專利名稱：用于將輥加速至目標(biāo)的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制輥驅(qū)動，并且更具體地涉及在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)將具有未知初始位置的輥加速至優(yōu)選速度和位置。
背景技術(shù)：
在與造紙有關(guān)的一些機(jī)器中，需要接合機(jī)器卷筒的紙幅，使得能夠以連續(xù)方式施加后處理。例如，在不是造紙機(jī)的一部分的涂布機(jī)中，機(jī)器卷筒通過涂布機(jī)逐一退繞，使得以全速粘接(splice)紙張。紙幅粘接是指以下處理:其中，一旦機(jī)器卷筒變?yōu)榭?，來自新機(jī)器卷筒的紙張附接至來自先前卷筒的紙張，使得后處理機(jī)能夠以連續(xù)的方式運(yùn)行。
在粘接中，來自新機(jī)器卷筒的紙張?jiān)谙惹熬硗仓械牟牧系侥┒酥氨荒z合或帶粘(tape)至先前卷筒的紙張。經(jīng)由輥直徑的變化率、紙張厚度計(jì)算結(jié)果和速度來估計(jì)剩余的材料長度。通過將膠粘劑或雙面膠帶沿著卷筒的寬度置于材料的表面來準(zhǔn)備材料的新卷筒。將新卷筒加速，使得新卷筒的表面速度對應(yīng)于來自先前卷筒的幅速度。在發(fā)生粘接且來自先前卷筒的材料用完之前，相當(dāng)提前地發(fā)起新母輥加速，以使得完全準(zhǔn)備好且是穩(wěn)定的。粘接的預(yù)見時(shí)間有一些不準(zhǔn)確，這是在開始點(diǎn)添加充足的時(shí)間裕度的原因。
當(dāng)新卷筒達(dá)到期望速度和位置時(shí)，單獨(dú)的粘接輥或刷將來自先前卷筒的幅推向新卷筒的表面。所涂敷的膠粘劑或膠帶將幅附接到一起，此后切割來自先前卷筒的幅。后處理機(jī)(諸如離線機(jī)型涂布機(jī))的這種方式可以無中斷地連續(xù)運(yùn)行。
在粘接過程中，嘗試使在變空的卷筒中剩余的材料的量最小化，使得浪費(fèi)盡可能少的材料。此外，變空的卷筒中的材料的尾部有些問題，因?yàn)樵谇懈罘螅瑏碜韵惹熬硗驳牟牧显谕Ｖ怪叭员３滞死@幾秒。該懸垂(hanging)的尾部在其或其部分以新幅的路徑結(jié)束時(shí)會導(dǎo)致不想要的幅斷裂。大的機(jī)械制動被用于制動變空的卷筒以盡快使其停止，用于避免與懸垂的尾部有關(guān)的問題。
文獻(xiàn)W000/40491公開了嘗試使在變空的卷筒中剩余的材料的量最小化的方法。通過在卷筒的底部附近將紙層膠合到一起來進(jìn)行最小化，由此防止紙張退繞越過該點(diǎn)。利用這種方式需要非常接近地發(fā)生的粘接和切割，但是仍在膠合的底層出現(xiàn)之前，使得切割和懸垂的尾部將通過膠粘劑停止任何過量的退繞。幅的邊緣中的預(yù)標(biāo)記向系統(tǒng)告知底部膠粘劑的位置，即之前的固定距離。預(yù)標(biāo)記在涂布機(jī)之前在輥準(zhǔn)備區(qū)域中與底部膠粘劑一起完成。
在已知的粘接方法中，諸如US4077580中的方法，當(dāng)舊卷筒的直徑達(dá)到特定值時(shí)，將新卷筒加速至所需要的粘接速度。以恒定參數(shù)進(jìn)行加速。加速的開始發(fā)生在實(shí)際粘接之前的適當(dāng)?shù)臅r(shí)間處，以使得新卷筒可以旋轉(zhuǎn)片刻。
當(dāng)滿足粘接條件，S卩舊卷筒的直徑達(dá)到另一限制時(shí)，新卷筒的角位置是未知的或者至少不能預(yù)測。這意味著必須延遲粘接時(shí)刻，直到新卷筒到達(dá)已知位置并且然后到達(dá)開始粘接的需要的位置。這會占用新卷筒的一圈(one rotation)來等待已知且需要的位置，并且通常僅在新卷筒的再一圈之后開始粘接。因此，當(dāng)滿足粘接條件時(shí)，新卷筒仍必須旋轉(zhuǎn)一至兩圈，這近似等于來自舊卷筒的紙張的10至22米。與上述方法相關(guān)聯(lián)的缺點(diǎn)之一是這些方法仍對變空的卷筒留下不需要的尾部。該尾部可能高達(dá)下述長度:該長度對應(yīng)于新卷筒的整周長加上距與切割裝置相切的變空的卷筒紙張的距離加上安全裕度。此外，新卷筒旋轉(zhuǎn)略長于所需要的時(shí)間，這會影響粘接的粘著性，因?yàn)樾D(zhuǎn)輥的表面上的膠粘劑或膠帶會迅速干燥。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種方法和用于實(shí)現(xiàn)該方法的設(shè)備以解決上述問題。本發(fā)明的目的通過以獨(dú)立權(quán)利要求中所闡述的內(nèi)容為特征的方法和設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求中公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。本發(fā)明基于以下構(gòu)思:使用指示膠粘劑位置的指示符，用于控制新卷筒的旋轉(zhuǎn)?；谠撔畔ⅲ梢詫C(jī)器卷筒加速，使得卷筒處于所需要的角位置并且達(dá)到所需要的速度，以在預(yù)定的時(shí)刻進(jìn)行粘接。在加速之前，機(jī)器卷筒處于靜置狀態(tài)并且處于任意角位置。膠粘劑或雙面膠帶的位置被標(biāo)記在卷筒的側(cè)面中并且該標(biāo)記用于計(jì)算加速度，使得在加速結(jié)束時(shí)獲得所需要的速度和角位置。對位置的優(yōu)化加速和控制使得可以進(jìn)一步將在變空的卷筒中剩余的材料的量最小化。這進(jìn)一步緩解了與長的懸垂尾部有關(guān)的問題。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是卷筒不會不必要地旋轉(zhuǎn)，從而使膠粘劑為粘性的。由于在所需要的時(shí)刻處開始新機(jī)器卷筒的加速，所以為卷筒的準(zhǔn)備留下更多時(shí)間。


下面，參照附圖，借助優(yōu)選實(shí)施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明，在附圖中:圖1示出了粘接之前的退繞機(jī)站的示例；圖2示出了粘接期間的退繞機(jī)站的示例；以及圖3示出了在粘接之前的加速期間使用的速度/加速度分布的示例。
具體實(shí)施例方式圖1示出了具有用于粘接材料幅的設(shè)備的退繞機(jī)站。在該站中，來自新卷筒Uwl的材料幅被粘接到來自舊卷筒Uw2的材料幅。如圖1所見，新卷筒具有標(biāo)記4，標(biāo)記4表示所涂敷的膠粘劑或雙面膠帶5的位置。在新卷筒的表面上，膠粘劑被敷在材料幅的開始處。按照使得可以由該站中靜止地定位的閱讀器6讀取標(biāo)記4的方式來定位新卷筒。來自舊卷筒的紙幅被饋送到滾筒(drum)2周圍的后處理機(jī)。圖1還示出了用于在粘接過程中切割幅的切割刀3。在本發(fā)明的方法中，當(dāng)接收到用于粘接的命令時(shí)，開始粘接過程。該命令在接收到接近的底部膠粘劑的指示之后被接收。該指示可以是由檢測來自舊卷筒的材料要到末端的閱讀器接收到的預(yù)標(biāo)記。出于此目的，標(biāo)記卷筒中的材料的末端。當(dāng)閱讀這種標(biāo)記時(shí)，獲知卷筒中剩余的材料量。由于材料幅的速度也是已知的，所以獲知剩余時(shí)間。因此，當(dāng)檢測到標(biāo)記時(shí)，根據(jù)幅的速度和幅材料的剩余量確定粘接時(shí)刻。在檢測標(biāo)記之后，還通過計(jì)算所使用的加速度分布來為加速準(zhǔn)備驅(qū)動，并且在這些計(jì)算之后，接收用于粘接的命令。
在確定了粘接時(shí)刻之后，新紙張卷筒Uwl將在前適時(shí)地啟動。起初，卷筒處于未知的角位置，因此卷筒中的所涂敷的膠粘劑或膠帶連同材料幅的開始處于任意角位置。在圖1的示例中，用附圖標(biāo)記7示出了標(biāo)記4的初始位置，因此，卷筒Uwl已從其初始位置開始旋轉(zhuǎn)。在卷筒Uwl的加速期間，利用閱讀器6檢測到卷筒的側(cè)面中的標(biāo)記4。閱讀器6與控制系統(tǒng)通信，控制系統(tǒng)向控制卷筒Uwl旋轉(zhuǎn)的電機(jī)發(fā)送命令。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，以已知的加速度分布來將卷筒加速。當(dāng)卷筒中的材料的密度、材料卷筒的直徑和機(jī)構(gòu)的慣性是已知的時(shí)，能夠以已知的方式計(jì)算整個(gè)卷筒的慣性力矩。已知的慣性力矩被饋送到控制系統(tǒng)，并且驅(qū)動卷筒的電機(jī)驅(qū)動器可以被控制成使得獲得所需要的加速度分布。當(dāng)加速度分布是已知的時(shí)，卷筒Uwl可以在正確的時(shí)刻啟動，使得卷筒不會不必要地旋轉(zhuǎn)很長時(shí)間。 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，測量了從開始加速到首次閱讀標(biāo)記的時(shí)刻的時(shí)間。因此，伴隨卷筒的旋轉(zhuǎn)開始，啟動定時(shí)器。當(dāng)閱讀器6檢測到標(biāo)記4時(shí)，閱讀定時(shí)器的值。一旦已知經(jīng)過的時(shí)間連同已知的加速度分布，就可以向后計(jì)算標(biāo)記4的初始位置。在優(yōu)選的實(shí)施例中，首先以零速度參考啟動使卷筒Uwl旋轉(zhuǎn)的電機(jī)驅(qū)動器。在零速度參考已經(jīng)施加了短時(shí)間段之后，根據(jù)指定的分布使卷筒加速。一旦釋放了速度或加速度參考，就啟動上述定時(shí)器。使用零速度參考，以使得驅(qū)動器沒有延遲地對給定參考做出反應(yīng)。一旦檢測到新卷筒的膠粘劑或膠帶上的位置，就以下述方式控制卷筒的旋轉(zhuǎn):該方式使得在確定的粘接時(shí)刻，卷筒的速度和粘膠劑的位置是所需要的速度和位置。所需要的新卷筒的表面速度是來自舊卷筒的幅正在行進(jìn)的速度。為了粘接成功，舊卷筒和新卷筒的表面速度需要基本相同。所需要的膠粘劑的位置是指其中可以完成粘接的膠粘劑或雙面膠帶的位置。在圖1中用附圖標(biāo)記8示出了該目標(biāo)位置。因此，利用電機(jī)驅(qū)動器以下述方式控制新卷筒:該方式使得在之前確定的粘接時(shí)刻，輥具有所需要的速度并且粘膠劑或雙面膠帶的位置是期望的。期望位置是指可以進(jìn)行粘接的位置。在一個(gè)實(shí)施例中，以線性增加加速度啟動卷筒。使用增加加速度不一定是指實(shí)際的驅(qū)動器接收到加速度的參考值。通常包含頻率轉(zhuǎn)換器或相似的旋轉(zhuǎn)速度控制器的驅(qū)動器可以接收產(chǎn)生所需要的加速度的速度參考。圖3示出了用于控制實(shí)施例的卷筒Uwl的速度和加速度分布的示例。分布包括線性增加加速度、恒定加速度、線性減小加速度和恒定運(yùn)行速度。當(dāng)以增加加速度使卷筒加速時(shí)，卷筒的速度也增加。圖3的速度分布示出了加速度線性增加時(shí)的分布開始處的弧形(rounding)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)行線性增加加速，該方式使得在線性增加加速度期間將首次檢測到標(biāo)記4。在圖3的示例中,在時(shí)刻t4a處檢測到標(biāo)記。在時(shí)刻t4a處,計(jì)算標(biāo)記的初始位置，并且更具體地，計(jì)算對設(shè)定的分布的所需要的修正，使得標(biāo)記4在粘接時(shí)刻將處于所需要的位置。在卷筒的加速度分布的下弧形(lower rounding)期間直到首次檢測到標(biāo)記4為止的標(biāo)記4在輥表面上的行進(jìn)長度可以被計(jì)算為
I ,^ =TaJla
6其中，ax是加速度的當(dāng)前值，t4a是檢測到標(biāo)記時(shí)從開始起所經(jīng)過的時(shí)間。Sx描述從閱讀器6開始向后的標(biāo)記4的行進(jìn)長度。因此，所顯示的行進(jìn)長度Sx連同已知的加速度分布向我們給出信息，以在完全不進(jìn)行修正的情況下計(jì)算粘接時(shí)的標(biāo)記4的最終位置。
未修正情況下所計(jì)算的標(biāo)記4的最終位置與粘接時(shí)的優(yōu)選位置之間的差是要完成的長度上的期望修正。該期望修正是
Δ s[m](I)
其取決于使用Sx和系統(tǒng)的幾何結(jié)構(gòu)計(jì)算的初始位置以及取決于所選擇的尾部長度的最終目標(biāo)位置。
修正方向總是向后，即縮短在粘接之前Uwl轉(zhuǎn)動的總長度。最大修正總是小于Uwl的一圈，即長度小于Uwl的一周。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，加速度被凍結(jié)為其在檢測到標(biāo)記的時(shí)刻具有的值ax。值ax小于最終恒定加速度a。因此，當(dāng)在時(shí)刻t4a閱讀標(biāo)記時(shí)，停止加速度的增加，并且以恒定加速度繼續(xù)卷筒的加速。與停止加速度的增加同時(shí)地，計(jì)算時(shí)間段tx。^是保持加速度恒定的時(shí)間段，以提供最終長度的優(yōu)選修正As。
改變加速度的目的是以如下方式減慢卷筒的加速:該方式使得在粘接時(shí)刻滿足所需要的卷筒位置。通過改變加速度/速度分布來補(bǔ)償該長度。
作為期望修正Λ s的函數(shù)的、延遲最終加速度a的時(shí)間段tx可以被計(jì)算為
權(quán)利要求
1.一種粘接紙幅的方法，在所述方法中，來自新卷筒的紙幅粘接至來自變空的卷筒的紙幅，并且標(biāo)記膠粘劑或雙面膠帶在所述新紙張卷筒的表面中的位置，所述方法包括步驟: 接收用于粘接的命令； 確定粘接時(shí)刻； 將所述新紙張卷筒加速； 檢測所述膠粘劑或膠帶； 基于所檢測的膠粘劑或膠帶，按照使得所述新紙張卷筒的旋轉(zhuǎn)速度和所述膠粘劑或膠帶的位置是在所述粘接時(shí)刻所需要的速度和位置的方式來控制所述新紙張卷筒的旋轉(zhuǎn)；以及 在所述粘接時(shí)刻粘接所述紙幅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，將所述新紙張卷筒加速包括步驟: 使用預(yù)定加速度分布來將所述新紙張卷筒加速，所述預(yù)定加速度分布包括線性增加加速度、恒定加速度和線性減小加速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，在所述線性增加加速度期間首次檢測到所述膠粘劑或膠帶，并且在所述檢測之后，計(jì)算修正時(shí)段(tx)， 在所述修正時(shí)段(tx)內(nèi)使所述 加速度為檢測時(shí)刻的值，以及 在所述修正時(shí)段之后，以線性增加加速度將所述卷筒加速，直到達(dá)到預(yù)定加速度(a)為止。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，在達(dá)到所述預(yù)定加速度(a)之后，所述方法包括: 以恒定加速度(a)將所述卷筒加速，以及 以線性減小加速度將所述卷筒加速，直到所述加速度減小至零為止。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述方法包括: 在所述卷筒的每次旋轉(zhuǎn)期間檢測所述膠粘劑或雙面膠帶，以及 計(jì)算在所述加速期間所述卷筒的表面已經(jīng)行進(jìn)的實(shí)際距離， 根據(jù)已知的加速度分布來計(jì)算所述卷筒的表面應(yīng)行進(jìn)的距離， 計(jì)算所計(jì)算的距離之間的誤差，以及 基于所計(jì)算的距離誤差來改變線性減小加速度的開始時(shí)刻和線性減小加速度的斜坡。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，改變線性減小加速度的開始時(shí)刻包括: 按照使得在所述減小加速度期間獲得的速度與在所述減小加速度的預(yù)定斜坡情況下的速度相同的方式來改變所述線性減小加速度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在所述線性減小加速度之后，所述方法包括: 以恒定速度旋轉(zhuǎn)所述卷筒，直到所述粘接時(shí)刻為止。
8.一種用于粘接紙幅的設(shè)備，在所述設(shè)備中，來自新卷筒的紙幅粘接至來自變空的卷筒的紙幅，并且標(biāo)記膠粘劑或雙面膠帶在所述新紙張卷筒的表面中的位置，所述設(shè)備包括: 用于接收用于粘接的命令的裝置；用于確定粘接時(shí)刻的裝置； 用于將所述新紙張卷筒加速的裝置； 用于檢測所述膠粘劑或膠帶的裝置； 用于基于所檢測的膠粘劑或膠帶，按照使得新紙張卷筒的旋轉(zhuǎn)速度和所述膠粘劑或膠帶的位置是在所述粘接時(shí)刻所需要的速度和位置的方式來控制所述新紙張卷筒的旋轉(zhuǎn)的裝置；以及 用于在所述粘接時(shí)刻粘接所述紙幅的裝置。
9.一種包括計(jì)算機(jī)程序代碼的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行所述程序代碼使得所述計(jì)算機(jī)進(jìn)行根據(jù)權(quán)利 要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法的步驟。
全文摘要
提供了一種粘接紙幅的方法和設(shè)備，在該方法中，來自新卷筒的紙幅粘接至來自變空的卷筒的紙幅，并且標(biāo)記膠粘劑或雙面膠帶在新紙張卷筒的表面中的位置，所述方法包括步驟接收用于粘接的命令；確定粘接時(shí)刻；將新紙張卷筒加速；檢測膠粘劑或膠帶；基于所檢測的膠粘劑或膠帶，按照使得新紙張卷筒的旋轉(zhuǎn)速度和膠粘劑或膠帶的位置是在粘接時(shí)刻所需要的速度和位置的方式來控制新紙張卷筒的旋轉(zhuǎn)；以及在粘接時(shí)刻粘接紙幅。
文檔編號B65H19/18GK103144986SQ201210524248
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月7日
發(fā)明者塔皮奧·塔爾維蒂耶 申請人:Abb公司