(57)【要約】スクリーンフィルター製造装置は、ワイヤー間の制御されたスロット幅を有するスクリーンフィルターを製造するように構成される。スクリーンフィルター製造装置は、フレームと、フレームに対して回転し、複数の支持ロッドを保持するように構成されたツールヘッドと、フレームに動作可能に結合され、複数の支持ロッドの周りに巻き付けられる場合にワイヤーを配設するように構成されたワイヤー送給ホイールと、スロット幅に関する１つまたは複数のパラメータを監視し、スクリーンフィルター製造中に測定されたスロット幅の少なくとも９９．７％が、スクリーンフィルター製造中に測定された平均スロット幅の３標準偏差内に入るように、複数の支持ロッドの周りにワイヤーを巻き付けることを可能にするように構成された１つまたは複数のプロセス制御調整を実施するように構成された制御システムと、を備える。
2020535967.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤー間の制御されたスロット幅を有するスクリーンフィルターを製造するように構成されたスクリーンフィルター製造装置であって、
フレームと、
前記フレームに対して回転し、複数の支持ロッドを保持するように構成されたツールヘッドと、
前記フレームに動作可能に結合され、ワイヤーを配設するように構成されたワイヤー送給ホイールと、
前記スロット幅に関する１つまたは複数のパラメータを監視し、前記スクリーンフィルターの製造中に測定されたスロット幅の少なくとも９９．７％が、前記スクリーンフィルターの製造中に測定された平均スロット幅の３標準偏差内に入るように、前記複数の支持ロッドの周りに前記ワイヤーを巻き付けることを可能にするように構成された１つまたは複数のプロセス制御調整を実施するように構成された制御システムと、を備えるスクリーンフィルター製造装置。
【請求項２】
前記スロット幅に関する監視された１つまたは複数のパラメータを表示するように構成されたディスプレイをさらに備える請求項１に記載のスクリーンフィルター製造装置。
【請求項３】
前記１つまたは複数のプロセス制御調整が、前記スロット幅に関する監視された１つまたは複数のパラメータに応じて変更される、請求項１に記載のスクリーンフィルター製造装置。
【請求項４】
前記スロット幅に関する１つまたは複数のパラメータの監視から導出された情報が、フィードバックループで前記１つまたは複数のプロセス制御調整の実施において使用される、請求項１に記載のスクリーンフィルター製造装置。
【請求項５】
前記スクリーンフィルターの品質に関する前記１つまたは複数のパラメータは、前記スロット幅と、ワイヤー幅と、ワイヤーピッチと、前記フレームに対する前記ツールヘッドの前進速度と、電気溶接電流の大きさと、前記ワイヤー送給ホイールによって影響を受ける前記ワイヤーの張力および前記フレームに対する前記ツールヘッドの回転のうちの少なくとも一方と、前記フレームに対する前記ツールヘッドおよび前記ワイヤー送給ホイールのうちの少なくとも一方の直線位置と、前記フレームに対する前記ツールヘッドの回転位置と、前記ツールヘッドに対する前記ワイヤー送給ホイールの位置と、のうちの少なくとも１つである、請求項１に記載のスクリーンフィルター製造装置。
【請求項６】
前記制御システムが、前記スクリーンフィルター全体にわたって測定されたスロット幅を含むレポートを生成するようにさらに構成される、請求項１に記載のスクリーンフィルター製造装置。
【請求項７】
前記１つまたは複数のプロセス制御調整は、ワイヤーピッチと、電気溶接電流の大きさと、ワイヤー送給ホイールによって影響を受けるワイヤーの張力および前記フレームに対する前記ツールヘッドの回転のうちの少なくとも一方と、前記フレームに対する前記ツールヘッドおよびワイヤー送給ホイールのうちの少なくとも一方の直線位置と、前記フレームに対する前記ツールヘッドおよびワイヤー送給ホイールのうちの少なくとも一方の横方向移動速度、前記フレームに対する前記ツールヘッドの回転位置、前記フレームに対する前記ツールヘッドの回転速度、および前記ツールヘッドに対する前記ワイヤー送給ホイールの位置のうちの少なくとも１つである、請求項１に記載のスクリーンフィルター製造装置。
【請求項８】
複数のスクリーンフィルターを製造するリアルタイム制御システムであって、
スクリーンフィルター製造装置を制御するコンピュータプロセッサであって、前記コンピュータは、前記スクリーンフィルター製造装置によって製造されるスクリーンフィルターの所望のパラメータに対応する入力を受け取るように構成される、前記コンピュータプロセッサと、
製造中にスクリーンフィルターの所望のパラメータを測定するように前記スクリーンフィルター製造装置に近接して配置された少なくとも１つのセンサと、を備え、
前記少なくとも１つのセンサは、前記所望のパラメータの測定値を前記コンピュータプロセッサに通信して、前記コンピュータプロセッサは、前記所望のパラメータの測定値が前記所望のパラメータの入力と異なる場合に、前記スクリーンフィルター製造装置の性能特性を調整するように構成される、リアルタイム制御システム。
【請求項９】
前記コンピュータプロセッサに動作可能に接続された記憶ユニットをさらに備え、
前記記憶ユニットは、前記所望のパラメータの入力および前記所望のパラメータの測定値に関連するデータを記憶するように構成される、請求項８に記載のリアルタイム制御システム。
【請求項１０】
前記コンピュータプロセッサは、前記記憶ユニットに記憶されたデータにアクセスして、スクリーンフィルター、前記所望のパラメータの入力、および前記所望のパラメータの測定値に関するレポートを収集する、請求項９に記載のリアルタイム制御システム。
【請求項１１】
前記スクリーンフィルターの所望のパラメータは、スロット幅またはワイヤー整列である、請求項９に記載のリアルタイム制御システム。
【請求項１２】
前記スクリーンフィルター製造装置の性能特性は、ワイヤーピッチと、電気溶接電流の大きさと、ワイヤー送給ホイールによって影響を受けるワイヤーの張力およびフレームに対するツールヘッドの回転のうちの少なくとも一方と、フレームに対するツールヘッドおよびワイヤー送給ホイールのうちの少なくとも一方の直線位置と、フレームに対するツールヘッドおよびワイヤー送給ホイールのうちの少なくとも一方の横方向移動速度と、フレームに対するツールヘッドの回転位置と、フレームに対するツールヘッドの回転速度と、ツールヘッドに対するワイヤー送給ホイールの位置と、のうちの１つまたは複数を含む、請求項１１に記載のリアルタイム制御システム。
【請求項１３】
スクリーンフィルターの製造方法であって、
ある長さのワイヤーが複数の支持ロッドの周りに巻き付けられるように、ツールヘッドを回転させること、
前記ある長さのワイヤーが前記複数の支持ロッドの周りに巻き付けられる場合に、スクリーンフィルターの性能に関連するパラメータを監視すること、
監視された前記パラメータが所望の範囲から外れた場合に製造特性を調整すること、を備える製造方法。
【請求項１４】
前記スクリーンフィルターの製造中に監視された前記監視されたパラメータを記憶すること、をさらに備える請求項１３に記載の製造方法。
【請求項１５】
製造中に記憶された前記監視されたパラメータを含むスクリーンフィルターの製造に関するレポートを生成すること、をさらに備える請求項１４に記載の製造方法。
【請求項１６】
前記パラメータは、スロット幅またはワイヤー整列を含む、請求項１３に記載の製造方法。
【請求項１７】
前記製造特性は、ワイヤーピッチと、電気溶接電流の大きさと、ワイヤー送給ホイールによって影響を受けるワイヤーの張力およびフレームに対するツールヘッドの回転のうちの少なくとも一方と、フレームに対するツールヘッドおよびワイヤー送給ホイールのうちの少なくとも一方の直線位置と、フレームに対するツールヘッドおよびワイヤー送給ホイールのうちの少なくとも一方の横方向移動速度と、フレームに対するツールヘッドの回転位置と、フレームに対するツールヘッドの回転速度と、ツールヘッドに対するワイヤー送給ホイールの位置と、のうちの１つまたは複数を含む、請求項１３に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、流体流から固体物質を分離するワイヤーベースのスクリーンフィルターを製造するスクリーンフィルター製造装置に関する。より具体的には、本開示は、１つまたは複数のパラメータを監視し、ワイヤー間のより均一なスロット幅に寄与するように１つまたは複数のプロセス制御調整を実施するように構成される制御システムを有するスクリーンフィルター製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶接されたワイヤーから製造されたスクリーンは、２０世紀初頭以来、さまざまな目的で利用されてきた。最も一般的な用途の１つは、液体から固体を除去する液体分離装置またはフィルターとして、または気体から固体または浮遊液体を除去する気体分離装置としてであった。代表的な液体は、淡水または塩水、ならびに種々の産業において見出される種々の水性および非水性液体処理の流れを含むことができる。最近では、建築物や公共建築物の外観に独特の美観を与えるために、建築部材としてもワイヤーベースのスクリーンが利用されている。特定の用途にかかわらず、製造技術は、これらの用途のそれぞれにおけるスクリーンについて同様である。
【０００３】
固体／液体分離の文脈において、ワイヤーベースのスクリーンフィルターのための１つのよくある用途は、取水システムの一部分である。これらの取水システムは、典型的には、水体内に沈められた位置から水体に隣接するエンドユーザまで水を輸送するように適合されたインレットパイプを使用する。インレットパイプは、水体内に沈められ、インレットパイプの端部は、典型的には、特定の大きさの水中のゴミや水生生物がインレットパイプに入るのを阻止するように構成されたインテークフィルターアセンブリに結合される。取水システムは、典型的には、製造プラント、都市、灌漑システム、及び河川、湖、又は塩水の水域のような水域に隣接して配置された発電施設のようなエンドユーザに水を供給するために使用される。エンドユーザは、井戸を掘ったり、または地方自治体から水を購入したりする代わりに、このタイプのシステムを使用することができる。さらに、これらのシステムの使用は、エンドユーザの場所、例えば、地方自治体の供給源からの水及び／又はポンプを作動させるための電力が容易に利用できない遠隔地によって決定することができる。これらの集水システムは、様々な条件に適応し、効率的かつ経済的に水を供給する能力を有する。
【０００４】
多くの取水システムにおいて、インレットパイプは、粒子状物質が取水システムに入るのを防止するためにワイヤーベースのスクリーンを組み込んだ取水フィルターアセンブリを含む。その堅牢な強度のために、ワイヤーベースのスクリーンは、インテークフィルターアセンブリの寿命を延ばすために、インテークフィルターアセンブリを繰り返し洗浄、逆洗浄、または洗い流すことを可能にする。このようにして、従来のバッグ、カートリッジ、セラミック、中空繊維、およびメンブレンフィルターなどの他のタイプのインテークフィルターに共通する栓、交換、および廃棄に関連するコストを回避することができる。これらの同様の利点は、産業プロセスにおけるワイヤーベースのスクリーンの使用にも適用され、プロセスの稼働時間の増加及び製造コストの低減をもたらすことができる。
【０００５】
ワイヤーベースのスクリーンにおける現在の技術状態は、多くの処理上の利点を提供するが、スクリーンの一貫性を改善し且つ生産の無駄を減らすために、製造技術をさらに改善することが有利であろう。特に、隣接するワイヤー間のギャップ幅のばらつきが低減されるように、構成中のばらつきが低減されたワイヤーベースのスクリーンの製造を提供する技術を開発することが有利であろう。
【発明の概要】
【０００６】
本開示の実施形態は、スクリーンフィルターがギャップ開口部よりも大きい所望の粒子サイズを超える粒子状物質を対象とするおよび／または除去することができるように、ギャップ幅の一貫性のより高いレベルを有するスクリーンフィルターを製造するように構成されたスクリーンフィルター製造装置を提供する。本開示の一実施形態は、スクリーンフィルター製造装置であって、フレームと、フレームに対して回転し、複数の支持ロッドを保持するように構成されたツールヘッドと、フレームに動作可能に結合され、ワイヤーを配設するように構成されたワイヤー送給ホイールと、スロット幅に関する１つまたは複数のパラメータを監視し、スクリーンフィルター製造中に測定されたスロット幅の少なくとも９９．７％が、スクリーンフィルター製造中に測定された平均スロット幅の３標準偏差内に入るように、複数の支持ロッドの周りにワイヤーを巻き付けることを可能にするように構成された１つまたは複数のプロセス制御調整を実施するように構成された制御システムと、を含むスクリーンフィルター製造装置を提供する。
【０００７】
上記した概要は、本明細書の主題の例示された各実施形態またはすべての実装を説明することを意図したものではない。以下の図面および詳細な説明は、様々な実施形態をより具体的に例示する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本明細書の主題は、添付の図面に関連して様々な実施形態の以下の詳細な説明を考慮すると、より完全に理解され得る。
【図１】本開示の実施形態によるスクリーンフィルターを示す斜視端面図である。
【図２】図１のスクリーンフィルターを示す端面図である。
【図３】本開示の実施形態によるスクリーンフィルターを示す部分断面図である。
【図４Ａ】本開示の実施形態による円筒体の形態のワイヤーのらせん状巻き付けを示す部分側面図である。
【図４Ｂ】本開示の実施形態による円筒体の形態のワイヤーのらせん状巻き付けを示す部分斜視図である。
【図５】本開示の実施形態によるスクリーンフィルター製造装置を示す概略図である。
【図６】本開示によるスクリーンフィルター製造装置の代替の実施形態を示す概略図である。
【図７】本開示の実施形態による製造中にスクリーンフィルターのスロット幅を動的に監視および制御するプロセスフロー図である。
【図８】本開示の実施形態による図７のプロセスを実行する製造装置の概略図である。
【図９】本開示の一実施形態によるスクリーンフィルターの円筒形本体の長さに沿った監視されるスロット幅の正規分布を示すベル曲線である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
様々な実施形態は、様々な修正および代替形態に従うが、その詳細は、図面において例として示されており、詳細に説明される。しかしながら、特許請求の範囲に係る発明を、説明される特定の実施形態に限定する意図ではないことを理解されたい。反対に、その意図は、特許請求の範囲によって定義される主題の趣旨および範囲内にあるすべての修正、均等物、および代替物を包含することである。
【００１０】
図１および図２を参照すると、本開示の実施形態によるスクリーンフィルター（screen filter）１００が示されている。一実施形態では、スクリーンフィルター１００は、円筒形本体１０１を想定するように製造することができる。あるいは、スクリーンフィルター１００は、フラットスクリーン（flat screen）を想定するように製造することができ、それにより、２つ以上のフラットスクリーンを動作可能に結合して、他の幾何学的構成を想定することができる。スクリーンフィルター１００は、典型的には、例えば、ステンレス鋼、チタン、銅ニッケル合金などを含む適切な金属材料および合金から製造される。材料の選択は、ろ過する流体との互換性特性に依存するか、または他のプロセス変数に基づくことができる。例えばＰＶＣを含む他の非金属材料であって、同様のギャップ幅および精度を有する同様の幾何学形状での製造を可能にする特性を有するものも、本開示の潜在的な実施形態において使用することができる。
【００１１】
一実施形態では、スクリーンフィルター１００は、複数の支持ロッド（support rod）１０２を含み得る。複数の支持ロッド１０２は、等間隔で配置され、スクリーンフィルター１００の長手軸１０４に対して平行に配置され得る。図２に最もよく示されているように、各支持ロッド１０２は、内側表面１０６と外側表面１０８とを含み、その間に支持ロッド高さ１４０を規定することができる。ある長さの連続するワイヤー１１０は、ワイヤー１１０が各接触点１１２で外側表面１０８に取り付けられるように、複数の支持ロッド１０２の周りに巻き付けられる。ワイヤーは、複数の支持ロッド１０２の周りに連続的に巻き付けられて、らせん状に巻き付けられるので、円筒形本体１０１が、概して、スクリーンフィルター１００に対して画定される。
【００１２】
図３を参照すると、本開示の実施形態によるスクリーンフィルター１００の断面図が示されている。一実施形態では、ワイヤー１１０は、業界では一般にＶｅｅ−Ｗｉｒｅ（登録商標）と呼称され、三角形の断面１２０を有する。三角形の断面１２０を有するワイヤー１１０が好ましいが、当技術分野で知られている他の従来のワイヤープロファイルの使用も考えられる。図示されるように、ワイヤー１１０は、接触点１１２で支持ロッド１０２に取り付けられた第１の頂点１２２を有し得る。第１の頂点１２２は、電気抵抗溶接、超音波接合、または当技術分野で公知の他の融着／取り付け方法などの適切な技術を使用して、支持ロッド１０２に動作可能に結合されることができる。各接触点１１２で溶接が完了すると、侵入深さ１２３が、ワイヤー１１０および／または支持ロッド１０２において規定される。
【００１３】
第１の頂点１２２の反対側には、第２の頂点１２６と第３の頂点１２８との間に規定されたワイヤー幅１１４を有する露出されるワイヤー表面１２４がある。第２の頂点１２６および第３の頂点１２８はそれぞれ、コーナー半径１３０を規定し得る。一対のレリーフ表面（relief surface）１３２ａ、１３２ｂは、第１の頂点１２２と第２および第３の頂点１２６、１２８との間にそれぞれ延在され得る。ワイヤーの高さ１３６は、第１の頂点１２２と露出されるワイヤー表面１２４との間に規定され得る。ワイヤー１１０が支持ロッド１０２に動作可能に結合されると、全体的なスクリーン高さ１３８は、概して、内側表面１０６と露出されるワイヤー表面１２４との間に規定される。スクリーン高さ１３８は、概して、ワイヤー高さ１３６と支持ロッド高さ１４０の合計から、侵入深さ１２３を引いたものに相当する。支持ロッド１０２の周りのワイヤー１１０のらせん状の巻き付けおよび溶接によって、隣接するワイヤー１１０ａ、１１０ｂの繰り返しパターンが得られる。
【００１４】
図４Ａ〜４Ｂを参照すると、明瞭性を向上させるために、円筒形本体１０１の形態のワイヤー１１０のらせん状の巻き付けの一部分が、支持ロッドなしで示されている。円筒形本体１０１を形成する際、ワイヤー１１０は、測定可能なスロット幅（slot width）１１８を有するスロットを画定するように、任意のピッチ１１６で複数の支持ロッド１０２の周りに巻き付けられることができる。図３に最もよく示されているように、スロット幅１１８は、隣接するワイヤー１１０ａ、１１０ｂの対向するコーナー半径１３０の間に規定され、一方、ピッチは、隣接するワイヤー１１０ａ、１１０ｂの同じコーナー半径１３０の間に規定され得る。
【００１５】
いくつかの実施形態では、スロット幅１１８が支持ロッド１０２に近接して規定されるように、露出したワイヤー表面１２４が支持ロッド１０２に固定され、円筒形本体１０１の中心に向かって内側を向くように、ワイヤー１１０の支持ロッド１０２への取り付けを「逆」にすることが望ましい場合がある。さらに、スクリーンフィルター１００の全体的なサイズ、例えば、円筒形本体１０１の所望の直径および／または長さに依存して、ワイヤー１１０は、複数の支持ロッド１０２の周りのワイヤー１１０のらせん状巻き付けが連続するように、一緒に結合されるワイヤー１１０のさらに２つの長さまたはスプールを含み得る。いくつかの実施形態では、円筒形本体１０１は、切断され、剪断され、またはそうでなければ、フラットスクリーンまたは他の代替スクリーン形状に再び形成されることができる。さらに、スクリーンフィルター１００は、スクリーンフィルター１００を取り付けること及び所望の用途を補助するために、例えば、リング、継手、バー、および他の同様の装置のような付加的な取り付けまたはフレーム要素を含むことができる。
【００１６】
いくつかの実施形態では、ワイヤー１１０のピッチ１１６および／または侵入深さ１２３は、製造中に変化されて、より均一なスロット幅１１８を達成することができる。例えば、一実施形態では、１つ以上の品質管理測定値は、製造プロセス中に取得され、隣接するワイヤー１１０ａ、１１０ｂの制御および位置決め、および／またはワイヤー１１０の支持ロッド１０２への取り付けにおいてフィードバックを提供するように使用されて、円筒形本体１０１内のスロット幅１１８に沿った最大偏差を低減することができる。従って、本開示のスクリーンフィルター１００は、概して、スロット幅１１８が円筒形本体１０１の長さに沿って隣接するワイヤー１１０ａ、１１０ｂの各々の間で均一かつ一貫して規定されるように製造される。いくつかの実施形態において、測定可能なスロット幅１１８における一貫性は、スクリーンフィルター１００が１０μｍ以下の粒子サイズを有する粒子状物質を除去するために確実に使用されるようなものであり得る。
【００１７】
いくつかの実施形態では、複数の支持ロッド１０２に対するワイヤー１１０の「傾斜（tilt）」を変更することが望ましい場合がある。このような状況では、ワイヤー１１０の隣接するラップ（ｗｒａｐ）の間の露出したワイヤー表面１２４は、意図的に同じ平面内には存在せず、支持ロッド１０２の平面に平行でもない。場合によっては、ワイヤー１１０の隣接するラップの間の露出したワイヤー表面１２４は、平行配向で存在する。スクリーンフィルター１００の特定の構成に応じて、ワイヤー１１０の「傾斜」は、単一のスクリーンフィルター１００の構成全体にわたって意図的に変化されてもよいことが理解されよう。
【００１８】
図５を参照すると、本開示の一実施形態による、スクリーンフィルター１００を製造するように構成されたスクリーンフィルター製造装置２００が示されている。スクリーンフィルター製造装置２００は、フレーム２０２と、複数の支持ロッド１０２を保持し、製造プロセス中にワイヤー１１０が複数の支持ロッド１０２の周りに巻き付けられるときにフレーム２０２に対して回転するように構成されたツールヘッド（tooling head）２０４と、を含み得る。一実施形態では、ツールヘッド２０４の回転は、モータ２０６によって、直接的に、または機械歯車アセンブリ２０８を介して、動力を供給されることができる。ツールヘッド２０２は、テールストック・ベアリング・アセンブリ（tailstock bearing assembly）２１０によって反対側の端部で支持され得る。
【００１９】
複数の支持ロッド１０２は、プルリング（pull ring）２１４を介してツールヘッド２０４に動作可能に結合されることができ、その結果、プルリング２１４は、ワイヤー１１０が複数の支持ロッド１０２の周りに巻き付けられるときに、複数の支持ロッド１０２をスクリーンフィルター製造装置２００を通じて引っ張るように構成される。ワイヤー１１０で巻き付けられる前に、複数の支持ロッド１０２は、ロッドホルダー（rod holder）２１６によって支持され得る。ワイヤー送給ホイール（wire feed wheel）２１８は、ツールヘッド２０４に近接して配置されることができ、ワイヤー１１０が複数の支持ロッド１０２に巻き付けられるときにワイヤーを配設するように構成されることができる。ワイヤー送給ガイド２２０は、製造中にワイヤー１１０を複数の支持ロッド１０２に対して位置決めするのをさらに補助することができる。いくつかの実施形態では、複数の支持ロッド１０２に対するワイヤー１１０の適切な侵入深さ１２３となるように、複数の支持ロッド１０２の周りに巻き付けられるときに、ワイヤー１１０の張力は、ワイヤー送給ホイール２１８を用いて制御され得る。
【００２０】
いくつかの実施形態では、電流源２２２によって生成された電流はワイヤー１１０に適用されることができ、複数の支持ロッド１０２は、電気接地と電気的に連絡することができる。したがって、いくつかの実施形態では、ワイヤー１１０に適用された電流は、ワイヤー１１０と支持ロッド１０２が接触したときに、ワイヤー１１０を複数の支持ロッド１０２のうちの１つに結合させ、それにより、ワイヤー１１０を支持ロッド１０２に融着又は溶着させる。いくつかの実施形態では、ワイヤー送給ガイド２２２に最も近い支持ロッド１０２のみが接地されて、最小の抵抗の明確な経路を確立することができる。いくつかの実施形態では、電流は、必要なときにのみ電流が適用されるように、オンとオフを交互にすることができる。いくつかの実施形態では、電流の大きさは、複数の支持ロッド１０２に対するワイヤー１１０の適切な侵入深さ１２３となるように、電流源２２２によって制御されることができる。
【００２１】
いくつかの実施形態では、ツールヘッド２０４は、フレーム２０２に対して回転軸に沿って横方向に移動するように構成されることができ、ワイヤー１１０が複数の支持ロッド１０２の周りに巻き付けられるときに、隣接するワイヤー１１０ａ、１１０ｂの間に適切なピッチ１１６を提供する。一実施形態では、回転ネジ２１２が、横方向の動きに影響を与えるために採用される。しかしながら、横方向の動きに影響を与えるために当技術分野で知られている他の機構を使用することも考えられる。一実施形態では、隣接するワイヤー１１０ａ、１１０ｂの間に所望のスロット幅１１８を達成するように、フレーム２０２に対するツールヘッド２０４の横方向の移動を制御することができる。さらに、一実施形態では、フレーム２０２に対するツールヘッド２０４の回転は、製造プロセス中に、支持ロッド１０２に対するワイヤー１１０の所望の侵入深さ１２３および／または隣接するワイヤー１１０ａ、１１０ｂ間の所望のスロット幅１１８を達成するように制御されることができる。
【００２２】
図６を参照すると、スクリーンフィルター製造装置２００’の別の実施形態では、フレーム２０２に対してツールヘッド２０２を横方向に移動させるのではなく、ワイヤー送給ホイール２１８及びワイヤー送給ガイド２２０が、フレーム２０２に対して横方向に移動するように構成され得る。この実施形態では、製造プロセス中に、複数の支持ロッド１０２に対するワイヤー１１０の所望の侵入深さ１２３および／または隣接するワイヤー１１０ａ、１１０ｂ間の所望のスロット幅１１８を達成するために、ツールヘッド２０４の回転、電流源２２２を用いた電流の大きさ、ワイヤー送給ホイール２１８を用いたワイヤー１１０の張力、およびワイヤー送給ホイール２１８およびワイヤー送給ガイド２２０の横方向位置のうちの少なくとも１つを制御することができる。
【００２３】
再び図５を参照すると、一実施形態では、スクリーンフィルター製造装置は、ディスプレイ２２６を有する制御システム２２４と、スロット幅に関する１つ以上のパラメータを監視するように構成された１つ以上のセンサに動作可能に結合され、それと通信するコンピュータ２２８と、１つ以上のセンサによって収集された情報またはデータを記憶するように構成された記憶ユニット２３０と、を含み得る。コンピュータ２２８は、概して、適切なプロセッサおよびオペレーティングシステムを含み、記憶ユニット２３０は、コンピュータプロセッサとインタフェースするのに適切なメモリを含む。
【００２４】
図７を参照すると、スクリーンフィルター１００の製造中にスロット幅１１８を動的に監視および制御するプロセス３００が、本開示の一実施形態に従って示されている。３０２において、スクリーンフィルター製造装置２００が初期化される。製造装置２００には、スクリーンフィルター１００の製造のために、適切な数の支持ロッド１０２およびワイヤー１１０が搭載されている。３０４において、製造装置２００は、複数の支持ロッド１０２の周りにワイヤー１１０を巻き付けるためにツールヘッド２０４を回転させることによって、スクリーンフィルター１００の製造を開始する。
【００２５】
３０６において、製造中に、スクリーンフィルター１００またはその構成要素の品質に関する１つまたは複数のパラメータが、検知されるかまたは監視される。一実施形態では、スクリーンフィルター１００の品質に関するパラメータは、（１）ワイヤー幅１１４、（２）ピッチ１１６、（３）スロット幅１１８、（４）前進速度（rate of advance）（例えば、フレーム２０２に対するツールヘッド２０２及び／又はワイヤー送給ホイール２１８の横方向移動）、（５）溶接エネルギーの大きさ（例えば、電流源２２２を用いて供給される電流）、（６）溶接圧力（例えば、ワイヤー送給ホイール２１８によって影響を受けるワイヤー１１０の張力及び／又はフレーム２０２に対するツールヘッド２０４の回転）、（７）フレーム２０２に対するツールヘッド２０４および／またはワイヤー送給ホイール２１８の直線位置（linear position）、（８）フレーム２０２に対するツールヘッド２０４の回転位置、（９）ワイヤー位置（例えば、ツールヘッド２０４に対するワイヤー送給ホイール２１８の位置）、および（１０）必要に応じて他のパラメータのうちの少なくとも１つを含む。３０８において、上記測定されたパラメータのうちの１つまたは複数が、表示され得る。一実施形態では、１つまたは複数のパラメータは、継続的に監視され得る。別の実施形態では、１つまたは複数のパラメータが監視される頻度は、統計データ、または１つまたは複数のパラメータの監視からの以前の測定値に基づくことができる。３１０において、検知された１つまたは複数のパラメータが記録される。
【００２６】
３１２において、製造プロセスが完了しているかどうかについて問い合わせされる（queried）。製造プロセスが完了していない場合、ステップ３１４において、スロット幅１１８が適切なサイズであるかどうか、および／または隣接するワイヤー１１０ａ、１１０ｂのワイヤー表面１２４が一直線上にあるかどうかについて問い合わせされる。スロット幅１１８が適切なサイズでない、および／または隣接するワイヤー１１０ａ、１１０ｂのワイヤー表面１２４が一直線上にないと判定された場合、ステップ３１６において、１つ以上のプロセス制御調整が、製造装置２００に対して行われる。一実施形態では、上記したプロセス制御調整は、（１）ピッチ２１６、（２）溶接エネルギーの大きさ（例えば、電流源２２２を用いて供給される電流）、（３）溶接圧力（例えば、ワイヤー送給ホイール２１８によって影響を受けるワイヤー１１０の張力及び／又はフレーム２０２に対するツールヘッド２０４の回転）、（４）フレーム２０２に対するツールヘッド２０４および／またはワイヤー送給ホイール２１８の直線位置（linear position）、（５）前進速度（例えば、フレーム２０２に対するツールヘッド２０２及び／又はワイヤー送給ホイール２１８の横方向移動の速度）、（６）フレーム２０２に対するツールヘッド２０４の回転位置、（７）回転速度（例えば、フレーム２０２に対するツールヘッド２０４の回転速度）、（９）ワイヤー位置（例えば、ツールヘッド２０４に対するワイヤー送給ホイール２１８の位置）、および（１０）必要に応じて他のプロセス制御調整のうちの一つを含む。プロセス制御調整に続いて、３０６において、スクリーンフィルター１００またはその構成要素の品質に関する１つまたは複数のパラメータが再び検知または監視され、プロセスが継続する。
【００２７】
代替的に、ステップ３１４において、スロット幅１１８が適切なサイズであると決定され、及び／又は隣接するワイヤー１２４ａ、１１０ｂのワイヤー表面１１０が一直線上にある場合、ステップ３１８において、プロセス制御調整は行われず、プロセスは、スクリーンフィルター１００の品質に関する１つ以上のパラメータを検知するステップ３０６に進む。
【００２８】
３１２において、製造プロセスが完了したと判定された場合、３２０において、スクリーンフィルター１００の製造が停止される。３２２において、動作３０６中に収集された検知されたパラメータおよび／または他のデータは、任意選択的にメモリに格納されることができる。３２４において、任意選択的に、動作３０６中に収集された検知されたパラメータおよび／または他のデータが利用されて、レポートを生成することができる。
【００２９】
本教示の方法で使用される個々のステップは、その教示が実施可能である限り、任意の順序でおよび／または同時に実行されてもよいことが理解されるべきである。さらに、本教示の装置および方法は、その教示が実施可能である限り、説明された実施形態の任意の数またはすべてを含むことができることを理解されたい。
【００３０】
図８を参照すると、本開示の一実施形態による、プロセス３００を実行する製造装置２００の概略図が示される。プロセス３００の間、複数の支持ロッド１０２に対するワイヤー１１０の所望の侵入深さ１２３および／または隣接するワイヤー１１０ａ、１１０ｂ間の所望のスロット幅１１８を達成するため、製造装置２００は、プロセス３００によって規定されたフィードバックループを利用して、スクリーンフィルター１００の品質に関する１つまたは複数のパラメータを検知し、ツールヘッド２０４の回転、電流源２２２を用いた電流の大きさ、ワイヤー送給ホイール２１８を用いたワイヤー１１０の張力、および／またはツールヘッド２０４および／またはワイヤー送給ホイール２１８およびワイヤー送給ガイド２２０の横方向の位置のうちの少なくとも１つの制御に影響を与える。
【００３１】
したがって、例示的な一実施形態では、ワイヤー１１０のワイヤー幅１１４は、ワイヤー送給ホイール２１８から配設されるときに、製造装置２００によって測定されることができる。ワイヤー幅１１４が平均ワイヤー幅１１４よりも小さいと判定された場合、１つまたは複数のプロセス制御調整を行うことができる。たとえば、フレーム２０２に対するツールヘッド２０４および／またはワイヤー送給ホイール２１８の直線位置が調整されて、より小さいワイヤー幅１１４を補償して適切なスロット幅１１８を達成し、溶接エネルギーの大きさ（例えば、電流源２２２を用いて供給される電流）が調整されて、適切な侵入深さ１２３を達成することができる。他のプロセス制御調整は、製造中にスクリーンフィルター１００の所望の特性に作用するために、所望に応じて／必要に応じて行うことができる。
【００３２】
一実施形態では、検知されたワイヤー幅１１４が第１の所定の範囲内にある場合、第１の組のプロセス制御調整を行うことができる。検知されたワイヤー幅１１４が第１の所定の範囲外であるが第２の所定の範囲内である場合、第１の組のプロセス制御調整と追加のプロセス制御調整を含む第２の組のプロセス制御調整を行うことができる。検知されたワイヤー幅１１４が第２の所定の範囲外である場合、製造装置２００のオペレータは、ディスプレイの測定値を介して警告を受け取ることができ、適切な修正がなされるまでプロセス３００が停止されることができる。
【００３３】
図９を参照すると、本開示の一実施形態によるスクリーンフィルター１００の円筒形本体１０１の長さに沿った監視されるスロット幅１１８の正規分布を示すベル曲線が示されている。図示のように、円筒形本体１０１の周りで測定されたスロット幅１１８の６８％は、平均スロット幅１１８の１標準偏差以内であり、測定されたスロット幅１１８の９５．５％は、平均スロット幅１１８の２標準偏差以内であり、および測定されたスロット幅１１８の９９．７％は、平均スロット幅１１８の３標準偏差（three standard deviations）内にある。したがって、いくつかの実施形態では、測定されたスロット幅１１８の一貫性は、所望の粒子状物質を除去するためにスクリーンフィルター１００を確実に使用できるようなものである。
【００３４】
一実施形態では、動作３２２中に収集されたデータは、製造装置２００によって分析されることができ、例えば、実験計画法（Design of Experiments : DOE）プロセスによって、異なるプロセス制御調整を連続的に修正するプロセスを通じて、製造装置２００は、製造されるスクリーンフィルター１００の特性を最適化することができる。
【００３５】
本明細書では、システム、デバイス、および方法の様々な実施形態について説明した。これらの実施形態は、例としてのみ与えられ、特許請求の範囲に係る発明の範囲を限定することを意図しない。さらに、説明された実施形態の様々な特徴は、多くの追加の実施形態を生成するために様々な方法で組み合わされてもよいことが理解されるべきである。さらに、様々な材料、寸法、形状、構成、および位置などが開示された実施形態での使用について説明されたが、開示されたもの以外の他のものは、特許請求の範囲に係る発明の範囲を超えることなく利用され得る。
【００３６】
関連分野の当業者は、本明細書の主題が、上記した任意の個々の実施形態に示されるよりも少ない特徴を含み得ることを認識するであろう。本明細書において説明される実施形態は、本明細書の主題の様々な特徴を組み合わせることができる方法の網羅的な提示を意図していない。したがって、実施形態は、特徴の相互に排他的な組み合わせではなく、むしろ、様々な実施形態は、当業者によって理解されるように、異なる個々の実施形態から選択された異なる個々の特徴の組み合わせを含むことができる。さらに、一実施形態に関して説明された複数の要素は、別段の記載がない限り、そのような実施形態で説明されていない場合でも、他の実施形態で実装されることができる。
【００３７】
従属請求項は、特許請求の範囲において１つ又は複数の他の請求項との特定の組合せを引用することができるが、他の実施態様は、従属請求項と他の各従属請求項の主題との組合せ又は１又は複数の特徴と他の従属又は独立請求項との組合せを含むこともできる。このような組合せは、特定の組合せが意図されていないことが記載されていない限り、本明細書において提案される。
【００３８】
上記文献の参照による援用は、本明細書の明示的開示に反する主題が組み込まれないように制限される。上記文献の参照による援用は、さらに、文献に含まれる特許請求の範囲が参照により本明細書に組み込まれないように制限される。上記文献の参照による援用は、文献において提供される任意の定義が本明細書に明示的に含まれない限り、参照により本明細書に援用されないように、さらに限定される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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