點處相同。然而，在控制點處兩個網狀物路徑之角定向不同，且除了其他後果之外，側向控制亦隨著網狀物在加工方向上移離控制點而惡化。因此，在由黑箭頭描繪之控制點的下游，由灰及白箭頭展示之兩個網狀物路徑的側向位置不再一致。

現參看圖2，說明了在轉向引導實施例中根據本發明的用於引導網狀物之網狀物轉向裝置20的透視示意圖。再一次，網狀物22係沿著網狀物路徑圍繞轉向滾子24及引出滾子26輸送。並且再一次，描繪了網狀物22之許多可能定向中的兩個：一個以實線描繪，而另一個以假想線描繪。但此次，轉向滾子24可圍繞橫偏軸線「Y」及滾動軸線「R」兩者樞轉。描繪了轉向滾子24之許多可能定向中的兩個：一個以實線描繪，而另一個以假想線描繪，且每一個定向與進入網狀物22之各別定向有關。箭頭指示沿著網狀物路徑之許多可能位置中的兩個，該轉向滾子可控制該特定點處網狀物之角定向及側向位置至該兩個位置。換言之，在引出滾子26之前及之後的控制點處該等網狀物路徑之側向位置均相同，而無關於在轉向滾子之前網狀物之進入角定向。由於在控制點處兩個進入網狀物之角定向已被校正為相同的，因此在網狀物22通過引出滾子26並且超過 引出滾子26時相同之側向控制繼續存在，而不管在轉向滾子24之前進入網狀物之側向或角定向。

為了以本發明達成最好結果，可環繞滾動軸線樞轉之轉向滾子24需要極小角度之控制。此有利地包括無反衝之旋轉及致動機構，諸如預緊軸承或襯套，或機械撓曲。轉向滾子24亦有利地在網狀物靠近轉向滾子24時使用對極小角度之極精確量測，因為網狀物角旋轉可大約為0.0001弧度。

現已發現，可藉由使用一個以上位置感測器來計算網狀物之形狀的精確之位置及角度模型。J.J.Shelton 1969年在俄克拉荷馬州立大學發表的論文「Lateral Dynamics of a Moving Web」的第2章中將張緊網狀物之一般形狀推導為4階微分方程式。此軸向張緊樑之通解具有四個積分常數。Shelton繼續將四個穩態邊界條件應用於該通解以找出處於穩態之網狀物的特解。Shelton將此穩態條件描述為「靜態網狀物形狀」，因為網狀物之側向運動為靜態的，但網狀物可能正在加工方向上移動。

發明人已發現Shelton之通解可應用於網狀物轉向引導裝置且藉由使用四個位置感測器作為輸入來求解以產生四個獨立的位置方程式(每一感測器位置一個位置方程式)，該四個位置方程式接著可被同時求解以獲得在彼時刻網狀物之側向位置的精確模型。可接著對該模型化之解求微分以獲得該跨距中網狀物之精確角定向(旋轉)模型。此計算出之側向位置及角旋轉資料可由控制器使用以在製程中較後 的時點藉由調整轉向滾子來非常精確地控制網狀物之側向位置以及網狀物之角定向。

Shelton亦展示，隨著張力跌向零或隨著樑勁度趨向無窮大時，此通解簡併為三次多項式。隨著樑勁度跌向零或隨著張力趨向無窮大時，通解簡併為雙自由度斜線，從而使樑表現得更像一弦。Shelton亦用公式表達了具有顯著剪切偏轉之軸向張緊樑的通解，此將適於短的網狀物跨距。因此，跨距之長度、網狀物之寬度及跨距中之張力可用以確定該等通解中之哪一者最適合於對在該網狀物跨距下之網狀物進行模型化。因而，一張力感測器可被饋入至控制器中以用作一選擇工具以確定應選擇哪個通解來對網狀物之位置及定向進行模型化。

此外，可假定方程式中之一或多個邊界條件以使估計網狀物之形狀所需之自由度(及將需要進行求解之聯立方程式)減少。因此，亦可使用具有或不具有時間導數的用三個或兩個位置感測器進行之量測。此類技術之使用可導致減低對網狀物之瞬時側向位置及角旋轉的瞭解，但可完全適合於不需要終極精度的許多網狀物處理應用。因此，藉由使用用於移動中之網狀物之側向動態的通解求解一個以上位置方程式來計算網狀物之角定向及側向位置可藉由將至少兩個、至少三個或至少四個位置感測器量測值輸入至控制器中且使用用於移動中之網狀物之側向動態的通解求解兩個、三個或四個位置方程式來完成。相反地，可將五個或五個以上感測器與已知曲線擬合演算法(諸如最小二 乘法)結合使用，以獲得對四階通解之統計上改良之擬合，從而減少感測器雜訊之有害效應。因而，可同時求解使用用於移動中之網狀物之側向動態的通解的兩個、三個、四個、五個或五個以上位置方程式，以對網狀物之形狀(側向及角定向)進行模型化。

感測器之精度影響了可達成之側向位置及角控制的精確性。來自不同供應商之區域掃描或線掃描攝影機或LED/CCD光學測微計位置感測器被視為適用。

現參看圖3，說明了具有位置感測器30a之一陣列30之一個定位的圖2之網狀物轉向裝置的透視示意圖。在此實施例中，陣列30具有四個位置感測器30a；按照上文之論述，四個為便利之數目。陣列30位於轉向滾子24上游。相比之下，且現參看圖4，說明了具有位置感測器30a之一陣列30'之一替代定位的圖2之網狀物轉向裝置的透視示意圖。陣列30'位於轉向滾子24下游。任一定位均可有效地控制網狀物22之側向位置及角定向。感測器位置之其他變體為可操作的且被認為在本發明之範疇內，例如一些感測器在轉向滾子24上游而其他感測器在轉向滾子24下游。或者，可提供一攝影機系統以同時自幾個點獲得資料。

已知用於感測網狀物之邊緣之位置的眾多技術。此等技術包括光學、超音波、流體及機械的辦法。雖然此等技術中之任一者皆可用以結合本發明來生效，但與直接施加至網狀物之追蹤基準點結合之光學感測被視為特別適合的。參看圖4，網狀物22具有一追蹤基準點31，且位置感測器 30a監視該追蹤基準點之側向位置。關於此類邊緣感測系統之其他資訊可見於以下各案中：同在申請中且共同讓渡之美國專利公開案2010/0187277「Systems and Methods for Indicating the Position of a Web」；同在申請中且共同讓渡之美國專利公開案US2009/067273「Apparatus and Method for Making Fiducials on a Substrate」：同在申請中且共同讓渡之美國專利公開案US 2009/066945「Phase-locked Web Position Signal Using Web Fiducials」；同在申請中且共同讓渡之美國專利公開案US 2007/088090「Web Longitudinal Position Sensor」；同在申請中且共同讓渡之美國專利公開案US 2008/067371「Total Internal Reflection Displacement Scale」；及同在申請中且共同讓渡之美國專利公開案US 2008/067311「Systems and Methods for Fabricating Displacement Scales」。藉由此等技術，具有幾十奈米之位置解析度之連續的高信雜比之網狀物位置反饋為可能的。

在需要高的網狀物引導精確度級別的情形中，情況通常為需要相對於一處理操作來引導該網狀物上之某特徵。舉例而言，一網狀物上之一半導體電路的多個層上之多個結構需要被精確對準。因此，結合製程中之第一步驟來應用追蹤基準點為非常有利的。此允許下游製程中之稍後步驟與先前已施加至網狀物之特徵對準。另外，即使存在變形(為臨時的，由局部張力或溫度改變引起，抑或持久的，由於網狀物因製程或輸送而降伏所引起)，施加至網狀物 之基準點亦將類似地受影響。此允許對特徵之更準確追蹤。

現參看圖5，說明了在一位移引導裝置實施例中用於引導網狀物之替代網狀物轉向裝置20a的透視示意圖。在此實施例中，兩個自由度劃分於兩個不同滾子之間。更確切言之，此實施例包括第一轉向滾子40及第二轉向滾子42。在所描繪之實施例中，便利地，第一轉向滾子40及第二轉向滾子42以及操縱其定向之一些機構皆安裝於橫偏軸線旋轉框架44(為了清楚地看到，在此圖中示意性地表示)上，該框架繞著橫偏軸線樞軸點移動又滾動。便利地，亦存在一引入滾子46及一引出滾子26。概念上，此將網狀物22分成三個跨距，即，引入跨距48、位移框架跨距50及引出跨距52。將存在位置感測器之一陣列(等同於圖3或圖4中之30)，且個別感測器可位於三個跨距48、50及52中之一者上或劃分於其中之一個以上者中。在所描繪之實施例中，第一及第二轉向滾子40、42具有繞著橫偏軸線「Y」之受控移動自由度，且第二轉向滾子42具有由滾動軸線框架(未圖示)提供的繞著滾動軸線「R」之額外受控移動自由度，該滾動軸線框架將第二轉向滾子42連接至橫偏軸線旋轉框架44。該兩個轉向滾子40及42一起可有效地控制網狀物22之側向位置及角定向至在第二轉向滾子42下游沿著網狀物路徑之所選位置。

現參看圖6，說明了在一側置實施例中用於引導網狀物之替代網狀物轉向裝置20b的透視示意圖。如圖5之實施例 中，兩個自由度劃分於兩個不同滾子之間。然而，在此種情況下，該等自由度中之一者為在橫過網狀物方向上之平移運動。另外，在此實施例中，具有平移自由度之滾子起到作為解繞架之雙重用途。更確切言之，此實施例包括一解繞滾子60及一轉向滾子62。在所描繪之實施例中，便利地，解繞滾子60及轉向滾子62以及操縱其定向之一些機構皆安裝於側向移位之框架64上，為了清楚地看到，在此圖中示意性地表示了該框架。便利地，亦存在一引出滾子26，該引出滾子不安裝於移位框架64上。概念上，此將網狀物22劃分成兩個跨距，即，引入跨距66及引出跨距68。將存在位置感測器之陣列(等同於圖3或圖4中之30)，且個別感測器可位於兩個跨距66及68中之一者上或劃分於其中。在所描繪之實施例中，解繞滾子60及轉向滾子62均具有在橫過網狀物方向「L」上之受控移動自由，且轉向滾子62具有繞著滾動軸線「R」之額外受控移動自由。轉向滾子62可旋轉地安裝至側向移位框架64，以便繞著平行於解繞網狀物跨距66之表面的滾動軸線旋轉。該兩個轉向滾子60及62一起可有效地控制網狀物22之側向位置及角定向兩者，從而將網狀物引導至在轉向滾子62下游沿著網狀物路徑之所選位置。

現參看圖7，說明了用於引導網狀物120之網狀物轉向裝置100之特定實施例的正視圖。為了清楚地看到，已省略了可用以支撐網狀物轉向裝置100之所說明元件的習知類型之普通的架、支撐件及托架中的一些。在此視圖中，可 看到第一轉向滾子114，但第二轉向滾子116大部分隱藏在網狀物120後面。更確切言之，120a為網狀物120的正靠近網狀物轉向裝置100的部分，且120b為網狀物120的在已被轉向之後正離開網狀物轉向裝置100的部分。

在此特定實施例中，第二轉向滾子116具有雙自由度。存在橫偏軸線致動器122及滾動軸線致動器124。合適之致動器為線性滾珠螺桿致動器。第二轉向滾子116安裝在具有軸承支撐件132及134之滾動軸線框架130上。滾動軸線框架130又安裝於向轉子116提供雙自由度之橫偏軸線旋轉框架135(圖10)上。橫偏軸線旋轉框架135包含使一板自固定支撐件懸吊下來的複數個撓曲。滾動軸線框架130由滾動軸線致動器124經由諸如線性撓曲聯結器之無反衝線性聯結器136來操縱。便利地，聯結器136沿著致動軸線為剛性的，但使用撓曲138以允許由繞著橫偏軸線旋轉所引起的致動器角偏差及側向運動。便利地，滾動軸線致動器124之行程在末端部分處由硬質擋止件限制以確保聯結器完整性。在此視圖中，可看到便利地為幾個、最便利地為四個之位置感測器140中之一者。其他感測器將在下文論述之其他圖中可見。

現參看圖8，說明了圖7之網狀物轉向裝置100之側視圖。在此視圖中，展示了沿著位於第一轉向滾子與第二轉向滾子之間的網狀物間隔開的四個位置感測器140，其中的以虛線描繪者在滾動軸線致動器124後面。在一些便利實施例中，支撐此等位置感測器140之托架(未圖示)為可調 的，使得位置感測器140可準確地對準第一轉向滾子114與第二轉向滾子116之間的網狀物路徑。如先前描述之位置感測器為合適的。亦在此視圖中，可看到平台150，其充當用於將網狀物轉向裝置定位並固持在一網狀物處置線中的固定支撐件。便利地，通道152、154及156附接至其以給予勁度。通道154及156亦為用於相對於地面及/或其他意欲作用於網狀物上之裝置來固定網狀物轉向裝置100的便利點。橫偏軸線旋轉框架135包括一板180，該板藉由兩對撓曲182a及182b以及184a及184b(撓曲182b及184b被隱藏，但將在圖10中看到)自平台150懸吊下來。包含一死軸滾子(dead shaft roller)之第一轉向滾子114藉由一開口安裝環而安裝至板180。

現參看圖9，說明了圖7之網狀物轉向裝置100的沿著剖面線9-9截取之橫截面側視圖。在此視圖中，撓曲182b可見。扭矩管底座190(圖10)及192安置於平台150與板180之間，扭矩管194連接該等扭矩管底座。

現參看圖10，說明了圖7之網狀物轉向裝置100之透視分解圖。為了闡明如何組裝分離之部分，將參考點A附接至參考點A'，且對於參考點B、C、D、E及F以及其對應的參考點B'、C'、D'、E'及F'，情況亦類似。在此視圖中，可瞭解到，橫偏軸線致動器122操縱經由聯結器200而連接至橫偏軸線致動器的板180(橫偏軸線旋轉框架)之旋轉位置，該聯結器便利地使用撓曲202。因此，致動器122使第一轉向滾子114(入口滾子)及第二轉向滾子116(引出滾子)均繞 著橫偏軸線「Y」旋轉。聯結器200沿著致動軸線為剛性的，但使用撓曲202以允許由板180因橫偏旋轉而移動所引起的致動器角偏差及側向運動。在一些便利實施例中，橫偏軸線致動器122之行程在末端部分處由硬質擋止件限制以確保聯結器完整性。

板180且因此兩個轉向滾子繞著由撓曲182及184之對確立之虛擬樞軸點旋轉。如所見，撓曲184a及184b安置於板180之第一側上、以與第一側成大約45度之角度來定向。撓曲182a及182b安置於板180之相反的第二側上且以大約0度之角度平行於第二側來定向。因此，板180具有位於該板之每一個拐角處之一撓曲，該撓曲將該板附接至平台150，其中以45度定向之第一對撓曲安置於該第一側上且以0度定向之第二對撓曲安置於相反之第二側上。四條線(其中一條線被繪示為與該板之平面中之每一撓曲相切)在虛擬樞軸點處相交。穿過此虛擬樞軸點之垂直軸線確立了橫偏軸線「Y」，該板在由橫偏軸線致動器122移動時繞著該橫偏軸線旋轉。

在撓曲之每一末端處之合適的阻擋夾具將板180附接至撓曲之一端且將撓曲附接至平台150上之適當位置。橫偏軸線致動器122之工作末端藉由合適之托架附接至板180，使得其致動線與撓曲184b之切線大約成90度角。此提供了用於使該板繞著橫偏軸線旋轉之最大槓桿作用。

彼此間隔開且如所示定向之撓曲組182a及182b以及撓曲組184a及184b結合扭矩管及滾動軸線框架130消除了除了 繞著「Y」軸線之橫偏及繞著「R」軸線之滾動之外的滾子116在任何其他方向上之平移或旋轉移動。然而，一般熟習此項技術者將認識到，有可能使用其他精密元件(諸如，預緊軸承或襯套)來向滾子提供橫偏及旋轉運動而同時又約束所有其他平移及旋轉。

扭矩管底座190沿著撓曲184a與184b之間的第一側附接至板180。扭矩管底座192沿著撓曲182a與182b之間的相反的第二側附接至板180。扭矩管194在每一末端處螺接到每一扭矩管底座中之一撓曲總成上，此允許扭矩管相對於扭矩管底座旋轉。如圖11中所見，扭矩管底座192之詳細視圖說明了提供撓曲200之一個便利方式，該等撓曲在無反衝之情況下提供繞著滾動軸線「R」之旋轉移動。每一撓曲總成具有連接一終止於平坦安裝表面中的中央錐形區段之三個等距隔開之撓曲，以用於附接扭矩管。扭矩管底座190中之撓曲總成具備用於將滾動軸線框架130螺接至扭矩管之第二安裝板。因此，所說明之旋轉系統係相當剛性的、沒有機械反衝，用於控制第二轉向滾子116繞著滾動軸線R之滾動。

圖10中亦展示了一控制器212，諸如可程式化邏輯控制器，其具有來自每一網狀物位置感測器140之一輸入以及至滾動軸線致動器124之一輸出及至橫偏軸線致動器122之一輸出。該可程式化邏輯控制器(PLC)可利用先前論述之四階微分樑方程式使用用於位置、速度及力之PID控制迴路，藉由以受控方式移動致動器將網狀物120引導至所要 位置以用於其他處理。希望該等PID迴路為調整好的且在可能之情況下使用預測及前饋控制。可在最終外層迴路中使用進階演算法來確立致動器之最終位置命令。控制工程師容易地知道如所描述之控制技術。經程式化之控制器結合致動器及機械組件移動轉向滾子以控制在第二轉向滾子下游沿著網狀物路徑之一特定或所選位置處網狀物之角定向及側向位置。

一般熟習此項技術者可實踐對本發明之其他修改及變化，而不會脫離本發明之精神及範疇，本發明之精神及範疇更具體地陳述於所附申請專利範圍中。應理解，各種實施例之態樣可整體地或部分地與各種實施例之其他態樣互換或與各種實施例之其他態樣組合。在為獲得專利證書之上述申請案中的所有引用之參考文獻、專利或專利申請案以一致之方式以引用方式全文併入本文中。在所併入之參考文獻的部分與本申請案之間存在不一致或矛盾之情況下，應以前述描述中的資訊為準。為了使一般熟習此項技術者能夠實踐本發明而給出的前述描述不應被理解為限制本發明之範疇，本發明之範疇藉由申請專利範圍及其所有等效物來界定。

11‧‧‧細節

20‧‧‧網狀物轉向裝置

20a‧‧‧替代網狀物轉向裝置

20b‧‧‧替代網狀物轉向裝置

20p‧‧‧網狀物轉向裝置

22‧‧‧網狀物

24‧‧‧轉向滾子

24p‧‧‧轉向滾子

26‧‧‧引出滾子

26p‧‧‧引出滾子

30‧‧‧位置感測器陣列

30'‧‧‧位置感測器陣列

30a‧‧‧位置感測器

31‧‧‧追蹤基準點

40‧‧‧第一轉向滾子

42‧‧‧第二轉向滾子

44‧‧‧橫偏軸線旋轉框架

46‧‧‧引入滾子

48‧‧‧引入跨距

50‧‧‧位移框架跨距

52‧‧‧引出跨距

60‧‧‧解繞滾子

62‧‧‧轉向滾子

64‧‧‧側向移位之框架

66‧‧‧引入跨距

68‧‧‧引出跨距

100‧‧‧網狀物轉向裝置

114‧‧‧第一轉向滾子

116‧‧‧第二轉向滾子

120‧‧‧網狀物

120a‧‧‧網狀物的正靠近網狀物轉向 裝置的部分

120b‧‧‧網狀物的在已被轉向之後正離開網狀物轉向裝置的部分

122‧‧‧橫偏軸線致動器

124‧‧‧滾動軸線致動器

130‧‧‧滾動軸線框架

132‧‧‧軸承支撐件

134‧‧‧軸承支撐件

135‧‧‧橫偏軸線旋轉框架

136‧‧‧無反衝線性聯結器

138‧‧‧撓曲

140‧‧‧位置感測器

150‧‧‧平台

152‧‧‧通道

154‧‧‧通道

156‧‧‧通道

180‧‧‧板

182a‧‧‧撓曲

182b‧‧‧撓曲

184a‧‧‧撓曲

184b‧‧‧撓曲

190‧‧‧扭矩管底座

192‧‧‧扭矩管底座

194‧‧‧扭矩管

200‧‧‧聯結器

202‧‧‧撓曲

212‧‧‧控制器

A、B、C、D、E、F‧‧‧參考點

A'、B'、C'、D'、E'、F'‧‧‧參考點

L‧‧‧橫過網狀物方向

R‧‧‧滾動軸線

Y‧‧‧橫偏軸線

圖1為根據先前技術之網狀物轉向裝置的透視示意圖，說明了對該網狀物轉向裝置之效能之某些限制；圖2為根據本發明之一個實施例的網狀物轉向裝置的透視示意圖； 圖3為具有位置感測器陣列之一個定位的圖2之網狀物轉向裝置系統的透視示意圖；圖4為具有位置感測器陣列之一替代定位的圖2之網狀物轉向裝置的透視示意圖；圖5為該網狀物轉向裝置之一替代實施例的透視示意圖；圖6為該網狀物轉向裝置之另一替代實施例的透視示意圖；圖7為該網狀物轉向裝置之特定實施例的正視圖；圖8為圖7之網狀物轉向裝置的側視圖；圖9為沿著圖7之剖面線9-9截取的網狀物轉向裝置的橫截面側視圖；圖10為圖7之網狀物轉向裝置的透視分解圖；及圖11為根據圖10中之細節11的扭矩管底座的詳細視圖。

在說明書及圖式中重複使用參考字元意在表示本發明之相同或類似的特徵或元件。

20‧‧‧網狀物轉向裝置

22‧‧‧網狀物

24‧‧‧轉向滾子

26‧‧‧引出滾子

R‧‧‧滾動軸線

Y‧‧‧橫偏軸線

Claims (21)

1. 一種用於使一網狀物轉向之裝置，其包含：一網狀物路徑，其包含至少一轉向滾子及一引出滾子，每一滾子具有一底座；其中該至少一轉向滾子具有一旋轉軸線且其中用於該至少一轉向滾子之該底座可以總共兩個自由度來樞轉及/或平移該旋轉軸線；一陣列，其包含用於監視該網狀物之位置的複數個位置感測器；一控制器，其連接至該陣列，用於確定該網狀物之側向位置及角定向；及兩個致動器，其可操作地連接至該至少一轉向滾子，用於定位該轉向滾子以控制在沿著該網狀物路徑之一特定點處該網狀物之該角定向及該側向位置。
2. 如請求項1之裝置，其中該網狀物路徑具有一個轉向滾子，且用於該轉向滾子之該底座可以兩個自由度來樞轉。
3. 如請求項2之裝置，其中一第一自由度為環繞一橫偏軸線之一橫偏角，該橫偏軸線在一預定點處垂直於該網狀物之表面。
4. 如請求項3之裝置，其中一第二自由度為環繞一滾動軸線之一滾動角，該滾動軸線在一預定點處平行於該網狀物之該表面。
5. 如請求項4之裝置，其中該轉向滾子安裝於一滾動軸線框架上以繞著該滾動軸線旋轉，且其中該滾動軸線框架 連接至一由該控制器控制之滾動軸線致動器。
6. 如請求項5之裝置，其中該滾動軸線框架安裝於一橫偏軸線旋轉框架上，且該橫偏軸線旋轉框架連接至一由該控制器控制之橫偏軸線致動器。
7. 如請求項1之裝置，其包含安裝至一橫偏軸線旋轉框架之一第一轉向滾子及一第二轉向滾子且進一步包含將該第二轉向滾子附接至該橫偏軸線旋轉框架之一滾動軸線框架。
8. 如請求項7之裝置，其中該滾動軸線框架附接至一對扭矩管底座，該對扭矩管底座定位於該橫偏軸線旋轉框架上且一扭矩管連接在其間。
9. 如請求項8之裝置，其中該等扭矩管底座各自具有允許該扭矩管旋轉之複數個撓曲。
10. 如請求項7之裝置，其中該橫偏軸線旋轉框架藉由複數個撓曲可旋轉地連接至一支撐件。
11. 如請求項7之裝置，其中該陣列包含位於該第一轉向滾子與該第二轉向滾子之間的四個位置感測器。
12. 如請求項1之裝置，其中該複數個位置感測器中之至少一者係在該轉向滾子上游。
13. 如請求項1之裝置，其中該複數個位置感測器中之至少一者係在該轉向滾子下游。
14. 如請求項1之裝置，其中該陣列包含沿著該網狀物間隔開之四個位置感測器。
15. 如請求項1之裝置，其包含一解繞滾子，且其中該解繞 滾子及該至少一轉向滾子均安裝於一側向移位框架上，其中該至少一轉向滾子進一步可旋轉地安裝至該側向移位框架以繞著平行於該解繞網狀物之表面的一滾動軸線旋轉。
16. 一種使一網狀物轉向之方法，其包含：鄰近於該網狀物設置複數個位置感測器；藉由使用用於一移動中之網狀物之側向動態的一通解求解一個以上位置方程式來計算該網狀物之角定向及側向位置；使一轉向滾子繞著垂直於該網狀物之表面的一橫偏軸線移動；使該轉向滾子繞著平行於該網狀物之該表面的一滾動軸線移動；及將該網狀物引導至在該轉向滾子下游的沿著一網狀物路徑的一所選位置。
17. 如請求項16之方法，其中該複數個位置感測器包含沿著該網狀物間隔開之四個位置感測器。
18. 如請求項17之方法，其中求解一個以上位置方程式包含使用用於一移動中之網狀物之側向動態的一通解求解四個位置方程式。
19. 如請求項16之方法，其中求解一個以上位置方程式包含使用用於一移動中之網狀物之側向動態的一通解求解兩個位置方程式。
20. 如請求項16之方法，其中求解一個以上位置方程式包含 使用用於一移動中之網狀物之側向動態的一通解求解三個位置方程式。
21. 如請求項16之方法，其中該網狀物包含一追蹤基準點，且該等位置感測器監視該追蹤基準點之位置。