具有被处理幅材的评估系统的卷绕机和方法

技术领域

本发明涉及对卷绕机的改进，特别涉及配备有切割构件的卷绕机或复绕机，该切割构件将所进给的幅材纵切成纵向条带以并行地产生多个卷绕材料卷筒，这些卷绕材料卷筒具有小于进入机器的幅材的宽度的轴向尺寸。特别地，本文公开的实施例涉及所谓的纵切复绕机。尤其特别地，本发明涉及对这样的复绕或卷绕机的改进，该复绕或卷绕机将来自初级卷筒或生产机器的幅材纵切成多个纵向条带，这些纵向条带被卷绕成次级卷筒。

本发明还涉及对将来自初级卷筒或生产机器的幅材卷绕或复绕成次级卷筒的方法的改进，每个次级卷筒由相应条带形成，该条带由初级卷筒的幅材纵切而来。

背景技术

在许多工业领域中，生产被卷绕成初级卷筒的幅材，即薄材料，该初级卷筒也称为母卷筒或母卷轴。为了生产打算随后使用的幅材的包装，借助于复绕工艺和方法将初级卷筒的幅材退绕并复绕成较小直径的卷筒或卷轴。在一些情况下，在复绕期间，还借助于包括多个典型的盘形刀片或刀的切割装置将幅材纵切成多个相邻的纵向条带。这样，复绕机直接形成轴向尺寸小的卷筒。为此，包括纵向切割装置的复绕机也称为纵切复绕机或复绕纵切机。下面公开的实施例涉及这种类型的机器。

这些复绕机在工厂或生产线中用于处理非织造物、纸之类的层。这些材料被复绕成次级卷筒，可用作所谓的转换生产线中后续生产周期的半成品。通常，非织造物的次级卷筒用于进给转换机，用于生产婴儿尿布、卫生巾、失禁垫和类似产品。这些机器特别是考虑到物品的最终用途的情况下会非常复杂，需要高质量的卷筒，并且不允许使用有缺陷的材料。

在非织造物的特定领域中，但是在类似的领域中，例如在造纸领域中，初级卷筒可以由被称为“卷绕器”或“卷绕机”的机器成型，该机器由幅材成型线进给。

使用者熟悉视觉系统和/或金属检测器，其安装在卷绕机之前的非织造生产线的末端。这些系统控制成型幅材在卷绕到初级卷筒之前的质量。

特别地，这些视觉系统或金属检测器会提供关于存在以下缺陷的信息：破洞、纤维结块、熔化在幅材中的塑料、被幅材困住的昆虫、油渍、污渍、折痕、撕裂、金属污染、原材料以外的材料、幅材的生产质量(厚度均匀性)。

视觉系统与安装在卷绕机上的沿纵向(即沿幅材进给方向)的测量系统一起，生成初级卷筒中的缺陷图，其为每个缺陷指示其在纵向(MD)和横向(CD)上的坐标。操作员当初级卷筒退绕并在复绕步骤期间借助于复绕机再次卷绕时可以从幅材中清除这些缺陷。

这些质量控制系统在缺陷定位方面(因此在缺陷清除效率方面)有一些限制。特别地，这些系统未能考虑在复绕步骤中幅材所经受的尺寸变化。这可能会导致缺陷在所生产的次级卷筒中定位不正确。此外，现有技术的系统不适合于检测(并因此丢弃)在初级卷筒生产之后的工作步骤中产生的缺陷。

此外，熟知的系统不允许检测由卷绕到初级卷筒之后执行的机械动作(切割、牵引、复绕)导致的幅材的某些特性。

即，复绕机的特征之一是卷绕由恒定宽度的条带组成并具有尽可能平坦的端面的次级卷筒。而这是次级卷筒的用户需要做的，因为在随后的工作步骤(转换)期间，必须有具有恒定宽度的条带可用卷筒，其中即使退绕卷筒的直径发生变化时，该条带的边缘也始终保持在同一位置。条带宽度主要取决于幅材的机械特性及其在纵向切割点和复绕机的卷绕点上的张力。

现有技术的复绕机不允许在复绕步骤中对这些特征进行适当的控制。

因此，需要提供更有效的复绕机和复绕方法，以限制或克服现有技术的机器和方法的一个或多个缺点。

发明内容

根据第一方面，提供一种复绕机器或复绕机，用于将幅材卷绕成多个次级卷筒，所述复绕机包括卷绕工位，其具有适合于容纳彼此相邻并同轴的次级卷绕芯的卷绕支架。在本说明书和所附权利要求书中，术语“复绕机”是指这样一种机器，其接收连续的幅材并将其卷绕成多个卷筒。复绕机可以是从初级卷筒接收连续幅材并在将其切成纵向条带后复绕到次级卷筒的机器。

在本文公开的实施例中，卷绕机或复绕机包括具有多个刀片的切割装置，该切割装置被布置在卷绕支架关于幅材进给方向的上游。该切割装置适合于将进入机器的幅材切割成多条幅材条带，每条幅材条带将形成相应次级卷筒。在特征上，卷绕机或复绕机还包括用于评估幅材的评估系统。

特别地，在复绕机中，该评估系统沿着来自初级卷筒并供应到卷绕支架的幅材的进给路径布置。

在本说明书和所附权利要求书中，术语“幅材评估系统”是指适合于在借助于切割装置将幅材分割为纵向条带之前或优选地之后检测或获取幅材的一个或多个定性或定量特征的任何系统。

在本说明书和所附权利要求书中，术语“幅材特征”通常可以指结构和材料特征，包括幅材的缺陷，例如污渍、撕裂、破洞、折痕、结块、异物、厚度变化等。材料特征也可以指幅材的尺寸特征，特别是幅材和/或其被细分成的条带的横向(即正交于供给方向)宽度。材料特征也可以指位置特征，特别是幅材或其被分割成的条带的纵向边缘关于卷绕构件的相对或绝对位置。了解这些特征并在必要时在卷绕步骤中进行纠正，可能对提高所生产的次级卷筒的质量很有帮助。

卷绕支架可包括外围卷绕构件。外围卷绕构件是指机动构件，例如辊、皮带或其组合，其通过次级卷筒的圆柱形表面与卷绕构件之间的表面摩擦力的作用将旋转扭矩传递到在卷绕支架中形成的次级卷筒。该卷绕支架还可以包括中央卷绕构件，即，通过与管状卷绕芯和/或卷绕棒或轴接合的轴或棒或一对尾座(管状卷绕芯被锁定在其上)来传递卷绕运动的构件。在一些实施例中，卷绕支架可包括外围卷绕构件和中央卷绕构件的组合。

在特别有利的实施例中，卷绕支架包括一对彼此相邻的机动卷绕辊，其相应旋转轴线位于一个优选的水平面上。管状卷绕芯搁置在限定在两个卷绕辊之间的辊隙中。围绕所述卷绕辊之一驱动将要卷绕到单个卷绕芯上的幅材条带。

幅材评估系统可以包括用于捕捉幅材图像的系统，例如，包括一个或多个摄像头的视频系统，用于以快速顺序捕捉移动幅材的图像。可以对该图像进行处理以获取关于幅材中各种缺陷或其他特征(例如折痕、撕裂、破洞、异物的存在等)的信息。摄像头可以相对于卷绕机或复绕机的固定结构布置在固定位置，并且可以具有这样的数量和/或范围以捕获幅材的整个宽度的图像。摄像头可以基于反射或透射系统，如以下参考一些实施例所述。

由摄像头获取的图像还可用于确定幅材和/或已被分割成的条带的宽度或条带的纵向边缘的位置，这将在下面说明。以下。条带的边缘的位置和/或条带或幅材在被分成条带之前的横截面尺寸，也可以通过除摄像头之外的系统来获取，这将在下面说明。

在一些实施例中，基于反射系统的摄像头可以是特别有利的。在反射型摄像头的情况下，摄像头和用于照亮由摄像头成像的幅材的相应照明系统布置在幅材进给路径的同一侧。以这种方式，摄像头可以被布置成拍摄幅材在其搁置在例如导向辊或导向板或卷绕辊上的区域中的图像。在这种情况下，幅材不会由于空气动力作用而经受振动或波动，而这种振动或波动可能会导致难以拍摄和/或处理图像以获取有用的信息。

在一些实施例中，幅材评估系统包括适合于检测至少一部分(例如一条)幅材的宽度的系统。适合于检测至少一部分幅材的宽度的系统可以使用一个或多个摄像头(基于透射和/或反射系统)，以成像其进给路径的一点上的幅材。用于检测幅材的宽度的系统可以基于除视觉系统以外的如下文更详细地描述的采集设备。

如果幅材评估系统包括摄像头，则可以在幅材进给路径的给定位置中设置摄像头，以成像幅材的整个宽度。在其他实施例中，可以提供摄像头线性矩阵，它们全部相对于进给路径沿横向对齐。在进一步的实施例中，可以例如就有限范围(例如，幅材的整个宽度的1/20)使用摄像头，并且可以为摄像头提供相对于幅材进给方向的横向运动(如果这与要获取的信息类型兼容)。例如，如果应该在将幅材切割成条带之前和/或之后获取关于幅材的纵向边缘的宽度和/或横向位置的信息，并且如果该信息不需要是即时的，而检测其随时间的缓慢变化就足够了，那么就没有必要在幅材的整个宽度上连续获取幅材的图像。

如果摄像头可以横向移动，则可以将编码器或其他系统与之关联，以检测其绝对横向位置，即相对于复绕机固定结构的位置，以便接收由摄像头拍摄的图像的可编程控制单元也能够将每个图像关联到相对于幅材宽度的给定横向位置。

在进一步的实施例中，为了检测幅材或其一部分(例如幅材被切割成的一个或多个纵向条带)的宽度，可以提供适合于读取幅材的存在性的激光光电管，其安装在线性致动器上，该线性致动器配备有用于检测到达位置的系统，该线性致动器适合于在横向方向上传送光电管。该光电管基于在光电管所处的位置中是否存在幅材而发出开关信号。通过对接读取横向方向上的光电管位置的系统的信号与光电管的开关信号，可以计算条带的宽度以及由于由施加在其上的牵引力引起的幅材条带的横向收缩而导致的相邻条带的纵向边缘之间的相互距离(所谓的缩颈，在下面有更好的解释)。

在进一步的实施例中，适合于检测幅材宽度的系统可以包括激光扫描仪，该激光扫描仪用于读取幅材的整个宽度，然后输出关于幅材条带宽度以及它们之间的相互距离的数据。

幅材或其一部分的宽度也可以借助于布置在幅材进给路径的一侧上的、发射静电电荷的装置以及安装在幅材进给路径的相反侧上的、位于静电电荷发射装置前面的接地系统来确定。

在特别有利的实施例中，幅材评估系统布置在幅材供给路径的包括在切割装置和卷绕支架之间的区域中。以这种方式，可以在将幅材切割成纵向条带之后评估幅材的一个或多个特征。也有可能获得关于每条独立条带的信息，因而获得借助于卷绕机或复绕机形成的每个独立次级卷筒的信息。特别地，可以识别由于切割而导致的幅材中的任何缺陷。此外，通过将幅材评估系统布置在切割装置的下游，可以以更高的精度检测用来自单个初级卷筒的幅材生产的多个次级卷筒中的一个或另一个中幅材的奇异性、缺陷或一般特征的位置。

通过将幅材评估系统布置在切割装置的下游，可以读取单条条带的横向尺寸以及相邻条带的纵向边缘之间的相互距离，从而评估如下面有更多详细的缩颈现象。

特别有利的是，将幅材评估系统布置在进给路径中包括在卷绕支架的卷绕辊和直接位于卷绕辊上游的导向辊之间的区域中。术语“直接上游”是指在导向辊和卷绕辊之间不存在其他机械构件，这些机械构件可以改变幅材的一个或多个特征(例如纵向张力)，或者可以在幅材中引入缺陷。以这种方式，所获取的信息恰好是幅材被卷绕到相应的次级卷筒时的信息。

在一些实施例中，幅材评估系统包括用于测量幅材的泊松比的装置。泊松比或横向应变比是用于度量经受纵向单向应力的材料的横向膨胀和收缩的温度相关系数。

泊松比测量装置可以组合地包括：第一测量装置，用于测量幅材在沿着幅材朝向卷绕支架的进给路径的第一位置上的第一进给速度；第二测量装置，用于测量幅材在沿着幅材朝向卷绕支架的进给路径的第二位置上的第二进给速度，所述第二位置在所述进给路径的第一位置的下游；第一装置，用于获取关于幅材在第一位置上的第一宽度的信息；第二装置，用于获取关于幅材在第二位置上的第二宽度的信息。

出于多种原因，知道幅材的泊松比可能很有用。首先，这是一条可以提进给那些将使用卷筒进行加工并生产成品或半成品的人的有用信息。知道泊松比可以用于例如调节卷筒转换线的操作参数。此外，在某些情况下，知道幅材的泊松比可能会对修改、控制或管理上游生产参数很有用。例如，这对于将泊松比保持在期望值范围内，从而确保排出生产机器的产品质量稳定非常有用。通过测量实际的泊松比，可以对一个或多个上游生产参数起作用，例如，以减少或消除所测得的泊松比值与设定值之间的误差。

卷绕机或复绕机可包括可编程单元，例如PLC、微控制器、计算机或配备有处理装置并适合于调节至少一个幅材进给构件(特别是沿着供给路径依次布置的多个幅材供给构件中的一个)的一个或多个参数的任何其他装置。该参数可以与进给速度相关，例如，其可以由围绕其驱动幅材或幅材借助其进行卷绕的辊的旋转速度或通过卷绕皮带的速度组成。通过调节这些构件的速度，可以调节幅材的张力。

幅材张力可能是一个重要的参数，它会影响次级卷筒的质量及其在退绕步骤以及随后转化为成品的过程中的行为。张力(即幅材在切割成条之前和之后的纵向牵引力引起幅材的横向收缩，因而改变其宽度。幅材评估系统可适合于在幅材被纵向切割之前检测幅材和/或幅材的一条或多条条带的宽度。根据幅材评估系统检测到的幅材的至少一个纵向边缘的位置，可以确定幅材的收缩，从而改进一个或多个进给构件的运行参数，例如速度，以便调节幅材或其一部分(条带)的张力，进而调节其侧面收缩。以这种方式，如将在下面更详细地描述的那样，例如，可以改善次级卷筒的质量，获得平坦的头部表面，或者至少减小其平坦度误差，即，实际表面与完美平坦的理论表面的偏差。

在本说明书和所附权利要求中，通常可以将进给构件理解为适合于将牵引力施加到幅材上的任何机械构件。因此，进给构件可以是幅材围绕其驱动的机动辊，通常是卷绕支架的卷绕辊，或者沿着卷绕支架上游的进给路径的机动辊，或者是将幅材分割成纵向条带的切割装置的对向辊。

进给构件也可以是退绕机的皮带或皮带系统，该退绕机使用通过摩擦传递到初级卷筒侧面的转矩，利用外围退绕系统使初级卷筒退绕。进给构件也可以是中央旋转构件，例如轴向地接合初级卷筒和/或次级卷筒的尾座。

在本文所述的实施例中，幅材评估系统还可包括用于检测幅材中金属残留物的存在的检测构件。

根据另一方面，公开了一种用于卷绕幅材的方法，该方法包括以下步骤：

-使幅材从初级卷筒中退绕；

-沿着从初级卷筒到卷绕支架的进给路径进给幅材，在卷绕支架中插入一系列彼此同轴且彼此相邻的次级卷绕芯；

-沿着进给路径将幅材切割成多条幅材条带；

-围绕次级卷筒卷绕幅材条带；

-沿着进给路径检测幅材的至少一个特征。

根据另一方面，公开了一种用于卷绕幅材的方法，该方法包括以下步骤：

-将幅材沿着进给路径朝向卷绕支架进给卷绕机器(例如卷绕机或复绕机)，在该卷绕支架中插入一系列彼此同轴且彼此相邻的次级卷绕芯；

-将幅材沿着进给路径切割成多条幅材条带；

-围绕次级卷筒卷绕幅材条带；

-在幅材被切成条带的位置下游，沿进给路径检测幅材的至少一个特征。

例如，检测幅材的至少一个特征的步骤可以包括以下步骤：捕获幅材的至少一面的图像，并且优选地捕获幅材的两面的图像。

根据本文公开的方法的有利实施例，在进给路径上处于切割装置(该切割装置将幅材切成幅材条带)下游并且优选直接在卷绕支架的上游的一部分中检测幅材的特征。

在本文公开的方法的一些实施例中，幅材的特征包括其泊松比。

在一些实施例中，该方法可以包括以下步骤：检测沿着进给路径向前移动的幅材的至少一个纵向边缘的位置；根据所检测到的位置控制进给参数，例如幅材的进给速度。

控制幅材进给参数的步骤可以包括以下步骤：如果幅材的纵向边缘正在横向移位，则降低进给速度。“横向移位”可以指超过设定阈值的横向移位。

在一些实施例中，该方法包括以下步骤：检测与幅材宽度相关的至少一个参数；并且根据所检测到的参数来调节幅材的张力。调节张力的步骤可以包括以下步骤：改变幅材在进给路径的至少一个点上的进给速度，特别是调节幅材在进给路径的两个点上的进给速度之间的差值。

根据另一方面，该方法可以包括以下步骤：

-卷绕至少第一系列的次级卷筒，每个次级卷筒由一条幅材条带形成在被布置在卷绕支架中的第一系列卷绕芯的相应卷绕芯上，其中所述幅材条带通过借助于布置在第一切割位置上的多个刀片切割而形成；

-在卷绕第一系列的次级卷筒的同时，检测关于幅材条带的边缘所占据的位置的信息，并基于所述信息来确定卷绕在第一系列的次级卷筒上的条带的实际宽度以及相邻条带之间的相互距离；

-从卷绕支架中取下第一系列的次级卷筒；

-根据条带的实际宽度和条带之间的相互距离，将刀片重新定位在第二切割位置，以便考虑到幅材条带的横向收缩；

-将第二系列的卷绕芯定位在卷绕支架中，第二系列的芯的尺寸和位置根据条带的实际宽度和条带之间的相互距离来确定；

-在第二系列的卷绕芯上卷绕第二系列的次级卷筒。

卷绕第一系列卷筒的唯一目的是检测条带的有效宽度，以便在开始生产之前重新定位刀片。由于第一系列的次级卷筒可能是废物，因此它们的长度可能比实际打算用于后续加工或销售的产品卷筒的长度更短甚至短得多。换句话说，第一系列的卷筒的卷绕长度是检测所需数据所需的长度，而不是实际生产的特定批次卷筒的整个长度。

在以下参考附图的非限制性实施例的描述中说明并在形成本说明书的一个完整部分的所附权利要求书中了阐述了本文所公开的卷绕机器、卷绕机或复绕机以及方法的其他有利特征和实施例。

附图说明

通过下面的描述和附图，将更好地理解本发明，附图示出了本发明的非限制性实施例。更具体地说，在图中：

图1、2和3是三个不同实施例中的复绕机(纵切复绕机)的示意性侧视图；

图4是将幅材纵切成纵向条带的区域的示意图；

图4A是图4中用字母A指示的细节的放大图；

图5是在卷绕期间两个次级卷筒的示意图；

图6是根据本文所述的实施例的用于计算复绕机中的幅材的泊松比的组件的示意图；

图7是示出用于计算泊松比的参数的示意图；而

图8是用于生产直接来自生产机器的幅材的卷筒的卷绕机的示意性侧视图。

具体实施方式

在下面的描述中，将具体参考由非织造物组成的幅材的加工。然而，应当理解，仅通过非限制性示例来指示这种类型的材料。本文所述的卷绕机器(例如卷绕机或复绕机)以及卷绕和复绕方法的各方面也可有利地应用于复绕非织造物以外的幅材的条带，例如塑料膜、纸张尤其是薄纸等。

下面将具体参考复绕机器的特别有利的实施例(更具体地而言是纵切复绕机)以及用于将来自初级卷筒的幅材在纵切(切割)成单独纵向条带之后卷绕成多个次级卷筒的相关方法。

下面参考纵切复绕机和相关复绕方法描述的一些特征和优点也可以有利地应用于卷绕机器，该卷绕机器直接从生产机器接收连续幅材并且在卷绕区域上游包括纵向切割系统，将幅材纵切成单独的纵向条带，每个纵向条带被卷绕成由相同幅材并行生产的多个卷筒中的相应卷筒。

首先参考图1的实施例，整体上用附图标记1指示的复绕机包括卷绕工位3，其中从初级卷筒BP上退绕出来的幅材N被卷绕在一个或多个次级卷筒BS上。P指示幅材N(例如非织造物)从初级卷筒BP朝向卷绕工位3的进给路径。幅材N的进给方向用F指示。次级卷筒BS围绕布置在卷绕工位3中的管状卷绕芯形成。

复绕机1的整体结构可以是已知类型的。因此，仅描述对理解本发明有用的其主要部分。

更特别地，复绕机1是所谓的纵切复绕机或复绕纵切机，其接收完整的幅材并将其纵切成多个纵向条带，每个纵向条带均被卷绕到次级卷筒BS上。在卷绕工位3中，若干个次级卷筒BS彼此相邻并基本同轴地布置，每个次级卷筒BS接收并卷绕相应幅材条带。

在一些实施例中，卷绕工位3包括卷绕支架。在图1所示的实施例中，卷绕支架包括外围卷绕构件。这些外围卷绕构件可以包括两个卷绕辊5和7，它们一起形成卷绕支架。每个卷绕辊绕例如由马达控制的轴线旋转。为此，可以设置两个单独的马达或一个带有传动系统的马达。图1示意性地示出了用于控制卷绕辊5、7的马达8。

卷绕辊5、7的旋转轴彼此平行并且位于大致水平的平面上，以便次级卷筒BS可以通过重力而搁置在卷绕辊5、7上。也可以提供其他的卷绕构件，例如第三卷绕辊，其布置在卷筒BS上并具有可移动的轴线，以在卷绕周期中跟随次级卷筒BS的增长。附图标记9指示用于从卷绕工位3卸载次级卷筒BS的卸载系统。

复绕机1还包括切割装置11，该切割装置11包括与一系列相应的对向刀片15或对向辊共同作用的一系列盘形刀或刀片13。切割装置11可以以已知的方式配置。切割装置的示例例如描述在EP1245354、EP1245519、WO96/28285、WO96/28284和US2008/0148914中。

每个刀片13和每个对向刀片15可以在横向方向上，即在与幅材N的进给路径P正交的方向上进行调节，以切割适当宽度的幅材的纵向条带。图4示意性地示出了六个切割刀片13，其将幅材N纵切成五个纵向条带S1、S2、S3、S4、S5和两个横向切边R1、R2。纵向条带的数量仅是指示性的。通常，幅材N可被纵切成“n”个条带S1-Sn。

附图标记12指示用于检测刀片13在横向方向(即，正交于该图的平面)上的位置的装置。例如，装置12可以包括编码器，该编码器在刀片定位好时检测各个刀片的绝对位移。用于检测刀片位置的系统本身是已知的，因此在此不对其进行详细描述。从下面的描述中将显而易见的是，装置12不仅可用于了解和存储刀片位置以对其进行管理，而且还可用于确定幅材条带在用刀片13和对向刀片15纵切而形成其的区域中的宽度。

沿着幅材N的进给路径P，导向辊17、19、21可以布置在切割装置11的上游，并且导向辊23、25可以布置在切割装置的下游。导向辊的数量和位置仅作为示例给出。在一些实施例中，切割装置11上游的辊之一，例如辊17，可以是弓形辊，即所谓的香蕉形辊，其横向拉伸幅材N以去除皱纹或折痕。

复绕机1可以包括退绕机31，该退绕机31设置有用于退绕初级卷筒BP的构件。退绕机31可以是复绕机1的组成部分，也可以是与复绕机1组合的单独机器。退绕机31包括退绕构件，例如尾架，其轴向接合初级卷筒BP。在其他实施例中，如图1中示意性示出的那样，退绕机包括外围退绕构件33，其可以包括围绕皮带轮37、39驱动的一条或多条连续皮带35，这些皮带轮37、39之一(例如皮带轮37)是电动的。在图1中，附图标记38示意性地指示电动皮带轮的马达。可以设置导向辊41、43，以将幅材N导向香蕉形辊17。在其他实施例中，中央和外围退绕构件可以组合地设置。

图1的复绕机1设置有幅材评估系统，该幅材评估系统包括第一摄像头51和第二摄像头53。摄像头51、53可以容纳在地板PC下面的坑(复绕机1的主要结构立于该坑上)中，并且可以与幅材N的进给路径P相距一定距离地布置以成像幅材N的整个宽度。

摄像头51、53可以与照明装置结合。在所示的实施例中，为第一摄像头51提供了第一照明装置55，而为第二摄像头53提供了第二照明装置57。在图1的实施例中，第一摄像头51和第一照明装置55布置在进给路径P的相对侧上。因此，第一摄像头51捕获幅材N的透明图像。反过来，摄像头53和第二照明装置57布置在进给路径P的同一侧上，因此第二摄像头53采集反射图像。“透明的”或“透明”是指幅材N在照明装置和摄像头之间通过，因此其关于摄像头是背光的。相反，“反射的”或“反射”是指在关于摄像头和照明装置的相对侧上布置对比网屏并且靠近照明装置。有时，该网屏最好由一种辊组成，而幅材N围绕该辊被驱动。在这种情况下，摄像头的聚焦更容易。

如果摄像头不能在横向方向上成像整个幅材N，则为了分析幅材N的整个宽度，可以提供彼此对齐的多台摄像头(通常是两到四台)。

在图1的配置中，具有相应照明装置55、57的摄像头51和53布置在幅材N的进给路径P的最后段中，即紧接在第一卷绕辊5的上游。实际上，在摄像头所成像的区域与幅材条带被卷绕到次级卷筒BS上的点之间没有布置其他机械构件。以这种方式，可以在将幅材N卷绕在次级卷筒BS上时精确地捕获幅材N的图像，而无需在幅材N上执行可能会导致缺陷或以其他方式改变幅材条带的特征的其他操作。

在其他实施例中，摄像头可以布置在比图1所示的地方更上游的位置，但是优选布置在切割装置11的下游。

在图1的示意图中，附图标记50指示金属检测器，该金属检测器可以位于切割装置或单元11的下游，例如位于导向辊23和25之间。在该位置上，可以检测是否存在例如可能从刀片和/或对向刀片分离而来的金属颗粒。

图2示出了根据本发明的复绕机1的第二实施例。相同的附图标记指示与参考图1所描述的那些部分相同或对应的部分，将不再对这些部分进行描述。在图2的实施例中，两个摄像头51、53分别设置有相应照明装置55和57，其适合于捕获透明和反射图像，类似于图1所示。然而，在该第二实施例中，两个摄像头51、53沿进给路径P布置在稍稍上游的位置，并且更确切地说，布置在被放置在卷绕辊5之前的两个导向辊23、25之间。这允许将具有相应照明装置63的第三摄像头61直接布置在第一卷绕辊5的上游。在该实施例中，第三摄像头61捕获反射图像。它可以设置成成像幅材N与卷绕辊5接触的那部分，或者如图5所示，幅材N与漫射或反射网屏65接触的那部分，例如直接邻近卷绕辊5的那部分。

参考图1和图2所描述的摄像头的布置和数量仅以示例的方式给出。其他布置也是可行的。例如，图3示出了复绕机1，其与先前的复绕机的不同之处主要在于摄像头的不同布置。在这种情况下，第一反射摄像头53被设置有如图1所示地布置的相应照明装置55，而第二摄像头61被设置有如图2所示地布置的相应照明装置63，但是没有摄像头51。

在未示出的其他实施例中，基于反射或者优选地基于透明系统，可以仅提供一个摄像头(或摄像头阵列)。

摄像头可以与以附图标记71示意性表示的可编程控制和处理单元(例如PLC或计算机)对接。可编程单元71收集并处理(实时或延迟时间)由复绕机1所设置有的摄像头捕获的图像。

例如，可以对图像进行处理，以识别幅材N中的任何缺陷或临界点。由于摄像头被布置成成像幅材N在非常接近卷绕点(卷绕辊5、7)的区域中的条带，所以既可以例如当将幅材纵切成条带时识别在最近的处理步骤中在幅材上产生的缺陷，又可以精确地定位所检测到的缺陷在哪一个次级卷筒BS中。

一般而言，本文所述的摄像头系统的目的是在形成过程和幅材处理结束时检查幅材，以便收集由于这两个过程(幅材形成和其处理，例如其切割和复绕)而引起的缺陷。因此，该系统不用于准备那种允许操作者在复绕阶段从幅材中去除缺陷的缺陷图，而是用于认证由非织造物或其他幅材N的制造商所生产的次级卷筒BS的质量。

复绕机1中摄像头的这种新颖布置具有许多优点，下面列出其中一些优点。

例如，该系统可以核实复绕机的操作者已经有效地去除了由安装在卷绕机上游的第一视觉系统(和/或金属检测器)(未示出)检测到的所有缺陷。实际上，有可能发生这样的情况，即错误地将原本打算丢弃的产品卷绕到原本用于销售的次级卷筒BS中。例如，当开始生产某种类型的非织造物时，由于技术原因，会生产出非压延的非织造物，它们原本是要被浪费的，通常不包括在复绕过程中，但是由于操作者的失误，它可能会卷绕在原本用于销售的次级卷筒上。根据本发明的摄像头的新颖布置防止了这种情况。

如上所述布置的摄像头允许核实在切割和复绕过程中没有形成纵向折痕。实际上，在幅材N已经被纵切成条带S1-Sn之后，还由于在复绕步骤中幅材的速度明显高于在成形步骤中幅材的速度(大约高2-3倍)的事实，可能会形成纵向折痕。这些是由于空气动力学效应而形成的，该空气动力学效应在幅材高速前进时起作用，而在幅材低速前进时消失。也就是说，折痕是在正常卷绕时形成的，但是当卷绕次级卷筒的外匝时消失。

实际上，当复绕机处于减速斜坡步骤时，即，当幅材的速度降低时，卷绕次级卷筒BS的外匝。因此，对次级卷筒BS的外部进行简单的目视检查不能识别卷筒内部是否具有纵向折痕。相反，本文描述的摄像头的布置使得有可能独立于缺陷出现的步骤来识别该缺陷。

本文所述的摄像头的布置允许检测条带由于空气动力学效应而引起的任何横向移位。因为这些移动可能会损坏卷筒头的平整度，所以必须避免它们。可以很容易地检测到此缺陷，并可以采取措施避免损害次级卷筒的质量或丢弃该卷筒。下面将参考具体实施例描述可用于控制这些现象的方法的更多细节。

上述摄像头的布置允许控制切削刃的质量，以便监视盘形刀片13的切削刃的磨损。

摄像头还允许核实刀片13是否已经停止切割，从而损害了在卷绕周期中卷绕的整个辅助BS卷筒系列的良好质量。实际上，如果刀片13之一停止切割，则整个机器很容易发生卷绕，这会损害整个系列卷筒的卷绕。

摄像头还允许检查所有条带S1-Sn的存在，并核实它们是否沿期望的方向移动以形成相应次级卷筒BS。如果由于任何问题(条带断裂或其他问题)，条带的路径发生了变化，并且条带开始被卷绕在另一个机械构件上，则将导致复绕机构件出现故障和破损，从而造成停机时间增加和产量损失。因此，如上所述那样通过使用摄像头来迅速通知这种情况在节省时间和减少维护成本及备件方面具有显着的优点。

摄像头可以构成用于测量条带的宽度和各条带S1-Sn之间的所谓缩颈的宽度(即在相邻纵向条带的边缘之间由于服从幅材张力的其横向收缩而导致的相互距离)的系统。缩颈是一个条带的边缘与相邻条带的边缘之间的距离。下面将参考一些特定的操作方法进一步说明该方面。

出于各种原因，确定缩颈是有用的。特别地，尽管不是排他地，但确定给定幅材的缩颈有助于预测用不同配方生产的幅材的缩颈。

有时，在通过使用次级卷筒BS的幅材生产的尿布或其他成品中发现缺陷。例如，可能发现被困在尿布层中的昆虫。在这种情况下，总是很难确定缺陷是在非织造物或其他幅材N的制造商的工厂产生的，还是在生产尿布或其他成品的转换工厂中产生的。在这种情况下，利用紧接在卷绕之前安装的视觉系统，更容易归结职责。

卷绕的幅材的条带宽度是次级卷筒BS的质量指标。形成次级卷筒BS的条带宽度越恒定，卷筒的质量就越高。在将其他成分(如胶水、橡皮条、绒毛等)放置在生产成品(尿布或其他产品)的转换机中退绕的幅材上的情况下，此条件是必要的。实际上，如果幅材比所示的窄，则存在放置在其上的成分离开正在退绕的幅材的边缘并且不与其连接的风险。视觉系统通过即时计算幅材条带的宽度，可以认证卷绕在每个次级卷筒BS内部的幅材条带的宽度处于允许的范围内。取决于该允许量，如有必要，可以将次级卷筒BS分类为不同的质量等级，例如，第一选择卷筒和第二选择卷筒。

不使用本文所述的幅材评估系统，仅通过破坏待评估的次级卷筒来核实宽度是可行的。即，该质量测试是破坏性测试，因此当前仅随机进行。用于评估幅材的新系统避免了这些弊端，并节省了材料，因为它避免了破坏性测试，且还允许测试所有生产的卷筒，而不仅是随机地测试一些样品。

卷筒质量的另一个指标是其侧面的平整度。形成各个次级卷筒BS的各个条带S1-Sn的边缘的绝对位置的测量是次级卷筒BS的侧面的平整度的间接指标。幅材评估系统允许通过控制幅材条带的边缘位置，将次级卷筒BS的这一特征也保持在控制之下。

本文所述的幅材评估系统还具有其他优点。

实际上，内部具有缺陷的次级卷筒BS由包装机分类，使得它们不作为优质卷筒出售，而是在物流系统中走不同的路径。例如，它们可以作为次品卷筒出售，也可以用于回收原材料。因此，基于缺陷的存在对次级卷筒BS进行分类。根据现有技术，该分类基于安装在卷绕机上游的视觉系统的信号，并且基于卷筒BP进入次级卷筒的分布图。该图基于刀片13的位置和卷绕在卷绕周期中卷绕在每个系列的次级卷筒BS上的幅材的标称长度而准备的。然而，跟踪初级卷筒BP的图也会受到难以评估的参数的影响，这些参数例如是：

a.幅材由于卷绕机中的卷绕张力以及在复绕步骤中的卷绕张力而导致的伸长，

b.在复绕步骤中丢弃的幅材的长度，

c.由于非织造物的高值泊松比以及卷绕张力(在卷绕机中)和在复绕步骤中的卷绕张力而导致的幅材的横向收缩。当幅材受到张力时，这种收缩导致缺陷朝向中心线移动。因此，当描绘图时，难以精确地确定纵向切口的位置，因此难以确定哪个次级卷筒BS将发生在卷绕机上游检测到的缺陷。

d.在退绕初级卷筒BP并复绕成次级卷筒BS的步骤中，香蕉形辊17趋向于使幅材变宽，因而趋于使缺陷从中心线移开。因此，在卷筒分布图中，很难准确地确定次级卷筒的“边界”，并且这使得很难知道缺陷是否与一个或另一个次级卷筒有关，特别是如果在边界区域中发现了缺陷尤其如此。本文描述的新系统允许直接读取缺陷及其位置，从而使得可以知道在哪个卷筒上发生特定缺陷。

为了借助于切割装置11的刀片或刀13将幅材N纵向切割成纵向条带S1-Sn，必须对幅材施加纵向张力。一旦幅材N已经被纵切成纵向条带，由于由纵向牵引力引起的横向收缩，每个条带的宽度小于形成所述条带的刀片13的切削刃之间的距离。也就是说，切割后的条带由于张力和幅材的高值泊松比而收缩。

在图4A中示意性地示出该现象。两个相邻条带的相邻边缘之间的距离称为“缩颈”，在图4A中用NI指示。在图4A中示出了在条带S2的纵向边缘B2和相邻条带S3的纵向边缘B3之间的缩颈。

在本文所述类型的复绕机1中，刀片13和相应的对向刀片15在横向上的定位由计算机或可编程控制单元71控制，该计算机或可编程控制单元71基于要生产的幅材N的纵向条带S1-Sn的宽度来计算刀片应位于的不同位置。用于定位刀片13的计算程序要求操作者输入数据，包括待获得的每个条带的宽度和收缩值(缩颈值)。每个刀片被定位在缩颈的中心线上(或处于这样一个中间位置，其至刀片13左侧的部分缩颈与条带S1-Sn至刀片13左侧的宽度成比例。所述刀片，而在刀片13右侧的部分缩颈与所述刀片右侧的条带宽度成比例。其他替代比例标准也是可行的。

此外，市场需求之一是，在次级卷筒BS中，至少有两个原因，管状卷绕芯没有任何部分突出到卷筒的平坦表面之外。

首先，当次级卷筒BS被包装并准备好运送到转换工厂时，它们以其旋转轴处于竖直位置的方式堆叠，以便在运输过程中卷筒不会呈椭圆形。为了使卷筒堆叠稳定，管状卷绕芯不得从卷筒轴向突出。

其次，在转换步骤中，当将次级卷筒BS退绕以生产最终产品(例如尿布、卫生巾、湿纸巾和其他物品)时，将它们定位于转换机的退绕卷筒上。正确的轴向位置通过面对提供在卷绕卷筒上的轴向基准而放置管状卷绕芯来确定。管状卷绕芯关于卷筒平端面的任何突出都会导致定位错误，对成品的生产产生负面影响。

尽管可以轻松评估带材宽度值，但由于它们代表了生产的目标，因此很难确定缩颈值。缩颈的宽度受许多因素影响，这些因素包括：幅材的机械性能；与缩颈相邻的条带的宽度；复绕步骤期间幅材的温度；幅材所经受的张力；香蕉形辊17或任何其他系统对铺展幅材的效应。

关于条带和缩颈宽度的数据由应该将次级卷筒BS的管状卷绕芯切割并定位在卷绕棒或轴上的机器来使用，然后将卷绕棒或轴插入卷绕工位3中以围绕每个管状卷绕芯成型相应的次级卷筒BS。根据上述数据，通过切割具有较大轴向长度的管子来形成管状卷绕芯，并将其定位在卷绕棒或轴上，使得卷绕芯的边缘与卷筒的平坦表面对齐。这些预备操作可以借助于例如在US8096948和US 6655629中公开的已知机器来执行，更多细节可以参考这些文献。

根据现有技术，基于工作经验或基于逐次逼近的尝试来估算缩颈。这种方法不能令人满意。

通过幅材评估系统，本文所公开的复绕机的一些实施例允许测量在适当位置且优选紧接在卷绕点之前纵切成纵向条带S1-Sn的幅材N的边缘的位置，以便将必要的数据传输到准备在其上插入管状卷绕芯的卷绕棒或轴的机器。目的是循环闭合包括以下步骤的操作链：

-定位刀片13和对向刀片15以切割幅材N，

-切割管状卷绕芯，

-将管状卷绕芯定位在卷绕棒或轴上，

-考虑到上述的收缩及其上述原因，将幅材的条带卷绕到次级卷筒BS中。

实质上，在将幅材N切割并分割成纵向条带S1-Sn之后，本文所述的幅材N评估系统允许准确地检测每个纵向边缘(例如，图4A中的边缘B2、B3)的位置，然后确定或核实每个条带宽度和每对相邻条带之间的缩颈NI(请参见图4A)。基于这些数据，可以准备正确轴向长度的管状卷绕芯，并将其精确地定位在相应的卷绕棒或轴上。以这种方式，管状卷绕芯的边缘将与条带S1-Sn的边缘重合，而不需要操作者干预以处理和输入数据。因此，每个管状卷绕芯的端部关于相应的次级卷筒BS的平坦表面必定处于正确的位置。

可以借助于机器1设置有的一个或多个摄像头来检测在切割装置11下游的条带S1-Sn的纵向边缘的位置。

为了更好地理解上面所解释的内容，在图5中示意性地示出了一对次级卷筒BS1、BS2，幅材N的两个条带S1和S2分别卷绕在其上。B1和B2指示条带S1和S2彼此相邻的纵向边缘。次级卷筒BS1、BS2卷绕在管状芯T上，其插入并锁定在卷绕棒或轴A上。该轴可以以已知的方式(例如气动方式)膨胀。可以将数量不定的管状卷绕芯安装到轴上，这个数量与同时形成的次级卷筒的数量相对应。

如图5的示意图所示，其中以局部剖视图示出了卷筒BS1，管状芯T的端部在头部表面的内侧或优选地与头部表面或次级卷筒BS1、BS2的平坦前表面BSF1和BSF2齐平。以此方式，管状卷绕芯T不构成对次级卷筒BS的后续处理和转换的障碍。

根据本文所述的方法，可以使用不同的技术来检测缩颈NI，即，相邻纵向边缘B2、B3(图4A)或B1、B2(图5)之间的距离。例如，可以使用视觉系统，该视觉系统包括至少一个摄像头或彼此对齐的多个摄像头，如参考图1、图2和图3所述。有利地，一个或多个摄像头可以被布置成成像紧接在卷绕点上游纵切成条带的幅材N，例如如图1中针对摄像头51或图2和图3中针对摄像头61所示。以此方式，关于条带S1-Sn的宽度和缩颈的尺寸的数据被精确地确定并且不能由于卷绕之前的进一步处理而被修改。

代替使用摄像头和相关的图像处理软件，为了确定条带S1-Sn的宽度和缩颈，可以使用如本说明书的背景技术部分所提到的其他替代系统，例如激光扫描仪、光电管、静电系统等。

为了使用由幅材评估系统检测到的数据以便检查缩颈值并将所有管状卷绕芯T正确地布置在卷绕轴或棒A上，可以执行以下方法。

在开始生产幅材(例如非织造物，其被切割成一定数量的确定宽度的条带S1-Sn)的一定批次级卷筒BS时，将幅材N拉入复绕机中。

通过适当的接口(例如控制面板72(图1、2、3))，根据待获得的各个条带S1-Sn的宽度以及假定的缩颈值(例如根据操作员的经验估算而来)来设定切割装置11的刀片13和对向刀片15的位置。根据所期望的生产设定所有机器参数，例如幅材的张力、幅材沿进给路径P在辊之间的拉伸、香蕉辊17(或其他用于铺展幅材N的铺展系统)的位置。

将管状卷绕芯T切割成与待获得的条带宽度相对应的尺寸，并且在考虑到估算出来的缩颈值的情况下定位在卷绕轴或棒A上与相应条带S1-Sn的位置相对应的位置中，并且将带有管状卷绕芯T的卷绕轴或棒放置在卷绕工位3中。

接下来，复绕机1以降低的速度启动，因此复绕机1可以处理较小长度的幅材(与卷绕在卷筒上的长度相比较小)。幅材评估系统获取用于确定条带S1-Sn的有效宽度和缩颈的实际尺寸的数据。

一旦完成该获取步骤，复绕机1就停止，而刚刚通过复绕机的物料将被丢弃。

再次定位切割装置11的刀片13和对向刀片15，从而基于所获取的关于条带的有效宽度和缩颈的数据，借助于数学计算来确定它们的位置。

数学计算例如可以基于以下方法。缩颈在利用刀片13和对向刀片15在第一位置和在第二位置上进行的生产之间没有变化，而条带S1-Sn的宽度按照数学计算而改变。即，刀片13的两个切削刃之间的距离根据关于缩颈的误差并且根据所在记录的关于条带宽度的误差来调节。该原理所基于的数学计算由以下公式表达

其中

在其他实施例中，可以使用不同的方法。缩颈值遵循关于相邻条带的宽度的比例原理。比例可以是线性的(线性关系)或是关于一函数的比例，在该函数中独立变量是条带的设定宽度和测量宽度。此原理由以下公式表达：

其中符号具有与上文相同的含义。

根据另一种方法，盘形刀片13的切削刃的位置不处于缩颈的中心。相反，缩颈被切削刃细分为两个部分，每个部分均与相邻条带的宽度成比例。“比例”可以指线性比例，也可以指关于一函数的比例，在该函数中独立变量是条带在所讨论的缩颈左右两侧的宽度。

在取下第一系列的次级卷筒BS之后并且在重新定位刀片13和对向刀片15之后，启动实际批量生产次级卷筒BS。在启动实际生产之前，可以执行以下三项干预：

A.基于通过数学计算生成的新位置来定位刀片13和对向刀片15，其中输入数据是由评估系统获得的关于条带S1-Sn的宽度以及缩颈的数据；

B.以适合于由评估系统所检测到的条带S1-Sn的实际宽度的长度切割管状卷绕芯T；

C.根据被切割成条带的幅材的边缘的读数，将管状卷绕芯T定位在卷绕轴或棒A上。芯的端部被定位在所检测到的边缘B2、B3(图4A)或B1、B2(图5)上。

简而言之，利用通过幅材N的评估系统获取的信息，可以正确地设计管状卷绕芯T的尺寸并定位管状卷绕芯T，以便使芯保持在每个相应次级卷筒(BS1、BS2)的平坦头部或前表面(图5中的附图标记BSF1、BSF2)的内部或与之平齐。

参考管理缩颈以及利用本文所述的幅材N评估系统设计管状卷绕芯T的尺寸并将管状卷绕芯T定位在卷绕轴或棒A上所描述的内容，允许改善在复绕过程期间生产的次级卷筒BS的质量。

还可以考虑到可能影响次级卷筒BS的正确卷绕因而影响其质量的其他因素，来进一步改进该方法。

实际上，如上所述，由复绕机1生产的次级卷筒BS可以用于例如生产婴儿或成人尿布、卫生巾或其他特别复杂的待生产成品，并且次级卷筒BS的一些定性特征非常重要。定性需求尤其可以是次级卷筒BS的头部表面(图5的附图标记BSF1、BSF2)的平坦度以及恒定的卷筒宽度。

实际上，如果来自次级卷筒BS的幅材条带的边缘在转换机中退绕时并不总是在同一位置，并且例如由于卷绕到次级卷筒BS中的条带的不均匀宽度或者由于边缘的锯齿形而相对于进给方向横向移动，那么在形成成品时可能会出现问题。例如，在尿布或卫生巾的生产中，产品的各个层可能会在错误的位置上被胶粘，胶水可能会溢出尿布或卫生巾的边缘，单片尿布或卫生巾的切割模具可能会在预切割的材料上留下痕迹。

在卷绕次级卷筒BS时，条带S1-Sn的边缘B2、B3(图4A)或B1、B2(图5)的固定且恒定的位置导致侧面或前表面(BSF1、BSF2)有良好的平坦度。退绕的初级卷筒BP的条带的恒定宽度以及来自切割装置11的条带S1-Sn的边缘B2、B3的恒定位置对于评估所生产的次级卷筒BS的质量以及确保在用于从次级卷筒BS开始生产成品的转换机的操作中没有问题特别重要。

根据现有技术，条带的宽度和每个被卷绕的条带S1-Sn的边缘的位置是被间接控制的。换句话说，假定幅材N的机械性能(弹性模量、泊松比等)在整个幅材N的长度上保持恒定，并且要特别注意沿着进给路径P保持幅材N的张力处于控制之下，以避免在卷绕期间条带S1-Sn的可变收缩。

根据现有技术，通过利用测力传感器的插入而安装的辊来检测幅材的张力，该测力传感器的信号用作反馈信号以管理退绕机31的马达38。退绕器31的马达借助于机械传动装置和皮带35将运动传递到初级卷筒BP，机械传动装置和皮带35将由马达驱动旋转的机械构件与初级卷筒BP的外表面连接。因此，在致动退绕构件33的皮带35的驱动轴的角速度与皮带35(因而初级卷筒BP的圆柱形外表面)的圆周速度之间存在线性比例(至少在理论水平上)。退绕机31的马达38被控制为使得退绕皮带35的圆周速度与在其上形成有次级卷筒BS的卷绕工位3的辊5、7的圆周速度相同。马达38与控制单元对接，并且驱动来自退绕机31的马达38的信号由来自测力传感器的信号经由PID(比例、积分、微分)调节器进行操作。通过相对于卷绕辊5、7的速度或相对于退绕器31的马达38的速度的速度偏差(百分比)来控制复绕机的其他辊。各种辊的速度变差的百分比值由操作员设定。

复绕机是一台起停机器，即从完全静止启动，加速到操作员设定的工作速度，并在一定时间段或一定卷绕长度内保持该速度，然后减速直至停止以允许取下所形成的次级卷筒BS。因此，这是一台其辊经受加速和减速转矩的机器。

从上面的描述中可以明显看出，在复绕期间幅材N的特征发生变化，例如泊松比的变化，会导致条带S1-Sn的宽度发生不期望的变化。实际上，如果假设幅材的侧向收缩是恒定的(泊松比恒定)，则根据现有技术的调节在于在复绕期间使幅材N的张力保持恒定。如果泊松比沿着幅材的延伸方向变化，从而维持幅材的张力恒定，则通过纵向切割而获得的条带S1-Sn的宽度相应地变化，并且这对次级卷筒BS的最终质量产生负面影响。

条带宽度的进一步变差会负面地影响所生产的次级卷筒BS的质量，这可能是由于幅材N与一个或多个确定其牵引力的辊之间的往复滑动或移位而引起的。移位特别可能在复绕机的加速和减速过渡时发生。

根据一些实施例，通过使用上述幅材评估系统，可以部分或完全消除这些缺点。

特别地，通过一个或多个摄像头51、55、61或上述其他装置，可以检测切割装置11将幅材N细分成的条带S1-Sn的边缘的位置。这种信息可用于控制那种控制幅材张力的复绕机的马达，特别是例如退绕机31的马达38和卷绕辊5、7的马达8。这些马达驱动初级卷筒BP和次级卷筒BS旋转。其他未示出的马达，或与上述相同的马达，可以驱动沿着进给路径P布置的其他辊旋转，围绕该辊驱动幅材(在被分割成条带S1-Sn之前和/或之后)。

幅材的卷绕张力由参与一个或多个幅材进给构件的致动的每个马达的行为而引起。使用通过幅材评估系统获取的信息，可以控制马达以获得恒定宽度的条带S1-Sn以及条带边缘的恒定位置，从而形成高质量的次级卷筒BS，特别是即使幅材具有沿其纵向延伸可变的机械特性(例如泊松比)也是如此。还可以避免由于幅材N在进给构件上的速度波动和/或滑动而对次级卷筒BS的质量造成负面影响。

通过根据条带S1-Sn的实际宽度和其边缘的实际位置(缩颈NI的实际值)来控制幅材N的进给构件，可以获得高质量的次级卷筒BS，从而避免现有技术的上述缺点，特别是：

-需要假设幅材的机械性能在材料的每个点都是恒定的，由于这种假设的不准确性而导致随之而来的误差；

-幅材在一个或多个进给构件上滑动的风险，其会引起赋予幅材的实际张力的不确定性；

-测量幅材N的张力时的误差，其是测力传感器的典型误差，例如由于测力传感器安装在其上的辊的平衡误差和/或幅材的动量变差而引起的误差；

-由空气动力学效应导致的测力传感器的测量误差，特别是在高速下。实际上，所有辊都通过旋转来移动周围的空气。如果辊周围的空气速度和压力分布是轴向对称的，则与旋转辊相关联的测力传感器将不会受到空气效应的影响。然而，由于靠近辊的机械构件(包括围绕辊驱动的相同的幅材)的存在，空气速度的分布，进而辊周围的气压场的分布不是轴向对称的。由于测力传感器通过除幅材张力之外的因素来测量施加到辊上的应力，因此这会导致在测量幅材张力时产生误差；

-由于在现有技术的机器中没有得到充分校正的空气动力学现象引起的幅材张力的变化。

通过使用关于条带的实际宽度及其边缘的实际位置的信息，可以控制一个或多个马达，该马达例如通过作用在一个或多个以下参数上来致动幅材N的进给构件：

-角速度(如果以速度控制来控制马达)，或

-角相位(如果以位置控制来控制马达)，或

-扭矩。

可以直接在相应马达的驱动器中实现对马达的反馈，也可以通过控制马达的各种驱动器的PLC实现这种反馈。

例如，以下数据中的一个或多个可以用作管理驱动进给构件的各种马达的信号：

·条带材料N最左端的左边缘与条带材料N最右端的右边缘之间的距离。该原理的目的是控制所有条带的宽度和所有缩颈的宽度；

·所有条带宽度的平均值(或总和)。该原理旨在使所有条带的总宽度保持恒定；

·较宽条带的宽度；

·处于最中央位置的条带的宽度。

特别地，例如，对致动幅材进给构件的一个或多个马达的控制可以使得条带因而次级卷筒BS的一个或多个参数或特征保持恒定。例如，通过检测条带S1-Sn的缩颈和实际宽度，可以借助于反馈回路来控制复绕机的一个或多个马达，以便校正与条带的缩颈和/或宽度的设定值的任何偏差，以便在整个卷绕周期中将这些参数保持完全恒定或处于所限定的公差范围内。

然而，更一般地，本文所述的复绕方法可以使用由幅材N的评估系统获取的信息来控制进给构件的一个或多个马达，其总体目的是控制所生产的条带的位置和/或宽度，而不必使这些参数保持恒定，而是设定其在卷绕周期中的特定趋势。例如，也可以使用上述控制来作为所卷绕在次级卷筒BS的材料量(例如长度或重量)或卷绕时间的函数，来施加条带宽度的变差或卷绕张力的变差。

在复绕期间，由于空气动力学的原因，尤其是幅材N的高进给速度，可以检查被卷绕的条带S1-Sn的横向移位。通过本文所述的适合于识别在各条带S1-Sn的边缘的位置的幅材评估系统，有可能检测到横向移位现象的发生并采取所有必要的措施来避免这种情况。

例如，可以修改一个或另一个进给构件的速度，以减小或消除移位。在一些实施例中，如果在检测到横向移位之后采取的控制措施不足以消除该异常现象，则可以在必要时降低幅材进给速度，直到复绕机完全停止为止。

在复绕机1的一些实施例中，幅材评估系统可包括用于测量泊松比即横向应变系数的装置。图6示出了复绕机1的一些部分的简化图，其中幅材N的评估系统的构件的可能布置对于检测泊松比是有用的。在图6中，相同的附图标记指示已经参考图1至图3描述过的部分。用于测量泊松比的评估系统元件可以包括第一装置81，该第一装置81用于获取关于幅材在进给路径P的第一位置上的第一宽度(即，关于进给方向的横向尺寸)的信息。还可以提供第二装置83，用于获取关于幅材在进给路径P的第二位置上的第二宽度的信息。装置81和83可以是摄像头或摄像头阵列，或适合于检测幅材N的宽度的上述类型的任何其他装置。装置81、83还可包括以上参考图1至图3的示意图所描述过的一个或多个摄像头，例如摄像头51、53、61。

在图6的示意图中，第一装置81所布置在的第一位置紧邻切割装置11的下游或与之对应。以此方式，可以检测通过纵向切割幅材N而获得的每个单独的条带S1-Sn的宽度，或者仅检测一个或一些条带的宽度。第二装置83布置在第一装置的下游，并且在图6的示例中，布置在卷绕辊5的前方。

装置81和83的上述两个位置仅作为示例给出，可以提供不同的位置。一般而言，这两个位置使得幅材的进给速度在两个位置上略有不同，以便幅材经受由于不同进给速度引起的张力而导致的纵向伸长，随后经受横向收缩。

尽管在图6中将测量幅材的宽度的两个位置布置在切割装置11的下游(或对应点)，但是在未示出的其他实施例中，在切割装置11的上游检测该宽度和进给速度，以便在将幅材N纵切成条带S1-Sn之前计算幅材N的泊松比。例如，装置81可以与退绕机31的退绕构件33相关联。

可以通过检测盘形切割刀片13的切削刃的位置来测量条带的第一宽度。在这种情况下：第一测量位置与盘形切割刀片13沿着幅材进给路径的位置重合，并且第一测量装置可以是检测盘形切割刀片13的横向位置(即，与幅材进给方向正交的方向上的位置)的装置。

还可以提供一对以上的装置来例如在切割装置的上游和下游检测幅材的宽度。

为了计算泊松比，还设置有：第一测量装置85，用于测量幅材N在进给路径的第一位置上的第一进给速度；以及第二测量装置87，用于测量幅材N在进给路径的第二位置上的第二进给速度。速度测量装置85、87可以包括例如激光系统(在市场上已知)，或者用于测量与幅材N接触并且其圆周速度等于幅材的圆周速度的旋转构件的转速的装置。为此，例如可以设置感应传感器、检测沿辊圆周恰当地布置的一个或多个反射面的激光器、检测沿辊圆周恰当地布置的一个或多个磁体的磁传感器。

用附图标记81和83示意性指示的装置可以是上述一种或多种用于确定幅材N或幅材N纵切成的条带S1-Sn的边缘的位置的装置。

在一些实施例中，如图6示意性所示，布置装置81和85的第一位置可以与盘形刀片13和对向刀片15进行纵向切割的点匹配。这样，条带的宽度等于切割条带的刀片的切削刃之间的距离。在这种情况下，装置81可以直接就是检测刀片13的切削刃的位置的装置。因此，不需要其他的检测部件来知道条带在第一位置上的宽度。

在第一位置上，可以通过光学部件检测纵向速度。或者，在对向刀片由被幅材N卷绕的对向辊形成的情况下，如果幅材N与对向辊之间没有相对滑动，则幅材N的速度可以等于对向辊的圆周速度。可以轻松地检测到对向辊的旋转速度。

图7示意性地示出了幅材N在进给路径的第一位置和第二位置上的两个部分。更特别地，处于第一位置的幅材由实线指示，而处于第二位置的幅材由虚线表示。由于施加到幅材上的牵引力(例如，由于两个位置的进给速度不同而引起的)，幅材在纵向上伸长而在横向上收缩，如图7所示。

泊松比由以下公式给出：

其中L1和L2是幅材N在第一位置上的长度(在纵向MD上的尺寸)和宽度(在横向CD上的尺寸)。值ΔL1和ΔL2是由于幅材在两个位置之间的部分中要经受的牵引力而导致的长度和宽度变差。

根据与幅材的速度和长度相关的运动学公式，可以轻松地得出以下定义泊松比CP的公式：

其中(另请参见图7)：

L2a是由用以获取关于幅材宽度信息的第一装置所检测到的幅材宽度，

L2b是由用以获取关于幅材宽度信息的第二装置所检测到的幅材宽度，

V1a是幅材在第一位置上的进给速度，

V1b是幅材在第二位置上的进给速度。

在上面的描述中，已经具体参考了包括卷绕工位的纵切复绕机，该卷绕工位被进给有一系列的幅材条带，该幅材条带是通过纵向切割来自在退绕机中退绕的初级卷筒的幅材而获得的。上述某些特征还可用于直接从制造机(例如连续纸生产机或用于生产非织造物的机器)中接收连续幅材的卷绕机中。

图8示出了这种类型的卷绕机100的示意图。卷绕机100包括卷绕工位101，该卷绕工位101例如适合于容纳彼此相邻并同轴的次级卷绕芯。再次在该实施例中，如在先前的情况中一样，卷绕芯可以插入到可膨胀的卷绕棒或轴上。卷绕机100还包括具有多个刀片105和一个或多个对向刀片107的切割装置104。切割装置104关于幅材N的沿着进给路径P的进给方向布置在卷绕工位的上游，并且被配置为将幅材N纵切成多个条带S1-Sn。

卷绕工位101可包括卷绕辊103，来自切割装置104的幅材条带围绕辊103被驱动。导向辊109、111、113、114和115可以沿着幅材N的进给路径P布置在切割装置104的上游和下游。

在一些实施例中，卷绕机100包括幅材评估系统。该评估系统可以包括例如金属检测器125，其具有与参考图1所描述的金属检测器50相同的功能。该金属检测器可以沿着进给路径P在导向辊114和115之间的部分设置，最好设置在切割装置104的下游。

附加地或替代地，幅材评估系统可以包括一个或多个摄像头，如参考图1至图3所述。在图8中，示出了两个摄像头121和122，出于与上述相同的目的和原因，其布置成成像在切割装置104下游的幅材进给路径，并且最好尽可能地靠近卷绕辊103。用附图标记123和124示意性指示的相应照明装置与这两个摄像头121、122相关联。包括摄像头121和照明装置123的光学系统以透明方式工作，而包括摄像头122和照明装置124的光学系统以反射方式工作。仅以示例的方式给出了摄像头的数量和布置。在进一步的实施例中，可以提供更多数量的摄像头或其不同位置。

摄像头可以是固定的或可移动的，例如关于幅材进给路径可横向(即垂直于图8)移动。此外，每个摄像头121、122可以是横向于进给路径P对齐的一组摄像头或摄像头线性矩阵之一。

摄像头可以用于执行参考前述实施例所描述的功能，尤其还用于确定泊松比，管理幅材的缩颈并执行上述其他功能。除摄像头外，卷绕机还可以包括用于检测幅材的进给速度和切割刀片位置的装置，例如用于计算泊松比的装置。

已经参考各种具体实施例描述了本发明，但是对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离权利要求的保护范围的情况下，可以进行许多修改、改变和省略。