KR100253640B1 - 이동 기판 상에 구성 요소를 절단하여 배치하는 것을제어하기 위한 방법 및 장치에 의해 제조된 물품 - Google Patents

Abstract

웨브 재료의 소정의 단편을 선택적으로 제공하기 위한 독특한 장치 및 방법은 웨브 재료를 제공하기 위한 공급 장치를 포함한다. 제1 감지 장치는 선택된 웨브 단편과 관련된 적어도 하나의 참조 표시 데이타를 발생시키기 위하여 웨브 재료 상의 참조 표시를 검출한다. 분리 장치는 적어도 하나의 분리 데이타를 제공하기 위한 센서 장치를 포함하고, 웨브 단편의 제조 중에 분리 영역을 따라 웨브 재료를 분할한다. 위상 조정 장치는 제1 감지 장치에 의하여 검출된 참조 표시 및 분리 장치에 의한 분할 사이의 상대적 위상을 제어한다. 상기 위상 제어는 설정 참조 값에 대해 실행된다. 조립 장치는 웨브 단편을 기판 상에 배치하고, 제2 감지 장치는 분리 데이타에 대응하는 적어도 하나의 위치 데이타를 생성하기 위해 참조 표시에 대한 분리 영역의 상대적 위치를 별도로 감지한다. 위치 상관 장치는 웨브 단편과 관련된 적어도 하나의 비교 데이타를 생성하고, 데이타 처리 장치는 갱신된 설정 참조 값을 생성하기 위해 비교 데이타를 평가한다. 참조 값 조정 장치는 갱신된 설정 참조 값을 편입시키기 위하여 위상 조정 장치를 선택적으로 조정한다.

Description

이동 기판 상에 구성 요소를 절단하여 배치하는 것을 제어하기 위한 방법 및 장치에 의해 제조된 물품 {ARTICLE MADE BY METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING THE CUTTING AND PLACEMENT OF COMPONENTS ON A MOVING SUBSTRATE}

본 발명은 이동 기판 재료 상에 구성 요소를 선택적으로 성형하여 배치하기 위한 독특한 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히 본 발명은 이동 기판층 상에 각기 별개의 그래픽을 포함하는 분리된 웨브 재료의 패치를 절단하여 배치하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

이동 웨브의 품질을 검사하기 위하여 다양한 사진/광학적 기술이 사용되어 왔다. 예를 들어 1984년 6월 7일에 공고된 제이. 쿠시의 PCT 출원 WO 84/02190호는 종이나 판지의 두께의 방향으로 충전재 및/또는 피복재의 분배를 비파괴적으로 측정하기 위한 절차 및 수단을 설명한다. 재질의 구성 요소의 특성 X레이 방사를 유도하기 위하여 방사성 동위 원소로부터의 방사선이 사용된다.

1984년 6월 26일 이. 랭버그에게 허여된 미합중국 특허 제4,456,374호에는 기판 상의 코팅의 유무를 결정하기 위한 방법 및 장치가 설명되었다. 이 기술은 기판을 광 유도 장치와 광학적 접촉을 이루도록 배치하고 방해된(frustrated) 전체 내부 반사의 원리를 이용한다. 코팅된 표면으로부터 산란되는 빛은 감시되어 코팅의 존재를 나타낸다.

1984년 12월 25일자로 피. 시엘로에게 허여된 미합중국 특허 제4,490,618호는 종이 혹은 옷감 등의 섬유질 웨브의 표면을 분석하는 장치를 설명한다. 이 장치는 한 면이 소정 압력으로 섬유질 웨브과 접촉하도록 위치한 프리즘 구조를 포함한다. 시준된 빛은 프리즘으로 진행되며 프리즘을 통하여 접촉 표면으로부터 반사된 빛은 감지기로 진행된다. 감지기는 접촉 표면에서 회절된 빛뿐만 아니라 접촉 표면에 의하여 반사된 빛을 감지하여 섬유질 웨브의 표면 상태를 나타낸다.

1990년 9월 11일 에이치. 나까가와 등에게 허여된 미합중국 특허 제4,955,265호는 프린트 패턴을 가진 웨브를 절단할 수 있는 웨브 절단 위치 제어 시스템을 설명한다. 이 시스템은 웨브를 절단하기 위한 절단 실린더의 회전 펄스를 계수하는 계수기를 포함하여 웨브과 절단 실린더가 정상적인 상대 위치에 있을 때의 값을 나타내는 참조값과 동기 표시(synchronizing mark)가 감지시의 펄스 계수를 비교하고, 두 값이 상호 같아질 때까지 보상 롤러의 동작을 제어함으로써 웨브과 절단 실린더의 상대적 위치가 정상적 상대 위치가 되도록 제어한다.

1989년 1월 3일 엠. 위트록 등에게 허여된 미합중국 특허 제4,795,510호는 흡수성 물건의 외부 커버 재료 상에 재료의 강화 패치를 부착하는 기술을 설명한다. 이 기술은 나이프 롤(knife roll) 및 진공 슬립 모루 롤(vacuum slip anvil roll)을 사용한다.

1980년 9월 17일 공고되고 SICK GmbH에 허여된 영국 특허 제1,575,140호는 재료의 이동 웨브 상에 주름이나 기타 표면의 불규칙함을 점검하기 위한 전자 광학적 모니터링 시스템을 설명한다. 이 모니터 장치는 웨브의 곡면에 대하여 약간 비스듬한 각도로 날카롭게 한정된 빛을 투사한다. 광전자 광 감지 수단은 광선으로부터 빛을 감지하여 출력 신호를 발생한다. 출력 신호는 불규칙성의 도입에 응답하여 광선으로 변한다.

상술한 종래의 장치 및 기술은 웨브 단편의 변수를 허용 가능한 사양 내로 유지하면서 소정의 웨브 재료의 단편을 제조하기 위하여 절단 혹은 기타 분리 공정을 자동적으로 조정하는데 그다지 효과적이지 못하였다. 그 결과 웨브 재료가 웨브의 길이를 따라 적절하지 못한 위치에서 절단되어, 최종의 부정확한 웨브의 단편으로 인하여 사양에 맞지 않는 제품이 생산될 수 있었다. 따라서 생산 라인은 과도한 생산 중단 시간을 가지게 되고 생산성이 저하되는 문제가 발생하였다.

본 발명은 웨브 재료의 소정의 단편을 선택적으로 제공하기 위한 독특한 방법 및 장치를 제공한다. 일반적으로, 그 장치는 웨브 재료를 제공하는 공급 수단과 웨브 재료 상의 참조 표시(reference mark)를 검출하고 선택된 웨브 단편과 관련된 적어도 하나의 참조 표시 데이타를 생성하는 제1 감지 수단을 포함한다. 분리 수단은 웨브 단편의 제조 과정에서 적어도 하나의 분리 데이타를 제공하고 분리 영역을 따라 웨브 재료를 절단한다. 위상 조정 수단(phase regulating means)은 제1 감지 수단에 의하여 감지된 참조 표시와 분리 수단에 의한 웨브 재료의 분할 사이의 상대적 위상을 제어한다. 위상 제어는 설정된 참조 값(set reference value)에 대하여 실행된다. 조립 수단은 웨브를 기판 상에 배치하며, 제2 감지 수단은 별도로 참조 표시에 상대적인 분리 영역의 위치를 감지하여 적어도 하나의 위치 데이타를 발생시킨다. 위치 상관 수단(location correlating means)은 위치 데이타를 평가하여 새로운 설정 참조 값을 생성하고, 참조 조정 수단(reference regulating means)은 갱신된 설정 참조 값을 편입시키기 위하여 위상 조정 수단의 선택적 조정을 수행한다.

본 발명은 또한 소정의 웨브 재료의 단편을 선택적으로 제공하기 위한 독특한 방법을 제공한다. 일반적으로 상기 방법은 웨브 재료를 주어진 속도로 공급하는 단계 및 웨브 재료 상의 참조 표시를 검출하여 선택된 웨브 단편과 관련된 적어도 하나의 참조 표시 데이타를 생성하는 단계를 포함한다. 분리 데이타가 제공되면 웨브 재료는 웨브 단편을 제조하는 과정 중 분리 영역을 따라 분할된다. 참조 표시의 감지와 웨브 재료의 분할 사이의 상대적 위상이 제어된다. 위상 제어는 설정된 참조 값에 대하여 실행된다. 웨브 단편은 기판 상에 위치되고, 참조 표시에 상대적인 분리 영역의 위치가 별도로 감지되어 최소한 하나의 위치 데이타를 생성한다. 위치 데이타는 갱신된 설정 참조값을 생성하기 위하여 평가되며, 새로운 설정 참조값을 편입시키기 위하여 위상 제어 단계가 조정된다.

본 발명의 물품 형태는 밑판 층(backsheet layer) 및 상기 밑판 층과 인접하여 대면하도록 배치된 액체 투과성 상판 층을 포함한다. 상판 층과 밑판 층 사이에는 흡수 패드가 삽입되어 있고, 비교적 작은 웨브 재료의 패치가 상기 밑판 층의 내향 혹은 외향 표면에 부착된다. 웨브 패치는 소정의 전체적인 그래픽 세트와 적어도 하나의 참조 표시 부분을 가진다. 참조 표시는 상호 연결된 다수의 그래픽 세트로부터 소정의 그래픽 세트를 선택적으로 분리할 수 있도록 구성된다.

본 발명은 고속의 웨브 이동을 효과적으로 평가하고 제어하여 선택된 구성 요소의 배열 및 상대적 배치를 확실하게 한다. 특히, 본 발명은 제조 공정 중의 각각의 물품에 관한 정확한 실시간 정보를 제공할 수 있으며, 구성 요소의 원하는 배열 및 배치를 제공할 수 있도록 공정 라인을 신속하게 조정할 수 있다. 따라서 향상된 품질과 저하된 손실 수준을 갖는 개량된 물품이 제조될 수 있다. 본 발명의 내용 및 그 장점은 첨부된 도면 및 이하의 상세한 설명을 참조하여 명백히 이해될 수 있다.

제1도는 본 발명에 따른 장치의 개략도.

제2도는 웨브 재료 상의 참조 표시 수단을 더욱 상세히 도시한 본 발명에 따른 장치의 개략도.

제3도는 다수의 연결된 물품으로 구성된 합성 웨브를 도시한 도면.

제3a도는 본 발명에 따른 개개의 물품이 부분적으로 절취된 예를 도시한 도면.

제4a도 및 제4b도는 펄스 인코더에 의하여 발생되는 펄스 신호를 도시한 도면.

제5도는 참조 표시를 통하여 절단선의 위치를 감지하는 센서에 의하여 발생하는 펄스 신호를 도시한 도면.

제6도는 그 위에 일련의 참조 표시 및 일련의 개개의 소정의 그래픽 세트가 인쇄된 웨브 재료의 평면도.

제7도는 본 발명에 따른 기술에서 사용되는 데이타 신호의 흐름의 개략적 블럭도.

제8도는 본 발명에서 사용되는 제어 체계의 블럭도.

제9도는 본 발명의 피치 거리, 위상 조정 장치에서 사용되는 트랙킹 기술의 블럭도.

제10도는 2개의 참조 표시를 가진 웨브 단편 패치 및 이에 응답하여 발생하는 대응 신호 펄스를 도시한 도면.

제11도는 하나(즉 전체)의 참조 표시를 가진 웨브 단편 패치 및 이에 응답하여 발생하는 대응 신호 펄스를 도시한 도면.

제12도는 본 발명에서 사용되는 공정 제어 메카니즘의 블럭도.

제13도는 본 발명에 따른 제어 시스템의 더욱 상세한 블럭도.

제14도는 본 발명의 피치 거리 보상 및 위상 조정 방식의 블럭도.

제15도는 위상 조정을 제공하기 위하여 사용되는 버퍼 탐색의 단순화된 예를 도시한 도면.

제16도는 적분 제어를 통하여 발생한 위상 조정의 단순화된 예를 도시한 도면.

제17도는 본 발명의 위상 조정 메카니즘에 사용되는 버퍼 탐색 과정의 흐름도.

제18도는 본 발명에서 사용되는 '비교' 과정의 더욱 상세한 흐름도.

제19a도 및 제19b도는 웨브 단편 패치 각각의 위치(위상) 오차를 결정하기 위한 과정의 흐름도.

제20a도 및 제20b도는 본 발명에서 사용되는 갱신된 설정점 값을 자동적으로 결정하기 위한 과정의 흐름도.

제21도는 본 발명의 '자동적 설정점'을 찾기 위하여 사용되는 데이타의 흐름을 도시한 도면.

제22도는 설정점 값의 실행 평균을 계산하는 예를 도시한 도면.

제23a도 및 제23b도는 본 발명에서 사용되는 갱신된 기어비 값을 결정하기 위한 과정의 흐름도.

제24도는 기어비 값을 결정하는 양호한 방법의 예를 도시한 도면.

제25도는 기어비 값을 결정하기 위한 또 다른 방법의 예를 도시한 도면.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20 : 웨브 공급

22 : 웨브 재료

24 : 센서

26 : 참조 표시

28 : 웨브 단편

30 : 나이프 롤

31 : 모루 롤

33 : 절단 위치

34 : 스톰퍼 롤

36 : 기판

45 : 컴퓨터

48 : 기어비 제어부

49 : 분배된 제어 시스템(DCS)

52 : 합성 웨브

54 : 흡수 패드

74 : 근접 스위치

77 : 참조 인코더

78 : 공급 롤러

80 : 서보 모터

86 : 모니터 시스템

제1도를 참조하면, 소정의 웨브 재료의 단편을 선택적으로 제공하기 위한 본 발명의 예시적 장치는 웨브 재료(22)를 공급하기 위하여 웨브 공급 롤(20) 및 공급 롤러(78) 등과 같은 공급 수단을 포함한다. 센서(24)와 같은 제1 감지 수단은 웨브 재료(22) 상의 참조 표시(26; 제2도)와 같은 표시 수단을 감지하여 선택된 웨브 단편(28)과 관련된 최소한 하나의 참조 표시 데이타를 발생한다. 나이프 롤(30) 및 모루 롤(31; anvil roll) 등의 분리 수단은 최소한 하나의 분리 데이타를 발생하고 웨브 단편의 제조 과정에서 분리 영역(32)을 따라 웨브 재료(22)를 분할하기 위하여 근접 스위치(proximity switch; 74) 등과 같은 표시 수단을 포함한다. 스톰퍼 롤(stomper roll; 34) 등과 같은 조립 수단은 웨브 단편(28)을 기판(36) 상에 위치시킨다. 기어 박스(81)가 달린 서보 모터(80) 및 가변속 전자 드라이브(38) 등의 위상 조정 수단은 제1 감지기(24)에 의하여 감지된 참조 표시와 절단 위치(33)에서의 분리 수단에 의하여 이루어지는 웨브 재료(22)의 분할 사이의 증분되는 상대적 위상을 제어한다. 증분되는 위상 조정은 제어 시스템(49)에 의하여 사용되는 설정점(set point) 등과 같은 설정 참조 값(set reference value)에 대하여 실행된다. 제2 감지기(40)와 같이 원격으로 위치된 제2 감지 수단은 최소한 하나의 위치 데이타를 발생하기 위하여 연관된 참조 표시(26)에 대하여 분리 영역(32)의 상대적 위치를 별도로 감지한다. 컴퓨터(45) 내에 위치 평가기(42)를 포함하는 메카니즘과 같은 위치 상관 수단은 갱신된 설정 참조 값을 발생하기 위하여 위치 데이타를 평가한다. 본 발명의 특징에서, 위치 상관 수단은 웨브 단편에 관련한 최소한 하나의 비교 데이타를 발생한다. 컴퓨터(45)의 데이타 처리부(44) 및 분배 제어 시스템(49)의 일부분 등과 같은 데이타 처리 수단은 갱신된 설정 참조 값을 발생하기 위하여 비교 데이타를 평가한다. 참조 조정기(46)와 같은 참조 조정 수단은 갱신된 설정 참조 값을 편입시키기 위하여 제어 시스템(49)을 선택적으로 조정한다.

본 발명의 특징은 또한 컴퓨터(45)의 기어비(gear ratio) 제어부(48)와 같은 기어비 제어 수단을 포함한다. 기어비 제어기는 웨브 공급 롤(78)에 의하여 웨브 재료(22)가 공급되는 상대적 속도를 선택적으로 조정할 수 있다.

IBM 호환 가능 퍼스널 컴퓨터(PC) 등의 데이타 입력 장치(88)는 사용자가 본 발명의 방법 및 장치에 임의의 원하는 작동 변수를 제공할 수 있도록 사용된다. 이에 적절한 컴퓨터의 예는 COMPAC III 퍼스널 컴퓨터이다. 또한 NEMATRON 디스플레이 장치 같은 모니터 시스템(86)이 작동 데이타 및 시스템 상태를 표시하기 위하여 사용될 수 있다. 적절한 디스플레이 모니터의 예는 미시간주 앤 아버에 위치한 인터페이스 시스템사의 자회사인 NEMATRON 사의 NEMATRON IWS 1523 캐소드 레이 튜브(CRT) 장치이다.

본 명세서에서 데이타(datum; data) 및 신호(signal) 등의 용어는 일반적 의미로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시 중 생성되는 다양한 형태의 특성화 정보를 지칭하기 위하여 사용된다. 상기 정보의 형태는 기계적, 자기적, 전기적 혹은 전자기적 임펄스 혹은 이들의 조합 형태를 포함할 수 있으나 이들 형태로 한정되는 것은 아니다.

이하의 상세한 설명은 연결된 다수의 흡수성 물품을 구성하기 위하여 사용되는 구성 층으로서의 기판 층(36)에 대하여 이루어진다. 상기 흡수성 물품이란 1회용 기저귀, 실금대, 생리대, 용변 연습용 바지(training pants), 모자, 가운, 휘장 등을 말한다. 그러나 본 발명에 따른 방법 및 장치가 다른 형태의 기판 및 다른 형태의 물품에도 역시 사용될 수 있음은 명백하다. 본 명세서의 설명에 있어서 '구성 요소'라는 용어는 탄성 띠나 흡수 패드 등의 구조적 부재뿐만 아니라 절단 연부 등의 선택된 영역을 지칭하기 위하여 사용된다. 이는 또한 웨브 재료(22), 기판(36) 혹은 합성 기판 어셈블리 등의 선택된 구조를 포함할 수 있다. 이하의 상세한 설명은 웨브 조각 혹은 단편의 상대적 배치를 결정 및 제어하는 것에 관한 것이지만, 본 발명의 장치 및 방법은 기판(36) 상에 탄성 띠, 흡수 패드, 탭, 테이프 등의 기타 구성 요소의 상대적 위치를 결정하고 제어하기 위하여 사용될 수 있음이 명백하다.

제3도에 예시된 실시예에서, 기판(36)은 합성 웨브(52)의 층 부분을 포함하는데, 이는 다시 연결된 다수의 1회용 기저귀 물품(50)을 나타낸다. 예를 들어 기판(36)의 도시된 실시예는 폴리에틸렌계 필름 층과 같이 실질적으로 불투수성인 밑판 재료로 구성된 이동층이다. 기판(36)은 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리플로필렌 등으로 구성된다. 흡수 패드(54) 및 테이프 부착 패치(28) 등의 다수의 추가 구성 요소는 기판(36)에 조립되어 연결된 다수의 기저귀 물품(50)으로 제작된다. 도시된 합성 웨브(52)은 기판(36)의 종방향(machine direction; 90)으로 실질적으로 규칙적으로 이격된 패드(52)를 포함한다. 개개의 인접한 패드는 이산 거리(92) 만큼 서로 이격하여 있다. 제조 공정 중에, 연결된 기저귀는 제3a도에 예시된 바와 같이 낱개의 물품을 형성하도록 절단된다.

제3a도를 참조하면, 기저귀 물품(50)의 모든 탄성 개더가 제거된 상태에서 완전히 펼쳐진 상태로 예시되었다. 이 물품은 일반적으로 밑판 층(236)과 실질적으로 투수성을 가지고 밑판 층과 인접하여 면하도록 위치하는 상판 층(239)을 포함한다. 상판 층과 밑판층 사이에는 흡수 패드(54)가 삽입된다. 도시된 실시예에서 상판 및 밑판은 실질적으로 동일한 크기를 가지며 흡수 패드에 비하여 상대적으로 크다. 따라서 상판 및 밑판의 가장자리 부분은 흡수 패드의 둘레 밖으로 연장하여 전면 및 후면 허리 밴드 연부 및 횡 측면 연부를 형성한다. 웨브 재료(228)의 상대적으로 작은 패치가 밑판층의 내향 혹은 외향 표면에 부착된다. 예를 들어 패치(228)는 기저귀의 전면 허리 밴드부에 부착 영역을 제공할 수 있으며, 재부착 가능 접착 테이프 시스템의 구성 요소를 포함할 수 있다. 상기 패치는 기저귀의 상태 검사나 몸에 잘 맞도록 하기 위하여 접착 고정 테이프를 접착, 탈착 및 재접착시킬 수 있는 적합한 표면을 제공하도록 구성되고 배치된다.

웨브 단편 패치를 형성하기 위하여 사용되는 웨브 재료는 물품의 사용 목적에 맞는 임의의 재료일 수 있다. 예를 들어 패치가 재부착 가능 테이프 부착 영역을 제공하는 경우에, 웨브 재료는 접착 테이프 부착 시스템에 기능상 호환 가능하도록 선택되고 구성된다. 적절한 재료는 폴리에스테르, 정향 폴리프로필렌, 비정향 폴리프로필렌 등으로 구성된 웨브를 포함한다. 웨브의 표면은 상당히 매끈하거나 선택적으로 거칠게 처리되거나 기타 원하는 특성을 가지도록 처리될 수 있다. 특정 실시예에서, 웨브 재료는 마이크로 엠보싱 표면으로 구성된 비정향 폴리프로필렌의 층이다.

패치 위에는 전체를 이루는 소정의 그래픽(229)의 세트가 자리잡는다. 개개의 기저귀 상에 선택되는 그래픽 세트는 분리되고 개개가 전체인 구성을 포함한다. 제조된 기저귀의 연속체로부터 절단된 연속되는 기저귀에 대해, 분리된 구성은 그래픽 세트에 따라 급격히 변화하고, 따라서 기저귀마다 상이한 그래픽을 가지는데, 이는 웨브 재료의 공급 롤 상에 형성된 인접한 그래픽 구성 간에는 연속성이 없기 때문이다. 상기 구성은 다양한 형태의 그래픽, 즉 그림, 글자 및 이들의 조합 등으로 이루어진다. 예를 들어 그래픽 세트는 동요, 가사, 동화 그림, 숫자나 알파벳 세트 등의 교육 보조용 그래픽을 포함할 수 있다.

밑판(236)은 전형적으로 폴리에틸렌 필름 등의 불투수성 중합체 필름을 포함한다. 예를 들어, 밑판은 뉴저지주 사우스 플레인 피일드에 위치한 에디슨 플라스틱사와 일리노이주 셤버그에 위치한 콘솔리데이티드 서모플라스틱사의 제품인 0.00318 cm(0.00125 인치) 두께의 미세 엠보스된 폴리에틸렌 시트를 사용할 수 있다. 또는 밑판은 원하는 수준의 불투수성을 가진 비직조 재료를 포함할 수 있다. 또한 밑판은 외부 커버에 통기성을 제공하기 위하여 선택된 수준의 수증기 등의 가스 투과성을 갖도록 제조될 수 있다.

상판(239)은 전형적으로 직조되지 않은 스펀본드(spunbond) 웨브로서 평방 야드당 0.7 온스의 기본 중량을 가지고 2.5 - 3 데니르 두께의 섬유로 구성된다. 선택적으로 상판은 상호 결합된 2중 콤포넌트(bicomponent) 섬유로 구성된 비직조 웨브로 이루어지는데 이는 폴리에스테르 코어, 폴리에틸렌 시드(sheath) 결합 섬유로 구성된 본드 카드된(bonded-carded) 웨브 등이다. 예를 들어 섬유는 공기 통과 결합 혹은 적외선 결합 등에 의하여 결합되어 원하는 촉감 및 액체 취급 특성을 가진 웨브를 형성한다. 적절한 2중 콤포넌트 섬유는 BASF사 및 훽스트 셀라네즈사에 의하여 생산된다. 패드(54)는 전형적으로 공기 레이드 나무 펄프 보풀(fluff) 등의 셀룰로스 재료로 구성된다. 패드는 또한 셀룰로스 섬유와 합성 중합체 섬유의 공기 레이드 혼합물로 구성된 성형 재료를 포함할 수 있다. 또한 패드는 선택적으로 펙틴, 카르복시메틸 셀룰로스, 구아 검, 폴리사카라이드, 교차 결합 합성 중합체 등의 초흡수성 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어 약하게 교차 결합된 폴리아크릴 산의 알칼리 금속 염으로 구성된 중합체가 적절한 초 흡수성 재료로 알려져 있다. 초흡수성 재료는 스톡하우젠사, 훽스트 셀라네즈사, 다우케미컬사 등에서 생산된다. 각각의 패드(54)는 또한 패드의 구조적 일체성을 증대시키기 위하여 티슈 랩(tissue wrap)을 포함할 수 있다.

종래의 기저귀는 레그부 탄성체, 허리부 탄성체, 접착 고정 테이프, 기계적 고정 장치, 내부 폐기 포장 플랩 등의 특별한 구성 부품이 변형, 변경 및 추가될 수 있다. 예를 들어 제3a도를 참조하면, 레그 탄성 부재(56)는 각각의 패드(54)의 측면 연부(58)에 인접한 밑판(236)에 고정될 수 있다. 또한 허리 탄성 부재(60)는 개개의 패드의 단부 연부(62)에 인접한 밑판에 고정될 수 있다. 종래의 구조에서 다양한 탄성 부재는 밑판 층과 상판 층 사이에 삽입된다. 탄성화된 포장 플랩 구조를 포함하는 기저귀가 예를 들어 1987년 11월 3일자로 케이. 엔로에게 허여된 미합중국 특허 제4,704,116호 '탄성화된 측면 포켓을 가진 기저귀'에서 설명되었으며, 이는 본 명세서에 개시된 내용과 일치한다.

기저귀(50)의 다양한 부품은 접착 결합, 열 결합 혹은 초음파 결합 등의 여러 가지 적절한 종래의 기술에 의하여 부착된다. 전형적으로 고온 용융된 접착제가 선형, 구형 또는 소용돌이 형상으로 도포되어 탄성체들을 밑판(236)에 부착하고 밑판의 가장 자리를 이에 대응하는 상판의 가장 자리에 부착시킨다. 접착제는 고온 용융 접착제이거나 압력 감응 접착제 등을 사용할 수 있다. 원하는 경우에 접착제를 종래의 스프레이 기술이나 소용돌이형 필라멘트 기술에 의하여 도포할 수 있다. 유사한 방법으로 밑판(236)과 상판 층 모두 또는 하나를 패드(54)에 부착시키기 위하여 접착제가 사용될 수 있다. 양호한 경우에, 밑판(236)의 측면 연부(64)는 선택된 부분을 제거하여 윤곽이 나타날 수 있다. 예를 들어 각 기저귀의 다리 부분의 개방부에 해당하는 선택된 연부 부분을 물 절단기 등의 절단 수단으로 절단할 수 있다.

기저귀(50)는 전형적으로 기저귀를 착용자에 고정시키기 위한 접착 테이프 탭(41)을 포함한다. 재부착 테이프 시스템을 제공하기 위하여, 기저귀는 그 밑판의 내부 혹은 외부 표면에 고정된 웨브 단편(28)과 같은 강화재의 패치를 포함할 수 있다. 본 명세서에 개시된 바와 같은 재부착 테이프 시스템에 적절한 부착 영역 패치가 1988년 6월 28일 피. 파즈테르닉에게 허여된 미합중국 특허 제4,753,649호 '재부착 테이프를 가진 1회용 기저귀용 필름 강화재'에 설명되어 있다.

기저귀(50) 등의 1회용 흡수성 물품 상에 위치한 재료의 패치는 통상 그래픽이 있는 영역을 가지는데, 그래픽은 웨브 재료가 감긴 방향으로 연속적으로 변하는 패턴을 가지도록 배열된 그래픽을 가진 웨브 재료의 공급 롤로부터 주어진다. 웨브 상의 그래픽은 그림 및/또는 단어의 반복되는 패턴을 포함하나 그래픽의 특정한 부분이 별개의 하나의 완전한 구성을 이루지 않을 수 있다. 대신, 웨브 재료의 임의의 특정 부분의 그래픽이 웨브 재료의 전후의 부분에 위치한 그래픽으로 연속적으로 변화한다. 그 결과, 웨브 재료는 개개의 단편 혹은 패치를 제조하기 위하여 길이의 방향으로 임의로 절단되거나 구분될 수 있다. 웨브 상의 그래픽은 웨브의 길이를 따라 단편마다 연속적으로 변화하기 때문에 연속적으로 절단된 패치에서 발생하는 특정한 그래픽의 증분은 구성상 불일치를 초래하지 않는다.

유아와 돌보는 사람 간의 유익하고 발전적 관계를 도모하기 위하여, 예를 들어 기저귀의 밑판에 전체적인 소정의 그래픽 세트를 가진 특이한 패치를 사용하는 것이 바람직하다. 각각의 그래픽 세트는 양호하게는, 그림, 글자 및 이들의 조합들의 전체 구성으로 이루어질 수 있다. 제6도에 예시된 바와 같이 각각의 웨브 단편은 길이(96)와 폭(98)을 가지며 가사, 동요, 숫자, 교육용 문구 등의 전체적인 소정의 구성을 가질 수 있다. 개개의 그래픽 세트는 그 자체로 하나의 완전한 구성을 이룬다. 웨브 재료(22) 상의 연속되는 그래픽 세트는 각각 불연속적으로 변화하는 분리된 그림이기 때문에 임의의 바로 인접한 두 그래픽 세트는 서로 관련이 없다. 그 결과 웨브 재료(22)를 개개의 웨브 단편으로 임의로 절단하면 미감이 좋지 않은 불완전한 그림이 생기고 관찰자에게 적절한 그룹의 정보를 제공하지 못한다.

본 발명은 특히 패치 형태의 웨브의 단편(28)이 각각 구별되고 온전한 형태의 그래픽을 가지도록 웨브 단편을 정확하게 형성시키는 기술에 관한 것이다. 개개의 웨브 단편은 분리되고 구별되는 그래픽 세트가 일련으로 배열된 웨브 재료(22)의 연속 롤을 선택적으로 분할하여 얻어진다. 본 발명에 따라 웨브 재료(22)가 단일의 원하는 그래픽 세트를 포함하는 적절한 소정의 단편(28)으로 절단되거나 기타의 방법으로 분리되는 것을 정확하게 제어할 수 있다.

웨브 재료(22)가 적절히 표시되고 제어 상태에서 절단되도록 하기 위하여, 웨브에는 제6도에 예시된 바와 같이 일련의 참조 표시(26)와 같은 참조 표시 수단이 제공된다. 참조 표시는 기능적으로 개개의 웨브 단편(28) 간의 경계를 표시한다. 참조 표시는 웨브 재료(22)의 기계 방향(90)을 따라 일정한 간격으로 규칙적으로 이격되거나, 동일하지 않은 간격으로 불규칙적으로 이격될 수 있다. 도시된 실시예에서 참조 표시는 웨브 재료(22)의 횡 측면 연부에 인접하여 위치하며 웨브 폭(98)을 부분적으로 가로지르는 폭(72)을 가진다. 선택적으로, 참조 표시(26)는 웨브 재료(22)의 횡방향(94)을 따라 다른 선택된 위치에 위치하거나 웨브(22)의 폭(98)을 완전히 가로지르는 폭(72)을 가질 수 있다. 예시된 참조 표시(26)는 분리된 길이(70)를 가지고 그 길이를 따라 연속적으로 연장된다. 다른 실시예에서 참조 표시는 길이를 따라 불연속적으로 연장될 수 있고, 일련의 점, 대시 혹은 기타 기계가 인지할 수 있는 패턴을 포함할 수 있다.

참조 표시(26)는 기계가 인지할 수 있는 임의의 신호 메카니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 참조 표시는 노치, 돌출부, 함몰부 혹은 구멍 등 웨브 재료 상의 물리적 불연속성을 포함할 수 있다. 유사하게 참조 표시는 자기적 불연속 영역, 전기적 불연속 영역 및 이들의 조합 영역을 포함할 수 있다. 본 발명의 예시된 실시예는 인지할 수 있는 전자기적 불연속성을 발생하는 방법을 사용하는 참조 표시 시스템을 사용할 수 있다. 특히 참조 표시(26)의 도시된 실시예는 가시 및/혹은 비가시 파장을 가진 빛의 강도의 감지할 수 있는 변화를 제공하는 광학적 표시를 제공한다.

참조 표시(26)는 원하는 크기 및 모양을 갖도록 형성될 수 있다. 예시된 구성에서, 표시는 일반적으로 기계 방향(70)으로 약 1.25 cm의 길이를 가지고 횡방향(72)으로 약 5 cm의 폭을 갖는다. 다른 길이 및 폭을 선택적으로 사용하는 것도 가능하다. 본 발명과 함께 사용되는 다양한 탐지 및 감지 수단은 웨브 재료 및 선택된 참조 표시 시스템과 호환성을 가져야 한다.

예를 들어 광학적 형태의 감지 수단이 사용될 경우, 참조 표시는 개개의 웨브 단편이 원하는 경계를 효과적으로 정하거나 기타 방법으로 표시하는 광학적 조도 상승 재료(OB)의 선정된 분리 영역으로 이루어진다. 제6도에 예시된 실시예에서 참조 표시(26)는 2개의 연속된 디자인 패턴 사이에 인쇄된 광학적 조도 상승 물질의 소정의 띠를 포함하는데, 적절한 색 감지기에 의하여 감지될 수 있는 색 구분 등의 구별 표시도 본 목적을 위하여 사용될 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명의 특별한 측면에서, 조도 상승 재료는 자외선에 반응하도록 만들어진다. 예를 들어 조도 상승 물질은 자외선을 흡수하여 이를 광학적 감지기가 감지할 수 있는 가시광선 스펙트럼으로 형광한다. 자외선은 20-400 나노미터의 파장을 가지는 전자기파이다. 적절한 조도 상승 물질은 시바가이기사의 UVITEX OB, 산도스사의 LEUCOPURE EGM 등이 있다. 기타 물질로서 크롬프턴 앤드 노울즈사의 INTRA WITE OB와 모베이 케미컬사의 PHORWITE K2002가 있다.

참조 표시 시스템이 자외선 감지 광학적 조도 상승 물질로 구성된 표시를 포함할 때, 감지 수단 및 탐지기 등으로 미네소타주 세인트폴에 위치한 식 옵틱 엘렉트로니크사(SICK OPTIK ELEKTRONIK, INC.)의 LUT1-4 모델의 SICK 탐지기 등의 적외선 작동 탐지기가 유용하게 사용될 수 있다.

제1도를 참조하면 자외선 탐지기 등의 제1 센서(24)는 웨브(22)에 인접하여 적절하게 위치되어, 이동하는 웨브에 자외선을 조사하고 웨브의 특별한 구성 요소로부터 발생하는 가시광선 신호를 수신한다. 특히 웨브(22)이 센서(24)를 통과할 때 센서는 각 참조 표시(26)의 양 모서리 중 하나 또는 모두를 감지할 수 있다. 양 모서리는 제1 센서(24)를 통과하는 웨브(22)의 이동의 방향에 따라 결정되는 참조 표시의 선단 및 미단에 대응한다. 센서(24)는 이에 대응하는 전기 신호를 발생하고 신호는 적절한 전기 도체(S24)를 통하여 컴퓨터(45)로 전달된다. 원하는 전기 신호 및 연관 데이타는 컴퓨터 내의 버퍼 혹은 적절한 저장 수단에 적절히 저장된다.

공급 롤러(78)는 웨브(22)을 웨브 공급기(20)로부터 접착제 도포기(66)를 통과하여 이동시키고 웨브 재료를 진공 슬립 모루 롤(31)로 공급한다. 접착제 도포기는 웨브 재료가 웨브 공급 롤(20)에서 풀려나올 때 웨브 재료의 표면에 적절한 패턴의 접착제를 배치한다. 접착제 도포 패턴은 필요에 따라 연속적일 수도 있고 비연속적일 수도 있다. 적절한 접착제 도포 시스템은 예를 들어 매사추세츠주 말보로에 위치한 애큐미터 래보러터리사에 의하여 제작된다. 예시된 실시예에서, 도포기(66)는 접착제를 웨브 재료(22)의 주 표면 상에 다수의 연속적 띠 모양으로 도포할 수 있는 접착제 도포 시스템을 포함한다. 예를 들어, 각각의 접착제 띠는 일반적으로 0.04-0.05 인치의 폭을 가진 연속 띠이다. 또한 인접한 접착제 띠는 웨브의 횡방향(94)을 따라 상호 약 0.03-0.04 인치 이격된다. 접착제는 연속되는 조립 공정에서 개개의 웨브 재료(28)를 기판(36) 상에 고정하기 위하여 사용된다.

공급 롤러(78)는 서보 드라이브 모터(80)에 의하여 구동되는데, 이는 적절한 기어 박스를 통하여 공급 롤러와 연결된다. 서보 모터는 오하이오주 클리블랜드에 위치한 릴라이언스 일렉트릭사의 HR2000 브러쉬 없는 교류 서보 모터가 사용될 수 있다. 예시된 실시예에서, 모터(80)는 또한 도포 시스템(67) 내의 기계 장치를 구동하기 위하여 결합될 수 있다. 구동 모터(80)는 구동 모터 인코더(82)에 결합된다. 구동 인코더(82)의 매 회전마다 인코더는 표시 펄스와 선택된 수의 위상 조정 펄스를 발생한다. 도시된 실시예에서 인코더(82)는 모터(80)의 매 회전마다 2500개의 위상 조정 펄스를 발생한다.

도포된 웨브 재료는 슬립 진공 모루 롤(31) 및 나이프 롤(30) 등으로 구성된 절단 메카니즘 등을 분리 수단으로 이동한다. 웨브 단편을 절단하고 이를 이동 기판 상에 부착하기 위한 적절한 방법 및 장치가 1989년 1월 3일 엠. 위트록 등에게 허여된 미합중국 특허 제4,795,510호 '기저귀 커버 재료에 강화재를 부착하는 공정'에서 설명되었다. 상기 발명 중 본 발명과 일치하는 부분이 본 명세서에 개시되었다.

예시된 실시예의 분리 수단은 진공 슬립 모루 롤(31) 및 나이프 롤(30)을 포함한다. 모루 롤(31)은 진공을 이용하여 웨브 재료(22)를 모루 롤의 외부 실린더형 표면에 고정시키고, 웨브 단편(28)을 기판(36)의 속도에 맞도록 적절히 가속시켜 기판 상에 적절히 위치시킬 수 있도록 구성되고 배치된다. 모루 롤(31)은 웨브 단편(28)을 부착시키기 위하여 모루 롤을 통과하는 기판(36)의 각각의 물품 길이(51) 마다 1회전을 하도록 성형될 수 있다. 또한 모루 롤은 1회전 당 하나 이상의 웨브 단편을 운반하도록 형성될 수도 있다. 예를 들어, 모루 롤(31)은 1회전 당 2개의 웨브 단편 패치를 운반하도록 형성될 수 있다.

모루 롤은 모루 롤과 선택적으로 대응하여 회전하도록 적절히 장착되고 연동된 플래그 표시기(flag indicator; 75)를 포함한다. 모루 롤이 1회전 당 1개의 웨브 단편을 운반할 경우, 플래그 표시기는 모루 롤과 공시적으로 대응하여 회전하도록 구성될 수 있다. 모루 롤이 1회전 당 1개 이상(예를 들어 2개)의 웨브 단편을 운반하는 경우, 플래그 표시기는 원하는 위치 간격마다 정확한 신호를 적절히 발생하기 위하여 비교적 빠르게(예를 들어 2배의 속도로) 회전하도록 구성되고 또한/또는 연동될 수 있다.

플래그(75)는 근접 스위치 센서(proximity switch sensor; 74)와 같은 제3 감지 수단에 의하여 감지될 수 있도록 구성되고 배열된다. 예시된 실시예에서, 플래그(75)는 자성 근접 스위치에 의하여 감지될 수 있는 자화된 재료로 구성된다. 따라서, 분리 수단은 본 발명에서 사용되는 분리 데이타를 제공함에 기여할 수 있는 적절한 센서를 포함한다. 특히, 근접 스위치(74)에 의한 플래그(75)의 감지는 분리 수단에 개개의 웨브 단편이 도달하였음을 나타내고 도달 데이타를 발생시킬 수 있다.

모루 롤(31)은 분리 수단의 작동을 여과 생산 라인과 일치시키기 위하여 기계 라인의 축과 작동식으로 연동된다. 예를 들어 모루 롤은 기계 라인 축과 기계적으로 연동될 수 있다. 도시된 실시예에서, 모루 롤(31)은 또한 참조 인코더(reference encoder; 77)에 동작적으로 결합되어 있는데, 이는 분리 수단 내의 다양한 구성 요소의 작동 위치를 감시하고 확인하기 위함이다. 적절한 참조 인코더의 예로서 캘리포니아주 칼스배드에 위치한 BEI 모터 시스템사의 2500 PPR 인코더(No. h25d-2500-abzc- 8830-led-sm18)를 들 수 있다. 참조 인코더(77)는 매 회전마다 표시 펄스 및 선택된 수의 페이징(phasing) 펄스를 발생시킨다. 예를 들어 모루 롤(31)이 1회전 당 2개의 웨브 단편을 이송하는 경우에 참조 인코더(77)는 양호한 경우 1개의 웨브 조각 당 1개의 표시 펄스와 2500 개의 페이징 펄스가 발생하도록 구성된다. 따라서 인코더(77)는 모루 롤의 1회전 당 2개의 표시 펄스와 5000 개의 페이징 펄스를 발생하도록 구성된다.

기판(36)이 모루 롤(31)을 통과하는 라인 속도는 전형적으로 공급 롤러(78)가 웨브 재료(22)를 모루 롤에 공급하는 속도보다 크다. 모루 롤(31)의 슬립 진공 성질은 기판(36)의 이동 속도와 일치시키기 위하여 웨브 조각(28)을 가속시키기 위한 메카니즘 및 기술을 제공한다. 모루 롤(31)의 외부 표면에서의 원주 속도는 기판(36)의 속도와 실질적으로 동일해지도록 구성될 수 있다. 웨브 재료(22)가 모루 롤(31)의 원주 속도보다 느린 속도로 이동할 때, 모루 롤의 주위 표면을 통하여 작용하는 진공은 웨브 재료(22)를 주위 표면에 흡착하는 동시에 웨브 재료가 모루 롤의 주위 표면 상에서 상대적으로 슬립되는 것을 허용한다. 일단 웨브 재료가 분리 영역(32)을 따라 절단되어 자유 웨브 단편(28)이 만들어지면, 웨브 단편과 모루 롤 표면 사이의 상대적 슬립은 종료되나 진공은 계속하여 웨브 조각을 회전하는 모루 롤의 표면에 부착시킨다. 모루 롤의 회전은 웨브 단편(28)의 속도를 기판(36)의 속도와 실질적으로 같아질 때까지 가속시켜 웨브 단편을 이동 기판 상에 위치시킨다. 적절한 시간에 스톰퍼(stomper) 롤(34)은 웨브 단편을 이동 기판에 효과적으로 압착하여 웨브 단편을 접착 본드로 결합시킨다.

나이프 롤(30)은 모루 롤(31)의 회전과 기어 또는 기타 방법으로 연동되어 모루 롤의 선택된 회전 수 마다 분리 영역(32)을 따라 웨브를 절단한다. 또는 모루 롤과 나이프 롤은 기어로 적절히 연동되어 모루 롤(31)의 각 회전 당 하나 또는 그 이상의 나이프 절단을 발생시킨다. 예를 들어 도시된 실시예에서 나이프 롤(30)은 모루 롤(31)의 매 회전당 2번의 나이프 절단을 발생하도록 연동되어 있다. 유사하게, 스톰퍼 롤(34)은 적절하게 기어 혹은 기타 방법으로 모두 롤(31)과 연동되어 각각의 웨브 조각(28)을 기판(36)에 압착하여 그들간에 원하는 본드 접착이 이루어지도록 한다.

구성 부분의 위치, 합성 웨브(52)의 영역 및 기저귀(50)와 같은 최종 제품의 영역을 정확하게 결정하고 제어하기 위하여, 본 발명은 라인 샤프트 인코더(line shaft encoder; 76) 등의 위치 표시 수단을 포함한다. 샤프트 인코더(76)는 합성 웨브(52)로부터 분리될 개개의 선택된 물품의 위치 및 존재에 대응하는 표시 펄스 데이타를 포함할 수 있는 기계 위치 참조 데이타를 제공한다. 표시 펄스 데이타는 또한 구성 요소의 상호 간 및 기판(36)과 합성 웨브(52)에 대한 상대적 위치 및 위상에 대응한다. 도시된 실시예에서 표시 데이타는 제4a도에 도시된 전기적 임펄스 신호의 형태를 가진다. 전기 신호는 적절한 전기 도체(S76)를 통하여 컴퓨터(45) 등의 적절한 프로세싱 장치로 공급된다. 도시된 실시예에서, 표시 펄스(101)는 물품의 길이(51)당 한 차례 발생하고, 이는 단일의 기저귀 물품에 대응하는 기계적 주기를 표시하기 위하여 양호하게 구성된다. 표시 펄스는 전형적으로 다양한 전기 신호와 장치 및 방법의 요소 사이의 위상 관계를 얻기 위하여 사용된다. 라인 샤프트 인코더는 본 발명의 장치를 통과하여 기판(36)을 이송하는 컨베이어를 움직이기 위하여 사용되는 구동 메카니즘(도시되지 않음)에 연결된다. 또한 라인 샤프트 인코더(76)는 스톰퍼 롤(34), 진공 모루 롤(31) 및 나이프 롤(30) 등의 기타 기계적 구성 요소와 연결된다. 특별한 배열에서는 본 발명의 방법 및 장치의 실시 중에 웨브 재료(22) 및 합성 웨브(55) 등의 웨브의 이동에 기계적 구성요소의 작동을 적절히 동기화시키기 위하여 선택적으로 제어될 수 있는 선택된 가변비 기어 박스가 포함될 수 있다.

라인 샤프트 인코더(76)는 규칙적인 페이징 펄스(104)를 발생하기 위한 계측 수단을 더 포함할 수 있다(제4b도). 도시된 실시예에서 라인 샤프트 인코더는 라인 샤프트의 매 회전 당 약 2000 페이징 펄스를 발생하여 한 물품(50) 당 2000펄스를 발생한다. 이 펄스들은 본 발명에 의하여 발생하는 다양한 전기 신호들간의 위상 및 위치 관계를 측정하는 척도로 사용되며 기판(36)에 연결된 선택된 구성 부품 사이의 거리를 측정하기 위하여 사용될 수 있다. 도시된 실시예에서, 페이징 펄스는 전기 신호의 형태이며 이는 적절한 전기 도체(S76; 제1도)를 통하여 컴퓨터(45) 및 연관 제어 시스템(49)으로 보내진다. 본 발명에서 사용되기에 적합한 샤프트 인코더 장치는 일리노이주 거니에 위치한 다이나파사의 모델 63 - P - MEF - 2000 - TO - OOGH90836이 있다.

절단 장치 이후의 공정에서, 제2 감지기(40)는 각 웨브 단편(28) 상에 잔류하는 참조 표시(26) 부분을 관측한다. 도시된 센서(40)는 자외선 감지기를 포함한다. 만약 웨브 단편(28)상의 분리 영역(32)이 참조 표시(26)를 통과하여 연장되면, 각각의 웨브 단편마다 센서(40)는 절단된 참조 표시로부터 4개의 연부를 감지할 수 있다. 만일 임의의 분리 영역(32)이 참조 표시(26)를 지나지 않으면, 센서(40)는 4개 미만의 참조 표시 연부만을 감지할 수 있다. 예를 들어, 웨브 단편(28) 상의 양 분리 영역이 모두 참조 표시(26)를 지나지 않으면, 센서(40)는 웨브 단편 상에서 단지 2개의 참조 표시 연부만을 감지할 수 있다. 감지된 참조 표시 연부에 대응하는 데이타는 특정한, 미리 발생된 분리 데이타에 대응하는 하나 또는 그 이상의 위치 데이타를 제공할 수 있다. 도시된 실시예에서, 위치 데이타는 적절한 전기 도체(S40)를 통하여 컴퓨터(45)로 보내지는 전기 신호로 변환된다.

센서(84)와 같은 선택적 제4 감지 수단은 기판(36) 상에 웨브 단편(28)의 존재에 관한 추가 정보를 제공하기 위하여 사용될 수도 있다. 예를 들어 센서(84)는 미네소타주 미네아폴리스에 위치한 배너 엔지니어링사의 BANNER 4-6 One-Shot Amplifier (SM 53E FOW/30 에미터 및 SM 53R FOW/30 감지기 장착) 등의 적외선 섬유 광 감지기가 사용된다. 센서(84)는 웨브 단편(28)의 연부를 찾아 참조 표시(26)의 존재에 상관없이 독립적으로 작동한다. 센서(84)로부터의 정보는 본 발명에 따른 방법 및 장치가 분리 영역(32)의 위치 오차를 수정하는 속도를 증가시키기 위하여 효과적으로 사용된다. 특히 센서(84)로부터의 신호 데이타는 분리 영역이 참조 표시(26)를 통과하지 않는 상황을 더욱 신속히 결정하고 수정하기 위하여 사용될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에서, 본 발명의 특정한 작동 요소가 상호 기어로 연동되어 있는 것으로 설명된다. 이 경우 기어 연동이란 기계적 기어 연동, 전기적 기어 연동 혹은 이들의 조합을 포함하는 의미로 사용된다. 일반적으로 '기어 연동'이란 용어는 선택된 장치 부품 혹은 공정 단계 사이에 원하는 속도 관계를 발생시키고 유지할 수 있는 배치를 지칭한다.

상술한 바와 같이 웨브(22) 상의 인접한 그래픽 세트는 한 그래픽 세트의 부분이 인접한 그래픽 세트의 부분과 불일치하도록 서로 관련이 없을 수 있다. 그 결과 제조 공정은 웨브 재료(22)를 정확히 절단하는 것이 가능해야 하며 각각의 웨브 패치 면이 하나의 완전한 그래픽 세트를 정확히 포함하도록 웨브 재료를 개개의 조각으로 절단하는 것을 제어하기 위하여 정합 제어 시스템이 요구된다.

공급 롤러(78)와 같은 풀림 및 피드 메카니즘이 물품 길이(51)만큼 기판이 이동할 때 약 하나의 웨브 조각을 제공하도록 구성되면, 풀림/피드 공정의 속도를 변화시켜 분리 영역(32)의 정합을 조정할 수 있다. 예를 들어 Relience HR 2000 가변 속도 전자 구동기 혹은 보정 모터에 의하여 구동되는 위상 수정 샤프트가 달린 기어 박스가 사용될 수 있다.

종래의 기술에서, 감지기 정보를 절단기의 작동 등과 같은 특정한 제조 작업에 일치시키기 위하여 '시프트-정합기(shift-register)' 구조가 사용될 수 있었다. 상술한 바와 유사한 종래 기술은 심한 공정 교란이 없는 제조 공정에는 만족스러운 결과를 얻을 수 있다. 심한 교란이란 공정 개시, 다양한 웨브 재료의 겹쳐 이음(splices) 및 재료 공급 롤의 비균일한 감는 작업에서 기인하는 웨브 재료의 비균일한 인장 등을 포함한다. 상기 교란 원인들은 많은 수의 피치가 부적절하게 배치되어 비용의 증가와 낭비를 초래할 수 있다.

종래의 기술은 또한 참조 표시를 감지하는 감지 수단 및 절단 메카니즘 사이의 거리에 민감하였다. 참조 표시 센서는 절단 메카니즘에 상대적으로 가까이 위치하여야 한다. 만약 센서가 멀리 위치한 경우, 즉 센서가 절단 장치 앞에 웨브 단편 길이의 25배 거리에 위치한 경우, 페이징 메카니즘 25 패치를 너무 빨리 페이징한다. 새로운 롤의 재료가 다 쓰인 롤에 겹쳐 이어질 때 새로운 롤의 패치의 그래픽 세트는 이전 롤의 그래픽 세트와 위상이 맞지 않을 경우 25매의 패치가 부정확하게 절단된다. 또한 인쇄 디자인 그래픽의 개개의 세트는 정확히 동일하게 이격되지 않을 수 있어서 감지기에 의하여 측정된 패치 그래픽의 상대적 위치가 웨브 재료가 절단 장치에 도달할 때의 패치 그래픽의 상대적 위치를 정확하게 나타내지 못할 수 있다. 감지기와 절단 장치 사이의 거리가 멀수록 오차가 커질 수 있다.

예시된 실시예에서, 공정 및 기계적 제약에 의하여 참조 표시 센서를 절단 장치와 가깝게 장착하기 어려운 경우가 있다. 특히 도포 시스템은 기저귀에 패치를 부착하기 위하여 강화 기판 상에 접착제를 도포한다. 도포된 접착제로 인하여, 웨브(22)의 도포된 면은 피드 롤에 접할 수 없다. 웨브(22)의 인쇄된 면에는 참조 표시(26)가 있으며, 이 면은 접착제가 도포되어 있다. 피드 롤 메카니즘은 웨브로의 접근을 제한할 수 있다. 나아가서 접착제 도포기의 근방에 위치한 센서는 접착제에 의하여 오염되기 쉽다. 결과적으로, 센서의 작동에 적합한 위치는 절단 위치(33)로부터 웨브 조각(패치) 길이의 약 25배에 달하는 상대적으로 먼 거리일 수 있다.

소정의 그래픽 세트의 크기 및 참조 표시 사이의 거리의 변화에 의하여 야기되는 문제의 이해를 돕기 위하여, 센서(24) 및 절단 위치(33) 간의 거리가 약 24.5 인치(패치 길이의 14배)이고 소정의 패치 길이(96) 당 웨브 단편 길이가 약 1.75 인치라고 가정하자. 만약 제어 시스템이 센서(24)에서의 참조 표시의 위치를 정확한 설정점 값으로 고정시킬 수 있으면, 원하는 웨브 단편을 절단 위치에 적절히 정합시킬 수 있다. 이러한 설정점 값의 버전은 이하에서 상세히 설명될 것이며, 이는 본 발명에서 사용되는 설정 참조 값에 직접적으로 상관될 수 있다.

그러나 실질적으로 소정의 그래픽 세트의 크기와 참조 표시 사이의 거리는 롤 내부 및 롤 사이에서 변할 수 있다. 예를 들어, 소정의 패치 치수는 1.75인치에서 약 1.76인치로 증가할 수 있다. 만약 제어 시스템이 패치를 감지기(24)에 정확한 선택 위치에 고정한다 하더라도, 실제로는 정합 위치에서 0.36 cm(0.14 인치) 벗어날 수 있다. 그러나 종래의 정합 제어 시스템은 이러한 오차를 적절히 보상하지 못하였다.

그러나 본 발명에 따른 장치 및 방법은 상대적으로 큰 공정 교란을 보다 양호하게 수용하며 모니터 및 제어 센서가 절단 위치로부터 상대적으로 먼 거리에 위치한 경우에도 소정의 웨브 단편의 절단 정합도를 적절히 제어할 수 있다. 본 발명은 또한 소정의 그래픽 세트의 크기 및 참조 표시 사이의 거리가 규칙적으로 또는 불규칙하게 변화하는 경우에도 이를 개량된 방법으로 제어할 수 있다.

본 발명에서 한 웨브 단편을 다른 단편과 분리시키기 위하여 웨브 재료 상에 실질적으로 균일하고 소정의 정합 참조 표시(26; 제6도)를 사용할 수 있다. 예를 들어, 도시된 실시예에서 참조 표시는 광학적 조도 상승 재료(OB)의 분리된 영역을 포함할 수 있다. 위상 조절 능력이 있는 서보 모터는 웨브 재료를 절단 장치에 공급하는 장치에 전자적으로 연동되어 있다. 이 장치의 기어비는 기저귀 제조 기계의 라인 속도에 대하여 작동 중에 수시로 변경될 수 있다.

기판 웨브 상의 OB 표시를 검출하는 센서는 나이프에서의 패치의 위치를 설정점에 의하여 특정된 고정 위치에 고정시키는 정합 제어 루프 내의 기타 센서들과 연결되어 사용된다. 이는 기저귀 길이당 정확히 하나의 패치 길이가 절단 장치에 공급되게끔 한다.

절단 후에 기판 패치 상의 OB 표시를 감지하는 감지기는 '설정 점 오차(set point error)'를 계산하기 위하여 사용된다. 이 값은 정합 제어 루프의 설정점을 조정하기 위하여 사용된다. 이러한 설계는 정합 제어 루프가 정확한 설정점을 유지하도록 한다.

웨브 재료의 피드비가 기저귀 길이 당 하나의 패치 길이에 가능한 한 근접하도록 기어비가 계산되어 신속하게 갱신된다. 이러한 구성은 참조 표시 사이의 간격의 임의의 변화를 보상할 뿐만 아니라 기어비의 수동 설정을 필요 없게 한다. 이 설계의 중요한 장점은 작동자로부터 단지 제한된 입력만을 받아 전자동으로 이루어지는 점이다.

본 발명의 실시예의 기본적 제어 구조가 제7도 및 제8도에 도시되었다. 제8도는 어떻게 제어 구조가 상호 일치하는가를 보여주는 다이아그램이다. 다이아그램의 우측에 절단 장치(35)를 지나 기판 재료(36)로 이동하는 웨브 재료(22)가 나타나 있다. 본 발명의 장치 및 방법은 절단 장치로 보내져 절단되는 웨브 재료의 양을 제어한다. 모루 롤과 절단 장치가 슬립 진공 성질을 가져서, 모루 롤은 모터(80)가 나이프 아래로 통과시키도록 허용된 모든 웨브 재료를 잡아당긴다.

본 발명의 위상 조정 수단은 참조 표시에 대하여 분리 영역을 정합시키기 위하여 분리 수단에 대한 웨브 재료의 이동을 선택적으로 증감시키는 정합 제어 수단을 포함한다. 일반적으로 말해서, 웨브 재료 공급 롤러(78)는 서보 모터(80)에 의하여 구동되며, 상기 모터는 다시 가변 속도 전자 구동 메카니즘과 같은 정합 제어 수단에 연결된다. 전자 구동 장치는 예를 들어 릴라이언스 일렉트로닉사 제품인 분배형 제어 시스템(Distributed Control System)과 같은 전자 제어 시스템(49)에 의하여 조정되는 HR 2000 모터 구동 콘트롤러를 포함할 수 있다. 상기 DCS 시스템은 릴라이언스 일렉트릭 오토맥스(Reliance Electric Automax) 프로세서 및 연관 하드웨어를 포함한다. 이는 절단 장치(예를 들어 모루 롤; 31)에 장착된 인코더(77)를 사용하여 라인 샤프트에 전기적으로 연동되어 있어서, DCS 장치는 생산 기계가 작동되는 중에 절단 장치(35)의 작동에 대하여 참조 표시 위치를 변경할 수 있어서 위상 조절 기능을 가진다. DCS는 또한 생산 기계가 작동되는 중에 시스템의 기어비를 변경할 수 있다.

제1 자외선 감지기(SICK #1)와 같은 제1 센서(24)가 절단 장치 앞에 가능한 한 가까이 장착된다. 센서(24)로부터의 신호는 참조 표시를 절단 장치에 대하여 일정한 위치에 유지시키기 위하여 위상 이동의 증감을 조정하는 프로세싱 경로와 제어 루프에 의하여 사용된다.

센서(24)의 신호는 또한 물품 길이(51) 당 하나의 패치 길이(96)를 풀어내기 위하여 필요한 특정한 이동량을 계산하기 위하여 기어비 프로세싱 시스템에 의하여 사용된다. 이 값은 기계 라인 샤프트의 이동에 대하여 공급 롤러(78)의 이동을 조정하기 위하여 사용될 수 있는 기어비로 변환될 수 있다.

참조 표시는 또한 제2 센서(40)에 의하여 감지되는데 제2 센서는 제2 자외선 감지기(SICK #2)를 포함할 수 있다. 센서(40)로부터의 신호 데이타는 상기 증분 페이징 제어 루프의 설정점을 계산하기 위하여 사용될 수 있다. 센서(40)의 신호는 또한 웨브 단편 패치의 형상이 제품 사양 내에 속하는지를 결정하기 위하여 사용될 수 있다.

도시된 실시예에서, 센서(24)는 참조 데이타를 제공하기 위하여 웨브 재료 상의 OB 참조 표시를 감지하고, 센서(40)는 위치 데이타를 제공하기 위하여 웨브 단편 패치 상의 OB 표시를 감지한다. 센서(40)에 인접하여 광섬유(FO) 적외선 센서(84)와 같은 다른 감지기가 장착된다. 센서(84)는 각각의 웨브 단편(28)의 연부를 감지하여 선택적으로 추가적 위치 데이타를 발생시킨다. 제3 센서는 근접 스위치(74)로서 이는 절단 장치에 장착되어 절단 위치를 표시하고 분리 데이타를 제공한다.

제7도 및 제8도를 참조하면, 구동 모터 인코더로부터의 신호와 함께 센서(24 및 40), 적외선 센서(84) 및 근접 스위치(74)로부터의 4가지 신호는 측정 및 필터링을 위하여 컴퓨터(45)로 송신된다. 컴퓨터는 예를 들어 VME 베이스 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 예시된 실시예에서 VME 장치는 뉴저리주 몬트베일에 위치한 래드스톤 테크놀로지사의 PME 68-23 CPU를 포함한다.

각각의 기저귀에 대하여 VME 컴퓨터(45)는 다음 3가지 주요 변수를 계산한다.

(a) 소정의 웨브 단편 패치(28)의 절단 장치에서의 예상되는 위치. 이는 도시된 실시예에서 특정 참조 표시(26)가 절단 위치(33)에서 예상되는 도달 및 중심 맞춤을 의미한다.

(b) 실제의 분리 영역이 분리 영역의 원하는 위치(목표)와 얼마나 가까운가를 나타내는 측정. 이는 도시된 실시예에서 각각의 분리 영역이 OB 참조 표시를 양분하기에 얼마나 근접하였는가를 측정함을 말한다. 이 변수는 '설정점 오차'로 불리며, 이는 이후에 새로운 설정점 값을 얻고 증분 위상 시퀀스(incremental phasing sequence)를 조정하기 위하여 사용된다.

(c) 기저귀 길이(51)당 하나의 웨브 단편 패치 길이(96)를 절단 장치(35)공급하도록 공급 롤러(78)를 적절히 작동시키기 위하여 요구되는 기어비.

VME 시스템(45)에서 계산된 상기 3 변수는 다음 기능을 수행하는 DCS 시스템(49)으로 보내진다.

(a) 웨브 재료의 나이프에서의 예상되는 위치가 설정점과 상이하면, 피드 롤러의 속도를 일시적으로 가속 혹은 감속하여 웨브의 위치를 조정한다. 이 동작은 '위상 조정' 혹은 '증분 이동'이라 불리며, 이는 '정합 제어 루프'를 포함한다.

(b) 도포부(35) 및 공급 롤러(78)를 작동시키는 최적 기어비가 평가된다. 최적 기어비는 웨브 재료가 기저귀 길이(51)당 하나의 패치 길이(96)의 비율로 절단 장치에 공급될 때의 기어비이다. 적절한 평가 기술은 VME 시스템으로부터 수신된 필터된 기어비 측정치를 평균하는 것이다. 그러면 서보 모터(80)는 절단 장치가 이 기어비를 따르도록 명령된다. 이는 '기어비 갱신 처리 순서'이다.

'설정점 오차' 및 나이프에서의 기판의 예상되는 위치(정합 데이타; registration data)는 정합 제어 루프의 새로운 설정점을 평가하고 갱신하기 위하여 사용된다. 이 처리 순서는 '자동적 설정점 발생'이라 불리며 다음 기술을 포함한다.

(a) 설정점 오차 데이타가 필터링 처리 순서를 통하여 실행되어 측정이 타당한가를 확인한다.

(b) 설정점 오차와 동일한 패치에 대응하는 나이프에서의 기판의 예상된 위치가 역시 필터링 처리 순서를 거쳐 실행되어 타당성을 검증한다.

(c) (a) 및 (b) 데이타가 모두 타당한 경우 두 값의 합의 '실행 평균(running average)'이 새로운 정합 루프 설정점을 평가하기 위하여 사용된다.

예상되는 위치:

절단기 위치에서의 웨브 단편의 위치를 예상하기 위하여 다음의 2가지 조건이 충족되어야 한다.

(a) 센서(24)로부터 절단 위치(33) 사이의 웨브 단편(22)의 인장력(즉 연장)의 변화가 무시될 수 있어야 하고,

(b) 공급 롤러(78)에서의 미끄러짐이 무시될 수 있어야 한다.

상기 2가지 조건은 절대적인 것은 아니며 어느 정도 위반될 수도 있음을 인식함이 중요하다. 본 발명의 자동적 설정점 발생 측면은 인장력의 가변성 및 웨브 재료의 미끄러짐에 의하여 야기되는 효과를 얼마간 양호하게 보상할 수 있다.

상기 2가지 조건을 기초로 하여, 소정의 그래픽 세트의 위치가 공급 롤러(78)를 구동하는 모터(80)에 연결된 인코더(82)의 위치에 의하여 정확히 결정될 수 있다. 웨브 단편의 크기 혹은 개개의 소정의 인쇄된 그래픽 세트의 크기에 관계없이, 센서(24)와 절단 위치(33) 간의 거리는 거의 동일하다. 연속적인 OB 참조 표시(26) 사이의 개별 거리는 종종 변화하지만, OB 표시 상의 소정의 지점은 고정되고 일정한 수의 인코더 계수(encoder counts)를 이동하여 센서(24)로부터 절단 위치(33)에 도달한다. OB 표시 상의 선택된 소정의 지점(따라서 인쇄된 웨브 단편 상의 소정 지점)은 예를 들어 OB 표시의 연부일 수 있다. 센서(24)와 절단 위치(33) 사이에 일정한 수의 인코더 계수(일정한 거리)를 가지는 구조적 형태는 웨브 조작이 절단 위치에 도달할 때 웨브 단편 프린트 특히 OB 표시의 위치를 예상하기 위하여 사용될 수 있다.

센서(24)와 분리 위치(33)가 상대적으로 멀리 떨어져 있기 때문에 발생하는 지연은 '시프트 레지스터(shift register)'를 사용하여 처리된다. 예를 들어, 센서와 절단 장치가 패치 길이의 14배만큼 떨어져 있을 때 센서에서 측정된 데이타는 14의 레지스터 길이를 가지는 시프트 레지스터로 보내진다. 그러면 시프트 레지스터의 출력은 절단기에 있는 패치를 표시하기 위하여 사용되고 센서 및 나이프 사이의 패치의 이동을 보상하기 위하여 여러 처리 순서가 사용될 수 있다.

그러나 종래의 시프트 레지스터 기술은 적절하지 못하였는데, 이는 허위 신호에도 영향을 받지 쉽기 때문이다. 예를 들어 감지기 출력에서 노이즈가 제거되지 않는 경우, 노이즈가 시프트 레지스터에 잘못 공급될 수 있다. 따라서 시프트 레지스터의 출력이 하나 혹은 그 이상의 단위만큼 벗어나게 된다. 이와 유사하게, 센서가 진정한 OB 표시를 감지하지 못하는 경우 시프트 레지스터의 출력이 또한 부정확하게 된다. 단지 하나의 오류 데이타는 시프트 레지스터의 모든 데이타를 부정확하게 시프트되게 한다. 이는 시프트 레지스터 기술의 바람직하지 못한 특성이다.

오류 측정의 영향을 최소화하기 위하여 본 발명은 제9도에 도시된 '트랙킹' 방법을 사용한다. 도시된 형태에서 웨브 단편 패치 길이(96)의 전체적 변화 범위는 하나의 패치 길이의 50 %를 넘지 않는다고 가정한다. 예를 들어, 센서와 절단기 사이의 통상의 간격이 14 패치 길이인 경우 인쇄 디자인 간격 (OB 표시 사이의 간격)은 센서와 절단기 사이에 13.5 미만 혹은 14.5 이상의 패치가 놓일 수 있도록 심하게 변화하지 않는다고 가정한다. 그러나 이러한 조건이 충족되지 못하더라도 심각한 지장이 생기는 것은 아니고 단지 성능상 약간의 저하가 생길 뿐이라는 점을 지적하고자 한다.

도시된 트랙킹 방법의 실시예에서 기준치로 '감지기와 절단기 사이의 고정 거리'를 사용한다. 이러한 형태의 제어의 주된 개념은 센서(24)와 절단 위치 사이에 일정한 물리적 거리가 있다는 것이다. 이는 OB 표시가 센서(24)로부터 나이프로 이동하려면 모터 인코더가 일정한 양의 펄스를 계수하여야 함을 의미한다. 도시된 실시예에서 고정된 기준 거리는 2 부분으로 나누어진다. 제1 부분은 인코더 계수기에서 측정된 일반적으로 일정한(그러나 선택 가능한) 단위 값이다. 이러한 일정한 단위 값은 예를 들어 센서(24)와 절단기 사이에 위치해야할 전체 패치 길이의 정수를 명시하기 위하여 선택될 수 있다. 패치 길이의 수는 인코더 계수의 형태로 적절히 표현될 수 있으며 트랙킹 '목표(target)'로 불릴 수 있다. 제2 부분은 인코더 계수기에서 측정된 나머지 단위 값으로 센서와 절단기 사이에 위치할 부분적 패치 길이를 나타낸다. 이 제2 숫자는 앞에서 언급한 정합 제어 루프의 '설정점(set point)'이라 불린다. 설정점 값은 설정 참조 값에 직접적으로 연관되며 설정점의 변화는 이에 대응하는 설정 참조값을 변화시키는 것이 명백하다.

본 발명의 특정한 형태는 예를 들어 18,000 인코더 계수의 '목표' 및 50 계수의 '설정점'을 가질 수 있다. 이러한 형태에서 18,000 계수는 1.75 인치 길이의 패치 당 6,000 계수를 가지는 패치 3개를 나타낸다. 센서(24)와 절단 위치(33) 사이의 거리는 18,050 인코더 계수에 대응한다.

본 발명에서, 각각의 소정의 웨브 단편(28)은 특정한 OB 표시에 의하여 식별된다. 예를 들어 도시된 실시예에서 각각의 웨브 단편은 웨브 단편의 선단에 위치한 OB 표시에 의하여 식별된다. 각각의 인코더 계수는 불연속적인 이동의 단위를 나타내므로 각각의 식별된 웨브 단편의 위치는 그 웨브 단편과 OB 표시가 소정의 특정한 지점을 통과한 시간 후에 발생한 인코더 계수를 결정하여 추적될 수 있다. 일단 OB 표시가 센서(24) 지점을 통과하면, 그 이후의 OB 표시 및 그 표시에 관한 웨브 단편의 웨브 재료(22)의 이동 방향에 따른 위치는 OB 표시가 센서(24)를 통과한 후 발생한 인코더 계수의 수를 트랙킹하여 결정될 수 있다.

OB 표시의 통과에 의하여 발생하는 센서(24) 신호의 각각의 강하 연부(falling edge)와 같은 선택된 센서 출력을 위하여 컴퓨터는 센서의 최후 신호 이후에 진행된 계수의 수를 계산한다. 또한 컴퓨터 루틴은 모터 인코더(82)의 위치를 숫자 값의 형태로 파악하고 그 수를 필터링하여 순환 버퍼에 저장한다.

도시된 실시예에서 컴퓨터(45) 내에는 인코더 펄스가 모터 인코더(82)로부터 수신될 때마다 하나씩 감산하는 계수기가 사용된다. 계수기의 감산은 약 16,000,000으로부터 0까지 진행되며, 0이 되었을 때 리셋된다. 계수기는 상대적 위치에 대응하는 숫자 값 등의 데이타를 발생시킨다. 순환 버퍼의 각각의 숫자 값은 센서(24)에 의해 검출된 OB 표시(웨브 단편)에 대응하며, 버퍼에 저장된 수는 근접 스위치(74)로부터 근접 신호가 수신될 때마다 사용된다.

절단 장치에 장착된 근접 스위치(74)로부터 신호가 수신될 때에, 제2 컴퓨터 루틴은 모터 인코더(82)의 위치를 파악한다. 이 루틴은 절단기에 도달하는 특정 패치를 표현하는 값을 찾아 순환 버퍼를 검색한다. 검색을 수행하기 위하여 '목표' 및 '설정점' 값을 합하여 '설정 기준'이 계산된다. 그러면 검색 루틴은 (a) 근접 스위치 위치를 표현하는 숫자 값 및 (b) 버퍼 내에 저장된 패치의 위치를 표현하는 수치 사이의 상대적 차이를 계산한다. 만약 계산된 숫자 값이 '설정 기준'에 대응하는 인코더 계수의 수에서 ½ 패치 길이가 가산 혹은 감산된 범위 내이면, 버퍼의 기입은 센서(24)로부터 이동하여 막 절단기에 도달한 패치를 표현하는 것으로 간주된다. 반드시 필요하지는 않지만, 양호하게는 최적의 수치가 얻어졌음을 확인하기 위하여 전체 버퍼를 검색하기 위하여 상기 절차가 반복된다.

따라서 센서(24)와 절단 장치의 절단 위치 사이의 인코더 계수(거리)의 이미 알고 있는 수를 사용하여, 컴퓨터는 절단기에 도달하는 OB 표시 및 이에 대응하는 웨브 단편 패치에 대응하는 값을 찾을 수 있다. 이 값으로부터 컴퓨터는 통과한 모터 인코더 계수의 수를 계산하여 패치를 근접 스위치의 신호로 식별된 기계 위치에 놓을 수 있다. 이 수는 '설정 기준'과 비교되어 그 차이는 릴라이언스 분배 제어 시스템(49)으로 보내지는 정합 오차 신호 등의 하나 또는 그 이상의 위상 오차 데이타를 제공한다. 정합 오차 신호는 일체형 제어기 등을 사용하여 모터(80)의 이동 (즉 웨브 재료의 이동)을 촉진하거나 지연하기 위하여 사용된다. 또는 비례 제어 장치 혹은 일체형 및 비례 제어 장치의 조합이 사용될 수도 있다.

따라서 본 발명에 따른 정합 제어 수단은 최소한 하나의 위상 데이타를 발생시키기 위하여 참조 표시 데이타를 분리 데이타에 조화시키는 정합 상관 수단(registration correlating means)을 제공할 수 있다. 위상 데이타는 설정 기준과 비교되어 웨브 재료의 상기 이동의 증분의 양을 결정하기 위하여 사용되는 위상 오차 데이타를 발생시킨다.

설정점 오차 측정 및 설정점 갱신:

설정점은 절단 장치 뒤에 위치한 센서(40 및 84)에 의하여 제공되는 데이타 및 센서(24)로부터 얻어져 순환 버퍼로부터 인출되는 정합 데이타로부터 계산된다. 센서(40 및 84)는 절단된 웨브 단편을 감시하여, 이들 센서로부터의 데이타는 현재의 설정점이 정확한가를 결정하기 위하여 사용될 수 있다. 만약 이 데이타가 정확하지 않으면 설정점은 자동적으로 갱신될 수 있다.

제6도는 웨브 재료 상의 OB 표시의 외양을 도시한다. 웨브 재료가 개개의 패치로 절단된 후에, 개개의 웨브 단편 상의 OB 표시는 제10도 혹은 제11도의 OB 표시와 유사한 모양을 가질 수 있다. 본 발명에 따른 기어비 갱신 처리 순서는 1회의 절단마다 약 1개의 패치가 풀리도록 하기 때문에 패치가 OB 표시의 어떠한 부분도 포함되지 않게 절단될 확률은 매우 적다.

정합 제어 루프가 정확한 값에 충분히 근접한 설정점을 가지는 경우, OB 표시는 2 부분으로 절단되고, 웨브 재료 절단 공정이 이상적인 정합 상태에 있을 때, OB 표시는 동일한 2 부분으로 절단된다(제10도). 제10도의 우측의 OB 표시 부분은 하나의 OB 표시로부터 형성된 것이다. 이 OB 부분(면적)이 자외선 감지기를 통과하여 이동할 때, 이 OB 영역을 표현하는 신호는 폭 'A'로 도시된 위치 데이타를 제공한다. 제10도의 패치의 좌측의 OB 영역은 다음의 OB 표시로부터 형성된 것이다. 이 영역을 표현하는 신호는 'D' 라벨을 가지며 제2 위치 데이타를 제공한다.

절단 공정이 정합 상태에 있을 때, 거리 'A' 및 'D'는 동일하다. 따라서, 컴퓨터(45) 내의 데이타 처리부 등의 위치 상관 수단에 의한 'A' 및 'D'의 적절한 평가는 공정이 정합 상태로부터 벗어난 양을 표현하는 최종 비교 데이타를 제공할 수 있다. 예를 들어, OB 표시 영역이 도달 시간보다 2개의 계수 후에 절단기에 도달하면, 'A'는 2 계수 높고 'B'는 2 계수 낮아진다. 이 비교 데이타는 '설정점 오차(set point error)'로 불릴 수 있으며, 이는 다음 공식에 따라 결정될 수 있다.

설정점 오차 = (A-D)/2

상술한 설정점 오차는 타 요인에 의하여 쉽게 변경되지 않는데 이 점에 대하여 설명하고자 한다. 만약 어떤 원인에 의하여 감지기의 이득이 증가하면, 영역 'A'의 크기가 증가한다. 유사하게, 영역 'D'의 크기도 거의 같은 크기만큼 증가한다. 그러나 설정점 오차 값은 실제로 변화하지 않는다.

제10도의 자외선 감지기 신호의 제1 연부는 패치의 제1 연부를 표현한다. 적외선 센서(84) 등으로부터 수신되는 광섬유 신호의 제1 연부는 역시 동일한 패치의 연부를 표현한다. 이들 신호 연부들간의 차이는 이득 조정 및 두 센서 간의 거리 등 여러 요인들의 영향으로 발생할 수 있다. 도시된 실시예에서 이 차이는 '센서 오프셋'이라고 한다. 새로운 신호가 수신될 때마다, 센서 오프셋의 실행 평균이 계산되고 설정점 오차의 계산을 위하여 저장되는데, 이에 대하여 후술하기로 한다.

설정점 오차의 계산을 용이하게 하는 또 하나의 양은 패치의 폭이다. 제10도의 자외선 신호의 제1 연부는 패치의 연부이다. 신호의 최종 연부는 패치의 다른 연부를 표현하는 것이 명백하다. 이때 두 신호 연부의 차이가 패치의 폭이 된다. 본 발명에서 이 패치 폭 측정의 실행 평균도 계속 갱신될 수 있다.

새로운 롤의 웨브 재료가 생산 라인으로 이어진 후 절단 공정은 단일의 패치에 하나의 완전한 OB 표시를 남기기 위해 정합 상태에서 상당히 벗어날 수 있다. 제11도는 이러한 경우의 패치의 형상을 연관된 센서 신호와 함께 도시한다. 이때 자외선 신호의 연부가 더 이상 패치의 연부를 나타내지 않음이 명백하다. OB 표시에 대하여 절단 위치를 정하기 위하여 패치 연부의 위치가 필요하다. 센서(84)로부터의 광섬유 신호의 제1 연부 및 상술한 '센서 오프셋'을 기초로 하여 패치의 제1 연부의 위치가 평가될 수 있다. 제1 연부까지의 패치 길이(96)에 대응하는 수치를 가산하여, 패치의 제2 연부의 위치가 평가된다. 2개의 자외선 센서 신호 연부의 평균으로 평가되는 OB 표시의 중앙은 이상적 정합 상태에서 절단되는 지점이다. 패치의 제1 연부는 나이프의 위치를 나타낸다. 따라서 설정점 오차는 제11도에 도시된 바와 같이 제1 패치 연부와 OB 표시 중앙 사이의 차이이다.

패치의 제2 연부는 또한 설정점 오차를 평가하기 위하여 사용될 수 있는 나이프 위치를 나타낸다. 양자의 유일한 중요한 차이는 하나가 촉진의 필요성을 강조하고 다른 하나가 지연의 필요성을 강조하는 것이다. 이 경우에 사용되는 평가 절차는 2가지 양을 그 크기와 이전 값을 판단 기준으로 하여 평가하여 하나의 값을 선택한다.

설정점 오차는 다음의 공식을 따라 새로운 갱신된 설정점 값을 발생시키기

위하여 사용될 수 있다.

N = 샘플 크기의 이동 평균, 패치의 수(도시된 실시예에서 N=32)

E_i= 패치 'i'에서 계수의 수로 표현된 설정점 오차

D_i-k= 패치 'i-k'에서 계수의 수로 표현된 버퍼로부터의 정합 데이타(제8도참조)

k = 절단 위치(33) 및 센서(40) 사이의 이동 경로에 통상 위치하는 패치의 수

i = 선택된 패치

앞서 언급한 바와 같이 설정 참조값은 목표값과 설정점 값의 합에 대응한다. 따라서 갱신된 설정점 값은 갱신된 설정 참조 값을 얻게 한다. 따라서 본 명세서에서 새로운 또는 갱신된 설정점 값을 설명할 때, 이는 동시에 새로운 또는 갱신된 설정 참조값을 설명하는 것이 명백하다.

본 발명은 또한 무효 센서 오프셋 시스템을 구현할 수 있다. 이 시스템은 이전의 정보가 존재하지 않아 설정점 및 센서 오프셋이 아직 유효하지 않을 때에도 작동될 수 있다. 부정확한 신호는 또한 센서 오프셋을 때때로 부정확하게 하여 시스템을 작동시킨다. 하나의 패치 상에 전체의 OB 표시가 있을 때, 설정점 오차 계산 순서는 설정점 오차가 OB 표시 길이(70)의 최소 ½에 달하는 소정의 큰 값을 가질 것을 요한다. 이는 정합 제어 루프의 설정점이 상대적으로 큰 증분을 가지고 이동하고 OB 표시가 둘로 절단되는 시간을 단축시킨다. 일단 절단기가 OB 표시를 통과하여 절단하면 (A-D)/2 공식을 사용하여 설정점 오차는 설정점을 작은 증분으로 적절한 값이 되도록 조정한다. OB 표시가 절단된 후에 센서 오프셋도 역시 정확한 값으로 갱신된다. 무효 센서 오프셋 시스템이 작동될 때, 제어 시스템은 센서 오프셋이 정확한 경우보다 응답 성능이 떨어질 수 있으나 이는 생산 라인이 처음 가동되었을 때 정확한 정합 위치를 찾을 수 있는 향상된 수단을 제공한다.

기어비:

본 발명에 따른 위상 조정 수단은 웨브 재료가 공급 수단에 의하여 제공되는 상대 속도를 선택적으로 조정하기 위한 기어비 제어 수단에 의하여 보조된다. 특히 상대 속도는 웨브 재료(22)의 웨브 속도와 기판 재료(36)의 비교를 나타낸다.

기어비는 컴퓨터(45)를 포함하는 VME 장치에 의하여 계산될 수 있다. 기어비는 웨브 단편 패치 길이(96; 제6도)마다 발생하는 구동 모터 인코더(82)로부터의 인코더 계수의 수를 참조한다. 상기 패치 길이는 물품 길이(51; 제1도) 마다 발생하는 참조 인코더(77)의 인코더 계수의 수에 의하여 분할된다. 예를 들어, 도시된 실시예에서, 센서(24)는 OB 표시당 하나의 펄스를 보내고, 모터 인코더(82)는 패치 길이 당 2.5 회전하고, 참조 인코더(77)는 물품 길이(51)당 1회전 한다. 따라서, 기어비는 연속되는 센서(24)의 펄스 신호 사이에 참조 인코더(77)의 회전 당 인코더 계수의 수로 분할된 모터 인코더(82)의 인코더 계수의 수로 표현된다. 만약 모터 인코더(82)와 참조 인코더가 DCS(49)의 2중축의 '정방형' 모드로 1회전당 10,000 개의 펄스(10,000 ppr)를 각각 발생시킬 수 있다. 이때 모터 인코더(82)는 센서(24)로부터의 펄스들 간에 25,000 계수를 이동하고, 같은 시간 동안 참조 인코더는 1회전 혹은 10,000 계수를 이동한다. 그리하여 기어비는 25,000/10,000=2.5가 된다.

도시된 2중축 카드는 DCS 장치의 일부로서 서보 모터(80)의 위치를 제어하기 위하여 사용된다. 모터가 회전할 때마다 그 위의 인코더(82)는 VME 컴퓨터 장치(45) 뿐만 아니라 2중축 카드에 기어비 계산을 위하여 위치 데이타를 송신한다. 2중축 카드는 연동 모드로 구성되어 있으며, 기계의 다른 부분의 작동을 나타내는 위치 데이타를 얻기 위하여 절단 장치에 연결된 제2 참조 인코더(77)로부터의 입력을 사용한다. 기저귀 길이(51)당 1회전하도록 기계적으로 연동된 절단 장치 상의 참조 인코더가 회전할 때마다, 2중축 카드는 모터(80)를 기어비에 따라 동작시키기 위하여 Reliance HR 2,000 모터 구동기에 동작 명령을 송신한다.

제12도는 다양한 기능을 수행하기 위하여 사용되는 처리 순서 또는 프로그램을 일반적으로 도시한다. 제어 장치에 사용되는 프로그램이 제13도에 예시적으로 도시되었다. 제어 장치에서 컴퓨터(45)의 자동 정합 제어(automatic registration control; ARC) 능력은 중요한 역할을 하며, 컴퓨터는 기어비 데이타, 설정점 오차 데이타(SP_ERROR%) 및 정합 데이타(REG_DATA%)를 RS422 등의 연결 케이블 등의 적절한 전송 수단을 통하여 DCS(49)로 보낸다.

DCS(49)는 다시 설정점(PRNT_PHASE_SP) 및 증분 이동(INCR_MOVE%; 가속 또는 지연의 크기)을 컴퓨터(45)로 보내는데, 컴퓨터는 그 중단 속도 성능 때문에 자동 정합 제어(ARC)를 실행하기 위하여 사용될 수 있다. 컴퓨터는 필요한 데이타를 계산할 뿐만 아니라 여러 센서로부터 수신된 신호에 대응하는 장소 및 위치를 신속히 계산할 수 있다. DCS(49)는 데이타를 수신하여 이를 처리하기 위하여 송신하는 S1ARCGR을 통하여 여러 부시스템 프로그램으로 데이타를 전송한다. S1ARCGR은 컴퓨터(45)로부터의 데이타를 평균하고 필요한 경우 기어비를 변경하기 위하여 사용된다. S1PHASE는 정합 데이타에 기초하여 모터(80)의 위상 조정 크기를 계산한다. 최종적으로, S1SETPT는 정합 데이타 및 설정점 오차 데이타를 사용하여 설정점을 계산하고 갱신한다. 제13도에 도시된 바와 같이, 모든 상기 부시스템들은 최종적으로 모터를 정확히 제어할 수 있도록 2 중축 카드로 보내질 정보를 얻기 위하여 협력한다.

상술한 바와 같이, 웨브 단편 패치의 크기가 변화하더라도 감지기 및 나이프 사이의 물리적 거리는 항상 동일하다. 그 결과, 모터(80)는 패치(즉, 참조 표시)를 센서(24)로부터 나이프 및 절단 위치(33)로 이동시키기 위하여 일정한 수의 회전을 하여야 한다. 회전수는 인코더 펄스의 임의 수에 관련된다. 본 발명에 따라 수신되는 펄스의 수는 웨브 재료가 나이프로 절단될 때에 OB 표시 및 이에 관련된 웨브 단편 패치의 위치를 예측하기 위하여 사용될 수 있다. 이 정보에 따라, 모터(80)는 OB 표시를 나이프 절단 장치에 대하여 적절히 위치시키기 위하여 요구되는 대로 감속 또는 가속된다.

제14도는 본 발명에 따른 개량된 '피치 거리 보상'의 블럭 다이아그램을 도시한다. 이 기술은 나이프가 비록 센서(24)로부터 패치 길이의 20-30배 되는 거리에 위치하더라도 나이프에서의 웨브 단편 패치의 위상 위치를 효과적으로 제어할 수 있다. 이 제어 방법은 패치 크기가 변경되는 경우에도 사용될 수 있다. 패치 크기는 예를 들어 웨브의 인장에 의하여 변경될 수 있다.

센서(24)의 펄스가 수신될 때마다 모터 인코더의 현재 위치가 버퍼로 입력된다. 근접 스위치(74)로부터 근접 신호가 수신될 때마다, 컴퓨터(45)는 버퍼 내의 값을 계산할 수 있다. 이는 근접 신호가 수신될 때의 모터의 위치를 취하여 실행된다. 모터 위치 값은 센서(24) 및 나이프 사이의 거리(인코더 계수)에 가산된다. 이 거리는 작동자가 입력할 수 있는 변수에 대응하고 모니터 화면에 표시될 수 있다. 이 변수는 웨브 단편의 정수로서 입력된다. 최종적으로 설정점은 이미 합산된 값에 가산된다. 이는 패치가 센서(24)로부터 나이프를 지나 현재 위치까지 이동할 때 통과하여야 하는 인코더 계수의 수를 제공한다. 각각의 모터 인코더 펄스당 계수의 감소와 상술한 방식으로의 수의 가산은, x가 센서(24)로부터 나이프까지의 웨브 단편 길이의 수일 때, x 웨브 단편 이전에 버퍼에 입력된 수를 제공하여야 한다. 특정한 시스템 형태의 '목표값' 및 버퍼에서 되읽어야할 위치의 수가 주어지면, 처리 순서는 기저귀가 센서(24)를 통과할 때의 계수기의 실제 값을 찾을 수 있다. 이 값은 목표 값과 비교되어 차이가 얻어진다. 이 차이는 설정점에 가산되어 정합 데이타로서 DCS(49)로 보내진다.

처리 시스템 S1PHASE는 이 수에서 설정점을 감하여 모터가 정확한 위상을 가지도록 한다. 처리 시스템 S1SETPT는 이 값에 설정점 오차를 가산하여 새로운 갱신된 설정점을 계산한다.

제15도는 버퍼 탐색 순서의 예를 도시한다. 도시된 실시예에서, 계수기는 실제로 수를 거꾸로 계수하도록 구성된다. 그러나 이해를 돕기 위하여 제15도의 예는 정방향으로 계수하는 계수기가 사용된다. OB 표시가, 웨브 재료가 절단되기 이전에 이를 감시하는 감지기인 센서(24)를 통과할 때마다, 계수기의 값이 버퍼로 입력된다. 절단 장치에 장착된 근접 스위치(74)로부터 근접 신호가 수신될 때마다, 시스템은 나이프가 다음 차례의 절단을 하기 직전이고, 새로운 웨브 단편 패치가 절단기에 도달 중임을 인식한다. 그러면 시스템은 버퍼로부터 인출될 적절한 값을 선택한다. 특정한 기계 설비에서, 버퍼 내에서 찾아지는 변수들의 수는 센서(24) 및 나이프 사이의 웨브 단편 패치의 물리적 수에 대응한다. 사용자가 이 수를 시스템에 입력시키면, 이 수는 또한 모니터 화면(86)에 나타날 수 있다. 도시된 실시예에서 '통과할 목표 인코더 계수(Target Encoder Counts to Travel)'는 기어비(2.4)에 인코더(82)의 회전당 펄스의 수(2500)를 곱한 값에 해당한다. 따라서 상기 계수는 2.4 x 2500 = 6000이 된다. 이 경우에 컴퓨터(45)는 직교(quadrature) 모드를 사용하지 않는다.

나이프에서 패치가 있어야 할 위치와 실제의 위치 사이에 오차가 있는 경우에, 다음의 위상 제어 방식이 사용된다. 오차가 큰 경우에는 즉시 보정이 이루어진다. 1 mm를 넘는 오차는 큰 오차로 간주된다. 그러나 이보다 작은 오차가 계산된 경우에는 그 합이 1 mm를 넘을 때까지 합산된다. 그 합의 평균을 구하여 적절한 크기로 웨브의 이동을 촉진 또는 지연시킨다. 제16도에 도시된 예를 참조하여, 설정점 값이 4000 계수이고 최초에 -10 계수의 오차가 있다고 가정한다. 이 오차가 뒤따르는 +10 계수의 오차와 합해지면 그 합은 0이 된다. 이 경우에 처리 순서는 아무런 작용을 하지 않는다. 이 예에서 합산된 오차는 결국 소정의 값을 초과하지 않는다. 이 시점에서 오차의 합의 평균이 구해지고, 위상 보정, 증분 이동이 이루어진다. 축적된 오차가 소정 준위에 달할 때에만 보정이 이루어진다. 상기 방법은 적분 제어를 실행하는 한 방법이다.

제17도 및 제18도는 다음 차례의 절단을 위하여 나이프에 도달하는 패치에 대응하는 데이타를 데이타 버퍼에서 검색하는 처리 순서를 도시한다. 모든 센서(24) 펄스에 대하여 인코더 계수기의 값이 파악되어 메모리 어레이/버퍼로 보내지고, 포인터가 증가된다. 본 실시예에서 실제의 버퍼는 64 포지션의 길이를 가진다. 버퍼 내에서 새로운 값은 가장 오래된 값을 대체한다. 이 대체 처리 순서는 도시되지 않았다.

제17도 및 제18도는 버퍼로부터 데이타를 사용하는 처리 순서를 도시한다. 이미 설명된 바와 같이 근접 스위치(74)로부터 데이타가 수신될 때마다 데이타는 버퍼로부터 인출된다. 그 신호에 의하여 주 처리 순서는 중단되고, 버퍼 처리 순서가 실행된다. 일단 처리 순서가 실행되면, 정합 레지스터에는 디폴트(default) 값이 입력된다. 기준을 만족시키는 데이타가 버퍼 내에서 찾아지지 못하면, 32767등의 디폴트 값이 불량 혹은 부족 데이타를 나타내기 위하여 송신된다. 다음 단계는 버퍼 내에서 검색을 시작할 위치를 계산하는 순서이다. 이 작업을 수행하기 위하여 처리 순서는 버퍼 내로 데이타를 입력하는 처리 순서를 위하여 포인터를 조사한다. 그리고 이 지점으로부터 센서(24)로부터 나이프까지의 웨브 단편의 수를 역산한다. 그 지점이 바로 데이타가 찾아질 곳이다. 그러나 만약 센서(24)의 여부의 틀린 펄스가 발생된 경우 이를 알아낼 방법이 없다. 이러한 이유 때문에, 본 발명의 도시된 실시예는 적절한 값을 찾기 위하여 버퍼 전체를 검색한다. 처리 순서는 버퍼 내에서 찾아지리라 예상되는 수를 계산한다. 이 계산은 제14도에 관련하여 이미 설명되었다.

제17도를 참조하면, 다음으로 웨브 단편의 절반의 데피니션이 계산된다. 웨브 단편의 절반이란 웨브 단편(패치) 길이마다 발생하는 인코더(82)로부터의 인코더 계수의 수의 ½에 대응한다.

검색 범위 내의 버퍼 내의 모든 수가 인출되어, '비교' 서브루틴으로 보내진다. 제18도에 도시된 이 서브루틴은 이 서브루틴으로 보내지는 각각의 수를 조사하여 목표값으로부터 ½ 웨브 단편 내의 값 중 최적 값을 선택한다. 유효한 수치가 찾아지지 않으면, 디폴트값은 대체되지 아니하고 DCS(49)로 보내진다. 만약 유효 값이 발견되면 비교 루틴은 종료되고, 이 수치와 목표값의 차이에 설정값이 더해진다. 그 최종값이 DCS(49)로 보내진다.

제19a도 및 제19b도는 각각의 웨브 단편 패치의 원하는 절단 위치에 대하여 위치(위상)오차를 계산하기 위한 처리 시스템(S1PHASE)의 흐름도이다. 절단 나이프에서의 웨브 단편 패치의 정합 데이타는 VME 장치, 컴퓨터(45)로부터 DCS(49)로 보내진다. 정합 데이타는 그것이 적정한 수치 범위 내에 있는지 확인된다. 정합 데이타는 현재의 설정점 값과 비교되어 위상 오차가 계산된다. 그러면 처리 시스템은 직전의 웨브 단편 패치에 대하여 위상 보정이 이루어지는 지의 여부를 결정한다. 이는, 통신 지연으로 인하여 위상 보정이 이루어진 직후 얻어진 데이타가 부정확할 수 있기 때문에, 처리 순서의 정확성을 개선하는데 도움이 된다. 위상 오차 데이타의 정확성을 더욱 검증하기 위하여, 상기 시스템은 위상 오차 데이타가 엉뚱하게 벗어나거나 불안정한지 여부를 확인한다. 또한 처리 시스템은 기계 라인 속도가 최저 속도 이상인지를 점검한다. 그리고나서 위상 오차 데이타는 랩(wrapped)되어 최단 위상 조정 거리를 결정한다.

상기 랩(wrapped 또는 wrapping)이라는 용어는 수학에서의 '모듈러스 함수(modulus function)'와 유사한 처리 단계를 말한다. 모듈러스 함수는 두 숫자가 나누어졌을 때 나머지를 되돌려준다. 예를 들어 7000 mod 6000=1000이 된다. 본 발명에 따른 기준에 의하여 설정점 값 또는 위상 증분의 크기 등의 원하는 변수를 계산할 때에 하나 또는 그 이상의 웨브 단편(패치) 길이에 대응하는 데이타의 부분을 제외하고 계산할 수 있다. 랩핑 함수는 수치로부터 하나 또는 그 이상의 완전한 패치 길이에 대응하는 데이타 부분을 제거하고, 하나의 패치 길이의 일부에 대응하는 나머지 값만을 남긴다. 예를 들어 위상 증분이 1.2 패치 길이가 필요한 것으로 계산되면, 1.2의 값은 랩 되거나 모듈러 함수로 처리되어 0.2 패치 길이의 실제의 증분 위상을 제공하게 된다. 또한 본 발명은 증분 위상의 최단 경로를 결정하고 실행할 수 있는 장점을 가진다. 예를 들어, 전방으로 0.7 패치 길이의 증분 위상이 필요한 것으로 결정되면, 본 발명에 따라 0.3 패치 길이 만큼 증분 위상이 지연되어 공정 라인의 실제 조정 크기를 줄이면서 동일한 결과를 얻을 수 있다. 작은 조정 크기를 선택하면 반응 시간이 단축되고 보정 속도가 빨라지는 장점이 생긴다.

본 발명의 실시예는 적분 위상 제어 방식을 사용하기 때문에, 위상 오차 데이타는 역치(threshold value)에 도달할 때까지 축적된다. 도시된 실시예에서 역치는 1 mm로 설정된다. 위상 오차의 합이 역치에 도달하면 그 평균이 계산된다. 위상 오차는 일정한 최대값으로 제한될 수 있으며, 도시된 실시예에서 최대값은 패치 길이의 ¼이다. 원하는 위상 조정의 크기가 결정되면, 증분 이동을 수행하기 위한 명령이 쌍축 카드로 보내진다.

제20a도 및 제20b도는 본 발명의 자동 설정점 시스템(S1SETPT)을 나타내는 흐름도이다. 갱신된 설정치를 자동적으로 결정하기 위하여, 현재의 설정점 값과 각각의 패치의 위상 오차의 합을 포함하는 정합 데이타를 사용한다. 각각의 패치의 정합 데이타는 버퍼에 보관되어 특정 패치가 센서(84 및 40)에 도달할 때까지 데이타를 지연시킨다. 패치가 센서(84 및 40)에 도달하면, 센서는 각각의 패치의 설정점 오차를 결정하기 위한 신호를 제공한다. 설정점 오차 데이타는 적절히 검증되어 버퍼로부터의 적합한 정합 데이타와 결합된다. 그러면 시스템은 각각의 웨브 단편 패치에 대하여 각 패치의 정합 데이타와 설정점 오차 데이타의 합에 실질적으로 대응하는 새로운 설정점 데이타를 계산한다. 새롭게 계산된 설정점 데이타는 처리 시스템에서 이후에 계산되는 설정점 평균치에서 웨브 단편 길이의 ½범위 내가 되도록 랩된다. 각각의 새로운 설정점 데이타는 검증되어 설정점 버퍼에 보관된다. 설정점 버퍼로부터의 데이타를 사용하여, 본 명세서에서 설명된 공식으로 새로운 설정점 값을 계산한다. 새로운 설정점 값이 계산되면, 이 값은 본 발명의 위상 조절 수단에 의하여 사용될 수 있다.

제21도는 자동적으로 설정점을 갱신하기 위하여 데이타를 계산하는 순서를 도시한다. 제21도의 좌측 상단을 참조하면, 센서(24)로부터의 정합 데이타는 센서(40) 및 광섬유 감지기(84)로부터의 설정점 오차와 합해진다. 상기 두 감지기(40 및 84)는 절단 장치 이후에 장착되어 절단의 양호한 정도를 표시하는 피드백을 제공한다. 즉 상기 두 감지기는 현재의 설정점 값의 부정확성의 크기(설정점 오차)를 보여준다. 설정점과 목표으로부터의 위치의 오차를 합하여 정합 데이타가 얻어진다. 정합 데이타는 패치가 절단될 때의 패치의 실제 위치를 효과적으로 나타낸다. 이 위치가 합산되어 NEW_SP%가 얻어진다. 이 위치가 방금 통과한 웨브 단편이 정확히 절단되어야 했을 위치이다.

모든 웨브 단편마다 NEW_SP%가 구해지고, 이 값은 평균치로부터 웨브 단편 길이의 ½ 이내로 랩된 후에 설정점 버퍼(SP_BUFFER%)로 보내진다. 웨브 단편 패치 당 약 6000 인코더 펄스가 있기 때문에, 9000 및 3000은 랩 되었을 때 모두 패치의 중앙을 나타낸다. 제1 값이 패치의 중간에 오는 값들의 차이는 전체 패치 길이만큼 될 수 있다. 새로운 값이 버퍼로 보내질 때, 가장 오래된 값은 제거된다. 도시된 실시예에서 최후의 32개 값만이 버퍼에 저장된다. 설정점 버퍼는 컴퓨터(45) 내에 정합 데이타를 저장하기 위하여 사용되는 버퍼와 유사하다. 버퍼 내의 웨브 단편의 실행 평균(SP_AVG %)이 계산된다. 이 값은 NEXT_SP%로 보내져 웨브 단편의 3/2(약 0-9000)내로 랩된다. 이 값은 컴퓨터(45)로 보내져 DCS(49)에서 제어에 사용된다.

제22도는 설정 참조 조정 수단이 버퍼 내의 데이타로부터 설정점을 자동적으로 갱신할 수 있는 구조를 도시한다. 설정점 버퍼 내의 데이타의 실행 평균이 모든 웨브 단편마다 갱신된다. 그러나 실행 설정점은 모든 웨브 단편마다 갱신되지 않는다. 본 실시예에서 설정점 버퍼는 32 웨브 단편 길이이며, 버퍼가 클리어될 때마다 BIG_UPDATE% 웨브 단편이 버퍼 내에 위치할 때까지 대기하여야 한다. 일단 이 단계를 거치면, 버퍼 내로의 모든 SMALL_UPDATE% 웨브 단편은 설정점을 변경하게 된다. 예를 들어 디폴트 상태에서 BIG_UPDATE%는 6으로 설정될 수 있고, SMALL_UPDATE%는 4로 설정될 수 있다.

그러나 새로운 웨브 재료 롤과 사용이 끝난 웨브 재료 롤 사이의 겹쳐 이음과 같은 공정은 특수한 경우이다. 겹쳐 이음이 발생할 경우, 처리 순서 내측의 계수기가 겹쳐 이은 부분이 나이프 이후의 센서(40 및 84)에 도달함을 나타내기 위하여 사용될 수 있다. 이때 설정점 버퍼는 클리어된다. 웨브 단편의 SMALL_UPDATE% 수치가 버퍼 내에 저장된 대응하는 데이타 값을 가진 후에 설정점은 웨브 단편 시료의 모든 SMALL_UPDATE%수치마다 갱신된다. 이러한 작동 구성은 공정의 동적 기간 동안에 설정점이 신속히 변경될 수 있도록 한다.

모든 웨브 단편에 대하여 대응하는 설정점이 계산된다. 이 수치는 실행 평균이 보관되어 있는 버퍼로 보내진다. 도시된 실시예에서 최후의 32개 값의 실행 평균을 보관한다. 또한, 정상적 작업 환경에서, 4개의 웨브 단편마다 결정된 평균값이 현재 설정점을 연속적으로 갱신하기 위하여 사용된다. 그 결과 시스템은 공정의 교란에 신속히 반응하고, 필요한 경우에 설정점을 신속히 변경할 수 있다. 통상적으로, 초기 작동 변수가 설정된 후에 작동자가 새로운 입력을 할 필요가 없다.

기어비는 참조 인코더(77)의 매 회전당 모터의 회전수이다. DCS(49)가 사용하는 기어비가 컴퓨터(45)내에 수집된다. 컴퓨터(45)는 센서(24) 펄스들 간의 모터 인코더 계수의 수를 세어 10,000으로 나누어 기어비를 계산한다.

제23a도 및 제23b도는 본 발명의 기어비 갱신 시스템(S1ARCGR)을 나타내는 흐름도이다. 기어비 갱신 시스템은 VME 장치, 컴퓨터(45)로부터 센서(24)에 의하여 제공되는 신호 펄스들 사이의 인코더 계수의 수를 포함하는 데이타를 수신한다. 센서(24)로부터의 신호 펄스들 간의 인코더 계수의 수는 웨브 재료(22) 상의 개개의 웨브 단편 패치에 대응한다. 웨브 단편 길이(견본 크기)의 수치는 제조 장치가 웨브 겹쳐 이음 등의 공정 교란을 겪는지의 여부에 따라 변화한다. 기어비 데이타는 검증되고, 기어비 데이타의 적절한 견본 크기가 평균되어 갱신된 기어비 값이 얻어진다. 새로운 기어비는 검증되어 모터(80)의 속도를 적절히 제어하기 위하여 DCS(49)의 2축 카드로 보내진다.

제24도에 도시된 실시예를 참조하면, 2개의 인코더(82 및 77)는 각각 10,000 ppr(회전당 펄스수)로 펄스를 발생시키고 센서(24)는 하나의 OB 표시 당 1회의 펄스를 보낸다. 만약 하나의 웨브 단편 패치를 기계적으로 이동시키기 위하여 모터(80)가 2.5 회전하여야 한다면, 이는 센서(24) 펄스 사이에 25,000 계수가 진행됨을 의미한다. 동일한 기간 동안에, 참조 인코더는 1회전하거나 10,000 계수가 진행되는데 이는 한 물품 길이당 참조 인코더가 1회전하도록 기계적으로 연동되어 있기 때문이다. 따라서 기어비는 25000/10000 = 2.5로 계산된다.

제25도는 기어비를 계산하는 제2의 기술에 관한 것이다. DCS(49) 처리 순서는 이 기술을 사용하여 기어비를 계산하나, 이는 제24도에 관련하여 설명한 방법의 정확성을 시각적으로 모니터하기 위하여 계산된다. 소정 시간동안 발생하는 참조 인코더 및 모터 인코더의 펄스의 수가 결정된다. 이 값들은 각각 이미 수집된 값들과 합산된다. 충분한 수의 견본이 수집되면, 두 합산량이 상호 나누어져 기어비가 얻어진다. 이 계산 방법에서 각각의 견본이 처리되는 시간이 참조 인코더가 1회전(10,000 ppr)하는 시간과 비슷하다고 가정한다. 동일한 시간 내에 모터는 24,000 펄스를 진행한다. 이 두 수치가 나누어지면, 기어비가 얻어진다.

본 발명의 자동적 설정점 부분에 관하여 설명된 바와 같이, 기어비는 웨브 재료 롤의 겹쳐 이음과 같이 중요한 공정 교란에 의하여 상이하게 계산될 수 있다. 특히, 정상적 작업 환경에서 센서(24) 신호 사이의 인코더 펄스의 수는 상대적으로 큰 수의 웨브 단편에 대하여 평균이 구해질 수 있고, 웨브의 겹쳐 이음 등의 중요한 공정 교란이 있을 때에는 상대적으로 적은 수의 웨브 단편에 대하여 인코더 펄스의 수의 평균을 구할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 방법을 사용하여, 정상적 작업 환경에서 약 25개의 웨브 단편에 대하여 센서(24) 신호 사이의 인코더 펄스의 수의 평균이 구해질 수 있다. 겹쳐 이은 부분 등이 센서(24)를 통과할 때, 본 발명에 따른 방법을 사용하여, 5 내지 10 개의 웨브 단편마다 인코더 펄스 수의 평균을 구하여 갱신된 기어비를 결정할 수 있다. 이러한 본 발명의 특징은 기어비 처리 순서가 공정 상의 변화에 더욱 잘 대응할 수 있도록 한다.

이상에서 본 발명에 관하여 상당히 상세히 설명하였으므로, 본 발명의 원리 및 특징을 벗어나지 아니하고 다양하게 변화 또는 변경할 수 있음이 명백하다. 이러한 변화 또는 변경은 이하의 특허 청구의 범위에 의하여 제시된 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명은 고속의 웨브 이동을 효과적으로 평가하고 제어하여 선택된 구성 요소의 배열 및 상대적 배치를 확실하게 한다. 특히, 본 발명은 제조 공정 중의 각각의 물품에 관한 정확한 실시간 정보를 제공할 수 있으며, 구성 요소의 원하는 배열 및 배치를 제공할 수 있도록 공정 라인을 신속하게 조정할 수 있다. 따라서 향상된 품질과 저하된 손실 수준을 갖는 개량된 물품이 제조될 수 있다.

Claims (1)

1. 밑판 층과,

   밑판층과 인접한 대면 관계로 배치된 액체 투과성 상판 층과,

   상판 층과 밑판 층 사이에 개재된 흡수 패드와,

   밑판 층의 내향 대면 또는 외향 대면에 고정되고 밑판 층에 비해 작은 웨브 재료의 패치를 포함하며,

   상기 패치는 적어도 하나의 참조 표시부 및 전체적으로 조화를 이룬 소정 그래픽 세트를 가지며, 상기 참조 표시부는 상호 연결된 복수개의 그래픽 세트로부터 소정 그래픽 세트를 선택적으로 분리하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 물품.