[發(fā)明專利]掃描器皮帶負(fù)載和拉伸補(bǔ)償控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280052905.2
• 申請日: 2012-10-23
• 公開（公告）號: CN104067094B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: R·貝塞特
• 申請（專利權(quán)）人: 霍尼韋爾阿斯卡公司
• 主分類號: G01D11/00
• 分類號: G01D11/00;G01G17/02;G01N21/86;G01N33/34
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬麗娜;徐紅燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及一種掃描器測量系統(tǒng)，用于確定連續(xù)薄片材料在生產(chǎn)期間的參數(shù)，并且更具體地，涉及一種用于維持雙掃描器組件的對準(zhǔn)以實現(xiàn)準(zhǔn)確測量輪廓的技術(shù)。

背景技術(shù)

為了檢測“在線”、即在其操作時薄片制作機(jī)器上薄片的特性，已經(jīng)開發(fā)了各種傳感器系統(tǒng)。用于連續(xù)扁平薄片生產(chǎn)過程的傳感器通常采用具有在制造期間橫穿或掃描薄片材料的行進(jìn)卷材的在線傳感器的單一或雙面封裝。利用雙掃描器，頭或組件被固定到掃描器框架系統(tǒng)的梁，其跨越薄片的兩側(cè)，具有允許傳感器在橫向方向上(即在垂直于薄片行進(jìn)方向的方向上)一致地移動的線性導(dǎo)軌。根據(jù)薄片制作的操作，橫向方向的距離可變動達(dá)大約12米或更多。例如在紙張制作工藝中，在線傳感器檢測在制造期間的變量，諸如基本重量、濕氣含量，以及薄片的卡鉗(caliper)。過程掃描系統(tǒng)依賴上和下傳感器組件的對準(zhǔn)來實現(xiàn)準(zhǔn)確測量輪廓。存在對監(jiān)控上、下頭對準(zhǔn)的有效系統(tǒng)的需要。控制對準(zhǔn)在高掃描速度下尤其關(guān)鍵，其中增加的加速度負(fù)載被置于驅(qū)動系統(tǒng)上，其將另外增加對準(zhǔn)誤差到不可接受的水平。

發(fā)明內(nèi)容

用于雙掃描系統(tǒng)的上和下傳感器頭組件的移動，通常通過連接到共驅(qū)動軸系統(tǒng)的分開的皮帶系統(tǒng)獨立驅(qū)動。如果兩個皮帶系統(tǒng)被同等地拉張并且來自兩個傳感器頭組件的質(zhì)量和摩擦力相等，那么上和下組件兩者將以維持相對位置的同步方式跨越過薄片。但是，質(zhì)量、摩擦力，和/或皮帶張力上的差異將表現(xiàn)為上和下傳感器頭組件超前/延遲偏移，其可以引起傳感器讀數(shù)的誤差。超前/延遲偏移或未對準(zhǔn)的大小還可以橫跨掃描的寬度而變化。例如，在加速下，較高質(zhì)量組件將在一個皮帶中引起比另一個更多的拉伸，而在橫穿的恒速階段期間，負(fù)載變得更平均并且將減小超前/延遲誤差。

利用本發(fā)明，在雙掃描系統(tǒng)中安裝由上到下組件模擬位置傳感器，以測量對準(zhǔn)偏移。來自這些傳感器的信號用作控制系統(tǒng)中的有效誤差信號。本發(fā)明部分地基于認(rèn)識到對于掃描器條件的給定組的對準(zhǔn)誤差輪廓(profile)是可重復(fù)的，從而允許致動器控制器預(yù)測或預(yù)知在每次掃描組件到達(dá)給定位置之前誤差信號將是什么。這考慮到基于誤差輪廓和致動器帶寬來計算優(yōu)化的誤差校正，而不用關(guān)于反饋環(huán)速度、超調(diào)以及不穩(wěn)定的控制震蕩的考慮。通過誤差輪廓驅(qū)動的致動系統(tǒng)可以通過如下對于對準(zhǔn)偏移校正：(i)諸如通過偏移上和下皮帶系統(tǒng)的驅(qū)動滑輪來有效改變皮帶張力，或者(ii)操縱傳感器頭組件相對于驅(qū)動皮帶系統(tǒng)的位置。后面的程序不會影響皮帶的張力，但需要移動一個或兩個傳感器頭組件的不同致動器機(jī)構(gòu)。

在操作中，當(dāng)雙傳感器頭沿橫向或掃描方向來回掃描時，從頭對頭位置傳感器獲得的誤差信號被饋送到控制器，其計算在相同方向上的下一次掃描中使用的致動器誤差輪廓。(優(yōu)選地使用不同誤差輪廓用于正向和反向掃描)。該致動器系統(tǒng)可以包括線性螺桿致動器，其被附著到用于張力控制的皮帶張力器中的一個。這些張力致動器優(yōu)選地以180度轉(zhuǎn)動被定位在位于支撐梁末端的滑輪的周圍。由于誤差輪廓相對遲緩的性質(zhì)，螺桿類型的致動器將足夠用于大部分誤差輪廓的校正。另外的益處將是實施自動皮帶張力調(diào)整以及安全鎖定到位(lock in place)失效模式。替代地，為了操縱一個或兩個傳感器頭組件，諸如螺桿或音圈系統(tǒng)之類的線性致動器可以被插入在耦合之間，其連接頭傳感器組件，對應(yīng)的皮帶系統(tǒng)。這些頭移動致動器優(yōu)選地被定位在皮帶與托架之間的連接處用于直接位置控制。

因此，在一個方面中，本發(fā)明針對一種用于控制掃描系統(tǒng)的移動的系統(tǒng)，其具有限定適合于容納連續(xù)卷材的測量間隙的雙安裝頭，連續(xù)卷材具有第一側(cè)和第二側(cè)并且在下游方向上行進(jìn)，該系統(tǒng)包括：

(a)沿第一方向延伸的第一細(xì)長構(gòu)件，其中第一細(xì)長構(gòu)件支撐鄰近卷材的第一側(cè)設(shè)置的第一可移動安裝頭，第一安裝頭包括面對卷材第一側(cè)的第一操作表面；

(b)用于驅(qū)動第一可移動安裝頭的裝置；

(c)沿平行于第一方向的第二方向延伸的第二細(xì)長構(gòu)件，其中第二細(xì)長構(gòu)件支撐鄰近卷材第二側(cè)設(shè)置的第二可移動安裝頭，第二安裝頭包括面對卷材第二側(cè)的第二操作表面，其中第一操作表面和第二操作表面限定連續(xù)卷材通過其行進(jìn)的測量間隙，并且其中測量間隙具有卷材入口端和在卷材入口端下游的卷材出口端，并且其中第一可移動托架的移動與第二可移動安裝頭的移動同步；

(d)用于驅(qū)動第二可移動安裝頭的裝置；

(e)對準(zhǔn)誤差生成裝置，用于在第一和第二可移動頭沿著平移軸線來回掃描時，生成表示第一和第二可移動頭之間的對準(zhǔn)差異的誤差信號；以及

(f)致動器裝置，用于調(diào)節(jié)第一可移動安裝頭和/或第二可移動安裝頭的相對位置，其中通過誤差信號控制致動器裝置。