TW201722830A - 軋制材料張緊與裝載系統 - Google Patents

Abstract

在製造操作中處理材料時維持材料上的張力位準會輔助材料的處理。在將材料進料通過處理站時材料的張力是由材料下垂部分來維持，材料下垂部分是諸如在材料的軋輥與處理站之間延伸的材料的未受支撐部分。運用系統來自動化以及調整下垂部分的形成以及形成下垂部分的材料的裝載，系統具有材料儲存取回系統、梭子、張緊裝置及/或處理站。

Description

軋制材料張緊與裝載系統

態樣提供用於將軋制材料進料至處理站的方法以及系統，其中材料藉由材料的未受支撐部分而張緊。

處理諸如紡織品的軋制材料的製造系統經由系統輸送材料。可藉由在第一方向上拉動材料且藉由材料的有阻展開抵抗拉力來施加張力。然而，取決於在製造製程的不同階段的軋輥大小，經提供以在材料上產生張力的阻力可隨著圍繞軋輥的材料的質量改變而改變。另外，在批量製程中，可將材料切割成離散長度且接著使材料在框架或其他維持裝置中張緊。

此處的態樣提供用於在製造製程中張緊材料的系統以及方法。方法包含用張緊裝置將處理站上方的材料的軋輥定位於第一位置中，且展開材料直至材料與處理站嚙合為止。接著將軋輥定位在第二位置中與處理站縱向地隔開，其中展開材料以在軋輥與處理站之間形成材料下垂部分。材料下垂部分使用在張緊裝置與處理站之間自撐式的材料塊以阻止被進料通過處理站。此導致在材料傳遞通過處理站時將張力施加至材料。可藉由偵測形成下垂部分的材料的量且調整軋輥的旋轉速度以在材料進料通過處理站時將形成下垂部分的材料的量維持在用於材料的某範圍內來維持張力的量。藉由維持下垂部分中的材料的量，在材料被進料通過處理站時由材料自供應相對一致阻力以及所得張力。

提供此概述以啟發且不限制下文中完全詳細地提供的方法以及系統的範疇。

可以軋制組態儲存以及傳送可撓性材料，諸如紡織物、皮革、膜以及類似者。可將可撓性材料進料至一或多個處理站中以製造物品，諸如服裝、鞋類、外套以及類似者。在處理（例如，切割、漆塗、黏著、縫合、紋理化、衝壓）期間，將材料維持為拉緊的以防止處理誤差。舉例而言，若材料在被處理時成聚束、移位或偏斜，則所得產品可能不符合標準。為了防止材料至處理站的此非所欲的呈現，可在材料前進通過處理站時將材料保持為低於張力的經界定量。

維持材料上的適量張力對於軋制商品可具有挑戰性。舉例而言，若諸如摩擦制動器的有阻力元件在材料軋輥的直徑隨著材料的使用而改變時抵抗材料軋輥的展開，則由處理站中的材料經歷的張力的量亦可以恆定阻力改變。舉例而言，在軋輥直徑減小時，為了維持恆定進料速率而施加至材料的力的量可能增加，而造成張力的增加。若材料具有拉伸特性，則施加至材料的張力可造成材料超過用於待執行的製程操作的變形的量。舉例而言，若材料由於所施加的張力而伸長且材料在張力下被切割成離散元件，則所得離散元件可不具有所欲尺寸或大小。

另外，可藉由將來自軋輥的材料劃分成可藉由穿過處理站的框架維持處於拉伸狀態的離散部分而維持一致張力。此情形導致材料的批量處理且在連續材料切割成能夠藉由框架而維持的離散部分時引入邊緣。批量處理以及邊緣的引入可將處理低效率加進系統中。

此處的態樣提供用於在製造製程中張緊材料的系統以及方法。方法包含用張緊裝置將處理站上方的材料的軋輥定位於第一位置中，且展開材料直至材料與處理站嚙合為止。接著將軋輥定位在第二位置中與處理站縱向地隔開，其中展開材料以在軋輥與處理站之間形成材料下垂部分。材料下垂部分使用在張緊裝置與處理站之間自撐式的材料塊以阻止被進料通過處理站。此導致在材料傳遞通過處理站時將張力施加至材料。可藉由偵測形成下垂部分的材料的量且調整軋輥的旋轉速度以在材料進料通過處理站時將形成下垂部分的材料的量維持在材料的某範圍內來維持張力的量。藉由維持下垂部分中的材料的量，在材料被進料通過處理站時由材料自供應相對一致阻力以及所得張力。

態樣可運用在製造製程中使用的材料張緊系統來實現。在例示性態樣中，系統可包含張緊裝置、梭子以及材料儲存取回（Material Storage Retrieval; MSR）系統，以及處理站。張緊裝置可包含縱向位置移動機構，諸如氣動驅動裝置、液壓驅動裝置、線性致動器、步進電動機，或類似者。縱向位置移動機構在系統的縱向方向上將材料的軋輥的位置調整在第一位置與第二位置之間。縱向方向對應於材料流動方向。材料流動方向為材料延伸通過系統的方向。張緊裝置亦包含材料下垂感測器，諸如測徑規、雷射量測裝置、光學偵測器、視覺系統，以及類似者。材料下垂感測器能夠在材料於縱向方向上在軋輥與處理站之間延伸時判定材料的最低點距離。最低點距離為最低點的量測：在材料在軋輥與處理站之間下垂時材料的低點。張緊裝置亦包含軋輥旋轉器，諸如步進電動機、旋轉致動器、氣動電動機、液壓電動機，以及類似者。軋輥旋轉器使軋輥圍繞垂直於材料流動方向的軸線旋轉。基於來自材料下垂感測器的資訊來調整軋輥旋轉器的旋轉速度以維持在軋輥與處理站之間延伸的材料的最低點距離範圍。

額外態樣預期用於判定材料的擋板存在於軋輥上、用於在軋輥上形成擋板以及用於將材料的擋板轉移至處理站以啟動材料通過處理站的進料。如本文所使用，擋板為材料延伸遠離軋輥（諸如材料的切向延伸）的部分。因為材料可具有關於形狀之記憶及/或至軋制材料的底層的黏著吸引，所以一些材料保持圍繞軋輥而捲繞，即使當軋輥沿著引起其材料展開的方向旋轉時亦如此。然而，當存在或形成擋板時，材料可以以自動化以及一致的方式更容易地自軋輥展開。

因而，本文所提供的態樣預期在製造系統中使軋制材料的取回、裝載、張緊、進料以及處理自動化。此自動化途徑可允許單一生產線以最小干預處理多種材料以及組件。舉例而言，可在中途經由使用初始軋輥上的材料用一材料軋輥交換另一材料軋輥。軋輥的轉移允許在無專用人力干預的情況下以變化的量使用多種材料以造成材料之間的轉變，此情形可節省人力資源且增加效率。

轉至圖1，圖1描繪根據此處的態樣的用於製造製程的材料張緊系統100。系統100包括張緊裝置102、材料儲存取回系統104、梭子106，以及處理站108。應理解，額外或更少組件/裝置/系統可以任何組合形式使用。另外，應預期，可組合任何數目個任何組件以達成如本文所提供的系統。又另外，應預期，可在態樣中省略或以不同方式組態本文所提供的元件中的一或多者。

材料儲存取回系統104包括經組態以維持一或多個材料軋輥的框架結構。如圖1中所描繪，材料儲存取回系統維持多個材料軋輥，多個材料軋輥可選擇性地定位於輸送機構上以由梭子106取回，如下文將論述。材料儲存取回系統104亦可包括一或多個感測器。感測器有效地用以識別維持在其上方的軋輥庫存。舉例而言，感測器可為射頻識別（radio frequency identification; RFID）技術，其有效地用以判定具有射頻識別標籤或與此相關聯的其他識別符的材料軋輥的識別。因而，輸送機構可將被請求經由掃描器而處理以及識別的材料軋輥定位於對轉移至梭子106有效的位置處。

梭子106包括縱向移動機構（亦即，在圖1的X軸方向上）以及垂直移動機構（亦即，在圖1的Z軸方向上）。移動機構可利用液壓、氣動或電功率供應品。舉例而言，氣動缸以及閥總成可有效地用以使梭子106在縱向方向上移動且亦使梭子106的部分在垂直方向上移動。舉例而言，縱向移動機構可將梭子106的支撐臂定位於用以將材料軋輥自材料儲存取回系統104轉移的位置中。一旦縱向地定位，垂直移動機構就可將轉移臂在垂直方向上升高以自材料儲存取回系統104提昇支撐材料軋輥的主軸。縱向移動機構可接著縱向地移動至張緊裝置102。垂直移動機構可接著在垂直方向上移動（例如，降低）以將固持材料軋輥的主軸轉移至張緊裝置102。因此，應預期，梭子106可以經協調以及潛在自動化的方式在材料儲存取回系統104與張緊裝置102之間轉移材料軋輥。在例示性態樣中，梭子106錨定至基座結構（例如，地板），且縱向移動機構將力（例如，壓縮力或張力）施加至錨定件，從而造成相對末端移動。

張緊裝置102在材料延伸通過處理站108時有效地用以維持張力的位準。舉例而言，上方有材料112的軋輥110橫越縱向空間而延伸，材料112形成下垂部分，下垂部分在向上返回至捲筒116之前具有最低點114。材料112在捲筒116上方傳遞且被進料通過輸送機構120上的處理站108。當以各種速率將材料112進料通過處理站108時，張緊裝置的軋輥旋轉器111使軋輥110旋轉以展開材料112。軋輥旋轉器可為藉由電動機、氣動動力或液壓動力供電的旋轉機構。舉例而言，軋輥旋轉器可為與軋輥110的主軸機械地嚙合以造成軋輥在垂直於縱向方向的軸線（例如，圖1的Y軸）上的旋轉運動的電動機。隨著軋輥110的直徑經由使用捲繞於上方的材料112而改變，軋輥旋轉器111的旋轉速度可改變以達成材料的下垂部分的一致量。應預期，可經由藉由感測器（諸如下垂感測器122）量測最低點而判定下垂部分的此量。

下垂感測器122量測最低點114位置。下垂感測器122可使用雷射以測量最低點114與另一點（諸如下垂感測器自身）之間的距離。替代地或另外，下垂感測器122可為視覺系統、光學感測器，或用以判定最低點114的位置的其他裝置以及技術。在例示性態樣中，張緊裝置102包含額外位置感測器使得可判定軋輥110與捲筒116之間的距離且將軋輥110與捲筒116之間的距離與來自下垂感測器的最低點114位置組合，可計算形成軋輥110與捲筒116之間的下垂部分的材料112的量。如下文中將提供，計算裝置可包含為了控制下垂部分的量以達成至延伸通過處理站108的材料的所得張力的範圍而用於材料的已知密度或其他量度。因此，系統100有效地用以藉由操控未受支撐且因此下垂的材料的量來調整由傳遞通過處理站的材料所經歷的張力。此未受支撐材料提供用於在不過度張緊材料112的情況下在製程步驟期間控制品質的張力的有效量。材料下垂部分可被計算為在軋輥110與另一支撐結構（諸如捲筒116）之間延伸。

張緊裝置可包括額外感測器，諸如位置感測器。位置感測器可有效地用以判定如藉由張緊裝置維持的軋輥110的橫向位置、縱向位置以及垂直位置。在運用來自下垂感測器122的此位置資料以及資訊的情況下，計算裝置可計算形成下垂部分的材料的量且因此計算由下垂部分形成的張力的量。另外，應預期，如上文所提供的計算裝置亦可維持關於由張緊裝置102固持的材料的密度及/或重量的資訊以便調整用於給定材料的下垂部分。另外，應預期，計算裝置維持規定張力的量且因此規定針對待對材料執行的給定操作而使給定材料應具有的下垂部分的一或多個配方或指令。另外，應預期，提供量測由材料的一部分經歷的張力的量且調整下垂部分以調整經偵測張力的張力感測器。

下垂感測器122可以是數種感測器類型。舉例而言，應預期，下垂感測器為雷射為基礎的感測器，用以判定自最低點114至一或多個點（諸如下垂感測器122自身）的距離。在另一態樣中，應預期，下垂感測器122為視覺系統，有效地用以捕捉下垂部分中的材料112的影像以計算最低點114及/或形成下垂部分的材料112的量。另外，應預期，下垂感測器為機械感測器，諸如測徑規，有效地用以判定至最低點114的距離。一般而言，下垂感測器為能夠捕捉可用於判定形成下垂部分的材料的量的資訊的感測器，可基於最低點114以及額外資訊來計算材料量及/或基於材料自身的量度（例如，形成下垂部分的材料的長度）來計算材料量。另外，雖然下垂感測器122被描繪為在材料112下方而在縱向方向上接近最低點114，但下垂感測器122可定位於替代位置處。舉例而言，下垂感測器122可經定位成捕捉關於處理站108及/或關於張緊裝置102的別處的的剖面側透視（例如，下文中的圖2）。

張緊裝置102更包括移動機構。移動機構可以是任何類型。在例示性態樣中，移動機構為氣動致動器、液壓致動器、電線性致動器、步進電動機，及/或類似者。因此，應預期，移動機構可利用多種以及替代技術以造成一或多個組件的移動。張緊裝置102的移動機構包含允許軋輥110在材料流動方向（亦即，X軸）上移動的縱向移動機構126，如將在下文在圖5中所論述。張緊裝置亦可包括允許軋輥110在垂直方向（亦即，Z軸）上移動的垂直移動機構128，如將在下文關於圖7所論述。且應預期，張緊裝置102包括有效地用以在橫向方向（亦即，Y軸）上移動軋輥110的橫向移動機構。舉例而言，橫向移動機構可在材料112被進料通過處理站108時且在材料112被一或多個感測器（例如，與處理站108相關聯的邊緣偵測感測器）偵測時調整材料112的對準。應預期，張緊裝置的各種移動機構可獨立地或彼此合作地起作用，以將軋輥110的材料112定位於一或多個位置中以達成本文所提供的態樣。另外，應預期，本文所預期的位置感測器以及張緊裝置102的移動機構可與計算裝置連通以達成本文所預期的態樣。

處理站108為用於對材料112執行製程的裝置。處理站108執行與以材料112而形成的物品（諸如鞋類物品以及服裝類物品）的製造相關聯而預期的製程。預期額外物品類型，諸如汽車、醫療、航空航天、海洋、電子產品，以及類似者。舉例而言，處理站108可有效地用以切割、縫紉、黏著、紋理化、印模、衝壓、漆塗、處理、硫化、乾燥以及類似者。在一特定實例中，處理站108為具有用於切割材料112的雷射的雷射切割裝置。在另一實例中，處理站108包括有效地用以將表面處理（諸如染料、黏著劑、油漆、塗層以及類似者）應用於材料112的表面的噴嘴。另外，應預期，處理站包括有效地壓縮材料112以形成印模、孔、切口、質地、壓花以及類似者的衝壓機或沖模。如可瞭解，處理站108可包括用以處理材料112的多種工具以及組件。亦應瞭解，並非所有組件/工具可存在於共同裝置處，且一些組件/工具可被完全省略。

輸送機構120為用於將材料112輸送至及/或輸送通過處理站108的組件。舉例而言，應預期，輸送機構120為具有有效地用以將材料112進料通過處理站108的類皮帶元件的類輸送機機構。另外，應預期，輸送機構120為形成接近其的低空氣壓力區的真空表面，低空氣壓力區在材料112被進料通過處理站時結合輸送機構120來維持材料112。真空表面可為輸送帶或滑動台。亦預期替代組態。如本文中將提供，輸送機構120可充當如由張緊裝置102提供的材料112與處理站108之間的嚙合位置。

在例示性態樣中，應預期，輸送機構120的真空表面有效地用以吸引以及造成材料112與輸送機構之間的嚙合。舉例而言，因為材料112可具有形狀記憶、剛度及/或至自身或其他元件的黏著力（例如，靜電），所以真空以及其他技術的使用可促進材料自張緊裝置102至處理站108的自動化裝載。其他實例包含諸如在擋板的前邊緣處將磁性元件以可移除方式耦接至材料，使得磁性元件被吸引至與輸送機構120相關聯的磁性或鐵元件。因此，在具有磁性元件的材料被帶入為接近輸送機構120（或通常接近處理站108）時，磁吸引力可輔助材料與處理站108的嚙合（例如，定位、對準、互動）。另外，應預期，利用質量增加的加權元件可以可移除方式與材料耦接以克服可阻止或阻礙自張緊裝置102與處理站108嚙合的材料的力。

如先前所提供，系統100包括多種裝置/組件/元件；然而，應預期，可提供額外特徵及/或可完全省略一些特徵，同時維持本文所預期之態樣。

圖2描繪根據此處的態樣的圖1的系統100的側面投影圖。系統包括張緊裝置102、處理站108、材料儲存取回系統104，以及梭子106。另外，此圖中描繪與張緊裝置102、材料儲存取回系統104、梭子106以及處理站108邏輯地耦接的例示性計算裝置124。然而，應預期，計算裝置124可邏輯地耦接至組件的不同組合或不與組件中的一或多者耦接。計算裝置124有效地用以傳達資訊以及接收資訊，以有效地用以促進運用系統100進行的材料的處理。舉例而言，計算裝置124可自位置感測器接收資訊，位置感測器接著用以致使移動機構調整材料的位置以達成系統100中的材料的經界定張力或其他操作。計算裝置124亦有效地用以協調系統100的各種元件的操作。因而，計算裝置可控制系統100的各種元件的一或多個移動、位置、啟動以及類似者以達成本文所預期的態樣。

計算裝置124具有處理器以及記憶體。計算裝置124可包含多種電腦可讀媒體。電腦可讀媒體可為可由計算裝置124存取且包含揮發性以及非揮發性媒體，卸除式以及非卸除式媒體兩者的任何可用媒體。作為實例而非限制，電腦可讀媒體可包括電腦儲存媒體以及通信媒體。電腦儲存媒體包含在任何方法或技術中實施的用於儲存資訊（諸如電腦可讀指令、資料結構、程式模組或其他資料）的揮發性以及非揮發性媒體、卸除式以及非卸除式媒體。

電腦儲存媒體包含非暫時性RAM、ROM、EEPROM、快閃記憶體或其他記憶體技術、CD-ROM、數位多功能光碟（Digital Versatile Disk, DVD）或其他光碟儲存器、匣式磁帶、磁帶、磁碟儲存器或其他磁性儲存裝置。電腦儲存媒體不包括經傳播資料信號。

通信媒體通常體現電腦可讀指令、資料結構、程式模組或諸如載波或其他傳送機構的經調變資料信號中的其他資料，且包含任何資訊遞送媒體。術語「經調變之資料信號」意謂具有以在信號中編碼資訊的方式設定或改變其特性中的一或多者的信號。作為實例而非限制，通信媒體包含有線媒體（諸如有線網路或直接有線連接）以及無線媒體（諸如聲波、射頻、紅外線以及其他無線媒體）。以上各者中任一者的組合亦應包含於電腦可讀媒體的範疇內。

計算裝置124可包含其上體現有指令的電腦可讀媒體，指令有效地用以使系統100的一或多個元件執行一或多個動作。舉例而言，在例示性態樣中，指令可致使移動機構移動、致使雷射發射雷射能量、致使攝影機捕捉影像、致使暫存器暫存材料的位置，且致使處理站執行操作。

圖2亦以說明性箭頭描繪各種元件以及材料的移動。舉例而言，材料儲存取回系統104被描繪為具有經由多個材料軋輥旋轉的功能。因此，若特定材料軋輥被請求轉移至張緊裝置102，則材料儲存取回系統104可循環通過軋輥直至適當軋輥被呈現為在梭子106可轉移以及輸送軋輥所處的位置處為止。舉例而言，梭子106被描繪為在縱向方向上移動，其有效地用以在材料儲存取回系統104與張緊裝置102之間轉移軋輥。然而，如上文所提供，梭子亦可在垂直方向上移動（例如，用以捕捉以及沈積軋輥的垂直延伸臂）。軋輥110被描繪為如由軋輥旋轉器111造成的於張緊裝置102處旋轉。在材料自110朝向處理站108延伸時，形成下垂部分，其中使軋輥110的旋轉阻力與進入處理站108的材料隔離使得可將受控制以及一致的張力供應至材料，而不管軋輥110的軋輥阻力、質量、直徑以及類似者。

圖3至圖10描繪根據此處的態樣的提供至張緊裝置102的軋輥110以及軋輥上方的與處理站嚙合的軋制材料，軋制材料具有提供受控制材料張力的下垂部分。一些圖表示製程中的選用步驟且可被省略。舉例而言，圖5以及圖6描繪自軋輥110偵測以及形成擋板，若先前形成或偵測到擋板，則其可被省略，如下文中將更詳細論述。

圖3描繪根據此處的態樣的在縱向方向上移動於梭子106上的軋輥110。舉例而言，軋輥110可能已經自圖1的材料儲存取回系統104轉移。圖4描繪根據此處的態樣的藉由張緊裝置102維持的軋輥110。應預期，梭子106在縱向方向上移動直至接近張緊裝置102為止，此時梭子106可在垂直方向（例如，向上或向下）延伸軋輥110以將軋輥110自梭子106轉移至張緊裝置102。當轉移至張緊裝置時，軋輥110可與軋輥旋轉器機械地嚙合以促進軋輥110的旋轉移動。

圖5以及圖6描繪根據此處的態樣的形成用於軋輥110的擋板的選用步驟。如上文所提供，擋板為來自軋輥110的材料的一部分，其延伸遠離軋輥110，諸如切向延伸（tangential extension）。然而，由於材料形狀記憶、黏著吸引及/或材料剛度，當展開材料時可不會天然地出現擋板。取而代之，材料的前邊緣可保持接近圍繞軋輥110軋制的材料的底層部分。在此情形下，軋輥110的旋轉移動並不引起材料自軋輥110展開。因此，若材料不自軋輥110展開，則阻礙為了處理的材料的自動化轉移、裝載、張緊以及進料。因而，圖5以及圖6提供可視情況實施於中此處的態樣中的擋板形成製程。

在圖5中，軋輥110根據此處的態樣是由張緊裝置102的縱向移動機構126縱向移動。軋輥110的縱向移動將軋輥110自分配為自梭子轉移而再定位至用於形成擋板的位置。可藉由將空氣流施加至材料的表面而形成擋板。舉例而言，一或多個噴嘴可以適於將圍繞軋輥110軋制的材料的前邊緣與底層分離的角度來射出空氣。隨著空氣維持材料的前邊緣與底層之間的分離度，軋輥110就可經旋轉以在繼續待施加經加壓空氣時展開材料，以防止所形成擋板至底層材料的重新軋制或所形成擋板至底層材料的黏著。經加壓空氣504是由擋板噴嘴502提供。擋板噴嘴502經定位以及定向以將經加壓空氣504射出於軋輥110處使得經加壓空氣能夠在使軋輥110旋轉時將前邊緣提昇遠離底層材料。

圖6描繪根據此處的態樣的由軋輥110的材料112形成的擋板602。應預期，張緊裝置102可更包括擋板感測器。擋板感測器有效地用以感測擋板602的存在且經由一或多個閥控制經加壓空氣504的施加。因此，擋板感測器可用以在並未偵測到擋板的情況下實行圖5以及圖6的步驟。另外，一旦形成足夠的擋板602，擋板感測器就可用以終止擋板形成製程。擋板感測器可為視覺系統或能夠偵測擋板存在且在一些態樣中判定擋板大小的其他光學感測器。額外感測器技術（例如，接觸開關）應被預期為用作擋板感測器。

圖7描繪根據此處的態樣的張緊裝置102經由藉由縱向移動機構126以及垂直移動機構128的移動而將軋輥110定位於第一位置中。軋輥110的第一位置是出於說明性目的，但其提供用於軋輥110上的材料與處理站108自動化嚙合的位置。在此實例中，軋輥110垂直地定位於意欲接收材料的處理站（諸如真空台）上方。圖8描繪根據此處的態樣的朝向處理站108向下延伸的軋輥110的擋板602。舉例而言，軋輥旋轉器可經嚙合以使軋輥110旋轉以允許材料與處理站嚙合，如由說明性箭頭所描繪。

圖8中亦描繪嚙合感測器802。嚙合感測器802偵測接近處理站108的擋板602的存在。嚙合感測器本質上可為光學的、視覺的及/或機械的以判定擋板602的存在及/或位置。在例示性態樣中，嚙合感測器802將一或多個移動機構可造成一或多個組件的移動（諸如將軋輥110再定位至第二位置，使軋輥110以特定速度旋轉、起始處理站108輸送機構，以及類似者）的信號提供至計算裝置。

圖9描繪根據此處的態樣的在軋輥110移動至第二位置以提供下垂張力時進料通過處理站108的材料112。捲筒118經提供以沿著處理站108的輸送機構來導引材料。舉例而言，若輸送機構為真空表面，則捲筒118可確保維持材料112與真空表面之間的黏著力，即使在真空表面在材料流動方向上前進時亦如此。在無捲筒118的情況下，材料112可在真空表面在材料流動方向（例如，縱向方向）上前進時自真空表面剝離，此是因為捲筒118限制前進擋板602與軋輥110之間的角度。亦如圖9中所描繪，軋輥在垂直方向上藉由垂直移動機構128移動而通向第二位置。儘管本文中以一系列步驟描繪移動、旋轉以及其他動作序列，但應理解，可同時發生一或多個活動。舉例而言，同時地而不以系列形式發生垂直移動以及縱向移動。另外，應預期，軋輥旋轉器可在藉由張緊系統移動機構進行的任何縱向、垂直以及橫向移動期間使軋輥旋轉。

圖10描繪根據此處的態樣的處於第二位置的軋輥110，其具有形成在軋輥110與捲筒116之間延伸的未受支撐下垂部分的材料112。在此實例中，軋輥110是由縱向移動機構126以及垂直移動機構128定位。可基於數個因素來調整第二位置，因素包含但不限於：材料112、軋輥110的大小、待藉由處理站108執行的製程、自下垂感測器122的輸入、自軋輥直徑感測器130的輸入、軋輥110的旋轉速度、藉由處理站108的輸送機構的進料速率，以及類似者。

第二位置包含軋輥110在縱向方向上隔開距離1002。可基於軋輥110的直徑來調整距離1002以在直徑隨著材料112的展開而減小時維持未受支撐的下垂部分的相對恆定縱向距離。相似地，可隨著軋輥110的直徑改變而調整垂直距離以維持自軋輥110的恆定下垂深度1008。此實例中的下垂深度可從軋輥110量測至最低點114。可自捲筒116至最低點114判定另一下垂深度作為下垂深度1006。在此實例中，可捕捉的另一量測為距離1004，距離1004量測在最低點114干擾如由下垂感測器122捕捉的表面之前的距離。下垂深度1008、下垂深度1006及/或距離1004的組合可用以判定最低點距離，最低點距離可被表示為取決於所利用的組態而在最低點114上方或下方延伸的距離。然而，一般而言，結合其他量測的最低點距離可提供形成下垂部分的材料112的總量（例如，長度、體積），其又可用以判定在材料112被提供至處理站108時施加至材料112的張力的量。因此，應預期，諸如縱向、垂直以及下垂的距離的任何組合可經調整以達成下垂部分及/或材料張力的量。

直徑感測器130為能夠判定軋輥110的直徑的感測器。舉例而言，直徑感測器130可使用雷射以判定直徑。另外，應預期，直徑感測器130可使用感測技術，諸如視覺系統、光學、機械以及類似者。如上文所提供，可部分地使用直徑感測器130以調整軋輥110的旋轉速度以將材料的下垂部分維持在經判定範圍（例如，長度範圍）內。另外，直徑感測器130可提供關於自軋輥110保留或使用的材料112的量的指示。舉例而言，為了在處理操作期間防止材料短缺，在例示性態樣中，直徑感測器130可用以判定在軋輥110上是否存在合適數量的材料以完成請求。

亦應預期，張緊裝置102基於自一或多個感測器的輸入將軋輥在橫向方向上定位。舉例而言，處理站108的輸送機構可包含邊緣感測器。邊緣感測器偵測整體上材料相對於輸送機構或處理站的邊緣。使得在例示性態樣中，若材料移出容許度位置，則張緊裝置102橫向地調整軋輥110以調整邊緣位置。

如本文所提供，基於自諸如位置感測器、直徑感測器、距離感測器、最低點感測器以及類似者的感測器的輸入，可將一或多個指令提供至移動機構、軋輥旋轉器、輸送機構以及類似者以調整由材料的下垂部分提供的張力。

圖11提供根據此處的態樣的描繪在製造製程中張緊材料的方法的流程圖1100。在區塊1102處，提供在材料儲存取回系統偵測材料的軋輥的步驟。軋輥的偵測可經由用以識別用於處理操作中的特定軋輥的射頻識別感測器來實現。偵測可響應於向計算裝置的請求而進行，計算裝置具有由材料儲存取回系統含有的軋輥的經排程操作以及庫存管理。響應於在材料儲存取回材料的軋輥的判定，材料儲存取回將軋輥定位於材料儲存取回系統上以供梭子驗收，如在區塊1104中所描繪。定位可包含使多個軋輥旋轉直至適當軋輥（諸如經偵測軋輥）處於梭子可取回軋輥所處的位置中。可藉由材料儲存取回系統的本地邏輯單元或自協調一或多個元件的計算裝置控制定位。

在區塊1106處，將軋輥自材料儲存取回系統轉移至梭子。舉例而言，梭子可以向上方式延伸受體臂結構以將軋輥的重量自材料儲存取回轉移至梭子。梭子可接著在縱向方向上移動，其中軋輥經維持在受體臂上。梭子繼續將軋輥傳送至張緊裝置以將軋輥輸送至張緊裝置，如區塊1108中所提供。

一旦已藉由梭子將軋輥自材料儲存取回系統輸送至張緊裝置，就將軋輥轉移至張緊裝置，如區塊1110中所提供。軋輥的轉移可包含梭子的受體臂在垂直方向上下降使得軋輥與張緊裝置嚙合且由張緊裝置支撐。張緊裝置可接著將軋輥定位於第一位置中，如在區塊1112處所提供。第一位置為用於使軋輥的材料與處理站嚙合的位置。在例示性態樣中，第一位置將軋輥置於處理站上方，諸如服務處理站的輸送機構上方或接近服務處理站的輸送機構。

展開軋輥以允許軋輥的材料與處理站嚙合，如在區塊1114中所提供。可藉由與軋輥機械地嚙合以提供軋輥的旋轉移動的軋輥旋轉器來發生展開。可發生展開直至材料（諸如材料的擋板部分）與處理站嚙合為止。如在上文中所提供的嚙合可包含將材料帶入為接近處理站以使材料被進料通過處理站。舉例而言，處理站可包含材料被吸引至的真空台或其他輸送機構。一旦材料被帶入為接近輸送機構，吸引力（例如，真空、磁、靜電）就足以將材料進料至及/或通過處理站。可在例示性態樣中藉由一或多個感測器判定展開的充分性。

在區塊1116處，將軋輥定位在第二位置中與處理站縱向地隔開。換言之，在態樣中，在材料的軋輥與處理站之間提供材料延伸且可形成材料的下垂部分的未受支撐距離。下垂部分可經調整以達成可運用最低點距離部分地量測的材料的指定量。可經量測以判定適當下垂部分的額外元素包含但不限於：關於軋輥的位置資訊、相對於一或多個部分的下垂距離、展開速率、軋輥直徑，以及至處理站中的進料速率。因而，展開材料以在張緊裝置與處理站之間形成下垂部分，如在區塊1118中所提供。應理解，根據此處的態樣，下垂部分可形成於定位於張緊裝置與處理站之間或相對於張緊裝置及/或處理站而定位的一或多個捲筒之間。

在區塊1120處，偵測下垂部分的最低點距離。在例示性態樣中，運用下垂感測器來量測最低點距離。又另外，最低點距離的偵測為材料的下垂部分長度或量的判定。因而，最低點距離的偵測為形成下垂部分的材料的量的判定，其可藉由維持已知最低點距離予以判定。如上文所提供，可量測自任何點至最低點（諸如自軋輥高度至最低點、自處理站至最低點、自地板至最低點以及類似者）的最低點距離。另外，軋輥、處理站及/或一或多個支撐捲筒的位置可用於判定最低點距離及/或判定形成下垂部分的材料的量以建立由如呈現給處理站的材料施加的張力。

在區塊1122處，調整軋輥的旋轉速度以將最低點距離維持在材料的某一範圍內。舉例而言，使軋輥旋轉的軋輥旋轉器可調整軋輥的旋轉速度以將下垂部分維持在經界定範圍內，因此，其將對來自下垂部分的材料的施加的張力維持在經界定範圍內。範圍可針對特定材料、針對特定處理站、針對特定進料速率及/或針對特定環境條件（例如，溫度、濕度）而變化。舉例而言，計算裝置可接收來自一或多個感測器的輸入以及擷取儲存於記憶體中的資訊（例如，材料特性、製程變數）以判定所維持的適當最低點距離且結果判定用於材料的適當材料下垂部分。若最低點距離在用於彼材料的範圍（例如，1公分至10公尺、1公尺至5公尺、0.5公尺至3公尺、2公尺至6公尺）外部移動，則由材料下垂部分將不足量的張力提供至材料。另外，若旋轉速度不足，則相比於將材料自材料展開的情況可以更快速率將材料進料至處理站中。在此情形下，材料進料至處理站中將偶發性地造成材料自軋輥展開（例如，將材料自軋輥拉動，以使軋輥展開），此接著增加施加至材料的張力使其包含用以展開軋輥的力，力可隨著軋輥特性以及體積而變化。相似地，若旋轉速度大於至處理站的進料速率歷時延伸的時間，則材料可在張緊裝置與處理站之間的材料下垂部分區中集合，此可損壞材料（例如，污跡、油、擦毛（snags））或造成關於捲取系統內材料的下降管的複雜化。因而，在例示性態樣中，將軋輥的旋轉速度維持在經界定範圍內會輔助將用以展開材料的力與用以材料張緊的力隔離，且其限制對材料的損壞。

應理解，圖11的區塊在一些態樣中為選用的。另外，應預期，可插入額外區塊。舉例而言，可包含擋板的形成。又另外，應預期，可重複一或多個步驟，而不重複所有區塊。因此，圖11的區塊本質上為例示性的且本質上不為限制性的。

由前述內容可見，本發明為經充分調適以達成上文與其他優點一起闡述的所有目標以及目的的發明，其他優點明顯且為結構所固有。

應理解，某些特徵以及子組合具有效用，並且可以在不參考其他特徵以及子組合的情況下使用。此情形是由申請專利範圍的範疇預期且在申請專利範圍的範疇內。

雖然將特定元件以及步驟關於彼此來論述，但應理解，預期本文中所提供的任何元件及/或步驟可與任何其他元件及/或步驟組合（不論是否明確提供任何其他元件及/或步驟），同時仍在本文所提供的範疇內。由於可在不脫離本發明的範疇的情況下進行本揭露內容的許多可能實施例，故應理解，本文所闡述或在隨附圖式中所展示的所有物質應被解譯為說明性的且不以限制性意義來解譯。

如本文中以及結合下文中所列出的申請專利範圍所使用，術語「申請專利範圍中任一項（any of claims）」、「請求項中任一項（any of the features）」或所述術語的相似變化意欲被解譯為使得可以任何組合來組合請求項的特徵。舉例而言，例示性請求項第4項可指示如請求項第1項至第3項中任一項所述的方法/設備及/或其他變化形式，其意欲經解譯以使得如請求項第1項以及第4項所述的特徵可被組合，如請求項第2項以及第4項所述的元件可被組合，如請求項第3項以及第4項所述的元件可被組合，如請求項第1項、第2項以及第4項所述的元件可被組合，如請求項第2項、第3項以及第4項所述的元件可被組合，如請求項第1項、第2項、第3項以及第4項所述的元件可被組合，及/或其他變化形式。另外，術語「請求項中任一項（any of features）」或所述術語的相似變化形式意欲包含「請求項中任一項（any one of features）」或此術語的其他變化形式，如上文提供的實例中的一些所指示。

100‧‧‧材料張緊系統 102‧‧‧張緊裝置 104‧‧‧材料儲存取回系統 106‧‧‧梭子 108‧‧‧處理站 110‧‧‧軋輥 111‧‧‧軋輥旋轉器 112‧‧‧材料 114‧‧‧最低點 116、118‧‧‧捲筒 120‧‧‧輸送機構 122‧‧‧下垂感測器 124‧‧‧計算裝置 126‧‧‧縱向移動機構 128‧‧‧垂直移動機構 130‧‧‧直徑感測器 502‧‧‧擋板噴嘴 504‧‧‧經加壓空氣 602‧‧‧擋板 802‧‧‧嚙合感測器 1002、1004‧‧‧距離 1006、1008‧‧‧下垂深度 1100‧‧‧流程圖 1102、1104、1106、1108、1110、1112、1114、1116、1118、1120、1122‧‧‧區塊

本文中參考隨附圖式詳細地描述本發明，在圖式中： 圖1描繪根據此處的態樣的用於製造製程中的材料張緊系統。 圖2描繪根據此處的態樣的圖1的系統的側面投影圖。 圖3描繪根據此處的態樣的在梭子上在縱向方向上移動的軋輥。 圖4描繪根據此處的態樣的藉由張緊裝置而維持的軋輥。 圖5描繪根據此處的態樣的藉由張緊裝置的縱向移動機構而縱向移動的軋輥。 圖6描繪根據此處的態樣而形成的擋板。 圖7描繪根據此處的態樣經由藉由縱向移動機構以及垂直移動機構的移動而將軋輥定位於第一位置中的張緊裝置。 圖8描繪根據此處的態樣的朝向處理站向下延伸的軋輥的擋板。 圖9描繪根據此處的態樣在軋輥移動至第二位置以提供下垂張力時將材料進料通過處理站。 圖10描繪根據此處的態樣的處於第二位置的軋輥，其具有形成在軋輥與捲筒之間延伸的未受支撐下垂部分的材料。 圖11提供根據此處的態樣的描繪在製造製程中張緊材料的方法的流程圖。

100‧‧‧材料張緊系統

102‧‧‧張緊裝置

104‧‧‧材料儲存取回系統

106‧‧‧梭子

108‧‧‧處理站

110‧‧‧軋輥

111‧‧‧軋輥旋轉器

124‧‧‧計算裝置

Claims (21)

1. 一種在製造製程中的材料張緊系統，所述系統包括： 張緊裝置，所述張緊裝置包括： 縱向位置移動機構，其中所述縱向位置移動機構經組態以在所述系統的縱向方向上將所述材料的軋輥的位置調整的在第一位置與第二位置之間，所述縱向方向對應於材料流動方向； 材料下垂感測器，所述材料下垂感測器經組態以判定在所述縱向方向上在所述軋輥與處理站之間的所述材料的量；以及 軋輥旋轉器，所述軋輥旋轉器經組態以使所述軋輥圍繞垂直於所述材料流動方向的軸線旋轉，其中所述軋輥旋轉器的旋轉速度可基於來自所述材料下垂感測器的資訊予以調整，用以替延伸於所述軋輥與所述處理站之間的所述材料維持最低點距離範圍。
2. 如申請專利範圍第1項所述的在製造製程中的材料張緊系統，更包括： 材料儲存取回（Material Storage Retrieval, MSR）系統；以及 梭子，其中所述梭子在所述材料流動方向上定位在所述材料儲存取回與所述張緊裝置之間。
3. 如申請專利範圍第2項所述的在製造製程中的材料張緊系統，其中所述梭子包括移動機構，所述移動機構有效地用以在所述材料儲存取回與所述張緊裝置之間移動所述梭子，所述梭子經組態以在所述材料儲存取回與所述張緊裝置之間轉移所述軋輥。
4. 如申請專利範圍第1-3項中任一項所述的在製造製程中的材料張緊系統，更包括： 所述處理站，所述處理站在所述材料流動方向上定位在所述材料儲存取回、所述梭子以及所述張緊裝置之後，其中所述處理站經組態以對所述材料執行製程。
5. 如申請專利範圍第1-4項中任一項所述的在製造製程中的材料張緊系統，其中所述張緊裝置更包括垂直移動機構，其中所述垂直移動機構經組態以升高以及降低所述軋輥。
6. 如申請專利範圍第1-5項中任一項所述的在製造製程中的材料張緊系統，其中所述第一位置包含在所述處理站垂直上方且縱向接近所述處理站的所述軋輥，且所述第二位置包含與所述第一位置相比距所述處理站的縱向分離更大的位置處的所述軋輥。
7. 如申請專利範圍第1-6項中任一項所述的在製造製程中的材料張緊系統，更包括擋板噴嘴，所述擋板噴嘴經組態以於所述軋輥處分配經加壓空氣以形成所述材料的擋板。
8. 如申請專利範圍第1-7項中任一項所述的在製造製程中的材料張緊系統，更包括擋板感測器，所述擋板感測器經組態以偵測所述材料的擋板，其中所述擋板感測器提供可用以控制由所述擋板噴嘴分配的所述經加壓空氣的資訊。
9. 如申請專利範圍第1-8項中任一項所述的在製造製程中的材料張緊系統，更包括： 第一捲筒，所述第一捲筒在所述材料流動方向上定位在所述軋輥之後；以及 第二捲筒，所述第二捲筒定位於所述軋輥與所述處理站之間。
10. 如申請專利範圍第1-9項中任一項所述的在製造製程中的材料張緊系統，其中所述材料在所述軋輥與所述第二捲筒之間並未被支撐，從而允許在其之間形成材料下垂。
11. 如申請專利範圍第1-10項中任一項所述的在製造製程中的材料張緊系統，其中所述材料下垂感測器在所述材料流動方向上定位在所述軋輥與所述第二捲筒之間且量測所述材料下垂部分的最低點距離。
12. 如申請專利範圍第1-11項中任一項所述的在製造製程中的材料張緊系統，更包括擋板進料器，其中所述擋板進料器以可移除方式附接至所述材料的擋板且在自所述第一位置被引入至所述處理機器時有效地克服所述材料的材料記憶性質。
13. 如申請專利範圍第1-12項中任一項所述的在製造製程中的材料張緊系統，更包括軋輥直徑感測器，其中所述軋輥直徑感測器經組態以判定所述軋輥的直徑。
14. 一種在製造製程中張緊材料的方法，所述方法包括： 用張緊裝置將處理站上方的材料的軋輥定位於第一位置中； 展開所述材料直至所述材料與所述處理站嚙合為止； 將所述軋輥定位在第二位置中與所述處理站縱向地隔開； 展開所述材料以在所述軋輥與所述處理站之間形成所述材料的材料下垂部分； 偵測形成所述下垂部分的材料的量；以及 調整所述軋輥的旋轉速度以在所述材料進料通過所述處理站時將形成所述下垂部分的材料的所述量維持在所述材料的範圍內。
15. 如申請專利範圍第14項所述的在製造製程中張緊材料的方法，更包括： 自材料儲存取回（Material Storage Retrieval, MSR）系統取回所述軋輥；以及 運用梭子將所述軋輥自所述材料儲存取回轉移至所述張緊裝置。
16. 如申請專利範圍第14-15項中任一項所述的在製造製程中張緊材料的方法，更包括： 確認擋板不存在於所述軋輥上； 將空氣壓力施加至所述軋輥； 展開所述軋輥；以及 偵測在所述軋輥上的擋板。
17. 如申請專利範圍第14-16項中任一項所述的在製造製程中張緊材料的方法，更包括： 偵測進料通過所述處理站的所述材料的橫向移動；以及 調整所述張緊裝置的橫向位置、垂直位置及/或縱向位置。
18. 如申請專利範圍第14-17項中任一項所述的在製造製程中張緊材料的方法，更包括： 對所述處理站中的所述材料執行製程，其中所述製程為選自如下各者中的一者： 切割， 印刷， 黏著， 縫紉，或 紋理化。
19. 如申請專利範圍第14-18項中任一項所述的在製造製程中張緊材料的方法，其中所述製程為切割製程且藉由將雷射能量施加至所述材料予以執行切割。
20. 如申請專利範圍第14-19項中任一項所述的在製造製程中張緊材料的方法，更包括： 自多個軋輥偵測在材料儲存取回（Material Storage Retrieval, MSR）系統的所述軋輥； 將所述軋輥定位於所述材料儲存取回上以供梭子驗收； 將所述軋輥自所述材料儲存取回系統轉移至所述梭子； 將所述軋輥輸送至在所述梭子上的所述張緊裝置；以及 將所述軋輥自所述梭子轉移至所述張緊裝置，其中所述材料儲存取回系統、所述梭子以及所述張緊裝置邏輯地耦接至計算裝置，所述計算裝置協調運用所述材料儲存取回系統、所述梭子以及所述張緊裝置進行的所述軋輥的所述定位、所述轉移以及所述輸送。
21. 一種在製造製程中的材料張緊系統，所述系統包括： 張緊裝置，所述張緊裝置包括： 縱向位置移動機構，其中所述縱向位置移動機構經組態以在所述系統的縱向方向上將所述材料的軋輥的位置調整在第一位置與第二位置之間，所述縱向方向對應於材料流動方向； 垂直位置移動機構，其中所述垂直位置移動機構經組態以將所述材料的所述軋輥的位置調整在所述第一位置以及所述第二位置； 材料下垂感測器，所述材料下垂感測器經組態以判定在所述縱向方向上在所述軋輥與處理站之間的所述材料的最低點距離； 軋輥旋轉器，所述軋輥旋轉器經組態以使所述軋輥圍繞垂直於所述材料流動方向的軸線旋轉，其中所述軋輥旋轉器的旋轉速度可基於來自所述材料下垂感測器的資訊予以調整，用以替延伸於所述軋輥與所述處理站之間的所述材料維持最低點距離範圍； 材料儲存取回（Material Storage Retrieval, MSR）系統； 梭子，其中所述梭子在所述材料流動方向上定位在所述材料儲存取回與所述張緊裝置之間；以及 處理站，其中所述軋輥在所述材料儲存取回系統、所述梭子與所述張緊裝置之間轉移，以將在經界定張力範圍內的材料進料至所述處理站，其中所述材料的下垂部分在所述軋輥與所述處理站之間延伸。