CN103858064A - 用于使用虚拟参考系进行制造的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了使用虚拟参考系来评测和控制制造系统的系统和方法。可使用该虚拟参考系来分析源自视觉系统的电子图像，以控制制造系统中的装置的定相并生成警示。

Description

用于使用虚拟参考系进行制造的系统和方法

发明领域

本发明一般涉及一种用于制造的系统和方法。并且更具体地，本发明涉及一种系统和方法，该系统和方法使用虚拟参考系来以电子方式评测该制造方法中所用部件的位置。

背景技术

在消费品的制造期间，制造方法中所用的部件的位置可影响消费品的总体品质和消费者对消费品的接受程度。出于功能和美学这两方面的原因，消费者常常期望所购买的物品的构型具有一致性。为了确保整个制造方法中的一致性，必须均匀地定位各部件。

以举例的方式，许多一次性吸收产品诸如尿布和女性卫生制品包括定位在顶片和底片之间的由吸收材料构成的芯。成品内芯的放置的变化能够导致渗漏并降低产品的功能。即使芯和其它部件的放置不影响产品的功能，消费者也期望每个产品保持彼此相同的外观和触感。例如，具有偏心或偏斜芯的有翼卫生护垫可使消费者感到困惑而不知道如何最佳地将这种卫生护垫放置在其内衣中。或例如，必须一致地定位尿布上的流行设计（例如，流行儿童人物、团队徽标、和其它熟悉的设计）的放置，以便确保完全显示出该设计（例如，不显示无头人物、团队徽标不缺失团队的城市名、和其它不一致之处）。

基于前文所述，开发出使制造方法自动化的新的视觉系统以生产出消费品可能是个难题并且难以实现。

本发明的发明内容

本文示出并描述了一种用于制造系统的控制器。该控制器包括一个或多个处理器和以通信方式联接到所述一个或多个处理器的一个或多个存储器装置。所述一个或多个存储器装置存储机器指令，所述机器指令当由所述一个或多个处理器执行时使所述一个或多个处理器接收制造系统中所用的某个部件的电子图像。这些指令也使所述一个或多个处理器使用虚拟参考系分析电子图像以确定与该部件相关联的位置值，从而比较位置值和设定值，并且基于所述比较生成用于制造系统中的机器的定相命令。

本文示出并描述了一种计算机化方法，其用于确定并控制制造系统中的部件的位置。该方法包括捕获制造系统中所用的某个部件的电子图像以及使用虚拟参考系通过一个或多个处理器分析电子图像以确定与该部件相关联的位置值。该方法还包括比较位置值和设定值，并且也包括基于所述比较生成用于制造系统中的机器的定相命令。

本文示出并描述了一种用于控制制造系统中的部件转化的计算机化方法。该方法包括在一个或多个处理器处接收制造系统所使用的部件的电子图像以生产出制造的物品，并且将这些图像分类为两个或更多个亚群。该方法也包括使用虚拟参考系通过所述一个或多个处理器分析这些图像以确定与部件相关联的位置值。该方法还包括使用位置值以确定这些亚群各自的数学特征、以及使用所述数学特征生成用于制造系统中的机器的定相命令。

附图说明

当结合下面的附图阅读时，可最佳地理解本公开的具体实施方式，其中用类似的附图标号指示类似的结构，并且其中：

图1为视觉系统的示意图；

图2为电子图像的例证；

图3为控制器的示意图；

图4为制造系统的示意图；

图5A为具有一致取向的结构的芯片材的例证；

图5B为具有包括交替取向的结构的芯片材的例证；

图6A为被转向成在纵向上具有一致取向的一致地取向的芯的例证；

图6B为被转向成在纵向上具有一致取向的具有交替取向的芯的例证；

图6C为具有交替取向的芯的例证，其被转向成在纵向上具有交替取向；

图7A为位于顶片和底片之间的单个芯的侧视图；并且

图7B为位于卷曲的顶片和底片之间的单个芯的顶视图。

根据下面的具体实施方式，附图的各个方面将变得更加显而易见并且被更充分地理解。

具体实施方式

目前用以帮助使物品的制造自动化的技术常常需要使用附加传感器，从而在产品自身上提供定时标志，和/或对制造方法进行手动调整。已发现利用虚拟参考系允许减少由制造方法所使用的装置的数目并且改善所制造的物品的总体品质。此外，利用虚拟参考系还帮助使制造方法自动化，从而减少在调整该方法的过程中发生人为误差的可能性。

定义

如本文所用，以下术语具有如下定义：

“一次性吸收制品”是指女性卫生产品（例如，卫生护垫或衬垫）、一次性尿布、套穿尿布、训练裤、和成人失禁制品。

“纵向”（MD）是指部件沿制造线的运动方向。

“横向”（CD）是指基本上垂直于或垂直于MD且横跨部件（在其沿制造线移动时）的方向。

“部件”是指用于由制造系统制造的最终物品的构造的任何材料、部件、或材料和/或部件的组合。

“相位”是指执行重复运动的机器的两个或更多个部件之间的位置关系。例如，相位可指制造方法中所用的退绕材料卷的辊的相对位置。又如，相位也可指制造方法中所用的向部件中冲孔的冲孔机的相对位置。当用作动词时，术语“定相”、“定相的”、“相位”等是指将某个装置的相位从一个相位变成另一个相位的动作。例如，定相某个辊的动作可指推前或延迟该辊围绕其主轴的旋转。

“部件转化”是指由制造方法对用来生产最终消费品的一个或多个部件执行的任何动作。一般来讲，部件转化可为由制造方法执行的部件构型的任何变化。一些部件转化可仅改变部件的空间特性，而其它部件转化可改变部件的物理特性。例如，使部件旋转、翻转、和重新取向即为部件转化。增加或延迟制造方法内的部件的运动速度也可为部件转化。转化的其它例子包括切割部件、接合部件、使部件彼此分离、改变部件的形状、对部件穿孔、向部件中冲孔或切孔、以及改变部件的外观（例如，通过施加图形、漆、染料等）。

“控制器”是指向另一个电子和/或机械系统提供控制命令的任何电子装置或系统。控制器包括一个或多个处理器（例如，微处理器、中央处理单元、专用集成电路等）。控制器也可包括一个或多个存储器装置（例如，RAM、ROM、非易失存储器、闪存存储器、非瞬时性存储器、硬盘驱动器、磁盘驱动器、或能够存储机器指令的任何其它电子装置），其与所述一个或多个处理器进行本地或远程通信。所述一个或多个存储器装置存储机器指令，所述机器指令当由所述一个或多个处理器执行时导致所述一个或多个处理器提供控制命令。控制器的非限制性例子包括个人计算机、服务器、可编程逻辑控制器（PLC）、平板电脑、手持式计算装置、移动电话、分布式计算系统、照相机、和电子显示器。

使用虚拟参考系的视觉系统

一般来讲，视觉系统包括一个或多个照相机，所述照相机在部件移动穿过制造方法时捕获部件的图像。可使用任何已知类型的电子照相机。例如，照相机可为电荷耦合装置、基于CMOS像素的装置等。由照相机捕获的图像数据被提供给一个或多个控制器以用于进一步分析。照相机可具有被集成为该装置的一部分的一个或多个控制器（例如，集成在与照相机相同的外壳内）和/或将图像数据传送给照相机外部的一个或多个控制器。所述一个或多个控制器使用虚拟参考系分析图像数据以确定是否需要调整制造方法。如果需要调整，则所述一个或多个控制器生成控制命令，所述控制命令改变一个或多个上游和/或下游部件转化的执行方式。

现在参见图1，示出了视觉系统100的例证性示意图。视觉系统100包括照相机104。如图所示，照相机104可定位在固定位置，并且当部件106在纵向上沿制造线108经过视觉系统100时捕获部件的电子图像。照相机104可相对于部件106的运动方向取向在任何数目的位置。例如，照相机104可沿部件106的侧面定位在部件106的上方或下方，或定位在它们之间的某个位置。照相机104可获取连续图像（例如，视频）或静止画面，所述静止画面周期性地或响应于从上游和/或下游装置接收到触发而被捕获。

照相机104将捕获的电子图像提供给控制器102，所述控制器使用虚拟参考系分析图像以确定是否需要调整制造方法。虚拟参考系允许分析部件106的空间或空间-时间位置，因为其涉及该制造方法和/或制造方法内的其它部件。控制器102可分析部件106在其经过视觉系统100时的位置、取向、和/或定时，以确定上游或下游部件转化是否需要调整。例如，如果上游部件转化使部件106重新取向，则控制器102可分析部件106相对于设定值位置的位置，并且发送控制信号给上游方法以确保未来部件的位置接近所述设定值位置。又如，控制器102可分析部件106的定时（例如，以确定部件106是否早于或迟于预期时间到达视觉系统100），并且推前或延迟上游或下游转化装置，以便确保部件106在预期时间到达视觉系统100。

一般来讲，虚拟参考系允许相对于图像中的一个或多个坐标（例如，点、线、面等）确定部件的位置。如果视觉系统的一个或多个照相机保持在固定位置，则每个图像可被看作是一组坐标，从而允许确定图像内部件的位置。例如，图像内的从图像边缘至部件边缘的像素数目能够用来确定该部件的位置。相似地，图像被捕获时的定时允许在经过视觉系统的多个部件之间进行比较。在一些情况下，图像可连续地、周期性地、和/或响应于上游或下游的触发而被捕获。当照相机保持在固定位置时，可使用虚拟参考系来分析图像内部件的位置并调整制造方法。如果照相机不是处在固定位置（例如，是移动的），则仍然可使用虚拟参考系，但必须进行调整以补偿照相机的运动。应当理解，尽管本文的描述主要是指允许图像边缘对应于MD和CD轴线的照相机位置，但这只是例证性的，并且视觉系统的照相机可取向在任何位置以产生虚拟参考系。

通过使用虚拟参考系，视觉系统可作出关于经过视觉系统的部件的位置和/或定时的任何数目的确定。例如，控制器可确定部件的MD长度、拐角位置、偏斜、CD放置、和/或MD放置。另外，控制器还可确定部件上任何区别性结构（例如，孔、视觉标记、物理特性等）的位置。例如，控制器可确定孔在部件上的CD和/或MD放置。

控制器利用所确定的部件相对于虚拟参考系的位置来调整制造方法。控制器可将关于部件实际位置的数据与一个或多个设定值进行比较，从而确定是否需要调整制造方法。在一些情况下，设定值可由控制器通过分析经过视觉系统的一个或多个部件组来生成。例如，一组在前部件的平均位置可用来生成设定值以分析经过视觉系统的未来部件。在其它情况下，这些设定值中的一些或全部可预加载到控制器中。

现在参见图2，示出了电子图像200的例证。图像200在部件201经过视觉系统的照相机时被捕获，并且被分析以确定部件201相对于虚拟参考系的位置。例如，该分析可包括确定部件201在纵向上的前缘和后缘（例如，分别为边缘216和218）、定位部件201的一个或多个拐角214、和/或确定部件201的一个或多个边缘在横向上的位置（例如，边缘220和222）。在其中部件201为基本上四边形形状的情况下，控制器可使用部件201的边缘的交点定位拐角。在其中部件201不是四边形形状的情况下，控制器可分析部件201的前缘和后缘在纵向上的曲率以接近拐角的位置。除了确定部件201在图像200内的空间特性以外，控制器也可确定区别性结构210（例如，孔、视觉标记等）的位置。

部件201的位置可相对于图像200内的任何固定点来限定。例如，可相对于图像200在纵向上的前缘或后缘224定位实际的MD位置204（例如，通过计数边缘224和实际的MD位置204之间的像素数目等）。又如，可使用部件201的拐角214的位置来测量实际的CD位置208。另一种示例性测量包括结构210的CD位置，其可相对于横向上的虚拟位置（例如，图像200的中心线212等）来确定。相似地，结构210的MD位置可相对于部件201的前缘216、或纵向上的任何其它位置来确定。

一般来讲，虚拟参考系内的MD相关的测量也依赖于时间分量，因为MD位置取决于制造系统的定时。换句话讲，图像200必须在适当的时刻被捕获，以确保位置测量是有意义的。在一些情况下，可周期性地触发或通过执行下游转化来触发对图像200的捕获。一般来讲，虚拟参考系内的CD相关的测量可参照照相机的位置来进行。例如，CD相关的测量可参照镜面的固定位置或与照相机的位置相关联的其它物理位置来进行。

能够通过分析图像200来进行的测量的非限制性例子如下：

部件201的MD长度（“长度_MD”）可如下确定：

长度_MD＝MD后缘-MD前缘

使用MD边缘216和218之间的差值。在其它例子中，部件的长度可用部件周边上的任何两个点之间的差值来确定。

部件201的偏斜可使用214的位置来确定。例如，所述偏斜可通过使用以下公式来确定：

其中CD中点_前为部件201的MD前侧边216上的拐角214的CD中点228，CD中点_后为部件201的MD后侧边218上的拐角214的CD中点230，长度_MD为部件在MD方向上的长度（如上确定），并且MD距离为中点228,230之间的MD距离。

部件201的CD放置可使用其拐角214的位置来确定。例如，CD放置（放置_CD）可使用以下公式来确定：

其中CD中点_前为部件201的MD前侧边216上的拐角214的CD中点228，并且CD中点_后为部件201的MD后侧边218上的拐角214的CD中点230。

部件的MD放置可使用部件在MD方向上的前缘来确定。例如，部件的MD放置可如下相对于电子图像的边缘来确定：

放置_MD=MD前缘-图像_前其中图像_前为图像200的边缘224在前纵向上的位置，并且MD前缘为实际的MD位置204。

也可确定部件201的区别性结构210的CD和/或MD放置。例如，结构210的CD放置（结构放置_CD）可如下确定：

结构放置_CD=第一结构的CD边缘-部件的CD边缘

相似地，该结构的MD放置（结构放置_MD）可如下确定：

结构放置_MD=第一结构的MD边缘-部件的MD边缘

这样，也能够在部件201上定位区别性结构的位置。

在一些情况下，分析电子图像200的控制器也可保持一个或多个设定值位置，所述设定值位置指示部件201应当定位在何处。例如，MD设定值202可指示在获取电子图像200时实际的MD位置204应当在何处。相似地，CD设定值206可指示实际的CD位置208的理想位置。控制器可使用设定值位置来向与制造方法相关联的其它上游和/或下游装置提供定相命令和/或警示。例如，如果部件的偏斜超出了阈值的容许范围，则可由控制器提供警示，以表示可能需要维护或可向部件转化装置发送定相命令。又如，如果实际的MD位置204沿MD轴线位于MD设定值202的后侧边上，这可指示部件201早于或迟于预期时间到达了MD设定值202。控制器可使用该确定来相应地推前或延迟上游或下游部件转化装置。相似地，如果控制器102确定在CD设定值206和实际的CD位置208之间存在任何变化，则控制器102可发送定相控制命令给上游或下游部件转化装置以调整部件在横向上定位的方式。

分析图像的控制器可执行任何数目的与图像分析相关联的功能。在一些情况下，如果测量值和设定值之间的差值高于阈值，则控制器可生成警示和/或停止制造方法的操作。在其它情况下，控制器可发出一个或多个定相命令，所述定相命令调整制造方法中一个或多个转化的定相（例如，发出一个或多个定相命令给部件转化装置）。定相命令可为直接命令（例如，如果控制器提供对部件转化装置的直接控制）或间接命令（例如，对所述确定的指示被提供给控制器，所述控制器提供对部件转化装置的直接控制）。在另外的情况下，控制器可与其它计算装置、接口装置、和/或报警器通信，以接收和传送关于图像分析的数据。

现在参见图3，示出了控制器102的示意图。控制器102包括处理器302，其可为以通信方式联接到存储器304、接口306、和接口308的一个或多个处理器。存储器304可为能够存储机器可执行指令的任何形式的存储器，所述指令当由处理器302执行时实现一个或多个本文所公开的功能。例如，存储器304可为RAM、ROM、闪存存储器中、硬盘驱动器、EEPROM、CD-ROM、DVD、其它形式的非瞬时性存储器装置等。在一些情况下，存储器304可为不同存储器装置的任何组合。

控制器102经由连接部312和接口306从一个或多个照相机104接收电子图像。在一些情况下，控制器102也可经由连接部312提供对照相机104的控制。例如，控制器102可使用存储在参数330中的定时值和/或使用接收自另一个装置（例如，转化装置316、其它计算装置334等）的触发来控制照相机104何时捕获图像。控制器104也可经由接口306和连接部314提供定相命令给转化装置316。转化装置316可为在制造系统中执行部件转化的任何装置。作为非限制性例子，转化装置316可为冲孔机、切割器、卷曲机、转向机、压花机、卷绕机、退绕机、洗剂施用装置等。

连接部312和314可为硬连线或无线连接部的任何组合。例如，连接部312可为硬连线连接部以提供电子图像给控制器102，而连接部314可为无线连接部以提供定相命令给转化装置316。在一些情况下，连接部312和314可为共享连接部的一部分，所述共享连接部在控制器102、照相机104、和转化装置316之间传送信息。在其它情况下，连接部312和314可包括一个或多个媒介电路（例如，路由器、调制解调器、控制器、信号处理器等），因而提供与控制器102的间接连接。

接口306被构造成在控制器102、照相机104、和/或其它转化装置316之间接收和传送数据。例如，如果连接部312或314中的任何一个为无线的，则接口306可包括一个或多个无线接收器。如果连接部312或314中的任何一个为有线连接部，则接口306也可包括一个或多个有线端口。

接口308可分别经由连接部320,322和323在控制器102、其它计算装置334（例如，一个或多个控制器、计算机、服务器、便携式装置、PLC等）、接口装置336（例如，一个或多个电子显示器、人机接口、扬声器等）、和/或报警器338（例如，一个或多个警笛、闪光灯等）之间提供一个或多个有线或无线连接部。例如，接口308可在控制器102和显示器（例如，接口装置336）之间提供有线连接部，并且经由因特网在控制器102和远程服务器（例如，其它计算装置334）之间提供无线连接部。

存储器304被示出为包括图像分析器324，所述图像分析器被构造成接收并分析由照相机104捕获的电子图像。图像分析器324检测由图像内的部件所占据的空间。在非限制性例子中，图像分析器324可检测部件在纵向上的前缘或后缘、横向上的一个或多个边缘、和部件的一个或多个拐角。以该方式，图像分析器324可定位电子图像内部件的周边，和/或定位部件的区别性结构（例如，孔、设计、突起部等）。

图像分析器324也可确定图像中的部件相对于另一个位置的位置并且基于所述位置执行测量。例如，可相对于图像中的另一个点（例如，坐标、图像的边缘、固定线等）来分析某个点的位置。由图像分析器324执行的测量的非限制性例子包括：MD长度、偏斜、CD放置、MD放置、结构CD放置、和/或结构MD放置。图像分析器324也可针对被分析的设定数目的部件保持测量值的平均值（例如，移动平均值、加权平均值等）。例如，可针对最后五十个部件保持先前的MD放置值的平均测量值。在一些情况下，当制造系统处于全操作速度时，仅使用部件的测量值来计算平均值。图像分析器324也可基于要对部件执行的某个转化来进行所述测量中的一个或多个。例如，制造方法中的下游装置（例如，其它计算装置334、部件转化装置316等）可提供触发给控制器102，使得照相机104相应地捕获图像。此类定时允许控制器102参照未来转化（例如，相对于虚拟切割线、结构在部件上的放置等）来分析图像。

存储器304也被示出为包括设定值发生器326，所述发生器使用源自图像分析器324的测量值来生成一个或多个设定值。一般来讲，这些设定值可为参考系统中的坐标、线、或面，它们对应于与部件相关联的预期的测量值。在一些情况下，设定值发生器326可针对设定数目的部件使用源自图像分析器324的测量值的平均值来确定设定值。例如，设定值发生器326可使用经过了照相机104的最后五十个部件的MD前缘的平均值（例如，移动平均值、加权平均值等）来计算MD设定值。设定值发生器326也可利用源自转化装置316的数据来确定设定值（例如，虚拟切割线，其中要将某个结构放置到部件上等）。在一些情况下，如果经过照相机104的部件具有不同的取向，则设定值发生器326可针对某个测量保持一组两个或更多个设定值。例如，如果部件周期性地以三种不同的取向经过照相机104，则设定值发生器326可使用最近一个部件的取向来选择适当的设定值。

参数330可包括任何数目的使用者或系统限定的参数，它们超控或控制控制器102的功能。例如，参数330可包括指定有多少部件由设定值发生器326在生成设定值之前进行分析的参数、当要发出警示时超控所生成的设定值的设定值、或任何其它设定。参数330可预加载到存储器304中和/或经由其它计算装置334或接口装置336指定。例如，利用触屏显示器（例如，接口装置336）的使用者可改变参数330中的设定。

存储器304可包括设定值分析器328，所述分析器将源自图像分析器324的一个或多个测量值与一个或多个设定值进行比较。所述一个或多个设定值可由设定值发生器326生成或预设在参数330中。设定值分析器328确定测量值和设定值之间的差值，以便确定是否需要由控制器102采取另外的动作。设定值分析器328也可将测量值和设定值之间的差值与阈值进行比较，以便确定是否需要另外的动作。在一些情况下，设定值分析器328也可利用其它变量（例如，偏移、倍增数、测量值的平均值等）以作为所述确定的一部分。

如果设定值分析器328确定需要由控制器102作出另外的动作，则其可提供对该确定的指示给警示333。警示333在非限制性例子中可包括如下消息，它们指示某个部件应当基于长度、偏斜、CD放置、MD放置、孔CD放置、孔MD放置、或源自电子图像的任何其它测量值而被剔除。例如，如果部件的偏斜超出了容许范围，则控制器102可经由接口装置336和/或报警器338生成警示给机器操作者以提示可能需要进行维护。又如，警示333可被提供给其它计算装置334以记录被剔除部件的数目。

如果设定值分析器328确定需要由控制器102作出另外的动作，则其也可提供对该确定的指示给相位命令发生器332。相位命令发生器332生成用于转化装置316的定相命令，所述转化装置在制造系统中执行部件转化。一般来讲，相位命令可使一个或多个部件转化装置316推前或延迟对部件的加工。在一些情况下，相位命令可提供对部件转化装置316的直接控制。在其它情况下，相位命令可为提供给其它计算装置334（例如，控制器）的命令，所述命令导致部件转化装置316（例如，卷曲机或转向机）的定相。例如，相位命令可控制卷曲机何时向部件施加卷曲。

如能够理解的那样，本文所述的视觉系统能够用来调整制造系统中的任何数目的部件转化，所述制造系统生产任何数目的不同类型的物品。此类视觉系统能够自动地调整制造系统而无需使用者交互，并且改善最终产品的总体品质。可通过改变转化装置的数目和类型并且通过利用本文所述视觉系统中的一个或多个来构建任何数目的不同类型的制造系统，从而使所述系统自动化。

现在参见图4，示出了制造系统400的示意图。制造系统400可按比例缩放以使任何数目的制造方法适于制造任何数目的不同类型的物品。如图所示，下标“a”、“b”、“c”和“m”旨在表示从数字一至变量“m”的值的数值范围。如果示出多个相似地标号的装置（例如，材料递送装置414a,414b,414c,414m），则这旨在为非限制性的并且表示制造系统400可包括任何数目的此类装置（例如，制造系统400可具有一个，两个，三个等部件递送装置）。

制造系统400可包括一个或多个材料递送装置（例如，材料递送装置414a,414b,414c,414m），它们向制造系统400提供部件材料以供进一步加工。材料递送装置可根据其构型提供原材料、半成品部件、或成品部件。材料递送装置的非限制性例子包括辊、泵、传送带等。

如图所示，每种部件材料均由制造系统400通过任何数目的转化装置成型为单个部件。例如，由材料递送装置414a提供的部件材料可由第一转化装置408a、中间转化装置406a、和/或最终转化装置416a来转化。如能够理解的那样，在制造系统400中可使用任何数目的部件转化装置来加工单个部件。例如，第一部件可由以下转化装置加工：单一转化装置408a（例如，中间转化装置406a，并且可省略最终转化装置416a）、两个转化装置408a,406a（例如，可省略最终转化装置416a）、三个转化装置408a,406a,416a、或多于三个转化装置（例如，附加转化装置可执行由第一转化装置408a和中间转化装置406a执行的转化之间的转化、和/或执行中间转化装置406a和最终转化装置416a之间的转化）。

除了对单个部件执行部件转化以外，制造系统400也可包括任何数目的组合各部件（例如，第一组合装置412a、第二组合装置412b、mth组合装置412m等）的转化装置。制造系统400也可包括如下任何数目的转化装置，它们执行对组合的部件（例如，第一转化装置410a、第二转化装置410b等）的转化。如能够理解的那样，制造系统400可按比例缩放，以适应于按需要通过添加或移除转化装置而形成的部件的任何数目的不同组合。

如图所示，制造系统400也可包括任何数目的视觉系统，它们监测对各个部件的加工（例如，视觉系统402a,402b,402c,402m）和/或对组合的部件的加工（例如视觉系统404a,404b）。在一些情况下，转化装置可触发视觉系统，以在部件经过视觉系统时捕获部件的图像。例如，执行部件转化的中间转化装置406a可触发视觉系统402a以捕获图像。制造系统400中的一个或多个视觉系统使用虚拟参考系分析图像以确定是否需要调整系统400中的其它转化装置。例如，视觉系统402a可确定需要调整上游转化装置（例如，第一转化装置408a等）和/或下游转化装置（例如，组合装置410a等）。

在一个可如何使用制造系统400来制造物品的更详细的例子中，现在将参照关于制造一次性吸收制品的情形。应当理解，这旨在成为一个非限制性例子，并且制造系统400可制造任何数目的不同类型的物品。第一材料递送装置414a可向制造系统400提供芯材料。芯材料可包括被构造成吸收液体的任何数目的不同的吸收材料。相似地，第二材料递送装置414b可提供底片，并且第三材料递送装置414c可向制造系统400提供顶片。一般来讲，一次性吸收制品可通过如下方式来构造：将吸收芯材料定位在吸收顶片和非吸收底片之间（例如，由组合装置412b进行）、将这些片材卷曲在一起（例如，由转化装置410b进行）、以及切割卷曲的片材（例如，由转化装置412m进行）。

在被组合之前，用来制造一次性吸收制品的每种单个材料可经历一个或多个部件转化。例如，可将诸如孔之类的结构切入到芯片材中（例如，由第一转化装置408a进行），可从芯片材切出单个芯（例如，由中间转化装置406a进行），并且可使单个芯重新取向以供进一步加工（例如，由最终转化装置416a进行）。相似地，在被组合之前，顶片、底片、和/或用来制造一次性吸收制品的任何其它部件可经历任何数目的转化。

现在参见图5A和5B，作为非限制性例子，示出了芯片材500的例证。如图所示，通过一个或多个转化将结构501放置到芯片材500上，并且通过另外的转化将芯片材500切割成单个芯502。例如，结构501可为孔，它们被切入到芯片材500中以便增加吸收性。又如，结构501可为施加到芯片材500上的设计。

可由芯片材500制得具有任何数目的取向的单个芯。例如，如图5A所示，结构501取向在一致的方向上，因而可切割芯片材500以生产出具有一致取向的单个芯502。然而，如图5B所示，结构501以交替位置施加到芯片材500上，从而产生两个不同群的单个芯（例如，芯504和506）。在另外的例子（未示出）中，可使用芯片材500生产出任何数目的不同群的单个芯。

在其它转化中，可从芯片材切出单个芯，并且使这些芯重新取向以供进一步加工。例如，如果通过在交替方向上施加结构来产生两个群的芯，则所得单个芯可随后被重新取向成纵向上的单一取向。如能够理解的那样，单个芯可被重新取向到任何数目的不同方向上，从而产生任何数目的不同群的单个芯。

现在参见图6A-6C，作为非限制性例子，示出了芯片材500的转化的例证。在图6A中，将结构501在一致的方向上放置到芯片材500上。随后从芯片材500切出单个芯502并且将它们转向以供制造系统进一步加工，使得单个芯502具有一致的取向。在图6B中，将结构501在交替方向上放置到芯片材500上，从而产生两个群的芯504和506。同样，从芯片材500切出单个芯504,506，然后将它们转向成在纵向上具有相同的取向。在图6C中，将结构501在交替方向上放置到芯片材500上，切割成单个芯504,506，然后使它们重新取向，使得单个芯504和506在被转向之后具有交替取向。如能够理解的那样，可使用任何数目的不同的转化，它们涉及将结构施加到芯片材上、将芯片材切割成单个芯、以及使这些芯重新取向。

现在参见图4，基于前文所述，能够看到可如何使用系统400来制造一次性吸收制品的一个例子。芯材料片可由材料递送装置414a退绕，并且可由第一转化装置408a向其添加结构。中间转化装置406a将芯片材切割成单个芯，然后最终转化装置416a使所切出的芯重新取向以供在系统400中进行进一步加工。视觉系统402a可由中间转化装置406a的加工触发，从而导致芯片材的图像被捕获。然后视觉系统402a的控制器分析图像以确保图像中部件的位置和/或部件上的结构的位置被适当地放置在图像内。例如，被控制器用作该确定的一部分的一个可能的设定值可对应于虚拟切割线（例如，其中预期中间转化装置406a将芯片材切割成单个芯）。如果部件和/或结构的位置不是位于设定值处或处在预限定的设定值范围内（例如，测量值和设定值之间的差值高于阈值），则视觉系统402a的控制器可提供定相命令（例如，调整命令）给第一转化装置408a。在一些情况下，控制器可另外提供警示给使用者或其它计算装置。

用来制造一次性吸收制品的另外的部件转化可包括将单个芯放置在顶片和底片之间、卷曲顶片和底片、以及切割这些片材。例如，如图7A（剖面图）所示，芯502可与顶片700和底片702组合，使得芯502定位在它们之间。顶片700和芯502被构造成吸收液体，而底片702用来保持可能穿过芯502的过量液体。在图7B中，示出了组合的部件的顶视图。芯502在顶片700和底片702内的取向取决于芯502是如何被芯转向转化取向的，所述芯转向转化由部件转化装置（例如，最终转化装置416a）执行。

重新参见图4，组合装置412a和412b可运行以将单个芯定位在顶片和底片之间。然后转化装置410b卷曲顶片和底片以便将所述单个芯固定在它们之间。视觉系统404a和/或404b可观察组合的部件并且相应地调整制造系统400中的一个或多个转化装置。在一些情况下，视觉系统404a和/或404b对电子图像的捕获可通过由某个转化装置执行某个转化来触发。例如，转化装置410b可提供触发信号给视觉系统404b，以指示何时卷曲顶片和底片。

视觉系统404b可分析任何数目的部件亚群的特性。在一些情况下，亚群可包括经过视觉系统404b的每个第n个部件，其中n大于一。例如，亚群可包括每隔一个部件、每个第三部件、每个第四部件等。视觉系统404b也可单个地分析每个亚群和/或比较不同的亚群，以便确定是否需要定相命令。例如，如果转向机将部件取向成三种不同的取向，则视觉系统404b可使用虚拟参考系分析三种不同的部件亚群，其中每个亚群对应于源自转向机的一种不同的取向。在一些情况下，视觉系统404b也可确定亚群的一个或多个数学特征。亚群的数学特征可为如下任何特征，其使该亚群内部件的位置值一般化。在非限制性例子中，数学特征可为平均CD位置、平均MD位置、聚集体CD位置、或聚集体MD位置。在其它情况下，视觉系统404b可确定横跨多个亚群的数学特征，以便确定是否需要定相命令。在一个非限制性例子中，视觉系统404b可将前五十个部件的平均MD位置与阈值进行比较，以便确定是否需要定相命令。

如果部件被转向成两个或更多个不同的取向（例如，亚群），则该转向部件转化可影响部件的CD位置和MD位置。例如，由于卷曲在片材部件之间的单个芯部件的位置影响一次性吸收制品的总体品质，因此视觉系统404b可调整使单个芯部件转向的转向机（例如，最终转化装置416a）的定相。在其中转向机产生两个或更多个不同取向的芯部件组的情况下，视觉系统404b可保持所述两个亚群中的每一个的CD放置的运行平均值。然后视觉系统404b可分析所述两个亚群的平均CD放置之间的差值，以确定是否有必要进行定相。如果所述差值超出了预限定的阈值，则可将定相命令发送给转向机。在另一种情况下，可将单个亚群的平均CD放置与阈值进行比较，以确定是否需要定相命令。可重复对CD放置的分析以验证定相命令已导致CD放置移动至阈值以下。如果CD放置和阈值之间的差值增加了，则视觉系统404b可提供定相命令给对应于相反方向的转向机。此外，如果所述差值大于第二阈值（例如，大于所述第一阈值），则视觉系统404可禁止所有定相命令的发出并且发出警示给操作者和/或另一个计算装置。

视觉系统404b也可针对设定数目的部件保持MD放置值的运行平均值（例如，横跨多个亚群）。控制器可针对该平均值生成目标设定值，以对应于要由某个转化装置412m（例如，切割卷曲的片材的切割器）执行的MD切口的前缘的假定位置。如果平均MD放置移动超出了由设定值加上或减去预限定范围所限定的范围，则控制器提供定相命令给某个转化装置410b和/或转化装置412m（例如，卷曲机和/或切割器）。例如，如果平均MD放置超出了容许范围，则这可指示部件将早于或迟于预期时间到达一个或多个下游转化装置。在这种情况下，控制器可发送定相命令给上游和/或下游转化装置以推前或延迟某个转化装置，以便校正制造系统的定时。

虽然本发明所公开的系统和方法主要是相对于一次性吸收制品的制造系统来描述的，但应当理解，这仅是例证性的并不旨在进行限制。预期在不脱离本公开的范围的情况下，本公开的教导可应用于任何类型的制造系统。例如，虚拟参考系可基于尚未在一次性吸收制品的制造系统中执行的切割操作或可基于汽车制造系统中的赛车条纹的未来放置。相似地，本文所述的视觉系统可适于提供对制造方法中任何类型的机器的定相控制，并且不旨在局限于用来制造一次性吸收制品的那些机器。

按照上文的说明而作的许多改变和变型是可能的。在不脱离本发明的范围的情况下，上述对所述各种系统和方法的说明可单独地使用或以它们的任何组合形式使用。虽然说明书和附图可示出具体的步骤顺序，但应当理解，这些步骤的不同顺序也是本公开设想到的。同样，可同时或部分同时执行一个或多个步骤。因此，旨在于附加的权利要求书中包括属于本公开范围内的所有这些改变和变型。

Claims (15)

1.一种用于制造系统的控制器，包括：

一个或多个处理器；和

以通信方式联接到所述一个或多个处理器的一个或多个存储器装置，其中所述一个或多个存储器装置存储机器指令，所述机器指令当由所述一个或多个处理器执行时使所述一个或多个处理器：

接收所述制造系统中所使用的部件的电子图像；

使用虚拟参考系分析所述电子图像以确定与所述部件相关联的位置值；

比较所述位置值和设定值；以及

基于所述比较生成用于所述制造系统中的机器的定相命令。

2.根据权利要求1所述的控制器，其中所述设定值相对于某个转化的所述位置而确定，所述转化尚未由所述制造系统执行。

3.根据权利要求1或2所述的控制器，其中所述机器指令还使所述一个或多个处理器基于所述比较生成警示。

4.根据前述权利要求中任一项所述的控制器，其中如果所述位置值和所述设定值之间的差值大于阈值，则所述指令还使所述一个或多个处理器禁止生成定相命令。

5.根据前述权利要求中任一项所述的控制器，其中所述位置值为一组部件的位置的平均值。

6.根据前述权利要求中任一项所述的控制器，其中所述定相命令定相所述制造系统中的卷曲机。

7.根据前述权利要求中任一项所述的控制器，其中所述定相命令定相所述制造系统中的转向机。

8.一种用于控制制造系统中的部件转化的计算机化方法，包括：

捕获所述制造系统中所使用的组件的电子图像；

使用虚拟参考系通过一个或多个处理器分析所述电子图像，以确定与所述部件相关联的位置值；

比较所述位置值和设定值；以及基于所述比较生成用于所述制造系统中的机器的定相命令。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述电子图像响应于由所述制造系统执行的部件转化而被捕获。

10.根据权利要求8或9所述的方法，还包括基于所述比较生成警示。

11.根据权利要求8、9或10中任一项所述的方法，还包括通过所述一个或多个处理器确定所述部件是否应当基于所述比较而被剔除，其中所述位置值包括下列至少之一：所述部件在所述纵向上的长度、所述部件在所述纵向上的放置、所述部件在所述横向上的放置、所述部件的偏斜、所述部件上的结构的横向放置、或所述部件上的结构的纵向放置。

12.根据权利要求8、9、10或11中任一项所述的方法，还包括如果所述位置值和所述设定值之间的差值大于阈值，则禁止生成定相命令。

13.根据权利要求8、9、10、11或12中任一项所述的方法，其中所述位置值为一组部件的位置的平均值。

14.根据权利要求8、9、10、11、12或13中任一项所述的方法，还包括：

保持一组两个或更多个设定值，其中每个设定值对应于部件的不同取向；以及

使用所述部件的取向以从所述组中选择设定值以用于所述比较。

15.根据权利要求8、9、10、11、12、13或14中任一项所述的方法，其中所述定相命令定相所述制造系统中的转向机。

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