本申請要求2014年3月28日提交的美國專利申請No. 14/228,481的優先權，該申請通過引用而整體地結合在本文中。

本申請涉及2012年9月20提交的美國專利申請No. 13/623,817，該申請要求2011年9月20日提交的美國臨時申請No. 61/537的優先權，它們各自都通過引用而整體地結合在本文中。

本申請還涉及2010年1月25日提交的美國專利申請No. 12/693,369，該申請通過引用而整體地結合在本文中。

關于聯邦贊助研發的聲明

本發明是根據能源部授予的合同DE-SC0006380在政府的支持下完成的。政府對本發明具有某些權利。

本發明是根據國家科學基金授予的1248182根據NSF SBIR PI在政府的支持下完成的。政府對本發明具有某些權利。

技術領域

本文大體涉及用于構建漸縮結構的控制系統，以及用于控制用于構建漸縮結構的機器的方法。

背景技術：

存在可生產諸如圓錐或去頂圓錐結構的漸縮結構的多種技術和裝置。一種構建漸縮結構的大體方法包括使金屬胚件(stock)以期望的方式彎曲或變形，然后使胚件在某些點處連結到本身上，或者在某些點處將胚件連結到其它結構上。用于這樣的技術的控制系統無法促進基本連續且精確地構建漸縮結構，例如，用于用作風力渦輪塔筒的漸縮結構。

存在形成連續直徑管(例如管子等)的螺旋焊接機。這些機器可包括控制系統，其中操作者基于管直徑的測量值來調節螺旋焊接機的參數。但是，制造漸縮結構有額外的難以控制的自由度，并且因此需要一種用于構建漸縮結構的控制系統和方法，其中連續且自動地調節用于形成漸縮結構的機器，以產生基本無誤差的漸縮結構。

技術實現要素：

大體上，一方面，一種用于形成漸縮結構的控制系統包括傳感器，傳感器對用于形成漸縮結構的機器提供反饋。用于形成漸縮結構的機器可包括至少三個軋輥(roll)，軋輥包括至少一個彎曲軋輥和至少兩個導引軋輥。導引軋輥可包括滾輪(rollette)排，滾輪排具有多個滾輪。用于形成漸縮結構的機器還可包括調節機構，調節機構構造成定位至少一個軋輥，其中正在形成的漸縮結構的直徑由軋輥的相對位置控制。用于形成漸縮結構的機器還可包括連結元件，連結元件構造成在材料胚件滾過軋輥時將材料胚件的邊緣連結在一起，以形成漸縮結構。控制系統還可包括控制器，控制器構造成接收來自傳感器的反饋，以及將基于反饋的控制信號發送到調節機構，以定位至少一個軋輥。

大體上，另一方面，一種用于形成漸縮結構的控制系統包括傳感器，傳感器對用于形成漸縮結構的機器提供反饋。用于形成漸縮結構的機器可包括至少三個軋輥，軋輥包括至少一個彎曲軋輥和至少兩個導引軋輥。導引軋輥可包括滾輪排，滾輪排具有多個滾輪。用于形成漸縮結構的機器還可包括進料調節機構，進料調節機構構造成在材料胚件饋送到軋輥中時定位材料胚件，其中材料胚件在滾過軋輥時形成漸縮結構。用于形成漸縮結構的機器還可包括連結元件，連結元件構造成在材料胚件滾過軋輥時，將材料胚件的邊緣連結在一起，以形成漸縮結構。控制系統還可包括控制器，控制器構造成接收來自傳感器的反饋，以及將基于反饋的控制信號發送到進料調節機構，以在材料胚件饋送到用于形成漸縮結構的機器中或饋送通過用于形成漸縮結構的機器時定位材料胚件。

大體上，又一方面，一種用于形成漸縮結構的控制系統包括邊緣位置傳感器，邊緣位置傳感器構造成提供反饋，反饋包括待形成為漸縮結構的材料胚件的邊緣在用于形成漸縮結構的機器中的位置。用于形成漸縮結構的機器可包括：滾動組件，其具有多個軋輥；連結元件，其構造成在材料胚件滾過滾動組件時，將材料胚件的邊緣連結在一起，以形成漸縮結構；外移系統，其構造成在邊緣連結之后支承漸縮結構；以及調節機構，其構造成相對于滾動組件來定位漸縮結構。控制系統還可包括控制器，控制器構造成接收來自邊緣位置傳感器的反饋，以及將基于反饋的控制信號發送到調節機構，以在漸縮結構的部分之間實現期望相對移動。

大體上，另一方面，一種用于形成漸縮結構的控制系統包括在用于形成漸縮結構的機器中使用的模型。用于形成漸縮結構的機器可包括至少三個軋輥，軋輥包括至少一個彎曲軋輥和至少兩個導引軋輥。導引軋輥可包括滾輪排，滾輪排具有多個滾輪。用于形成漸縮結構的機器還可包括調節機構，調節機構構造成定位至少一個軋輥，其中正在形成的漸縮結構的直徑由軋輥的相對位置控制。用于形成漸縮結構的機器可進一步包括連結元件，連結元件構造成在材料胚件滾過軋輥時，將材料胚件的邊緣連結在一起，以形成漸縮結構。模型可包括軋輥的用于實現期望漸縮結構直徑的相對位置。控制系統還可包括構造成實現該模型的計算機，以及控制器，控制器構造成接收基于模型的指令，以及將基于指令的控制信號發送到調節機構，以定位至少一個軋輥。

大體上，又一方面，一種用于形成漸縮結構的控制系統包括在用于形成漸縮結構的機器中使用的模型。用于形成漸縮結構的機器可包括至少三個軋輥，軋輥包括至少一個彎曲軋輥和至少兩個導引軋輥。導引軋輥可包括滾輪排，滾輪排具有多個滾輪。用于形成漸縮結構的機器還可包括進料調節機構，進料調節機構構造成在材料胚件饋送到軋輥中時定位材料胚件，其中材料胚件在滾過軋輥時形成漸縮結構。用于形成漸縮結構的機器可進一步包括連結元件，連結元件構造成在材料胚件滾過軋輥時，將胚件材料的邊緣連結在一起，以形成漸縮結構。模型可包括在材料胚件饋送到用于形成漸縮結構的機器中或饋送通過用于形成漸縮結構的機器時的相對位置。控制系統還可包括構造成實現該模型的計算機，以及控制器，控制器構造成接收基于模型的指令，以及將基于指令的控制信號發送到進料調節機構，以定位材料胚件。

大體上，另一方面，一種用于控制漸縮結構的形成的方法包括用在用于形成漸縮結構的系統上的傳感器感測下者中的至少一個：正在形成的漸縮結構的幾何屬性和正在形成的漸縮結構的力屬性。用于形成漸縮結構的系統可包括至少三個軋輥，軋輥包括至少一個彎曲軋輥和至少兩個導引軋輥。導引軋輥可包括滾輪排，滾輪排具有多個滾輪。用于形成漸縮結構的系統還可包括調節機構，調節機構構造成定位至少一個軋輥，其中正在形成的漸縮結構的直徑由軋輥的相對位置控制。用于形成漸縮結構的系統可進一步包括連結元件，連結元件構造成在材料胚件滾過軋輥時，將材料胚件的邊緣連結在一起，以形成漸縮結構。方法還可包括：將反饋從傳感器發送到控制器，其中反饋基于幾何屬性和力屬性中的至少一個；將調節指令從控制器發送到調節機構，其中調節指令是基于反饋的；以及用調節機構基于調節指令來調節至少一個軋輥的位置。

大體上，又一方面，一種用于控制漸縮結構的形成的方法包括用在用于形成漸縮結構的系統上的傳感器感測用于形成為漸縮結構的材料胚件的位置。用于形成漸縮結構的系統可包括至少三個軋輥，軋輥包括至少一個彎曲軋輥和至少兩個導引軋輥。導引軋輥可包括滾輪排，滾輪排具有多個滾輪。用于形成漸縮結構的系統可還包括進料調節機構，進料調節機構構造成在材料胚件饋送到至少一個軋輥中時定位材料胚件，其中材料胚件在滾過軋輥時形成漸縮結構。用于形成漸縮結構的系統可進一步包括連結元件，連結元件構造成在材料胚件滾過軋輥時，將材料胚件的邊緣連結在一起，以形成漸縮結構。方法還可包括：將反饋從傳感器發送到控制器，其中反饋是基于材料胚件的位置的；將調節指令從控制器發送到進料調節機構，其中調節指令是基于反饋的；以及用調節機構基于調節指令來調節材料胚件在其饋送到用于形成漸縮結構的系統中或者饋送通過用于形成漸縮結構的系統時的位置。

大體上，另一方面，一種用于控制漸縮結構的形成的方法包括用在用于形成漸縮結構的系統上的邊緣位置傳感器感測待形成為漸縮結構的材料胚件的邊緣的位置。用于形成漸縮結構的系統包括：具有多個軋輥的滾動組件；連結元件，其構造成在材料胚件滾過滾動組件時，將材料胚件的邊緣連結在一起，以形成漸縮結構；外移系統，其構造成在邊緣連結之后支承漸縮結構；以及調節機構，其構造成相對于滾動組件來定位漸縮結構。方法還可包括：將反饋從邊緣位置傳感器發送到控制器，其中反饋是基于材料胚件的邊緣的位置的；將調節指令從控制器發送到調節機構，其中調節指令是基于反饋的；以及使用調節機構基于調節指令，來調節漸縮結構相對于滾動組件的位置。

大體上，又一方面，一種用于控制漸縮結構的形成的方法包括：用進料系統驅動材料胚件；將材料胚件饋送通過滾動組件，滾動組件具有至少三個軋輥，軋輥包括至少一個彎曲軋輥和至少兩個導引軋輥，導引軋輥包括滾輪排，滾輪排具有多個滾輪；在材料胚件滾過滾動組件時，將材料胚件的邊緣連結在一起，以形成漸縮結構；用外移系統將材料胚件導引出滾動組件；以及用傳感器感測包括下者中的至少一個的傳感器數據：(i)正在形成的漸縮結構的幾何屬性，(ii)正在形成的漸縮結構的力屬性，(iii)材料胚件的位置，(iv)材料胚件中的焊縫間隙中的不一致性，(v)材料胚件中的平面對齊誤差，以及(vi)材料胚件中的角度對齊誤差。方法還可包括：將反饋從傳感器發送到控制器，其中反饋是基于傳感器數據的；將調節指令從控制器發送到調節機構，其中調節指令是基于反饋的；以及使用調節機構基于調節指令，來調節材料胚件的位置。

可有多種形式表示任何前述方面的其它實施方式，包括方法、系統、設備、裝置、計算機程序產品、過程產生的產品，或者其它形式。根據以下附圖和描述，其它優點將是明顯的。

附圖說明

根據附圖中示出的本發明的特定實施例的以下描述，本文描述的系統和方法的前述和其它目標、特征和優點將是明顯的。附圖不必按比例繪制，重點而是放在說明本文描述的系統和方法的原理上。

圖1是用于形成漸縮結構的構建系統的框圖。

圖2是三重軋輥的示意圖。

圖3是滾輪排的立體圖。

圖4A和4B是滾輪排的俯視圖。

圖5A是用于形成漸縮結構的構建系統的立體圖。

圖5B是用于形成漸縮結構的構建系統的俯視圖。

圖6是彎曲裝置的立體圖。

圖7是顯示滾輪排位置和正在形成的漸縮結構的產生的曲率半徑之間的關系的標圖。

圖8是三重軋輥的示意圖。

圖9是有間隙誤差的結構和無間隙誤差的結構的俯視圖。

圖10是通過以不同的角度饋送材料而形成的結構的俯視圖。

圖11A和11B是片材轉向的示意圖。

圖12A和12B是面內間隙誤差的示意圖。

圖13A和13B是面外間隙誤差的示意圖。

圖14A和14B是相切性對齊誤差的示意圖。

圖15是機內子系統的特寫視圖。

圖16是機外子系統的特寫視圖。

圖17是用于調節焊縫間隙的方法的流程圖。

圖18是控制系統的框圖。

圖19是用于控制漸縮結構的形成的方法的流程圖。

圖20是用于控制漸縮結構的形成的方法的流程圖。

圖21是用于控制漸縮結構的形成的方法的流程圖。

圖22是用于形成漸縮結構的方法的流程圖。

圖23是實心滾子(roller)和滾輪排的示意圖。

相同參考標號表示相同結構。

具體實施方式

現在將參照附圖在下文更全面地描述實施例，在附圖中顯示優選實施例。但是，本文描述的系統和方法可體現為許多不同的形式，而不應理解為局限于本文闡述的示出的實施例。相反，提供這些示出的實施例是為了使得本公開將對本領域技術人員傳達范圍。

本文提供到的所有文獻都通過引用而整體地結合在本文中。以單數引用的項目應當理解為包括復數項目，并且反之亦然，除非另有明確地陳述或者根據上下文而清楚。語法連詞意于表達聯合從句、句子、詞語等的任何和所有轉折和連接組合，除非另有明確地陳述或者根據上下文而清楚。因而，用語“或”應當大體理解為表示“和/或”等等。

本文對值范圍的敘述不意于為限制性的，而是單獨參照落在范圍內的任何值和所有值，除非本文另有規定，而且在這種范圍內的各個單獨的值都結合到說明書中，就像本文單獨敘述了一樣。詞語“大致”、“大約”等在伴隨著數值時要理解為表示出于預期目的而滿意地的起作用的偏差，如本領域普通技術人員將理解的那樣。本文提供值和/或數值的范圍僅作為示例，而不限制所描述的實施例的范圍。使用本文提供的任何和所有示例或示例性語言(“例如”、“諸如”等等)僅僅意于更好地闡明實施例，而不是對實施例的范圍施加限制。說明書中的語言不應理解為表示對于實踐實施例是必不可少的任何未聲明的元件。

在以下描述中，要理解的是，諸如“頂部”、“底部”、“上方”、“下方”、“第一”、“第二”、“上”、“下”、“左”、“右”等是為了方便的詞語，而且不意于被理解為限制用語。

通常合乎需要的是用基本扁平胚件形成漸縮結構，諸如圓錐或去頂圓錐結構，而不對胚件引入顯著的面內變形。例如，名稱為“TAPERD SPIRAL WELDED STRUCTURE(漸縮螺旋焊接結構)”的美國專利申請No. 12/693,369論述了這樣的結構的一些應用。另外，名稱為“TAPERED STRUCTURE CONSTRUCTION(漸縮結構構建)”的美國專利申請No. 13/623,817論述了這樣的結構的一些構建系統。其中，下面描述的技術可與這些應用中描述的系統、裝置和方法結合起來使用，它們通過引用而整體地結合在本文。另外，可使用本文描述的控制系統和方法來作為這些應用中描述的任何控制器的補充，本文描述的控制系統和方法可與這些應用中描述的任何控制器結合起來使用，或者代替它們。

圖1是構建系統的框圖。系統100包括胚件材料源102(可為金屬)、進料系統104、彎曲裝置106、連結元件108、外移系統110和控制系統112。如本文更全面地描述的那樣，系統100可運行來構建漸縮結構。一方面，控制系統112控制下者中的至少一個：胚件材料源102、進料系統104、彎曲裝置106、連結元件108和外移系統110。但是，本領域技術人員將理解，在其它方面，控制系統112可控制構建系統100的更多或更少的構件，以及它們的任何組合。另外，構件或其組合可包括單獨的控制器/控制系統，其中，一方面，控制系統彼此通信。

胚件材料源102可包括形成漸縮結構的原始金屬。在一些實施方式中，胚件材料源102可包括在尺寸上按美國專利申請No. 12/693，369中描述的任何方式設置的一系列扁平金屬片材、胚件材料卷等等。片材可構建和布置成有利于在制造過程中輕易地揀選期望片材。例如，片材可存放在料斗或其它適當的分配器中。如本公開中使用的那樣，“胚件”、“材料胚件”、“片材”等應表示待形成為漸縮結構的材料，除非本文另有明確的陳述，或者根據上下文而清楚。如上面論述的那樣，在一些實施方式中，胚件可包括成卷的金屬或其它材料。在一些實施方式中，胚件包括單獨的預切割的片材。

進料系統104可運行來將金屬從胚件材料源102運輸到(以及在一些實施方式中，通過)彎曲裝置106。進料系統104可包括適合根據傳統技術而運輸期望片材的任何這種裝備。這種裝備可包括例如機器人臂、活塞、伺服器、螺桿、促動器、滾子、驅動器、電磁體等等，或者前述的任何組合。如本文描述的那樣，控制系統可包括進料控制系統，進料控制系統包括用于將胚件材料饋送到彎曲裝置106中使得可形成期望漸縮結構的控制器。

彎曲裝置106可運行來使饋送到其上的材料彎曲，而且在一方面，不對材料施加任何面內變形。此外，彎曲裝置106可對材料施加可控程度的曲率。在實施方式中，彎曲裝置包括多個軋輥。本文描述的軋輥可包括(但不限于)滾子(包括基本圓柱形滾子、基本圓錐形滾子、不規則形狀的滾子、球形滾子等等)、包括共同逼近對應的實心結構的外部的多個滾輪的滾輪排(例如，較小的滾子、輪、軸承、球形滾子等等)，或者可用來將材料胚件彎曲/滾動/操縱成漸縮結構的任何其它元件。彎曲裝置106可包括圖2中示意性地顯示的三重軋輥200(在下面更詳細地描述)。如本公開中使用的那樣，“彎曲裝置”、“滾動組件”、“三重軋輥”等應表示可運行來使饋送到其上的材料彎曲的任何裝置或構件(例如，如本文描述的那樣)，除非另有陳述，或者根據上下文而清楚。

連結元件108可運行來將成片材的進料的胚件連結到其它成片材的進料的胚件上(或者連結到它們本身上，或者連結到其它結構上)。在一些實施方式中，連結元件108是焊機，它包括一個或多個焊接頭，焊接頭的位置和運行可由控制系統控制。大體上，連結元件108可包括用于用任何已知手段來連結胚件的任何構件或機器，包括焊接、粘合劑、環氧樹脂、壓接、鉚釘、螺栓、緊固件、互補幾何結構(例如，與孔匹配的銷、彼此匹配的齒、撳鈕等)等。連結元件108可構造成在材料胚件滾過彎曲裝置106時，將材料胚件的邊緣連結在一起。在一些實施方式中，可能存在用于將材料胚件的邊緣連結在一起的多個連結元件和/或多個步驟。例如，對于具有一對長邊和一對短邊的成梯形片材的胚件，可首先連結短邊(例如，與其它成片材的胚件連結)，然后使胚件變形，然后連結長邊。

外移系統110可運行來將材料(即，正在成形或形成的結構)運輸離開彎曲裝置106和連結元件108的。這可包括支承、保持、運輸、移動、導引、操縱、推動、拉動、扭轉等正在形成的結構。外移系統110可包括根據傳統技術的任何這種合適的裝備。這種裝備可包括例如機器人臂、活塞、伺服器、螺桿、促動器、滾子、驅動器、電磁體、子系統等，或者任何前述的組合。如本文描述的那樣，控制系統可包括外移控制系統，外移控制系統包括用于在材料胚件的邊緣連結之后，支承和定位正在形成的漸縮結構的控制器。

控制系統112可運行來控制和協調本文描述的多種任務，包括(但不限于)運行進料系統104，運行彎曲裝置106，運行連結元件108，以及運行外移系統110。控制系統112可包括可共同產生控制信號且將控制信號輸送到本文描述的構件和系統來實現期望任務的計算機硬件、軟件、電路等等。

本文描述的控制系統和方法可大體用于本文描述的任何構建機器，包括在參考文獻中描述的機器和系統，它們通過引用而整體地結合在本文中。大體上，“控制系統”可表示用于機器的單獨構件/零件的單獨控制系統，或者表示控制系統的組合，或者表示控制機器和/或系統的許多構件/零件的控制系統。

如本文論述的那樣，將饋送到系統100中的胚件布置成在進料過程期間經歷純粹旋轉運動可為合乎需要的。特別地，純粹旋轉運動可在胚件饋送到彎曲裝置106中時進行。本文描述的控制系統和方法可設計成實現這個功能。

雖然已經使用了短語“純粹旋轉”運動，但可容許相對于純粹旋轉有微小偏差(即，胚件或頂峰相對于彼此有微小平移)。如果胚件在進料過程期間相對于頂峰經歷任何平移運動，則產生的結構可相對于理想的去頂圓錐幾何構造有偏差。特別地，可能存在間隙，在該處，胚件未能遇到胚件的前體部分的對應的邊緣，胚件本身可交迭，或兩種情況都有。因此，本文描述的控制系統可控制材料胚件，以防止相對于頂峰有平移運動。但是，微小平移運動是可接受的，例如，如果間隙保持在合意范圍之內的話。

如本文獻中使用的那樣，“基本旋轉”運動表示上面描述的純粹旋轉運動，只是允許有微小偏差，微小偏差在后面的制造過程中可為有用的，或者微小偏差是可接受的，因為結構幾何構造仍然可保持在期望范圍/容差之內，或者微小偏差足夠小，不會不利地影響圓錐幾何構造、翹曲強度、疲勞強度等。這些容許偏差的程度大體上將隨期望去頂圓錐結構的尺寸和偏差所適應的制造步驟而改變。還如本文獻中使用的那樣，“旋轉運動”應當理解成表示基本旋轉運動或純粹旋轉運動。

現在將描述三重軋輥。

圖2表示基本三重軋輥200可如何運行的簡明示意圖。三重軋輥200可包括三個基本圓柱形滾子204，它們基本彼此平行，并且可運行來對沿虛線箭頭206的方向饋送通過滾子204的材料胚件202施加曲率。三重軋輥還可包括或改為包括一排或多排滾輪，它們可運行來以與實心滾子204相同的方式對材料胚件施加曲率。可通過例如動態地調節滾子204或滾輪排的相對位置等來控制曲率的程度。

圖3、4A和4B顯示滾輪排的示例，滾輪排具有滾輪轉向機構，滾輪轉向機構包括凸輪板轉向。特別地，圖3顯示滾輪排300的示例。如圖3中顯示的那樣，滾輪排300可包括多個滾輪302。滾輪302可包括滾子，可相對于三重軋輥中的其它旋轉軸線來調節滾子的旋轉軸線。可使用下面描述的凸輪板轉向系統來使滾輪302轉向。滾輪302可包括滾子304(例如，圓柱形滾子、球形滾子、滑動墊等等)和可支承/保持滾子304的本體306或殼體。滾輪排300還可包括基部308，其中本體306可與基部308對接，從而將滾輪302例如以容許相對于滾輪排300的基部308旋轉的方式聯接到滾輪排300上。本領域普通技術人員將認識到，存在將滾輪302連接到滾輪排300上的其它手段。

滾輪排300還可包括滾輪轉向機構。滾輪302可與滾輪轉向機構對接，其中滾輪排300的本體306或基部308可使得這種對接成為可能。轉向機構可包括(無限制)凸輪、四桿聯動機構或其它聯動機構、單獨的轉向促動器等。例如，圖3顯示滾輪轉向機構，它包括轉向促動器310，其驅動轉向凸輪板312，轉向凸輪板312進而可使滾輪302轉向。滾輪轉向機構還可包括或改為包括任何形式的滾輪調節機構，其構造成定位滾輪排300上的滾輪302的角度。

圖4A和4B顯示滾輪排400，其具有滾輪轉向機構。滾輪排400包括滾輪402，滾輪402具有滾子404和滾子殼體406。圖4A-B中顯示的滾輪排400還包括基部408。如圖4B中最佳地顯示的那樣，滾輪轉向機構可包括凸輪板促動器410，凸輪板促動器410構造成使凸輪板412至少沿箭頭414顯示的方向移動。滾輪402可通過本領域已知的任何手段與凸輪板412接合，包括(無限制)通過滾輪臂416，它包括凸輪匹配銷418，凸輪匹配銷418通過對應的凸輪槽口420連接到凸輪板412上。凸輪匹配銷418可改為由滾子、凸輪隨動件等代替。凸輪槽口420可切割成使得當凸輪板412移動時，凸輪槽口420的幾何構造使凸輪匹配銷418移動，從而使滾輪402旋轉的構造。凸輪板412中的凸輪槽口420可全部相同，或者它們可針對各個滾輪402而不同。如果滾輪402彼此相同，并且凸輪板412上的凸輪槽口420相同，則滾輪402將一起移動，并且將處于基本相同的角度。如果滾輪402彼此不同(即，如果滾輪臂416相對于滾子軸線的角度在滾輪402之間改變)且凸輪板412中的凸輪槽口420相同，則滾輪402將一起移動，但可處于彼此不同的角度。如果凸輪板412中的凸輪槽口420對于一個或多個滾輪402是不同的，則滾輪402的移動將具有一些對應性(即，與凸輪槽口420的幾何構造)，但它們不一定會一起移動。例如，凸輪可構建成使得一些滾輪根本不移動，而其它滾輪旋轉。本領域技術人員將認識到許多構造是可行的。

凸輪板412本身可相對于滾輪402而促動，以便使滾輪402旋轉。凸輪板412可由任何已知手段導引或保持就位，包括(無限制)凸輪板壓制件422和凸輪板導引件424，或者滑動件、軸承、滾子、銷、聯動機構等。啟動凸輪板促動器410可使凸輪板412沿箭頭414顯示的方向移動，這又由于滾輪臂416和凸輪板412的聯接而使滾輪402例如沿著圖4中指示的旋轉軸線426旋轉。凸輪板412可由本領域技術人員已知的任何手段促動，包括(無限制)電動馬達、氣動裝置、液壓裝置等。

現在將論述用于使材料胚件滾動且形成具有基本連續改變的直徑的漸縮形狀的控制系統及其機器構件。如本公開中使用的那樣，具有“基本連續”改變的直徑的結構應大體表示漸縮結構，諸如圓錐、平頂圓錐等等。類似地，如本公開中使用的那樣，“基本連續”地調節直徑(或類似物)應大體表示產生漸縮結構，諸如圓錐、平頂圓錐等。如本領域技術人員將認識到的那樣，漸縮結構可包括實際頂峰或虛擬頂峰。實際頂峰是直徑在此處最終減小成零的點。例如，圓錐在其頂點處具有實際頂峰。對于平頂結構，諸如去頂圓錐結構，“虛擬頂峰”是在結構不是平頂的情況下，直徑在此處將最終減小成零的點。如本文所使用的那樣，詞語“頂峰”包括實際頂峰和虛擬頂峰兩者。

在圖5A-6中顯示用于形成漸縮結構的機器的實施方式，現在將更詳細地描述它們。

圖5A和5B描繪根據實施例的用于形成漸縮結構的構建系統500，其中圖5A顯示系統500的立體圖，并且圖5B顯示系統500的俯視圖。特別地，圖5A-B顯示用于用材料胚件501形成漸縮結構(諸如可用作風力渦輪塔筒的平頂圓錐502)的構建系統500。如本公開中使用的那樣，“漸縮結構”、“圓錐”、“平頂圓錐”等應表示由本文描述的裝置、系統和方法形成的結構。系統500可包括多個子系統，包括胚件材料源(未顯示)、進料系統504、彎曲裝置506、連結元件(未顯示)、控制系統(未顯示)和外移系統508。

進料系統504可運行來執行功能，包括(無限制)將胚件材料501饋送到、運輸到、導引到、推動到、定位到(在一些實施方式中，通過)彎曲裝置506。如圖5A-B中顯示的那樣，進料系統504可包括驅動軋輥510，驅動軋輥510具有進料滾子512和進料促動器514。進料系統504的構件可由進料基部528支承，進料基部528可包括框架，框架可為可定位的。驅動軋輥510可將材料胚件501饋送到彎曲裝置506中，并且驅動軋輥510可使材料胚件501轉向到彎曲裝置506中。對材料胚件501的轉向可由進料促動器514實現，進料促動器514能夠調節下者中的至少一個：材料胚件501的位置、驅動軋輥510的位置、進料滾子512的位置、進料基部528的位置和整個進料系統504的位置。進料促動器514在實施方式中還能夠調節前面提到的構件的角度。其它構造的進料系統504是可行的，包括具有單個驅動軋輥(也許根本不是“軋輥”)的實施例、具有更多或更少促動器的實施方式，或者具有用于對進料系統504提供調節機構的其它手段的實施方式。大體上，進料系統504可包括驅動軋輥調節機構，其構造成調節驅動軋輥510的位置和角度。進料調節機構和驅動軋輥調節機構的組合可定位材料胚件501。在實施方式中，進料系統504不可對胚件的運動施加約束，并且材料胚件501不必相對于進料系統504中的任何其它點旋轉。

彎曲裝置506可大體包括三重軋輥516，三重軋輥516具有頂部軋輥518和兩個底部軋輥520。三重軋輥516的軋輥可大體包括滾輪排522，滾輪排522包括多個滾輪524，滾輪524可呈滾子的形式。

進料系統504和彎曲裝置506可單獨由它們的本身的框架支承，或者可在允許進料系統504和彎曲裝置506一起移動的單個框架(未顯示)上。備選地，進料系統504和彎曲裝置506中的任一個或它們兩者都可為固定的。而且，進料系統504和彎曲裝置506中的任一個或它們兩者都能夠獨立地移動。支承件(和/或在未顯示的實施例中的單個框架)可按許多自由度來調節，例如，沿平行于平頂圓錐502的中心軸線的方向(x方向，即，朝向和遠離圓錐502的頂峰503)，沿垂直于圓錐502的中心軸線的方向(y方向，即，朝向和遠離外移系統508的軌道526)，上和下，(z方向)和圍繞x、y和z軸線旋轉，以及使框架圍繞多個軸線旋轉(例如，如果調節軋輥位置，而非用于間隙控制的外移位置的話)。可通過本領域技術人員已知的手段來對這些構件實現移動，包括(無限制)液壓活塞、氣動活塞、伺服器、螺桿、促動器、齒條和小齒輪系統、纜繩和滑輪系統、凸輪、電磁驅動器、機器人臂、滾子、驅動器等等，或者能夠施加期望運動的任何前述或其它裝置的組合。此外，雖然本文未描述，但顯示的構件的子系統可為可移動的(例如，某些臂和支承件可按本領域技術人員可設想到的任何方式定位)。

圖6是彎曲裝置600(即，滾軋成形系統)的實施方式的特寫視圖。如本文描述的那樣，在一些實施例中，彎曲裝置600包括三重軋輥602。三重軋輥602可包括頂部軋輥604，以及兩個底部軋輥606(或相反，底部軋輥和兩個頂部軋輥–未顯示)。頂部軋輥604可沿豎向鉸接——手動地，或者在彎曲裝置控制系統或其它控制系統的指導下。使頂部軋輥604鉸接可有利于例如接合材料胚件，或者控制在材料胚件傳送通過三重軋輥602時對胚件材料施加的曲率量。底部軋輥606也可或改為例如沿著支承底部軋輥606的斜表面608，沿著另一個斜表面或路徑，或者沿著彎曲表面或路徑進行鉸接。在使頂部軋輥604移動時，可出于相同或相似的目的使底部軋輥606移動，例如，這是為了更容易開始饋送材料胚件，以及控制正在形成的漸縮結構的直徑。大體上，三重軋輥602的任何軋輥都可鉸接，而且軋輥的相對位置的任何可控變化都可用來對材料胚件施加對應的曲率量。

在一些實施方式中，以及如上面描述的那樣，三重軋輥602包括布置成排的多個單獨的滾輪610。大體上，成排的滾輪可允許胚件材料行進通過三重軋輥的方向與在材料胚件滾動時的彎曲軸線成角度，而非垂直。例如，在具有三個實心軋輥的三重軋輥中，彎曲軸線的方向基本平行于軋輥的軸線，而且材料胚件由于軋輥旋轉而被迫沿垂直于這個方向的方向移動，使得材料胚件被迫往回滾。可能需要非常大的力來改變這個定向。為了連續地滾動圓柱形或漸縮形狀，材料胚件應當能夠以可允許使材料胚件形成螺旋的角度饋送到三重軋輥，其中，可利用滾輪排來進行這一點。

當使用成排的滾輪時，彎曲軸線仍然可基本平行于滾輪排的定向，同時材料胚件可被迫沿滾輪的方向移動。為了展示使用實心滾子和使用滾輪排之間的差異，圖23顯示具有實心滾子2302的第一構造2300。在第一構造2300中，材料胚件2304沿第一饋送方向2306饋送通過實心滾子2302，第一饋送方向2306可垂直于彎曲軸線2308。這可產生第一彎曲的卷2310，它類似于上面顯示的第一構造2300(即，彎曲軸線2308的方向基本平行于實心滾子2302的軸線，并且材料胚件2304由于實心滾子2302的旋轉而被迫沿垂直于這個方向的方向移動，使得材料胚件2304被迫回滾，如第一彎曲的卷2310所顯示的那樣)。備選地，如第二構造2312中顯示的那樣，滾輪排2314上的滾輪2316的角度可不依賴于滾輪排2314的位置。因而材料胚件2318可按相對于彎曲軸線2320的任何角度饋送，只要材料胚件2318的方向大體沿著滾輪2316的滾動方向即可。因而，可為有利的是使滾輪2316的前進方向不依賴于彎曲軸線2320的方向——系統可具有相同的彎曲軸線2320，但使滾輪2316旋轉，使得饋入角度可改變，這會改變由于材料胚件2318滾動而形成的螺旋的角度。例如，材料胚件2318可沿著第二饋送方向2322饋送。這可產生第二彎曲的卷2324，它類似于上面顯示的第二構造2312，即，比第一彎曲的卷2310更多的螺旋形狀由第一構造2300產生。這對于基本連續的滾動和焊接過程來說可為有利的，其中材料胚件以期望角度饋送到滾動的機器中，并且形成為或多或少的螺旋(即，可為用于圓筒的螺旋，而且可為用于圓錐的螺旋狀結構)，然后螺旋連結成實心形狀。

在多種實施方式中，軋輥可被單獨地驅動，共同驅動，或者根本不驅動。類似地，在多種實施方式中，滾輪可被單獨地驅動，共同驅動，或者根本不驅動。滾輪也可被單獨地轉向，共同轉向，或者根本不轉向。在實施例中，排是基本平行的。在另一個實施例中，排不必是平行的。

回到圖6，在實施方式中，底部軋輥606是下滾輪排，下滾輪排可按平移和成角度的方式移動。也就是說，底部軋輥606可移動得更接近和分開，同時保持平行，而且它們的相對角度也可改變，使得例如在彎曲裝置600的喉部612附近的各個滾輪排的對應的滾輪610之間的距離可大于離喉部612最遠的對應的滾輪610之間的距離。這可協助系統形成漸縮結構，以及控制正在形成的結構的直徑和錐度。在圖6中顯示的實施方式中，滾輪排的促動由電動馬達驅動的四個螺旋千斤頂614完成，其中滾輪排在成組的導引件618之間的低摩擦表面616上滑動。本領域技術人員將認識到，其它移動滾輪排的手段是可行的，例如，滾輪排也可由輪廓軌導引，其它類型的軌、滑動件、襯套、連桿機構等，并且促動可由滾珠絲桿、螺旋千斤頂、齒條和小齒輪、皮帶、活塞等完成。

現在將論述軋輥位置(例如，滾輪排位置)和正在形成的漸縮結構的產生的曲率半徑之間的關系。

圖7顯示模型結果的示例，它預測下滾輪排(例如，圖8的底部軋輥802)之間的給定距離的滾動直徑。特別地，圖7表示標圖700，其中，材料胚件是大約0.075"厚的鋼，屈服強度大約為50 ksi。例如，這個模型700很可能與基于測試結果所作的經驗調節一起可用作控制系統的基礎，控制系統通過基本連續調節三重軋輥的滾輪排的位置來連續地控制正在形成的漸縮結構的直徑。可在有或沒有額外的反饋系統的情況下使用這個控制系統。

特別地，圖7顯示標圖700，它包括滾輪排位置和正在形成的漸縮結構的產生的曲率半徑之間的關系的示例模型結果。標圖700包括三重軋輥中的底部軋輥(例如，下滾輪排)之間沿著x軸線的距離，其中x軸線包括7-13英寸的距離。標圖700進一步包括沿著y軸線的正在形成的漸縮結構的曲率半徑，其中y軸線包括0-20英寸的曲率半徑。

圖8是表示三重軋輥800中的軋輥的示意圖，包括兩個底部軋輥802和頂部軋輥804，其中軋輥可為滾輪排。第一箭頭806和第二箭頭808表示沿著斜表面810、812移動遠離彼此的底部軋輥802。第一雙向箭頭814表示底部軋輥802之間的距離。第二雙向箭頭816表示底部軋輥802和頂部軋輥804之間的距離。

如上面陳述的那樣，在實施方式中，可連續地控制彎曲裝置(例如，三重軋輥)施加的曲率的程度。為了形成圓錐或去頂圓錐結構，例如，在進入的材料胚件上的給定點可變形的曲率可隨沿著產生的圓錐的軸線(給定點將位于其上)的高度線性地改變。其它漸縮結構可包括其它程度的施加的曲率。圖7和8顯示可調節三重軋輥的軋輥或滾輪排來控制漸縮結構直徑的辦法。在實施方式中，頂部軋輥804固定就位，并且兩個底部軋輥802移動(即，沿著箭頭806、808顯示的方向)，以便改變三個軋輥之間的相對距離。底部軋輥802可沿著斜表面810、812移動，如圖8中顯示的那樣。如圖中顯示的那樣，底部軋輥802和頂部軋輥804中的任一個之間的距離可在底部軋輥802之間的距離改變時改變，因為底部軋輥802在斜表面810、812上，并且頂部軋輥804可為固定的。也就是說，在這個示例中，底部軋輥802之間的距離越大，各個底部軋輥802和頂部軋輥804之間的距離越小。一方面(例如，對于淺斜度)，當底部軋輥802移動得遠離彼此時，材料胚件在滾子之間傳送時所得到的曲率量較小，而當底部軋輥802移動得更靠近時，材料胚件得到更大的曲率。斜表面810、812可允許系統對軋輥定位誤差不那么靈敏——因為在底部軋輥802移動得遠離彼此時，它們移動得更接近頂部軋輥804，從而減小它們的移動對相對于沿著平表面的移動的滾動的直徑的影響。一方面，具有足夠陡的斜度，使得底部軋輥802移動遠離彼此使軋輥直徑更小是也是可行的，因為由于陡斜度，底部軋輥802不會離彼此太遠，但會更加接近頂部軋輥804。

現在將論述片材轉向(即，使材料胚件轉向)。

大體上，可使用進料系統的構件和/或滾動組件來實現片材轉向。除了控制正在形成的漸縮結構的直徑之外，系統還可包括控制材料胚件饋送到彎曲裝置中時所處的進料角度。這可用許多辦法實現。大體上，應當存在至少兩個自由度——即，僅控制進料角度(例如，可使進料基部擺動的系統，諸如在圓柱形螺旋銑刀中的那些)而不控制材料位置典型地是不夠的。本文包括的圖中示出的實施方式(參見例如，圖5A-B)使用促動驅動系統和可轉向滾輪的組合來實現期望進料運動。

片材轉向幫助防止在漸縮結構中形成間隙。在圖9中顯示漸縮結構中的間隙的示例。特別地，圖9顯示具有間隙誤差902的漸縮結構900和無間隙誤差的漸縮結構904。

大體上，一件胚件可按正確的角度和位置饋送到彎曲裝置(例如，三重軋輥)中，以便形成在匝圈之間無間隙或交迭的期望漸縮結構。如本公開中使用的那樣，本領域技術人員將理解，“無間隙”(或類似的)包括胚件例如為了焊接等而具有有意控制的間隙。圖10顯示通過以不同的角度饋送胚件材料而形成的漸縮結構1000的示例。注意，圖10描繪圓筒，但它將被稱為漸縮結構1000，因為圖10的原理對于漸縮結構和圓筒是同樣適用的。使用圓筒僅僅是為了便于明確地示出下面論述的關系(例如，對于圓筒，筆直片材具有相同進料角度，而對于漸縮結構，進料角度在其滾動時改變，所以在使用漸縮結構的特定瞬間可能無法看到下面的關系)。圖10顯示材料胚件1002以正確的角度饋送到彎曲裝置中時的漸縮結構1000、材料胚件1002以太陡的角度饋送到彎曲裝置中時的漸縮結構1004，以及材料胚件1002以太淺的角度饋送到彎曲裝置中時的漸縮結構1006。如圖10中的漸縮結構1006所顯示的那樣，較淺的進料角度可使一件胚件1002較緊地回繞在自身上，從而產生交迭1008。如圖10中的漸縮結構1004所顯示的那樣，較陡的進料角度可使胚件1002的纏繞區段更遠，從而很可能在胚件1002的對應的邊緣1012、1014之間產生間隙1010。正確的進料角度使胚件1002纏繞成期望形狀，同時保持用于連結胚件的邊緣的期望間隙(參見圖10中的漸縮結構1000)。對于漸縮結構，這個進料角度可在胚件饋送到彎曲裝置中時改變。本文描述的一些技術包括控制系統，控制系統可改變進料角度(和本文描述的其它參數)，使得胚件的邊緣彼此相鄰，從而允許它們連結(例如，邊緣焊接在一起的金屬片材)而形成期望結構904、1000，如圖9和10中分別顯示的那樣。

根據一方面的控制系統能夠通過控制材料胚件的接近來改變進料角度，使得在胚件饋送到彎曲裝置中時，胚件相對于漸縮結構的頂峰純粹地旋轉(即，不平移)。這個狀況等同于在胚件饋送到彎曲裝置中時，使進入的成片材的胚件上的各個點與漸縮結構的頂峰的距離一致。但是，漸縮結構的頂峰本身可能會相對于系統的其它部件移動，如下面更全面地描述的那樣。上面描述的純粹旋轉狀況僅僅涉及進料的胚件相對于頂峰的位置的相對運動。也就是說，胚件和頂峰兩者還可相對于系統的其它構件平移或者經歷更復雜的運動。如果滿足這個狀況，則即使形狀不規則的胚件也可連結成漸縮結構。

如上面論述的那樣，進料系統可將胚件材料饋送到彎曲裝置中。實施方式包括進料控制系統，它通過控制進料系統來控制胚件材料饋送到彎曲裝置中。進料控制系統可控制材料胚件饋送到彎曲裝置中的多種方面，包括(但不限于)進料速度、進料角度、饋送材料的方向(例如，進入或離開彎曲裝置)、進料力、材料胚件的位置、進料系統的多種構件的位置、進料系統的構件和/或材料胚件的偏移等。在一些實施方式中，進料系統包括一個或多個定位器、滑架、鉸接臂、滾子等等，它們將成各個片材的胚件饋送到彎曲裝置中，而且它們各個共同可由進料控制系統控制，以確保符合期望進料狀況。

回到圖5A和5B，在一些實施例中，進料系統504包括驅動系統，驅動系統可包括具有進料滾子512的驅動軋輥510。進料滾子512可單獨由驅動系統控制系統驅動，驅動系統控制系統可為整個控制系統的構件或者獨立于其它控制系統。特別地，進料滾子512可由系統控制系統不同地驅動(例如，一些進料滾子512以與其它進料滾子512不同的速率被驅動)，以便使胚件在傳送通過進料滾子512時旋轉。控制進料滾子512的旋轉速度(結合本文描述的其它參數)可幫助材料胚件501圍繞待形成的平頂圓錐502的頂峰實現旋轉運動。進料滾子512可與具有可轉向滾輪的彎曲裝置共同用來以期望的旋轉方式使材料胚件501轉向。

在圖5A-B中顯示的實施例中，進料系統504能夠沿著平行于頂部軋輥516的軸線(即，彎曲軸線)的方向平移，并且在平面中旋轉。進料系統504可通過能夠自由地旋轉的轉盤(未顯示；位于圖5A中的材料胚件501的后面和圖5B中的材料的下面)在前面得到支承(即，較接近彎曲裝置506)。轉盤進而可由軸承(也未顯示；位于圖5A中的材料胚件501的后面)支承，軸承在可具有平行于頂部軋輥516的軸線的定向的軸上運轉。這個可允許進料系統504沿著平行于頂部軋輥516的軸線的方向平移和旋轉。進料系統504可在后面(即，較遠離彎曲裝置506)由空氣軸承530(或其它低摩擦運動裝置)支承，空氣軸承530支承進料系統504，同時允許它以低摩擦旋轉和平移。

在圖5A-5B中顯示的實施例中，可使用充當進料調節機構的至少兩個進料促動器514來控制進料系統504的位置(但可使用其它數量和形式的定位器)。進料促動器514共同可運行來設定進料系統504沿著x軸線的位置，以及設定進料系統504的角度，這可在進料系統控制系統的控制下完成。進料促動器514可包括液壓活塞、氣動活塞、伺服器、螺桿、促動器、齒條和小齒輪、纜繩和滑輪系統、凸輪、電磁驅動器或能夠提供期望運動的其它裝置。通過進料促動器514(與本文描述的其它參數結合起來)控制進料系統504的運動可在構建過程期間幫助材料胚件501圍繞平頂圓錐502的頂峰503實現旋轉運動。

為協助控制材料胚件501的運動，可用多種辦法控制三重軋輥516中的滾輪排522的單獨的滾輪524。在一些實施方式中，單獨的滾輪524可由控制系統轉向。也就是說，可通過設定單獨的滾輪524相對于三重軋輥516的底盤的角度來控制滾輪524對材料胚件501施加的運動方向。特別地，滾子可修改進料系統504對材料胚件施加的運動。

在一些實施方式中，滾輪524不動地安裝，但滾輪524的滾子的旋轉速度是可控制的。在一些實施方式中，控制滾輪524的滾子的相對速度可共同使胚件材料501圍繞平頂圓錐502的頂峰503進行旋轉運動。

圖11A描繪系統1100，其用于使用驅動軋輥1102和成排1104的可轉向滾輪1106來進行片材轉向。特別地，圖11A顯示系統1100的示意圖，通過該系統1100，可使用具有可定位驅動系統(例如，可定位驅動軋輥1102)和可轉向滾輪1106的系統來對成片材的胚件1108提供旋轉運動1110。滾輪1106的滾動方向由第一箭頭1112顯示(其中滾動方向可與各個滾輪1106略微不同)，并且驅動軋輥1102的滾動方向由第二箭頭1114顯示。另外，圖11A顯示滾輪1106上的接觸區域1116(即，滾輪1106在那里可接觸胚件1108，可為非常小的區域，例如，如果滾輪1106包括帶凸面的滾子)，驅動軋輥1102上的接觸區域1118(即，驅動軋輥1102在那里可接觸胚件1108)，垂直于第一箭頭1112的從滾輪1106的接觸區域1116延伸的線1120，以及垂直于第二箭頭1114從驅動軋輥1102的接觸區域1118延伸的線1122。在實施方式中，如果不存在(或可忽略)滑動，成片材的胚件1108將沿著系統中的所有軋輥的滾動方向被驅動，包括驅動軋輥1102和單獨的滾輪1106(即，沿第一箭頭1112和第二箭頭1114的方向)。大體上，可能僅僅必要的是具有兩個非平行軋輥來實現這個系統1100。也就是說，當成單個片材的胚件1108被兩個非平行軋輥作用時，它可沿著兩個軋輥的滾動方向移動而不滑動的唯一辦法就是旋轉。特別是，成片材的胚件1108可圍繞位于穿過接觸區域1116、1118且垂直滾動方向1112、1114的線1120、1122的相交部處的點1124旋轉，如圖11A中顯示的那樣。如果系統中存在超過兩個滾子(例如，顯示了排1104具有多個滾輪1106)，則滾子應當定位成使得僅存在一個旋轉中心，否則在一個或多個滾子處可發生滑動，而且對胚件1108移動的控制將是不良的。如果如圖11B中顯示的那樣使用兩個驅動軋輥1102，則還應當定位兩個驅動軋輥1102，并且控制它們的速度，使得在點1124處僅存在一個旋轉中心。換句話說，如果使用至少兩個驅動軋輥1102，則應當調節驅動軋輥1102的相對速度，以便保持圍繞單個點1124旋轉。特別地，速度可與各個驅動軋輥1102離旋轉軸線的距離成比例。而且，滾輪1106的角度應當彼此相容且與驅動軋輥1102相容，例如，為了保持圍繞單個點1124旋轉。大體上，可調節系統的構件(可包括本文獻中引用的所有構件)，目標是使材料胚件圍繞單個點或多或少地旋轉。換句話說，完全對齊材料胚件和系統的構件也許是不可能的(例如，可能始終有一些滑動)，所以調節構件，以便試圖獲得其中材料胚件圍繞單個點或多或少地旋轉的最佳對齊。

可用例如上面參照圖3、4A和4B所描述的凸輪板轉向來實現對滾輪排的轉向。

本文的實施方式使用多種結構——定位器、單個滾子、成對或成系統的滾子等——來移動材料胚件，或者幫助移動材料胚件，使得最終結果是在材料胚件移動通過彎曲裝置時，材料胚件相對于漸縮結構的頂峰旋轉地移動。這些實施方式僅示出了實現這個結果的實際上無限個可能性中的少數幾個。特別地，前述實施方式不窮盡性地示出本發明的全部范圍。此外，即使對于特定構造的裝備，大體上可能存在不止一種控制多種構件的辦法，使得凈效應是在胚件去往彎曲裝置的路上，使胚件圍繞漸縮結構的頂峰旋轉地移動。可輕易地確認其它控制技術。

現在將描述間隙控制系統的實施方式。在本公開中使用的“間隙控制系統”應表示用于在連結材料胚件的邊緣時，校正材料胚件的邊緣的對齊誤差，當連結材料胚件的邊緣時，校正材料胚件的邊緣之間的間隙，以及在材料胚件已經滾過彎曲裝置的一部分之后，大體定位機器和/或材料胚件和/或漸縮結構的任何控制系統。

即使材料胚件正確地饋送通過彎曲裝置(例如，三重軋輥中的彎曲軋輥)，在邊緣滾動之后且在它們連結在一起之前，校正材料胚件的對應的邊緣之間的對齊和間隙的小誤差可為有益的。這可能是由于胚件材料片材的幾何構造差異的原因，例如，由于材料形成過程中的容差，進料轉向中的小誤差、滾動過程中的小誤差等。具有在滾動之后且在將材料胚件的邊緣連結在一起之前解決間隙和對齊誤差的額外系統可為有益的。

間隙控制系統的一個目的是在材料胚件片材和部分地完成的漸縮結構連結在一起時控制它們之間的間隙和對齊。例如，可存在至少三個要解決的誤差：面內間隙誤差、面外間隙誤差和相切性對齊誤差。但是，本領域技術人員將理解，間隙控制系統可用來解決更多或更少誤差，或者它們的任何組合。

在圖12A和12B中示出面內間隙誤差的示例。圖12A顯示無誤差漸縮結構1200(例如，平頂圓錐)的示例，而圖12B中的漸縮結構1200則包括間隙誤差。圖12A和12B中的第一箭頭1201指向相同位置，其中在這個位置處存在圖12B中的誤差。誤差可為面內焊縫間隙誤差1202。在圖12A中，間隙1204是均勻的，并且待連結(例如，焊接)的材料胚件1206與現有形狀對齊。在圖12B中，存在面內間隙誤差1202，這意味著，在這個位置處完成連結之后，待連結的材料胚件1206設置成角度，使得間隙增長。如果間隙收縮且導致或者將導致交迭，以及如果間隙在現有彎曲的“平面”中——即，卷起的材料具有匹配已經連結的部分的正確曲率，但離得太遠(或太近)，也會發生誤差。

在圖13A和13B中示出面外間隙誤差的示例。圖13A顯示無誤差的示例(圖13A和13B描繪圓筒1300，而非圓錐，使得當從端部觀察結構時，更容易看到誤差)。在圖13A中，所顯示的從端部看到的截面看上去像完整的圓，因為圓筒1300上的一切都是對齊的。圖13B描繪了圓筒1300，其顯示面外間隙誤差1302的示例。面外間隙誤差1302的出現是因為在這個位置處完成連結之后，待連結的材料胚件1306彎曲遠離現有圓筒，從而展開間隙1304，間隙1304 在圓筒1300的表面的“平面”之外，并且在漸縮結構的表面上引起凸脊、包塊、凹部(例如，向里彎而產生凹部等)，或者其它表面誤差。

在圖14A和14B中示出相切性對齊誤差的示例。圖14A顯示無誤差的漸縮結構1400(例如，平頂圓錐)的示例，而圖14B中的漸縮結構1400則包括相切性對齊誤差1402。相切性對齊誤差1402不必包括間隙，而是可包括待連結的片材表面1404與漸縮結構1400中的現有片材表面1406的對齊誤差。如圖14B中描繪的那樣，當表面失配時，發生此類誤差。換句話說，如果允許保留誤差且片材連結就位，則最終結構(例如，風力渦輪塔筒)看上去將是彎曲的，或者將具有凹部、突起等等。

可在連結位置附近測量間隙和對齊，目的是測量可位于連結上游的距離處，使得可在連結之前進行調節。測量方法可包括(但不限于)測量激光線掃描儀(在遵從間隙的自動焊接系統中使用類似的激光系統)、接觸傳感器(例如LVDT等等)、使用視頻攝像頭等的視覺系統等等。例如使用激光線掃描儀測量離連結較遠的一個邊緣的位置也是可行的。在這種情況下，可測量僅一個邊緣，而不測量間隙。

現在將描述外移系統的實施方式。大體上，可通過使已經形成的漸縮結構相對于軋輥但不相對于保持在彎曲裝置中(例如，三重軋輥)的連結片材平移和/或旋轉來校正間隙和失配。為了做到這一點，要么可操縱滾動和連結的漸縮結構，要么操縱滾動但未連結的片材。實現這一點的一種可行辦法可為將漸縮結構保持在外移系統中，外移系統在漸縮結構已經連結之后支承它，并且在彎曲裝置保持滾動但未連結的片材時使彎曲裝置平移和旋轉。實現這一點的另一種辦法可為使彎曲裝置不動，并且使用外移系統來操縱滾動且連結的漸縮結構。

外移系統可具有意于防止和/或校正本文論述的誤差的多個機構。在實施例中，外移系統具有至少兩個子系統——“機內”子系統和“機外”子系統。機內子系統可設置成接近彎曲裝置和連結元件。機外子系統可設置成接近正在形成的漸縮結構的端部，并且支承該端部。

圖15和16顯示外移系統的子系統的實施方式的總圖，其中圖15顯示機內子系統1500，并且圖16顯示機外子系統1600。

如圖15中顯示的那樣，機內子系統1500可支承正在形成的漸縮結構1502(例如，平頂圓錐)，這可防止三重軋輥1504必須支承其本身的重量。機內支承機構1506可具有可調高度，這可用來解決面外間隙誤差或相切性誤差。對于面外間隙誤差，機內系統1500和機外系統1600(在實施例中還可上下移動)可共同上下移動，從而使漸縮結構1502、1602的斜度保持基本相同，但改變面外間隙。對于相切性誤差，機內系統1500和機外系統1600可沿豎向相對于彼此移動，從而改變漸縮結構1502、1602的角度。

機內支承機構1506可包括支承件，諸如支承滾子1508等等(例如，墊子、滑動器、軸承、減震器等)。可通過控制(自動或手動)來定位支承滾子1508，或者它們可為被動的。支承件可包括減震器等，并且它們可圍繞豎向支承件上的樞轉點樞轉。支承滾子1508可允許漸縮結構1502相對于支承滾子1508輕易地旋轉。支承滾子1508可為圓柱形、球形(例如，因為漸縮結構1502的表面的方向相對于支承滾子1508的角度在漸縮結構1502直徑改變時改變，所以球形滾子可解決這個改變)等。支承件可設置在軸1510等上，其中軸1510可側向地移動(左和右)。另外，或者在備選方案中，支承件可設置在軌1512上，軌1512允許支承滾子1508等側向地移動。例如，軸1510可包括滾珠絲桿等等，其中支承滾子1508可沿著軌1512滑動且由滾珠絲桿定位。支承滾子1508沿著滾珠絲桿的位置可確定支承滾子1508的高度，并且因而確定漸縮結構1502的高度。這個自由度還可用來被動地調節正在形成的漸縮結構1502的位置變化。另外，或者在備選方案中，可用來被動地調節位置變化的自由度可用于在整體上使支承結構1506在軌1512上側向地移動。支承件可共同移動，以調節漸縮結構1502的位置，或者它們可相對于彼此移動，以適于漸縮結構1502的變化的直徑，以及/或者對漸縮結構1502施加力。支承件可為被動的，或者它們可包括一個或多個促動器等，以控制支承件的側向移動。促動器可用來通過使支承件相對于彼此移動來控制漸縮結構1502的水平和/或豎向位置(例如，在實施方式中，如果支承件接近彼此，漸縮結構1502則更高)。促動器還可用來或改為用來通過使支承件共同移動來控制漸縮結構1502的左/右位置。

如圖16中顯示的那樣，機外子系統1600可支承漸縮結構1602的端部1604，并且可包括用于解決間隙和對齊誤差的機構。在下面描述這些機構中的一些。

機外子系統1600的機外支承件1606可上下移動。這個(與機內系統1500的高度調節合作)可解決面外間隙誤差。這個移動還可用來解決相切性誤差——例如，當機內系統1500的高度保持固定時，調節機外支承件1606的高度可改變漸縮結構1502、1602的角度，使得它可對齊。

機外子系統1600的機外支承1606可側向地移動(垂直于圖16中顯示的軌道1608，即，左和右)。這個移動可用來校正面內間隙誤差。

機外子系統1600的機外支承件1606可用來使漸縮結構1602圍繞其軸線回轉或扭轉。這個扭轉是另一種修正面外誤差的方法，即，扭轉可用來“卷攏”或“松開”待連結的片材，從而改變其直徑且使其對齊。機外子系統1600還可主動地控制其在漸縮結構1602形成時行進遠離彎曲裝置。例如，另一個可行的自由度是控制機外拖車1610沿著軌道1608行進。這個控制可通過使漸縮結構1602朝彎曲裝置移動和移動遠離彎曲裝置(這可打開和封閉間隙)，來潛在地解決面內間隙。這個移動還可對漸縮結構1602提供力，力可為朝向彎曲裝置的推力或遠離彎曲裝置的拉力。拖車1610還可包括制動器，制動器可為主動控制制動器。而且，實施例可包括被動外移系統。本領域熟練技術人員將理解，機外子系統1600的構件可用來校正除了本文特別地提到的誤差之外的誤差。例如，提升和降低機外支承1606可校正面內誤差和面外誤差。另外，本文描述的其它系統的構件可用來校正除了本文特別地提到的誤差之外的誤差。

在實施例中，機外支承件1606如圖16中顯示的那樣設置成靠近漸縮結構1602的端部1604。但是，在其它實施例中，機外支承件可設置在其它位置(未顯示)，包括(但不限于)靠近漸縮結構的中心或者靠近漸縮結構的最接近彎曲裝置的端部。

機外支承件1606可包括豎向支承柱1612和水平支承臂1614，其中支承柱1612與拖車1610接合。在水平支承臂1614的端部處可存在圓錐接合機構1616，它包括用于支承漸縮結構1602和/或抓取漸縮結構1602的支承結構。

在實施方式中，圓錐接合機構1616鎖定到漸縮結構1602上，使得它可使漸縮結構1200移動和/或扭轉，而不與其外移。這可通過心軸或心軸狀結構實現，以及/或者使用夾鉗、螺栓、纜繩、夾子、聯接件、對接部、銷子、摩擦配合、夾條、鉤子、接頭、插銷、鎖、凸塊、銷、螺桿、滑塊、撳扭等來實現。例如，可提供抓取器，它從內側支承漸縮結構1602且允許其旋轉。可控制抓取器來鎖定漸縮結構1602，釋放漸縮結構1602，使漸縮結構1602旋轉等。

機外子系統1600可包括拖車1610，它允許機外子系統1600移動。拖車1610可包括輪子1618等，可沿著軌道1608等滑行。實施方式可僅包括輪子1618等，而無任何軌道(未顯示)。拖車1610還可包括或改為包括滑動器，它可沿著軌道滑動或者自由地滑動(即，在地板上)。滑動可包括用于減小滑動摩擦的機構，諸如低摩擦材料(例如特氟綸)、油脂、滾動的元件軸承、空氣軸承等。

現在將論述控制系統的另外的實施方式。

本文描述的用于形成漸縮結構的構建系統可包括能夠控制構建系統的一個或多個構件的控制系統。例如，控制系統可包括傳感器，或多個傳感器，傳感器提供關于構建系統和/或正在形成的漸縮結構的構件或多個構件的反饋。構建系統可包括一個或多個調節機構，調節機構可自動地定位構建系統和/或正在形成的漸縮結構的構件或多個構件。除非明確表示其它情況，或者根據本文清楚地了解到，如此文中所使用的那樣，調節材料胚件或調節漸縮結構應包括在構建漸縮結構的期間的任何階段(在漸縮結構形成之前、形成期間、形成之后)對材料作任何調節。自動定位可基于從傳感器獲得的反饋，和/或可基于用來形成期望漸縮結構的模型。例如，在包括三重軋輥的實施方式中，調節機構可自動地定位三重軋輥中的至少一個軋輥，以調節正在形成的漸縮結構的形狀。自動定位可允許基本連續地改變正在形成的結構的直徑，使得它漸縮。調節機構可包括本領域技術人員已知的任何手段，包括(無限制)液壓活塞、氣動活塞、伺服器、螺桿、促動器、齒條和小齒輪系統、纜繩和滑輪系統、凸輪、電磁驅動器、機器人臂、滾子、驅動器等等，或者能夠提供期望運動的前述或其它裝置的任何組合。

來自傳感器的反饋可提供給計算機和/或控制器，計算機和/或控制器然后可將信號發送到調節機構(或多個調節機構)，以自動地定位構建系統的構件，例如，三重軋輥中的一個軋輥。反饋可包括許多不同類型的反饋，包括(但不限于)下者中的一個或多個：構建系統的構件的位置(例如，三重軋輥中的一個軋輥，和/或三重軋輥中的至少兩個軋輥之間的距離，構建系統的構件相對于另一個構件和/或正在形成的漸縮結構的角度等等)、正在形成的漸縮結構的幾何數據(例如，直徑、曲率半徑、漸縮角度、面內焊縫間隙、面外焊縫間隙、邊緣位置、 漸縮結構的任何區段的“中心”與漸縮結構的軸線的距離等等)、力數據(例如，完成用于形成漸縮結構的機器的行動所需的力，包括(但不限于)封閉焊縫間隙，使漸縮結構變直以獲得相切性，調節多個軋輥中的至少一個的角度，移動多個軋輥中的至少一個，以及將材料胚件驅動到用于形成漸縮結構的機器中或通過機器)等。

控制系統可進一步包括用于形成漸縮結構的模型。模型可為數學和/或計算機模型。本文描述的模型可包括經驗模型(例如，純經驗模型)、基于查找表的模型、基礎概念的模型，或者這些模型的任何組合。模型輸出可基于理論或數學分析、經驗測量、擬合因素、其它因素和/或可影響機器運行的其它參數。模型可在機器運行期間計算結果。模型可包括之前計算的結果，已經存儲該結果，然后在機器運行期間訪問該結果。模型可包括構建系統的一個或多個構件的位置(例如，包括在三重軋輥中的軋輥的位置)。模型還可包括或改為包括正在形成的漸縮結構的幾何信息。幾何信息可包括漸縮結構相對于構建系統的一個或多個構件和/或相對彼此的坐標和/或特征的位置。模型可包括材料胚件的理想邊緣位置的模型，其中模型包括基于由邊緣位置傳感器提供的反饋的彎曲裝置和漸縮結構的位置。調節機構可構造成基于來自模型的輸出自動地定位構建系統的一個或多個構件(例如，三重軋輥的至少一個軋輥)。調節機構還可構造成基于來自傳感器和模型的反饋的組合，自動地定位構建系統的一個或多個構件。

調節機構或多個調節機構可構造成沿著傾斜路徑定位構建系統的一個或多個構件 (例如，三重軋輥中的至少一個軋輥)。調節機構或多個調節機構可構造成沿著彎曲路徑定位構建系統的一個或多個構件(例如，三重軋輥中的至少一個軋輥)。調節機構或多個調節機構可構造成定位構建系統的一個或多個構件的角度(例如，三重軋輥中的至少一個軋輥)。調節機構或多個調節機構可構造成以本文描述的任何方式或者對本領域普通技術人員合理地明顯的方式定位漸縮結構。

構建系統可包括三重軋輥，其中三重軋輥包括三個滾輪排，并且滾輪排包括多個單獨的滾輪，在實施方式中滾輪可包括滾子。調節機構可構造成調節滾輪排的角度。調節機構可構造成調節多個滾輪的角度。可能能夠使各個單獨的滾輪轉向，并且調節機構或多個調節機構可構造成進行該轉向。

調節機構可構造成獨立地定位三重軋輥的軋輥。例如，可存在多個調節機構，它們各個構造成定位三重軋輥的對應的軋輥。

實施方式可包括用于形成為漸縮結構的材料胚件，其中材料胚件饋送到用于形成漸縮結構的機器中，并且通過三重軋輥而形成為漸縮結構。調節機構可構造成自動調節至少一組滾輪的角度，以使材料胚件保持在用于形成為漸縮結構的恰當位置上。調節機構可構造成自動調節至少一組滾輪的角度，以補償材料胚件的滑動。

在實施方式中，進料系統將來自胚件材料源、成卷的胚件片材、成箱的胚件等的胚件材料接收到彎曲裝置。因而，進料系統和彎曲裝置共同可獲得材料胚件，并且使材料彎曲成期望形狀，期望形狀可為基本圓錐形，其半徑在其長度上改變。在實施方式中，彎曲裝置包括三重軋輥，其中三重軋輥包括至少三個滾輪排，滾輪排包括多個滾輪。三重軋輥的三個滾輪排可包括至少兩個底部滾輪排，其中底部滾輪排充當一個入口滾輪排，另一個則充當出口滾輪排。在實施方式中，入口和出口滾輪排能夠移動，以便控制正在形成的材料的形狀。控制正在形成的材料的形狀可通過控制正在形成的材料的直徑來實現。

實施方式的控制系統包括反饋，反饋可基于多個標準中的任何一個，或者標準的任何組合。例如，反饋可基于幾何數據。幾何數據可從正在形成的形狀獲得，正在形成的形狀可為漸縮結構(例如，圓錐)。幾何數據可包括(但不限于)直徑、曲率半徑、漸縮角度、焊縫間隙(可為在正在連結的材料的平面上的間隙或者在平面之外的間隙，或者兩者)，以及漸縮結構的一部分與漸縮結構的軸線的距離(可從任何部分的“中心”到軸線測量該距離)的測量值。可使用這些測量值中的任何一個，或者可使用這些測量值的任何其它組合作為控制系統的反饋。

反饋還可包括來自彎曲裝置的一個或多個構件的幾何數據，包括(但不限于)軋輥、滾子、滾輪排、滾輪、定位器、輪子、驅動系統等等。反饋還可包括來自本文描述的進料系統或外移系統的一個或多個構件的幾何數據，或者可根據本公開設想到。這個幾何數據還可包括不同構件之間的相關數據，例如，構件之間的距離、構件之間的角度等。

在實施方式中，反饋還可包括或改為包括力數據。力數據可從正在形成的形狀獲得，正在形成的形狀可為漸縮結構(例如，圓錐)。力數據還可包括或改為包括從構建系統的構件獲得的力數據。力數據的示例包括(但不限于)可能完成構建系統的用于形成漸縮結構的動作所需的力，諸如封閉焊縫間隙所需的力，使漸縮結構對于相切性變直所需的力，調節軋輥或軋輥的角度所需的力，移動軋輥或軋輥所需的力，將材料驅動到構建系統中或通過構建系統所需的力等。可使用任何一個或所有這些力，或者可使用這些力的任何其它組合作為控制系統的反饋。

在實施方式中，反饋數據由傳感器獲得。各種各樣的傳感器可有用地結合到本文描述的控制系統中，如將輕易地對本領域技術人員而言明顯的那樣。例如，傳感器可包括(但不限于)位置傳感器(例如，邊緣位置傳感器)、角度傳感器、位移傳感器、距離傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、光學傳感器、光傳感器、成像傳感器、壓力傳感器、力傳感器、扭矩傳感器、水平傳感器、重量傳感器、接近度傳感器、存在性(或缺乏性)傳感器、磁性傳感器、無線電傳感器、聲學傳感器、振動傳感器等。傳感器可包括角度傳感器或許多傳感器。

傳感器還可包括成像裝置和圖像處理電路，以捕捉正在形成的漸縮結構或構建系統的構件的圖像，并且分析圖像來評價正在形成的漸縮結構或構件構建系統的形狀、位置等。傳感器還可包括或改為包括至少一個視頻攝像頭。視頻攝像頭可大體捕捉構建系統和/或正在形成的漸縮結構的圖像。視頻攝像頭可通過網絡接口提供遠程視頻饋送，操作者可通過用戶接口獲得視頻饋送，用戶接口由例如遠程硬件(諸如服務器)保持，或者保持在網絡服務器提供的網頁內。

構建系統可包括檢測材料胚件沿著構建路徑(從進料系統到彎曲裝置，再到外移系統)的位置或系統的任何區域處的位置的傳感器。

傳感器還可包括更復雜的感測和處理系統或子系統，諸如使用光學技術 (例如，立體成像，或者來自運動成像的形狀)、結構化光技術，或者可從構建系統和/或漸縮結構中提取三維信息的任何其它適當的感測和處理硬件的三維掃描儀。另一方面，傳感器可包括機器視覺系統，它捕捉圖像和分析圖像內容，以獲得信息，例如，正在形成的漸縮結構的狀態。機器視覺系統可支持各種各樣的基于成像的自動檢查、過程控制和/或用于構建系統的機器引導功能，包括(無限制)通過/失敗決策、誤差檢測(和對應的可聽或可視警報)、形狀檢測、位置檢測、方位檢測、避免碰撞等等。

在實施例中，傳感器提供反饋，反饋包括正在形成的漸縮結構的半徑。然后構建系統可由控制系統控制，以對漸縮結構保持基本連續的半徑調節，以便形成基本圓錐形物體。換句話說，半徑調節可自動地控制，以便產生連續變化的直徑，像將對于漸縮形狀所做的那樣。

實施方式包括用于使漸縮圓錐滾動的可調節的三重軋輥排。實施方式包括基本連續地調節機器，這可包括在滾動過程期間調節三重軋輥排，以便基本連續地調節正在形成的漸縮結構的直徑。可通過移動軋輥來改變正在形成的漸縮結構的直徑，其中移動軋輥可為對于變化的直徑的反應。

實施例可包括控制滾輪本身的角度。用于形成漸縮結構的三重軋輥可包括滾輪排，滾輪排包括多個單獨的滾子或滾輪。這些滾輪排可代替傳統的軋輥彎曲過程中的滾子。在實施方式中可使單獨的滾輪的前進角度轉向，并且在實施方式中主動且連續地使滾輪轉向，因而對胚件運動提供連續控制。在實施方式中，滾輪還用來在材料傳送通過三重軋輥時使材料轉向。

可出于以下原因控制滾輪角度。三重軋輥(通過滾輪與材料/片材胚件對接)是用于控制進入的供給胚件和形成的漸縮結構的整體運動的手段之一。通過恰當地使滾輪轉向(單獨，或者與其它模塊結合起來)，進入的供給胚件執行用于使漸縮結構滾動的特定運動。

在實施例中，可轉向滾輪來控制焊縫間隙。在實施例中，可轉向滾輪來使胚件朝三重軋輥的喉部轉移或轉移遠離喉部，以在三重軋輥內保持恰當的片材位置。還可使滾輪轉向來補償側滑。

可用馬達、齒輪、齒條、凸輪、聯動機構、螺桿、鏈條、皮帶、液壓、氣動、磁性、手動的方式、摩擦驅動器、牽引驅動器、熱力等單獨地使這些滾輪組轉向。

成排的滾輪上的所有或一些滾輪可共同轉向，但通過獨立于各個滾輪的角度。特別地，在實施方式中，對于共同驅動的滾輪，各個單獨的滾輪角度對應于對于所有其它滾輪來說特定的但不相同的角度。可用馬達、齒輪、齒條、凸輪、聯動機構、螺桿、鏈條、皮帶、液壓、氣動、磁性、手動的方式、摩擦驅動器、牽引驅動器、熱力等使這些滾輪組轉向。

特定滾輪排上的所有或一些滾輪可一起轉向通過相同的角度。可用馬達、齒輪、齒條、凸輪、聯動機構、螺桿、鏈條、皮帶、液壓、氣動、磁性、手動的方式、摩擦驅動器、牽引驅動器、熱力等使這些滾輪組轉向。

在實施方式中，可使用上面描述的凸輪板來使特定滾輪排上的滾輪轉向。凸輪板可對于各個凸輪具有不同的輪廓，從而對各個滾輪產生不同的運動，或者對一個或多個凸輪產生相同輪廓，對對應的滾輪產生相同的轉向運動。凸輪板中的輪廓可對應于期望滾輪運動(基于模型)，以使特定圓錐滾動。或者，輪廓可對應于凸輪板位置和滾輪角度之間的允許控制系統調節滾輪角度的另一個關系，即，可存在線性關系(凸輪移動某個距離會使滾輪前進角度按比例變化)等

在實施方式中，進料定位系統、彎曲裝置定位系統和外移定位系統中的一個或全部可用來控制在邊緣連結時，胚件的兩個對應的邊緣之間的距離和角度。在實施方式中，形成和連結的漸縮結構在外移系統中保持固定，并且彎曲裝置以及保持在彎曲裝置中的胚件的一部分相對于形成和連結的結構而定位。彎曲裝置可相對于形成和連結的結構平移，以便封閉胚件的邊緣之間的面內間隙，使得它們可連結。彎曲裝置還可相對于形成和連結的結構旋轉，例如，以便封閉面外間隙和修正邊緣之間的相切性失配。

圖17顯示根據實施方式的用于調節焊縫間隙的方法的流程圖1700。

如步驟1702中顯示的那樣，方法可包括將材料胚件饋送到彎曲裝置中且通過彎曲裝置。饋送材料胚件可通過本文描述的任何手段實現，包括(無限制)進料系統，它可包括驅動軋輥和進料調節機構。彎曲裝置可包括三重軋輥。

如步驟1704中顯示的那樣，方法可包括檢測材料胚件的位置。這可包括檢測材料胚件的至少一個邊緣。檢測可由傳感器作出。另外或備選地，這個步驟可包括檢測進料系統或彎曲裝置的構件的位置。

如步驟1706中顯示的那樣，方法可包括確定位置是否表明不合需要的間隙狀況。這個步驟可包括將位置發送到間隙誤差控制器，其中控制器確定位置是否表明不合需要的間隙狀況。還可通過比較感測/檢測位置與已知理想位置來實現該確定，其中已知理想位置可為模型的一部分、已知測量值、預定值、來自系統或方法的之前的運行的位置。不合需要的間隙位置可為本文描述的任何誤差，例如，焊縫間隙的不一致性、角度對齊誤差、平面對齊誤差等。

如果檢測到不合需要的間隙位置，方法可前進到步驟1708，而如果未檢測到不合乎需要的間隙位置，則方法可跳到步驟1712。

如步驟1708中顯示的那樣，方法可包括將調節指令發送到間隙調節機構。調節指令可由控制器發送，例如，間隙誤差控制器。調節指令可包括系統的構件的位置(例如，進料系統或彎曲裝置)，材料胚件的位置、調節機構的位置或移動等。間隙調節機構可為本文描述的任何調節機構(或者它們的組合)，它可調節本文描述的系統的構件，包括(無限制)進料調節機構、驅動軋輥調節機構、滾輪轉向機構、外移調節機構等等。換句話說，調節指令可補償定位誤差。例如，定位誤差可包括在材料胚件中的焊縫間隙的不一致性，并且調節指令可包括定位材料胚件使得在焊接材料胚件的期間形成一致的焊縫間隙的指令。定位誤差可包括材料胚件的平面對齊誤差，并且調節指令可包括定位材料胚件使得材料胚件的邊緣在連結時基本鄰近材料胚件的相對的邊緣的指令。定位誤差可包括在材料胚件中檢測到的角度對齊誤差，并且調節指令可包括定位材料胚件使得在材料胚件連結時，材料胚件的邊緣基本平行于材料胚件的相對的邊緣的指令。

如步驟1710中顯示的那樣，方法可包括用間隙調節機構定位材料胚件。這個步驟可包括本文描述的任何定位構件、系統和方法。

如步驟1712中顯示的那樣，方法可包括使用連結元件來連結材料胚件。這可包括例如使用焊接機將材料胚件的對應的邊緣連結在一起。連結可包括在材料胚件滾過彎曲裝置時，或者在材料胚件滾過彎曲裝置且滾到外移系統中以在外移系統中形成漸縮結構之后，基本連續地連結材料胚件。

圖18顯示根據實施方式的控制系統1800的框圖。特別地，圖18顯示機器1802、計算機1804和控制器1808，機器1802可為用于形成漸縮結構的機器，計算機1804可包括模型1806。

機器1802可包括彎曲裝置1810、調節機構1812、連結元件1814、進料系統1816、外移系統1818和至少一個傳感器1820。

彎曲裝置1810可為本文描述的任何，例如，三重軋輥。三重軋輥可具有至少三個軋輥，包括至少一個彎曲軋輥和至少兩個導引軋輥。導引軋輥可包括滾輪排，滾輪排具有多個滾輪。

調節機構1812可為用于進行本文描述的調節的任何器件，并且其可適于調節機器1802的任何構件，例如，彎曲裝置1810的構件(例如，三重軋輥的一個或多個軋輥)。在包括三重軋輥的實施方式中，調節機構1812可構造成定位至少一個軋輥，其中正在形成的漸縮結構的直徑由軋輥的相對位置控制。調節機構1812可構造成使三重軋輥中的至少一個軋輥相對于軋輥中的另一個平移，而不改變軋輥的角度，以便基本連續調節正在形成的漸縮結構的直徑。調節機構1812還可包括或改為構造成定位至少一個軋輥相對于三重軋輥中的另一個軋輥的角度。調節機構1812可包括許多調節機構，例如，構造成定位三重軋輥中的對應的軋輥的一個調節機構。調節機構1822可構造成定位材料胚件，使得材料胚件圍繞漸縮結構的頂峰或漸縮結構的端部旋轉。

連結元件1814可為本文描述的任何，例如，焊接機。連結元件1814可為可控制和可移動的。

進料系統1816可包括其本身的調節機構1822(例如，進料調節機構，其構造成在材料胚件饋送到彎曲裝置中時定位材料胚件)，或者它可使用上面描述的調節機構1812。進料系統1816可包括本文描述的任何構件，例如，驅動軋輥。進料系統1816還可包括至少一個邊緣滾子1824，其構造成約束饋送到彎曲裝置1810中或饋送通過彎曲裝置1810的材料胚件的邊緣的位置，其中調節機構1822構造成定位邊緣滾子1824。

外移系統1818可包括其本身的調節機構1826，或者可使用上面描述的調節機構1812。外移系統1818可包括本文描述的任何構件，例如，與機內子系統1828和機外子系統1830相關聯的任何構件。

傳感器1820可為本文描述的任何傳感器，并且傳感器1820可為機器1802的一部分或獨立構件。傳感器1820可對控制器1808提供反饋，控制器1808可使用反饋將控制信號發送到機器1802的構件。反饋可包括正在形成的漸縮結構的幾何數據，其中幾何數據包括(無限制)直徑、曲率半徑、漸縮角度、焊縫間隙、漸縮結構的一部分與漸縮結構的軸線的距離等。反饋還可包括或改為包括力數據，包括(無限制)完成行動所需的力，行動包括下者中的至少一個：封閉焊縫間隙，使漸縮結構伸直以實現相切性，調節三重軋輥中的一個軋輥的角度，移動軋輥，以及將材料胚件驅動到用于形成漸縮結構的機器中或者驅動材料胚件通過用于形成漸縮結構的機器。

模型1806可為本文描述的任何模型，并且模型1806可設置在計算機1804上或者由計算機1804實現。備選地，模型1806可存儲在控制器1808或與控制器1808相關聯的處理器上或者由它們實現。模型1806可將信息發送到控制器1808，控制器1808可使用信息將控制信號發送到機器1802的構件。模型1806可大體包括用于形成漸縮結構的模型，包括(無限制)，用于實現期望漸縮結構直徑的三重軋輥的軋輥的相對位置、在材料胚件饋送到用于形成漸縮結構的機器中或饋送通過用于形成漸縮結構的機器時材料胚件的相對位置等。

控制器1808可基于僅來自傳感器1820的反饋、僅來自模型1806的信息、來自不止一個傳感器或模型的信息，或者它們的任何組合，將控制信號發送到機器1802的一個或多個構件。控制器1808可構造成接收來自傳感器1820的反饋。控制器1808還可構造成將基于反饋的控制信號發送到系統1800的任何構件，例如，用于定位機器1802的構件或正在形成為漸縮結構的材料胚件的調節機構1812、1822、1826。

控制器1808可電聯接或以別的方式聯接成與系統1800的一個或多個構件成通信關系。控制器1808可包括適合控制本文描述的系統1800的多種構件的軟件和/或處理電路的任何組合，包括(無限制)微處理器、微控制器、特定用途集成電路、可編程門陣列和任何其它數字和/或模擬構件以及前述的組合，以及用于收發控制信號、功率信號、傳感器信號等的輸入和輸出。一方面，這可包括直接且在物理上與系統1800的構件相關聯的電路，諸如處理器。另一方面，這可為例如可通過有線或無線連接與個人計算機或聯接到系統1800的構件上的其它計算裝置相關聯的處理器。類似地，本文描述的多種功能可分配在控制器、處理器和單獨的計算機之間。所有這樣的計算裝置和環境都意于落在本文使用的用語“控制器”或“處理器”的含義內，除非明確提供了不同的含義，或者根據上下文清楚了解到別的含義。

圖19顯示用于控制漸縮結構的形成的方法1900。

如步驟1902中顯示的那樣，方法1900可包括用用于形成漸縮結構的系統上的傳感器感測屬性。屬性可為正在形成的漸縮結構的幾何屬性，用于形成漸縮結構的系統的幾何屬性、正在形成的漸縮結構的力屬性、用于形成漸縮結構的系統的力屬性等，或者它們的任何組合。傳感器可包括本文描述的或者本領域技術人員已知的任何傳感器。

用于形成漸縮結構的系統可包括彎曲裝置，彎曲裝置可為三重軋輥，三重軋輥具有至少三個軋輥，包括至少一個彎曲軋輥和至少兩個導引軋輥，其中導引軋輥包括滾輪排，滾輪排具有多個滾輪。用于形成漸縮結構的系統可進一步包括調節機構，它構造成定位至少一個軋輥，其中正在形成的漸縮結構的直徑由軋輥的相對位置控制。用于形成漸縮結構的系統可進一步包括連結元件，以在材料胚件滾過彎曲裝置(例如，三重軋輥)時將材料胚件的邊緣連結在一起，以形成漸縮結構。

如步驟1904中顯示的那樣，方法1900可包括將來自傳感器的反饋發送到控制器。反饋可基于上面論述的感測屬性。控制器可為本文論述的任何控制器或本領域技術人員已知的其它控制器。控制器可在系統的遠處或者與系統成一體。反饋可通過傳感器信號發送到控制器，并且可在控制器或另一個位置/裝置處處理/分析反饋。

如步驟1906中顯示的那樣，方法1900可包括將調節指令發送到調節機構。調節指令可發送自控制器，或者發送自系統的另一個構件。調節指令可基于反饋。調節機構可為本文論述的任何調節機構，即，能夠調節材料胚件的位置(包括形成之前、形成期間和形成之后的漸縮結構)，和/或用于形成漸縮結構的系統/機器的構件。

如步驟1908中顯示的那樣，方法1900可包括調節軋輥的位置。這可包括基于調節指令用調節機構來調節三重軋輥的至少一個軋輥的位置，或者彎曲裝置的任何構件。

圖20顯示用于控制漸縮結構的形成的方法2000。

如步驟2002中顯示的那樣，方法2000可包括用用于形成漸縮結構的系統上的傳感器感測材料胚件的位置。材料胚件可為用于形成漸縮結構或漸縮結構本身的胚件(包括形成之前、形成期間和形成之后的漸縮結構)。

用于形成漸縮結構的系統可類似于本文例如參照圖19描述的，而且也可包括或改為包括進料調節機構，其構造成在材料胚件饋送到至少一個軋輥中時定位材料胚件，材料胚件在滾動通過彎曲裝置時形成漸縮結構。進料調節機構可包括用于調節進料系統的任何構件(包括材料胚件)或者用于移動系統的另一個構件從而在材料胚件饋送到彎曲裝置中時定位材料胚件的任何器件。

如步驟2004中顯示的那樣，方法2000可包括將來自傳感器的反饋發送到控制器。反饋可基于材料胚件的位置。

如步驟2006中顯示的那樣，方法2000可包括將調節指令發送到進料調節機構。調節指令可發送自控制器，或者發送自系統的另一個構件。調節指令可基于反饋。

如步驟2008中顯示的那樣，方法2000可包括調節材料胚件的位置。這可包括在材料胚件饋送到系統中或通過系統時調節材料胚件的位置，以基于調節指令來形成漸縮結構。

圖21顯示用于控制漸縮結構的形成的方法2100。

如步驟2102中顯示的那樣，方法2100可包括用邊緣位置傳感器感測材料胚件的邊緣的位置。材料胚件可為用于形成漸縮結構的胚件或漸縮結構本身(包括在形成之前、形成期間和形成之后的漸縮結構)。用于形成漸縮結構的系統可包括滾動組件、連結元件、外移系統和調節機構。

如步驟2104中顯示的那樣，方法2100可包括將來自邊緣位置傳感器的反饋發送到控制器。反饋可基于材料胚件的邊緣的位置。

如步驟2106中顯示的那樣，方法2100可包括將調節指令發送到調節機構。調節指令可發送自控制器，或者發送自系統的另一個構件。調節指令可基于反饋。

如步驟2108中顯示的那樣，方法2100可包括調節漸縮結構的位置(例如在形成之前、形成期間或形成之后)。這可包括使用調節機構基于調節指令來調節漸縮結構相對于滾動組件的位置，例如在材料胚件已經通過滾動組件之后。

圖22顯示用于形成漸縮結構的方法2200。

如步驟2202中顯示的那樣，方法2200可包括用傳感器感測傳感器數據。傳感器數據可包括下者中的至少一個：正在形成的漸縮結構的幾何屬性、機器構件的幾何屬性、正在形成的漸縮結構的力屬性、機器構件的力屬性、材料胚件的位置、機器構件位置、材料胚件中的焊縫間隙的不一致性、材料胚件中的平面對齊誤差，以及材料胚件的角度對齊誤差。感測可在顯示的方法2200期間的任何步驟進行，并且都可基于傳感器數據在任何步驟作出調節。

如步驟2204中顯示的那樣，方法2200可包括將來自傳感器的反饋發送到控制器。反饋可基于傳感器數據。

如步驟2206中顯示的那樣，方法2200可包括將調節指令發送到調節機構。調節指令可發送自控制器，或者發送自系統的另一個構件。調節指令可基于反饋。

如步驟2208中顯示那樣，方法2200可包括使用調節機構基于調節指令來調節材料胚件的位置。調節材料胚件的位置可包括調節機構定位下者中的至少一個：進料系統、至少三個軋輥、外移系統和正在形成的漸縮結構。

如步驟2210中顯示的那樣，方法2200可包括用進料系統驅動材料胚件。進料系統可為本文描述的任何進料系統。

如步驟2212中顯示的那樣，方法2200可包括饋送材料胚件通過滾動組件。滾動組件可為本文描述的任一個，例如，三重軋輥，其包括至少三個軋輥，其具有至少一個彎曲軋輥和至少兩個導引軋輥。導引軋輥可包括具有多個滾輪的滾輪排。

如步驟2214中顯示的那樣，方法2200可包括在材料胚件滾動通過滾動組件時將材料胚件的邊緣連結在一起而形成漸縮結構。連結可利用本文描述的連結元件。

如步驟2216中顯示的那樣，方法2200可包括用外移系統將材料胚件導引出滾動組件。外移系統可為本文描述的任何外移系統。

本文描述的控制系統包括涉及整個構建系統或其一部分的控制系統，包括(無限制)進料系統、彎曲裝置、連結元件和外移系統。如本公開中使用，“控制系統”應表示用于任何和所有前面提到的系統或其組合的控制系統，除非明確需要特定構件/機器，或者根據上下文清楚地了解到其它情況。

在前述中，用語“機器”和“構件”指的是上面描述的構建系統的元件或元件組合，除非本文另有陳述，或者根據上下文清楚地了解到其它情況。這些用語在總體上也可表示構建系統。

以上控制系統、裝置、方法、過程等可在適合如本文描述的那樣控制、獲取數據和處理數據的硬件、軟件或這些的任何組合中實現。這包括在一個或多個微處理器、微控制器、嵌入式微控制器、可編程數字信號處理器或其它可編程裝置或處理電路，以及內部和/或外部存儲器中實現。這還可包括或改為包括一個或多個特定用途集成電路、可編程門陣列、可編程陣列邏輯構件，或者可配置成處理電子信號的任何其它裝置或裝置。將進一步理解的是，上面描述的過程或裝置的實現可包括使用結構化編程語言(諸如C)、面向對象的編程語言(諸如C++)，或者任何其它高級或低級編程語言(包括匯編語言、硬件描述語言和數據庫編程語言和技術)建立的計算機可執行代碼，高級或低級編程語言可存儲、編譯或解釋，以在以上裝置之一以及處理器的不同組合、處理器架構或者不同的硬件和軟件的組合上運行。同時，處理可分布在裝置上，諸如上面描述的多種系統，或者所有功能性都可結合到專用的獨立裝置中。所有這樣的排列和組合都意于落在本公開的范圍內。

本文公開的實施例可包括計算機程序產品，其包括計算機可執行代碼或計算機可用代碼，當在一個或多個計算裝置上執行時，代碼執行上面描述的控制系統的任何和/或所有步驟。代碼可按非暫時性的方式存儲在計算機存儲器中，計算機存儲器可為程序從其執行的存儲器(諸如與處理器相關聯的隨機存取存儲器)，或者存儲裝置，諸如磁盤驅動器、閃存或任何其它光學、電磁、磁性、紅外或其它裝置或者裝置的組合。在另一方面，上面描述的任何控制系統都可在攜帶計算機可執行代碼的任何適當的傳輸或傳播介質和/或它們的任何輸入或輸出中體現。

將理解的是，以示例而非限制的方式闡述上面描述的方法和系統。許多變型、添加、省略和其它修改對本領域普通技術人員將是明顯的。另外，方法步驟在以上描述和圖中的順序或介紹不意于要求方法按這個順序執行所敘述的步驟，除非清楚地要求特定順序，或者根據上下文，明確了解到特定順序。

本文描述的本發明(一個或多個)的方法步驟的含義意于包括使得一個或多個其它團體或實體與所附權利要求的可專利性一致地執行步驟的任何適當的方法，除非清楚地提供了不同的含義，或者根據上下文，明確了解到有不同的含義。這樣的團體或實體不必受任何其它團體或實體的指導或控制，而且不必受特定管轄。

本文描述了用于構建漸縮結構的系統、方法和裝置及其控制系統和方法。將理解的是，雖然本文的示例性實施例強調漸縮結構的構建及其控制，但本發明的原理可適合其它制造過程。可適合使用本文描述的系統、方法和裝置的所有這樣的變型都意于落在本公開的范圍內。

還可包括控制系統的其它構件，諸如輸入裝置，包括鍵盤、觸摸墊、鼠標、開關、號盤、按鍵等，以及輸出裝置，諸如顯示器、喇叭或其它音頻變頻器、發光二極管等。其它硬件還可包括或改為包括多種各樣的電纜連接和/或硬件適配器，以連接到例如外部計算機、外部硬件、外部儀器或數據獲取系統等。

控制系統可包括網絡接口，或者連接成與網絡接口成通信關系。網絡接口可包括適合通過數據網絡按通信關系將控制系統和構建系統聯接到遠程計算機內的硬件和軟件的任何組合。以示例而非限制的方式，這可包括用于根據IEEE 802.11標準(或者它們的任何變型)運行的有線或無線以太網連接的電子器件，或者任何其它小范圍或大范圍無線網絡構件等。這個可包括用于小范圍數據通信的硬件，諸如藍牙或紅外發收器，其可用來聯接到局域網等，局域網又聯接到諸如互聯網的數據網絡。這也可包括或改為包括用于WiMax連接或蜂窩網絡連接(使用例如CDMA、GSM、LTE或任何其它適當的協議或協議組合)的硬件/軟件。一貫地，控制系統可構造成控制構建系統在與網絡接口連接的任何網絡中的參與。

在前述內容中，已經描述了涉及多種構件的相對運動的多種任務。但認識到，不同的設計約束或其它實際考量可要求某些構件保持固定(相對于地面)或者僅經歷最小運動。例如，構建系統可設計成使得以下構件中的任何一個或多個相對于地面保持固定：胚件材料源、進給系統的任何期望構件、彎曲裝置的任何期望構件、焊接機的任何期望構件、外移系統的任何期望構件、正在構建的漸縮結構的頂峰/頂部/端部等。類似地，系統可設計成使得以上構件相對于地面(或者，除以上提到的之外，相對于彼此)不保持固定。在一些實施方式中，最重且最難移動的構件相對于地面保持固定。在一些實施方式中，選擇構件的相對運動，以最佳地減小損傷系統附近的東西的風險。在一些實施方式中，選擇構件的相對運動，以在總體上最大程度地增加系統的預期壽命或者一個或多個構件的預期壽命。

雖然已經顯示和描述了特定實施例，但對本領域技術人員明顯的將是，可對形式和細節作出多種改變和修改，而不偏離本公開的精神和范圍，并且意于形成由權利要求限定的本發明的一部分，在法律允許的最寬泛意義上釋放權利要求。