JPH11502738A - おむつ位置決め制御システム - Google Patents
おむつ位置決め制御システムInfo
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- JPH11502738A JPH11502738A JP52937696A JP52937696A JPH11502738A JP H11502738 A JPH11502738 A JP H11502738A JP 52937696 A JP52937696 A JP 52937696A JP 52937696 A JP52937696 A JP 52937696A JP H11502738 A JPH11502738 A JP H11502738A
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- A61F13/15—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators
- A61F13/15577—Apparatus or processes for manufacturing
- A61F13/15772—Control
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Abstract
(57)【要約】
この発明の自動位置制御システムは、例えばおむつパッドの如き使い捨て可能な吸収物品の連続したウェブ(12)を切断機(14)に向かい供給する為の駆動機構(10)を含んでいる閉ループシステムである。切断機(14)はウェブから完成されたパッドを分離することが出来る。個々のおむつパッドの少なくとも1つの予め選択されている特徴が近傍を通過した時に上記特徴を検知し検知信号を発生させる為に、製造ラインに沿い、好ましくは切断機(14)の前方に、検知器(26)が配置されている。位置解析器(32)が予め選択されているおむつの特徴が検知された瞬間の切断機(14)の角位置を決定し、所定の数の切断機(14)位置から平均角位置が計算される。平均切断機(14)位置は目標切断機(14)位置と比較され、そして目標切断機(14)位置から引き算されて誤り信号を発生させる。誤り信号は次に制御信号に変換され、そして制御信号に対応して切断機(14)の位置を調整する位相変化器(44)に供給される。
Description
【発明の詳細な説明】
おむつ位置決め制御システム
発明の分野
この発明は、大略的には位置決め制御システムに関係しており、より詳細には
閉ループ位置決め制御システム及び材料のウェブを切断する回転ナイフの位置を
制御する為の方法に関係している。この発明は、回転切断機と相互に連結されて
いるおむつパッドの連続したウェブの予め選択されている特徴との間の位相関係
を変更する為に回転切断機の角位置を変化させる為のシステムについて特に開示
している。
発明の背景
おむつ,大人用失禁物品,そして衛生ナプキンの如き使い捨て可能な吸収物品
の製造においては、例えばおむつの如き個々の物品の複数を最初は1つの連続し
ているウェブにおいて相互に連結した状態で連続して織るのが通常の製造方法で
ある。その後にウェブは回転切断機に送られることにより、通常は製造工程にお
ける最終の切断操作として、複数の連続しているパッドの間で切断されて個々の
おむつが形成される。
均一のおむつを製造する為と無駄を無くす為に、ウェブが剪断(特に、「最終
切断(final cut)」として引用される)される位置を比較的精密に制御すること
が望まれている。おむつに形成されている特徴に関係して正確な位置でウェブを
切断することが特に望まれている。例えば、使い捨て可能なおむつはしばしば粘
着小細長片を使用しており、これらの粘着小細長片とおむつの上端との間の距離
を比較的狭い許容範囲内に制御することが望まれている。
他のおむつの特徴に関して最終切断の位置を経済的に可能なように制御するこ
とは、おむつ製造業者にとって問題となっていた。ナイフ切断の位置の変化は、
装置の摩耗や原材料の変更やその他を含む多数の要素のお陰により、おむつ製造
ラインの装置において固有のものである。最終切断におけるこのような変化は、
連続したパッドの夫々の長さが長短の間で変化する結果となる。ウェブの張力及
び温度の変化もまた、製造ラインが製造を行う時に製造ライン中の引っ張りロー
ラが膨脹または収縮した時に引き起こされる。温度の上昇は引っ張りローラを柔
らかくし、ウェブが引っ張りローラを圧縮することを許容する。引っ張りローラ
が圧縮された時には、引っ張りローラの表面が増大し、引っ張りローラの外周面
が増大する。この結果、引っ張りローラを介してウェブの速度が増大する。おむ
つパッドは増大された有効な引っ張りローラの速度によって最終ナイフに進行さ
れ、結果として、冷めたスタート(cold start)から始まり、最終切断の距離を
大きく変化させることが出来る。
最終ナイフ位置の変化は、一方では仕様の限界から他方では滑らかな移動まで
確実に影響を及ぼし、このことにより受け入れることが出来ない変化の困難が検
知されるようになる。検知された受け入れることが出来ない変化は、製造ライン
の操作者に残される。このことは、多くの場合において受け入れることが出来な
いことを証明されている。なぜならば、変化を検知することが出来ないからであ
る。製造ラインの操作者により変化が検知出来たとしても、それは通常、受け入
れることが出来ない水準の製品を廃棄しなければならない時点である。さらに、
一旦受け入れることが出来ない変化が検知されると、操作者は最終のナイフ位置
を正す為にシステムを手動で調整しなければならないという不十分さが生じる。
手動による検知の問題を克服する為にウェブ処理装置においては自動位置制御
システムが採用されている。例えば、値札の製造において自動位置制御システム
は使用されている。これらのシステムにおいては、供給された値札のウェブはそ
の切断位置が回転刃によって一定に修正される。刃は、異なった切断ピッチまた
は間隔を有した種々の値札のウェブを切断することが出来るよう調整される。こ
れらのシステムにおいては、新たな切断距離を有している値札が検知された後に
、切断機は修正された切断位置に対応するよう調整される。この形式のシステム
は、おむつのウェブに沿ったナイフの位置を制御するのには使用されていない。
なぜならば、これらのシステムは、おむつの製造において使用される伸びが可能
なウェブを取り扱うようには設計されていないからであり、むしろ新たなピッチ
または間隔が必要になった時にナイフを調整する為の手段として設計されている
からである。
おむつのウェブを切断機に供給する速度を制御する為の試みがなされて来た。
しかしながら、この形式の位置制御システムは望まれていない。なぜならば、そ
れはウェブに沿い配置された多数の検知器を要求し、位置制御システムの複雑さ
を増大させているからである。さらに、ウェブの速度を調整することは、ウェブ
が切断機に向かい供給される速度を一定に変化させることによりウェブにさらな
る引っ張り応力を創出する。ウェブの引っ張り力の問題はおむつの製造ラインに
おいて既に固有であると考えられているので、この問題は、ウェブの速度を連続
的に調整することにより位置を維持する制御システムにより解消される。
発明の概要
この発明は、完成されたパッドの連続したウェブからおむつの如き使い捨て可
能な吸収物品の個々を分離させる最終切断の位置における過剰な変化の問題を除
去する自動位置決め制御システムを提供する。この発明の自動位置決め制御シス
テムは、閉ループシステムであって、おむつパッドの連続したウェブを回転切断
機に向かい供給する為の駆動機構を含んでいる。検知器が製造ラインに沿い回転
切断機の上流側または下流側に配置されていて、個々のおむつパッドの少なくと
も1つの予め選択されている特徴を検知しその特徴が検知器のそばを通過した時
に検知信号を発生させる。位置解析器が、予め選択されているおむつの特徴を検
知した瞬間に回転切断機の角位置を決定し、平均的な角位置が所定の数の切断機
位置から計算される。平均的な角位置は目標とする切断機位置と比較されるとと
もに目標とする切断機位置から引き算されて誤り信号が創出される。誤り信号は
次に制御信号に変換され、位相変更器に供給される。位相変更器は制御信号に対
応するとともに比例して回転切断機の回転位置を調整する。
目標とする切断機位置は、最終切断が適切な位置となるまで最終ナイフの位相
を手動で前進または後退させなければならない操作者により決定された値により
表される。一旦適切な位置決めが達成されると、操作者は製造ラインを自動モー
ドに切り替える。検知器により走査される最初の25個のパッドに対応している
ナイフ位置を使用することにより、新たな目標位置が次に計算される。検知器に
より走査された時に記憶装置に貯蔵された最新の25個の位置を使用して平均ナ
イフ位置が連続的に計算されている。目標の値からの平均ナイフ位置の変位は比
例補正器に誤り信号を供給させ、比例補正器は制御信号を発生させる。制御信号
は次に速度制御サーボに供給され、速度制御サーボは次に歯車箱を介して位相変
更器の修正軸を駆動する。位相変更器は最終ナイフの位相を前進または後退させ
て誤りを零に接近させる。制御システムは最終切断の平均位置におけるいかなる
変化も検知し調節する。
結果として、この発明の目的は、予め選択された特徴が検知された時に、回転
切断機の平均角位置に基づいて回転切断機の角位置を制御することにより、おむ
つの予め選択された特徴に関係したナイフ切断の位置の変化を減少させることで
ある。
図面の簡単な説明
この発明の他の目的及び利点は、以下の詳細な記載を読むこと及び図面を参照
することにより明らかになるが、ここにおいてはおむつ制御システムが図示され
るが、使い捨て可能な吸収物品制御システムにも一般的に適用可能であることが
理解され:
第1図は、おむつ製造ラインの最終ナイフ切断動作を示す概略図であり;
第2図は、固定システム及び核を個々のおむつが含んでいるおむつウェブの平
面図であり;そして、
第3図は、第1図の位置決め制御システムの流れ図である。
好適な実施例の詳細な説明
この発明は、閉ループ位置決め制御システムの手法を使用して、連続的なおむ
つウェブに沿ったナイフ切断の位置の変化を減少させるよう設計されている。こ
のシステムはまた、おむつのいかなる2つの特徴の相対的な位置を制御する為に
も使用することが出来、この結果として1つの特徴を、他の特徴に関する特別な
相互関係で、例えばおむつに対する取り付けや、貯蔵品からの切断や、カレンダ
ー仕上げ(calendaring)や、引っ張り(starining)や、印刷(printing)や、回
転(spining)や、その他によって、操作することが出来る。
第1図は、おむつ固定小片に関連してナイフ切断の位置を制御するよう組み合
わされたこの発明を開示している。第1図において、この制御システム5は、通
路に沿いナイフ14に向かっておむつパッドの連続したウェブ12を供給する為
の2組の引っ張りローラ10を含んでいる。2組の引っ張りローラ10は、外部
手段(図示しない)により予め選択された速度で機械的に駆動される。ナイフ1
4は、完成されているおむつ20をウェブ12から分離する為にアンビル(anvil
)18上で回転するナイフ14の外周面に沿い配置された刃16を含んでいる。
分離されたおむつ20は挟持ローラ対22を介して最終折り畳み場所(図示しな
い)に送られる。
位置決め制御システム5はさらに紫外線照射走査装置26を含んでおり、紫外
線照射走査装置26は2組の引っ張りローラ10a及び10bの間または後方に
配置されてウェブ12の個々のおむつ20が紫外線照射走査装置26の近傍を通
過した時にウェブ12の個々のおむつ20の少なくとも1つの予め選択されてい
る特徴を検知するよう選択されていることが好ましい。好適な走査装置26は、
シック・コーポレーション(Sick Co.)により製造されているオプティクス(Op
tics)LUT 1−4検知器の如き光学検知器であって、被変調(modulated)紫
外線光束28をウェブ12に向かい照射する。紫外線照射走査装置26は、非発
光性の背景に対する発光性の予め選択されている特徴の為に良く働く。結合小片
30の如き予め選択されている特徴が紫外線光束28の近傍を通過した時、結合
小片30は紫外線照射走査装置26と同じ被変調周波数で光を放射する。もしも
予め選択されている特徴と背景とが異なった透明度を有しているのであれば、赤
外線走査装置も選択することが出来る。検知の為に選択されたおむつの特徴は、
第2図に示されている如く、結合小片30であることが出来るが、核の縁や公開
されている固定表面やその他であることも出来る。紫外線照射走査装置26は、
紫外線照射走査装置26が予め選択されている特徴により放射されたか、反射さ
れたか、吸収されたか、または透過された光の変化を検知した時に検知信号を発
生する。
紫外線照射走査装置26は、出来る限りナイフ14の近傍に設置されなければ
ならない。何故ならば、紫外線照射走査装置26が最終切断33に接近して配置
されるほど、制御システム5は上流で生じている変化をより良く検知出来、従っ
て結合小片30に関して切断の地点をより精密に予測することが出来るようにな
るからである。紫外線照射走査装置26の正確な位置は製造ラインに沿って紫外
線照射走査装置26を設置する上での便利さと種々の配置において発生する汚染
の傾向との釣り合いで決定されなければならない。
回転ナイフ14の角位置は、紫外線照射走査装置26により結合小片30が検
知された時に回転ナイフ14の角位置を読み取る位置解析器32により決定され
る。回転ナイフ14の角位置は最初に、最終切断33(第2図)の位置が結合小
片30に関して適切な位置となるまで最初は手動で回転ナイフ14の位相を前進
または後退させる操作者により決定された目標となる値に設定される。一旦適切
な位置決めが達成されると、操作者は制御パネル(図示されていない)を介して
製造ラインを自動モードに切り替える。一旦自動モードにおいては、少なくとも
5つのおむつパッド20、そして特に最初の25個のおむつパッド20、が走査
され、切断機の角位置が貯蔵されそして平均化される。切断機の平均的な角位置
は結合小片30と最終切断33との間の平均距離を表わしている。この平均角位
置は、最初の手動により設定された目標値よりもより正確な新たな目標値として
貯蔵される。
ウェブ12が処理された時には、最も最近の25個の回転ナイフ14の角位置
を使用して平均ナイフ位置が連続して計算され、25個地点移動平均として記憶
装置中に貯蔵される。新たな目標値からの25個地点移動平均のいかなる振れも
、誤り信号を発生させる結果となる。誤り信号は所定の速度サーボ38に、より
好ましくはスペコン・カンパニー(Specon Co.)により製造されていることが好
ましい位相変更器44の修正軸42を歯車箱40を介して駆動する速度が制御さ
れたサーボ38に、供給されることが出来る。位相変更器44は誤りを補償する
よう最終ナイフ14の回転位相を前進または後退させる。
今度は第3図を参照すると、おむつパッドの連続したウェブに沿ったナイフ切
断の位置の変化を制御する方法が図示されている。このシステムは、以下の工程
を行うようプログラム化されている。第1の工程は、ブロック50として図示さ
れている目標ナイフ位置を設定することである。目標ナイフ位置50は、ブロッ
ク52に図示されている如き手動の前進またはブロック54に図示されている如
き手動の後退によるブロック57により図示されている如きナイフの位相の前進
またはブロック59により図示されている如きナイフの位相の後退により達成さ
れて、位相変更器44が最終ナイフ位置を調整する。一旦最終ナイフ位置50が
達成されるとこの制御システムはブロック60に図示されている如く自動モード
に設定され、自動モード60においてはブロック62に図示されている如く新た
な目標値が決定される。新たな目標値62は走査された最初の25個のおむつパ
ッドから計算されたナイフの平均角位置である。目標ナイフ位置は、ブロック5
0に図示されている如き自動モードにおけるブロック56及び58に図示されて
いる如き目標位置50への加算または減算により調整することが出来る。
次の工程では、走査装置の近傍を予め選択されている特徴が通過した時に、ブ
ロック64に図示されている如く、パッドの連続したウェブに沿った個々のおむ
つパッドの予め選択されている特徴が検知され、そして検知信号が発生される。
ブロック66に図示されている如く、結合小片が検知された時に位置解析器によ
りナイフの角位置が読み取られる。結合小片が検知された時のナイフの位置は、
ブロック68に図示されている如く、新たな目標値の受け入れ可能範囲内かどう
かが判断される。ナイフ位置の基準地点が受け入れ可能範囲内でなければ、ブロ
ック70に図示されている如く、現在の25個おむつ平均が次の基準地点として
使用され、新たな基準地点としてその25個パッド平均を使用して25個地点移
動平均が再計算され、ブロック72に図示されている如く、26番目の(最も古
い)パッド基準地点は落とされる。これは、たった1つの誤ったおむつ読み取り
が25個おむつ平均に不当に影響を与えることを防止し、そしてナイフの位置の
不適切な変更を防止する為に、行われる。25個地点移動平均が、ブロック74
に図示されている如く、新たな目標値50から引き算され、ブロック76に図示
されている如く、誤り信号が発生される。誤り信号は、ブロック80に図示され
ている如く、比例補償器によって制御信号へと変換され、ブロック80に図示さ
れている如く、ナイフ位置の修正の為のサーボ(servo)に供給される。このシス
テムが自動モードにされていない時、上記誤りは無視される81。
25個地点移動平均をコンピュータ処理することにより、不適切に切断された
1つのおむつによるよりも、むしろ工程中の長い期間に渡る変化に基づいて、ナ
イフの位相が適切に処理される。結果として、ナイフの調整をしばしば行う必要
が減少するので、ナイフの調整がより精密になる。所定の数、例えば少なくとも
25個、のおむつパッドは、このシステムの動作開始直後に無視できる。従って
パッドのこの数は、所定の平均をコンピュータ処理するのには使用されない。こ
のことは、このシステムが安定した状態を達成することを許容し、これによって
切断機位置の未熟な調整を減少させる。
この発明は、結合小片や開放されている結合表面や核の縁に関してナイフが自
動的に位置調整されることに関連して記載されていたが、前述した記載を参考に
すれば当業者には種々の代わりや変更や変形が明白になる。例えば、この発明は
、おむつのもう1つの特徴に関したおむつのいかなる特徴の位置調整を行う為に
おむつ製造工程の他の領域において使用することが出来る。従って、この発明は
、添付の請求項の精神及び請求の範囲の中にある限り、これらの種々の代わりや
変更や変形を包含することを意図している。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M
C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG
,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN,
TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,SZ,U
G),UA(AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ
,MT),AL,AM,AT,AU,AZ,BB,BG
,BR,BY,CA,CH,CN,CZ,DE,DK,
EE,ES,FI,GB,GE,HU,IS,JP,K
E,KG,KP,KR,KZ,LK,LR,LS,LT
,LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX,
NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,S
G,SI,SK,TJ,TM,TR,TT,UA,UG
,UZ,VN
(72)発明者 ワーレイ、マーク・デイビッド
アメリカ合衆国、オハイオ州 45069、ウ
エスト・チェスター、バークウッド・ドラ
イブ 5365
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.使い捨て可能な吸収物体製造ラインの為の閉ループ位置決め制御システ ムは: 使い捨て可能な吸収物体の連続したウェブを通路に沿い供給する為の手 段と; 個々の吸収物体の少なくとも1つの予め選択されている特徴が近傍を通 過した時に上記特徴を検知するとともに検知信号を発生させる為の検知器と; 上記特徴に関して角位置に配置された回転切断機と; 上記特徴が検知された瞬間に回転切断機の角位置を決定する為の手段と ; 検知器の近傍を通過した連続した使い捨て可能な吸収物品の数に対応し ている所定の数の切断機位置の平均を計算する為の手段と; 上記平均切断機位置から所定の目標切断機位置を引き算して誤り信号を 発生させる為の手段と;そして、 上記誤り信号を制御信号に変換するとともに制御信号を位相変更手段に 供給する為の手段と; を備えており、 上記回転切断機の位相を変更する為の手段が上記制御信号に対応して上 記切断機位置を変更する、ことを特徴としている。 2.請求項1の制御システムは、 位相変更手段が制御信号に比例して切断位置を変更する、ことを特徴と している。 3.請求項1及び2の制御システムは、 供給手段が少なくとも1組の引っ張りローラであり、好ましくは2組の 引っ張りローラを備えており、走査装置がこれら2組の引っ張りローラの間に配 置されている、ことを特徴としている。 4.請求項1,2及び3の制御システムは、 位相変更手段が速度が制御されたサーボ及び位相変化器である、ことを 特徴としている。 5.請求項1,2,3及び4の位置制御システムは、 使い捨て可能な吸収物品の連続したウェブが所定の速度で移動し、切断 機位置が予め選択されている特徴に関して上記所定の速度からは独立して維持さ れていて、そして好ましくは、記憶されている切断機位置の所定の数の平均が少 なくとも5つの連続した使い捨て可能な吸収物品に対応している、ことを特徴と している。 6.完成されたおむつパッドの連続したウェブに沿った個々のおむつパッド の予め選択されている特徴に関するナイフ切断の配置を制御する為の閉ループ位 置決め制御システムは: おむつラインに沿ってウェブを前進させる為の少なくとも1つの引っ張 りローラと; 上記切断を達成する為の回転ナイフと; おむつラインに沿い回転ナイフと重なる位置に配置され、上記予め選択 されている特徴が近傍を通過した時に、上記予め選択されている特徴を検知する とともに検知信号を発生させる走査装置と; 上記予め選択されている特徴が検知された時のナイフの角位置を決定す る為にナイフに連結された位置解析器と; 検知された上記予め選択されている特徴の予め選択されている数に基づ き平均ナイフ位置を計算する為の手段と; 上記平均ナイフ位置から予め選択されている目標ナイフ位置を引き算し 誤り信号を発生させる為の手段と; 上記誤り信号を制御信号に変換する為の比例補償器と;そして、 上記制御信号に対応して位相変更器を駆動し、上記ナイフ切断の位置を 修正するサーボと; を備えている。 7.請求項6の制御システムは、 個々のおむつの為の切断機位置が所定の範囲の内側か外側かが決定され 、そして好ましくは、上記切断機位置が上記受け入れ可能な範囲の外側であるな らば、個々のパッドの上記所定の数の上記平均が、上記平均を計算することによ り次の切断機位置として使用される、ことを特徴としている。 8.請求項6及び7の制御システムは、 制御システムの動作開始直後に、上記予め選択されている特徴の位置の 所定の数が検知されるまで、上記切断機の上記位置の変更を生じさせない、こと を特徴としている。 9.おむつラインにおける切断機の角位置を制御する為の方法は: 目標ナイフ位置を設定する工程と; おむつパッドの少なくとも1つの予め選択された特徴が近傍を通過した 時に上記特徴を検知し、検知信号を発生させる工程と; 上記予め選択された特徴が検知された時に上記ナイフの角位置を決定す る工程と; 上記角位置を記憶する工程と; 上記角位置を上記目標位置と比較する工程と; 上記検知手段の近傍を通過した連続したパッドの数に対応している記憶 された角位置の所定の数から平均ナイフ位置を計算する工程と; 上記平均位置から上記目標位置を引き算して誤り信号を発生させる工程 と; 上記誤り信号を制御信号に変換し、上記制御信号を切断機位置変更手段 に供給する工程と;そして、 上記制御信号に対応して上記切断機の上記角位置を変更する工程と; を備えている。 10.請求項9の方法は、 上記検知工程がさらに、 上記検知手段により上記ウェブに向かい光束を投射する工程と; 上記検知手段に対して上記おむつパッドの上記予め選択された特徴が移 動した時に、上記予め選択された特徴により発生する上記光束の変化を検知する 手段と;そして、 上記光束の上記変化を検知する工程と; を備えていて、 好ましくは、上記切断機の上記角位置を変更する上記工程がさらに、上 記切断機に連結されている位相変化器を駆動する工程を含んでいる、 ことを特徴としている。
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