本發(fā)明總體上涉及用于制作片材材料的質(zhì)量控制技術(shù)，并且更具體地涉及一種自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)確定在連續(xù)片材生產(chǎn)過(guò)程中采用的掃描儀之間的在線測(cè)量輪廓未對(duì)齊的水平。

背景技術(shù)：

1、在線測(cè)量用于在制造期間檢測(cè)片材材料的特性，以使得能夠迅速控制制片過(guò)程，并且因此確保片材質(zhì)量，同時(shí)減少所生產(chǎn)的不合格片材材料的量。在制片期間進(jìn)行在線測(cè)量的主要復(fù)雜因素之一是片材材料的物理特性通常在機(jī)器方向以及交叉方向上變化。(“機(jī)器方向”是指片材材料在制造期間行進(jìn)的方向，術(shù)語(yǔ)“交叉方向”是指垂直于機(jī)器方向橫跨片材表面的方向)。

2、為了檢測(cè)片材材料的變化，采用了掃描傳感器，該掃描傳感器在交叉方向上周期性地來(lái)回橫穿跨過(guò)制片機(jī)，同時(shí)沿每次掃描檢測(cè)所選片材特性(諸如基重或卡厚)的值。在實(shí)踐中，由掃描傳感器提供的測(cè)量信息通常在每次掃描之后匯集，以提供所檢測(cè)的片材特性在交叉方向上的“輪廓”。換句話說(shuō)，每個(gè)輪廓由在交叉方向上相鄰位置處的一系列片材測(cè)量結(jié)果組成。輪廓的目的是允許容易地檢測(cè)片材特性的交叉方向變化。對(duì)交叉方向段的尺寸有限的料格的特性測(cè)量結(jié)果求平均。顯示掃描儀測(cè)量結(jié)果的地圖通常被分成跨越寬度的點(diǎn)或料格；例如，每個(gè)料格可以表示大約5mm的距離。

3、在造紙和鋰離子電池電極制造中，經(jīng)常使用沿著機(jī)器方向位于不同位置處的多個(gè)掃描儀。每個(gè)掃描儀在生產(chǎn)線上生成機(jī)器交叉測(cè)量輪廓。來(lái)自每個(gè)掃描儀的測(cè)量輪廓可以包括從一側(cè)到另一側(cè)覆蓋片材的離散區(qū)域的數(shù)百個(gè)測(cè)量結(jié)果。為了測(cè)量和質(zhì)量控制的目的，必須保持對(duì)于所有掃描儀而言輪廓對(duì)齊。

4、掃描儀未對(duì)齊還影響從生產(chǎn)線開(kāi)始直到最終生產(chǎn)線的異常的跟蹤。如果所制造的片材是經(jīng)涂覆的，當(dāng)從經(jīng)涂覆的重量輪廓中減去未涂覆的片材重量輪廓時(shí)，未對(duì)齊的輪廓可能導(dǎo)致不準(zhǔn)確的涂層重量估計(jì)。目前，片材制造商必須通過(guò)收集和分析適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)來(lái)手動(dòng)檢查掃描儀的對(duì)齊。在必要時(shí)執(zhí)行耗時(shí)的校正動(dòng)作，但是這可能需要高水平的領(lǐng)域知識(shí)，并且通常僅在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)進(jìn)行。此外，由于制造商沒(méi)有意識(shí)到未對(duì)齊是根本原因，因此差的片材質(zhì)量可能持續(xù)存在或未被檢測(cè)到。該行業(yè)需要一種自動(dòng)對(duì)齊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生未對(duì)齊時(shí)，該自動(dòng)對(duì)齊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以立即通知制造商。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明部分地基于這樣的認(rèn)識(shí)：在一個(gè)掃描儀裝置處的指定料格應(yīng)當(dāng)對(duì)應(yīng)于在所有其他掃描儀裝置處的相同料格；兩者表示片材的相同離散部分。由于工藝操作中的變化，輪廓的對(duì)齊可隨時(shí)間而變化，使得如果對(duì)齊偏移一定數(shù)量的料格或?qū)?yīng)的物理距離，則來(lái)自一個(gè)掃描儀裝置的輪廓可更好地對(duì)齊。掃描儀未對(duì)齊可導(dǎo)致諸如級(jí)聯(lián)控制不良等問(wèn)題，因?yàn)橄掠慰刂苹芈窌?huì)調(diào)整上游控制回路的目標(biāo)輪廓的錯(cuò)誤部分。

2、通過(guò)本發(fā)明，當(dāng)新的測(cè)量數(shù)據(jù)變得可用時(shí)，可以通過(guò)重復(fù)地執(zhí)行互相關(guān)分析來(lái)監(jiān)測(cè)輪廓未對(duì)齊?？梢噪S時(shí)間跟蹤偏移的變化，并且可以顯示數(shù)據(jù)用于監(jiān)測(cè)。當(dāng)偏移偏離零和/或值發(fā)生變化(在特定閾值內(nèi))時(shí)，觸發(fā)對(duì)工廠人員的自動(dòng)警報(bào)。

3、在一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種操作制片系統(tǒng)的方法，該制片系統(tǒng)生產(chǎn)在機(jī)器方向(md)上移動(dòng)的連續(xù)片材，該制片系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器梁，其中每個(gè)梁包括沿著交叉方向布置的多個(gè)致動(dòng)器、沿著md在第一位置處定位在一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器梁的下游的第一傳感器、以及沿著md在第二位置處定位在第一傳感器的下游的第二傳感器，該方法包括：

4、(a)用第一傳感器測(cè)量連續(xù)片材的片材特性并生成第一片材特性輪廓，并將第一片材特性輪廓記錄在歷史第一輪廓的數(shù)據(jù)庫(kù)(諸如云)中；

5、(b)用第二傳感器測(cè)量連續(xù)片材的片材特性并生成第二片材特性輪廓；

6、(c)將第二片材特性輪廓與來(lái)自數(shù)據(jù)庫(kù)的一個(gè)或多個(gè)第一輪廓進(jìn)行比較，以確定對(duì)齊信息；以及

7、(d)重復(fù)步驟(a)、(b)和(c)。傳感器優(yōu)選地是掃描傳感器，并且該技術(shù)采用互相關(guān)分析。

8、在另一方面，本發(fā)明涉及一種監(jiān)測(cè)在機(jī)器方向(md)上移動(dòng)的行進(jìn)材料片材的形成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

9、第一裝置，該第一裝置被配置為在第一位置處測(cè)量片材的第一輪廓；

10、第二裝置，該第二裝置被配置為在第二位置處測(cè)量片材的第二輪廓，第二位置位于第一位置的下游；和

11、用于將第一輪廓與第二輪廓進(jìn)行比較以確定第一輪廓與第二輪廓之間的對(duì)齊的構(gòu)件。

12、在另一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及一種操作制片系統(tǒng)的方法，該制片系統(tǒng)生產(chǎn)在機(jī)器方向(md)上移動(dòng)的連續(xù)片材，該制片系統(tǒng)包括沿著交叉方向布置的一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器、沿著md在第一位置處定位在一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器的下游的第一傳感器、以及沿著md在第二位置處定位在第一掃描傳感器的下游的第二傳感器，該方法包括：

13、(a)用第一傳感器測(cè)量連續(xù)片材的片材特性并生成第一片材特性輪廓；

14、(b)用第二傳感器測(cè)量連續(xù)片材的片材特性并生成第二片材特性輪廓；以及

15、(c)將第一片材特性輪廓與第二片材特性輪廓進(jìn)行比較以確定對(duì)齊信息。

16、在本發(fā)明的一個(gè)應(yīng)用中，來(lái)自片材制造生產(chǎn)線的輪廓數(shù)據(jù)被發(fā)送到云，輪廓數(shù)據(jù)在云處被存儲(chǔ)在云服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中以供分析。該數(shù)據(jù)包括許多不同變量的輪廓測(cè)量結(jié)果和來(lái)自至少兩個(gè)掃描儀的輪廓數(shù)據(jù)。云服務(wù)器中的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)服務(wù)將以適當(dāng)間隔(諸如每小時(shí))定期從一對(duì)掃描儀之間的共同測(cè)量結(jié)果收集最近數(shù)據(jù)。例如，來(lái)自兩個(gè)不同掃描儀的干重輪廓可能有利于比較，因?yàn)楦芍匮刂鴻C(jī)器非常穩(wěn)定。分析可以基于個(gè)體輪廓；然而，對(duì)多個(gè)輪廓進(jìn)行平均可以通過(guò)減少隨機(jī)噪聲的影響來(lái)改善后續(xù)分析。將執(zhí)行附加處理，諸如自動(dòng)地選擇輪廓的遠(yuǎn)離邊緣的部分，使得輪廓邊緣附近的值的變化不會(huì)對(duì)分析產(chǎn)生負(fù)面影響。可以包括其它處理步驟。一旦收集和處理了輪廓或平均輪廓，就進(jìn)行對(duì)齊分析。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，使用互相關(guān)，其中針對(duì)輪廓之間的許多不同偏移值計(jì)算互相關(guān)；出現(xiàn)最大相關(guān)的偏移則是輪廓最佳對(duì)齊的位置。

17、可存在用于確定對(duì)齊的其它技術(shù)，諸如識(shí)別輪廓邊緣的位置且使用邊緣位置來(lái)確定對(duì)齊。另一種技術(shù)是使用不同偏移處的輪廓之間的絕對(duì)誤差之和。一旦確定了對(duì)齊偏移，就可以以多種方式使用它。首先，可顯示隨時(shí)間的偏移值以允許維修技術(shù)人員查看對(duì)齊是否正確且穩(wěn)定。第二，可以針對(duì)多少未對(duì)齊是可接受的以及在什么點(diǎn)處未對(duì)齊應(yīng)當(dāng)觸發(fā)警報(bào)來(lái)確定閾值。該閾值可以依據(jù)料格的數(shù)量或客戶單位中的物理距離。如果檢測(cè)到一對(duì)掃描儀未對(duì)齊，則通過(guò)操作員顯示器通知操作員，并且任選地應(yīng)當(dāng)經(jīng)由電子郵件或文本消息發(fā)送該狀態(tài)。警報(bào)將包括未對(duì)齊的量(程度)和校正對(duì)齊并避免由于質(zhì)量差而造成的損失所需的動(dòng)作。

18、自動(dòng)幀間對(duì)齊技術(shù)特別適用于鋰離子電池電極、紙張、塑料、金屬箔、經(jīng)涂覆的金屬基材或織物等的片材制造生產(chǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種操作制片系統(tǒng)的方法，所述制片系統(tǒng)生產(chǎn)在機(jī)器方向(md)上移動(dòng)的連續(xù)片材，所述制片系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器梁，其中每個(gè)梁包括沿著交叉方向布置的多個(gè)致動(dòng)器、沿著所述md在第一位置處定位在所述一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器梁的下游的第一傳感器、和沿著所述md在第二位置處定位在所述第一傳感器的下游的第二傳感器，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一傳感器包括第一掃描傳感器，并且所述第二傳感器是第二掃描傳感器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中隨時(shí)間收集包括偏移數(shù)據(jù)的對(duì)齊信息，并且顯示所述偏移數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中收集包括偏移數(shù)據(jù)的對(duì)齊信息，并且當(dāng)所述偏移超過(guò)閾值時(shí)觸發(fā)自動(dòng)警報(bào)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述片材特性是所述連續(xù)片材的重量。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述連續(xù)片材包括紙張、塑料、金屬箔、經(jīng)涂覆的金屬基材或織物。

7.一種監(jiān)測(cè)在機(jī)器方向(md)上移動(dòng)的行進(jìn)材料片材的形成的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中用于將第一輪廓與第二輪廓進(jìn)行比較的所述構(gòu)件使用互相關(guān)。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括用于確定所述第一輪廓和所述第二輪廓之間的偏移值的構(gòu)件。

10.一種操作制片系統(tǒng)的方法，所述制片系統(tǒng)生產(chǎn)在機(jī)器方向(md)上移動(dòng)的連續(xù)片材，所述制片系統(tǒng)包括沿著交叉方向布置的一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器、沿著所述md在第一位置處定位在所述一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器的下游的第一傳感器、以及沿著所述md在第二位置處定位在所述第一掃描傳感器的下游的第二傳感器，所述方法包括：

技術(shù)總結(jié)
采用具有互相關(guān)的輪廓對(duì)齊來(lái)確定沿著材料片材在不同位置處獲得的兩個(gè)測(cè)量的輪廓之間的對(duì)齊。在片材制造中對(duì)齊兩個(gè)輪廓至關(guān)重要，使得可以計(jì)算片材上的涂層重量。通過(guò)從涂覆后測(cè)量的經(jīng)涂覆的片材的總重量中減去涂覆前片材的重量來(lái)計(jì)算涂層重量輪廓。當(dāng)對(duì)于該減去，輪廓沒(méi)有正確地對(duì)齊時(shí)，涂層重量輪廓將是不準(zhǔn)確的，并且對(duì)于涂層重量的明顯偏差的校正控制動(dòng)作可能應(yīng)用于片材的錯(cuò)誤部分并且可能導(dǎo)致質(zhì)量差。當(dāng)新的測(cè)量數(shù)據(jù)變得可用時(shí)，通過(guò)重復(fù)地執(zhí)行互相關(guān)分析來(lái)監(jiān)測(cè)輪廓未對(duì)齊。隨時(shí)間跟蹤并顯示偏移。當(dāng)偏移偏離零和/或值發(fā)生變化(在特定閾值內(nèi))時(shí)，觸發(fā)自動(dòng)警報(bào)。

技術(shù)研發(fā)人員：M·L·赫爾德,邁克爾·福布斯
受保護(hù)的技術(shù)使用者：霍尼韋爾國(guó)際公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26