[发明专利]引导移动幅材的设备

说明书

背景技术

总体上，有两种类型的用于控制移动幅材横向位置的引导系统。第一种类型的用于控制移动幅材横向位置的引导系统是被动式系统。被动式系统的例子是凸面辊(也被称为凸状辊)，其在中心的半径比在边缘的半径大。凸面辊有效地控制相对于幅材宽度来说相对厚的幅材，诸如，砂带和传送带。另一个被动类型的引导系统是具有凸缘的锥形辊。辊上的锥形将幅材导向凸缘。幅材边缘接触凸缘，从而控制幅材的横向位置。带凸缘的锥形辊常常被用于控制窄幅材(诸如，录像带)的横向位置。

然而，被动式引导系统不能引导宽而薄的幅材，因为根据被动式引导系统的类型，幅材的任何边缘往往会弯曲或者幅材往往会形成皱纹。为了有效地控制宽而薄的幅材，需要主动式引导系统。

典型的主动式引导系统包括用于定位幅材位置的感测装置、机械定位装置、用于确定所需横向位置的误差的控制系统以及从控制系统接收信号并且操纵机械定位装置的致动器。用于主动地引导薄而宽的幅材的典型控制系统是闭环反馈控制系统。

通常，将要被处理的幅材已在之前被卷绕成卷。在卷绕过程期间，幅材没有被完美缠绕并且通常具有Z形或织物形式的横向定位误差。当幅材被退绕时，Z形或织物形误差再次出现，从而导致横向幅材定位问题。

已知的是，通过将第一定位引导件定位为接近第二定位引导件，相对于所选择的横向位置控制移动幅材，接着使幅材穿过第一定位引导件，以减少角度和横向位置误差。接着，使幅材穿过第二定位引导件，其中，第二定位引导件独立于具有零反冲的机构的第一定位引导件来定位移动幅材。用传感器在第二定位引导件处感测移动幅材的横向位置，将在第二定位引导件处幅材的横向位置发送给控制器。接着，控制器操纵零反冲致动器，以便控制幅材的横向位置。

发明内容

尽管可以用已知技术以高容差控制幅材的横向位置，但不可以在沿着幅材路径所选的点处控制幅材的横向位置和在那点处的幅材的角取向二者。对于一些应用，控制角取向也将是非常有利的。本发明总体涉及用于控制移动幅材的方法和设备。更具体地讲，本发明涉及幅材引导设备，它能够在控制位置(沿着幅材路径的选择位置)处控制幅材的横向位置以及在此控制位置的幅材的角取向二者。

现在已确定的是，沿着幅材路径在同样的时间和同样的地点控制移动幅材的横向位置，在所述位置，也控制幅材的角取向是可能的。这部分地通过提供能够以两个自由度进行移动的导向辊来实现。当例如幅材将被图案化为具有与幅材上的其它特征对准定位的非常精细的特征时，这种控制发挥大优点。

因此，在一个实施例中，本发明在于一种对幅材进行导向的设备，所述设备包括：幅材路径，包括退出辊和至少一个导向辊，每个辊均具有安装座；其中，至少一个导向辊具有旋转轴，并且其中所述至少一个导向辊的安装座能够以总共两个自由度来枢转和/或平移所述旋转轴；包括多个位置传感器的阵列，用于监控所述幅材的位置；控制器，连接至所述阵列，用于确定所述幅材的横向位置和角取向；两个致动器，在操作上连接至至少一个导向辊，用于定位所述导向辊，以沿着幅材路径在特定点处控制所述幅材的角取向和横向位置。

在一些便利的实施例中，所述设备使得所述幅材路径具有一个导向辊并且该导向辊的安装座能够以两个必备自由度枢转。在其它便利的实施例中，设备使得所述幅材路径具有第一导向辊和第二导向辊，并且该第一导向辊和所述第二导向辊的安装座均可以分别以第一自由度和第二自由度枢转。

在一些便利的实施例中，所述第一自由度是在预定点围绕垂直于幅材表面的偏转轴的偏转角度。另外，在一些便利的实施例中，所述第二自由度是在预定点或者可能在不同的预定点围绕平行于幅材表面的卷轴的滚转角。

虽然需要的是具有多个位置传感器的阵列，但一些便利的实施例包括四个传感器。这是因为，用于控制幅材的横向位置和角取向的相关等式需要四个边界条件来得到正确解。

在另一个实施例中，本发明在于一种对幅材进行导向的方法，所述方法包括：提供与幅材相邻的多个位置传感器；通过使用移动幅材的横向动力学的通解解出不止一个位置方程来计算所述幅材的角取向和横向位置；围绕垂直于幅材表面的偏转轴移动导向辊；围绕平行于幅材表面的卷轴移动所述导向辊；将所述幅材引导至沿着幅材路径在所述导向辊下游的选择位置。

一旦考虑了包括“具体实施例”、“实例”和“所附权利要求书”在内的本公开其余部分，本领域普通技术人员即会更全面了解本发明的实质。

附图说明