ES2224188T3 - Aparato para controlar la alineacion de dos capas de material en movimiento continuo y articulo fabricado mediante las mismas. - Google Patents

Aparato para controlar la alineacion de dos capas de material en movimiento continuo y articulo fabricado mediante las mismas.

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ES2224188T3
ES2224188T3 ES96943736T ES96943736T ES2224188T3 ES 2224188 T3 ES2224188 T3 ES 2224188T3 ES 96943736 T ES96943736 T ES 96943736T ES 96943736 T ES96943736 T ES 96943736T ES 2224188 T3 ES2224188 T3 ES 2224188T3
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Louis Maurice Chapdelaine
Leonard Michael Kaczmarzyk
Scott Lee Kastman
Marci Elizabeth Kuske
Thomas Michael Lager
Stephen Lawrence Miller
Robert Lee Popp
Richard Thomas Wehrle
Devertt Dewayne Woolwine
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Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN APARATO PARA REGISTRAR DE MANERA CONTROLABLE DOS CAPAS DE MATERIAL EN CONTINUO MOVIMIENTO (54, 66). UNA DE LAS CAPAS DE MATERIAL (66) TIENE VARIAS MARCAS DE REFERENCIA (74) QUE REPRESENTAN VARIOS COMPONENTES DISTINTOS Y SEPARADOS (38) Y LA OTRA CAPA EN CONTINUO MOVIMIENTO (54) TIENE VARIOS COMPONENTES DIFERENTES RESPECTIVOS (32). EL APARATO CONTROLA LA DISTANCIA ENTRE LAS MARCAS DE REFERENCIA (74) HASTA UNA DISTANCIA SELECCIONADA Y REGISTRA DE MANERA CONTROLABLE CADA MARCA DE REFERENCIA (74) PARA UN COMPONENTE RESPECTIVO (32) DE LA SEGUNDA CAPA EN CONTINUO MOVIMIENTO (54). SE OBTIENE UN ARTICULO EN EL QUE UN GRAFICO SE REGISTRA CONTROLABLEMENTE DENTRO DE UN AREA ESPECIFICA DEL MISMO.

Description

Aparato para controlar la alineación de dos capas de material en movimiento continuo y artículo fabricado mediante las mismas.
Antecedentes de la invención
La presente invención hace referencia a aparatos para controlar la alineación, y más concretamente a aparatos para controlar la alineación de dos capas de material en movimiento continuo y a artículos fabricados mediante las mismas.
Diversos productos se fabrican en una cadena de producción continua mediante la adición secuencial de componentes a componentes previamente suministrados. Esto resulta particularmente ventajoso cuando uno o más de los componentes pueden suministrarse en forma de una única capa continua. Por ejemplo, en la formación de artículos absorbentes desechables, como las prendas interiores de aprendizaje, los pañales, los artículos de incontinencia, los productos de cuidado femenino y similares, se suministra normalmente una capa en un punto de la cadena de fabricación en forma de un rollo continuo, mientras que pueden suministrarse en diferentes puntos de la cadena de fabricación almohadillas absorbentes, bandas elásticas para la cintura, y pueden suministrarse en diferentes puntos de la cadena de fabricación bandas elásticas para las piernas, paneles laterales extensibles y/o otros elementos o componentes como objetos discretos.
Hay disponibles varios métodos y aparatos para unir todos los componentes de un único producto de manera que los componentes del producto compuesto se dispongan de la manera deseada en relación unos con los otros. Para unir estos componentes adecuadamente, se usan diversos métodos y aparatos conocidos para fijarse en la posición de un componente concreto, y con ello ajustar la posición de los componentes subsiguientes para posicionarlos adecuadamente.
La patente U.S.A. 4.795.513 A describe un aparato y un método para formar un compuesto laminado de película de papel con una serie repetida de regiones perforadas en una capa de papel que se posicionan en la alineación adecuada, junto con una serie repetida de patrones gráficos en una capa de película relativamente extensible. El aparato procesa el material de la película y el material del papel dispuesto en forma de cinta continua para crear una cinta continua de material compuesto. Además, se da a conocer también un método y un dispositivo para formar un material compuesto de tres capas con zonas debilitadas en el mismo. También se describen piezas troqueladas de cartón y cartones estancos al agua con pestañas desprendibles formados a partir del citado material compuesto de tres capas. El material compuesto así formado puede ser alimentado directamente a otros aparatos para someterlo a pasos de procesamiento adicionales que conduzcan a la formación de envases con regiones debilitadas selladas en los mismos que pueden romperse para formar una abertura por la que extraer el contenido del envase. La porción perforada de la cinta continua de papel forma la región debilitada sellada en el compuesto laminado. Se genera una señal de monitorización de patrón basada en la detección de los patrones perforados.
La patente U.S.A. 4.615.695 A da a conocer una combinación universal de pañal/prenda interior de aprendizaje que proporciona una nueva prenda de combinación. Se da a conocer un pañal/prenda interior de aprendizaje que puede fabricarse en una forma básica con tamaños incrementados en la forma para ajustarse a personas de diversos tamaños. La combinación incluye una porción impermeable con una porción interior absorbente. Una almohadilla absorbente independiente interior se coloca entre las dos porciones. Pueden colocarse marcas decorativas en el exterior de la prenda. La combinación pañal/prenda interior de aprendizaje puede fabricarse en una configuración de una pieza o en una configuración de dos piezas, y puede hacerse o bien desechable o bien lavable, o una combinación de ambas.
Un problema encontrado con estos tipos de métodos y aparatos es que no compensan adecuadamente el estiramiento de una capa en movimiento continuo. Durante los procesos de fabricación de este tipo, una capa en movimiento continuo se halla sometida a diversas tensiones provocadas por el hecho de que es conducida o estirada a lo largo del proceso para su manejo. Esta tensión provoca que la capa en movimiento continuo se estire o se relaje, resultando con ello en que algunos componentes se posicionan de manera no deseada, o que, una vez posicionados, se descolocan. Dado que es virtualmente imposible mantener una tensión constante en la capa en movimiento continuo, el grado de estiramiento varía a lo largo de todo el proceso. En consecuencia, incluso aunque un componente previamente posicionado puede hallarse inicialmente dentro de un intervalo de posición aceptable, el estiramiento de la capa en movimiento continuo puede resultar en que el componente quede fuera del intervalo de posiciones aceptable en el producto compuesto acabado.
Otro problema con los métodos y aparatos actuales consiste en que no proporcionan medios adecuados para alinear dos capas en movimiento continuo, y en particular, cuando una de las capas tiene un componente preimpreso o preposicionado o similar que ha de ser alineado con un componente preimpreso o preposicionado o similar en la otra capa durante la fabricación de una pluralidad de productos con una alineación de componentes deseada.
Resumen de la invención
En respuesta a las citadas dificultades y problemas encontrados en el estado anterior de la técnica, se ha descubierto un aparato para controlar la alineación de dos capas en movimiento continuo y un artículo fabricado mediante el mismo.
En una forma de la invención, se dispone un aparato para alinear de manera controlable una pluralidad de componentes de una primera capa en movimiento continuo con una pluralidad de marcas de referencia con una segunda capa en movimiento continuo. El aparato incluye medios para proporcionar una primera capa en movimiento continuo con diversos componentes en la misma, medios para proporcionar una segunda capa en movimiento continuo con una pluralidad de marcas de referencia en la misma, medios para unir entre sí las primera y segunda capas en movimiento continuo de tal manera que cada marca de referencia se asocie con un respectivo componente, medios para captar la posición de cada marca de referencia en relación con su componente asociado, medios para generar una señal cuando una de las marcas de referencia está descolocada en relación con su componente, medios para procesar la señal y medios para alinear una marca de referencia subsiguiente con un respectivo componente subsiguiente.
En otra forma de la presente invención se dispone un artículo absorbente desechable comprendiendo un panel delantero, un panel trasero, un panel de la entrepierna entre los paneles delantero y trasero y un gráfico alineado de manera controlable en el mismo con una tolerancia de más menos 6 milímetros.
Breve descripción de los dibujos
Las características de la presente invención anteriormente mencionadas y otras y la manera de conseguirlas se harán más evidentes, y la propia invención se entenderá mejor, en referencia a la siguiente descripción de la invención, tomada conjuntamente con los dibujos adjuntos a la misma, en los que:
La figura 1 muestra una vista frontal de un artículo que presenta un gráfico alineado en el mismo;
La figura 2 muestra una vista frontal de otro artículo que presenta un gráfico alineado en el mismo;
La figura 2A muestra representativamente el artículo de la figura 2 en un estado plano estirado, parcialmente desensamblado;
La figura 3 muestra una capa en movimiento continuo con una pluralidad de gráficos distintos e independientes en la misma;
La figura 4 muestra una capa compuesta en movimiento continuo con diversos gráficos distintos e independientes en la misma;
La figura 5 muestra de manera esquemática un aparato y un proceso para la fabricación de un artículo con un gráfico alineado sobre el mismo;
La figura 6 muestra un diagrama de bloques esquemático del flujo de datos utilizado en conjunción con el aparato y proceso de la figura 5;
La figura 7 muestra un diagrama de bloques de la caja de cambio de velocidad electrónica de la figura 6; y
La figura 8 muestra gráficamente un control de colocación usado conjuntamente con el aparato y proceso de la figura 5.
Descripción detallada
La siguiente descripción detallada se hará en el contexto de la alineación y el control de la alineación de una capa en movimiento continuo con respecto a una segunda capa en movimiento continuo en la fabricación de artículos absorbentes desechables, y específicamente en prendas interiores de aprendizaje para bebés. Ejemplos de otros artículos absorbentes desechables incluyen, sin limitarse a, pañales, productos de cuidado femenino, productos para la incontinencia y similares. La presente invención también contempla otros productos o dispositivos no relacionados con artículos absorbentes desechables. En lo que respecta a esta descripción, el término "producto" puede hacer referencia, sin limitarse a, cualquier artículo, dispositivo, laminado, compuesto o similar. El término "componente" puede hacer referencia, sin limitarse a, regiones designadas seleccionadas tales como bordes, esquinas, laterales o similares; elementos estructurales tales como tiras elásticas, almohadillas absorbentes, capas o paneles estirables, capas de material o similares; o un gráfico. El término "gráfico" puede hacer referencia, sin limitarse a, cualquier diseño, patrón o similar.
Una prenda interior de aprendizaje desechable de un bebé puede tener múltiples componentes relativos a la apariencia o funcionales alineados a lo largo de los rangos de dirección de la máquina (DM) o dirección transversal (DT). El término "dirección de la máquina" hace referencia a la dirección principal del movimiento de las capas en movimiento continuo en el proceso de fabricación, y el término "dirección transversal" hace referencia a la dirección perpendicular a la dirección de la máquina. El ejemplo aquí descrito es el de la alineación de un gráfico dentro de un área designada del producto.
De esta manera, la presente invención puede proporcionar una prenda interior de aprendizaje desechable para bebé con uno o más componentes relativos a la apariencia o funcionales, alineados con otros componentes. Ejemplos de componentes que son relativos a la apariencia incluyen, pero no se limitan a la alineación de gráficos; resaltar o enfatizar aberturas de las piernas y la cintura a fin de hacer la forma del producto más evidente o visible para el usuario; resaltar o enfatizar áreas del producto para simular componentes funcionales tales como bandas elásticas de las piernas, bandas elásticas de la cintura, "braguetas" simuladas para chicos, volantes para chicas; resaltar áreas del producto para cambiar la apariencia del tamaño del producto; alinear indicadores de humedad, indicadores de temperatura y similares en el producto; alinear una etiqueta trasera o delantera en el producto; y alinear instrucciones escritas en una ubicación deseada del producto.
Ejemplos de componentes funcionales incluyen, sin limitarse a, cintas elásticas de la cintura, cintas elásticas de las piernas, áreas transpirables, zonas repelentes de fluidos, zonas, adhesivos o revestimientos protectores humedecibles, tintas encapsuladas, materiales químicamente sensibles, materiales sensibles al entorno, materiales sensibles al calor, materiales sensibles a la humedad, perfumes, agentes de control de olores, tintas, cierres, zonas de retención de fluidos, áreas con relieve o texturas o similares.
La prenda interior de aprendizaje aquí descrita, a modo de ejemplo, comprende una almohadilla absorbente posicionada entre una cubierta exterior impermeable a los líquidos y un forro interior permeable a los líquidos. La prenda interior de aprendizaje también incluye paneles laterales elásticos que se unen en la cubierta exterior a fin de proporcionar elasticidad a la misma. La cubierta exterior impermeable a los líquidos puede comprender dos capas de material unidas de manera adecuada, donde la capa interior puede ser una capa impermeable a los líquidos y la capa exterior puede ser una capa no tejida, con una textura similar a la de una tela. La capa interior impermeable a los líquidos presenta un gráfico impreso alineado con la misma. El gráfico alineado generalmente incluye un diseño o patrón visualmente agradable, y se alinea de manera controlable en una zona designada del producto. Un gráfico alineado incluye un gráfico posicionado en la parte central delantera del producto. Este gráfico es preferentemente circular, de una dimensión de unos 76 milímetros, y puede variar de tamaño entre unos 25 milímetros y unos 130 milímetros. El centro del gráfico está a unos 83 milímetros del borde delantero de la abertura de la cintura. El gráfico puede incluir bandas elásticas simuladas para las piernas, una cinta elástica simulada para la cintura, una "bragueta" simulada para los chicos, volantes simulados para las chicas o similares.
Puede encontrarse una descripción más detallada de la construcción y diseño de la prenda interior de aprendizaje descrita anteriormente en la patente U.S.A. 4.940.464, emitida el 10 de Julio de 1990.
Aquí se describe un proceso y un aparato distintivo para alinear una pluralidad de componentes distintos e independientes en una segunda capa de material en movimiento continuo con una pluralidad de componentes respectivos distintos e independientes en una primera capa de material en movimiento continuo. La segunda capa de material presenta los componentes adecuadamente representados por respectivas marcas de referencia dispuestas en la misma con una longitud de repetición uniforme más corta que la longitud de repetición de producto de la máquina. Se determina la distancia entre dos marcas de referencia sucesivas, y posteriormente se usa para calcular una velocidad deseada para las condiciones de proceso actuales. Entonces, la segunda capa de material se estira o relaja de manera controlable de manera tal que la distancia entre dos marcas de referencia sucesivas sea sustancialmente igual a la distancia seleccionada, que en este caso es una longitud de repetición de producto de la máquina; esto se denomina el "bucle de repetición". La segunda capa se alinea entonces de manera controlada con la primera capa de material, de tal manera que cada marca de referencia se alinee selectivamente con un componente respectivo; esto se denomina "bucle de colocación". La cantidad de estiramiento o relajación puede ser ajustada de manera controlada variando la velocidad y/o la tensión de la segunda capa. El término "marca de referencia" puede hacer referencia, aunque no se limita a, una estructura tal como una cinta elástica de la cintura o las piernas, salientes adhesivos, esquinas o bordes de la estructura, medios de transporte tales como cintas transportadoras, marcas visuales, marcas magnéticas, marcas eléctricas, marcas electromagnéticas, iluminadores ópticos sensibles a la radiación ultravioleta o similares, todos los cuales pueden ser captados, detectados o identificados de cualquier otra manera mediante un dispositivo apropiado. El término "longitud de repetición de producto de la máquina" hace referencia a una distancia seleccionada, que en este ejemplo es la distancia medida, entre componentes similares sucesivos durante la fabricación. Por ejemplo, entre bandas elásticas de la cintura sucesivas, almohadillas absorbentes sucesivas y similares. O en otras palabras, la longitud de repetición de producto de la máquina es la longitud de un producto durante el proceso de fabricación. Así, cuando una marca de referencia se alinea con un componente de la primera capa, el componente representado por dicha marca de referencia se alinea con el componente de la primera capa.
En lo que respecta al bucle de repetición, la segunda capa tiene las marcas de referencia dispuestas selectivamente sobre la misma, para corresponderse con una pluralidad de componentes respectivos independientes y distintos, tales como gráficos. Un primer sensor genera una señal en respuesta a cada marca de referencia. La distancia entre cada nueva señal generada y la señal precedente más reciente se mide adecuadamente en unidades de un mecanismo de accionamiento, de manera que la velocidad del mecanismo de transmisión pueda ser controlada selectivamente para ajustar la velocidad y/o la tensión de la segunda capa, para estirar o relajar de manera controlable la segunda capa, de manera tal que la distancia entre una nueva señal subsiguiente generada y su señal precedente más reciente sea una longitud de repetición de producto de la máquina. De esta manera, el bucle de repetición hace referencia a duplicar repetidamente una longitud de producto entre dos marcas de referencia sucesivas, midiendo con precisión la distancia actual entre ellas y calculando una referencia de velocidad deseada para un sistema de control principal del accionamiento.
En lo que respecta al bucle de colocación, se lleva a cabo una alineación deseada de una marca de referencia con un componente comparando y controlando un valor de referencia relacionado con un punto de ajuste objetivo. El "valor de referencia" hace referencia a la distancia medida entre una marca de referencia y una señal de referencia constante generada por la máquina. El "punto de ajuste objetivo" hace referencia a un valor seleccionado dentro del cual se mantiene el valor de referencia.
Se describen aquí, a modo de ejemplo, un proceso y aparato distintivo para usar una segunda capa de material preimpresa estirable, incluyendo una pluralidad de gráficos distintos e independientes en la misma, estirar esta segunda capa hasta una longitud seleccionada mediante variación de la velocidad y/o la tensión de la misma, y a continuación aplicarla y alinearla con otra primera capa que incluye componentes preensamblados y preaplicados tales como almohadillas absorbentes, proporcionando de esta manera un proceso de fabricación de artículos absorbentes desechables individuales con gráficos alineados sobre los mismos en áreas designadas. El proceso y el aparato pueden también usarse para aplicar durante la fabricación otros componentes diversos, funcionales y relativos a la apariencia, que se han impreso, unido, posicionado o similar, sobre una capa en la ubicación especificada, para así alinearlos selectivamente en el producto final.
La segunda capa de material puede ser una película continua de polietileno preimpresa con una pluralidad de gráficos distintos e independientes. Los gráficos impresos se disponen de tal manera que en último término se posicionan en la misma área designada de cada producto acabado. El término "acabado" o "final", cuando se usa en referencia a un producto, significa que el producto se ha fabricado adecuadamente para su propósito deseado.
La segunda capa se puede estirar o relajar de manera controlable, usando variaciones de la tensión y/o la velocidad, para hacer corresponder apropiadamente la distancia entre dos marcas de referencia sucesivas con la longitud de repetición de producto de la máquina, y para controlar un valor de referencia relacionado con un punto de ajuste objetivo. Esto se hace con el fin de alinear las marcas de referencia con los componentes previamente procesados y precolocados, tales como, por ejemplo, las almohadillas absorbentes. El uso del término "estirable" hace referencia a la propiedad del material o material compuesto que le permite recuperar al menos una parte de su tamaño y su forma originales después de retirar la fuerza que causa la deformación. El estiramiento de la segunda capa se controla aumentando o reduciendo la velocidad y/o la tensión con la ayuda de un rodillo accionado por un motor controlado electrónicamente. Una vez se estira la segunda capa hasta la longitud deseada o apropiada, puede, si se desea, unirse a otra capa, como por ejemplo una cinta continua no tejida hilada, para estabilizar sustancialmente la segunda capa, reduciendo o eliminando de esta manera su estirabilidad. Un sistema de sensores usado en conjunción con hardware y software informático realiza la inspección de la localización alineada, los patrones repetidos y el error en el punto de ajuste. La información recibida de estos sensores se usa para controlar el motor, que ajusta la velocidad y/o la tensión de la segunda capa según resulte necesario para la alineación deseada. Los ajustes a la segunda capa se realizan de tal manera que los gráficos preimpresos se alineen de la manera deseada con una pluralidad de artículos respectivos.
Estas características controlan de manera ventajosa una capa que se mueve a alta velocidad, con el fin de alinearla con otra capa. En particular, se proporciona información precisa en tiempo real durante el proceso de producción, así como ajustes rápidos al proceso, para proporcionar la configuración y alineación deseadas de las marcas de referencia y sus componentes asociados en el producto final.
Tal y como se describe, una segunda capa en movimiento continuo presenta una pluralidad de gráficos distintos e independientes que se alinean en diversos productos acabados. El uso del término "capa" puede hacer referencia, aunque no se limita a, cualquier tipo de sustrato, tal como una cinta continua tejida, cinta continua no tejida, películas, laminados, compuestos, materiales elastoméricos o similares. Una capa puede ser permeable a los líquidos y al aire, permeable al aire pero impermeable a los líquidos, impermeable tanto al aire como a los líquidos, o similar.
Cada uno de los gráficos distintos e independientes de la capa en movimiento continuo tiene una marca de referencia asociada con el mismo. Esto significa que cada marca de referencia se posiciona selectivamente en relación con un gráfico respectivo, de manera que la marca de referencia pueda ser captada y registrada apropiadamente en el producto, alineando así adecuadamente cada gráfico en su producto. Anteriormente, se describió una marca de referencia en términos de ejemplos específicos, y en la siguiente descripción se selecciona una marca del tipo de un iluminador óptico. Una marca de referencia, ya sea un iluminador óptico u otro medio, puede configurarse con cualquier forma o tamaño deseado. La marca de referencia puede comprender una región en general rectangular con una dimensión en la dirección de la máquina de unos 19 milímetros, y una dimensión en la dirección transversal de unos 37 milímetros. Opcionalmente, pueden emplearse otras dimensiones. Ha de entenderse que los diversos medios de detección y captación descritos aquí deben ser adecuadamente compatibles con el tipo de marca de referencia asociada a detectar o captar. El término "asociada" hace referencia a la marca de referencia colocada bien directamente sobre el componente que representa, tal como en un gráfico, o bien espaciada selectivamente con respecto al mismo. Se dispone el iluminador óptico para que sea sensible a la radiación ultravioleta. El iluminador óptico es, por ejemplo, capaz de absorber la radiación ultravioleta y entonces, mediante fluorescencia, emitir un espectro de luz que pueda ser captado por un detector o sensor apropiado y compatible. Se entiende generalmente que la radiación ultravioleta incluye radiación electromagnética con longitudes de onda en el intervalo aproximado de 20-400 nanometros. Los iluminadores ópticos adecuados incluyen, por ejemplo, el UVITEX OB, fabricado por Ciba-Geigy, y LEUCOPURE EGM, fabricado por Sandoz Chemicals Corporation.
Allí donde la marca de referencia comprende iluminadores ópticos sensibles al ultravioleta, un detector o sensor adecuado es un detector activado por UV, tal como un detector SICK de modelo LUT 2-6, disponible en SICK OPTIK ELEKTRONIK, INC., un negocio con oficinas en St. Paul, Minnesota.
Otras marcas de referencia adecuadas, así como sensores, dispositivos informáticos, motores y similares se describen en la patente U.S.A. 5.235.515; la patente U.S.A. 5.359.525; y la patente U.S.A. 4.837.715.
El proceso y aparato descrito utilizan diversos dispositivos, y los dispositivos representativos incluyen codificadores, contadores de señales y sensores. Un codificador genera un tren de impulsos, que es un número seleccionado de pulsos por cada revolución del eje del codificador, para el subsiguiente conteo y control. Un contador de señales recibe un tren de impulsos generado por un codificador, y cuenta los pulsos para la subsiguiente consulta. Un sensor capta una ocurrencia o interrupción de un proceso y genera una señal en respuesta a la misma.
En referencia ahora a la figura 1, se muestra allí una prenda interior de aprendizaje desechable (10) de un bebé comprendiendo en general un panel delantero (12), un panel trasero (14), un panel de la entrepierna (16) que interconecta los paneles delantero y trasero (12), (14) y un par de paneles laterales elásticos (18). Cada panel lateral elástico (18) está formado por dos porciones elásticas independientes (figura 2A) que están unidas adecuadamente entre sí, por ejemplo mediante soldadura ultrasónica, para formar una costura lateral (20). Al construir las costuras laterales (20), se forma una abertura para la cintura (22) y aberturas para las piernas (24). Las costuras laterales (20) pueden construirse de tal manera que puedan rasgarse manualmente, a fin de permitir el desensamblaje manual de la prenda interior de aprendizaje (10) por parte del cuidador, para que de esta manera se pueda retirar fácilmente del bebé una vez ha hecho sus necesidades. Los paneles laterales elásticos (18) (figura 1) y las costuras laterales (20) pueden ser dispuestas de cualquier manera adecuada. Una manera específica de proporcionar paneles laterales elásticos (18) se describe en la patente U.S.A. 5.224.405 y en la patente U.S.A. 5.104.116. La provisión de costuras laterales (20) puede conseguirse de la manera descrita en la patente U.S.A. 5.046.272.
La prenda interior de aprendizaje (10) comprende además una cinta elástica delantera (26) para la cintura unida adecuadamente a un panel delantero (12), una cinta elástica trasera (28) para la cintura unida adecuadamente a un panel trasero (14), cintas elásticas (30) para las piernas unidas adecuadamente a un panel de la entrepierna (16) y una almohadilla absorbente (32) (figura 5) posicionada entre una cubierta exterior impermeable a los líquidos o capa trasera (34) (figura 1) y un forro permeable a los líquidos o capa superior (36). La construcción básica de una prenda interior de aprendizaje es bien conocida en el estado actual de la técnica, y una construcción particular es la descrita en la patente U.S.A. 4.940.464, emitida el 10 de Julio de 1990. La patente U.S.A. 4.940.464 también describe varios materiales de los cuales puede fabricarse una prenda interior de aprendizaje, así como los métodos para construir la prenda interior de aprendizaje.
Tal y como se muestra en la figura 1, un gráfico alineado (38) se posiciona selectivamente en un panel delantero (12), y esta ilustración comprende un diseño de una "bragueta" (23) simulada, típica de la ropa interior de chico, y un arco iris, un sol, nubes y coches. El gráfico alineado (38) puede ser cualquier tipo deseado de patrón, forma artística, instrucciones escritas o similares, y se posiciona en el artículo, según se desee, en una ubicación seleccionada. Naturalmente, el gráfico alineado (38) que comprende una bragueta simulada (23) resultaría totalmente inaceptable desde un punto de vista estético y/o funcional si estuviese localizado en el panel de la entrepierna (16) o en el panel trasero (14).
En referencia a la figura 2, se muestra otra prenda interior de aprendizaje (40) que puede usarse para niñas pequeñas. En este diseño, un gráfico alineado (42) incluye volantes simulados (29) en la cintura, volantes simulados (31) en las piernas, un arco iris, un sol, nubes, un vagón y un globo Una vez más, puede utilizarse cualquier diseño adecuado para una prenda interior de aprendizaje que se pretende usar para niñas pequeñas, para que sea estética y funcionalmente agradable para ellas y para el cuidador.
El gráfico alineado (38) de la figura 1 o el gráfico alineado (42) de la figura 2 pueden ser alineados de manera controlada según se desee, dependiendo del tamaño y la forma del gráfico y de la parte del artículo sobre la cual se ha de alinear el gráfico. En la figura 1, el gráfico (38) está alineado de manera controlable dentro de una zona designada (39) que, tal y como se ve en la figura 1, se halla limitada o definida por un borde delantero (116) de la cintura, costuras (21) de panel, y una línea (17) de panel de la entrepierna. Las costuras (21) de panel son las costuras a las que se unen de manera adecuada los respectivos paneles laterales elásticos (18) con el panel delantero (12) y con el panel trasero (14). Una vez más, se dispone de una descripción más específica de la construcción y fabricación de este diseño de la prenda interior de aprendizaje (10) en la anteriormente mencionada patente U.S.A. 4.940.464. La línea (17) de panel de la entrepierna es, para los propósitos de esta explicación, simplemente la línea límite formada en la parte inferior del panel (16) de la entrepierna, tal y como se muestra en la figura 1. Así descrita, la zona designada (39) tiene cuatro límites definidos que comprenden el borde delantero (116) de la cintura, las costuras (21) de panel, la línea (17) de panel de la entrepierna y aquellas porciones de las aberturas (24) de las piernas que se extienden entre una respectiva costura (21) de panel y la línea (17) de panel de la entrepierna. No es necesario que una zona designada (39) esté completamente definida o limitada por una línea o límite cerrado. Por ejemplo, en la figura 1, la zona designada (39) podría estar definida solamente por el borde delantero (116) de la cintura y las costuras (21) de panel, las cuales definen suficientemente una zona designada (39) en la que puede alinearse de manera controlable un gráfico (38). En este caso, el gráfico (38) puede alinearse de manera controlable a una distancia seleccionada del borde delantero (116) de la cintura, y centrado entre las costuras (21) de panel.
Otro ejemplo de la flexibilidad para escoger la zona designada (39) se muestra en la figura 2A, que muestra la prenda interior de aprendizaje (40) de la figura 2 en un estado plano estirado, parcialmente desensamblado. Esto puede conseguirse tomando la prenda interior de aprendizaje terminada (40) de la figura 2 y rasgando manualmente las costuras (20), dejando a continuación la prenda interior (40) plana y estirándola lo suficiente como para retirar cualquier pliegue o plisado causado por cualesquiera elementos elásticos incorporados. En la figura 2A, la zona designada (39) está definida o limitada por el borde delantero (116) de la cintura, las costuras (21) de panel, el borde trasero (118) de la cintura y un par de bordes (25) de las aberturas de las piernas que se extienden entre las respectivas costuras (21) de panel. De esta manera, en la figura 2A, la zona designada (39) es generalmente de forma rectangular, y el gráfico alineado (42) se alinea en y a lo largo de la superficie de dicha zona designada (39). El gráfico alineado (42) comprende varios diseños de componentes, tales como volantes (31) simulados en las piernas y volantes (29) simulados en la cintura. Tal y como se ve en la figura 2A, los bordes (25) de las aberturas de las piernas son lineales, o líneas rectas. No obstante, en la figura 2, los volantes (31) simulados en las piernas proporcionan una curvatura percibida o forma a la prenda interior de aprendizaje (40), que es uno de los rasgos distintivos de la misma.
Se proporciona de manera distintiva y ventajosa una tolerancia muy estrecha en la alineación de un gráfico deseado, tal como los gráficos (38), (42), dentro de cualquier zona seleccionada, como por ejemplo la zona designada (39). En referencia a la figura 1, es evidente que la alineación de la abertura simulada de la bragueta (23) del gráfico (38) ha de estar dentro del panel delantero (12). Resultaría indeseable tener una prenda interior de aprendizaje (10) fabricada con un método y/o aparato que no pudiera controlar la adecuada alineación de la abertura simulada de la bragueta (23), ya que en este caso la abertura simulada de la bragueta (23) podría aparecer en el panel trasero (14) o en el panel de la entrepierna (16). La presente invención proporciona una alineación altamente controlada de un gráfico deseado, tal como un gráfico (38) o (42), dentro de una zona designada deseada, tal como la zona designada (39), con una tolerancia de en torno a más menos 6 milímetros, y más en particular dentro de una tolerancia de más menos 3 milímetros.
En referencia ahora a la figura 5, se muestra allí esquemáticamente un aparato y proceso para ensamblar en parte diversas prendas interiores de aprendizaje. Un medio de alimentación (44) alimenta continuamente un absorbente envuelto en tejido (46) a un medio separador (48) que divide el absorbente continuo envuelto en tejido (46) en una pluralidad de almohadillas absorbentes (32) independientes y distintas. El medio de alimentación (44) puede ser cualquier mecanismo convencional para suministrar el absorbente (46). Generalmente, un medio de alimentación (44) convencional incluirá un molino de martillos para formar fibras mullidas y, si se desea, para proporcionar un espacio cerrado para mezclar un material superabsorbente con las fibras mullidas, depositando entonces el material mullido y superabsorbente sobre un tambor de formación con un diseño absorbente deseado. El tambor de formación deposita entonces el absorbente formado en un material de tejido en movimiento continuo, que se entrega posteriormente a un panel de doblado para doblar el tejido en torno al absorbente. Esto proporciona el absorbente continuo envuelto en tejido (46). El absorbente puede incluir cualquier mezcla o compuesto deseado de materiales absorbentes tales como materiales mullidos y superabsorbentes. Los materiales superabsorbentes adecuados se hallan disponibles en varios proveedores comerciales tales como Dow Chemical Company, Hoechst-Celanese Corporation y Allied Colloids, Inc. Típicamente, un material superabsorbente es capaz de absorber al menos 15 veces su peso en agua, y deseablemente, más de 25 veces su peso en agua. Un material mullido preferente es el identificado con la designación comercial CR1654, disponible en la Kimberly-Clark Corporation, Neenah, Wisconsin; y se trata de una celulosa al fosfato altamente absorbente que contiene principalmente fibras de madera blandas.
Un medio de transporte por cinta (50), que puede ser cualquier medio de transporte por cinta convencional bien conocido en el estado actual de la técnica, transporta el absorbente (46) a los medios de separación (48). Un medio de alimentación (52) proporciona una primera capa de material en movimiento continuo (54), sobre la cual puede disponerse cualquier componente deseado, tal como las almohadillas absorbentes (32) distintas e independientes formadas por los medios de separación (48). El medio de alimentación (52) puede ser cualquier mecanismo de desenrollado estándar que generalmente comprende un par de usos, un conjunto de festón y un rodillo flotante para alimentar la primera capa (54) a la velocidad y tensión deseadas. Un ejemplo de un mecanismo estándar de desenrollado es un modelo MB 820, disponible en Martin Automatic Corporation de Rockford, Illinois. La primera capa de material en movimiento continuo (54) puede ser de cualquier material adecuado para el producto concreto que está siendo ensamblado. En esta descripción de una prenda interior de aprendizaje (10) (figura 1), la primera capa en movimiento continuo (54) es un material permeable a los líquidos que formará o se convertirá posteriormente en la capa superior permeable a los líquidos (36) (figura 1). La capa superior (36) puede estar hecha de cualesquiera materiales adecuados bien conocidos en el estado actual de la técnica, y algunos ejemplos de materiales adecuados se describen en las patentes U.S.A. anteriormente mencionadas.
Mientras se mueve o es proporcionado al medio de separación (48), el absorbente continuo envuelto en tejido (46) se corta en almohadillas absorbentes distintas e independientes mediante un cilindro de cuchillas (56) y un rodillo yunque (58) que comprende medios de separación (48). El cilindro de cuchillas (56) puede contener cualquier número de cuchillas deseado, y en este ejemplo presenta dos cuchillas (60) dispuestas diametralmente en el mismo para formar las almohadillas absorbentes (32). El cilindro de cuchillas (56) es accionado y acoplado mecánicamente a través de una transmisión al rodillo yunque (58), que es accionado operativamente por un eje de transmisión principal (128) (figura 6), de cualquier modo adecuado bien conocido en el estado actual de la técnica. Un medio de referencia constante tal como un conmutador de proximidad (62) se acopla al rodillo yunque (58) para generar una señal de referencia para cada almohadilla absorbente cortada (32). Para este propósito, el medio de separación (48) se opera a una velocidad sustancialmente constante durante el proceso de fabricación, de manera tal que cada señal de referencia generada por el conmutador de proximidad (62) se considere una señal de referencia constante de la máquina para el propósito de la comparación con otras señales descritas más adelante. La señal de referencia constante generada por la máquina a partir del conmutador de proximidad (62) se transmite a un sistema de control principal para su procesamiento posterior, tal y como se describe más adelante.
Las almohadillas absorbentes distintas e independientes (32) formadas por los medios de separación (48) se posicionan sobre la primera capa de material en movimiento continuo (54) proporcionada por el medio de alimentación (52). Se conoce bien en el estado actual de la técnica cómo separar y posicionar las almohadillas absorbentes cortadas individualmente sobre capa en movimiento continuo, y puede usarse cualquier mecanismo de este tipo aquí.
Un medio de alimentación (64), que puede ser un mecanismo de desenrollado estándar similar al usado en referencia al medio de alimentación (52), proporciona una segunda capa de material en movimiento continuo (66), que se unirá subsiguientemente a la primera capa en movimiento continuo (54). La segunda capa en movimiento continuo (66) puede ser de cualquier material adecuado para el producto acabado, y en esta descripción en particular es una película impermeable a los líquidos que formará subsiguientemente la cubierta exterior impermeable a los líquidos (34) (figura 1). Una película impermeable a los líquidos adecuada es una película de polietileno de 0,75 mil disponible comercialmente en Edison Plastics Company de South Plainfield, New Jersey. La segunda capa en movimiento continuo (66) se desplaza hacia un par de rodillos que comprenden un rodillo de mando (68) y un rodillo de soporte (70), que forman entre medio una línea de contacto de alimentación (72). El rodillo de mando (68) puede ser accionado por cualquier motor adecuado, por ejemplo los descritos en las patentes U.S.A. anteriormente mencionadas. Un motor adecuado para la línea de contacto de alimentación es un servomotor CA sin escobillas HR 2000 disponible en Reliance Electric Company, de Cleveland, Ohio. El material del que está hecha la segunda capa (66) es deseablemente estirable, en el sentido de que puede estirarse, simplemente a modo de ejemplo, entre unos 5 y unos 15 milímetros. Pueden utilizarse como material o materiales de la segunda capa (66) otros materiales con mayor o menor capacidad de estiramiento.
Es importante que el motor para la línea de contacto de alimentación (148) (figura 6) y su sistema de accionamiento, que opera el rodillo de mando (68), sean capaces de ejecutar dos tipos de variación de velocidad, controlados por el sistema de control principal, lo que se describirá a continuación en mayor detalle. Una variación de velocidad consiste en incrementar una velocidad presente de rotación a una velocidad de rotación mayor, o reducir una velocidad presente de rotación a una velocidad de rotación menor. La otra variación de velocidad consiste en una variación de velocidad momentánea que comprende un movimiento incremental de avance de fase, que es un incremento momentáneo de la velocidad del rodillo de mando (68), para proporcionar una cantidad incrementada medida de la capa de material, o bien un movimiento incremental de retardo de fase, que es una reducción momentánea de la velocidad del rodillo de mando (68), para proporcionar una cantidad reducida medida de la capa de material. El término "incremento de velocidad momentáneo" hace referencia a incrementar una primera velocidad a una segunda velocidad superior durante un periodo de tiempo seleccionado, y entonces permitir que la velocidad vuelva a la primera velocidad, a fin de hacer avanzar la posición de la capa y los gráficos asociados aguas arriba de la línea de contacto entre los cilindros en una cantidad medida. El término "reducción de velocidad momentánea" hace referencia a reducir una primera velocidad a una segunda velocidad inferior durante un periodo de tiempo seleccionado, y entonces permitir que la velocidad vuelva a la primera velocidad, a fin de retardar la posición de la capa y los gráficos asociados aguas arriba de la línea de contacto entre los cilindros en una cantidad medida.
Tal y como se ha descrito anteriormente, la presente invención puede utilizarse para alinear entre sí dos capas en movimiento continuo, de tal manera que una marca de referencia y/o componente de producto de una capa se alinee con una marca de referencia y/o componente de producto de la segunda capa. En esta descripción en particular, un componente tal como un gráfico alineado (38) (figura 1) sobre la segunda capa en movimiento continuo (66) se alinea con un componente tal como una almohadilla absorbente (32) en la primera capa en movimiento continuo (54). Alineando de manera controlable un gráfico alineado (38) con una almohadilla absorbente (32), puede conseguirse la posición deseada del gráfico alineado (38) en un panel delantero (12) (figura 1) de una prenda interior de aprendizaje (10). Una función importante de un gráfico alineado (38) en un panel delantero (12) consiste en informar visualmente al usuario sobre la orientación adecuada de la prenda interior de aprendizaje (10) a efectos de colocación, permitiendo de este modo que la prenda interior de aprendizaje funcione correctamente, es decir, absorbiendo los desechos entre otras funciones. La capa en movimiento continuo (66) tiene, a modo de ejemplo, preimpresos sobre la misma diversos gráficos distintos e independientes (38), entendiendo de nuevo que un gráfico (38) puede ser cualquier diseño o patrón deseado, de tal manera que los gráficos (38) puedan ser alineados con las almohadillas absorbentes distintas e independientes (32) en la capa en movimiento continuo (54). Allí se asocia una marca de referencia preimpresa (74), que en este caso es un iluminador óptico, con cada gráfico (38). Los gráficos (38) y sus marcas de referencia (74) respectivas pueden ser dispuestos en una capa (66) de cualquier manera adecuada bien conocida en el estado actual de la técnica.
En referencia a la figura 3, se muestra una parte de la capa en movimiento continuo (66) con diversos gráficos (38) y marcas de referencia (74) preimpresos o preposicionados sobre la misma. Asociada a cada gráfico (38) se halla impresa una cinturilla (76) con un borde delantero impreso (78) y un borde trasero impreso (80). De manera similar, cada marca de referencia (74) tiene un borde delantero de referencia (82) y un borde trasero de referencia (84). Cada marca de referencia (74) se usará para posicionar correctamente un gráfico asociado (38) con una almohadilla absorbente (32). Las marcas de referencia (74) se posicionan fuera de los gráficos (38), pero podrían imprimirse directamente sobre los gráficos (38) de manera tal que queden dentro del diseño de los gráficos. Además, la marca de referencia (74) puede eliminarse, pudiendo usarse una parte del gráfico (38) como marca de referencia. Por ejemplo, podría imprimirse una marca detectable o similar como parte de la cinturilla (76), y usarse posteriormente para alinear correctamente los gráficos (38). No obstante, a efectos de explicación y fabricación, las marcas de referencia (74) se disponen alejadas a una distancia seleccionada de los respectivos gráficos (38).
En la siguiente descripción, se describirá la segunda capa en movimiento continuo (66), a modo de ejemplo, siendo unida o laminada con otra tercera capa (92) (figura 5) de material, a fin de generar un laminado de dos capas que en último término formará la cubierta exterior (34) impermeable a los líquidos (figura 1). El material de película de polietileno del que está hecha la capa (66) sirve como barrera impermeable a los líquidos, mientras que la tercera capa de material unida a la capa (66) proporcionará la textura similar a la tela a la cubierta exterior. La capa de tipo tela será la capa más externa. No obstante, la tercera capa no es imprescindible, y en algunos diseños de producto, la capa de tipo tela puede eliminarse. De manera similar, puede eliminarse la capa de película, y emplearse únicamente la capa de tipo tela.
La capa (66) se empuja o desplaza hacia un rodillo de refrigeración del laminador (86) y un rodillo de apoyo asociado (88), que forman entre medio una línea de contacto (90) entre los cilindros del laminador. Se alimenta una capa en movimiento continuo (92) de cualquier manera adecuada, y accionada de cualquier manera adecuada, al rodillo de refrigeración del laminador (86). Un aplicador de adhesivo (94) aplica un patrón deseado de un adhesivo adecuado a la capa en movimiento continuo (92). En esta realización concreta, la capa (92) es una cinta continua no tejida tal como una cinta continua de polipropileno no tejida hilada con un peso base de unos 20 gramos por metro cuadrado (g/m^{2}). El aplicador de adhesivo (94) puede ser cualquier aplicador adecuado bien conocido en el estado actual de la técnica, que pueda proporcionar o aplicar el patrón de adhesivo deseado. El adhesivo usado puede ser cualquier adhesivo adecuado compatible con las capas (66) y (92), a fin de asegurar su correcta laminación conjunta. La capa en movimiento continuo (92) puede ser proporcionada mediante un medio de alimentación (no mostrado) similar a los medios de alimentación (52) y (64).
El eje de transmisión (128) acciona el rodillo de refrigeración del laminador (86) (figura 6) y ayuda a mover las capas en el proceso. El rodillo de refrigeración del laminador (86) sirve asimismo para enfriar el adhesivo aplicado por el aplicador de adhesivo (94) a efectos de procesamiento, impidiendo de esta manera que los adhesivos se desborden a través de las capas (66) o (92).
Una vez las capas (66), (92) están laminadas y han pasado a través de la línea de contacto (90) entre los cilindros del laminador, se desplazan de manera continua hasta un rodillo de refrigeración de construcción (96), y se aplica un adhesivo en la capa más exterior de la capa (66). El rodillo de refrigeración de construcción (96) es accionado por el eje de transmisión, de manera similar al rodillo de refrigeración (86). El adhesivo aplicado por el aplicador (98) unirá en último término las capas (66), (92) a la primera capa en movimiento continuo (54). De esta manera, el patrón del adhesivo proporcionado por el aplicador (98) se selecciona de tal manera que se aplique el patrón de adhesivo y cantidad de adhesivo apropiados para asegurar la unión deseada de las capas (66), (92) y (54). El aplicador de adhesivo de construcción (98), al igual que el adhesivo aplicado mediante el mismo, puede ser cualquier tipo de aplicador adecuado para el patrón de adhesivo deseado, así como apropiado y compatible con los materiales a unir.
Desde el rodillo de refrigeración de construcción (96), las capas laminadas (66), (92) se superponen a una capa en movimiento continuo (54), y juntas, las capas pasan a través de un montador de producto (100) que comprende un rodillo (102) accionado por el eje de transmisión y un rodillo de retorno recubierto de goma (104). El montador (100) une las capas comprimiéndolas, a fin de provocar que el adhesivo aplicado adhiera las capas (66), (92) a la capa en movimiento continuo (54), formando de esta manera una capa compuesta en movimiento continuo, tal y como se muestra en la figura 4.
En referencia todavía a la figura 5, un primer medio de captación, tal como un sensor (106), se posiciona de manera adecuada entre el rodillo accionado (68) y un rodillo de refrigeración del laminador (86) para detectar y generar una señal en respuesta a cada marca de referencia (74). Dado que las marcas de referencia (74) son iluminadores ópticos sensibles al ultravioleta, un sensor adecuado es un detector SICK modelo LUT 2-6 disponible en SICK OPTIK ELEKTRONIK. Inc., con una oficina en St. Paul, Minnesota.
Posicionados aguas abajo con respecto al montador de producto (100), se encuentran un segundo y un tercer medios de detección tales como un sensor (108) y una célula fotoeléctrica (110). El término "aguas abajo" hace referencia a la dirección de izquierda a derecha, tal y como aparece en la figura 5, y es también la dirección de la máquina en el proceso. Entre paréntesis, aunque se muestran las capas (66) y (92) moviéndose en una dirección descendente, la dirección principal en la que se mueven o se moverán eventualmente es de izquierda a derecha, y ésta es la que se denomina dirección aguas abajo. El sensor (108) puede ser el mismo tipo de detector ultravioleta que el sensor (106). La célula fotoeléctrica (110) es deseablemente un bloque explorador Banner RSBF, base de cableado RPBT, dispositivo apareado de fibra óptica IR 2.53S, disponible en Banner Engineering. Corp. de Minneapolis, MN. La célula fotoeléctrica (110) se diseña para detectar ópticamente un componente de producto tal como una almohadilla absorbente (32), y para generar una señal eléctrica en respuesta a la misma. En esta descripción en particular, ambos sensores (106) y (108) se hallan diseñados para detectar y generar una señal en respuesta a una marca de referencia (74), y la célula fotoeléctrica (110) está diseñada para detectar y generar una señal en respuesta a una almohadilla absorbente (32). Si se desea, la célula fotoeléctrica (110) puede captar otros componentes tales como cintas elásticas para cintura, cintas elásticas para piernas, cintas de cierre usadas en pañales o similares. También puede asociarse una marca de referencia con cada almohadilla absorbente (32), de la misma manera que se asocia una marca de referencia (74) con un gráfico (38); y en tal caso, la célula fotoeléctrica (110) de las almohadillas puede sustituirse por un sensor similar a los sensores (106), (108). De manera similar, los sensores (106), (108) pueden sustituirse por otros sensores similares a la célula fotoeléctrica (110), a fin de detectar ópticamente un componente de producto u otra estructura y así generar una señal apropiada.
En referencia a la figura 4, se muestra una capa compuesta en movimiento continuo que comprende las capas (66), (92) y (54) después de haberse unido mediante el montador de producto (100). Cada cinturilla impresa (76) se cortará finalmente a lo largo de una respectiva línea de corte (120), a fin de formar productos individuales. En la figura 4, una vez se han separado las líneas de corte (120), se forman un borde delantero (116) de la cintura y un borde trasero (118) de la cintura para cada producto ensamblado. Una de las características importantes de la figura 4 es la colocación relativa del gráfico (38) con respecto a cada producto que eventualmente se formará. Cada gráfico (38) se sitúa en el panel delantero (12) (figura 1) y se sitúa en la misma posición en relación al borde delantero (112) de una almohadilla absorbente (figura 4). Naturalmente, otras marcas o componentes de producto pueden estar alineados con otras marcas de referencia o componentes de producto diferentes. Por ejemplo, un volante simulado (29) de cintura (figura 2) puede alinearse en relación con una abertura de cintura, o bien las cintas elásticas para piernas, tales como las cintas elásticas de la pierna (30) (figura 1), pueden ser alineadas deseablemente en relación con una almohadilla absorbente tal como la almohadilla absorbente (32) (figura 4).
En referencia a la figura 6, se muestra esquemáticamente un sistema de control principal con su parte mecánica. El sistema de control principal comprende un sistema de control principal de alineamiento (124) que recibe diversas señales generadas, las procesa de acuerdo con instrucciones programadas y genera señales de salida a un sistema de control principal de accionamiento (126). El sistema de control principal de accionamiento (126) recibe las señales del sistema de control principal de alineamiento (124), y en respuesta a ellas ajusta operativamente el rodillo de mando (68) (figura 5).
La parte mecánica comprende un eje de transmisión (128) que acciona directamente los mecanismos seleccionados o bien, a través de un sistema de transmisión u otros dispositivos de acoplamiento, tanto eléctricos como mecánicos, acciona indirectamente otros componentes. El eje de transmisión (128) se acciona a velocidad constante, por cualquier medio adecuado conocido en el estado actual de la técnica. Así, aquellos mecanismos accionados por el eje de transmisión (128) se accionan también a velocidad constante, que puede o no ser la misma velocidad que la del eje de transmisión (128). De manera específica, se acoplan operativamente al eje de transmisión (128) un codificador de la transmisión de la línea de contacto de alimentación (130) y un codificador de ajuste del eje de transmisión (132). Ejemplos de codificadores incluyen un H25D-SS-2500-ABZC-8830-LED-SM18 (que puede usarse como codificador (130)), disponible en BEI Motor System, Co. de Carlsbad, California, y un 63-P-MEF-1000-T-0-00 (que puede ser el codificador (132)) disponible en Dynapar Corp. de Gurnee, Illinois. El codificador de la transmisión de la línea de contacto de alimentación (130) se acopla operativamente al eje de transmisión (128) para girar a una velocidad constante, y de manera tal que cuatro vueltas del codificador (130) representen una longitud de producto generada por la máquina.
El sistema principal de control de alineamiento (124) comprende hardware y/o instrucciones de software preprogramado, y puede representarse, en referencia a la figura 6, comprendiendo un sistema de adquisición de entrada (134), un control de la relación de transmisión (136), una posición relativa (138), una generación automática del punto de ajuste (140), un bloque de diferencia (142) y un control de colocación (144). El sistema de control principal de alineamiento (124) incluye un ordenador, que puede comprender, por ejemplo, un microprocesador basado en bus VME tal como el SYS68K/CPU-40B/4-01, disponible en Force Computers, Inc. de Campbell, California.
Tal y como se muestra en la figura 6, el sistema de adquisición de entrada (134) recibe las siguientes seis señales generadas: (i) una señal de un codificador del motor (146) operativamente acoplado al motor de la línea de contacto de alimentación (148), (ii) una señal del sensor (106) (figura 5), (iii) una señal del conmutador de proximidad (62), (iv) una señal del codificador de ajuste del eje de transmisión (132), (v) una señal del sensor (108) y (vi) una señal de la célula fotoeléctrica (110). El sistema de adquisición de entrada (134) recibe y cuenta los pulsos generados por el codificador del motor (146) y el codificador de ajuste del eje de transmisión (132), y recibe las señales de los sensores (106), (108), del conmutador de proximidad (62) y la célula fotoeléctrica (110). Referenciando las unidades de conteo acumuladas del codificador (146) y las unidades de conteo acumuladas del codificador (132), el sistema de adquisición de entrada (134) lleva a cabo instrucciones preprogramadas específicas de las respectivas señales recibidas, y almacena los resultados de las instrucciones.
El sistema de adquisición de entrada (134) ejecuta las siguientes funciones para el control de la relación de transmisión (136). Un contador de señales en el sistema de adquisición de entrada (134) cuenta los pulsos del codificador del motor (146), y recibe las señales del sensor (106) en respuesta a cada marca de referencia (74) (figura 5). El sistema de adquisición de entrada (134) mide entonces los pulsos contados, que representan la distancia entre dos marcas de referencia sucesivas (74), y lleva a cabo una media en tiempo real de dichas unidades de conteo medidas. El término "media en tiempo real" hace referencia a realizar la media siempre del mismo número de datos; por ejemplo, para cada nueva entrada recibida de datos de referencia, el último dato, es decir, el más antiguo, es eliminado del cálculo de la media. La media de las unidades de conteo entre dos marcas de referencia (74) sucesivas crea una medición promedio a partir de la cual, el control de la relación de transmisión (136) derivará el siguiente valor de la relación de transmisión, en oposición a basar una decisión de control en la medición de simplemente dos marcas de referencia (74). La realización de esta media "suaviza" las mediciones, y resulta necesaria debido a la variabilidad del aparato y proceso. El número de mediciones de las que extraer la media es controlable, y se ajusta o determina proporcionando instrucciones apropiadas a través de una entrada manual o de cualquier manera adecuada bien conocida en el estado actual de la técnica. En conjunción con la extracción de una media en tiempo real de las unidades de conteo medidas, el sistema de adquisición de entrada (134) lleva a cabo una función de filtrado, preprogramada, para filtrar anomalías en la señal. Ejemplos de dichas anomalías en la señal incluyen una célula fotoeléctrica sucia, marcas de referencia (74) inexistentes o sobrantes, el movimiento o balanceo de las capas, la medición de las unidades de conteo fuera de un intervalo preprogramado con el fin de extraer la media, los datos imprecisos conocidos debidos a eventos de control de alineamiento o similares.
El sistema de adquisición de entrada (134) lleva a cabo las siguientes funciones para la posición relativa (138). El sistema de adquisición de entrada (134) cuenta los pulsos recibidos del codificador de ajuste del eje de transmisión (132), y recibe las señales generadas por el sensor (106) y el conmutador de proximidad (62). El sistema de adquisición de entrada (134) determina y registra entonces el número actual acumulado de pulsos al recibir una señal del sensor (106), y determina y registra el número actual acumulado de pulsos al recibir una señal del conmutador de proximidad (62).
El sistema de adquisición de entrada (134) lleva a cabo las siguientes funciones para la generación automática del punto de ajuste (140). El sistema de adquisición de entrada (134) cuenta los pulsos recibidos del codificador de ajuste del eje de transmisión (132) y recibe las señales generadas por el sensor (108) y la célula fotoeléctrica (110). Entonces, determina y registra el número actual acumulado de pulsos al recibir una señal del sensor (108), y determina y registra el número actual acumulado de pulsos al recibir una señal de la célula fotoeléctrica (110). A continuación, el sistema de adquisición de entrada (134) calcula la diferencia entre el número actual acumulado de pulsos de una señal del sensor (108) y el número actual acumulado de pulsos de una señal asociada de la célula fotoeléctrica (110); la "señal asociada" hace referencia a la señal generada por la célula fotoeléctrica (110) (figura 5), con la señal del sensor (108), para cada longitud de producto generada por la máquina. Con estas diferencias calculadas, el sistema de adquisición de entrada (134) realiza una media en tiempo real y una desviación estándar para dichas diferencias.
Los diversos cálculos y funciones llevados a cabo por el sistema de adquisición de entrada (134) son utilizados por otras partes del sistema principal de control de alineamiento (124) a fin de generar órdenes para el sistema principal de control del accionamiento (126) (figura 6). El sistema principal de control del accionamiento (126) generalmente comprende un procesador controlador lógico (150), una caja de cambios electrónica (152) y un controlador de motor (154). El sistema de control principal del accionamiento (126) incluye un ordenador que puede comprender, por ejemplo, un sistema de control distribuido denominado Reliance Distributed Control System, fabricado por Reliance Electric, Co. El Sistema de Control Distribuido incluye un procesador denominado Reliance Electric Automax Processor, y su hardware asociado. La caja de cambios electrónica (152) (figuras 6-7) comprende una tarjeta de 2 ejes que forma parte de la unidad del Sistema de Control Distribuido, y se usa para controlar la posición del motor (148).
Dentro del sistema principal de control de alineamiento(124), el control de la relación de transmisión (136) consulta al sistema de adquisición de entrada (134) cada 20 productos, es decir, cada 20 longitudes de repetición de producto de la máquina, la media en tiempo real actual de la cuenta medida que representa la distancia entre marcas de referencia (74) sucesivas (figura 5), lo que constituye el valor de repetición. El número de longitudes de producto que determina una consulta desde el control de la relación de transmisión (136) es ajustable, y puede ser modificado manualmente por el operador. Después de determinar el valor de repetición, el control de la relación de transmisión (136) lleva a cabo un cálculo de la relación de transmisión en correspondencia con las instrucciones preprogramadas, para determinar un nuevo valor de la relación de transmisión. Dicho nuevo valor de la relación de transmisión se transmite entonces al procesador controlador lógico (150) del sistema de control principal del accionamiento (126). El valor de la relación de transmisión se calcula dividiendo el valor de repetición por el número de unidades de conteo del codificador de transmisión de la línea de contacto de alimentación (130) (figura 6) que se dan en una longitud de repetición de producto de la máquina. La ventaja de ello es la capacidad de regular de manera controlable la repetición de marcas de referencia sin compararla con un valor objetivo, y la capacidad de compensar rápidamente las irregularidades del procesamiento y los cambios en la capa de material que podrían alterar la repetición de marcas de referencia deseada.
La posición relativa (138) del sistema de control principal de alineamiento (124) consulta al sistema de adquisición de entrada (134) el número actual acumulado de pulsos relativos al sensor (106), y el número actual acumulado de pulsos relativos al conmutador de proximidad (62). La posición relativa (138) determina entonces la diferencia entre los dos números actuales acumulados de pulsos, a fin de calcular una posición relativa de una marca de referencia (74) (figura 5) con respecto a la señal del conmutador de proximidad asociado para dicha consulta específica, para cada longitud de repetición de producto de la máquina. La posición relativa (138) genera y transmite entonces un valor de posición relativa al bloque de diferencia (142).
La generación automática del punto de ajuste (140) consulta el sistema de adquisición de entrada (134), para cada longitud de repetición de producto de la máquina que representa un producto individual. La ocurrencia de cada producto, o longitud de repetición de producto de la máquina, se determina a partir del codificador de ajuste del eje de transmisión (132), en el que dos vueltas del codificador de ajuste del eje de transmisión (132) son equivalentes a una longitud de producto. En este ejemplo concreto, dos vueltas del codificador de ajuste del eje de transmisión (132) constituyen 2000 unidades de conteo. El sistema de adquisición de entrada (134) responde a cada consulta procedente de la generación automática del punto de ajuste (140) con la media en tiempo real y la desviación estándar actual de la diferencia calculada entre el número actual acumulado de pulsos para una señal del sensor (108) y el número actual acumulado de pulsos de una señal asociada de la célula fotoeléctrica (110) de la almohadilla para cada producto; la media en tiempo real actual de este cálculo es el valor real de la posición. La generación automática del punto de ajuste (140) compara entonces una desviación estándar con un límite preestablecido que ha sido introducido de manera manual, y si la desviación estándar se halla fuera del límite preestablecido, la generación automática del punto de ajuste (140) ignorará esta referencia y no determinará un nuevo punto de ajuste, ya que se considera que la desviación estándar es demasiado variable como para realizar un ajuste preciso del punto de ajuste. Si la desviación estándar se encuentra dentro del límite preestablecido, la generación automática del punto de ajuste (140) determinará entonces la diferencia entre el valor real de posición y un valor objetivo introducido manualmente, que es el valor real deseado de posición. Si se determina que la nueva diferencia calculada, mediante la generación automática del punto de ajuste (140), se encuentre dentro de un intervalo prescrito, no se llevarán a cabo más cálculos o acciones. No obstante, si la diferencia se halla fuera del intervalo prescrito, la generación automática del punto de ajuste (140) determinará un nuevo punto de ajuste. Este nuevo punto de ajuste de control se deriva añadiendo al punto de ajuste actual la diferencia entre el valor objetivo y el valor real de posición.
En referencia ahora a la figura 6, en cada longitud de repetición de producto de la máquina, un bloque de diferencia (142) determina la diferencia entre el punto de ajuste de control actual extraído de la generación automática del punto de ajuste (140) y el valor asociado de la posición relativa extraído de la posición relativa (138), que constituye el error de colocación. El bloque de diferencia (142) transmite este error de colocación, en unidades de conteo del codificador del eje de transmisión, al control de colocación (144). El control de colocación (144) compara el error de colocación con una banda de tolerancia (170) (figura 8), que define una desviación aceptable del valor de la posición relativa en torno al punto de ajuste de control actual. La banda de tolerancia (170) permanece constante en torno al punto de ajuste de control, pero el punto de ajuste de control puede variar al ser calculado por la generación automática del punto de ajuste (140). Como resultado, mientras que el control de la posición de las marcas de referencia ocurre en la línea de contacto entre cilindros, el punto de ajuste para este control de la posición se deriva con precisión de las señales generadas por el sensor (108) y la célula fotoeléctrica (110).
En referencia a la figura 8, se ilustra un punto de ajuste derivado (168) que presenta una banda de tolerancia prescrita (170). A efectos de la explicación, el punto de ajuste de control (168) tiene un valor de 1000 unidades de conteo, y la banda de tolerancia (170) representa una desviación de más o menos 12 unidades de conteo. Cada uno de los puntos de referencia (172), (174), (176), (178), (180) y (182), representa un valor de posición relativa del producto tal y como viene calculado por la posición relativa (138). La forma de onda (156) representa las señales generadas por el conmutador de proximidad (62), y la forma de onda (158) representa las señales generadas por el sensor (106). Si el valor del error de colocación permanece dentro de la banda de tolerancia (170), no se generará ninguna orden de colocación. No obstante, si el valor del error de colocación se halla fuera de la banda de tolerancia (170), el control de colocación (144) generará una orden de colocación. La orden de colocación es directamente proporcional al tamaño de la diferencia representada por el valor del bloque de diferencia (142), y solicita un avance o retroceso medido de la posición de la capa (66). El comando de colocación generado se transmite entonces al procesador controlador lógico (150) del sistema principal de control de accionamiento (126). La figura 8 muestra un ejemplo de cómo el control de colocación (144) (figura 6) compara cada punto de referencia ((172) a (182)) con un punto de ajuste de control actual a fin de generar un error de colocación. El error de colocación para cada punto de referencia se compara con la banda de tolerancia (170) para determinar si debería generarse una orden de colocación. En el ejemplo, el punto (176) es el único punto de referencia en el que el error de colocación cae fuera de la banda de tolerancia (170), lo que hace que se genere una orden de colocación, causando de esta manera que el siguiente punto de referencia caiga dentro de la banda de tolerancia (170).
El procesador controlador lógico (150) (figuras 6 y 7) busca y recibe nuevas órdenes del sistema principal de control de alineamiento (124). De manera específica, el procesador (150) busca y recibe órdenes sobre la relación de transmisión del control de la relación de transmisión (136), y órdenes de colocación del control de colocación (144). Por cada orden de actualización de la relación de transmisión, el procesador (150) transmite una orden en concordancia con las instrucciones preprogramadas a la caja de cambios electrónica (152), para modificar el valor usado en un bloque de relación de transmisión (208) (figura 7). Por cada orden de colocación recibida del control de colocación (144), el procesador (150) transmite una orden de colocación en concordancia con las instrucciones preprogramadas a la caja de cambios electrónica (152).
En referencia las figuras 7 y 8, se muestra esquemáticamente la caja de cambios electrónica (152), que comprende un bloque de la relación de transmisión (208), un bloque de diferencia (210), un regulador de velocidad (212) y un bloque de movimiento incremental (214). El bloque de la relación de transmisión (208) recibe un valor de relación de transmisión del procesador controlador lógico (150) (figura 6), y recibe un tren de impulsos del codificador de la transmisión de la línea de contacto de alimentación (130). El bloque de la relación de transmisión (208) escala el tren de impulsos precedente del codificador de la transmisión (130) y le aplica el valor de la relación de transmisión a fin de generar una señal de referencia para el bloque de diferencia (210). El bloque de diferencia (210) recibe tanto la señal de referencia del bloque de la relación de transmisión (208) como la señal de respuesta del codificador de motor (146), que comunica la velocidad actual del motor (148). El bloque de diferencia (210) determina la diferencia entre las señales y genera una señal de orden para un regulador de velocidad (212), que genera una señal de referencia de velocidad para el controlador del motor (154). De esta manera, la caja de cambios electrónica (152) vincula con precisión la velocidad del motor de accionamiento de múltiples líneas de contacto (148) con la velocidad del eje de transmisión (128) a través de una relación de transmisión modificable de manera electrónica. Esto sincroniza de manera efectiva la velocidad del motor de la línea de contacto (148) con la del eje de transmisión (128), y permite cambios frecuentes en la relación de transmisión, y con ello en la velocidad del motor (148).
En referencia a las figuras 6-7, la caja de cambios electrónica (152) también recibe un valor de colocación de un procesador controlador lógico (150), y este valor de colocación es recibido por el bloque de movimiento incremental (214). El bloque de movimiento incremental (214) ejecuta un movimiento "de una sola vez" para cambiar de manera apropiada la señal de referencia en una cantidad medida de unidades de conteo del codificador del motor de múltiples líneas de contacto, calculando de esta manera un aumento o reducción exacto de una sola vez en la cantidad de la capa de material suministrada por el motor de la línea de contacto (148). Esto puede hacerse relacionando el número de unidades de conteo del codificador del motor (146) con la cantidad real de la capa de material suministrada a la línea de contacto entre cilindros (72) (figura 5). En respuesta a la orden de colocación, se genera una señal de movimiento incremental, y se añade temporalmente al bloque de diferencia (210), el cual incrementa o reduce la señal de referencia recibida del bloque de la relación de transmisión (208), resultando de esta manera en un cambio momentáneo de la señal de orden de la velocidad enviada al regulador de velocidad (212). El controlador del motor (154) recibe la señal de orden de la velocidad de una caja de cambios electrónica (152) (figura 6), y varía la velocidad del motor (148), representada mediante el tren de impulsos del codificador del motor, en respuesta a la misma.
Tal y como se ha descrito, se puede conseguir la alineación deseada del gráfico (38) (figura 1) o del gráfico (42) (figura 2) en las respectivas prendas interiores de aprendizaje (10), (40). Controlando selectivamente la distancia entre marcas de referencia (74) sucesivas (figura 5), cada marca (74) puede ser alineada de la manera deseada con un componente asociado, como por ejemplo una almohadilla absorbente (32). Controlando la distancia entre marcas de referencia (74) para que sea una distancia seleccionada tal como la longitud de repetición de producto de la máquina, se acomodan o corrigen las variaciones u otro tipo de anomalías que pueden aparecer en el aparato o proceso. Ajustando la velocidad y/o tensión de la segunda capa en movimiento continuo (66), ésta puede alinearse apropiadamente con la primera capa en movimiento continuo (54), asegurando de esta manera una alineación correcta de un componente deseado, tal como un gráfico (38), con otro componente, tal como un panel delantero (12) (figura 1).
Si bien se ha descrito esta invención a partir de una realización preferente, se entenderá que es capaz de contener otras modificaciones. Se pretende por tanto que contenga cualquier variación, equivalente, uso o adaptación de la invención que siga los principios generales de la misma, e incluyendo aquellas desviaciones con respecto a lo dado a conocer aquí que se encuentren o puedan encontrarse dentro de la práctica conocida o habitual en el estado actual de la técnica al que pertenece esta invención, y que se hallen dentro de los límites de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (12)

1. Aparato para alinear de manera controlable una pluralidad de componentes (32) de una primera capa en movimiento continuo (54) con una pluralidad de marcas de referencia (74) en una segunda capa en movimiento continuo (66), que comprende:
medios para proporcionar una primera capa en movimiento continuo (54) con una pluralidad de componentes (32) sobre la misma,
medios para proporcionar una segunda capa en movimiento continuo (66) con una pluralidad de marcas de referencia (74) sobre la misma,
medios (106) para captar la distancia entre dos marcas de referencia (74) sucesivas,
medios para generar una señal en respuesta a la distancia captada,
medios para ajustar la longitud entre marcas de referencia (74) sucesivas a una distancia seleccionada,
medios (100) para unir entre sí las capas en movimiento continuo primera (54) y segunda (66),
medios (108, 110) para captar la posición de cada marca de referencia (74) en relación con su componente asociado (32), estando posicionados los citados medios de captación aguas abajo con respecto a los medios para unir entre sí las capas primera (54) y segunda (66),
medios para generar una señal cuando una de las marcas de referencia (74) está descolocada en relación con su componente (32),
medios para procesar la señal de acuerdo con instrucciones preprogramadas, a fin de generar una señal de orden de velocidad, y
medios para alinear una subsiguiente marca de referencia (74) con un subsiguiente componente respectivo (32).
2. Aparato, según la reivindicación 1, en el cual los citados
medios para ajustar la longitud entre marcas de referencia (74) sucesivas a una distancia seleccionada son
medios para variar la velocidad de la segunda capa en movimiento continuo (66).
3. Aparato, según la reivindicación 1 ó 2, comprendiendo además medios para unir una tercera capa en movimiento continuo (92) a la segunda capa en movimiento continuo (66).
4. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, comprendiendo además medios para captar la posición de cada componente (32).
5. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los medios de alineación incluyen medios para variar la velocidad de una de las capas en movimiento continuo.
6. Aparato, según la reivindicación 5, en el cual los medios para variar la velocidad de una de las capas en movimiento continuo incluyen medios para variar la tensión de la misma.
7. Aparato, según la reivindicación 5, en el que los medios para variar la velocidad incluyen un medio para variar momentáneamente la velocidad.
8. Artículo absorbente desechable obtenible mediante un método para alinear de manera controlable una pluralidad de componentes (32) de una primera capa en movimiento continuo (54) con una pluralidad de marcas de referencia (74) en una segunda capa en movimiento continuo (66), comprendiendo las siguientes etapas:
proporcionar una primera capa en movimiento continuo (54) con una pluralidad de componentes (32) sobre la misma,
proporcionar una segunda capa en movimiento continuo (66) con una pluralidad de marcas de referencia (74) sobre la misma,
captar la distancia entre dos marcas de referencia (74) sucesivas,
generar una señal en respuesta a la distancia captada,
ajustar la longitud entre subsiguientes marcas de referencia (74) sucesivas a una distancia seleccionada,
unir entre sí las capas en movimiento continuo primera (54) y segunda (66), formando de esta manera una capa compuesta (54, 66),
captar la posición de cada marca de referencia (74) en relación con su componente asociado (32), en la capa compuesta (54, 66),
generar una señal cuando una de las marcas de referencia (74) está descolocada en relación con su componente (32),
procesar la señal de acuerdo con instrucciones preprogramadas, a fin de generar una señal de orden de velocidad, y
alinear una marca de referencia (74) subsiguiente con un subsiguiente componente respectivo (32),
comprendiendo el citado artículo absorbente:
un panel delantero (12),
un panel trasero (14),
un panel de la entrepierna (16) entre el citado panel delantero (12) y el citado panel trasero (14),
una zona designada (39) y
un gráfico (42,38) alineado de manera controlable en la citada zona designada (39) dentro de una tolerancia de en torno a más menos 6 milímetros.
9. Artículo, según la reivindicación 8, en el que la citada zona designada (39) se encuentra al menos en el citado panel delantero (12).
10. Artículo, según la reivindicación 8, en el que la citada zona designada (39) se encuentra al menos en el citado panel trasero (14).
11. Artículo, según la reivindicación 8, en el que la citada zona designada (39) se encuentra al menos en el citado panel de la entrepierna (16).
12. Artículo, según la reivindicación 8, comprendiendo además paneles laterales elásticos (18) unidos a los citados paneles con un par de costuras (20) para formar una abertura de la cintura (22) y un par de aberturas de la piernas (24).
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