用于控制纖網退繞的設備和方法與流程

本公開涉及用于在纖維從卷退繞時控制纖網對準的設備和方法。

背景技術：

在若干商品的制造期間，可能需要以卷形式卷繞到的芯3上的纖網2形式提供的原材料。例如，用于生產諸如尿布、訓練褲、女性衛生吸收制品、失禁吸收制品等的吸收制品的制造過程可包括卷繞在卷上的材料，例如，吸收制品的層、松緊帶和吸收芯的部件。

一般來講，從卷退繞的纖網2可能在制造過程期間具有纖網2對準問題。纖網2對準問題的一些原因可包括纖網2材料的性質或纖網2材料卷繞到芯上的方式。例如，當一些纖網2材料從卷退繞時，纖網2材料性質可以賦予纖網2材料頸縮或卷曲和/或在纖網2的橫向方向上折疊到自身的趨勢。在其他情況下，纖網2材料可以卷繞在卷上，使得當纖網2從卷退繞時纖網2的橫向移動是固有的。例如，從水平卷繞卷1b退繞的纖網2材料必須橫貫卷長度5，這在制造過程期間引入大量的纖網2織紋。另外，當纖網2遇到纖網2路徑中的方向變化(例如，90度轉彎)時，一些纖網2可能具有在纖網2的橫向方向上折疊到自身的趨勢。在一些情況下，纖網2可能遇到扭轉，該扭轉已作為轉動纖網2或減少纖網2織紋的手段引入纖網2路徑中。在現有系統中，纖網2可以利用長的靜止桿(dead bar)和惰輪或不旋轉的靜止桿扭轉。對于一些纖網2材料來說，并入纖網2路徑中的扭轉會造成纖網2不穩定，這種不穩定可能有助于纖網2折疊到其自身上。纖網2折疊也會造成機器停機，以便校正纖網2路徑。本領域技術人員可以理解，在纖網2退繞早期出現的纖網2對準或不穩定問題在過程的剩余部分的整個過程中影響纖網2對準。接近制造過程末尾檢測到纖網2對準問題也使得纖網2對準問題可以貫穿制造過程繼續。

纖網2對準或不穩定問題可在美觀上或功能上影響成品的質量。源自出現纖網2對準問題的纖網2的成品的部件可能不被放置在成品的所需位置中。纖網2對準和不穩定問題也可造成浪費和在機器速度降低時制造過程的延遲，以便控制纖網2材料而實現一個卷到另一個卷的所需接合或纖網2材料在成品中的所需放置，例如，吸收芯的切割和放置部件，例如本領域技術人員已知的液體分布層。因此，仍需要在制造過程早期纖網2從卷退繞時檢測纖網2的纖網2對準問題。進一步存在對在制造過程中盡可能快速地校正纖網2的纖網2對準問題的需求。另外還需要消除對在制造過程中扭轉纖網2的需求。

技術實現要素：

在一個實施例中，一種用于控制卷繞在芯上形成卷的纖網的退繞的設備包括轉向桿。卷包括卷長度。轉向桿可以被構造成接收從芯退繞的纖網，使得從芯退繞且設置在芯和轉向桿之間的纖網的一部分提供引入纖網，并且在接合轉向桿之后的纖網的一部分提供外出纖網。引入纖網包括引入纖網軸線，并且外出纖網包括外出纖網軸線。轉向桿包括用于接收引入纖網的目標位置。致動器聯接到轉向桿，并且致動器包括基本上平行于外出纖網軸線的移動軸線。傳感器被構造成測量纖網相對于目標位置的橫向放置，并且傳感器通過控制器與致動器電氣連通。傳感器被構造成當纖網的橫向放置不同于目標位置時將輸入信號傳輸至控制器。控制器被構造成基于輸入信號將輸出信號提供至致動器。致動器被構造成從控制器接收輸出信號并且響應于輸出信號而沿著移動軸線移動轉向桿，使得纖網與目標位置保持基本上對準。

在另一個實施例中，一種用于控制卷繞在芯上形成卷的纖網的退繞的設備包括轉向桿、致動器、傳感器和控制器。卷包括卷長度。轉向桿可以被構造成接收從芯退繞的纖網，使得從芯退繞且設置在芯和轉向桿之間的纖網的一部分提供引入纖網，并且在接觸轉向桿之后的纖網的一部分提供外出纖網。引入纖網包括引入纖網軸線，并且外出纖網包括外出纖網軸線。轉向桿包括引入纖網目標位置和外出纖網目標位置。傳感器被構造成測量引入纖網相對于引入纖網目標位置的橫向放置。傳感器能夠在引入纖網的橫向放置不同于目標位置時將輸入信號傳輸至控制器。控制器被構造成基于輸入信號將輸出信號提供至致動器。致動器聯接到轉向桿并且被構造成從控制器接收輸出信號。致動器被構造成響應于輸出信號而移動轉向桿，使得纖網與目標位置保持基本上對準。

在另一個實施例中，本申請包括一種用于控制卷繞在芯上的纖網的退繞的方法。該方法包括提供轉向桿以接收從芯退繞的纖網，該轉向桿具有目標位置。轉向桿聯接到致動器。致動器包括移動軸線，該移動軸線在纖維接觸轉向桿之后基本上平行于纖網的一部分的軸線。傳感器提供用于測量纖網相對于目標位置的橫向放置。當纖網的橫向放置不同于目標位置時，傳感器基于由傳感器提供的測量值將信號傳輸至致動器。致動器基于由致動器接收的信號而沿著移動軸線移動轉向桿，使得纖網與目標位置基本上對準。

附圖說明

圖1A代表性地示出了纖網材料的普通卷的透視圖。

圖1B代表性地示出了水平卷繞纖網材料的卷的透視圖。

圖1C代表性地示出了中心進給卷繞的纖網材料的卷的透視圖。

圖2代表性地示出了水平卷繞纖網材料的卷的另一個透視圖。

圖3代表性地示出了本公開的示例性設備和利用該設備的過程的透視圖。

圖4代表性地示出了纖網的俯視平面圖，該纖網由轉向桿在引入纖網目標位置處接收且因此在外出纖網目標位置處離開轉向桿。

圖5代表性地示出了在本公開的轉向桿上的引入纖網目標位置和外出纖網目標位置的俯視平面圖。

圖6代表性地示出了本公開的設備的優選實施例的透視圖，其中轉向桿為了清楚而被移除。

圖7代表性地示出了本公開的設備的優選實施例的另一個透視圖。

圖8代表性地示出了由轉向桿接收的纖網的俯視平面圖，該纖網不與引入纖網目標位置對準且因此在外出纖網目標位置處不離開轉向桿。

在本說明書和附圖中重復使用附圖標記旨在表示本公開的相同或類似的特征或元件。

具體實施方式

本公開涉及用于控制纖網2從卷的退繞的設備1和方法。纖網2材料可以初始地以多種不同方式卷繞到芯3上以形成卷，其中卷包括卷長度5和卷直徑6。如本文所用，卷長度5是指沿著上面卷繞了纖網2材料的芯3的長度的纖網2材料的長度。可能的是，芯3的長度與卷長度5可以是相同的長度。在一些情況下，芯3的長度可以長于卷長度5；也就是說，芯3的一部分可以延伸超過纖網2材料卷繞到芯3上的位置。各種卷卷繞構型可以根據最終用途和/或運輸考慮而變化。圖1A中示出了普通卷1a。通過將纖網2材料在其自身上旋轉若干次而將纖網2材料卷繞在芯3周圍，形成了普通卷1a。纖網2被從卷1a的外部移除。普通卷1a的纖網寬度7與卷長度5大體上相同。圖1B中示出了水平卷繞卷1b。通過使纖網2材料沿著卷長度5橫過若干次而將纖網2材料卷繞在芯3周圍，形成了水平卷繞卷1b。纖網2被從卷1b的外部移除。纖網寬度7小于卷長度5，并且在多數情況下顯著小于卷長度5。如圖1c所示，中心進給卷繞的卷1c與水平卷繞卷1b類似地形成，不同的是，芯3被移除并且纖網2被從卷中心4移除或進給。類似于水平卷繞卷1b，在中心進給卷1c中，纖網寬度7也小于卷長度5。

從水平卷繞卷1b退繞的纖網2必須橫貫整個卷長度5，使得纖網2在沿著卷長度5的不同點處脫離卷1b。沿著水平卷繞卷1b的卷長度5的橫貫運動在制造過程期間有效地形成大量的纖網2織紋。例如，當纖網2正在從水平卷繞卷1b的端部退繞時，纖網2正在以比當纖網2正在從水平卷繞卷1b的中部退繞時更極端的角度α進入制造過程。纖網2以更極端的角度α離開水平卷繞卷1b也可導致纖網2在橫向方向上翻轉或折疊到自身。纖網2對準問題可能被當纖網2被退繞時的其他因素(包括高機器速度)和可能不對稱的纖網2的性質加重。例如，一些纖網2可具有在纖網2的側面或表面之間變化的性質。

在從卷退繞時具有頸縮或卷曲和/或在纖網2的橫向方向上折疊到自身的趨勢的纖網2材料也可能加重纖網2對準和不穩定問題，例如，包括一些量的拉伸或復原不足的材料。在制造過程中使用的一些材料(例如，用來生產吸收制品的材料)可包括可加重纖網2對準問題的材料。可加重纖網2對準問題的材料的其他示例為多層或復合的材料。這樣的材料可以表現出在一表面上不同于相對表面的性質。例如，可用作吸收制品中的液體采集/分布層的材料可以是雙層非織造纖維復合物，其中兩個層通過水刺法結合，并且一個表面是平滑的，而相對的表面包括突起。其他示例包括但不限于：單層纖維非織造材料，其中一個表面帶涂層，而相對的表面不帶涂層；單層纖維非織造材料，其中一個表面帶涂層，而相對的表面帶有與另一表面不同的涂層；或單層膜非織造材料，其中一個表面帶涂層，而相對的表面不帶涂層。加重纖網2對準問題的材料的示例性纖網2材料可包括但不限于可以用作吸收制品中的部件的塑料膜和/或非織造纖網，例如，外覆蓋件材料、尿液或糞便采集或分布材料、腰部松緊帶和腿部松緊帶。織造材料也可具有在從卷退繞時頸縮或卷曲和/或在纖網2的橫向方向上折疊到自身的趨勢。吸收制品在本文中是指這樣的制品：該制品可以緊貼或靠近穿戴者的身體(即，與身體鄰接)放置，以吸收和包含從身體排放的各種液態和固態廢物。吸收制品的非限制性示例包括：個人護理吸收制品，例如，尿布、尿布褲、訓練褲、游泳衣、吸收性內衣褲、成人失禁產品(包括衣服和插墊)、床襯墊、女性衛生護墊或襯墊、手指型棉塞、吸汗墊、鞋墊、頭盔襯里、擦拭物、薄紙、毛巾、餐巾紙等；以及醫用吸收制品，例如，醫用吸收衣服、繃帶、面罩、傷口敷料、手術繃帶和海綿、墊料等。

本公開提供了用于控制當從卷退繞纖網2時可能出現的纖網2對準問題的設備1和方法。參照圖3–5，在一個實施例中，纖網2被從水平卷繞卷1b退繞，如圖3所示；然而，本文所述設備1和方法可用于其他形式的卷，例如此前討論的那些。設備1包括轉向桿10、傳感器30和致動器20(為清楚起見，在圖3中未示出)。轉向桿10接收引入纖網12，該引入纖網是從芯3退繞且設置在芯3和轉向桿10之間的纖網2的部分。外出纖網14是在與轉向桿10接合之后的纖網2的部分。引入纖網12包括引入纖網軸線16，該軸線可以基本上平行于縱向方向40；并且外出纖網14包括外出纖網軸線18，該軸線可以基本上平行于側向方向42，如圖4所示。在制造過程期間，轉向桿10在纖網2路徑中使用以改變纖網2的方向。轉向桿10可被放置成相對于平行于縱向方向40的引入纖網軸線16成角度α。通常，轉向桿10被放置成45度的角度α，以便轉動引入纖網12，使得外出纖網軸線18與引入纖網軸線16成大約90度或基本上垂直。本文示出和討論的轉向桿10的示例性實施例和構型形成纖網2的90度轉彎，其中引入纖網軸線16基本上垂直于外出纖網軸線18。然而，設備1和方法可應用于構造成在引入纖網軸線16和外出纖網軸線18之間提供其他角度α的轉向桿10。應當理解，轉向桿10可以放置成任何角度α，以便為給定制造過程提供在纖網2路徑中的所需轉向，例如從1度至89度，并且更具體地從約10度至約80度。轉向桿10具有目標位置，其包括引入纖網目標位置51和外出纖網目標位置52，如圖4和圖5所示。轉向桿10在目標位置51處接收引入纖網12，如圖4所示。轉向桿10的引入纖網目標位置51又將包括也在圖5中示出的外出纖網目標位置52。外出纖網目標位置52是在轉向桿10上的這樣的位置：當引入纖網12在引入纖網目標位置51處接合轉向桿10時，外出纖網14應在該位置處接合轉向桿10。雖然引入纖網目標位置51和外出纖網目標位置52在圖4和圖5中示出為對應于纖網寬度7的區，但目標位置可被構造成點或小于、等于纖網寬度7或比纖網寬度7大若干倍的寬度。目標位置可以像希望的那樣小或大，只要它能用作相對于纖網2的參考位置。轉向桿10可以由具有低摩擦的材料制成以減小纖網2的阻力，例如拋光的鋼或涂層，和/或轉向桿10可包括空氣輔助裝置，但不限于這樣的構型。

設備1還包括致動器20，如圖6和圖7所示。致動器20包括定位在致動器20內部的驅動機構21。驅動機構21可為諸如滑架26的部件提供移動，該滑架可以聯接到致動器20。驅動機構21可包括馬達和用于將該移動傳送至滑架26的某種裝置。例如，皮帶驅動機構21的剖開部分在圖6和圖7中示出，在圖中，皮帶23顯示在皮帶輥27上(為了清楚起見，皮帶驅動機構21的所有部件均未示出)，其中皮帶23可經由滑架連接器28聯接到滑架26，使得皮帶23的線性移動可將線性移動提供至滑架26。

滑架26可以可移動地聯接到致動器20，如圖6和圖7所示。致動器可包括滑架引導件25，滑架26可沿著滑架引導件25移動，例如通過滑動移動。安裝板24也可以聯接到滑架26。轉向桿安裝座22可以聯接到安裝板24，其中轉向桿10可聯接到轉向桿安裝座22。

設備1的傳感器30與致動器20電氣連通，并可被構造成測量1)引入纖網12相對于引入纖網目標位置51或2)外出纖網14相對于外出纖網目標位置52的橫向移動。例如，當引入纖網12接合轉向桿10的位置相對于引入纖網目標位置51存在差值時，引入纖網目標位置差值60可被檢測到。相對于檢測引入纖網目標位置差值60的傳感器30，引入纖網12包括引入纖網左邊緣12a和引入纖網右邊緣12b，并且引入纖網目標位置51包括引入纖網目標位置左邊緣51a和引入纖網目標位置右邊緣51b。例如，當引入纖網左邊緣12a與引入纖網目標位置左邊緣51a未對準時，或者當引入纖網右邊緣12b與引入纖網目標位置右邊緣51b未對準時，傳感器30可檢測到引入纖網目標位置差值60。在這樣的情況下，傳感器30可被稱為邊緣傳感器。引入纖網12的橫向移動可以在引入目標左側51a或引入目標右側51b，如圖8所示。引入纖網12的橫向移動基本上平行于側向方向42，如圖4、圖5和圖8所示。

備選地，傳感器30可檢測到外出纖網目標位置差值62，其中外出纖網14包括外出纖網底部邊緣14a和外出纖網頂部邊緣14b，并且外出纖網目標位置52包括外出纖網目標位置目標底部邊緣52a和外出纖網目標位置頂部邊緣52b。當外出纖網14接合轉向桿10的位置相對于外出纖網目標位置52存在差值，使得外出纖網14的橫向移動可以高于外出纖網目標位置頂側52b或低于外出纖網目標位置底側52a時，外出纖網目標位置差值62可被檢測到，如在圖8中另外示出的。外出纖網14的橫向移動基本上平行于縱向方向40，如圖4、圖5和圖8所示。

另一種類型的傳感器30可以結合一些基準(例如，引入纖網目標位置中心線51c)檢測引入纖網中心線12c，其中引入纖網中心線12c和引入纖網目標位置中心線51c與引入纖網軸線16共線。當引入纖網中心線12c與引入纖網目標位置中心線51c未對準時，傳感器30可檢測到引入纖網目標位置差值60。備選地，傳感器30可以結合一些基準(例如，外出纖網目標位置中心線52c)檢測外出纖網中心線14c，其中外出纖網中心線14c和外出纖網目標位置中心線52c與外出纖網軸線18共線。當外出纖網中心線14c與外出纖網目標位置中心線52c未對準時，傳感器30可檢測到外出纖網目標位置差值62。引入纖網12在側向方向42上的橫向移動直接影響外出纖網14在縱向方向40上的橫向移動，其中引入纖網軸線16基本上平行于縱向方向40，并且外出纖網軸線18基本上平行于側向方向42，如圖4、圖5和圖8所示。

在一個實施例中，設備1的致動器20為電子裝置，該裝置可提供在移動軸線29中的線性移動，使得移動軸線29基本上平行于外出纖網軸線18，如圖7所示。致動器20被構造成接收來自傳感器30的信號，其中轉向桿10被移動以使引入纖網12與引入纖網目標位置51保持基本上對準，和/或外出纖網14與外出纖網目標位置52基本上對準。設備1的致動器20可包括旋轉運動式致動器20，通過利用例如螺桿、凸輪、齒條、鏈條或皮帶機構將旋轉運動轉化為線性運動，該致動器也可用于線性應用。備選地，一些致動器20提供直接的線性移動，例如，壓電式、線性馬達式或動圈式致動器。設備1的示例性致動器20包括可得自Tolomatic(Hamel,Minnesota,USA)的型號B3W15/M3W15的皮帶驅動致動器。應當理解，致動器20可提供任何類型的移動，例如，旋轉移動；然而，線性移動作為致動器20響應于傳感器30信號的一種方式被討論。另外，致動器20可在不止一個方向上移動。例如，可以構想，致動器20可在平行于外出纖網軸線18和/或引入纖網軸線16的方向上提供運動。

可以在退繞水平卷繞卷1b時使用的示例性致動器20應能夠提供與卷長度5有關的合適的行程長度。在構造用于水平卷繞卷1b的實施例中，1)當引入纖網12接合轉向桿10時，致動器20應能夠至少橫貫整個卷長度5；并且2)致動器20也可以提供大于卷長度5的行程長度，以允許檢測對于水平卷繞卷1b來說可能出現在卷長度5的每個端部處的引入纖網目標位置差值60或外出纖網目標位置差值62。例如，在吸收制品的制造過程中使用的致動器20的行程長度可包括從約120mm至約1500mm并且更具體地從約600mm至約900mm的長度。雖然已討論了在用于制造吸收制品的典型應用中的行程長度，但應當理解，對于其他應用來說，可能存在該范圍之外的行程長度。示例性致動器20也將能夠在適合引入纖網12的速度的速度下相對于卷直徑6移動；也就是說，當水平卷繞卷1b達到最大卷直徑6時，致動器20的速度將較小；而當引入纖網12從卷1b退繞并接近芯3時，致動器20速度增加。

傳感器30和致動器20可通過與容納在控制器70中的軟件電氣連通而彼此電氣連通。控制器70可以是可編程邏輯控制器(PLC)和/或可以容納在計算機或中央處理單元(CPU)中。致動器20被構造成基于從控制器70接收的輸出信號來移動轉向桿10。從控制器70發送至致動器20的信號由反饋控制限定，該反饋控制基于由控制器70經由來自傳感器30的輸入信號而從傳感器30接收的輸入信息。反饋控制可以計算誤差值或在測量變量和期望設定值之間的差值，例如，引入纖網目標位置差值60或外出纖網目標位置差值62。傳感器30將誤差值發送至控制器70，其中通過將合適的輸出信號發送至致動器20以致動致動器20繼而致動轉向桿10的移動，控制器70試圖使誤差值最小化。反饋控制的一些示例包括但不限于比例、比例積分(PI)或比例積分微分(PID)。

在一個實施例中，如圖7所示，傳感器30可以檢測引入纖網目標位置差值60。傳感器30將信號傳輸至控制器70，并且如有必要，控制器70將信號提供至致動器20以改變轉向桿10的位置。通過使驅動機構21能夠將滑架26在移動軸線29的方向上沿著滑架引導件25移動，致動器20可造成轉向桿10移動。滑架26的移動又使安裝板24(轉向桿10經由轉向桿安裝座22附接到安裝板)移動。

在一個實施例中，傳感器30可沿著纖網2定位在這樣的位置處：該位置1)在轉向桿10之前，以感測引入纖網12，例如在引入纖網傳感器位置32處，或2)在轉向桿10之后，以感測外出纖網14，例如在外出纖網傳感器位置34處，如圖3所示。在另一個實施例中，傳感器30可聯接到致動器20以感測外出纖網14。在優選的另一個實施例中，傳感器30聯接到致動器20以感測引入纖網12，如圖6和圖7所示。該實施例的設備1構型提供一系列益處，包括：1)較早檢測到引入纖網目標位置差值60；2)在纖網2對準問題被轉移至更下游之前，根據引入纖網目標位置差值60快速校正纖網2對準或不穩定問題；3)減小纖網2材料折疊到自身或扭轉的可能性；4)減少機器停機時間；5)減少過程步驟數，例如，消除對扭轉纖網2的步驟的需求；6)減少機器停機；7)增加產品質量；以及8)減少浪費。

在一個實施例中，一種用于控制卷繞在芯3上的纖網2的退繞的方法包括提供轉向桿10以在引入纖網目標位置51處接收引入纖網12。轉向桿10可聯接到致動器20，其中致動器20包括基本上平行于外出纖網軸線18的移動軸線29，如圖6和圖7所示。傳感器30提供用于測量引入纖網位置差值60或外出纖網位置差值62。當引入纖網位置差值60或外出纖網位置差值62分別不同于引入纖網目標位置51或外出纖網目標位置52時，傳感器30通過使用控制器70將信號傳輸至致動器20。致動器20基于根據傳感器30從控制器70接收的信號沿著移動軸線29移動轉向桿10，使得引入纖網12與引入纖網目標位置51基本上對準。傳感器30可聯接到致動器20，如圖6和圖7所示。這樣的構型的益處在于允許傳感器30橫向于轉向桿10和因此引入纖網12移動。在這樣的構型中，傳感器30可能不需要像在其中傳感器30不聯接到致動器20的構型中那樣寬。例如，在其中傳感器30不聯接到致動器20的構型中，如圖3所示，傳感器30可能必須很寬，例如，大于卷長度5，以便檢測到引入纖網目標位置差值60或外出纖網目標位置差值62，這可能造成轉向桿10的更大的橫向移動，以校正纖網2對準。

當介紹本公開或其優選實施例的元件時，冠詞“一個”、“一種”、“該”和“所述”旨在表示存在該元件中的一個或多個。術語“包含”、“包括”和“具有”旨在包括端值并且意味著可能有除了所列元素之外的額外的元素。在不脫離本公開的精神和范圍的情況下，可做出本公開的許多修改和變型。因此，上述示例性實施例不應用來限制本發明的范圍。