DE60126742T2

DE60126742T2 - Flexibles fertigungssystem

Info

Publication number: DE60126742T2
Application number: DE60126742T
Authority: DE
Inventors: Bardina Vincent Bardina Cincinnati LIU; Bardina Donald Louis Loveland WIRES; Bardina Michael Joseph Cincinnati LAMPING; Bardina Albert Michael Fairfield FISCHER; Bardina Gary Lee Fairfield MILLER
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 2000-02-02
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2007-10-25
Anticipated expiration: 2021-02-01
Also published as: EP1251813B1; DE60126742D1; CA2397117C; AU2001234698A1; EP1251813A1; JP2003521771A; CA2397117A1; WO2001056523A1; JP4932115B2; ES2282236T3; US20030004594A1; MXPA02007384A; US6990715B2; ATE354334T1

Description

ANMELDUNGSANGABEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität unter Titel 35, United States Code 119(e) aus der vorläufigen Anmeldung Serial No. 60/179,895, eingereicht am 2. Februar 2000.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein flexibles Fertigungssystem. Genauer betrifft die Erfindung ein flexibles Fertigungssystem, das eine effiziente Produktentwicklung und Anlagenänderungen ermöglicht, um Änderungen im Produktdesign zu ermöglichen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Einwegprodukte und langlebige Produkte, wie Windeln, Inkontinenzartikel für Erwachsene, Monatshygienetampons für Frauen, Monatsbinden, Verbände, Unterhosen, Hemden, Shorts, Badeanzüge, Kittel, Hosen, Mäntel, Handschuhe, Schals, chirurgische Tücher, Lätzchen, Decken, Tücher, Kopfkissenbezüge, Wischgeräte usw. können in Hochgeschwindigkeits-Umarbeitungsstraßen hergestellt werden. Eine Umarbeitungsstraße nutzt einen Träger auf Basis einer Bahn, auf dem viele Ausgangsstoffe, ob als kontinuierliche Bahn oder in einzelnen Stücken, verarbeitet und/oder an der Bahn befestigt werden, um ein fertiges Produkt zu erzeugen.
Obwohl eine Umarbeitungsstraße eine Hochgeschwindigkeits-Produktion erlauben kann, sind typische Umarbeitungsstraßen unflexibel, so dass Änderungen der Umarbeitungsstraße zeitaufwändig und teuer sind. Produktentwicklung und Implementierung von Produktweiterentwicklungen erfordern in der Regel ausgedehnte Prüf- und Konstruktionsbemühungen. Eine Produktweiterentwicklung kann beispielsweise die folgenden Schritte erfordern: Erstellen von manuell oder handgefertigten Produkten, die die Weiterentwicklung beinhalten, um die Idee zu testen und die Verbraucherakzeptanz solch einer Weiterentwicklung zu bestimmen, Erstellen einer maschinellen Produktionseinheit, die die Produktweiterentwicklung und/oder das ganze Produkt, welches die Weiterentwicklung beinhaltet, fertigen kann, um die Produktions- und Verarbeitungsmöglichkeiten zu bestimmen, Erstellen eines Hochgeschwindigkeits-Prüfstands, der die Produktweiterentwicklung isoliert bei hohen Geschwindigkeiten fertigen kann, um die Möglichkeit einer Hochgeschwindigkeitsfertigung zu testen; Erstellen einer Prototypstraße, die in der Lage ist, vollständige Prototypenprodukte bei hoher Geschwindigkeit herzustellen, Umbauen einer Hochgeschwindigkeits-Produktionsstraße, um die Verfahrensänderungen umzusetzen, die für die die Produktweiterentwicklung notwendig sind, und Prüfen und Ausprüfen der Produktionsstraße. Diese Anstrengungen können teuer und zeitaufwändig sein, besonders dann, wenn die Umbau-, Prüf- und Fehlerfindungsschritte zum Stillstand einer Hochgeschwindigkeits-Produktionsstraße führen. Wenn die Produktweiterentwicklung dann auf einer Vielzahl von Produktionsstraßen verwirklicht wird, kann sich der Zeit- und Kostenaufwand, der für die Umsetzung selbst geringer Änderungen in jeder einzelnen Straße erforderlich ist, dramatisch erhöhen. Häufig stellt der erforderliche Zeit- und Geldaufwand ein nicht zu überwindendes Hindernis dar, und sehr wünschenswerte Produktweiterentwicklungen können verzögert werden oder sogar ausfallen.
Es wurden Versuche unternommen, die Flexibilität einer Umarbeitungsstraße zu erhöhen. Das US-Patent Nr. 5,383,988 mit dem Titel „Modular Apparatus for Fabricating an Absorbent Article", erteilt an Thomas R. Herrmann et al. am 24. Januar 1995, und das US-Patent Nr. 5,492,591 mit dem Titel „Modular Apparatus for Fabricating an Absorbent Article", erteilt an Thomas R. Herrmann et al. am 20. Februar 1996, beschreiben beispielsweise ein System zur Herstellung von Absorptionsartikeln, das eine lineare Anordnung von im Wesentlichen identischen Rahmenmodulen einschließt, die aneinander gefügt sind. Eine Vielzahl von im Wesent lichen identischen, abnehmbaren Panels, die Arbeitsgeräte tragen, sind auf einer Seite der Module montiert. Die Entgegenhaltungen von Herrmann beschreiben, dass das Montieren von Arbeitsgeräten an den abnehmbaren Panels die schnelle Installation, Wartung, Einstellung der Arbeitsgeräte erleichtert und eine bequeme Überwachung der Arbeitsweise dieser Geräte ermöglicht.
Ein weiterer Versuch, die Flexibilität einer Umarbeitungsstraße zu erhöhen, ist im US-Patent Nr. 5,868,899 mit dem Titel „Process Line for the Production of Absorbent Disposable Products", erteilt an Dag H. Gundersen am 9. Februar 1999, offenbart, welches eine Umarbeitungsstraße zum Herstellen von Einwegabsorptionsartikeln beschreibt, in der abnehmbare rechteckige Trägerplatten, die Arbeitsgeräte tragen, an vertikalen und horizontalen Streben befestigt sind. Die Streben werden hintereinander in einem Rahmen auf derselben Seite eines Förderbands und parallel zur Förderbandbewegung befestigt. Die Entgegenhaltung von Gundersen beschreibt, dass die Arbeitsgeräte in der Umarbeitungsstraße durch Abnehmen, Austauschen oder Einfügen der Trägerplatte in den oder aus dem Rahmen aus vertikalen und horizontalen Streben abgenommen, ausgetauscht oder eingefügt werden können.
Obwohl diese Anstrengungen einen schnelleren physischen Aufbau oder Umbau einer Umarbeitungsstraße ermöglichen, sobald das Fertigungsverfahren für ein neu entwickeltes Produkt im unabhängigen Betrieb entwickelt wurde, sind immer noch die Schritte des Aufbaus einer maschinellen Produktionseinheit, welche die Produktweiterentwicklung und/oder das ganze Produkt, welches die Weiterentwicklung beinhaltet, fertigen kann, um die Produktions- und Verarbeitungsmöglichkeiten zu bestimmen, des Aufbaus eines Hochgeschwindigkeits-Prüfstands, der die Produktweiterentwicklung isoliert bei hoher Geschwindigkeit fertigen kann, um die Möglichkeit einer Hochgeschwindigkeitsfertigung zu prüfen, und des Aufbaus einer Prototypstraße, die in der Lage ist, vollständige Prototypenprodukte bei hoher Geschwindigkeit herzustellen, erfor derlich. Die in den Entgegenhaltungen von Herrmann und Gundersen offenbarten Anlagen benötigen außerdem nach ihrem Aufbau immer noch einen erheblichen Zeitaufwand zum Prüfen und zur Fehlersuche, bevor die Anlage zur Fertigung von Produkten verwendet werden kann. Somit wird ein Verfahren gewünscht, das eine schnellere Produkt- und Prozessentwicklung ermöglicht. Das Minimieren von Stillstandzeiten aufgrund des Prüfens und der Fehlersuche in einer Produktions-Umarbeitungsstraße nach Auf- oder Umbau ist ebenfalls wünschenswert.
Ferner kann eine typische Produktweiterentwicklung auf das Produkt abzielen und beinhaltet die Veränderung eines oder mehrerer spezieller Produktmerkmale. In einer Einwegwindel kann eine Produktweiterentwicklung beispielsweise darin bestehen, dass ein mehrschichtiger Rückenflügel dehnbar gemacht wird. Auf einer typischen Windel-Umarbeitungsstraße kann jede Schicht, die am Ende einen Teil des Rückenflügels bildet, in die Straße eingeführt werden, an verschiedenen Punkten entlang der Straße bearbeitet werden, mit anderen kombiniert werden und an einer Trägerbahn befestigt werden. Verschiedene andere Arbeitsabläufe, die andere Teile der fertigen Einwegwindel bilden, können physisch zwischen diese Arbeitsabläufe eingeschoben sein. Somit sind die Arbeitsabläufe, die ein bestimmtes Merkmal der Einwegwindel erzeugen, wie einen mehrschichtigen Rückenflügel, an verschiedenen Orten über der Umarbeitungsstraße angeordnet. Eine Produktweiterentwicklung, die beispielsweise den Rückenflügel dehnbar macht, kann Änderungen mehrerer Arbeitsabläufe mit sich bringen, die über die Umarbeitungsstraße verteilt sind.
Darüber hinaus kann die Steuerprogrammierung, die jeden Arbeitsablauf zur Erzeugung des speziellen Merkmals des Einwegprodukts steuert, über den Code für die gesamte Umarbeitungsstraße verteilt sein. Die Änderung des Steuercodes für die spezielle Weiterentwicklung kann häufig die Durchführung von Änderungen in vielen verschiedenen Sektionen des Codes, der spezielle Arbeitsabläufe steuert, die das spezielle geänderte Produktmerkmal bilden, beinhalten. Änderungen verschiedener Arbeitsabläufe, die zwischen Arbeitsabläufe eingeschoben sind, die nicht mit der Produktweiterentwicklung in Verbindung stehen, können auch Änderungen der Steuerprogrammierung erfordern, die jegliche Synchronisierung zwischen jedem dieser Arbeitsabläufe handhabt.
Die Änderung spezieller Arbeitsabläufe an verschiedenen physischen Orten über der Anlage ebenso wie die Ermittlung und Änderung von Code-Sektionen, die diese Arbeitsabläufe steuern, in einem Programm, das die gesamte Umarbeitungsstraße steuert, kann zeitaufwändig sein, kann zu einer ineffizienten Problemlösung führen und kann zu teuren Standzeiten einer Hochgeschwindigkeits-Produktionsstraße führen. Dagegen kann jedoch das Zusammenfassen der physischen Arbeitsabläufe, die ein bestimmtes Merkmal bilden, und/oder das Zusammenfassen der Softwarecode-Sektionen, die die Steuerung der Bildung des speziellen Produktmerkmals steuern, zu Wirkungen führen, die sowohl die Entwicklungszeit als auch die Änderungszeit zur Entwicklung und Implementierung einer Produktweiterentwicklung verkürzen. Diese Wirkungen können eine schnellere Innovation und schnellere, häufigere und weniger teure Produktweiterentwicklungen zur Folge haben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung umfasst ein flexibles Fertigungssystem mit einem Steuersystem und einer physischen Anordnung, die effiziente Anlagenveränderungen zur Bewältigung von Änderungen des Produktdesigns ermöglicht. Das flexible Fertigungssystem schließt mindestens eine „Merkmalssektion" ein. Jede Merkmalssektion schließt alle Bearbeitungseinheiten ein, die benötigt werden, um ein bestimmtes Produktmerkmal zu erzeugen. Die Bearbeitungseinheiten der Merkmalssektion können jeweils gemeinsam physisch in einem Abschnitt der Umarbeitungsstraße angeordnet sein. Die Merkmalssektion kann auch mindestens eine eigene Steuerroutine aufweisen, die zusammen mit den anderen die Arbeits abläufe in im Wesentlichen jeder Bearbeitungseinheit im Merkmalsabschnitt steuert.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Merkmalssektion ein Modul oder mehrere Module einschließen, das bzw. die alle oder im Wesentlichen alle Bearbeitungseinheiten für diese Merkmalssektion einschließt bzw. einschließen. In einer weiteren Ausführungsform kann es sich bei den Modulen um Standardmodule handeln, die so konfiguriert sein können, dass sie verschiedene Arten von Bearbeitungseinheiten unterstützen. Die Bearbeitungseinheiten einer Merkmalssektion können in einem oder mehreren Modulen gruppiert sein, die gemeinsam in der Umarbeitungsstraße angeordnet werden können und gemeinsam gesteuert werden können.
Eines oder mehrere Module können im eigenständigen Betrieb off-line arbeiten, wie bei einem Prüfstand, der eines oder mehrere Module und einen oder mehrere lokale Controller einschließt, die getestet, angepasst oder modifiziert werden können, um Produktentwicklungsarbeiten durchzuführen. In einer speziellen Ausführungsform kann das eine Modul oder können die mehreren Module eine oder mehrere Merkmalssektionen umfassen, die jeweils ihren eigenen lokalen Merkmals-Controller aufweisen. Die mindestens eine Merkmalssektion kann off-line arbeiten, so dass die Gesamtheit oder ein Teil der Bearbeitungseinheiten, aus denen die Merkmalssektion besteht, getestet, angepasst oder modifiziert werden kann, bis ein geeignetes Verfahren zur Bildung eines neuen Produktmerkmals entwickelt wurde. Sobald ein Verfahren zur Bildung einer Produktweiterentwicklung off-line entwickelt wurde, kann das Modul oder können die Module, die eine neu entwickelte Merkmalssektion umfassen, in eine Umarbeitungsstraße eingeführt werden, oder ein oder mehrere Module, die bereits in der Umarbeitungsstraße sind, können durch das Modul oder die Module, welche die neu entwickelte Merkmalssektion umfassen, ersetzt werden.
In einer alternativen Ausführungsform kann die Merkmalssektion einen Teil einer herkömmlichen Umarbeitungsstraße oder einer Umarbeitungsstraße wie derjenigen, die in der Schrift von Herrmann und Gundersen beschrieben ist, umfassen. In jedem Fall werden alle oder im Wesentlichen alle Bearbeitungseinheiten für diese Merkmalssektion vorzugsweise gemeinsam gesteuert und physisch in einer Region der Umarbeitungsstraße angeordnet. In dieser Ausführungsform kann ein Prüfstand, der im Wesentlichen jede der Bearbeitungseinheiten einschließt, aus denen die Merkmalssektion besteht, so entwickelt werden, dass nicht nur die Arbeitsweise jeder einzelnen Bearbeitungseinheit oder nur einiger weniger Bearbeitungseinheiten analysiert, angepasst und modifiziert werden kann, sondern die Interaktionen zwischen jeder der Bearbeitungseinheiten für die spezielle Merkmalssektion analysiert, angepasst und modifiziert werden können. Auf diese Weise kann ein kompletter Prototyp des Produktmerkmals im Prüfstand zusammengestellt werden.
Das flexible Fertigungssystem der vorliegenden Erfindung schließt auch ein Verfahren zur Synchronisierung der Arbeitsabläufe in der Merkmalssektion mit dem Rest der Umarbeitungsstraße ein. In einer Ausführungsform kann das flexible Umarbeitungssystem auch einen zentralen Rechner oder einen lokalen Controller einschließen, der die Arbeitsweise des Merkmalsabschnitts mit den übrigen Teilen der Umarbeitungsstraße synchronisiert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Obwohl die Beschreibung mit Ansprüchen schließt, welche den Gegenstand, der als die vorliegende Erfindung betrachtet wird, besonders herausstellen und deutlich beanspruchen, wird angenommen, dass die Erfindung anhand der folgenden Zeichnung besser verstanden wird, wobei:
1 eine vereinfachte perspektivische Ansicht einer Rahmenkonstruktion eines Moduls der vorliegenden Erfindung ist.
2 eine vergrößerte Schnittdarstellung einer Basis des in 1 dargestellten Modulrahmens ist.
3 eine vereinfachte perspektivische Ansicht zweier benachbarter Modulrahmen, die aneinander befestigt werden sollen, und eine perspektivische Explosionsansicht von Beschlägen zum Befestigen von zwei benachbarten Modulrahmen ist.
4 eine perspektivische Explosionsansicht der Beschläge zum Befestigen der beiden in 3 dargestellten benachbarten Modulrahmen ist.
5 eine vergrößerte perspektivische Darstellung von einem in 4 dargestellten Backenpaar ist.
6 eine vereinfachte perspektivische Darstellung von zwei in Beispiel 3 dargestellten benachbarten Modulrahmen ist, die aneinander befestigt sind.
7 eine vereinfachte Vorderansicht von der Seite einer Bedienperson eines der Module der vorliegenden Erfindung einschließlich von Bearbeitungseinheiten ist.
8 eine vereinfachte Seitenansicht des in 7 dargestellten Moduls ist.
9 eine vereinfachte Rückansicht von der Antriebsseite des in 7 und 8 dargestellten Moduls ist.
10 eine vereinfachte Draufsicht auf das in 7–9 dargestellte Modul ist.
11 eine vereinfachte perspektivische Darstellung eines Hubmechanismus der vorliegenden Erfindung mit einer teilweise weggeschnittenen vorderen Ecke ist.
12 eine vereinfachte Darstellung eines Verteilers ist, der über Druckluftleitungen mit vier Hubmechanismen verbunden ist.
13 eine perspektivische Darstellung einer Verkleidung für ein Geräuschunterdrückungssystem ist, welche die Bedienpersonenseite eines Modulrahmens der vorliegenden Erfindung umschließt.
14 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer angehobenen Dachverkleidung ist.
15 eine antriebsseitige Rückansicht eines Modulrahmens einer Ausführungsform einer Verkleidung für ein Geräuschunterdrückungssystem ist, welche die Antriebsseite des Modulrahmens umschließt.
16 eine Seitenansicht des Moduls mit in 13 und 15 dargestellten Verkleidungen ist.
17 eine vergrößerte perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines extrudierten Aluminiumrahmens ist, der in 13, 15 und 16 dargestellt ist.
18 eine vergrößerte Darstellung des in 15 dargestellten Abschnitts 18 ist.
19 eine vergrößerte Darstellung des in 13 dargestellten Bereichs 19 ist.
20 eine Explosionsdarstellung des in 13 und 19 dargestellten Bereichs 19 ist.
21 eine von der Seite der Bedienperson aus gesehene Vorderansicht einer modularen Umarbeitungsstraße eines flexiblen Fertigungssystems der vorliegenden Erfindung ist, das eine Kabinenträgerstruktur einschließt.
22 eine vergrößerte Vorderansicht eines in 21 dargestellten Moduls ist.
23A eine vereinfachte Seitenansicht eines Moduls ist, das mit Einrichtungen für die Strom- und Fluidversorgung verbunden ist.
23B eine vergrößerte Darstellung eines in 23A dargestellten Bereichs 23B ist.
24 eine vereinfachte Vorderansicht der Panelträgerstruktur ist, die in 21 und 23A dargestellt ist.
25 eine Seitenansicht einer in 24 dargestellten Panelträgerstruktur ist.
26 eine vergrößerte Darstellung des in 25 dargestellten Bereichs 26 ist.
27 eine vergrößerte Darstellung einer Verbindung von zwei Bühnenträgern der in 24 dargestellten Panelträgerstruktur ist.
28 eine vergrößerte Darstellung des in 24 dargestellten Bereichs 28 ist.
29 eine vergrößerte Darstellung des in 24 dargestellten Bereichs 29 ist.
30 eine Planansicht auf eine Einwegwindel ist, die unter Verwendung der vorliegenden Erfindung hergestellt werden könnte, wobei Teile der Windel weggeschnitten sind, um die darunter liegende Struktur der Windel zu zeigen.
31 eine Planansicht einer alternativ gestalteten Einwegwindel ist, die unter Verwendung der vorliegenden Erfindung gefertigt werden könnte.
32 eine Planansicht eines Einweg-Monatsschutzprodukts ist, das mittels der vorliegenden Erfindung hergestellt werden könnte.
33 eine vereinfachte Vorderansicht von der Seite einer Bedienperson auf einen modularen Absorptionskern-Fertigungsablauf ist, der zum Herstellen von Einwegabsorptionsprodukten verwendet werden könnte.
34 eine vereinfachte Vorderansicht von der Seite einer Bedienperson auf einen modularen Umarbeitsablauf ist, der zusammen mit dem in 33 dargestellten Kernfertigungssablauf verwendet werden könnte, um die in 30 dargestellte Windel zu fertigen.
35 ein modifizierter modularer Umarbeitsablauf von 34 ist, der im Zusammenhang mit dem in 33 dargestellten Kernfertigungsablauf verwendet werden könnte, um die in 31 dargestellte Windel zu fertigen.
36 eine vereinfachte Draufsicht auf den in 34 dargestellten modularen Umarbeitsablauf ist.
37 eine vereinfachte Draufsicht auf den in 35 dargestellten modularen Umarbeitsablauf ist.
38 eine vereinfachte Vordersicht, gesehen von der Seite der Bedienperson, auf das in 34–37 dargestellte Bündchenmodul ist.
39 eine vereinfachte Vordersicht, von der Seite der Bedienperson, auf das in 34–37 dargestellte Grundeinheitskombinations-Zuführmodul ist.
40 eine vereinfachte Vordersicht, von der Seite der Bedienperson, auf das in 34-37 dargestellte Grundeinheitskombinationsmodul ist.
41 eine vereinfachte Vordersicht, von der Seite der Bedienperson, auf das in 34 und 36 dargestellte Panelmodul ist.
42 eine vereinfachte Vordersicht, von der Seite der Bedienperson, auf das in 34 und 36 dargestellte Befestigungstreifenmodul ist.
43 eine vereinfachte Vordersicht, von der Seite der Bedienperson, auf das in 34 und 36 dargestellte Einschnittsmodul ist.
44 eine vereinfachte Vordersicht, von der Seite der Bedienperson, auf das in 34–37 dargestellte E-Faltungsmodul ist.
45 eine vereinfachte Vordersicht, von der Seite der Bedienperson, auf das in 33 34–37 dargestellte Abschlussformungsmodul ist.
46 eine vereinfachte Vordersicht, von der Seite der Bedienperson, auf das in 35 und 37 dargestellte Bauchflügelmodul ist.
47 eine vereinfachte Seitenansicht des in 46 dargestellten Bauchflügelmoduls ist.
48 eine vereinfachte Vordersicht, von der Seite der Bedienperson, auf das in 35 und 37 dargestellte Rückenflügel-Zuführmodul ist.
49 eine vereinfachte Seitenansicht des in 48 dargestellten Rückenflügel-Zuführmoduls ist.
50 eine vereinfachte Vordersicht, von der Seite der Bedienperson, auf das in 35 und 37 dargestellte Rückenflügel-Applikationsmodul ist.
51 eine vereinfachte Vorderansicht von der Seite einer Bedienperson auf einen in 35 dargestellten modularen Umarbeitsablauf ist, der ein Überbrückungsmodul einschließt.
52 eine vereinfachte Vorderansicht von der Seite einer Bedienperson auf einen eigenständigen Prüfstands-Arbeitsablauf ist.
53 ein Blockschema für einen eigenständigen Betrieb oder auf einer Merkmalssektion ist, die einer Fertigungsstraße hinzugefügt werden könnte.
54 ein Blockschema für ein Datenübertragungsnetz ist, das einen zentralen Rechner zeigt, der verwendet werden könnte, um zwei oder mehr Merkmalssektionen zu synchronisieren.
55 ein Ausführungsbeispiel für ein Standard-Zentralrechnerpanel ist.
56 ein Ausführungsbeispiel für ein Standard-Hauptsteuerpanel ist.
57 ein Ausführungsbeispiel für ein Leistungsverteilungszentrum ist.
58 ein Ausführungsbeispiel für ein Standard-Klebepanel ist.
59 ein Blockdiagramm eines Klebesteuersystems ist.
60 ein Blockdiagramm eines Sicherheitsabschaltsystems ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist auf ein flexibles Fertigungssystem zur Herstellung von für die einmalige Benutzung gedachten, wiederverwendbaren und langlebigen Produkten gerichtet. Diese Anmeldung beinhaltet nicht-beschränkende Beispiele für spezielle Einwegabsorptionsartikel. Die Fertigungsgrundlagen der vorliegenden Erfindung können von einem Fachmann jedoch auf Fertigungssysteme für die Her stellung vieler anderer Arten von für die einmalige Verwendung bestimmter, wiederverwendbarer und langlebiger Produkte übertragen werden. Andere Ausführungsformen des flexiblen Fertigungssystems der vorliegenden Erfindung sind auch in der mit-anhängigen US-Anmeldung mit der Seriennummer 09/496,480 (P&G Case No. 7939) mit dem Titel „Flexible Manufacturing System", eingereicht am 2. Februar 2000 von Vincent B. Lie et al., offenbart. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck „absorbierender Artikel" auf Vorrichtungen, welche Körperausscheidungen absorbieren und einbehalten, und bezieht sich insbesondere auf Vorrichtungen, welche am oder nahe am Körper des Trägers angeordnet werden, um die verschiedenen, vom Körper abgegebenen Ausscheidungen zu absorbieren und zurückzuhalten. Der Ausdruck „Einweg-" wird verwendet, um Absorptionsartikel zu beschreiben, die in der Regel nicht dazu gedacht sind, gewaschen oder anderweitig wiederhergestellt oder als Absorptionsartikel wiederverwendet zu werden (d. h. sie sind dazu gedacht, nach einmaligem Gebrauch weggeworfen zu werden und vorzugsweise recycelt, kompostiert oder anderweitig auf umweltverträgliche Weise entsorgt zu werden). (Wie hierin verwendet, wird der Ausdruck „angeordnet" in der Bedeutung verwendet, da s ein oder mehrere Elemente der Windel an einer bestimmten Stelle oder in einer bestimmten Position als einheitliche Struktur mit anderen Elementen der Windel oder als separates Element, das mit anderen Elementen der Windel zusammengefügt wird, gebildet (zusammengefügt und positioniert) werden. Wie hierin verwendet, umfasst der Ausdruck „zusammengefügt" Gestaltungen, wo ein Element direkt mittels direkter Befestigung des Elements am anderen Element festgelegt wird, und Gestaltungen, wodurch ein Element indirekt durch Befestigen des Elements an einem oder mehreren Zwischenelementen, die ihrerseits an dem anderen Element befestigt werden, an dem anderen Elemente festgelegt wird.) Ein Produkt, das von einem flexiblen Fertigungssystem der vorliegenden Erfindung hergestellt werden kann, ist der in 30 dargestellte Einwegabsorptionsartikel, die Windel 500. Wie hierin verwendet, bezeichnet der Ausdruck „Win del" einen Absorptionsartikel, der im Allgemeinen von Kleinkindern und inkontinenten Personen um den Unterleib herum getragen wird.
30 ist eine Plansicht auf eine einstückige Windel 500, die anhand eines flexiblen Fertigungssystems der vorliegenden Erfindung hergestellt werden kann, im flach ausgebreiteten Zustand, wobei Teile der Struktur weggeschnitten wurden, um den Aufbau der Windel 500 deutlicher zeigen zu können. Der Teil der Windel 500, der auf den Träger gerichtet wird, ist zum Betrachter hin ausgerichtet. Wie in 30 dargestellt, umfasst die Windel 500 vorzugsweise eine flüssigkeitsdurchlässige obere Lage 504, eine flüssigkeitsundurchlässige untere Lage 506, einen absorbierenden Kern 508, der vorzugsweise zwischen mindestens einem Teil der oberen Lage 504 und der unteren Lage 506 angeordnet ist; Seitenfelder 510; abdichtende Beinbündchen 536; sperrende Beinbündchen 538; eine elastische Taille 514, ein primäres Befestigungssystem, das allgemein mit 516 bezeichnet ist, und eine sekundäre Befestigung 517. Wie in 30 dargestellt, weist die Windel 500 eine erste Taillenregion 518, eine zweite Taillenregion 519, die der ersten Taillenregion 518 gegenüber liegt, und eine Schrittregion 520 auf, die zwischen der ersten Taillenregion 518 und der zweiten Taillenregion 519 angeordnet ist. Der Umfang der Windel 500 wird durch die Außenränder der Windel 500 bestimmt, wobei die Längsränder 522 generell parallel zur Längsachse 524 der Windel 500 verlaufen, und die Endränder 526 zwischen den Längsrändern 522 generell parallel zur Querachse 528 der Windel 500 verlaufen.
Eine Grundeinheit 502 der Windel 500 umfasst den Hauptkörper der Windel 500. Die Grundeinheit 502 umfasst mindestens einen Teil des absorbierenden Kerns 508 und vorzugsweise eine äußere Abdeckungsschicht, welche die obere Lage 504 und die untere Lage 506 einschließt. Zwar können die obere Lage 504, die untere Lage 506 und der absorbierende Kern 508 mit verschiedenen bekannten Konstruktionen zusammengefügt werden, aber bevorzugte Windelkonstruktionen sind allgemein im U.S.-Patent Nr. 3,860,003 mit dem Titel „Contractible Side Portions for Disposable Diaper", das am 14. Januar 1975 an Kenneth B. Buell erteilt wurde, im US-Patent Nr. 5,151,092, das am 9. September 1992 an Buell erteilt wurde, und im US-Patent Nr. 5,221,274, das am 22. Juni 1993 an Buell erteilt wurde, und im US-Patent Nr. 5,554,145 mit dem Titel „Absorbent Article With Multiple Zone Structural Elastic-Like Film Web Extensible Waist Feature", das am 10. September 1996 an Roe et al. erteilt wurde, im US-Patent Nr. 5,569,234 mit dem Titel „Disposable Pull-On Pant", das am 29. Oktober 1996 an Buell et al. erteilt wurde, im US-Patent Nr. 5,580,411 mit dem Titel „Zero Scrap Method For Manufacturing Side Panels For Absorbent Articles", das am 3. Dezember 1996 an Nease et al. erteilt wurde, und in der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/915,471 mit dem Titel „Absorbent Article With Multi-Directional Extensible Side Panels", eingereicht am 20. August 1997 im Namen von Robles et al., beschrieben.
Die Windel 500 kann auch Seitenfelder 510 umfassen. Die Seitenfelder 510 können elastisch oder dehnbar sein, um für einen bequemeren und passgenaueren Sitz beim anfänglichen körpernahen Anpassen der Windel 500 an den Träger und einen fortdauernden Sitz während der Zeit des Tragens und deutlich über den Zeitpunkt hinaus, zu dem die Windel 500 Körperausscheidungen aufgenommen hat, zu sorgen, da die elastisch gemachten Seitenfelder 510 es den Seiten der Windel 500 erlauben, sich auszudehnen und zusammenzuziehen. Die Seitenfelder 510 können auch ein wirksameres Anlegen der Windel 500 bereitstellen, da sich die Windel 500 während des Tragens „selbsttätig anpasst", selbst wenn die Person, die die Windel anlegt, beim Anlegen härter an einem elastischen Seitenfeld 510 zieht als an dem anderen.
Ein Beispiel für eine mehrstückige Einwegwindel 500 ist in 31 dargestellt. Die Windel 500 schließt neue Merkmale ein, wie vordere F1ügel 552 und hintere Flügel 554. Die Bauchflügel 552 können aus einem einzigen oder aus mehr als einem Werkstoff bestehen und können auf jede in der Technik bekannte Weise an der Grundeinheit 502 angefügt werden, einschließlich der oben aufgeführten Mittel, jedoch nicht auf diese beschränkt. Die Rückenflügel 554 können elastisch oder dehnbar sein, um einen bequemeren und angepassteren Sitz zu ermöglichen. Die Rückenflügel 554 können auf verschiedene Weise aufgebaut sein. Beispiele für Windeln mit elastisch gemachten Flügeln (oder auch sogenannten Seitenfeldern) sind im US-Patent 4,857,067 mit dem Titel „Disposable Diaper Having Shirred Ears", erteilt an Wood et al. am 15. August 1989; im US-Patent 4,381,781, erteilt an Sciaraffa et al. am 3. Mai 1983; im US-Patent 4,938,753, erteilt an Van Gompel et al. am 3. Juli 1990; dem hierin bereits zitierten US-Patent. 5,151,092, erteilt an Buell am 9. September 1992; und im US-Patent Nr. 5,221,274, erteilt an Buel am 22. Juni 1993; im US-Patent Nr. 5,669,897, erteilt an LaVon et al. am 23. September 1997 mit dem Titel „Absorbent Articles Providing Sustained Dynamic Fit"; in der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/155,048 mit dem Titel „Absorbent Article With Multi-Directional Extensible Side Panels", eingereicht am 19. November 1993 im Namen von Robles, et al., offenbart.
32 zeigt eine Planansicht einer Monatsbinde 560, die anhand der vorliegenden Erfindung hergestellt werden kann. Die Monatsbinde 560 weist zwei Oberflächen auf, eine flüssigkeitsdurchlässige, mit dem Körper in Berührung stehende Oberfläche oder „körperseitige Oberfläche" 560A und eine flüssigkeitsundurchlässige kleidungsseitige Oberfläche 560B. Die Monatsbinde 560 ist in 32 mit Blick auf ihre körperseitige Oberfläche 560A dargestellt. Die Monatsbinde 560 umfasst im Wesentlichen eine flüssigkeitsdurchlässige obere Lage 562, eine flüssigkeitsundurchlässige untere Lage 564 und einen absorbierenden Kern 566, der zwischen der oberen Lage 562 und der unteren Lage 564 angeordnet ist.
Geeignete Materialien für die verschiedenen Komponenten der in 32 dargestellten Monatsbinde 32 sind ausführlicher im US-Patent 5,460,623, erteilt an Emenaker et al., und in den durch Bezugnahme hierin aufgenommenen Patentschriften beschrieben. Vorzugsweise sind die Materialien, aus denen zumindest die obere Lage und die untere Lage bestehen, thermoplastisch. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die obere Lage 562 die perforierte ther moplastische Folie, die für Monatsbinden von The Procter & Gamble Company, Cincinnati, Ohio, unter der Markenbezeichnung DRI-WEAVE verkauft wird und die gemäß dem U.S. Patent 4,342,314, erteilt an Radel et al. am 3. August 1982, und dem US-Patent 4,463,045, erteilt an Ahr et al. am 31. Juli 1984, hergestellt wird. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst der absorbierende Kern 566 den im US-Patent 5,460,623, erteilt an Emenaker et al, beschriebenen Absorptionskern. Der Absorptionskern 566 umfasst vorzugsweise gelierenden Partikel aus absorbierendem Material. Die untere Lage 564 umfasst vorzugsweise eine Polyethylenfolie. Vorzugsweise umfasst die Monatsbinde 560 ferner eine sekundäre obere Lage 578, die zwischen der oberen Lage 562 und dem Absorptionskern 566 angeordnet ist.
Der Ausdruck „Ausgangsmaterial" wie in dieser Anmeldung verwendet, schließt jedes Material ein, das der Produktionsmaschine zugeführt wird, unabhängig davon, in welcher Form es zugeführt wird, z. B. als Einzelschicht oder als Mehrschichtlaminat, als kontinuierliche Bahn oder in Einzelstücken; in einer Rolle oder in einem Kasten usw., um einen Einwegartikel oder einen Teil eines Einwegartikels zu fertigen. Ein „Element" des Einwegartikels schließt eine Manipulation der Bahn oder eines einzelnen Einwegartikels ein, welche die Form und/oder die Konstruktion der Bahn oder des einzelnen Artikels ändert. Eine „Komponente" eines Einwegartikels bezeichnet jedoch eine Bahn oder ein einzelnes Stück, die bzw. das mit anderen Komponenten kombiniert wird, um einen Einwegartikel zu bilden. Ein Element kann beispielsweise das Trennen einer kontinuierlichen Bahn in einzelne Einwegartikel, das Falten eines einzelnen Einwegartikels in eine zweilagige oder eine dreilagige Konstruktion usw. beinhalten. Eine Komponente kann jedoch einen Befestigungsstreifen, eine Zielzone, eine obere Lage, eine untere Lage, einen absorbierenden Kern, eine Erfassungskomponente, eine elastische Litze usw. beinhalten.
Ein „Produktmerkmal" ist ein Element oder eine Komponente eines fertigen Einwegartikels. Ein Produktmerkmal einer Windel wie der oben beschriebenen kann beispielsweise einen absorbierenden Kern 508, ein Seitenfeld 510, ein abdichtendes Beinbündchen 536, ein sperrendes Beinbündchen 538, eine elastische Taille 514, einen Bauchflügel 554 oder einen Rückenflügel 552 beinhalten. In einer Monatsbinde kann ein Produktmerkmal beispielsweise einen absorbierenden Kern 566 oder einen F1ügel 579 einschließen. In einem Paar Shorts kann ein Produktmerkmal beispielsweise ein Taillenmerkmal, ein Taschenmerkmal, ein Knopf- oder Reißverschluss-Hosenschlitzmerkmal, ein Bündchenmerkmal, ein Saummerkmal, ein Bundfaltenmerkmal usw. einschließen. Bei einem Flächengebilde kann ein Merkmal ein elastisches Eckenmerkmal, ein Saummerkmal usw. einschließen. Diese Beispiele sollen nur der Erläuterung dienen und sind nicht-beschränkende Beispiele für Produktmerkmale, die in einem flexiblen Fertigungssystem der vorliegenden Erfindung erzeugt werden können.
Ein flexibles Fertigungssystem der vorliegenden Erfindung kann eine Hierarchie von Gruppierungen einschließen, wie Umgestaltungen, Korrekturmaßnahmen, Transportmaßnahmen, Bearbeitungseinheiten, funktionale Arbeitsabläufe und Merkmalssektionen. In dieser Hierarchie schließt eine „Umgestaltung" eine einzelne, andauernde und endgültige Änderung eines Ausgangsmaterials, eines Produkts, eines Elements oder einer Komponente eines Einwegartikels ein. Eine Umgestaltung kann beispielsweise das Quetschwalzen, das Ringwalzen, das Recken, das Kombinieren, das Prägen, das Auftragen usw. einschließen. Eine „Korrekturmaßnahme" beinhaltet die Durchführung einer Funktion auf der Bahn, einem Ausgangsmaterial oder einer Komponente, welche vorübergehend ist oder später geändert wird. Eine Korrekturmaßnahme kann beispielsweise die Erwärmung der Bahn einschließen, die später direkt abgekühlt wird, entweder durch eine direkte Kühlarbeit, die an der Bahn vorgenommen wird, z. B. durch ein Wasserbad oder einen Strom kühler Luft, oder die indirekt abgekühlt wird, z. B. durch Kontakt mit der Umgebungsluft. Eine „Transportmaßnahme" kann den Transport oder die Positio nierung einer Bahn, eines Produkts, eines Elements oder einer Komponente eines Einwegartikels auf einer Fertigungsstraße beinhalten. Eine Transportmaßnahme kann beispielsweise das Ziehen oder Führen einer Bahn, das lagemäßige Ausrichten einer Komponente usw. einschließen.
Eine „Bearbeitungseinheit" schließt ein oder mehrere Ausrüstungsteil(e) ein, das bzw. die eine einzelne Umgestaltung, eine einzelne Korrekturmaßnahme oder eine einzelne Transportmaßnahme an einem Ausgangsmaterial, einer Bahn, einem Produkt, einem Element oder einer Komponente eines Einwegartikels durchführt bzw. durchführen. Eine Bearbeitungseinheit kann beispielsweise ein Paar Quetschwalzen, einen Klebstoffapplikator, eine Omegawalze, eine Anfangsklinge, eine Fördereinrichtung usw. einschließen. Eine „funktionale Arbeitseinheit" schließt mehrere Bearbeitungseinheiten ein, die ein Ausgangsmaterial, eine Bahn, ein Produkt, ein Element oder eine Komponente eines Einwegartikels umgestalten, um eine bestimmte Funktion auszuführen. Eine Klebeeinheit, die einen Leimapplikator (Bearbeitungseinheit 1) und ein Paar Quetschwalzen (Bearbeitungseinheit 2) einschließt, die eine Bahn aus Rohmaterial (Ausgangsmaterial 1) empfangen und die Rohmaterialbahn durch Verkleben mit einer anderen Bahn (Ausgangsmaterial 2) umgestalten, führt zum Beispiel eine Klebefunktion durch und umfasst eine funktionale Arbeitseinheit.
Eine „Merkmalssektion" schließt eine oder mehrere Bearbeitungseinheit(en) und/oder einen oder mehrere funktionale Arbeitseinheiten ein, die zusammen ein bestimmtes Produktmerkmal komplett ausbilden oder bilden. Ein Merkmalsabschnitt kann jede der Bearbeitungseinheiten und/oder funktionalen Arbeitseinheiten einschließen, mit denen ein bestimmtes Produktmerkmal gebildet wird, wie beispielsweise ein Absorptionskernmerkmal 508, ein Bündchenmerkmal 538, ein Bauchflügelmerkmal 552, ein Rückenflügelmerkmal 554, ein Seitenfeldmerkmal 510, ein elastisches Taillenmerkmal 514, ein Befestigungsmerkmal 516, ein Faltungs- und Formungsmerkmal usw. Eine Rückenflügelsektion I, die in 35 dargestellt ist und die ein Rückenflügelmerkmal 554 erzeugt, wie es beispielsweise in 31 dargestellt ist, kann ein Walzensystem (funktionale Arbeitseinheit 1) einschließen, das eine Rohmaterialbahn von einer Walze zu einer Position parallel zu einer Hauptbahn bereitstellt, eine Trenn- und Rutscheneinheit (funktionale Arbeitseinheit 2), die die Rohmaterialbahn in einzelne Rückenflügelkomponenten trennt und die Rückenflügelkomponenten an der richtigen Stelle auf eine Bahn legt, sowie eine Klebeeinheit (funktionale Arbeitseinheit 3), die den Flügel an der Bahn festklebt. Eine Zielzonen-Merkmalssektion 60 wie in 7–10 und 34–37 dargestellt kann ein Walzensystem (funktionale Arbeitseinheit 1), das eine Zielzonen-Rohmaterialbahn von einer Rolle bereitstellt, ein Zumessungssystem zur Führung der Zielzonen- und Unterlagenbahnen (funktionale Arbeitseinheiten 2 und 3), eine Trenn- und Rutscheneinheit (funktionale Arbeitseinheit 4), die die Zielzonen-Rohmaterialbahn in einzelne Zielzonenkomponenten zerschneidet und diese einzelnen Komponenten auf die Unterlage legt, und eine Klebeeinheit (funktionale Arbeitseinheit 5), die die einzelne Zielzonenkomponente an der unteren Lage befestigt, einschließen.
Eine einzelne funktionale Arbeitseinheit, wie ein Walzensystem, eine Trenn- und Rutscheneinheit oder eine Klebeeinheit, ist jedoch keine Merkmalssektion, da sie nur einen Teil eines Produktmerkmals eines fertigen Einwegartikels bereitstellt, ausbildet oder bildet. Ein Walzensystem, das eine Rohmaterialbahn von einer Walze in einer Position parallel zu einer Hauptbahn bereitstellt, stellt beispielsweise lediglich das Material für die Bahn bereit. In Kombination mit einer Trenn- und Rutscheneinheit, die die Bahn in einzelne Seitenfelder zerschneidet und diese auf eine Hauptbahn legt, und einer Klebeeinheit, die das Seitenfeldmaterial mit der Bahn kombiniert, setzt das gleiche Walzensystem jedoch das Seitenfeld-Produktmerkmal zusammen und bildet somit eine Merkmalssektion.
Viele Produktweiterentwicklungen versuchen, durch Ändern eines oder mehrerer bestimmter Produktmerkmale die Leistungsfähigkeit und/oder die ästhetische Wirkung des Produkts zu verbessern oder die Kosten für das Produkt zu senken. Ein Windelprodukt kann beispielsweise ausgehend von einer Einzelbündchen-Windel mit einem abdichtenden Bündchen 536 zu einer Mehrfachbündchen-Windel weiterentwickelt werden, indem ein sperrendes Beinbündchenmerkmal 538 hinzugefügt wird. Alternativ dazu kann eine Produktstraße mehrere unterschiedliche Produkte auf der gleiche Straße fertigen, indem ein oder mehrere Produktmerkmale geändert werden. Eine Straße kann eine Windel mit einem einstückigen Design herstellen, bei der beispielsweise die Seitenfelder durch Schneiden von Einschnitten in die Bahn erzeugt werden, um Beinöffnungen für eine Windel zu erzeugen. Die gleiche Straße kann auch eine Windel mit mehrstückigem Design herstellen, wie die Windel 500, die in 51 dargestellt ist und in der das Seitenfeldmerkmal der Windel 500 mit dem einstückigen Design durch vorgefertigte Rücken und Bauchflügel ersetzt ist, die unter erheblichen Kosteneinsparungen off-line hergestellt werden können.
Falls die Ausrüstung, die ein Produktmerkmal ganz oder im Wesentlichen ganz fertigt, befestigt oder bildet, physisch zusammen angeordnet und gemeinsam gesteuert wird, kann die Änderung der Produktionsstraße, um dieses Merkmal zu verändern, zu ersetzen oder von einem Produkt zu entfernen, den Zeit- und Kostenaufwand für Entwicklungs-, Prüf- und Fertigungsstraßen-Umstellungsbemühungen erheblich verringern. In einer speziellen Ausführungsform kann z. B. jede Bearbeitungseinheit oder können im Wesentlichen alle Bearbeitungseinheiten, die verwendet wird bzw. werden, um ein bestimmtes Produktmerkmal herzustellen, zu befestigen oder zu bilden, in einem oder mehreren Modulen untergebracht sein, die diesem Merkmal zugeordnet sind. Diese Module können angrenzend aneinander in der Fertigungsstraße angeordnet werden und können sogar gemeinsam gesteuert werden.
Obwohl es wichtig ist, dass im Wesentlichen jede Bearbeitungseinheit, die zu einer Merkmalssektion gehört, physisch im gleichen Bereich der Straße angeordnet ist, beispielsweise in dem einen Modul oder den mehreren Modulen, aus denen diese spezielle Merkmalssektion besteht, ist es nicht notwendig, dass jede Bearbeitungseinheit, die eine spezielle funktionale Arbeitseinheit innerhalb der Merkmalssektion bildet, physisch mit der bzw. den anderen Bearbeitungseinheit(en), mit denen zusammen sie diese funktionale Arbeitseinheit bildet, zusammen gruppiert ist. In dem Beispiel für die Rückenflügel-Merkmalssektion I kann die Klebeeinheit beispielsweise einen Klebstoffapplikator einschließen, wie eine Klebstoffsprüheinrichtung oder eine Leimdüse, die der funktionalen Trenn- und Rutschen-Arbeitseinheit vorgelagert oder der funktionalen Trenn- und Rutschen-Arbeitseinheit nachgelagert angeordnet ist. Die Quetschwalzen, die den Druck ausüben, mit dem der Rückenflügel an die Bahn geklebt wird, sind jedoch vorzugsweise der funktionalen Schneide- und Rutschen-Arbeitseinheit nachgelagert angeordnet.
Modul
1 und 2 zeigen eine Ausführungsform eines Modulrahmens 2. Der Modulrahmen 2 schließt eine Basis 4 mit einer horizontalen Platte 16 und einen umfangsmäßig geschweißten Bodenrahmen 18 ein, der aus einem rechteckigen Rohr 20 gebildet ist. Die horizontale Platte 16 kann durch Schweißen, durch Bolzen, Schrauben, Stifte oder andere in der Technik verwendete Mittel am Boden 18 angefügt werden. Die Oberseite der horizontalen Platte 16 kann durch Schweißen, durch Bolzen, Schrauben, Stifte etc. mit zwei Seitenträgern 6 verbunden werden. Die beiden Seitenträger 6 können vertikal an gegenüber liegenden Seiten der horizontalen Platte 16 angeordnet sein und sind generell senkrecht zur Maschinenlaufrichtung. (Der Ausdruck „Maschinenlaufrichtung" bezeichnet die generelle Richtung, in der die verarbeiteten Materialien sich bewegen.) Jeder Seitenträger 6 kann eine geschweißte Parallelepiped-Struktur mit einer Querstange 7 und vier Seitenplatten 28 an den vier Ecken des Seitenträgers 6 bilden. Die beiden Seitenträger 6 können durch eine obere Platte 8 und zwei vertikale Platten 10 und 12 verbunden werden, beispielsweise mittels Schrauben 44. Um die Festigkeit zu erhöhen, können die vertikalen Platten 10 und 12 mit einem Querträger 14 verbunden werden, der auch die beiden Seitenträger 6 verbindet. Die vertikalen Platten 10 und 12 können von gleicher Größe oder von unterschiedlicher Größe sein, um für Bearbeitungseinheiten unterschiedlicher Größe zu passen. Außerdem kann der Modulrahmen 2 eine, zwei, drei oder mehr vertikale Platten wie die in 1 und 3 dargestellten vertikalen Platten einschließen. Der Boden der horizontalen Platte 16 kann in vier Regionen 22 unterteilt werden, beispielsweise durch geschweißte Streifen 24 zur Positionierung eines Hebemechanismus 30 (der nachstehend ausführlicher beschrieben wird) in jeder Region 22. Der Modulrahmen 2 kann unterschiedlich viele Regionen 22 und/oder unterschiedlich viele Hebemechanismen 30 einschließen, je nach Gewicht und Verteilung der Modullast und der Hubleistung des Hebemechanismus 30. Die Hebemechanismen 30, die unter der Basis 4 angeordnet sind, können gleichzeitig ausgefahren werden, um eine unnötige Schrägstellung des Moduls und seiner Last zu vermeiden. Dafür kann ein Verteiler 130, wie in 12 dargestellt, über Druckluftleitungen 132, die zwischen dem Verteiler 130 und den Hebemechanismen 30 angeschlossen sind, durch Einstellen von Ventilen 134 Luft auf die Hebemechanismen verteilen. Ferner kann die Basis 4 Füße 26 einschließen. In einer Ausführungsform können die Füße 26 einzeln einstellbar sein, um das Modul 2 auszutarieren und das Modul am Rest der Umarbeitungsstraße auszurichten. Die Modulrahmen können gleichmäßige Abmessungen aufweisen oder können in der Größe variieren. In einer Ausführungsform kann die Breite (die Abmessung in Maschinenlaufrichtung) variieren, beispielsweise von etwa 1 Meter bis etwa 2,5 Meter, um eine relativ leichte Handhabung des Modulrahmens 2 zu ermöglichen. In einer speziellen Ausführungsform kann die Breite der Modulrahmen 2 Standardabmessungen wie 1 Meter, 1,5 Meter, 2 Meter und 2,5 Meter aufweisen, um Standardmodule bereitzustellen, die verwendet werden können, um Bearbeitungseinheiten verschiedener Größe und Zahl unterzubringen, und die die Zahl der Module begrenzen können, die in einem Inventar vorgehalten werden müssen, um einen Austausch beliebiger Module in der Umarbeitungsstraße zu ermöglichen.
Der Ausdruck „Modul" bezeichnet einen einzelnen und physisch unabhängigen Behälter, der eine oder mehrere Bearbeitungseinheiten enthalten kann, um zu ermöglichen, dass eine oder mehrere Bearbeitungseinheiten innerhalb eines flexiblen Fertigungssystems der vorliegenden Erfindung bewegt werden können. Die eine oder die mehreren Bearbeitungseinheiten arbeiten innerhalb des Moduls, beispielsweise durch Manipulieren, Umformen oder vorübergehendes Verändern eines Ausgangsmaterials in einer geplanten Abfolge eines Fertigungsprozesses. Das in 7–10 dargestellte Modul 60 enthält beispielsweise die folgenden Bearbeitungseinheiten, die an der Vorderseite der vertikalen Platten 10 und 12 befestigt sind: zwei Abwickeleinrichtungen 62 und 64 zum Abwickeln eines Zielzonenmaterials 66; zwei Omegawalzen 68 und 70 zum Zumessen des Zielzonenmaterials 66; eine automatische Spleißeinrichtung 72 zum Spleißen des Zielzonenmaterials 66; einen Tänzer 74 zur Beibehaltung einer im Wesentlichen gleichmäßigen Spannung im Zielzonenmaterial 66; eine Omegawalze 76 zur Zuführung des Zielzonenmaterials 66; eine Bahnnachführungseinrichtung 78; einen Klebstoffapplikator 80 zur Auftragung von Klebstoff auf das Zielzonenmaterial 66; eine Spannwalze 82 und eine Wendestange 84, welche ein Unterlagenmaterial 86 lenkt; eine Omegawalze 85 zur Zumessung des Unterlagenmaterials 86 und eine Bahnnachführungseinrichtung 88 zur Nachführung des Unterlagenmaterials 86 in eine Trenneinrichtung 90. Das Unterlagenmaterial 86 kann von einer Spule 92, die auf einer Seite des Zielzonenmoduls 60 angeordnet ist, wie in 36 dargestellt, zugeführt werden.
Einige der Bearbeitungseinheiten, wie die schwereren, können an der horizontalen Platte 16 oder sowohl an der horizontalen Platte 16 als auch an einer oder mehreren der vertikalen Platten 10 und/oder 12 befestigt sein. In 7 und 8 ist beispielsweise eine Trenneinrichtung 90 dargestellt, die sowohl an der horizon talen Platte 16 als auch an der vertikalen Platte 12 befestigt ist. Die Trenneinrichtung 90 kann beispielsweise das Zielzonen-Ausgangsmaterial 66 zertrennen und es auf ein Unterlagenmaterial 86 legen. Darüber hinaus kann das Modul 60 eine Fördereinrichtung 94 zur Beförderung eines kombinierten Materials 96, das von den vorgelagerten Arbeitsabläufen zu den nachgelagerten Arbeitsabläufen der Produktionsstraße durch das Modul 60 läuft (von rechts nach links in 7), enthalten.
Wie in 8 und 9 dargestellt, können Elektromotoren, wie Servomotoren, Gleichstrommotoren, Wechselstrom-Vektorantriebsmotoren usw. zum Antreiben der Bearbeitungseinheiten an der Rückseite der vertikalen Platten 10 und/oder 12 befestigt sein. Ein „Servomotor" kann einen digital gesteuerten Positionsservomotor und/ oder einen digital gesteuerten Geschwindigkeitsservomotor einschließen. Ein Positionsservomotor ist ein Elektromotor, der durch Regulieren der Position einer Bearbeitungseinheit in Bezug auf die Position eines Bezugssignals und/oder in Bezug auf die Position eines Produkts oder einer Bahn gesteuert wird. Ein Geschwindigkeitsservomotor ist ein Elektromotor, der durch Regulieren der Geschwindigkeit einer Bearbeitungseinheit in Bezug auf die Geschwindigkeit eines Bezugssignals und/oder in Bezug auf die Geschwindigkeit eines Produkts oder einer Bahn gesteuert wird. Bei den in 8 und 9 dargestellten Motoren, die an der Rückseite der vertikalen Platten 10 und 12 befestigt sind, handelt es sich um: Motoren 98 und 100 für die Omegawalzen 68 bzw. 70, einen Motor 102 für die Omegawalze 76, Motoren 104, 106 und 108 für die Trenneinrichtung 90, einen Motor 110 für die Omegawalze 85 und einen Motor 112 für die Fördereinrichtung 94.
Ein Modul kann mittels eines Hebemechanismus 30, der unter die Basis 4 geschoben ist, wie in 1–2 dargestellt, bewegt werden. Der Hebemechanismus 30 kann für sanfte Bewegungen der Lasten über Lücken in der Bodenfläche durch Erzeugen eines Luftkissens zwischen der Bodenfläche und dem Hebemechanismus 30, welches das angehobene Modul stützt, verwendet werden. 11 stellt die Funktion des He bemechanismus 30 dar, der eine Last auf einer Kammerplatte 120 trägt. Druckluft oder ein beliebiges anderes Fluid kann in einen runden Sack 122 geblasen werden, der, wenn er entfaltet ist, eine Abdichtung gegen die Bodenfläche bewirkt. (Der hierin verwendete Ausdruck „Luft" bezeichnet beliebige Kombinationen von Gasen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Atmosphärenluft). Wenn der Luftdruck in einer Kammer 124 das Gewicht der Last, die sich auf der Kammerplatte 120 befindet, übertrifft, tritt Luft im Allgemeinen langsam und gleichmäßig zwischen dem runden Sack 122 und der Bodenfläche aus und erzeugt ein Luftpolster, das beispielsweise etwa 0,008 cm (0,003 in) bis 0,013 cm (0005 in) dick sein kann. Das Modul schwebt auf dem Luftpolster und kann über den Boden bewegt werden, um die Produktionsstraße anzuordnen oder umzuordnen. Ein geeigneter Hebemechanismus kann GAPMASTER^TM Aero-Caster, hergestellt von AeroGo, Inc., 1170 Andover Park West, Seattle, Washington 98188-3909, sein. Die kombinierte Lastkapazität on vier Hebemechanismen kann beispielsweise etwa 12.700,6 kg (28.000 Pound) für ein 2,5 Meter breites Modul betragen. Die Fähigkeit, das Modul zu bewegen, kann das flexible Fertigungssystem noch flexibler machen und eine Änderung eines Erzeugnisses auf effizientere Weise ermöglichen.
Nachdem das Modul in eine Position neben einem anderen Modul bewegt wurde, können die Module an ihren jeweiligen Seitenträgern 6 miteinander verbunden werden, wie in 3 und 6 dargestellt. In einer speziellen Ausführungsform können die Seitenträger 6 für jedes Modul im Wesentlichen identisch sein. In dieser Ausführungsform können die Module mit einem Abstand in Maschinenrichtung zwischen ihnen, wie einem Abstand von 20 mm, angeordnet werden, und ein Abstandhalter 36 oder ein Satz aus einem oder mehreren Backen 32 und 34 können in den Raum, der zwischen den Modulen geschaffen wird, eingefügt werden. Falls verwendet, können die Backen 32 und 34 eine leichtere Einfügung in den Raum zwischen den Modulrahmen ermöglichen, besonders, wenn ein Modulrahmen zwischen zwei anderen Modulrahmen angeordnet wird. Ein Stift 38 und zwei Bolzen können durch die Backen 32 und 34 oder durch den Abstandhalter 36 und die entsprechenden Seitenplatten 28 jedes der verbundenen Modulrahmen 2 und 50 eingeführt werden. Eine vergrößerte Darstellung der Beispielsverbinder ist in 4 dargestellt, und eine eigene Ansicht des Paars von Beispielbacken 32 und 34 ist in 5 dargestellt. Die Bolzen können mit Muttern gespannt werden, um eine feste Verbindung der Modulrahmen 2 und 50 zu gewährleisten, wie in 6 dargestellt. In einer Ausführungsform kann ein Modul an zwei oder mehr der vier Ecken der Seitenträger 6 an einem anderen Modul angefügt werden, da zwei oder mehr Stifte die lagemäßige Ausrichtung der verbundenen Module bereitstellen können. Der Abstandhalter 36 kann an einer Seite des Moduls verwendet werden, und die Backen 32 und 34 können an der gegenüber liegenden Seite des Moduls verwendet werden. In einer Ausführungsform können die Module auf lineare Weise in Maschinenlaufrichtung angeordnet sein, die Module können jedoch auch auf jede andere Weise angeordnet werden. Beispielsweise können Module senkrecht zur Maschinenlaufrichtung angeordnet werden und können ein oder mehrere Produktmerkmale bilden und das bzw. die Produktmerkmal(e) der Fertigungsstraße zuführen. Das oben beschriebene System zum Ausrichten der Module, das die oben beschriebenen Backen 32 und 34 und/oder Abstandshalter 36 und/oder Stifte 38 und/oder Bolzen einschließt, ist nur eine Ausführungsform. Es können auch andere bekannte Mittel zum Verbinden und Ausrichten im Bereich der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Verkleidungseinrichtungen können vorgesehen sein, um den Geräuschpegel in der Nähe der Fertigungsstraße zu senken. 13 zeigt beispielsweise eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer bedienpersonenseitigen Verkleidung 140 und einer flachen Dachverkleidung 141, die beide die Bedienpersonenseite des Modulrahmens 2 umschließen. Die bedienpersonenseitige Verkleidung 140 schließt eine Türträgerstruktur 142 ein, die zwei Endständer 144 und 146, die an den gegenüberliegenden distalen Ecken der horizontalen Platte 16 des Modulrahmens 2 befestigt sind, und einen Mittelständer 148, der zwischen den Endständern 144 und 146 angeordnet ist, umfasst. Jeder Ständer 144, 146 und 148 ist an der horizontalen Platte 16 befestigt. Die Endständer 144 und 146 können an den horizontalen Stangen 150 bzw. 151 befestigt sein, und der Mittelständer 148 kann an der horizontalen Stange 149 befestigt sein. Die bedienpersonenseitige Verkleidung 140 kann auch zwei Türen 152 und 154 einschließen, die schwenkbar am Endständer 146 bzw. am Mittelständer 148 befestigt sind.
15 zeigt eine Rückansicht einer antriebsseitigen Verkleidung 160, welche die Antriebsseite des Modulrahmens 2 umschließt. Die Verkleidung 160 schließt zwei Türen 162 und 164 ein, die jeweils schwenkbar an den beiden einander gegenüber angeordneten Seitenträgern 6 des Modulrahmens 2 befestigt sind.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die bedienpersonenseitigen Türen 152, 154 und die antriebsseitigen Türen 162, 164 aus einem im Handel erhältlichen Aluminiumextrusionsrahmen 166, der in einer vergrößerten perspektivischen Darstellung in 17 gezeigt ist, zusammengesetzt sein. Der Aluminiumextrusionsrahmen 166 kann einander entgegengesetzt angeordnete Schlitze 168 einschließen, die für die Einführung einer Schwammextrusionsdichtung 170 an einer Seite des Aluminiumextrusionsrahmens 166 und einer Dichtung 172, welche ein transparentes Polycarbonatplattenmaterial 174 umschließt, auf der anderen Seite des Aluminiumextrusionsrahmens 166 geeignet ist. Die transparente Polycarbonatplatte 174 kann eine Dicke von etwa 6 mm bis etwa 12 mm aus Lexan, Makrolon oder einer anderen Marke haben. Der Aluminiumextrusionsrahmen 166 und die entsprechenden Dichtungen 170 und 172 können von Item Industrietechnik und Maschinenbau GmbH, Deutschland, erworben werden. An allen Oberflächen, die den Türen gegenüber liegen, kann eine selbstklebende Dichtung 176 festgeklebt werden, wie in 17 und 18 dargestellt. Die selbstklebende Dichtung 176 kann von Clean Seal Co., South Bend, IN, erworben werden.
Wie in 13 und 15 dargestellt, können die bedienpersonenseitigen Türen 152 und 154 und die antriebsseitigen Türen 162 und 164 Panelkästen 180, 182 und/oder 184 einschließen, um verschiedene Steuereinheiten aufzunehmen, die nachstehend ausführlicher beschrieben sind. Beispielsweise kann der Kasten 180 für eine Bedienpersonenschnittstelle verwendet werden, der Kasten 182 kann für den Monitor eines Videosystems verwendet werden, der Kasten 184 kann für einen Verteilerkasten, wie einen elektrischen Verteilerkasten oder einen Klebstoffverteilerkasten usw. verwendet werden. Zahl und Arten der Panelkästen können variieren. Die Panelkästen können schwenkbar am Türrahmen 166 befestigt sein, wie in 13 für die Panelkästen 180 und 182 dargestellt. Die schwenkbare Anordnung ermöglicht es einer Bedienperson oder dem Wartungspersonal, die geschwenkte Steuereinheit zu betrachten, wenn die Tür offen ist, um einen Zugang zur Maschine zu ermöglichen. Die selbstklebende Dichtung 176, die in 17 und 18 dargestellt ist, kann an den Panelkästen festgeklebt werden, um eine feste Abdichtung um den Umfangsrand der Panelkästen zu gewährleisten. Andere Steuereinheiten, wie ein elektrischer Trennschalter oder ein Luftablassschalter, können durch Dichtungen 185 bzw. 186 direkt an der transparenten Polycarbonatplatte 174 befestigt werden, wie beispielsweise in 20 dargestellt. Die Dichtungen 185 und 186 umschließen Öffnungen 188 bzw. 190 von beiden Seiten der transparenten Polycarbonatplatte. Die bedienpersonenseitigen Türen 152 und 154 und die antriebsseitigen Türen 162 und 164 können etwa die gleiche Länge aufweisen wie das entsprechende Modul, das beispielsweise von etwa 1 Meter bis etwa 2,5 Meter in etwa 0,5 Meter-Intervallen variieren kann.
Andere geräuschunterdrückende Verkleidungen können Dachverkleidungen zum Umschließen des oberen Teils der Bedienpersonenseite des Modulrahmens 2 einschließen. Eine Ausführungsform einer Dachverkleidung 141 ist in 13 dargestellt. In dieser Ausführungsform können zwei Dachelemente 192 an einer Dachbühne 191 angeordnet sein. In einer anderen, in 14 dargestellten, Ausführungsform kann eine erhabene Dachverkleidung 193 Dachelemente 192 einschließen, die an einer Bühne 194 angeordnet sind, um offene Bereiche 196 für die optionale Zuführung von Materialbahnen von der Bedienpersonen- oder der Antriebsseite des Fertigungssystems oder von oberhalb des Fertigungssystems zu schaffen. Die Module können so konstruiert sein, dass Materialbahnen entweder von der Bedienpersonen- oder der Antriebsseite des Moduls oder von oberhalb des Moduls empfangen werden können. Die Drehung einer Wendestange um 180 Grad kann beispielsweise alles sein, was nötig ist, um von einer Seite zu einer anderen zu wechseln. Jede Materialzuführungsoption kann einen anderen Vorteil bieten. Wenn die Materialien auf der Seite der Bedienperson liegen, beschränkt sich die Arbeit einer Bedienperson auf eine Seite der Maschine. Die Bedienperson kann bei dieser Anordnung die Materialien besser aufladen und den Produktionsprozess besser überwachen. Die Anordnung der Materialien auf der Antriebsseite kann eine Installation in Fertigungsstraßen mit eng beabstandet eingebauten Gebäudestützen ermöglichen. Wenn man die Materialien oberhalb der Module aufbewahrt kann auch Bodenraum im Herstellungssystem gespart werden. Die vordere Öffnung 196 kann mit einem geräuschabsorbierenden Schaumstoff 200 geschlossen werden. Die seitlichen Öffnungen 198 können mit einem geräuschabsorbierenden Schaumstoff 201 geschlossen werden. Das Dachelement 192 kann einen geräuschabsorbierenden Schaumstoff 202 einschließen, der an einem Stahlblech 204 befestigt ist. Die Schaumstoffe 200–202 können etwa 50 mm dick sein und von einer perforierten Stahlblech oder einem textilen Material oder einem anderen geeigneten Mittel geschützt sein. Beispielsweise kann es sich bei den akustischen Schaumstoffen 200, 201 und 202 um einen Melaminschaumstoff handeln, der von Illbruck Co., Minneapolis, MN, erworben wird. Die Dachverkleidungen 141 und 193 können etwa die gleiche Länge aufweisen wie das entsprechende Modul.
Eine andere geräuschsenkende Verkleidung kann eine Basisverkleidung 210 einschließen, die in 16 und 18 dargestellt ist. Die Basisverkleidung 210 kann eine dichte Rückhaltelage 212, die aus Stahlblech und einem akustisch absorbierenden Schaumstoff 214, der den obigen Schaumstoffen 200–202 ähnelt, gefertigt ist und die auf ähnliche Weise durch ein perforiertes Stahlblech oder ein textiles Material oder ein anderes geeignetes Material geschützt wird, einschließen. Die Basisverkleidung 210 kann unter die Modulrahmenbasis 4 geschoben werden. Die Rückhaltelage 212 wird entlang eines Randes ausgebildet, um eine vertikale Wand 216 zu erzeugen, die an der Modulrahmenbasis 4 befestigt werden kann, um so den Raum zwischen dem Boden und der Modulrahmenbasis 4 abzuschließen. Die vertikale Wand 216 kann an nur einem Modul befestigt werden, um sicherzustellen, dass, wenn das Modul abgenommen wird, die benachbarten Basisverkleidungen nicht in Mitleidenschaft gezogen werden. Jedes Modul kann mindestens zwei Basisverkleidungen 210 aufweisen, die von zwei entgegengesetzten Seiten unter die Modulrahmenbasis 4 geschoben werden, vorzugsweise von der Seite der Bedienperson und von der Antriebsseite her. Es kann eine weiche, formfolgende Dichtung aus synthetischem Gummi vorhanden sein, um die Lücke zwischen den mindestens zwei einander gegenüber liegenden Basisverkleidungen 210 zu schließen. Die Basisverkleidung 210 kann die gleiche Länge haben wie das entsprechende Modul.
Ferner können Endabdeckungen verwendet werden, um eine Seite eines Moduls zu schließen, wenn das Ende des Moduls am Ende einer Reihe von Modulen offen liegt. Die Endabdeckung kann ähnlich wie das Dachelement 192 aufgebaut sein. Wenn die Seite des Moduls sichtbar bleiben muss, kann die Endabdeckung alternativ ähnlich wie die bedienpersonenseitigen Türen 152 und 154 und die antriebsseitigen Türen 162 und 164 mit großen transparenten Polycarbonatplatten 174 aufgebaut sein, wie in 13 dargestellt.
Schließlich können die oben beschriebenen Verkleidungen mit absorbierenden Schallwänden 220 vervollständigt werden, die innerhalb der Seite der Bedienperson oder der Antriebsseite des Moduls aufgehängt werden, wenn eine zusätzliche örtliche Geräuschunterdrückung erforderlich ist. Die absorbierenden Schallwände 220 können aus einem akustischen Schaumstoff 222 gebildet werden, der von einem Rahmen 224 umschlossen ist, der perforiertes Stahlblech einschließt. Alterna tiv dazu kann der akustische Schaumstoff 222 von einem schützenden textilen Material oder einem anderen geeigneten Material umschlossen werden. Die absorbierenden Schallwände 220 können an Aufhängern 226, die aus einem geeigneten Material bestehen, aufgehängt werden.
Steuerstruktur
Ein flexibles Fertigungssystem der vorliegenden Erfindung kann mindestens eine Merkmalssektion und ein Steuersystem einschließen, das die Arbeitsabläufe der einen oder der mehreren Bearbeitungseinheiten der Merkmalssektion(en) steuert. Eine einzelne Bearbeitungseinheit kann ein oder mehrere Bewegungselement(e), wie einen Motor, und/oder eine oder mehrere logische Einheit(en), wie ein Ventil, eine Magnetspule, ein Relais, ein Gatter, eine Sprüheinrichtung, eine Düse, einen Schalter, eine Beleuchtung, eine Lampe usw. einschließen. Das Steuersystem kann den Betrieb einer oder mehrerer der einzelnen Bearbeitungseinheiten steuern und/oder den Betrieb der einzelnen Bearbeitungseinheiten mit dem Rest des flexiblen Fertigungssystems synchronisieren oder koordinieren.
Das Steuersystem kann „lokale Steuerfunktionen" und „globale Steuerfunktionen" einschließen. Eine „lokale Steuerfunktion" bezeichnet eine Funktion, die für die Steuerung einer bestimmten Merkmalssektion spezifisch ist. Eine lokale Steuerfunktion kann beispielsweise Bewegung, Antrieb oder logische Steuerung einzelner Bearbeitungseinheiten innerhalb einer spezifischen Merkmalssektion einschließen. „Bewegungssteuerung", wie in dieser Anmeldung verwendet, bezeichnet die Positionssteuerung eines oder mehrerer Motoren oder die konturierte Bewegungssteuerung eines oder mehrerer Motoren, wie eine Kurven- oder Bahnsteuerung. „Antriebssteuerung" bezeichnet die kontinuierliche Geschwindigkeits- und Positionssteuerung eines oder mehrerer Motoren. „Logische Steuerung" schließt die Verwendung einer oder mehrerer logischer Funktionen für die Steuerung der Betätigung einer logischen Einheit ein. Eine „logische Funktion" kann beispielsweise kombinierte logische Funktionen einschließen, wie „wenn-dann"-Funktionen, Se quenzfunktionen, „Springe zur Unterroutine"-Funktionen, Zeitnehmerfunktionen usw. Eine lokale Bewegungs-/Antriebsfunktion kann beispielsweise die Steuerung der Geschwindigkeit und/oder der Position eines Motors in einer Merkmalssektion einschließen. Eine lokale logische Steuerfunktion kann beispielsweise die Verwendung logischer Funktionen zur Steuerung des Startens oder Stoppens einer Bearbeitungseinheit innerhalb einer Merkmalssektion oder die Betätigung einer Magnetspule, eines Abweisungsgatters oder eines Sicherheits-Trennschalters innerhalb einer Merkmalssektion einschließen.
Eine „globale Steuerfunktion" bezeichnet eine Steuerfunktion, die sich auf das Synchronisieren oder Koordinieren einer lokalen Steuerfunktion für eine bestimmte Merkmalssektion mit den übrigen Teilen des flexiblen Fertigungssystems bezieht. Eine globale Steuerfunktion kann eine lokale Steuerfunktion mit den übrigen Teilen des flexiblen Fertigungssystems synchronisieren oder koordinieren, beispielsweise durch eine Mitteilung an die lokale Steuerfunktion, dass ein Ereignis außerhalb der Merkmalssektion stattgefunden hat, oder durch Ausgeben eines Bezugssignals an die lokale Steuerfunktion, das von der lokalen Steuerfunktion verwendet werden kann, um die Arbeitsabläufe einer Bearbeitungseinheit innerhalb der Merkmalssektion mit den übrigen Teilen des flexiblen Fertigungssystems zu synchronisieren oder zu koordinieren. Eine globale Funktion kann beispielsweise folgendes einschließen: eine globale Bewegungs-, Antriebs- und/oder logische Steuerfunktion, welche die Funktion einer lokalen Bewegungs-, Antriebs- und/oder logischen Steuerfunktion innerhalb einer Merkmalssektion mit dem Betrieb der übrigen Teile des flexiblen Fertigungssystems synchronisiert oder koordiniert, eine globale logische Start/Stop-Steuerfunktion, welche eine lokale Stop- oder Start-Steuerfunktion mit dem Starten oder Stoppen der übrigen Teile des flexiblen Fertigungssystems synchronisiert oder koordiniert, eine globale logische Abweisungs-Steuerfunktion, die eine lokale logische Abweisungs-Steuerfunktion mit den übrigen Teilen des flexiblen Fertigungssystems synchronisiert oder koordiniert, oder eine globale logische Sicherheitsunterbrechungs- Steuerfunktion, die eine lokale logische Sicherheitsunterbrechungs-Steuerfunktion mit den übrigen Teilen des flexiblen Fertigungssystems synchronisiert oder koordiniert.
Eine globale Bewegungs-/Antriebssteuerfunktion, die lokale Bewegungs-/Antriebssteuerfunktionen synchronisiert oder koordiniert, ist ein Beispiel für eine globale Steuerfunktion. In einer Ausführungsform kann eine globale Bewegungs-/Antriebssteuerfunktion beispielsweise die lokalen Bewegungs-/Antriebssteuerfunktionen synchronisieren, und zwar durch Ausgeben eines Geschwindigkeits- und/oder Positionsbezugssignals an eine lokale Bewegungs-/Antriebssteuerfunktion, die ihrerseits einen Motor basierend auf dem Bezugssignal steuert, beispielsweise durch ein Rückkopplungs- oder ein Vorwärtskopplungs-Steuersystem. Das Bezugssignal kann beispielsweise einen Geschwindigkeits- und/oder Positionsbezug liefern, wie ein digitales oder analoges Signal, das in Amplitude, Phasenwinkel und/oder Frequenz in einem Bereich liegt, der proportional zur gewünschten Geschwindigkeit und/oder Position des flexiblen Gesamt-Fertigungssystems oder eines Produkts liegt, um die lokalen Bewegungs-/Antriebsfunktionen mit dem Gesamtbetrieb des flexiblen Fertigungssystems zu synchronisieren. Dieses Bezugssignal kann auf einem mechanischen Bezug beruhen, wie einem herkömmlichen Haupt-Antriebsmotor oder einer mechanischen Anlagenwelle, auf die die Geschwindigkeit und/oder die Position von Motoren innerhalb eines oder mehrerer Module abgestimmt werden können. Alternativ dazu kann das Bezugssignal ein „virtuelles" oder elektronisch erzeugtes Bezugssignal sein, das generell von der globalen Bewegungs-/Antriebssteuerfunktion bereitgestellt wird und an die lokalen Bewegungs-/Antriebssteuerfunktionen ausgegeben wird, um spezielle Motoren innerhalb des flexiblen Fertigungssystems zu steuern. Ein virtuelles Bezugssignal kann durch elektronische Festzustands-Hardware und/oder -Software erzeugt werden, die gegen mechanische Störungen, wie ein Spiel oder Reibung immun ist.
Eine globale logische Steuerfunktion kann auch die Funktion von lokalen logischen Steuerfunktionen koordinieren. Eine globale logische Steuerfunktion kann beispielsweise Start- und Stop-Signale an lokale logische Steuereinheiten ausgeben, um die logischen Funktionen mit den übrigen Teilen des flexiblen Fertigungssystems zu koordinieren. Eine globale logische Steuerfunktion kann auch ein logisches Bezugssignal bereitstellen, das es den lokalen logischen Steuereinheiten ermöglicht, die Zeitsteuerung der Arbeit der logischen Einheit im Hinblick auf die übrigen Teile der flexiblen Fertigungsstraße zu steuern. Alternativ dazu kann eine lokale logische Steuerfunktion das Geschwindigkeits- und/oder Positionsbezugssignal, das von einer globalen Bewegungs-/Antriebssteuerfunktion wie oben beschrieben erzeugt wird, nutzen (oder eine lokale Bewegungs-/Antriebssteuerfunktion kann das Geschwindigkeits- und/oder Positionsbezugssignal, das von einer globalen logischen Steuerfunktion erzeugt wird, nutzen). In einer Ausführungsform kann die globale logische Steuerfunktion beispielsweise ein digitales oder analoges Signal bereitstellen, das in Bezug auf Amplitude, Phasenwinkel oder Frequenz in einem Bereich liegt, der proportional zur gewünschten Geschwindigkeit und/oder Position des flexiblen Fertigungssystems oder eines Produkts ist, um die lokale logische Steuerfunktion mit dem Betrieb der übrigen Teile des flexiblen Fertigungssystems zu koordinieren. Wie oben mit Bezug auf die globale Bewegungs-/Antriebssteuerfunktion beschrieben, kann das logische Bezugssignal auf einem mechanischen Bezug oder einem virtuellen Bezug beruhen.
Wie oben beschrieben, kann ein flexibles Fertigungssystem der vorliegenden Erfindung eine oder mehrere Merkmalssektionen einschließen. In einer speziellen Ausführungsform können beispielsweise eine oder mehrere Merkmalssektionen direkt durch eine lokale Merkmals-Steuerfunktion gesteuert werden. In dieser Ausführungsform kann die lokale Merkmals-Steuerfunktion ein Bezugssignal nutzen, das von einer globalen Steuerfunktion ausgegeben wird, um die Arbeit mindestens eines Motors und/ oder einer logischen Einheit der Merkmalssektion mit den übrigen Teilen der flexib len Fertigungsstraße zu koordinieren. In einer speziellen bevorzugten Variante dieser Ausführungsform schließt das flexible Fertigungssystem mindestens zwei unabhängige Merkmalssektionen ein, die jeweils eine lokale Steuerfunktion einschließen, die darauf ausgelegt ist, Motoren und logische Einheiten für diese Merkmalssektion direkt zu steuern und diese Motoren und logischen Einheiten mit den übrigen Teilen des flexiblen Fertigungssystems mittels eines oder mehrerer Bezugssignale zu synchronisieren oder zu koordinieren. In einer anderen Variante kann die lokale Steuerfunktion jeder Merkmalssektion dafür ausgelegt sein, die Motoren und logischen Einheiten für diese Merkmalssektion entweder im eigenständigen Modus oder, in dem Fall, dass die Merkmalssektion in eine Gesamt-Umarbeitungsstraße integriert ist, direkt zu steuern.
Die globaler Steuerfunktionen und die lokalen Steuerfunktionen können von einem Zentralrechner, einem lokalen Controller oder einer Kombination aus Zentralrechner und einem oder mehreren lokalen Controllern durchgeführt werden oder darin angesiedelt sein. In einer Ausführungsform kann das Steuersystem einen Zentralrechner, der globale Steuerfunktionen ausführt, und einen oder mehrere lokale Controller einschließen, die jeweils lokale Steuerfunktionen für eine bestimmte Merkmalssektion ausführen. In 55 sind beispielsweise Beispiele für globale Steuerfunktionen und lokale Steuerfunktionen in Form eines Blockschemas dargestellt. In dieser Ausführungsform sind die globalen Steuerfunktionen im Zentralrechner 336 angesiedelt, der Software und/oder Hardware umfassen kann, um globale Steuerfunktionen wie eine globale Bewegungs-/Antriebssteuerfunktion 916 und/oder eine globale logische Steuerfunktion 918 auszuführen. Beispiele für eine logische Steuerfunktion schließen eine globale Bedienpersonenschnittstellen-Steuerfunktion 920, eine globale Start/Stop-Steuerfunktion 921, eine globale Abweisungs-Steuerfunktion 922 und eine globale Sicherheitsunterbrechungsfunktion 923 ein. Die lokalen Steuerfunktionen können in lokalen Merkmals-Controllern, wie 1108 und 1110 angesiedelt sein, die Software und/oder Hardware umfassen können, um lokale Steuerfunktionen auszuführen, wie eine lokale Bewegungs-/Antriebs Steuerfunktion 1150 und/oder eine lokale logische Merkmals-Steuerfunktion 1152. Beispiele für eine lokale logische Steuerfunktion schließen eine lokale Bedienpersonenschnittstellen-Merkmalssteuerfunktion 1154, eine lokale Stop/Start-Merkmalssteuerfunktion 1156, eine lokale Abweisungs-Merkmalssteuerfunktion 1158 und eine lokale Merkmals-Sicherheitsunterbrechungs-Merkmalssteuerfunktion 1160 ein. In einer anderen Ausführungsform kann der zentrale Rechner sowohl die globalen Steuerfunktionen als auch die lokalen Steuerfunktionen durchführen, um die Arbeitsabläufe einer oder mehrerer Merkmalssektionen zu steuern. In dieser Ausführungsform kann der zentrale Rechner eine integrierte Bühne mit lokaler Steuersoftware einschließen, die auf Merkmalsbasis verteilt ist, d. h. die Software, die die lokale Steuerfunktion für mindestens eine Merkmalssektion durchführt, kann eine separate Steuerroutine oder einen Datenblock umfassen. Obwohl die separate Steuerroutine oder der separate Datenblock Aufrufe an gemeinsame Unterroutinen einschließen kann oder gemeinsame Daten einschließen kann, schließt die separate Steuerroutine oder der separate Datenblock vorzugsweise mindestens einen Bereich ein, der einer speziellen Merkmalssektion eigen ist, so dass die Steuerroutine oder der Datenblock für das Modul oder für diese Merkmalssektion im Falle einer Modifizierung, internen Bewegung, Hinzufügung oder Wegnahme in dem oder aus dem flexiblen Fertigungssystem leicht lokalisiert werden kann. In einer anderen Ausführungsform kann das Steuersystem zwei oder mehr lokale Controller ohne einen Zentralrechner einschließen. In dieser Ausführungsform führen die lokalen Rechner jeweils die lokale Steuerfunktion für eine spezielle Merkmalssektion durch. Darüber hinaus führen einer oder mehrere der lokalen Controller die globalen Steuerfunktionen für das flexible Gesamt-Fertigungssystem sowie die lokalen Steuerfunktionen für eine spezielle Merkmalssektion aus.
In der in 54 und 55 dargestellten Ausführungsform kann der zentrale Rechner 336 beispielsweise die globale Bewegungs-/Antriebssteuerfunktion 916 durchführen, welche die Arbeitsabläufe der lokalen Bewegungs-/Antriebssteuer funktionen 1152 synchronisiert. In dieser Ausführungsform kann der zentrale Rechner 336 ein Bezugssignal ausgeben, das ein lokaler Bewegungs-/Antriebs-Controller verwenden kann, um einen oder mehrere Motoren, welche der lokale Bewegungs-/Antriebs-Controller steuert, zu synchronisieren. Ein „Bewegungs-/Antriebs-Controller" bezeichnet ein System auf Mikroprozessorbasis, das den Strom, die Geschwindigkeit und/oder die Position eines oder mehrerer Motoren steuert. Ein Bewegungs-/Antriebs-Controller kann auch den Betrieb eines oder mehrerer Motoren synchronisieren, beispielsweise durch Nutzen eines Bezugssignals, das von einer globalen Bewegungs-/Antriebssteuerfunktion ausgegeben wird. Der Bewegungs-/Antriebs-Controller kann beispielsweise die Geschwindigkeit und/oder die Position eines Servomotors, eines Gleichstrommotors, eines Wechselstrom-Vektormotors usw. steuern. Ein Bewegungs-/Antriebs-Controller kann auch in der Lage sein, in ein Netzwerk aus Bewegungs-/Antriebs-Controllern integriert zu werden, die einen oder mehrere Motoren mit einer Haupt-Maschinengeschwindigkeit und -position synchronisieren. Der zentrale Bewegungs-/Antriebs-Controller 916 kann einzelne Motoren in einem flexiblen Fertigungssystem direkt steuern, oder er kann ein Geschwindigkeits- und/oder Positionsbezugssignal über ein Netzwerk an einen oder mehrere lokale Bewegungs-/Antriebs-Controller ausgeben. Jeder lokale Bewegungs-/Antriebs-Controller, wie die lokalen Bewegungs-/Antriebs-Controller 1062 und 1064, kann das Bezugssignal nutzen, um den bzw. die Motoren, die er direkt steuert, mit den übrigen Teilen des flexiblen Fertigungssystems zu synchronisieren. Der zentrale Bewegungs-/Antriebs-Controller 916 kann beispielsweise einen Haupt-Bewegungs-/Antriebsbezug 924 und einen Bewegungs-/Antriebssteuersignalsendewandler 926 einschließen. Der Haupt-Bewegungs-/Antriebsbezug 924 kann ein Bezugssignal ausgeben, das verwendet werden kann, um den Arbeitsablauf in einer Merkmalssektion mit den übrigen Teilen des flexiblen Fertigungssystems zu synchronisieren. Der Haupt-Bewegungs-/Antriebsbezug 924 kann mit einem zentralen Bewegungs-/Antriebssteuersignalsendewandler 926 mittels einer Bewegungs-/An triebsbezugsverbindung 1112 verbunden sein und mit einem zentralen logischen Controller 928 mittels einer Bewegungs-/Antriebsbezugsverbindung 1114. Die Bewegungs-/Antriebsbezugsverbindungen 1112 und 1114 können beispielsweise Verbindungen mit variabler Frequenz, variablem Phasenwinkel und/oder variabler Amplitude sein. Der zentrale logische Controller 928 kann über eine Netzwerkverbindung 1116 mit einer zentralen Bedienpersonenschnittstelle 920 verbunden sein.
Die globale Bewegungs-/Antriebssteuerfunktion kann über eine elektronische Festzustands-Hardware und/oder -Software, die gegen mechanische Störungen, wie Flankenspiel und/oder Reibung, unempfindlich sein kann, ein virtuelles Bezugssignal erzeugen. In einer Ausführungsform kann der Haupt-Bewegungs-/Antriebsbezug 924 ein virtuelles Bezugs-Geschwindigkeits- und/oder -Positionssignal zur Synchronisierung der Arbeitsabläufe in einer Merkmalssektion mit den übrigen Teilen des flexiblen Fertigungssystems ausgeben. Der Haupt-Bewegungs-/Antriebsbezug 924 kann beispielsweise als elektronischer Enkoder- oder Resolversimulator dienen und ein Signal erzeugen, das eine Reihe von Impulsen mit einer Frequenz erzeugt, die in Beziehung zur gewünschten Geschwindigkeit und/oder Position der Fertigungsstraße steht. Die Impulse können quadratisch konfiguriert sein, so dass das Haupt-Bewegungs-/Antriebsbezugssignal mit vier multipliziert wird, um eine höhere Auflösung oder Genauigkeit zu erhalten. Die Impulse können auch in ein Serienformat umgewandelt werden und über eine serielle Verbindung an mehrere lokale Bewegungs-/Antriebs-Controller über ein Netzwerk übertragen werden.
In einer Ausführungsform kann der zentrale Rechner 336 eine Geschwindigkeitseingabe enthalten, die in den zentralen Rechner 336 vorab einprogammiert wird, oder er kann eine Geschwindigkeits-Bezugseingabe von der zentralen Bedienpersonenschnittstelle 920 über den zentralen logischen Controller 928 oder von einer oder mehreren der lokalen Bedienpersonen-Merkmalsschnittstellen, wie 1070 und 1072 akzeptieren. In dieser Ausführungsform kann der zentrale Rechner 336 den eingegebenen Geschwindigkeitsbezug mittels eines Algorithmus im zentralen logischen Controller 928 in ein Eingangssignal für den Haupt-Bewegungs-/Antriebsbezug 929 umwandeln. Ferner kann der zentrale Rechner 336 das Eingangssignal, das an den Haupt-Bewegungs-/Antriebsbezug 924 oder eine andere Haupt-Maschinenbezugs-Hardware ausgegeben wird, variieren. Der Algorithmus kann beispielsweise das Eingabesignal, das an den Haupt-Bewegungs-/Antriebsbezug 924 ausgegeben wird, während die Maschine sich bewegt, variieren, so dass die Fertigungsstraße zu vordefinierten Sollwerten, die im Zentralrechner vorab einprogrammiert wurden, oder vom Bediener auf einer Bedienpersonenschnittstelle 920 eingegeben werden, hoch- oder herunterfahren kann.
In einer alternativen Ausführungsform kann das Haupt-Bewegungs-/Antriebsbezugssignal von einem Haupt-Antriebsmotor oder von einer mechanischen Anlagenwelle stammen. In einer Ausführungsform kann das Haupt-Bewegungs-/Antriebsbezugssignal proportional zur Geschwindigkeit und/oder Position eines Haupt-Antriebsmotors oder einer mechanischen Anlagenwelle im flexiblen Fertigungssystem sein. Der Zentralrechner 336 kann beispielsweise ein Motorbezugssignal empfangen, beispielsweise von einem Enkoder oder einem Resolver, der an dem Haupt-Antriebsmotor oder der mechanischen Anlagenwelle montiert sein. Das Motorbezugssignal kann dann in ein Haupt-Bewegungs-/Antriebsbezugssignal umgewandelt werden oder als solches verwendet werden und über ein Netz, wie das untergeordnete Bewegungs-/Antriebssteuernetz 1126 verteilt werden. Ein lokaler Bewegungs-/Antriebs-Controller, wie der erste lokale Merkmals-Controller 1062, kann dieses Haupt-Bewegungs-/Antriebsbezugssignal verwenden, um die Geschwindigkeit der Antriebsmotoren in dieser Merkmalssektion zu steuern. Ein Beispiel für ein Steuersignal, das als Haupt-Bewegungs-/Antriebsbezugssignal erzeugt werden kann, ist im US-Patent Nr. 5,383,988 mit dem Titel „Modular Apparatus for Fabricating an Absorbent Article", ausgegeben an Thomas R. Herrmann et al. am 24. Januar 1995, beschrieben.
Ein „logischer Controller" bezeichnet ein System auf Mikroprozessorbasis, das logische Funktionen verwendet, um die Betätigung und/oder Synchronisation von logischen Einheiten, wie Magnetspulen, Relais, Ventilen, Weichen, Sprüheinrichtungen, Düsen, Schaltern, Beleuchtungen, Lampen usw., zu steuern. In einer Ausführungsform kann ein logischer Controller in der Lage sein, in ein Netzwerk von logischen Controllern integriert zu werden, um Informationen für den Zweck der integrierten logischen Steuerung weiterzugeben. Der zentrale logische Controller 928 kann einzelne logische Einheiten in einem flexiblen Fertigungssystem direkt steuern und/oder kann ein Bezugssignal für ein Netz aus lokalen Merkmals-Controllern, wie lokalen Merkmals-Controllern 1108 und 1110, ausgeben, die die logischen Einheiten der Bearbeitungseinheiten innerhalb der Merkmale des flexiblen Fertigungssystems direkt steuern. Die globale logische Funktion 918 kann von einem zentralen logischen Controller 928 durchgeführt werden. Der zentrale logische Controller 928 kann einen Geschwindigkeits- und/oder einen Positionsbezug aus vordefinierten Sollwerten, die in den zentralen logischen Controller einprogrammiert wurden, oder aus einer Bedienpersonenschnittstelle, wie der zentralen Bedienpersonenschnittstelle 920 erzeugen und den Bezug über Software in dem zentralen logischen Controller 928 steuern. Der zentrale logische Controller 928 kann über logische Steuernetzverbindungen 1052 und 1056 in ein logisches Steuernetz 1124 mit den ersten und zweiten lokalen logischen Merkmals-Controllern 1066 und 1068 integriert werden. Eine Standardreihe von Software-Schritten, die Funktionen wie logische Steuerung und Informationsverarbeitung durchführen, kann in die logischen Controller integriert sein. In einer Ausführungsform können die zentralen und/oder lokalen logischen Merkmals-Controller zum Beispiel einen programmierbaren logischen Controller („PLC") einschließen, in dem eine Standardreihe von Software-Schritten, die Steuerfunktionen und Informationsverarbeitung durchführen, in den PLC integriert sind. In einer anderen Ausführungsform können die zentralen und/oder lokalen logischen Merkmals-Controller jedoch einen Personal Computer („PC"), einen Großrech ner, einen Mikrorechner oder einen Minirechner einschließen, in denen Ablaufprogrammierungstechniken genutzt werden können, um Steuerfunktionen und Informationsverarbeitung durchzuführen.
Der zentrale logische Controller 928 kann als Netzwerksystemintegrator fungieren. Informationen, die in einem oder mehreren der lokalen Controller 1108 und/oder 1110 erzeugt werden, können über ein digitales oder analoges Netz in den Zentralrechner 336 geschickt werden. Der zentrale logische Controller 928 kann das Starten und Anhalten einer oder mehrerer Merkmalssektionen durch die Übertragung von Signalen zu und von der einen oder den mehreren lokalen Merkmalssektions-Controllern über das Netz integrieren. Darüber hinaus kann der zentrale logische Controller 928 auch ein Leistungsverteilungssystem und/oder integrierte Sicherheitssysteme über das Netzwerk steuern. Ferner kann der zentrale logische Controller 928 Geräte zum Unterstützen von Bearbeitungseinheiten, wie Klebstofftanks, Unterdrucksystemen, Druckluft, Glycol usw., überwachen und steuern. Der zentrale logische Controller 928 kann auch Produktionsdateninformationen akkumulieren, wie die Zahl der hergestellten Produkte, die mittlere Zeitspanne zwischen Versagen, die Anlageneffizienz usw., und die Informationen auf der Haupt-Bedienpersonenschnittstelle anzeigen oder die Informationen zu den einzelnen lokalen Controllern übertragen.
Der Zentralrechner 336 kann mehrere Hardware-Komponenten einschließen, die verschiedene Steuerfunktionen ausführen, oder er kann einen einzigen Multifunktionsrechner umfassen, um einige oder alle der verschiedenen Steuerfunktionen auszuführen. Der zentrale Rechner kann beispielsweise eine Kombination aus einem Encoder Signal Reference Simulator (ESRS), hergestellt von Rockwell International, und einen programmierbaren logischen Controller, wie einen 1785-L40C PLC-5, hergestellt von Rockwell, kombinieren, um die globale Bewegungs-/Antriebssteuerfunktion 916 auszuführen. Alternativ dazu kann der zentrale Rechner einen programmierbaren logischen Controller („PLC") einschließen, um die globale logische Steuerfunktion 918 auszuführen, sowie einen Personal Computer („PC"), um die globale Bewegungs-/Antriebssteuerfunktion 916 auszuführen. In dieser Ausführungsform kann entweder der PLC oder der PC die globale Bedienpersonenschnittstellen-Funktion 921 ausführen. Alternativ dazu kann der zentrale Rechner 336 ein einzelnes Multifunktions-Rechnersystem, wie einen Personal Computer, einen Großrechner, einen Mikrocomputer, einen Minicomputer, usw. einschließen, das jede der globalen Bewegungs-, Antriebs- und logischen Steuerfunktionen sowie die globale Datensammlung und die Protokollfunktion ausführt.
Darüber hinaus können die verschiedenen Hardwareteile, aus denen der Zentralrechner 336 besteht, in einem einzigen Panel untergebracht werden oder können mehrere Komponenten in verschiedenen Panels einschließen, die nebeneinander angeordnet sind oder über das Fertigungssystem verteilt sind. In einer Ausführungsform kann das Panel, in dem ein zentraler Bewegungs-/Antriebs-Controller untergebracht ist, beispielsweise in der Nähe eines Haupt-Antriebsmotors oder einer mechanischen Anlagenwelle angeordnet sein, falls eines der Verfahren zum Erzeugen eines Haupt-Bewegungs-/Antriebsbezugssignals verwendet wird, während das Panel, in dem der zentrale logische Controller untergebracht ist, in einem anderen Panel irgendwo entlang des flexiblen Fertigungssystems angeordnet sein kann. Der zentrale Rechner 336 kann in einem oder in mehreren Steuerpanels untergebracht sein, wie in dem Zentralrechner-Steuerpanel 914, das in 55 dargestellt ist. Das Zentralrechner-Steuerpanel 914, in dem der zentrale Rechner 336 untergebracht ist, kann auf der Panel-Trägerstruktur 240, wie in 21 dargestellt, oder in einem anderen Bereich des flexiblen Fertigungssystems angeordnet sein.
Jede Merkmalssektion kann ein oder mehrere Modul(e) und einen lokalen Merkmals-Controller einschließen. Ein lokaler Merkmals-Controller kann einen lokalen Merkmals-Bewegungs-/Antriebs-Controller und/oder einen lokalen logischen Merkmals-Controller einschließen. 54 zeigt beispielsweise eine vereinfachte Darstellung einer Ausführungsform eines flexiblen Fertigungssystems 1090 für zwei Merkmalssektionen 1078 und 1080. Um die Darstellung zu vereinfachen, zeigt 54 nur einen zentralen Rechner 336 und zwei Merkmalssektionen 1078 und 1080. Ein flexibles Fertigungssystem der vorliegenden Erfindung kann jedoch eine, zwei, drei oder mehr Merkmalssektionen einschließen. In dem in 54 dargestellten flexiblen Fertigungssystem schließt die erste Merkmalssektion 1078 erste und zweite erste Merkmalsmodule 1082 bzw. 1084 ein, und die zweite Merkmalssektion 1080 schließt ein zweites Merkmalsmodul 1086 ein. In dieser Ausführungsform schließt das Steuersystem 1090 vorzugsweise einen zentralen Rechner 336 und erste und zweite lokale Merkmals-Controller 1108 und 1110 ein, um die Bearbeitungseinheiten der ersten und zweiten Merkmalssektionen 1078 bzw. 1080 zu steuern. Der erste lokale Merkmals-Controller 1108 kann einen ersten lokalen Merkmals-Bewegungs-/Antriebs-Controller 1062 und/oder einen ersten lokalen logischen Merkmals-Controller 1066 einschließen. Der zweite lokale Merkmals-Controller 1110 kann einen zweiten lokalen Merkmals-Bewegungs-/Antriebs-Controller 1064 und/oder einen zweiten lokalen logischen Merkmals-Controller 1068 einschließen. Der erste lokale Merkmals-Controller 1108 und/oder der zweite lokale Merkmals-Controller 1110 können auch eine lokale Bedienpersonenschnittstelle einschließen, wie 1070 und 1072.
Jedes Modul kann eine oder mehrere Bearbeitungseinheit(en) einschließen: die ersten und zweiten Module 1082 und 1084 der ersten Merkmalssektion 1078 können eine erste Bearbeitungseinheit 1092 der ersten Merkmalssektion und eine zweite Bearbeitungseinheit 1094 der ersten Merkmalssektion umfassen, und das Modul 1086 der zweiten Merkmalssektion 1080 kann eine Bearbeitungseinheit 1096 der zweiten Merkmalssektion umfassen.
Jede Bearbeitungseinheit kann einen oder mehrere Motor(en) und/oder eine oder mehrere Steuereinheit(en) umfassen. (Der Ausdruck „Steuereinheit", wie in dieser Anmeldung verwendet, bezeichnet Einrichtungen wie eine Magnetspule, ein Photoauge, einen Näherungsschalter, einen Temperaturfühler, ein Relais, einen kleinen Wechselstrommotor zum Antreiben eines Bahnnachführmechanismus, oder eine andere in der Technik bekanntes Steuereinheit). Die Bearbeitungseinheiten 1092 und 1094 der ersten Merkmalssektion können Motoren 1057 und 1058 für die erste Merkmalssektion und Steuereinheiten 1073 und 1074 für die erste Merkmalssektion umfassen. Ebenso kann die Bearbeitungseinheit 1096 für die zweite Merkmalssektion einen Motor 1060 für die zweite Merkmalssektion und eine Steuereinheit 1076 für die zweite Merkmalssektion einschließen.
Die ersten und zweiten lokalen Merkmals-Controller 1108 und 1110 können in ein Netz mit dem zentralen Rechner 336 integriert sein. Das Netz kann beispielsweise zwei untergeordnete Netze einschließen: ein untergeordnetes Bewegungs-/Antriebssteuerungsnetz 1126, durch das der zentrale Bewegungs-/Antriebs-Controller 916 über Verbindungen 1128 und 1142 mit den ersten und zweiten lokalen Bewegungs-/Antriebs-Controllern 1062 bzw. 1064 verbunden ist, und ein untergeordnetes Logiksteuerungsnetz 1124, durch das der zentrale logische Controller 928 über Verbindungen 1052 und 1056 mit den ersten und zweiten lokalen logischen Controllern 1066 bzw. 1068 verbunden ist. Die Informationen, die über das untergeordnete Bewegungs-/Antriebssteuerungsnetz 1126 übertragen werden, stellen z. B. die Strecken dar, über die sich der Hauptantriebs-Enkoder oder ein virtueller Hauptantriebs-Enkoder bewegt hat. Informationen, die über das untergeordnete logische Steuerungsnetz 1124 übertragen werden, können beispielsweise Maschinensollwerte, Produktqualitätsinformationen, Maschinenstatus und Laufzustand usw. einschließen.
Wie oben beschrieben, schließt eine Merkmalssektion eine oder mehrere Bearbeitungseinheiten ein. Jede Bearbeitungseinheit kann mindestens einen Motor und/oder mindestens eine logische Einheit einschließen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann es sich bei dem Motor um einen unab hängig angetriebenen Servomotor handeln. In dieser Ausführungsform müssen die Geschwindigkeit und die Position der Bearbeitungseinheiten nicht von einer gemeinsamen mechanischen Anlagenwelle in Phase gebracht werden. Mechanische Kupplungen zwischen den Bearbeitungseinheiten können fehlen, und die Geschwindigkeit und die Position der Bearbeitungseinheiten können durch den lokalen Controller im Hinblick auf einen gemeinsamen Positions- und/oder Geschwindigkeitsbezug synchronisiert werden. Die Quelle für den gemeinsame Bezug kann einer der Haupt-Bewegungs-/Antriebsbezüge sein, die oben beschrieben sind.
Die Bewegungs-/Antriebs-Controller können mit einem oder mehreren Servomotoren verbunden sein. Beispielsweise in der in 54 dargestellten Ausführungsform kann die erste lokale Bewegungs-/Antriebssteuereinheit 1062 mit den Servomotoren 1057 und 1058 der ersten und zweiten Module 1082 und 1084 der ersten Gruppe 1078 durch Strom- und Rückkopplungskabel 1118 und 1120 verbunden sein, und ebenso kann die zweite lokale Bewegungs-/Antriebssteuereinheit 1064 mit dem Servomotor 1060, der im dritten Modul 1086 der zweiten Gruppe 1080 angeordnet ist, durch Strom- und Rückkopplungskabel 1122 verbunden sein.
Ein Motor-Bewegungs-/Antriebssteuersystem kann beispielsweise eine oder mehrere der folgenden Komponenten einschließen: einen Merkmalssektion-Bewegungs-/Antriebs-Controller; einen Elektromotor, wie einen Servomotor, einen Gleichstrommotor, einen Wechselstrom-Vektormotor usw.; und/oder einen Elektromotorpositions-Rückkopplungssensor, wie einen Enkoder oder einen Resolver. Die Merkmalssektions-Bewegungs-/Antriebs-Controller 1062 und 1064 können einen oder mehrere programmierbare Bewegungs-/Antriebs-Controller und einen oder mehrere Leistungswandler/-verstärker einschließen. Ein programmierbarer Bewegungs-/Antriebs-Controller kann einen Motor mittels einer speziellen Steuerroutine oder Konfiguration steuern, die einen Satz von vorprogrammierten oder von einer Bedienperson definierten Steuerschritten oder Sollwerten einschließen. Die Steuerschritte oder die Konfiguration können beispielsweise Anweisungen bezüglich der relativen Geschwindigkeit und/oder der Position eines oder mehrerer Motoren an ein Haupt-Bezugssignal einschließen. Ein Positions-Rückkopplungssensor für die Motorwelle kann auch mit dem programmierbaren Bewegungs-/Antriebs-Controller verbunden sein. Der programmierbare Bewegungs-/Antriebs-Controller kann die Position der Servomotorwelle in Bezug auf ein Haupt-Bezugssignal unter Verwendung des Rückkopplungssensors berechnen und vorprogrammierten Anweisungen folgen, um die Geschwindigkeit und/oder die Position des Motors einzustellen, um die relative Geschwindigkeit und Position des Haupt-Bezugssignals anzupassen. In einer Ausführungsform kann das Haupt-Bezugssignal zum Beispiel eine Frequenz, eine Amplitude und/oder einen Winkel einschließen, um die Bezugsgeschwindigkeit und Position für das flexible Fertigungssystem darzustellen. Ein Motorleistungsumwandler/-verstärker kann die Menge an elektrischem Strom steuern, die an den Motor angelegt wird, um seine relative Position zum Haupt-Bezugssignal aufrechtzuerhalten. Die erforderliche Menge an elektrischem Strom kann durch den Bewegungs-/Antriebs-Controller bestimmt werden und kann auf dem Umfang eines Fehlers beruhen, der zwischen der Motorwelle und der relativen Geschwindigkeit und/oder Position des Haupt-Bezugs errechnet wird. Der Bewegungs-/Antriebs-Controller kann auch über ein analoges oder digitales Netz Informationen wie Statuscodes, Fehlercodes, Geschwindigkeit und Position an den logischen Controller übertragen.
Um Fertigungsstraßenumstellungen, Produktabmessungsvariationen usw. zu unterstützen, kann der programmierbare Bewegungs-/Antriebs-Controller mehrere alternative Routinen aufweisen, unter denen eine Fertigungsstraßen-Bedienperson wählen kann, um die Straße für den Zusammenbau eines speziellen Produkts zu konfigurieren. Alternativ können die Steuerroutinen von einer Bedienperson definierte Sollwerte verwenden, um die Arbeitsabläufe in den verschiedenen Motoren in der Merkmalssektion zu steuern. In einer weiteren Aus führungsform, wenn der programmierbare Bewegungs-/Antriebs-Controller mit einem Netz verbunden sein kann, wie in 54 dargestellt, können die Steuerroutinen in dem Netz ersetzt, weggelassen oder modifiziert werden. Das Netz kann in einer Ausführungsform ein Ethernet, ein Control Net^TM (ein Produkt von Rockwell International), eine Kombination aus den beiden oder jede andere Art von Netz sein, die in der Technik bekannt ist.
Der Motor kann mechanisch mit einer oder mehreren Bearbeitungseinheiten verbunden sein und elektrisch mit dem Motorleistungswandler/-verstärker verbunden sein. Die mechanische Schnittstelle zwischen dem Motor und der Bearbeitungseinheit kann ein Zahnrad- oder ein Riemenscheibensatz und/oder eine Kombination davon sein, oder sie kann eine direkte Verbindung sein. Bearbeitungseinheiten, die auf die Einheit eines Produkts eingestellt werden müssen, d. h. die einmal, zweimal usw. pro Produkt über die Fertigungsstraße laufen müssen, können Motoren aufweisen, die als „in Einheiten eingeteilte" Motorsysteme konfiguriert sind, um bei einer Geschwindigkeit zu rotieren, die mit der Produkteinheit synchronisiert ist. In einer Ausführungsform kann eine Bedienperson die Geschwindigkeit des Motors mit der Produkteinheit durch Auswahl der Zahl der Enkoderimpulse einer Anlagenwelle oder eines Haupt-Antriebsmotors auf der Verarbeitungsstraße oder die Zahl der virtuellen Enkoderimpulse, die über das Bewegungs-/Antriebssteuernetz übertragen werden und die eine einzelne Produkteinheit an der Bedienpersonenschnittstelle darstellen, synchronisieren. Die lokale Bewegungs-/Antriebssteuerfunktion kann den Betrieb einer auf Einheiten eingestellten Bearbeitungseinheit auf eine einzige Produktlänge synchronisieren. Eine einzige Umdrehung oder lineare Bewegung der auf Einheiten eingestellten Bearbeitungseinheit kann beispielsweise einer ganzen Zahl von Produktlängen entsprechen, oder eine ganze Zahl von Umdrehungen oder linearen Bewegungen der auf Einheiten eingestellten Bearbeitungseinheit kann einer einzigen Produktlänge entsprechen. In einer Ausführungsform kann ein lokaler Merkmals-Controller Drehung oder lineare Bewegung der eingeteilten Bearbeitungseinheit durch Mul tiplizieren der festgesetzten Zahl von Enkoder- oder virtuellen Enkoderimpulsen mit dem Übersetzungsverhältnis für den speziellen Motor, der die Bearbeitungseinheit antreibt, auf eine einzige Produktlänge synchronisieren. Das Übersetzungsverhältnis hängt von der mechanischen Verbindung zwischen dem Motor und der Bearbeitungseinheit und der Zahl der Produkte, die durch eine Umdrehung oder lineare Bewegung der Bearbeitungseinheit erzeugt werden können, ab. Das Übersetzungsverhältnis kann von einer Bedienperson für einen speziellen Motor in einer Merkmalssektion vorprogrammiert werden. In einer alternativen Ausführungsform kann die Dreh- oder lineare Geschwindigkeit der Bearbeitungseinheit durch Vorprogrammieren oder durch eine Bedienperson, die an der Bedienpersonenschnittstelle die Zahl der Produkte auswählt, die in einem bestimmten Zeitrahmen erzeugt werden, z. B. 100 Windeln pro Minute, mit der Produkteinheit synchronisiert werden. Bearbeitungseinheiten, die nicht auf die Produkteinheit eingestellt werden müssen, können Motoren aufweisen, die mechanisch mit den nicht auf Einheiten eingestellten Bearbeitungseinheiten gekoppelt sind, und können als nicht auf Einheiten eingestellte Motorsysteme konfiguriert sein. Die nicht auf Einheiten eingestellte Bearbeitungseinheit kann der relativen Geschwindigkeit des Haupt-Bezugs folgen. Die Bedienperson kann in der Lage sein, die Motorgeschwindigkeit der nicht auf Einheiten eingestellten Bearbeitungseinheit zu ändern oder einzustellen, um verschiedene Änderungen der Ausgangsmaterialien und/oder einer Produktabmessung zu kompensieren, dies kann aber auch durch Programmieren geschehen.
Ein unabhängig angetriebener Servomotor ermöglicht schnellere Änderungen der Motorgeschwindigkeit und -position gegenüber den übrigen Teilen der Fertigungslinie, da die Software-Steuerung des Servomotors schneller geändert werden kann als herkömmliche traditionelle mechanische Verbindungen, Zahnräder, Riemenantriebe usw. Die Verwendung von digital gesteuerten Servomotoren kann auch eine größere Genauigkeit der Produktherstellung ermöglichen, da sie einen höheren Synchronisadons- und Positionssteuerungsgrad als in herkömmlichen Anlagen wellen- und/oder Riemenantrieben, insbesondere in einem langen Antriebsstrang, bereitstellen können. Ferner können digital gesteuerte Servomotoren auch „Knopfdruck"-Wechsel ermöglichen, die es einer Bedienperson ermöglichen, ein Produkt aus vorkonfigurierten Programmsollwerten für eines oder mehrere der logischen und Bewegungs-/Antriebssteuersysteme zu wählen, um die Bewegung/den Antrieb eines oder mehrerer der Servomotoren zu lenken, um das gewünschte Produkt automatisch herzustellen.
Wie oben beschrieben, kann eine Bearbeitungseinheit eine oder mehrere logische Einheiten einschließen. In einer Ausführungsform können die lokalen logischen Steuerfunktionen in einem lokalen logischen Controller untergebracht sein, der die Arbeit der logischen Einheiten für dieses Merkmal direkt steuert und die Arbeit dieser logischen Einheiten mit den übrigen Teilen des flexiblen Fertigungssystems synchronisiert oder koordiniert. Der lokale logische Merkmals-Controller kann die Arbeit der lokalen logischen Einheiten unter Verwendung eines Haupt-Logikbezugssignals, das vom zentralen logischen Controller erzeugt und über ein Netz, wie ein untergeordnetes logisches Steuernetz 1124, zum lokalen logischen Merkmals-Controller übertragen wird, synchronisieren oder koordinieren.
Die lokalen logischen Merkmals-Controller können mit einer oder mit mehreren Steuereinheiten und/oder einer oder mehreren Bedienpersonenschnittstellen in einem entfernten lokalen Netz verbunden sein. Der erste lokale logische Merkmals-Controller 1066 kann beispielsweise mit den ersten Merkmals-Steuereinheiten 1073 und 1074, die in den ersten und zweiten Modulen 1082 und 1084 der ersten Merkmalssektion 1078 angeordnet sind, und über die ersten lokalen Merkmals-Fernnetzverbindungen 1138 und 1140 mit einer ersten Merkmals-Bedienpersonenschnittstelle 1070 verbunden sein. Ebenso kann der zweite lokale logische Merkmals-Controller 1068 beispielsweise mit der zweiten Merkmals-Steuereinheit 1076 und über die lokalen Fernnetzverbindungen 1134 und 1136 mit einer zweiten Merkmals-Bedienpersonenschnittstelle verbunden sein. Die lokalen Merkmals-Fernnetze können ein digitales internes Steuernetz für eine Merkmalssektion sein. Dieses lokale Merkmals-Fernnetz kann von einem lokalen logischen Merkmals-Controller ausgehen und die Bearbeitungseinheits-Steuereinheiten über elektronische Ferneingabe- und -ausgabemodule mit dem logischen Controller verbinden. Der erste lokale logische Merkmals-Controller 1066 kann beispielsweise über das erste lokale Merkmals-Fernnetz 1146 mit den ersten Merkmals-Bearbeitungseinheits-Steuereinheiten 1073 und 1074 verbunden sein. Der zweite lokale logische Merkmals-Controller 1068 kann beispielsweise über das zweite lokale Merkmals-Fernnetz 1148 mit der zweiten Merkmals-Bearbeitungseinheits-Steuereinheit 1076 verbunden sein. Das interne Netz kann auch den lokalen logischen Merkmals-Controller mit seiner entsprechenden Bedienpersonenschnittstelle verbinden, wie die ersten und zweiten lokalen logischen Merkmals-Controller 1066 und 1068 mit den ersten und zweiten Merkmals-Bedienpersonenschnittstellen 1070 bzw. 1072. Signale, die über ein lokales Merkmals-Fernnetz übertragen werden, können beispielsweise den Status von Steuereinheiten, die in einem oder in mehreren Modulen, die in einer Merkmalssektion angeordnet sind, einschließen.
Ein Beispiel für ein lokales Steuersystem, das sowohl eine lokale Bewegungs-/Antriebsfunktion als auch eine lokale logische Steuerfunktion einschließt, ist das in 59 dargestellte Klebstoff-Steuersystem. Eine Merkmalssektion 1202 der vorliegenden Erfindung kann einen oder mehrere Klebstoffapplikatoren 380 einschließen, die in einem Modul 300 der Merkmalssektion 1202 untergebracht sind. Der Klebstoffapplikator 380 kann von der Art sein, die in der Technik verwendet wird und kann Klebstoff aus einem Klebstofftank 384 über eine Pumpe 386, einen Zufuhrschlauch 388, einen Ferndosierer 390 und einen Merkmals-Klebstoffzufuhrschlauch 392 erhalten. Der Ferndosierer 390 kann von einem Servomotor 1206 angetrieben werden, der von dem lokalen Merkmals-Bewegungs-/Antriebs-Controller 962 gesteuert werden kann. Der lokale Merkmals-Bewegungs-/Antriebs-Controller 962 kann mehrere unabhängige, programmierbare Einzelachsen- Bewegungs-/Antriebs-Controller 963, wie 1398-DDM-009-Controller, hergestellt von Rockwell International, für jeden Motor, der gesteuert werden muss, und/ oder einen oder mehrere programmierbare Mehrachsen-Bewegungs-/Antriebs-Controller, wie 1394-SJT10-T-RL-Controller, die von Rockwell International hergestellt werden und die mehrere Motoren steuern können, einschließen. Der lokale Merkmals-Bewegungs-/Antriebs-Controller 962 kann den Servomotor 1206 über ein Antriebs- und Rückkopplungskabel 1208 steuern. Ein Merkmals-Klebstoffzufuhrschlauch 392 kann den Klebstoff vom Ferndosierer 390 zum Klebstoffapplikator 380 liefern. Die Temperatur des Klebstoffs im Ferndosierer 390, im Merkmals-Klebstoffzuführschlauch 392 und im Klebstoffapplikator 380 kann vom lokalen logischen Merkmals-Controller 934 über ein Leistungs- und Rückkopplungskabel 1210, das über einen Klebstoffverteilerkasten 382 und eine lokale Fernnetzverbindung mit dem lokalen logischen Controller 934 verbunden sein kann, gesteuert werden. Der Klebstoffverteilerkasten 382 kann Anschlüsse für eine elektrische Leistungszufuhr und Eingabe/Ausgabe-Einrichtungen für die Temperatursteuerungs-/-regelungssignale vom Ferndosierer 390, dem Merkmals-Klebstoffzufuhrschlauch 392 und dem Klebstoffapplikator 380 aufweisen. Der Klebstoffverteilerkasten 382 kann über ein Leistungszufuhrkabel 1212 mit den Schnittstellenverbindern 968 und über eine lokale Fernnetzverbindung 1214 mit dem lokalen logischen Merkmals-Controller 934 verbunden sein, um ein Temperaturrückkopplungssignal an den lokalen logischen Merkmals-Controller 934 zu erzeugen. Der lokale logische Merkmals-Controller 934 kann, beispielsweise durch ein Klebstoffnaht-Steuerkabel 1216, mit einem elektrisch/pneumatisch-Wandler 1218, der sich im Modul 300 befindet, verbunden werden. Der Wandler 1218 kann über Druckluftrohre 1220 mit dem Klebstoffapplikator 380 verbunden werden. Der Wandler 1218 kann Druckluft 1222 empfangen und für ein Ein- und Ausschalten der Lieferung von Druckluft zum Klebstoffapplikator 380 sorgen, um den Klebstoffstrom durch den Klebstoffapplikator 380 zu starten und zu stoppen.
In einer speziellen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Standard-Klebesteuerpanel 960 so konfiguriert sein, dass es Standard-Hardware und/oder -Software zum Steuern des Betriebs von Klebstoffapplikatoren im ganzen flexiblen Fertigungssystem enthält. Ein Standard-Klebesteuerpanel 960 kann beispielsweise für jede Merkmalssektion des flexiblen Fertigungssystems der vorliegenden Erfindung, die einen Klebstoffapplikator einschließt, verwendet werden. Die merkmalsspezifische Hardware und/oder Software, die zur Steuerung eines bestimmten Klebstoffapplikators, wie des Klebstoffapplikators 380 erforderlich ist, kann im lokalen logischen Merkmals-Controller 934 enthalten sein und/oder kann dem Standard-Klebstoffsteuerpanel 960 hinzugefügt sein. Die Nutzung von Standard-Klebstoffpanels kann die Hinzufügung oder Abnahme von Klebstoff-Bearbeitungseinheiten zu bzw. von einer Merkmalssektion ohne Umkonfigurierung des lokalen Merkmals-Controllers der Merkmalssektion ermöglichen. In dieser Ausführungsform kann der logische Controller 934 beispielsweise mit einem Eingabe- und Ausgabe-Sektion 966 eines Logiksteuerpanels, die im Klebstoff-Steuerpanel 960 angeordnet ist, über eine lokale Fernnetzverbindung 1224 verbunden werden. Ein Standard-Klebstoffsteuerpanel 960 ist schematisch in 5B dargestellt. Das Klebstoffsteuerpanel 960 kann ein Standard-Design für die Steuerung von mehreren Ferndosiereinrichtungen durch Einbeziehung mehrerer programmierbarer Bewegungs-/Antriebs-Controller und Paaren aus Motorleistungswandler und -verstärker 962 aufweisen.
Die Tanksteuerfunktion kann von einem separaten lokalen Controller, der der Steuerung eines oder mehrerer Klebstofftanks gewidmet ist, einem oder mehreren der lokalen Merkmals-Controller oder dem zentralen Rechner durchgeführt werden. Die Tankststeuerfunktion kann die Temperatur des Klebstoffs im Tank 384 und im Zufuhrschlauch 388 zusätzlich zur Rate des Klebstoffs, der dem Ferndosierer 390, der sich im Modul 300 des Merkmalsabschnitts 1202 befindet, zugeführt wird. Der Klebstofftank 384 kann mehrere Klebstoffkammern ein schließen, die jeweils mindestens eine Pumpe einschließen und unterschiedliche Arten von Klebstoffen enthalten können.
Ein lokaler Merkmals-Controller kann mindestens einen logischen Controller und/oder einen Bewegungs-/Antriebs-Controller und/oder Elemente wie eine oder mehrere Sicherheitsschaltungen und/oder ein oder mehrere Leistungsverteilungssysteme einschließen. Wie in 56 dargestellt, kann ein Steuerpanel 370 beispielsweise einen Bewegungs-/Antriebs-Controller 932; einen logischen Controller 934; Steuerrelais 936; ein Sicherheitsrelais 938, einen programmierbaren Nockenschalter 940, zweckgebundene Kabelanschlusspunkte 942; Merkmalsschnittstellen-Verbindungen 944; ein Logikschnittstellenpanel 946; Leistungsverteilungsschaltungs-Unterbrecher 948; Bewegungs-/antriebs-Controller-Schütze 950; Wechselstrommotor-Schütze 952 und 25VDC-Leistungsversorgungen 954 einschließen. Ein lokaler Merkmals-Controller kann in einem oder in mehreren Steuerpanels oder in einem oder in mehreren der Module der Merkmalssektion untergebracht sein.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein lokaler Merkmals-Controller in einem oder in mehreren Standard-Steuerpanels wie den oben in Bezug auf den zentralen Rechner 336 beschriebenen untergebracht sein. Ein Standard-Steuerpanel, in dem ein lokaler Merkmals-Controller untergebracht ist, kann in der Nähe oder angrenzend an das bzw. die Modul(e) der Merkmalssektion, die der lokale Merkmals-Controller steuert, angeordnet sein. Wie in 23A dargestellt, kann ein Standard-Steuerpanel 370 auf der Panelträgerstruktur 240 angrenzend an das Modul 300, das es steuert, angeordnet sein. In dem Fall, dass das bzw. die Modul(e) einer Merkmalssektion von einer anderen Merkmalssektion ersetzt werden, kann das Standard-Steuerpanel 370 umkonfiguriert werden, um als lokaler Merkmals-Controller für die neue Merkmalssektion zu arbeiten und um das bzw. die Modul(e) der neuen Merkmalssektion zu steuern.
In einer Ausführungsform kann das flexible Fertigungssystem der vorliegenden Erfindung Standard-Hauptsteuerpanels 371, wie in 21 und 56 dargestellt, und Standard-Hilfssteuerpanels 374 (Standard-Hilfssteuerpanels 374E und 374F, wie in 21 dargestellt) einschließen. Jedes der Standard-Steuerpanels kann räumlich begrenzt sein, so dass es nur Steuer-Hardware für eine festgelegte Anzahl von Elektromotoren, logischen Einheiten usw. unterbringen kann. In dieser Ausführungsform können, wenn eine Merkmalssektion aus mehr als der festgelegten Zahl von Elektromotoren, logischen Einheiten usw. besteht, die in einem Standard-Hauptsteuerpanel 371 untergebracht sein können, auch ein oder mehrere Hilfs-Steuerpanels 374 verwendet werden. Außerdem kann ein Standard-Klebstoffsteuerpanel 960, wie das in 21 und 58 dargestellte und oben beschriebene, verwendet werden, um die Hardware für einen bestimmten lokalen Merkmals-Controller aufzunehmen, der ein Klebstoffsystem in der Merkmalssektion steuert. Alternativ können zusätzliche Standard-Steuerpanels konfiguriert werden, um die Hardware aufzunehmen, die andere Untersysteme einer Merkmalssektion steuert, wie Bewegungs-/Antriebs- oder logische Steueraspekte der lokalen Merkmals-Controller.
21 zeigt beispielsweise einen Abschnitt eines Beispiels für ein flexibles Fertigungssystem der vorliegenden Erfindung, in dem die lokalen Merkmals-Controller in Standard-Steuerpanels auf einer Panelträgerstruktur 240 angrenzend an die Module der Merkmalssektionen, die die lokalen Merkmals-Controller steuern, untergebracht sind. Die Bündchen-Merkmalssektion A ist angrenzend an ein Standard-Hauptsteuerpanel 371A und ein Standard-Klebstoffsteuerpanel 960A dargestellt, die zusammen den lokalen Merkmals-Controller für die Bündchen-Merkmalssektion A bilden. Die Seitenfeld-Merkmalssektion C ist angrenzend an ein Standard-Hauptsteuerpanel 371C und ein Standard-Klebstoffsteuerpanel 960C dargestellt, die zusammen den lokalen Merkmals-Controller für die Seitenfeld-Merkmalssektion C bilden. Dann ist die Zielzonen-Merkmalssektion D angrenzend an ein Standard-Hauptsteuerpanel 371D und ein Standard-Klebstoffsteuerpanel 960D dar gestellt, die zusammen den lokalen Merkmals-Controller für die Zielzonen-Merkmalssektion D bilden. Die Befestigungs-Merkmalssektion E ist angrenzend an ein Standard-Hauptsteuerpanel 371E, ein Standard-Hilfssteuerpanel 374E und ein Standard-Klebstoffsteuerpanel 960E dargestellt, die zusammen den logischen Merkmals-Controller für die Befestigungs-Merkmalssektion E bilden. Schließlich ist die Faltungs- und Formungs-Merkmalssektion F angrenzend an ein Standard-Hauptsteuerpanel 371F und ein Standard-Hilfssteuerpanel 374F dargestellt, die zusammen den lokalen Merkmals-Controller für die Faltungs- und Formungs-Merkmalssektion F bilden.
Einige Module des flexiblen Fertigungssystems der vorliegenden Erfindung können jedoch eine Reihe von Verfahrensschritten durchführen, die nicht direkt mit der Erzeugung eines Produktmerkmals in Zusammenhang stehen. Das Grundeinheitskombinierungs-Zuführmodul 622 und das Grundeinheitskombinierungsmodul 624, zusammen als Sektion B des flexiblen Fertigungssystems bezeichnet, umfassen beispielsweise keine Merkmalssektion für die Zwecke der vorliegenden Erfindung. Die Bearbeitungseinheiten in diesen Modulen kombinieren Bahnen, welche den Träger für die Fertigungsstraße bilden, aber bilden kein spezielles Produktmerkmal. Statt dessen umfassen die Bearbeitungseinheiten in diesen Modulen eine funktionale Arbeitseinheit, die mehrere Bahnen kombiniert. In diesem Beispiel können mehrere Bearbeitungseinheiten, die nicht Teil einer Merkmalssektion sind, in einem Abschnitt des flexiblen Fertigungssystems angeordnet sein und gemeinsam von einem oder mehreren lokalen Controllern, wie den lokalen Controllern, die im Standard-Hauptsteuerpanel 371B und im Standard-Klebstoffsteuerpanel 960B angeordnet sind, für das Grundeinheitskombinierungs-Zuführmodul 622 und da Grundeinheitskombinierungsmodul 624 gesteuert werden. Alternativ dazu können Bearbeitungseinheiten oder funktionale Arbeitseinheiten, die keine Merkmalssektion bilden, in den Modulen einer Merkmalssektion untergebracht sein, die Raum hat. Beispielsweise kann eine Seiteneinschnitteinrichtung 778, die einen Teil der Bahn entfernt und nachstehend beschrieben ist, in einem der Module der Be festigungs-Merkmalssektion E untergebracht sein und von dem lokalen Merkmals-Controller der Befestigungs-Merkmalssektion E gesteuert werden, die in einem Standard-Hauptsteuerpanel 371E, einem Standard-Hilfssteuerpanel 374E und einem Standard-Klebstoffsteuerpanel 960E untergebracht ist.
Der Ausdruck „Bedienpersonenschnittstelle", wie in dieser Anmeldung verwendet, bezeichnet ein System auf Mikroprozessorbasis, das es einer Bedienperson erlauben kann, Daten in einen Zentralrechner oder in einen lokalen Rechner einzugeben oder von diesen zu erhalten. Ein flexibles Fertigungssystem der vorliegenden Erfindung kann eine zentrale Bedienpersonenschnittstelle einschließen, die mit dem zentralen Rechner verbunden ist, sowie eine oder mehrere lokale Bedienpersonenschnittstellen, die mit einem oder mit mehreren lokalen Merkmals-Controllern verbunden sein können. Die zentralen Bedienpersonenschnittstelle kann Informationen vom zentralen logischen Controller im zentralen Rechner erhalten und die Anlagendaten von einem oder mehreren der lokalen Merkmals-Controller integrieren und die Daten für die Bedienperson anzeigen. Die zentrale Bedienpersonenschnittstelle kann auch die Daten, die von der Bedienperson eingegeben werden, auf einen oder auf mehrere lokale Merkmals-Controller verteilen. Eine Bedienpersonenschnittstelle kann auch der Ursprung für einen oder mehrere Maschinensollwerte sein, wie Motorparameter-Sollwerte, Leimtemperaturen und programmierbare Nockengrenzen. Die Bedienpersonenschnittstelle kann auch eine Datenbank für andere Anzeigen in der Fertigungsstraße, wie elektronische Gefahrenmeldesysteme, enthalten.
Die in 54 dargestellte zentrale Bedienpersonenschnittstelle 920 und die Bedienpersonenschnittstellen 1070 und 1072 für das erste und zweite Merkmal können für die Bedienperson die Nachrichten anzeigen, die eine Fehlfunktion des Fertigungssystems betreffen, wie Warnhinweise. Einige Beispiele für Alarmmeldungen können die Anzahl der Ausschussprodukte, ein Geweberiss, ein Drehmoment des Servomotors über der Toleranzgrenze, eine Fehlausrichtung einer Komponente, eine Temperatur über der Toleranzgrenze usw. sein. Die Warnhinweise für eine Merkmalssektion könne auf einer Merkmals-Bedienpersonenschnittstelle und/oder einer zentralen Bedienpersonenschnittstelle angezeigt werden. Wie in 52 dargestellt, können beispielsweise Warnhinweise für die die erste Merkmalssektion 1078 auf der ersten Merkmals-Bedienpersonenschnittstelle 1070 angezeigt werden, und die Warnhinweise für die zweite Merkmalssektion 1080 können auf der zweiten Bedienpersonenschnittstelle 1072 angezeigt werden. Jedoch kann die zentrale Bedienpersonenschnittstelle 1072 die Warnhinweise anzeigen, die auf beide Merkmalssektionen 1078 und 1080 bezogen sind. In einer Ausführungsform können die Warnhinweise im zentralen logischen Controller 928 des zentralen Rechners 336 gespeichert werden.
Die in 54 dargestellte Ausführungsform kann beispielsweise die folgende im Handel erhältliche Hardware nutzen: bei dem Haupt-Bewegungs-/Antriebs-Bezug 924 kann es sich um einen Encoder Signal Reference Simulator (ESRS), hergestellt von Rockwell International handeln; bei dem Bewegungs-/Antriebssteuersignalsendewandler 926 kann es sich um einen ALEC-4100 Axislink Encoder Converter, hergestellt von Rockwell, handeln; bei dem zentralen logischen Controller 114 kann es sich um einen 1785-L40C PLC-5, hergestellt von Rockwell, handeln, bei den Motoren 1073, 1074 und 1076 kann es sich um 1326 Servo Motoren, hergestellt von Rockwell, handeln, bei den Bewegungs-/Antriebs-Controllern 1062 und 1064 kann es sich um 1394-SJT10-T-RL-Controller, hergestellt von Rockwell, handeln; bei den logischen Merkmals-Controllern 1066 und 1068 kann es sich um 1785-L40C 15 PLC-S-Prozessoren, hergestellt von Rockwell, handeln; bei den Merkmals-Bedienpersonenschnittstellen 1070 und 1072 kann es sich um 1585THX+1242, hergestellt von IDT Cutler Hammer, Ohio, handeln; bei der zentralen Bedienpersonenschnittstelle 920 kann es sich um eine D735SVPR64DWNT, hergestellt von IDT Cutler Hammer, Ohio, handeln.
53 stellt eine Merkmalssektion 1088 dar. Die Merkmalssektion 1088 kann dafür ausgelegt sein, zu dem Fertigungssystem hinzugefügt zu werden und/oder eine oder mehrere Merkmalssektionen zu ersetzen. Die Merkmalssektion 1088 kann in der Lage sein, ein neues Produktmerkmal oder ein modifiziertes Produktmerkmal zu erzeugen. Ferner kann die Merkmalssektion 1088 in der Lage sein, ein alternatives Produktmerkmal für eines, das von der Merkmalssektion, die ausgetauscht wird, hergestellt wird, zu erzeugen. In dieser Ausführungsform kann die Merkmalssektion 1088 gegen eine andere Merkmalssektion ausgetauscht werden, damit die Anlage ein anderes Produkt oder eine andere Produktvariante (z. B. eine andere Größe) erzeugen kann.
53 zeigt, dass die Merkmalssektion 1088 mindestens ein Modul 1089 und mindestens einen lokalen Merkmals-Controller 1106 einschließen kann. Ferner kann das Modul 1089 mindestens eine Bearbeitungseinheit 1100 einschließen, die mindestens eine Steuereinheit 1102 und/oder mindestens einen Motor 1098 einschließen kann. Der lokale Merkmals-Controller 1106 kann auch mindestens einen Bewegungs-/Antriebs-Controller 1104 und mindestens einen logischen Controller 1105 einschließen. Ferner kann die Merkmalssektion 1088 mindestens eine Merkmals-Bedienpersonenschnittstelle 1107 einschließen.
Wenn eine Merkmalssektion von dem Fertigungssystem abgenommen oder zu diesem hinzugefügt wird, können die Warndateien, die die entfernte oder hinzugefügte Merkmalssektion betreffen, aus dem zentralen Rechner 336 entfernt oder diesem hinzugefügt werden. Siehe z. B. 54. Alternativ dazu kann der zentrale Rechner die Warndateien für verschiedene Merkmalssektionen enthalten, und wenn der zentrale Rechner informiert wird, beispielsweise durch eine Eingabe einer Bedienperson, ein Software-Flag vom lokalen Merkmals-Controller oder im zentralen Rechner selbst gespeichert, kann der zentrale Rechner in der korrekten Warndatei, die dieser Merkmalssektion entspricht, nachsehen. Der Ausdruck „Aktualisierung von Warndateien" kann sowohl die Entfernung und/oder die Aktualisierung der Warndateien als auch die Informierung des zentralen Rechners der Merkmalssektion, die aktuell mit dem Fertigungssystem verbunden ist, einschließen. Die Alarmdateien können manuell oder automatisch aktualisiert werden. Die manuelle Aktualisierung der Warndateien kann beispielsweise die Verbindung eines Personal Computers 1050 (siehe z. B. 54), der lokale Logiksteuerungs-Software aufweist, mit der Logiksteuerungs-Subnetzverbindung 1052 zur Entfernung der Warndateien, die im zentralen logischen Controller 928 gespeichert sind, oder zur Hinzufügung neuer Warndateien in den zentralen logischen Controller 928 beinhalten. Die automatische Aktualisierung von Warndateien kann das Lesenlassen von Warndateien in jedem lokalen Merkmals-Controller des Fertigungssystems durch den zentralen logischen Controller 928 über die Logikcontroller-Subnetzverbindungen 1052 und 1056 beinhalten, nachdem ein Initialisierungssignal von einer Bedienperson über die Haupt-Bedienpersonenschnittstelle 920 (siehe z. B. 54) oder über die Merkmals-Bedienpersonenschnittstelle 1107 (siehe z. B. 53) ausgegeben wurde.
Panelträgerstruktur
21, 23A, 24 und 25 zeigen eine Panelträgerstruktur 240, die ein Fluideinrichtungssystem 302, ein elektrisches Leistungssystem 304, Standard-Steuerpanels 370, Standard-Hauptsteuerpanels 371, Standard-Hilfssteuerpanels 374, Standard-Klebstoffsteuerpanels 960, Ausgangsmaterial usw. tragen kann, um mehr Arbeitsbodenraum und verbesserten Zugang zur Umarbeitungsstraße bereitzustellen. Die Panelträgerstruktur 240 kann etwa die gleiche Länge aufweisen wie die Fertigungsstraße und kann unmittelbar angrenzend an die Antriebsseite der Straße angeordnet werden. Die Panelträgerstruktur 240 kann in vorgefertigten Längen vorliegen, die leicht zu einem Fabrikstandort in Standard-Transportbehältern transportiert und in der Fabrik mittels handelsüblicher Hardware schnell zusammengesetzt werden können, wie in 24–29 dargestellt. Die vorgefertigten Sektionen können eine oder mehrere Bühne(n) 242, Trägersäulen 244, Treppen 246, Sicherheitshandläufe 248, Leitungskanäle 249 und 256, zwei Leistungsverteilungs-Busleitungen 252 und 253, Versorgungssammelrohrhalterungen 254 und Traversen 258. Die Bühnen 242 können Standardlängen, wie etwa 3,5 und/oder etwa 4 Meter, aufweisen.
Vorzugsweise sind zwei Säulenreihen 260 und 262 vorhanden, die die Panelträgerstruktur 240 stützen, wie in 25 dargestellt. Die Reihe 260 ist entlang des Rands der Panelträgerstruktur 240 unmittelbar angrenzend an die Module angeordnet, und die Reihe 262 ist entlang der Seite von den Modulen beabstandet angeordnet. Die Trägersäulen sind vorzugsweise beweglich gestaltet und sind vorzugsweise angrenzend an die Verbindungslinie zwischen den Modulen angeordnet. Dieser Ort bietet einen bequemen Zugang zur Antriebsseite der Module, dadurch dass die antriebsseitigen Schutztüren 162 und 164, die in 15 dargestellt sind, um volle 90 Grad ohne Behinderung geöffnet werden können. Falls eine Änderung, wie eine Produktweiterentwicklung oder eine Produktänderung für die Fertigungsstraße, zu einer Änderung der Modullänge führt und dies dazu führt, dass eine Säule den Zugang zu einem oder mehreren Modulen blockiert, kann es wünschenswert sein, die Säule zwischen zwei Modulen anders auf der Verbindungslinie anzuordnen. Um dies schnell zu bewerkstelligen, wird der Bühnenträger 264, an dem die Trägersäule 244 (28) befestigt ist, vorzugsweise mit einer Reihe von Löchern vorgebohrt, die ihre Neubefestigung ohne weitere Modifizierung des Bühnenträgen 264 oder der Säule 244 ermöglichen. Das Lochmuster kann inkrementell in einem Abstand wiederholt werden, der gleich dem inkrementellen Unterschied zwischen verschieden großen Modulen ist, die in der Umarbeitungsstraße verwendet werden. Falls die Module einer speziellen Verarbeitungsstraße beispielsweise 1,0, 1,5, 2,0 und 2,5 Meter breit sind, können die Lochmuster alle 0,5 Meter entlang der Panelträgerstruktur wiederholt werden.
Steuerpanels, wie die Standard-Hauptsteuerpanels 370, die Standard-Hilfssteuerpanels 374 und die Standard-Klebepanels 960, können an der Panelträgerstruktur 240 angeordnet sein und können mit Klemmen an der Panelträgerstruktur 240 befestigt werden, was die Notwendigkeit zum Bohren von Löchern in der Panelträgerstruktur 240 beseitigt und eine leichte Installation der Panels ermöglicht.
Wie in 23A und 23B dargestellt, können die Versorgungssammelrohrträger 254 verwendet werden, um Rohre für Druckluft, Unterdruck, Glycol usw. zu tragen, die zu Teilen der Fertigungsstraße gelenkt werden, wo sie gebraucht werden. Dadurch, dass sie unabhängig von den Modulen und von den Steuerpanels getragen werden, wird die Fähigkeit zum schnellen Wechsel der Module der Fertigungsstraße verbessert.
Die Leitungskanäle 249 und 256 können verwendet werden, um elektrische Steuerkabel, Stromkabel, Klebstoffschläuche usw., die zu einem bestimmten Modul geführt werden können wie in 23A, 25 und 26 dargestellt, zu tragen. Dieser Ansatz kann Zeit während der Anfangsinstallation und wann immer ein Modul für eine Weiterentwicklung entfernt, hinzugefügt oder ersetzt wird, sparen, weil das Bedienpersonal keine Kabel oder Schläuche, die nichts damit zu tun haben, durcheinander bringen oder herausziehen müssen.
Mehrfache Leistungsverteilerbusse, wie der Bewegungsleistungsverteilerbus 252 und der Hilfsleistungsverteilerbus 253, können unabhängig an der Panelträgerstruktur 240 befestigt werden. Diese Busse können in der Nähe der Basis der Steuerpanels angeordnet werden und parallel zur Fertigungsstraße geführt werden.
23A stellt die Positionierung eines Moduls 300 in Bezug auf die Panelträgerstruktur 240 und auch Verbindungen des Moduls 300 mit einem Fluideinrichtungssystem 302 und mit einem elektrischen Stromsystem 304 dar. Das Modul 300 kann angrenzend an die Panelträgerstruktur 240 unter einem Sammelrohrträger 254 angeordnet sein. Der Sammelrohrträger 254 ist an der Panelträgerstruktur 240 befestigt und trägt das Fluideinrichtungssystem 302, das Sammelrohre einschließen kann, die am Sammelrohrträger 254 befestigt sind, wie die folgenden: ein Druckluftsammelrohr 306, ein Sammelrohr 308 für leichten Unter druck, ein Sammelrohr 310 für Staubsaugerunterdruck, ein Sammelrohr 312 für starken Unterdruck, ein Glycolzufuhrsammelrohr 314 und ein Glycolrückführsammelrohr 316. Die Sammelrohre können separate Sektionen von Sammelrohren einschließen, die miteinander verbunden sind, um ein kontinuierliches Sammelrohrsystem zu bilden, das generell über die ganze Länge der Fertigungsstraße verläuft. Die Sammelrohre können über Rohre, Schläuche oder Röhren (auch als „Fallröhre" bezeichnet) mit Schnelltrenneinrichtungen verbunden sein, die unmittelbar über dem Modul 300 angeordnet sind, wie in 23A und 23B dargestellt. Die Schnelltrenneinrichtungen können eine Druckluft-Schnelltrenneinrichtung 324, eine Schnelltrenneinrichtung 318 für schwachen Unterdruck eine Schnelltrenneinrichtung 322 für Staubsaugerunterdruck, eine Schnelltrenneinrichtung 320 für starken Unterdruck und zwei Glycol-Schnelltrenneinrichtungen 326 einschließen. Die Schnelltrenneinrichtungen können ohne Werkzeuge betätigt werden und die Zeit verkürzen, die für das Verbinden und Trennen von Einrichtungen benötigt wird. Um die Zahl der Verbindungen zu minimieren, ist vorzugsweise nicht mehr als ein Zugang pro Einrichtung für jedes Modul vorhanden.
Von diesem Zugang wird eine spezielle Fluideinrichtung innerhalb des Moduls zu gewünschten Zielen geführt. Falls keine spezielle Einrichtung für ein spezielles Modul erforderlich ist, kann der Sammler dieser Einrichtung abgesperrt werden, beispielsweise mit einem Endverschluss oder einem Ventil.
Wie in 23A dargestellt, kann die elektrische Leistung von einem Leistungsverteilungszentrum 328 zu einem Bewegungsbus 252 und einem Hilfsbus 253 über Stromkabel 330 bzw. 332 verteilt werden. Sowohl der Bewegungsbus 252 als auch der Hilfsbus 253 können an der Panelträgerstruktur 240 befestigt sein. Der Bewegungsbus 252 kann über einen Bewegungs-/Antriebs-Controller 334 mit mindestens einem Motor 280 verbunden sein, der sich im Modul 300 befindet. Der Bewegungs-/Antriebs-Controller 334 kann über ein Bewegungs-Stromkabel 333 und eine Schnelltrenneinrichtung 337 mit dem Bewegungsbus 252 und über Strom- und Rückkopplungskabel 339 und 342, die vorzugsweise über eine Schnelltrenneinrichtung 334, die sich unmittelbar oberhalb des Moduls 300 befindet, angeschlossen sind, mit dem Motor 280 verbunden sein. Der Bewegungs-/Antriebs-Controller 34 kann über ein Steuermotorkabel 338 auch mit einem zentralen Rechner 336 verbunden sein. Der Hilfsbus 253 kann über ein Logikstromkabel 341 und eine Schnelltrenneinrichtung 345 mit mindestens einem logischen Controller 340 verbunden sein. Der logische Controller 340 kann durch ein lokales Fernnetzkabel 348 und eine Schnelltrenneinrichtung 350 mit einem elektrischen Verbindungsbus 346 verbunden sein, wie in 32B dargestellt. Der logische Controller 340 kann auch über ein Logiksteuernetzkabel 352 mit dem zentralen Rechner 336 verbunden sein. Eine Bedienpersonenschnittstelle 354 kann an einer Schutztür 356 befestigt und über ein lokales Fernnetzkabel 358 mit einem elektrischen Verteilerkasten 346 verbunden sein. Ein Sicherheitsabschaltungsschalter 360 kann an der Schutztür 356 unterhalb der Bedienpersonenschnittstelle 354 angebracht sein. Der Sicherheitsabschaltungsschalter 360 kann über ein Sicherheitsabschaltungsschalterkabel 362 und eine Schnelltrenneinrichtung 364 mit dem Leistungsverteilungszentrum 328 verbunden sein. Das lokale Fernnetzkabel 348, das Sicherheitsabschaltungsschalterkabel 362 und die Strom- und Rückkopplungskabel 342 können durch einen Leitungskanal 249, der an der Panelträgerstruktur 240 befestigt sein kann, verlaufen. Der Leitungskanal 249 kann dem Modul 300 oder einer speziellen Merkmalssektion zugeordnet sein, um zu verhindern, dass die Kabel, die das Modul 300 oder die bestimmte Merkmalssektion verbinden, mit Kabeln für andere Module oder Merkmalssektionen durcheinander kommen. Dieser Ansatz kann, während der Anfangsinstallation und wann immer ein Modul oder eine Merkmalssektion in dem Fertigungssystem entfernt, hinzugefügt oder ersetzt wird, Zeit sparen.
Sowohl der Bewegungs-Controller 334 als auch der logische Controller 340 können in einem Steuerpanel 370 angeordnet sein, das nachstehend ausführlicher beschrieben ist. Das Steuerpanel 370 kann über dem Boden auf der Panelträgerstruktur 240 und angrenzend an das Modul 300 angeordnet werden. Die Vorder seite 372 des Steuerpanels 370 kann auf das Modul 300 gerichtet sein. Dieses Design erzeugt eine direkte Blicklinie zwischen einem Elektriker, der am Steuerpanel 370 der Panelträgerstruktur 240 arbeitet, und einer Bedienperson am Boden gegenüber dem Modul 300. Dies kann auch eine bessere Kommunikation ermöglichen und kann zu kürzeren Fehlerfindungszeiten und einer sichereren Arbeitsumgebung führen. Mehr als ein Steuerpanel kann für ein bestimmtes Modul oder eine bestimmte Merkmalssektion verwendet werden, falls erforderlich, um die benötigte Steuerausrüstung für das bestimmte Modul oder die bestimmte Merkmalssektion unterzubringen.
Falls das Modul beispielsweise mindestens einen Klebstoffapplikator 380 einschließt, wie in 59 dargestellt, dann kann das Modul auch mit einem Klebstoffverteilerkasten 382 versehen werden, der an der rechten Oberseite des Moduls 300 angeordnet wird. Der Klebstoffapplikator 380 kann Klebstoff von einem Klebstofftank 384 über eine Pumpe 386, einen Zufuhrschlauch 388, einen Ferndosierapplikator 390 und einen Merkmalsschlauch 392 empfangen. Ein Modul kann einen oder mehrere Klebstoffapplikatoren einschließen, die mit einem oder mit mehreren Klebstoffen versorgt werden. Die Steuerung dieser Klebstoffapplikatoren kann beispielsweise durch ein Standard-Hauptsteuerpanel 371 und ein Standard-Klebstoffsteuerpanel 960 bereitgestellt werden. Das Standard-Klebstoffsteuerpanel 960 ebenso wie das Standard-Hauptsteuerpanel 371 können an der Panelträgerstruktur 240 angrenzend an das Standard-Hauptsteuerpanel 371 angeordnet sein.
Sicherheitsabschaltung
Das Fertigungssystem der Erfindung schließt ein Sicherheitsabschaltsystem zum Unterbrechen der elektrischen Stromzufuhr zum Fertigungssystem und zum Verhindern einer versehentlichen Bewegung des Fertigungssystems während der Abschaltung ein. Bei dem Sicherheitsabschaltsystem kann es sich um jedes Abschaltsystem handeln, wie es auf dem Gebiet der Maschinensteuerung verwendet wird, in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung kann das Sicherheitsabschaltsystem jedoch ein 800 Ampere-Raten-Abschaltsystem von Moeller Elektrik, Bonn, Deutschland, sein. Dieses Sicherheitsabschaltsystem ermöglicht es, eine Sicherheitsunterbrechung in jedem Modul zu haben, das mit einem 24-Volt-Steuerkabel verbunden ist, statt Starkstromkabel (z. B. 400 Volt) zwischen den Modulen zu führen. Die letztgenannte Option wäre kostspieliger und würde mehr physischen Raum beanspruchen. Die Fähigkeit, eine Stromunterbrechung bei jedem Modul zu haben, sorgt für Sicherheit und Bedienungsfreundlichkeit für die Bedienpersonen und das Wartungspersonal.
60 zeigt ein Blockschema einer Ausführungsform eines Sicherheitsabschaltsystems 1000. Das Sicherheitsabschaltsystem 1000 schließt vorzugsweise einen manuellen Hauptschalter 1002, einen manuellen Hilfsbusschalter 1004, einen manuellen Bewegungsbusschalter 1006, eine Bewegungsbusschützeinheit 1008, eine Steuereinheit 1010, eine Verteilereinheit 1012 und einen oder mehrere Sicherheitssperrschalter 1014, 1016 usw. ein, die jeweils elektrischen Strom zu einem Trägermodul liefern. Die Bewegungsschützeinheit 1008 kann elektrischen Strom zu einem Bewegungsbus 252 liefern. Die Leistungseinheit 1000 schließt vorzugsweise Schütze 1018 für die Unterbrechung der Leistung zum Bewegungsbus 252 ein. Ein manueller Schalter 1004 kann zur Unterbrechung der Leistung zu einem Hilfsbus 253 dienen. Alternativ dazu kann der Hilfsbus 253 ein ähnliches Schützschema wie oben mit Bezug auf den Bewegungsbus 252 beschrieben einschließen. Die Steuereinheit 1010 kann für eine redundante Sicherheitsüberwachung und Zugriffssperre sorgen. Die Verteilereinheit 1012 überwacht vorzugsweise mehrere Sicherheitsschalter 1014, 1016 usw., und wenn einer oder mehrere der mehrfachen Sicherheitsschalter offen sind, schickt die Verteilereinheit 1012 ein Signal an die Steuereinheit 1010, das die Steuereinheit 1012 darüber informiert, dass einer oder mehrere der Sicherheitsschalter offen sind. Die Steuereinheit 1010 entregt dann die redundanten Schütze 1007, um den Strom vom Bewegungsbus 252 wegzunehmen.
57 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Leistungsverteilungszentralpanels 328, das einen Teil des Sicherheitsabschaltsystems 1000 bildet. Das Leistungsverteilungszentralpanel 328 kann eine Steuereinheit 1030, eine Verteilereinheit 1032, eine Bewegungsbusschützeinheit 1034, einen manuellen Bewegungsbusschalter 1036, einen manuellen Hilfsbusschalter 1038, einen manuellen Packungsschalter 1040 und einen manuellen Hauptschalter 1042 einschließen. Alternativ dazu kann die Verteilungseinheit 1032 auch über die ganze Produktionsstraße verteilt sein. Dies kann die Zahl und die Länge der Kabel reduzieren, die von den einzelnen Sicherheitsunterbrechungsschaltern 1014, 1016 usw. zu dem zentralen Stromverteilungspanel 328, das in 57 dargestellt ist, geführt werden müssen.
Eigenständiger Betrieb
52 stellt ein Beispiel für eine Zweimodul-Merkmalssektion dar, die als eigenständige Arbeitseinheit 900 verwendet wird. Die Module können off-line betrieben werden, um Produktmerkmals-Weiterentwicklungen zu erzeugen, in denen die Bearbeitungseinheiten der Merkmalssektion modifiziert werden können, bis das Produktmerkmal nach Wunsch hergestellt wurde. Die Module können auch unabhängig betrieben werden, um ihre Funktion zu testen, bevor sie in einer Verarbeitungsstraße installiert werden. Alternativ dazu kann die eigenständige Arbeitseinheit 900 als eigenständiges Produktionszentrum zur off-line-Erzeugung von Komponenten einer Windel oder eines anderen Einwegartikels verwendet werden. In diesem speziellen Beispiel sind das Rückenflügel-Zuführmodul 802 und das Rückenflügel-Applikationsmodul 804 mit einer Abwickeleinrichtung 904 und einer Abwickeleinrichtung 906 versehen. Die Abwickeleinrichtung 904 liefert ein Bahnmaterial 908 von einer Spule 910 der Bahn 908, auf der die Rückenflügel 554, wie in 31 dargestellt, die von den Modulen 802 und 804 aus dem Rückenflügelmaterial 854 erzeugt wurden, appliziert werden können, um eine kombinierte Bahn 912 zu erzeugen. In einer Ausführungsform kann das Bahnmaterial 908 eine Pro duktbahn sein, die alle Merkmale eines fertigen Einwegartikels einschließt, außer des Merkmals bzw. der Merkmale, die von der bzw. den Merkmalssektion(en) zusammengesetzt werden, die im eigenständigen Modus arbeiten. Die Abwickeleinrichtung 906 erzeugt eine Rückseite einer kombinierten Bahn 913, die die Rückenflügel 554 einschließt.
Die eigenständige Arbeitseinheit 900 kann von einer Dockstation zur Zuführung von Leistungsverteilung, Sicherheitssystemen, Druckluft, Unterdruck, Glycol, Klebstoff(en) und anderen Einrichtungen nach Bedarf unterstützt werden. Ein oder mehrere Module der eigenständigen Arbeitseinheit 900 können mit der Dockstation verbunden sein, ähnlich wie in dem Fall dass sie mit einer Fertigungsstraße verbunden wären und wie in 23A und 23B dargestellt und oben beschrieben.
Währen der Arbeit im eigenständigen Modus kann ein lokaler Merkmals-Controller die Arbeitsabläufe in den Arbeitseinheiten in der Merkmalssektion steuern. Der lokale Merkmals-Controller kann die Arbeitsabläufe der Motoren und logischen Einheiten in der Merkmalssektion unabhängig synchronisieren und koordinieren oder kann ein Bezugssignal von einer externen Quelle erhalten, das verwendet werden kann, um das oben beschriebene Bezugssignal zu simulieren, das es in einer Umarbeitungsstraße erhalten würde.
Die Verwendung einzelner Module oder Merkmalssektionen als „Prüfstationen" für einen Teil eines Produkts kann eine Schritt aus typischen Produktweiterentwicklungen eliminieren. Beispielsweise kann eine eigenständige Arbeitseinheit, welche die Bearbeitungseinheiten, die ein bestimmtes Produktmerkmal ausbilden, in einer Merkmalssektion einschließt, die (oder eine im Wesentlichen identischen Merkmalssektion, die) schließlich direkt an eine Produktions-Umarbeitungsstraße angeschlossen werden können, die Kombinierung der Schritte des Aufbauens einer Hochgeschwindigkeits-Prüfanlage, die ein bestimmtes Produktmerkmal, das weiterentwickelt wird, isoliert bei hohen Geschwindigkeiten erzeugen kann, um die Möglichkeit einer Hochgeschwindigkeitsfertigung zu testen, und des Aufbau ens einer Prototypstraße, die in der Lage ist, bei hohen Geschwindigkeiten vollständige Prototypprodukte herzustellen, die das bestimmte Produktmerkmal einschließen, einer typischen Produktweiterentwicklung ermöglichen. Somit kann die eigenständige Merkmalssektion, die als Hochgeschwindigkeits-Prüfanlage dienen kann, sobald sie aufgebaut und getestet wurde, auch in eine Prototypstraße eingefügt werden, und Produkte, die das neu entwickelte Produktmerkmal einschließen, können bei hohen Geschwindigkeiten zusammengesetzt werden, ohne eine komplette Prototypstraße bauen oder umbauen zu müssen. Ferner kann bzw. können eigenständige Merkmalssektion(en) zuerst als vorläufige Maschinenproduktionseinheit, die die Merkmalssektion, die weiterentwickelt wird, und/oder das gesamte Produkt, in dem die Merkmalssektion enthalten ist, fertigen, um die Tauglichkeit des Produkts und des Verfahrens zu bestimmen, dann als Hochgeschwindigkeits-Prüfanlage genutzt werden und schließlich in eine Hochgeschwindigkeits-Prototyplinie eingebaut werden. Ebenso kann bzw. können die Merkmalssektion(en) oder im Wesentlichen ähnliche Merkmalssektion(en), sobald die Produktmerkmalsweiterentwicklung erfolgreich auf einer Hochgeschwindigkeits-Prototypstraße erzeugt wurde, in eine oder mehrere Produktionsstraßen eingefügt werden. Wenn mehrere Produktionsstraßen entsprechend der vorliegenden Erfindung entworfen werden, können außerdem Produktweiterentwicklungen leicht über mehreren Produktionsstraßen ausgelegt werden, da im Wesentlichen ähnliche oder identische Merkmalssektionen, die auf einer Pilotstraße oder einer anderen Produktionsstraße getestet wurden, leicht in mehrere Produktionsstraßen eingefügt werden können, nachdem das Prüfen und Austesten der Merkmalssektionen auf anderen Straßen abgeschlossen wurde. Somit kann der Stillstand der einzelnen Produktionsstraßen drastisch reduziert werden.
Beispielsstraße
Ein Beispiel für eine modulare Windelstraße zur Herstellung der in 30 dargestellten Windel 500 ist schematisch in 33, 34 und 36 dargestellt. Die Stra ße umfasst fünfzehn Module und schließt eine Absorptionskernherstellungs-Merkmalssektion 600 ein, die in 33 dargestellt ist, und eine Umarbeitungseinheit 602, die in 34 und 36 dargestellt ist. Die Absorptionskernherstellungs-Merkmalssektion 600 umfasst sechs Module: ein Plattenmodul 604; ein Tissue-modul 606; ein Trockenschoßmodul 608; ein Kernfaltungsmodul 610; ein Kernkalandrierungsmodul 612 und Kernschneidmodul 614. Die einzelnen Kernkissen 616 werden der Umarbeitungseinheit 602 zugeführt. Diese Umarbeitungseinheit 602 umfasst neun Module wie in 34 und 36 dargestellt: ein Bündchenmodul 620; ein Grundeinheitskombinierungs-Zuführmodul 622; ein Grundeinheitskombinierungsmodul 624; ein Seitenfeldmodul 626; ein Zielzonenmodul 60; ein Befestigungsstreifenmodul 630; ein Seiteneinschnittmodul 632; ein Faltungsmodul 634 und ein Endgestaltungsmodul 636. Die neun Module der Umarbeitungseinheit 602 umfassen ferner 5 Merkmalssektionen und funktionale Arbeitseinheiten.
Wie in 34, 36 und 38 dargestellt, schließt die Bündchensektion A ein Bündchenmodul 620 ein. Das Bündchenmodul 620 umfasst eine Wendestange 640 zum Wenden eines Bündchenmaterials 642, das von einer Spule 644, die an der Seite der Umarbeitungseinheit 602 angeordnet ist, zugeführt wird, wie in 36 dargestellt; eine Omegawalze 646 zur Zumessung des Bündchenmaterials 642; eine Bahnnachführeinrichtung 648 zum Lenken des Bündchenmaterials 642; eine Schlitzeinrichtung 650 zum Teilen des Bündchenmaterials 642 in zwei Bahnen 651 und 652; eine Spannwalze 656 zum Aufteilen des zerschnittenen Bündchenmaterials in zwei Bahnen 651 und 652; Bahnnachführeinrichtungen 658 und 660 zum Lenken der geschnittenen Bahnen 651 und 652; eine Omegawalze 662 zum Zumessen der geschnittenen Bahnen 651 und 652; eine Spule 664 zum Zuführen von elastischen Fäden 666; einen Klebstoffapplikator 668 zum unterbrochenen Auftragen von Klebstoff auf die elastischen Fäden 666; eine Faltungseinrichtung 670 zur Aufbringung der elastischen Fäden 666 auf die geschnittenen Bündchenbahnen 651 und 652 und zur Ausbildung von zwei Bündchen 671 und 672; eine Kühlwalze 674 zur Kühlung des Klebstoffs; eine Zweiwalzen-Bündchenformungseinrichtung 676; eine Omegawalze 678 zur Zumessung einer Oberlagenbahn 680, die von einer Spule 682 zugeführt wird, die auf der Seite der Umarbeitungsstraße angeordnet ist, wie in 36 dargestellt; eine Bahnnachführeinrichtung 684 für die Oberlagenbahn 680; eine Dreiwalzen-Verbindungseinrichtung 686 zum Verbinden der oberen Bündchen 671 und 672 mit der Oberlagenbahn 680, wodurch eine kombinierte Oberlagen/Bündchen-Bahn 688 erzeugt wird; eine Omegawalze 690 zur Zumessung der kombinierten Oberlagen/Bündchen-Bahn 688; obere und untere Wenderollen 692 zur Lenkung der kombinierten Oberlagen/Bündchen-Bahn 688; eine Bahnnachführeinrichtung 694 zur Lenkung der kombinierten Oberlagen/Bündchen-Bahn 688; einen Klebstoffapplikator 696 zur Auftragung von Klebstoff auf die Oberlagenbahn 680; eine Kissenabstandshalter-Fördereinrichtung 698 zur Erzeugung eines festgelegten Abstands zwischen einzelnen absorbierenden Kernkissen 616 und zum Transport der Kernkissen 616 auf die Oberlagenbahn 680 des kombinierten Materials 688, was ein kombiniertes Material 699 ergibt.
Das in 34, 36 und 39 dargestellte Grundeinheitskombinierungs-Zuführmodul 622 und das in 34, 36 und 40 dargestellte Grundeinheitskombinierungsmodul 624 bilden zusammen die funktionale Grundeinheitskombinierungs-Arbeitseinheit B. Das Grundeinheitskombinierungs-Zuführmodul 622 umfasst eine Unterdruck-Fördereinrichtung 700 zum Transportieren des kombinierten Materials 699 vom Bündchenmodul 620, welches die Oberlagen/Bündchen-Bahn mit beabstandeten Kernkissen 616 umfasst. Eine Saugkraft, die von der Unterdruck-Fördereinrichtung 700 erzeugt wird, beeinflusst die Klebstoffbindung zwischen der Oberlagenbahn 680 und den Kernkissen 616.
Das Grundeinheitskombinierungsmodul 624 umfasst einen Teiler 710 zur Teilung von äußeren elastischen Bündchenmaterialien 712, die von einem Kasten 713 zugeführt werden, wie in 34 dargestellt; einen Klebstoffapplikator 714 zur Auftragung von Klebstoff auf die äußeren elastischen Bündchenmaterialien 712; ei nen Klebstoffapplikator 716 zur Auftragung von Klebstoff auf ein kombiniertes Material 735 zum Verbinden des kombinierten Materials 735 auf die Kernkissen 616, die auf der Bahn 699 angeordnet sind, die vom Grundeinheitskombinierungs-Zuführmodul 622 kommt; und einen Klebstoffapplikator 720 zur Auftragung eines Klebstoffs auf das kombinierte Material 735 zum Verbinden des Materials 735 mit der Oberlagenbahn 680 des Materials 699, was ein kombiniertes Material 702 ergibt.
Die Seitenfeld-Merkmalssektion C schließt das Seitenfeldmodul 626 ein, das in 34, 36 und 41 dargestellt ist. Das Seitenfeldmodul 626 umfasst eine Unterdruck-Fördereinrichtung 722 zum Transportieren der kombinierten Bahn 702 vom Grundeinheitskombinierungsmodul 624; eine Aktivierungseinrichtung 726 zur Aktivierung der Seitenfelder 510 der in 30 dargestellten Windel 500 auf der Bahn 702, was ein Material 96 ergibt; eine Omegawalze 728 zur Zumessung eines Materials 97, das vom Zielzonenmodul 60 kommt, das in 7 dargestellt ist; eine Bahnnachführeinrichtung 730 zum Lenken des Materials 97; einen Klebstoffapplikator 732 zur Auftragung von Klebstoff auf das Material 97 zur Verbindung des Materials 97 mit einem Seitenfeldmaterial 734, was ein kombiniertes Material 735 ergibt; eine Trenn- und Rutscheneinrichtung 736 zum Abschneiden und Auftragen des Seitenfeldmaterials 734 auf dem Material 97, eine Omegawalze 738 zur Zuführung des Seitenfeldmaterials 734 zur Trenn- und Rutscheneinrichtung 736; eine Wendestange 740 für das Seitenfeldmaterial 734; eine Schlitzeinrichtung 742 für das Seitenfeldmaterial 734; eine Bahnnachführeinrichtung 744 zur Lenkung des Seitenfeldmaterials 734; und eine Omegawalze 746 zur Zuführung des Seitenfeldmaterials. Das Seitenfeldmaterial 734 kann von einer Spule 748, wie der in 36 dargestellten, zugeführt werden.
Wie in 34 und 36 dargestellt, schließt die Zielzonensektion D das Zielzonenmodul 60 ein. Das Zielzonenmodul 60 ist im einzelnen in 7–10 dargestellt und ist oben beschrieben.
Die Befestigungsmerkmalssektion E schließt das primäre Befestigungsmodul 630 ein, das in 34, 36 und 42 dargestellt ist, sowie das sekundäre Befestigungsmodul 632, das in 34, 36 und 43 dargestellt ist. Das primäre Befestigungsmodul 630 umfasst eine Befestigungsstreifen-Zuführungseinrichtung 760 zur Zuführung von zwei Bahnen der primären Befestigungsstreifen 762 und 763; einen Streifenapplikator 764 zur Aufbringung der beiden Bahnen der primären Befestigungsstreifen 762 und 763 auf das Material 96, was ein Material 766 ergibt; und eine Unterdruck-Fördereinrichtung 765 zum Transportieren des Materials 766. Das sekundäre Befestigungsmodul 632 umfasst zwei Spulen 770 und 771 zur Zuführung von zwei Bahnen eines sekundären Befestigungsmaterials 722 und 773; Ziehwalzen 774 zur Zumessung der beiden Bahnen aus dem sekundären Befestigungsmaterial 772 und 773; und einen Applikator 776 zur Aufbringung der sekundären Befestigungsmaterialien 772 und 773 auf die Bahn 766, was eine Bahn 779 ergibt. In dem sekundären Befestigungsmodul 632 kann auch eine Seiteneinschnitteinrichtung 778 zur seitlichen Einschneidung des Schrittbereichs 520 der Windel 500, die in 30 dargestellt ist, untergebracht sein. Die Seiteneinschnitteinrichtung 778 fügt der Bahn 779 kein neues Material hinzu, sondern nimmt einen Teil der Bahn weg, um die seitlichen Einschnitte der Windel 500 zu erzeugen. Somit bildet die Seiteneinschnitt-Bearbeitungseinheit keine Merkmalssektion der Fertigungsstraße. Obwohl die Seiteneinschnitteinrichtung 778 in einem Modul untergebracht sein kann, das von der Befestigungsmerkmalssektion getrennt ist, wie in den Ausführungsformen, die in 34 und 43 dargestellt sind, kann die Seiteneinschnitteinrichtung 778 in einem Modul der Merkmalssektion untergebracht sein, in dem Platz ist und kann zusammen mit der Merkmalssektion selbst gesteuert werden.
Das in 34, 36 und 44 dargestellte Faltungsmodul 634 und das Endformgebungsmodul 636, das in 34, 36 und 45 dargestellt ist, bilden zusammen die Faltungs- und Formgebungssektion F. Das Faltungsmodul 634 umfasst eine Unterdruck-Fördereinrichtung 780 zum Transportieren der Bahn 779 und eine Faltungseinrichtung 784 zum Falten der Bahn 779. Das Endformgebungsmodul 636 umfasst Ziehwalzen 786 zur Zumessung der Bahn 779; ein letztes Messer 788 zum Trennen der Bahn 779 in einzelne Windeln; eine Austragungseinrichtung 790 zur Austragung schadhafter Windeln und eine Endfaltungseinrichtung 792, um der Windel ihre endgültige gefaltete Form zu geben.
Um einen anderen Windeltyp zu erzeugen, beispielsweise die in 31 dargestellte Windel 550, kann der Umarbeitsabschnitt 602, der in 34 und 36 dargestellt ist, durch Wegnahme von drei Modulen 626, 630 und 632 und Einbringung von neuen Modulen 800, 802 und 804, die in 35 und 37 dargestellt sind, geändert werden. Genauer kann das Seitenfeldmodul 626 durch ein Bauchflügelmodul 800 ersetzt werden; und das Streifenmodul 630 sowie das Seiteneinschnittmodul 632 können von einem Rückenflügel-Zuführmodul 802 bzw. einem Rückenflügel-Aufbringungsmodul 804 ersetzt werden. Ein Verfahren zum Ändern von Modulen in einer Fertigungsstraße ist nachstehend beschrieben.
Die Bauchflügelsektion H schließt das Bauchflügelmodul 800 ein, das in 35, 37, 46 und 47 dargestellt ist. Das Bauchflügelmodul 800 umfasst eine Omegawalze 810 und einen Tänzer 812 in Kombination, um ein Bauchflügelmaterial 814 zuzumessen, indem dieses aus einem Zufuhrkasten 816, der auf der Seite der Umarbeitungseinrichtung 796 angeordnet ist, wie in 37 dargestellt, und durch zwei Spannwalzen 818 gezogen wird; eine Bahnnachführeinrichtung 820 zum Lenken des Bauchflügelmaterials 814; eine Omegawalze 821 und Spannwalzen 822 und 823 zum Trennen des Bauchflügelmaterials 814 in zwei separate Bauchflügelbahnen 825 und 826; eine Omegawalze 828 zur Zumessung und Ziehung der beiden separaten Bauchflügelbahnen 825 und 826 durch Spannwalzen 830; einen Klebstoffapplikator 832 zum Aufbringen von Klebstoff auf die beiden separaten Bauchflügelbahnen 825 und 826; eine Trenn- und Rutscheneinheit 834 zum Trennen der beiden Bahnen 825 und 826 in separate Bauchflügel 552, wie in 31 dargestellt, und zum Auftragen der Bauchflügel 552 auf das kombinierte Material 97A; eine Omegawalze 836 zur Zumessung des Materials 97A; eine Bahnnachführeinrichtung 838 zum Lenken des Materials 97A in die Trenn- und Rutscheneinheit 834; und eine Unterdruck-Fördereinrichtung 840 und eine Spannwalze 842 zum Transportieren einer kombinierten Bahn 702A vom Grundeinheitskombinierungsmodul 624 zum Zielzonenmodul 628.
Das Rückenflügelzuführmodul 802, das in 35, 37, 48 und 49 dargestellt ist, und das Rückenflügelaufbringungsmodul 804, das in 35, 37 und 50 dargestellt ist, bilden zusammen die Rückenflügel-Merkmalssektion I. Das Rückenflügel-Zuführmodul 802 umfasst eine Omegawalze 850 und einen Tänzer 852 in Kombination zur Zumessung eines Rückenflügelmaterials 854, das die Befestigungsstreifen 516 einschließt, die in 31 dargestellt sind, durch Ziehen des Rückenflügelmaterials 854 aus einem Zufuhrkasten 856, der auf der Seite der Umarbeitungseinrichtung 796 angeordnet ist, wie in 37 dargestellt, und durch eine Spannwalze 858; eine Bahnnachführeinrichtung 860 zum Lenken des Rückenflügelmaterials 854; eine zweite Bahnnachführeinrichtung 861 zum Lenken des Rückenflügelmaterials 854; eine Omegawalze 862 zur Zumessung des Rückenflügelmaterials 854; Walzen 864 zur Trennung des Rückenflügelmaterials 854 in zwei separate Bahnen 865 und 866; eine Omegawalze 868 zur Zumessung der beiden separaten Bahnen 865 und 866 zu einem Rückenflügelaufbringungsmodul 864; und eine Fördereinrichtung 869 zum Transportieren der kombinierten Bahn 702A vom Bauchflügelmodul 800 durch das Zielzonenmodul 60 zum Rückenflügelaufbringungsmodul 804.
Das Rückenflügelaufbringungsmodul 804 umfasst zwei Bahnnachführeinrichtungen 870 und 871 zum Lenken der beiden separaten Rückenflügelbahnen 865 und 866; eine Omegawalze 872 zum Zumessen der beiden separaten Rückenflügelbahnen 865 und 866; eine Trenneinrichtung 874 zum Beschneiden der beiden Rückenflügelbahnen 865 und 866; eine Omegawalze 876 zum Zumessen der beiden Rückenflügelbahnen 865 und 866; einen Klebstoffapplikator 878 zum Aufbringen eines Klebstoffs auf die beiden Rückenflügelbahnen 865 und 866; eine Schneid- und Rutscheneinrichtung 880 zum Abschneiden und Aufbringen der Rückenflügel 865 und 866 auf die kombinierte Bahn 702A, die aus dem Rückenflügelzuführmodul 802 kommt; und eine Fördereinrichtung 882 zum Transportieren eines Materials 884, das die befestigten Rückenflügel 554 einschließt, wie in 31 dargestellt.
In einer anderen, in 51 dargestellten Ausführungsform kann ein Modul als Überbrückungsmodul 892 verwendet werden, um einen Übergang zwischen beiden Seiten einer Verarbeitungsstraße 796A zu erzeugen. In diesem Beispiel ist das Rückenflügel-Zuführmodul 802 der in 35 gezeigten Verarbeitungsstraße 796 durch ein anderes Rückenflügel-Zuführmodul 890 und ein Überbrückungsmodul 892 ersetzt.
Beispiel für Produktweiterentwicklung
Ein Beispiel für eine Produktweiterentwicklung einer Fertigungsstraße wie der in 35 und 37 dargestellten kann das Ändern eines Mehrschicht-Rückenflügels 854 der in 31 dargestellten Windel, so dass dieser dehnbar ist, einschließen. In diesem Beispiel kann der Rückenflügel 854 dehnbar gemacht werden wie im US-Patent Nr. 5,151,092 mit dem Titel „Absorbent Article With Dynamic Elastic Waist Feature Having a Predisposed Resilient Flexural Hinge", erteilt an Kenneth B. Buell et al. am 29. September 1992, und im US-Patent Nr. 5,518,801 mit dem Titel „Web Materials Exhibiting Elastic-Like Behavior", erteilt an Charles W. Chappell et al. am 21. Mai 1996, beschrieben. In der in 35 und 37 dargestellten Fertigungsstraße können beispielsweise das Rückenflügel-Zuführmodul 802 oder das Rückenflügelaufbringungsmodul 804, die gemeinsam die Rückenflügel-Merkmalssektion I bilden, so modifiziert werden, dass sie Bearbeitungseinheiten einschließen, die den Rückenflügel 854 der Windel 500 dehnbar machen. Die neue Rückenflügel-Merkmalssektion kann off-line getestet werden, bis die Rückenflügel-Merkmalssektion Rückenflügel zusammensetzt, die eine ausreichende Dehnbarkeit aufweisen, und Rückenflügel auf zufriedenstellende Weise ansetzt. Dann kann das vorhandene Rückenflügel-Zuführ modul 802 in der Fertigungsstraße durch das neue Rückenflügel-Zuführmodul ersetzt werden, das eine dehnbare Rückenflügelbahn für das Rückenflügel-Aufbringungsmodul 804 liefert.
Verfahren zum Ändern von Fertigungsstraßen
Das Fertigungssystem der Erfindung kann für Flexibilität sorgen, um mindestens eine Merkmalssektion von dem Fertigungssystem wegzunehmen und/oder eine andere Merkmalssektion zu dem Fertigungssystem hinzuzufügen. Wenn beispielsweise der Bedarf besteht, ein Produkt-Design zu ändern, was eine Änderung des Designs eines bestimmten Produktmerkmals erfordert, kann eine Merkmalssektion des Fertigungssystems, die dieses Produktmerkmal erzeugt, von dem Fertigungssystem weggenommen werden und eine andere Merkmalssektion, die für die Erzeugung des neuen Produktmerkmals ausgelegt ist, kann verwendet werden, um die weggenommene Merkmalssektion zu ersetzen. Die hinzugefügte Merkmalssektion kann physisch in den Raum passen, der von der weggenommenen Merkmalssektion hinterlassen wurde, oder auch nicht. Falls die hinzugefügte Merkmalssektion physisch in den Raum passt, dann muss keine Änderung der Position der benachbarten Merkmalssektion(en) nötig sein. Falls die hinzugefügte Merkmalssektion jedoch physisch nicht in den Raum passt, dann kann eine Änderung der Position der benachbarten Merkmalssektion(en) nötig sein. Falls die Notwendigkeit besteht, einem Produkt ein neues Produktmerkmal hinzuzufügen, kann dem Fertigungssystem eine neue Merkmalssektion hinzugefügt werden. Die Hinzufügung eines neuen Merkmals kann eine Änderung der Position der benachbarten Merkmalssektion(en) beinhalten, muss dies aber nicht.
Wie in 1–6, 11–12, 23A, 23B und 60 dargestellt, kann die Entfernung eines Moduls von einer Fertigungsstraße alle oder einige der folgenden Schritte (nicht unbedingt in der nachstehend aufgeführten Reihenfolge) beinhalten:

1) Abschalten des Bewegungsbusses 252, des Hilfsbusses 253 und des Sicherheitsunterbrechungsschalters 360.
2) Trennen der Strom- und Rückkopplungskabel 342, beispielsweise über die Schnelltrenneinrichtungen 344.
3) Trennen des Logiksteuernetzkabels 348 vom elektrischen Hauptverteilerkasten 346, beispielsweise über die Schnelltrenneinrichtung 350.
4) Trennen des Staubsaugerunterdrucks, beispielsweise über Schnelltrenneinrichtung 322.
5) Trennen des leichten Unterdrucks, beispielsweise über Schnelltrenneinrichtung 318.
6) Trennen des starken Unterdrucks, beispielsweise über Schnelltrenneinrichtung 320.
7) Trennen der Glycolzufuhr und -rückführung, beispielsweise über Schnelltrenneinrichtungen 326.
8) Trennen der Druckluftzufuhr, beispielsweise über Schnelltrenneinrichtung 324.
9) Trennen und Entfernen des Klebstoffzufuhrschlauchs bzw. der -schläuche 388.
10) Trennen und Entfernen des Sicherheitsunterbrechungsschalter-Kabels 362 vom zentralen Leistungs- und Verteilungspanel 328, beispielsweise über eine Schnelltrenneinrichtung 364.
11) Anschließen von Hubmechanismus-Verteiler 130 und Gewinde-Luftleitungen 132 am Modul.
12) Einfügen von Hubmechanismen 30 in Bereiche 22 unter dem Modul.
13) Entfernen von Bolzen und Stiften 38, Abstandhaltern 36 und Backen 32 und 34 vom Modul.
14) Messen und Aufzeichnen der Höhe der Füße 26 am Modul vom Boden zur Unterseite der horizontalen Platte 16.
15) Sichern des Moduls. Beispielsweise kann eine Person an der Bedienpersonenseite und an der Antriebsseite des Moduls aufgestellt werden.
16) Aktivieren des Hubmechanismus und Entfernen des Moduls von der Fertigungsstraße. Der Hubmechanismus 30 kann beispielsweise ausgefahren werden, und das Modul kann langsam aus der Fertigungsstraße geschoben werden.
17) Man bewegt das Modul aus dem Weg und senkt es ab. Der Hubmechanismus 30 kann beispielsweise langsam eingefahren werden.

Wie in 1–6, 11–12, 23A, 23B und 60 dargestellt, kann das Einführen eines Moduls in eine Fertigungsstraße beispielsweise alle oder einige der folgenden Schritte beinhalten (nicht unbedingt in der aufgeführten Reihenfolge):

1) Abschalten des Bewegungsbusses 252, des Hilfsbusses 253 und des Sicherheitsunterbrechungsschalters 360 des Moduls.
2) Anpassen der Höhe der Füße des Moduls, das eingefügt wird, an die Höhe der Füße 26 des ersetzten Moduls.
3) Einfügen von Hubmechanismen 30 in Bereiche 22 unter dem Modul.
4) Sichern des Moduls. Beispielsweise kann eine Person an der Bedienpersonenseite und an der Antriebsseite des Moduls aufgestellt werden.
5) Aktivieren des Hubmechanismus. Der Hubmechanismus 30 kann beispielsweise ausgefahren werden.
6) Führen des Moduls in eine ausgerichtete Position in der Fertigungsstraße.
7) Senken des Hubmechanismus. Der Hubmechanismus 30 kann beispielsweise eingefahren und entfernt werden.
8) Einstellen der Füße 26 des Moduls, um sicherzustellen, dass die vertikalen Platten 10 und 12 des Moduls, das eingeführt wird, und des einen oder der mehreren angrenzenden Module parallel sind und dass diese Module sich auf gleicher Höhe befinden.
9) Einfügen von Abstandhaltern 36 und Backen 32 und 34 und Festlegen des Moduls mit Bolzen und Stiften.
10) Anschließen des Staubsaugerunterdrucks, beispielsweise mit einer Schnelltrenneinrichtung 322.
11) Anschließen des schwachen Unterdrucks, beispielsweise über Schnelltrenneinrichtung 318.
12) Anschließen des starken Unterdrucks, beispielsweise über Schnelltrenneinrichtung 320.
13) Anschließen der Glycolversorgung und -rückführung, beispielsweise über Schnelltrenneinrichtungen 326.
14) Anschließen der Druckluftzufuhr, beispielsweise über Schnelltrenneinrichtung 324.
15) Anschließen eines oder mehrerer Klebstoffzufuhrschläuche 388.
16) Anschließen des Sicherheitsunterbrechungsschalter-Kabels 362 am zentralen Leistungsverteiler 328, beispielsweise über eine Schnelltrenneinrichtung 364.
17) Anschließen des Logiksteuernetzkabels 348 am Haupt-Stromverteilerkasten 346, beispielsweise über eine Schnelltrenneinrichtung 350.
18) Anschließen des Strom- und Rückkopplungskabels 342, beispielsweise über die Schnelltrenneinrichtungen 344.
19) Entsperren des Bewegungsbusses 252, des Hilfsbusses 253 und des Sicherheitsunterbrechungsschalters 360.
20) Laden von Modul-Software in den Bewegungs-Controller 334 und den logischen Controller 340.
21) Drücken des Startknopfs an der Bedienpersonenschnittstelle 354 oder der Haupt-Bedienpersonenschnittstelle 630. Dadurch können die Antriebe automatisch angesteuert werden.

Standard-Steuerpanels, wie Standard-Steuerpanels 370, die in 56 dargestellt sind, können umkonfiguriert werden, um als Steuerpanel für eine andere Merkmalssektion zu dienen, oder können einem flexiblen Fertigungssystem der vorliegenden Erfindung hinzugefügt werden, in diesem ausgetauscht werden oder von diesem weggenommen werden. Falls eine Merkmalssektion durch eine andere Merkmalssektion ersetzt wird, können die Standard-Steuerpanels für die Merkmalssektion, die weggenommen wird, häufig als Steuerpanels für die neue Merkmalssektion umkonfiguriert werden. In diesem Fall kann Software und/oder Hardware in den Standard-Steuerpanels ausgetauscht oder umkonfiguriert werden, um die Arbeitsabläufe in der neuen Merkmalssektion zu steuern. Alternativ dazu können, wenn eine neue Merkmalssektion in das flexible Fertigungssystem eingefügt wird und nicht schon Ersatzeinrichtungen entlang der Straße vorhanden sind, die als Steuerpanels für diese Merkmalssektion konfiguriert werden können, ein oder mehrere neue Standard-Steuerpanels, wie ein Standard-Hauptsteuerpanel 370N, ein Standard-Hilfspanel 374N und/oder ein Standard-Klebstoffpanel 960N, installiert werden, um die neue Merkmalssektion zu unterstützen, wie in 56 und 58 dargestellt. Es kann auch notwendig sein, ein oder mehrere neue Standard-Steuerpanel(s) an anderen Stellen entlang des flexiblen Fertigungssystems zu installieren, als denen, wo die Panels ausgetauscht wurden. Falls es erforderlich ist, ein vorhandenes Standard-Steuerpanel zu entfernen und ein neues Standard-Steuerpanel zu installieren, können beispielsweise alle oder einige der folgenden Schritte ausgeführt werden (nicht unbedingt in der aufgeführten Reihenfolge).

1) Abschalten des Bewegungsbusses 252, des Hilfsbusses 253 und des Sicherheitsunterbrechungsschalters 360 des Moduls.
2) Trennen des Stromkabels 333 vom Bewegungsbus 252, beispielsweise durch eine Schnelltrenneinrichtung 337.
3) Trennen des Stromkabels 341 vom Hilfsbus 253, beispielsweise durch eine Schnelltrenneinrichtung 345.
4) Trennen des lokalen Fernnetzkabels 348 vom Haupt-Stromverteilerkasten 346, beispielsweise über eine Schnelltrenneinrichtung 350.
5) Trennen des Steuerbewegungskabels 338 von der Bewegungssteuerung 334 im Standard-Steuerpanel 370.
6) Trennen des Logiksteuernetzkabels 352 vom logischen Controller 340 im Standard-Steuerpanel 370.
7) Trennen des Strom- und Rückkopplungskabels 342, beispielsweise über die Schnelltrenneinrichtung 344.
8) Entfernen des Standard-Steuerpanels 370.
9) Installieren eines neuen Standard-Steuerpanels 370N.
10) Anschließen des Strom- und Rückkopplungskabels 342, beispielsweise über die Schnelltrenneinrichtung 344.
11) Anschließen des Logiksteuernetzkabels 352 am logischen Controller 340 im neuen Standard-Steuerpanel 370N.
12) Anschließen des Steuerbewegungskabels 338 vom Bewegungs-Controller 334 im neuen Standard-Steuerpanel 370N.
13) Anschließen des lokalen Fernnetzkabels 348 vom Haupt-Stromverteilerkasten 346, beispielsweise über die Schnelltrenneinrichtung 350.
14) Anschließen des Stromkabels 341 vom Hilfsbus 253, beispielsweise über die Schnelltrenneinrichtung 345.
15) Anschließen des Stromkabels 333 vom Bewegungsbus 252, beispielsweise über die Schnelltrenneinrichtung 337.
16) Entsperren des Bewegungsbusses 252, des Hilfsbusses 253 und des Sicherheitsunterbrechungsschalters 360.
17) Laden von Modul-Software in den Bewegungs-Controller 334 und den logischen Controller 340 des neuen Standard-Steuerpanels 370N.
18) Drücken des Startknopfs der Bedienpersonenschnittstelle 354 oder der Haupt-Bedienpersonenschnittstelle 920. Dies kann automatisch die Antriebe ansteuern.

Falls ein vorhandenes Standard-Steuerpanel entfernt werden soll, aber kein neues Standard-Steuerpanel eingefügt werden soll, können die Schritte 1–8 ausreichen. Andererseits können, falls ein neues Standard-Steuerpanel hinzugefügt werden soll, aber kein vorhandenes Standard-Steuerpanel entfernt werden soll, die Schritte 9–18 ausreichen.
Wenn ein Modul gegen ein Modul ausgetauscht wird, das eine andere Länge hat als das ursprüngliche Modul, oder wenn Module umgruppiert werden und die Orte der Verbindungen von Modul zu Modul verändert werden, kann die Panelträgerstruktur 240, die in 24–29 dargestellt ist, eine Umkonfigurierung der Panelträgerstruktur 240 erfordern. Die Umkonfigurierung kann die Änderung des Orts einer oder mehrerer Säulen 244, die Änderung des Orts des Leitungskanals 249 und/oder die Verlagerung oder Hinzufügung des Sammelrohrträgers 254, der in 23A dargestellt ist, beinhalten.
Die Änderung eines Säulenstandorts kann beispielsweise alle oder einige der folgenden Schritte beinhalten (nicht unbedingt in der aufgeführten Reihenfolge):

1) Bevor die Säule, die entfernt oder ersetzt werden soll, entfernt wird, positioniert man eine neue Säule unter der Panelträgerstruktur 240 am neuen Standort.
2) Man richtet die neue Säule an den korrekt vorgebohrten Löchern im Träger 264 aus.
3) Man legt einen Abstandhalter, beispielsweise einen 25 mm dicken Abstandhalter, unter die neue Säule.
4) Man befestigt die neue Säule oben mit Bolzen am Träger 255.
5) Man bohrt Löcher, beispielsweise die vier dargestellten Löcher, in den Boden.
6) Man führt Bolzen 263, beispielsweise mit Klebegewinde ausgestattete Strebenanschlussbolzen, durch die Bodenplatte 265 und in die vier Löcher im Boden ein.
7) Man fügt unter der neuen Säule aus und befestigt Muttern 261 an der Grundplatte 265.
8) Man zieht die Bolzen 255 oben an der neuen Säule fest.

Sobald die neue Säule an Ort und Stelle festgelegt wurde, kann es sicher sein, die alte Säule zu entfernen, wobei eine ungehinderte Bewegung der Türen des neuen Moduls zugelassen wird. Das Entfernen der alten Säule kann beispielsweise alle oder einen Teil der folgenden Schritte (nicht unbedingt in der aufgeführten Reihenfolge) beinhalten:

1) Entfernen des Einpressmittels 268 unter der alten Säule.
2) Durchschneiden der vier Bolzen 263, welche die alte Säule am Boden befestigen.
3) Abschrauben der Bolzen 255 oben an der alten Säule vom Träger 264 und Entfernen der alten Säule.

Obwohl bestimmte Ausführungsformen und/oder einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, weiß der Fachmann, dass verschiedene andere Änderungen und Modifizierungen durchgeführt werden können, ohne vom Gedanken und Gebiet der Erfindung abzuweichen. Ferner sollte es klar sein, dass alle Kombinationen solcher Ausführungsformen und Merkmale möglich sind und zu bevorzugten Ausführungen der Erfindung führen können.

Claims

Flexibles Fertigungssystem, umfassend: (a) einen ersten Merkmalbereich (1078; 1088; 1202), der jede der Funktionseinheiten und/oder jeden der funktionellen Vorgänge zur Bildung eines Bestandteils eines fertigen Einwegartikels einschließt, wobei der Bereich zum eigenständigen Betrieb fähig ist und Folgendes einschließt: (i) mindestens ein Modul für das erste Merkmal (300), das geeignet ist, unabhängig in einem eigenständigen Betrieb betrieben zu werden; (ii) mindestens eine Funktionseinheit für das erste Merkmal, die an dem Modul für das erste Merkmal angebracht ist; und (iii) eine lokale Steuereinheit für das erste Merkmal, die wirkend mit der Funktionseinheit für das erste Merkmal verbunden ist, wobei die lokale Steuereinheit für das erste Merkmals so ausgebildet ist, dass sie ein Referenzsignal empfängt und den Betrieb der Funktionseinheit für das erste Merkmal auf Basis des Referenzsignals steuert.
Flexibles Fertigungssystem nach Anspruch 1, ferner umfassend: (b) einen Zentralrechner, der wirkend mit der lokalen Steuereinheit für das erste Merkmal verbunden ist, wobei der Zentralrechner (336) so ausgebildet ist, dass er den Betrieb der Funktionseinheit für das erste Merkmal mit dem flexiblen Fertigungssystem synchronisiert, indem er das Referenzsignal an die lokale Steuereinheit für das erste Merkmal sendet.
Flexibles Fertigungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die lokale Steuereinheit für das erste Merkmal ferner einen oder mehrere Bestandteile der folgenden Gruppe umfasst, ausgewählt aus: einer logischen Steuereinheit, einer Antriebssteuereinheit und einer Bedienerschnittstelle.
Flexibles Fertigungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend: (b) einen zweiten Merkmalbereich (1080; 1088; 1202), der Folgendes einschließt: (i) mindestens ein Modul für das zweite Merkmal (300); (ii) mindestens eine Funktionseinheit für das zweite Merkmal, die an dem Modul für das zweite Merkmal angebracht ist; und (iii) mindestens eine lokale Steuereinheit für das zweite Merkmal, die wirkend mit der Funktionseinheit für das zweite Merkmal verbunden ist, (iv) wobei die lokale Steuereinheit für das zweite Merkmal so ausgebildet ist, dass sie das Referenzsignal empfängt und den Betrieb der Funktionseinheit für das zweite Merkmal auf Basis des Referenzsignals steuert.
Flexibles Fertigungssystem nach Anspruch 4, ferner umfassend: (c) einen Zentralrechner (336), der wirkend mit der lokalen Steuereinheit für das erste Merkmal und der lokalen Steuereinheit für das zweite Merkmal verbunden ist, und wobei der Zentralrechner (336) so ausgebildet ist, dass er den Betrieb der Funktionseinheit für das erste Merkmal und der Funktionseinheit für das zweite Merkmal mit dem flexiblen Fertigungssystem synchronisiert, indem er ein Referenzsignal an die Steuereinheit für das erste Merkmal und die lokale Steuereinheit für das zweite Merkmal sendet.
Flexibles Fertigungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Referenzsignal ein virtuelles Referenzsignal ist.
Verfahren zum Entwickeln einer Produktverbesserung für einen Einwegartikel, umfassend die folgenden Schritte: (a) Auswählen eines gewünschten Produktmerkmals; (b) Bilden eines Merkmalbereichs, der jede der Funktionseinheiten und/oder jeden der funktionellen Vorgänge zum Bilden eines Bestandteils eines fertigen Einwegartikels einschließt, durch Anbringen einer oder mehrerer Funktionseinheiten zum Bilden des Produktmerkmals an einem oder mehreren Modulen eines Merkmalbereichs (1078; 1088; 1202), so dass im Wesentlichen alle Funktionseinheiten für den Merkmalbereich (1078; 1088; 1202) an dem einen oder den mehreren Modulen angebracht sind; (c) Verbinden im Wesentlichen jeder der Funktionseinheiten des Merkmalbereichs (1078; 1088; 1202) mit einer lokalen Steuereinheit; (d) Zuführen von Ausgangsmaterial zu dem einen oder den mehreren Modulen (300); (e) Herstellen des Produktmerkmals in dem Merkmalbereich durch Steuerung des Betriebs von im Wesentlichen jeder der Funktionseinheiten durch die lokale Steuereinheit; (f) Verbinden des einen oder der mehreren Module (300) des Merkmalbereichs (1078; 1088; 1202) zu einer Fertigungsstraße; wobei das eine oder die mehreren Module geeignet sind, unabhängig in eigenständigem Betrieb betrieben zu werden; (g) Herstellen eines Einwegartikels (500; 560), der das Produktmerkmal einschließt, auf der Fertigungsstraße, wobei die lokale Steuereinheit den Betrieb der Funktionseinheiten des Merkmalbereichs mit dem Rest der Fertigungsstraße synchronisiert.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend den folgenden Schritt: (h) Testen des Betriebs der Funktionseinheiten, die an dem einen oder den mehreren Modulen des Merkmalbereichs angebracht sind.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend die folgenden Schritte: (h) Verbinden eines zweiten Merkmalbereichs (1080; 1088; 1202), der eine zweite lokale Steuereinheit einschließt, mit einer zweiten Fertigungsstraße, wobei der zweite Merkmalbereich (1080; 1088; 1202) im Wesentlichen mit dem Merkmalbereich (1078; 1088; 1202) nach Anspruch 7 identisch ist; und (i) Herstellen eines zweiten Einwegartikels, der das Produktmerkmal einschließt, auf der zweiten Fertigungsstraße, wobei die lokale Steuereinheit des zweiten Merkmalbereichs den Betrieb der Funktionseinheiten des zweiten Merkmalbereichs mit dem Rest der zweiten Fertigungsstraße synchronisiert.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend den folgenden Schritt: (h) Senden eines virtuellen Referenzsignals an die lokale Steuereinheit, um den Betrieb der Funktionseinheiten des ersten Merkmalbereichs mit dem Rest der Fertigungsstraße zu synchronisieren.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend den folgenden Schritt: (h) Bereitstellen eines Zentralrechners (336), der so ausgebildet ist, dass er ein Referenzsignal an die Steuereinheit des ersten Merkmalbereichs (1078; 1088; 1202) sendet, um den Betrieb der Funktionseinheiten des ersten Merkmalbereichs (1078; 1088; 1202) mit dem Rest der Fertigungsstraße zu synchronisieren.