ES2402701T3 - Cabezal sensor para realizar mediciones de películas - Google Patents

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Abstract

Sistema de soldeo de tiras de metal a lo largo de Sistema de soldeo de tiras de metal a lo largo de un plano de alimentación de dichas tiras que definun plano de alimentación de dichas tiras que define un ejelongitudinal (X), que comprende: - una máqe un ejelongitudinal (X), que comprende: - una máquina operativa (15) provista con un cabezal láser uina operativa (15) provista con un cabezal láser (16) configurado para llevar a cabo, en una primer(16) configurado para llevar a cabo, en una primeraposición de corte (13), tanto operaciones de cortaposición de corte (13), tanto operaciones de corte para cortar una porción de cola de una primera te para cortar una porción de cola de una primera tira (11) y unaporción de cabeza de una segunda tirira (11) y unaporción de cabeza de una segunda tira (10) como operaciones de soldeo para soldar la ca (10) como operaciones de soldeo para soldar la cola de la primera tira(11) y la cabeza de la segunola de la primera tira(11) y la cabeza de la segunda tira (10), obteniendo de ese modo una tira soldda tira (10), obteniendo de ese modo una tira soldada, - unos primeros medios de colocación (5', 4',ada, - unos primeros medios de colocación (5', 4', 9) configurados para colocar la cola de la primer 9) configurados para colocar la cola de la primera tira (11) en unaprimera posición de corte a lo la tira (11) en unaprimera posición de corte a lo largo de dicho plano de alimentación; - unos segundargo de dicho plano de alimentación; - unos segundos medios de colocación (5, 4, 8) configurados paros medios de colocación (5, 4, 8) configurados para colocar la cabeza de la segunda tira (10) endicha colocar la cabeza de la segunda tira (10) endicha primera posición de corte, caracterizado por quea primera posición de corte, caracterizado por que dicha máquina operativa es un robot (15) configur dicha máquina operativa es un robot (15) configurado para trasladar dicho cabezal láser (16)desde dado para trasladar dicho cabezal láser (16)desde dicha primera posición de corte hasta una segunda picha primera posición de corte hasta una segunda posición de corte (14) a lo largo de dicho eje longosición de corte (14) a lo largo de dicho eje longitudinal(X) para llevar a cabo un ranurado lateralitudinal(X) para llevar a cabo un ranurado lateral mediante dicho cabezal láser (16) en la zona de c mediante dicho cabezal láser (16) en la zona de conexión (12) de la tirasoldada cuando dicha tira sonexión (12) de la tirasoldada cuando dicha tira soldada alcanza dicha segunda posición de corte. oldada alcanza dicha segunda posición de corte.

Description

Cabezal sensor para realizar mediciones de peliculas.
5 La presente invencion se refiere a un cabezal sensor para realizar mediciones de peliculas, que comprende una superficie de guiado para la pelicula, por lo menos un elemento sensor integrado en la superficie de guiado para medir una propiedad de la pelicula, y un generador para generar un cojin de aire entre la superficie de guiado y la pelicula, comprendiendo dicho generador un sistema para suministrar un medio de presion, y un elemento de guiado que esta realizado en un material poroso y forma por lo menos una parte de la superficie de guiado y esta adaptado
10 para suministrar el medio de presion de forma distribuida en el cojin de aire. Un cabezal sensor de este tipo se utiliza, por ejemplo, en el proceso de fabricacion de peliculas sopladas, donde se desea medir continuamente el espesor de la pelicula que se ha extrudido y se ha inflado en una burbuja con aire interior durante el proceso, de modo que las condiciones de extrusion y de refrigeracion puedan ser controladas por
15 realimentacion tales de modo que la pelicula asume un espesor constante que es uniforme a traves de toda la periferia de la burbuja de la pelicula. Con esta finalidad, el cabezal sensor puede comprender uno o mas elementos sensores opticos, radiometricos, inductivos o capacitivos con los cuales es posible medir el espesor de la pelicula desde un lado de la pelicula. Un ejemplo de un cabezal sensor capacitivo se ha descrito en el documento WO 2009/027037 A1.
20 Preferentemente, el cabezal sensor gira en una trayectoria alrededor de la burbuja de la pelicula para poder medir el espesor de la pelicula en la periferia entera de la burbuja durante una vuelta. Ademas, el cabezal sensor debe ser dispuesto de manera que presiona levemente la pelicula hacia dentro, de modo que la pelicula sea presionada contra la superficie de guiado por la presion interior de la burbuja de pelicula. Por otra parte, se debe evitar un
25 contacto directo entre la pelicula y la superficie de guiado, especialmente cuando la pelicula no se ha enfriado totalmente y es algo pegajosa, para evitar que la pelicula y/o el cabezal sensor sean dafados. Por esta razon, se utiliza un medio de presion, por ejemplo aire comprimido, para generar un cojin de aire, de modo que la pelicula puede deslizar sobre la superficie de guiado sin hacer contacto con ella sino con una separacion bien definida.
30 El documento DE 10 2007 034 415 describe un cabezal sensor del tipo indicado arriba, en el cual la superficie de guiado o por lo menos una parte de esta superficie de guiado que rodea el elemento sensor esta formada por un elemento de guiado hecho de un material poroso. El aire comprimido se presiona a traves del material poroso, de modo que el aire comprimido suministrado se distribuye uniformemente sobre la superficie de guiado y, por lo tanto, se evitan distorsiones locales de la pelicula. De otra manera, en algunos de los procesos de medicion conocidos, por
35 ejemplo en caso de la medicion capacitiva con el cabezal sensor descrito en el documento WO 2009/027037, el resultado de la medicion podria corromperse por las fluctuaciones locales de la separacion entre la pelicula y la superficie de guiado. Los documentos US 6 020 362 y US 3 528 002 tambien describen cabezales sensores para medir el espesor de un material en movimiento.
40 Un objetivo de la invencion es proporcionar un cabezal sensor que permita estabilizar mejor el cojin de aire. Para alcanzar este objetivo, segun la invencion, el elemento de guiado esta provisto de un sistema de canales que subdivide la superficie de guiado en varios campos que, cuando no desconectados, estan conectados solamente por unas zonas estrechas, estando configurado el sistema de canales que para evacuar el medio de presion del cojin de
45 aire. Para evitar un contacto directo entre la pelicula y la superficie de guiado del cabezal sensor, especialmente en un caso donde la pelicula tiende a aletear, la superficie de guiado debe tener un cierto tamafo minimo. Entonces, sin embargo, el cojin de aire debe ser relativamente extendido, y un caudal correspondientemente grande del medio de
50 presion es necesario para mantener el cojin de aire. Incluso cuando el medio de presion se suministra a traves de un material poroso, este puede conducir a acumulaciones del medio de presion en el cojin de aire, para formar un "lingote" entre la pelicula y la superficie de guiado, y este lingote tienda a escaparse de forma incontrolable en una u otra direccion. Esto crea fluctuaciones indeseadas en la distancia entre la pelicula y el elemento sensor de la superficie de guiado.
55 Sin embargo, en el cabezal sensor segun la invencion, la superficie de guiado o por lo menos la parte de ella que esta formada por el elemento de guiado esta dividida en varios campos separados por el sistema de canales, y aunque la superficie de guiado en su conjunto tiene un tamafo suficiente, los campos individuales son tan pequefos que no se forman ningunos lingotes indeseados dentro de estos campos. El medio de presion excesivo se evacua a
60 traves de los canales formados entre los campos antes de que pueda formarse un lingote. El resultado es un cojin de aire que es estable tanto en el espacio como en el tiempo y permite una medicion exacta de la propiedad de la pelicula que se haya de medir, por ejemplo, el espesor de la pelicula. Los campos individuales de la superficie de guiado pueden estar aislados totalmente unos de otros. Sin embargo,
65 los campos pueden estar conectados tambien por unas zonas y pueden formar una estructura contigua que sin
embargo tiene los canales como nervadura. Es decisivo que, de cualquier punto dentro de un campo, la distancia al canal mas cercano sea tan corta que el aire puede ser evacuado sin acumularse en un lingote.
En funcion de la construccion de los elementos sensores, el cabezal sensor segun la invencion puede ser utilizado tambien para medir otras propiedades de la pelicula, por ejemplo la temperatura o la estructura estratificada de una pelicula de capas multiples.
En este contexto, el termino "pelicula" abarca cualquier material plano, especialmente un material flexible en forma de banda.
Se indican unos detalles utiles y otros desarrollos de la invencion en las reivindicaciones dependientes.
En una forma de realizacion, el sistema de canales forma una pluralidad de canales paralelos que se extienden en la direccion del desplazamiento de la pelicula respecto del cabezal sensor. De manera correspondiente, la superficie de guiado esta dividida en campos que estan alargados en dicha direccion de desplazamiento.
Sin embargo, en otra forma de realizacion, es tambien posible proporcionar un sistema de canales que se cruzan y dividen la superficie de guiado en una trama bidimensional de campos. En este caso, los canales no han de tener una anchura uniforme, sino que por ejemplo pueden tener una forma tal que los campos delimitados por los canales presentan una forma circular o eliptica, por ejemplo.
Preferentemente, el elemento sensor o los elementos sensores estan empotrados en la superficie de guiado de manera que estan rodeados por campos del elemento de guiado.
En el caso de un cabezal sensor capacitivo, los elementos sensores estan formados por electrodos a modo de placa cuyas superficies se extienden en la superficie de guiado o en paralelo con ella. En este caso, los propios electrodos pueden estar realizados en un material poroso, de modo que forman parte del elemento de guiado.
En general, el elemento de guiado puede estar formado por un metal sinterizado microporoso del tipo que tambien se utiliza, por ejemplo, para las boquillas de vacio en la industria de mecanizacion. La porosidad del elemento de guiado puede conseguirse tambien por medio de microtaladros, por ejemplo, taladros que tienen un diametro del orden de magnitud de 0,5 milimetro o menos, taladros que preferentemente tienen una seccion transversal que se abre de forma abocinada hacia la superficie de guiado.
Los canales pueden tener extremos abiertos para evacuar el aire lateralmente, pero pueden tambien comunicarse con perforaciones o ranuras del elemento de guiado a traves del cual el aire se evacua hacia atras.
Un ejemplo de forma de realizacion se describira ahora con detalle y conjuntamente con los dibujos, en los cuales:
la figura 1 muestra una vista en planta de un cabezal sensor segun la invencion;
la figura 2 muestra una vista en seccion esquematica a lo largo de la linea II�II en la figura 1;
la figura 3 muestra una seccion longitudinal correspondiente a la linea III�III en la figura 1;
la figura 4 muestra una seccion longitudinal correspondiente a la linea IV�IV en la figura 1; y
la figura 5 muestra una vista en planta de un cabezal sensor segun una forma de realizacion modificada.
El cabezal sensor 10 mostrado en la figura 1 comprende un elemento de guiado 10 hecho de metal sinterizado microporoso y formando una superficie de guiado 14 encarada al observador en la figura 1. Un sistema de canales formado por canales paralelos de extremos abiertos 16, 18 divide la superficie de guiado 14 en una serie de campos alargados 20, 22.
El elemento de guiado 10 esta perforado por tres ranuras 24, 26 que se extiendan en paralelo con los canales 16, 18 y cada una aloja un elemento sensor 28, 30. La ranura central 26 interrumpe el campo central 22 y los canales 18 que lo delimitan. En el ejemplo mostrado, los elementos sensores 28, 30 son placas de condensador cuyas superficies estan aproximadamente a ras de la superficie de guiado 14.
La figura 2 muestra una vista en seccion del cabezal sensor 10 y de una pelicula 32 cuyo espesor sera medido por medio del cabezal sensor.
Un circuito de control y procesado electronico 34 aplica un voltaje electrico a los elementos sensores (placas de condensador) 28, 30, de modo que se forma entre estas placas un campo electrico 36 que atraviesa la pelicula 32. Los condensadores formados por los elementos sensores 28, 30 junto con otros componentes de circuito del circuito de control y procesado 34 forman circuitos de oscilacion que tienen frecuencias naturales que dependen del espesor
y la constante dielectrica de la pelicula 32, de modo que, cuando se conoce la constante dielectrica del material de la pelicula, puede determinarse el espesor de la pelicula.
Puesto que se debe evitar un contacto directo entre la pelicula 32 y el cabezal sensor 10, la pelicula 32 flota en un cojin de aire que se ha simbolizado por las flechas 38 en la figura 2. Para generar el cojin de aire 38, una placa distribuidora 40 esta dispuesta debajo del elemento de guiado 12, y la placa distribuidora esta perforada por las ranuras 24, 26 exactamente igual que el elemento de guiado 12 y forma un sistema de camaras distribuidoras 42 en los alrededores de las ranuras 24, 26, estando dispuesta cada una de dichas camaras distribuidoras debajo de uno de los campos 20, 22 y suministrada un medio de presion (flechas D), por ejemplo aire comprimido, a traves de uno
o mas conectadores 44.
El elemento de guiado 12 tiene una estructura porosa de celulas abiertas con un tamafo medio de poro de, por ejemplo, 10 a 100 !m, preferentemente de unos 15 !m, y es por lo tanto permeable al medio de presion. El medio de presion se suministra a una presion positiva del orden de magnitud de 0,1 a 0,15 MPa y penetra los campos 20, 22 del elemento de guiado y sale en la superficie de guiado 14 encarada a la pelicula 32 para crear el cojin de aire. El medio de presion que se ha suministrado al cojin de aire puede descargarse en el borde del cabezal sensor.
Como se puede ver en la figura 2, el grado en que el campo electrico 36 penetra la pelicula 32 depende criticamente del espesor del cojin de aire, es decir la distancia entre la pelicula 32 y la superficie de guiado 14. Por esta razon, es importante que se pueda mantener el cojin de aire tan estable como sea posible. Segun la invencion, esto se logra mediante los canales 16, 18 que forman nervios en la superficie de guiado 14 y la dividen en los campos relativamente pequefos 20, 22. Los canales 16, 18 facilitan y aceleran la descarga del medio de presion que se ha suministrado al cojin de aire, como simbolizan las flechas en la figura 1. En particular, se impide la acumulacion del medio de presion en la region central del cojin de aire y que forme alli un lingote que deforma la pelicula 32 y despues se escapa de forma incontrolable a uno u otro lado en la figura 2. De esta manera, los canales 16, 18 contribuyen a mantener una distancia estable, bien definida entre la pelicula 32 y la superficie de guiado 14 y con ello a mejorar la exactitud de las mediciones del cabezal sensor.
Opcionalmente, en una forma de realizacion modificada, se puede combinar uno de los elementos sensores 28, 30 con un sensor optico que sirve para medir la distancia real entre la pelicula 32 y la superficie de guiado 14, de modo que se puede compensar de forma aritmetica cualquier eventual desviacion de esta distancia de un valor prefijado.
En el ejemplo mostrado, los elementos sensores 28, 30 estan montados en una placa 46 que esta fijada al dorso (lado inferior) de la placa distribuidora 40 y lleva tambien el circuito de control y procesado 34.
Opcionalmente, se puede evacuar tambien una parte del aire de los canales 16, 18 a traves de las ranuras 24, 26 y perforaciones correspondientes de la placa 46 hacia el dorso o lado inferior en la figura 2.
La figura 3 muestra uno de los campos 20 del elemento de guiado 12 en una seccion longitudinal, estando definida la direccion longitudinal como el sentido en el cual la pelicula 32 se desplaza respecto del cabezal sensor. Esta direccion se indica por una flecha B en la figura 3. Puede verse que los campos 20 estan redondeados considerablemente en ambos extremos, de modo que se evita fiablemente un contacto entre la pelicula y el elemento de guiado 12 tambien en esas regiones donde la pelicula 32 entra al cabezal sensor o sale de el y el cojin de aire se descompone.
Como se muestra en la figura 4, lo mismo es de aplicacion tambien a los campos 22 que colindan la ranura 26 del elemento de guiado 12 en la direccion longitudinal.
La figura 5 muestra un ejemplo de forma de realizacion en la cual el sistema de canales esta formado por canales 48, 50 de anchura variable que se extienden no solo en paralelo a la direccion de desplazamiento de la pelicula sino tambien en direcciones transversales y/o oblicuas y dividen la superficie de guiado en campos circulares u ovalados a modo de isla 52, 54. Algunos o todos estos campos 54 pueden tambien estar conectados unos con otros por partes planas estrechas 56.
En este ejemplo, se proporciona solo un unico elemento sensor 30 que forma todas las placas de condensador del sensor capacitivo. Las placas de condensador no se han mostrado aqui detalladamente.

Claims (5)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Cabezal sensor para realizar mediciones de una pelicula (32), que comprende una superficie de guiado (14) para la pelicula, por lo menos un elemento sensor (28, 30) integrado en la superficie de guiado para medir una propiedad 5 de la pelicula, y un generador para generar un cojin de aire (38) entre la superficie de guiado (14) y la pelicula (32), comprendiendo dicho generador un sistema (42, 44) para suministrar un medio de presion (D), y un elemento de guiado (12) que esta realizado en un material poroso permeable para el medio de presion (D) y forma por lo menos una parte de la superficie de guiado (14) y esta adaptado para suministrar y descargar de forma distribuida el medio de presion en el cojin de aire, caracterizado porque el elemento de guiado (12) tiene un sistema de canales (16, 18;
    10 48, 50) que divide la superficie de guiado (14) en una pluralidad de campos (20, 22; 52) que, de no estar desconectados, estan conectados solamente por unas zonas estrechas (56), estando configurado dicho sistema de canales para evacuar el medio de presion del cojin de aire.
  2. 2. Cabezal sensor segun la reivindicacion 1, en el que el elemento de guiado (12) esta realizado en un material 15 microporoso.
  3. 3. Cabezal sensor segun la reivindicacion 1 o 2, en el que el sistema de canales (16, 18; 48, 50) comunica con por lo menos una perforacion (24, 26) del elemento de guiado, conduciendo dicha perforacion a un lado posterior del elemento de guiado (12).
  4. 4. Cabezal sensor segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el elemento de guiado (12) tiene por lo menos una ranura (24, 26) que aloja dicho por lo menos un elemento sensor (28, 30), y en el que los campos (20, 22) estan dispuestos en ambos lados de dicha por lo menos una ranura (24, 26) o distribuidos alrededor de dicha ranura.
  5. 5. Cabezal sensor segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sistema de canales comprende una pluralidad de canales paralelos (16, 18) que se extienden en la direccion (B) de desplazamiento de la pelicula
    (32) y separan una pluralidad de campos (20, 22) que estan alargados en esa direccion.
    30 6. Cabezal sensor segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el sistema de canales comprende unos canales (48, 50) que delimitan campos redondos u ovalados a modo de islas (52, 54).
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