Methods of managing web material

Abstract

Methods of delivering and integrating a roll (40) of web material into a manufacturing converter. The methods include use of a multi-implement vehicle (12) capable of loading a roll (40) of web material into a converter, and manipulating a layer of the web material off of the roll to enable continuous converter operation. An autonomous mobile robot (20) is one suitable vehicle that can be employed to deliver and integrate new rolls (20) of web material into one or more converting lines.

Description

METHODS OF MANAGING WEB MATERIALFIELD

[0001] The present disclosure relates to methods of managing a web material for use in manufacturing processes that combine the web material with other materials to form final products, such as, for example, disposable absorbent products. The present disclosure exemplifies apparatuses that can be used in these methods, but the methods are not limited to the same.BACKGROUND

[0002] Modern manufacturing processes operate at high speeds and raw materials and components must be replenished often to enable continuous or near continuous operation. The raw materials and components can be packaged or prepared in a configuration that is heavy and bulky, making their integration into a manufacturing process difficult and burdensome. For example, rolls of nonwoven and film materials are typically used in the manufacture of disposable absorbent products. These rolls can have a diameter over 60 centimeters and a weight over 20 kilograms. And with disposable absorbent product manufacturing lines producing hundreds of products per minute, new rolls of material must be loaded and integrated into the line quite often. Mechanically-assisted tooling and robotics have been implemented with some manufacturing lines to help human operators replenish raw materials and components. But line-dedicated tooling can add costs, complexity, and space issues.

[0003] The methods and apparatuses of the present disclosure can help manage the above challenges.SUMMARY

[0004] Methods of delivering and integrating a roll of web material into a manufacturing converter are provided. A first exemplary method includes, but is not limited to, the following steps: (a) providing an apparatus, comprising: i. a vehicle; ii. a material roll handler mounted onto the vehicle, the material roll handler comprising a roll handler implement for engaging a new roll of a web material; and iii. a robot mounted onto the vehicle or the material roll handler, the robot comprising a robot implement for engaging a single layer of the web material; (b) moving the vehicle to a storage location comprising the new roll of the web material; (c) retrieving, via the roll handler implement, the new roll of the web material from the storage location; (d) moving the vehicle proximate to a web unwinder; (e) transferring the new roll of the web material onto the web unwinder; (f) lifting a starting tail end of the web material off of the new roll of the web material; (g) grasping, via the robot implement, the starting tail end of the web material; and (h) advancing the starting tail end of the web material, while grasped by the robot implement, along a material flow path of the manufacturing converter.

[0005] A second exemplary method includes, but is not limited to, the following steps: (a) providing an apparatus, comprising: i. a vehicle; ii. a material roll handler mounted onto the vehicle, the material roll handler comprising a roll handler implement for engaging a new roll of a web material; and iii. a robot mounted onto the vehicle or the material roll handler, the robot comprising a robot implement for engaging an expired roll of the web material; (b) moving the vehicle to a storage location comprising a new roll of the web material; (c) retrieving, via the roll handler implement, the new roll of the web material from the storage location; (d) moving the vehicle proximate to a web unwinder comprising the expired roll of the web material; (e) removing, via the roll handler implement, the new roll of the web material; and (f) transferring the new roll of the web material onto the web unwinder.

[0006] A third exemplary method includes, but is not limited to, the following steps: (a) providing an apparatus, comprising: i. a vehicle; ii. a material roll handler mounted onto the vehicle, the material roll handler comprising a roll handler implement for engaging a new roll of a web material; and iii. a robot mounted onto the vehicle or the material roll handler, the robot comprising or capable of accepting a first robot implement for removing an expired roll of the web material and a second robot implement for engaging a single layer of the web material; (b) moving the vehicle to a storage location comprising the new roll of the web material; (c) retrieving, via the roll handler implement, the new roll of the web material from the storage location; (d) moving the vehicle proximate to a web unwinder comprising the expired roll of the web material; (e) removing, via the first robot implement, the expired roll of the web material; (f) transferring the new roll of the web material onto the web unwinder; (g) advancing a section of the web material from the new roll of the web material, while the second robot implement is engaging the section of the web material, along a material flow path of the manufacturing converter.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0007] The above-mentioned and other features and advantages of the present disclosure, and the manner of attaining them, will become more apparent and the disclosure itself will be better understood by reference to the following description of example forms of the disclosure taken in conjunction with the accompanying drawings, wherein:

[0008] FIG. 1 is a perspective view of an apparatus useful for completing methods disclosed herein;

[0009] FIG. 2 is a side view of an apparatus retrieving a roll of web material from a storage location;

[0010] FIGS. 3A-3C are plan views of a sequence including retrieving a roll of a web material from a storage location, rotating the roll of web material, and thereafter moving the roll of web material;

[0011] FIGS. 4A-4B are perspective views of a sequence including delivering a roll of a web material to an unwinder and thereafter loading the roll onto the unwinder;

[0012] FIGS. 5A-5B are perspective views of a sequence including grasping a layer of a web material and advancing the web material along a material flow path;

[0013] FIGS. 6A-6C are side views of a sequence including lifting a starting tail end of a web material from its roll and grasping the lifted layer with a robot implement;

[0014] FIG. 7 is a perspective view of an apparatus similar to that shown in FIG. 1, comprising a different robot implement;

[0015] FIGS. 8A-8B are flow charts of a first exemplary method provided herein, with FIG. 8A including core method steps and FIG. 8B including optional additional method steps;

[0016] FIG. 9 is a flow chart of a second exemplary method provided herein;

[0017] FIG. 10 is a flow chart of a third exemplary method provided herein; and

[0018] FIG. 11 is a flow chart of a fourth exemplary method provided herein.

[0019] It should be understood that like features are labeled with like reference numerals, and that the various embodiments are not limited to the examples illustrated in the figures.DETAILED DESCRIPTION

[0020] This disclosure is written to describe the invention to a person having ordinary skill in the art, who will understand that this disclosure is not limited to the specific examples or embodiments described. The examples and embodiments are single instances of the invention which will make a much larger scope apparent to the person having ordinary skill in the art. Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by the person having ordinary skill in the art. It is also to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing examples and embodiments only, and is not intended to be limiting, since the scope of the present disclosure will be limited only by the appended claims.

[0021] All the features disclosed in this specification (including any accompanying claims, abstract, and drawings) may be replaced by alternative features serving the same, equivalent, or similar purpose, unless expressly stated otherwise. Thus, unless expressly stated otherwise, each feature disclosed is one example only of a generic series of equivalent or similar features. The examples and embodiments described herein are for illustrative purposes only and that various modifications or changes in light thereof will be suggested to the person having ordinary skill in the art and are to be included within the spirit and purview of this application. Many variations and modifications may be made to the embodiments of the disclosure without departing substantially from the spirit and principles of the disclosure. All such modifications and variations are intended to be included herein within the scope of this disclosure. For example, unless otherwise indicated, the present disclosure is not limited to particular materials, reagents, reaction materials, manufacturing processes, or the like, as such can vary. It is also to be understood that the terminology used herein is for purposes of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting. It is also possible in the present disclosure that steps can be executed in different sequence where this is logically possible.

[0022] All numeric values are herein assumed to be modified by the term “about, ” whether or not explicitly indicated. The term “about” generally refers to a range of numbers that one of skill in the art would consider equivalent to the recited value (for example, having the same function or result) . In many instances, the term “about” may include numbers that are rounded to the nearest significant figure.

[0023] In everyday usage, indefinite articles (like “a” or “an” ) precede countable nouns and noncountable nouns almost never take indefinite articles. It must be noted, therefore, that, as used in this specification and in the claims that follow, the singular forms “a, ” “an, ” and “the” include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. Thus, for example, reference to “a support” includes a plurality of supports. Particularly when a single countable noun is listed as an element in a claim, this specification will generally use a phrase such as “a single. ” For example, “a single support. ”

[0024] Where a range of values is provided, it is understood that each intervening value, to the tenth of the unit of the lower limit (unless the context clearly dictates otherwise) , between the upper and lower limit of that range, and any other stated or intervening value in that stated range, is encompassed within the disclosure. The upper and lower limits of these smaller ranges may independently be included in the smaller ranges and are also encompassed within the disclosure, subject to any specifically excluded limit in the stated range. Where the stated range includes one or both of the limits, ranges excluding either or both of those included limits are also included in the disclosure.

[0025] In this specification and in the claims that follow, reference will be made to a number of terms that shall be defined to have the following meanings unless a contrary intention is apparent.

[0026] “Absorbent product ” refers to devices that absorb and contain liquid, and more specifically, refers to devices that are placed against or in proximity to the body of the wearer to absorb and to contain various exudates discharged from the body.

[0027] “Disposable” refers to products which are designed to be discarded after a limited use rather than being laundered or otherwise restored for reuse.

[0028] “Web material” refers to relatively thin, flexible material, including those materials typically employed in disposable absorbent products. Web materials include, but are not limited to, nonwoven materials, woven or knitted materials, films, laminates comprising fibrous and film components, foam materials, metal foils, and composite materials comprising fibrous, film, and / or particulate materials.

[0029] The present invention provides methods of managing web materials. The methods can employ various multi-implement apparatuses. The different implements are designed to manipulate the web material in different configurations as part of a manufacturing operation that combines the web material with other starting materials or components to form final products. For example, when the web material is in a multiple layer roll form before being unwound or when the web material is a single layer as it advances along a material flow path within the manufacturing line.

[0030] FIG. 1 shows an exemplary apparatus 10 that can be used for conducting the methods described herein. The apparatus 10 includes a vehicle 12, a material roll handler module / assembly 14 mounted to vehicle 12, and a robot 20 mounted to the material roll handler module 14. A benefit of mounting robot 20 onto the material roll handler module is that it provides the opportunity for the material roll handler module to move in various directions without having to navigate around separately mounted robot (s) . Robot 20 can however be mounted separately onto vehicle 12. As shown in FIG. 1, material roll handler 14 is movably mounted on a track 15, enabling both it and robot 20 to move closer to other equipment when vehicle 12 is stationary. The material roll handler module can also be rigidly mounted onto vehicle 12.

[0031] Vehicle 12 is shown in a form that is freely moveable. By way of example only, vehicle 12 can be an autonomous mobile robot or autonomous guided vehicle. In this form, movement of vehicle 12 is dictated by programming, and it does not require human intervention. Vehicle 12 can alternatively be moved by a human via a controller. A vehicle that can be used in the methods disclosed herein can also be moveable along a rail, track, or the like, where movement has a defined path that does not change. There are some benefits of employing an autonomous mobile robot or autonomous guided vehicle, including flexibility, and successful and completed transfer of new rolls of web material when transport pathways are inadvertently or temporarily blocked by humans and / or other objects. While apparatuses and methods of the present disclosure can be dedicated to a single manufacturing converter, employing an autonomous mobile robot or autonomous guided vehicle can also enable servicing multiple manufacturing converter lines with a single apparatus / vehicle. Thus, in one form, the methods disclosed herein can include steps of delivering and integrating a first new roll of web material into a first manufacturing converter, and delivering and integrating a second new roll of web material into a second manufacturing converter spaced apart from the first manufacturing converter.

[0032] Material roll handler assembly 14 includes an implement in the form of a mandrel 16 that is configured for engaging a roll core onto which web material is wound. Material roll handler 14 can employ alternatively configured implements for engaging a roll of web material, including, for example, an implement that engages an outer surface of a roll of web material rather than its roll core.

[0033] The methods described herein are useful for managing various different types of web materials. Nonwoven webs and polymeric films are two examples of such web materials. The nonwovens can include natural fibers, naturally-derived fibers such as rayon fibers, and / or synthetic fibers such as polyester or polyolefin fibers. The polymeric films can comprise polyolefins such as polypropylene and polyethylene. The web materials may be petroleum-based or bio-based. The web materials can be made from virgin raw materials, contain post-consumer recycled materials, or both. By way of example only, the fibrous and film webs can have a basis weight from about 5 grams per square meter to about 200 grams per square meter, and a caliper from about 0.05 centimeters to about 2 centimeters.

[0034] Rolls of web material used in the manufacture of disposable absorbent articles can be quite large and heavy. For example, rolls of a nonwoven web can have a diameter greater than 50 centimeters, 60 centimeters, 70 centimeters, 80 centimeters, 90 centimeters, 100 centimeters, or 120 centimeters. Web material rolls can weigh in excess of 20 kilograms, 30 kilograms, 50 kilograms, 100 kilograms, 110 kilograms, or more. The material roll handler (and its implement (s) ) , along with the associated vehicle, are preferably designed and configured to manage such large and heavy web material rolls.

[0035] Although the written description and drawings focus on web material wound as a planetary wound roll, the web material may also be wound into a spool form; including, for example, traverse or step wound spools. Thus, the term “roll” can be substituted with “spool” in the exemplary processes and apparatuses described herein, as well as in the appended claims.

[0036] Mandrel 16 is capable of translational movement along a vertical axis z, as well as translational movement along two axes x and y that are orthogonal to axis z. In one form, mandrel 16 is additionally capable of rotational movement along an axis that is parallel to vertical axis z. In another form, portions or all of the material roll handler module 14 is rotatable along an axis that is parallel to vertical axis z. The material roll handler assembly comprises multiple actuators to enable the desired movements. The material roll handler assembly can comprise, by way of example only, at least 4 actuators, 5 actuators, 6 actuators, 7 actuators, or more. As noted above, both translational and rotational movements are contemplated for aspects of the material roll handler assembly and / or its implement (s) .

[0037] Mandrel 16 may include various locking mechanisms, including, for example, one or more detents that can be moved radially outward (e.g., via a motor or pneumatics) to engage a material roll core more securely. The mandrel may also be adjustable for engaging various core sizes. Material roll handler assembly 14 also includes a pusher 18 used to transfer a roll of web material from mandrel 16 onto an unwinder that is part of a manufacturing converter.

[0038] Robot 20 includes a robot implement in the form of a web threading wand 22 that is configured for manipulating a single layer of web material. The wand can comprise an opening (e.g., a slot) for receiving a layer of the web material, or can include opposing movable arms to function as a clamp for engaging opposite sides of one or more layers of web material. The robot implement can take other forms too so long as it is configured for manipulating either a single layer or a just a few layers of web material. Robot 20 is capable of translational and rotational movement along and around multiple axes via its multiple robotic arm joints 23.

[0039] As noted in the background, rolls of nonwoven and film materials are typically used in the manufacture of disposable absorbent products. The rolls have significant size and weight, and new rolls of web material must be loaded and integrated into a manufacturing converter often when running at high speed and preferably continuously. A typical manufacturing converter will include at least two unwinders, with one of the unwinders being occupied by a roll of web material that is being unwound to be joined with other materials to form a final product. The other unwinder is then available for a new roll to be delivered by an apparatus like that shown in FIG. 1. New rolls of web material can be staged in a storage location and ready for use. FIG. 2 illustrates an exemplary storage location apparatus in the form of a cradle 30, which can be configured to hold one or several rolls of web material. Vehicle 12 is shown in a position proximate to cradle 30 and with a new roll 40 of web material 42 already engaged by the previously shown mandrel associated with material roll handler 14.

[0040] FIG. 2 shows vehicle 12 retrieving a last roll 40 of web material 42 from cradle 30. In one form, new rolls of web material can be replenished in cradle 30, or alternatively, the empty cradle can be replaced with a new cradle that is already loaded with new rolls of web material. Replenishing or replacing a cradle can be done via an autonomous mobile robot, for example.

[0041] FIGS. 3A to 3C illustrate an optional step that includes moving the roll of web material 40 from its pickup position off of cradle 30 to a transport position so that the roll’s center of gravity is more closely positioned proximate a center of gravity of vehicle 12. FIG. 3A is similar to FIG. 2, but is a plan view of vehicle 12 with new roll 40 of web material roll 42 in its pickup position. The entire material roll handler module 14 is first rotated ninety degrees, as shown in FIG. 3B. Roll handler module 14 is then moved along track 15, as illustrated in FIG. 3C, to better position the web material roll’s center of gravity for transport to a manufacturing converter. This repositioning can help prevent vehicle 12 from tipping or wobbling when moving on an uneven floor and / or contacting an object in its path during web roll transport.

[0042] Vehicle 12 navigates to a position proximate to an available unwinder 50, as shown in FIG. 4A. FIG. 4B shows vehicle 12 moved to a roll offloading position. Pusher 18 then transfers the new roll 40 of web material 42 from mandrel 16 onto unwinder 50.

[0043] Robot 20 is used to advance a single layer (or few layers) of web material 42 along a material flow path in the manufacturing converter. FIG. 5A shows robot wand 22 clamping a starting free end 44 (also referred to as starting tail end) of web material 42 that has a taped portion 45 at its terminus. Starting free end 44 is advanced in FIG. 5B, with one destination being a splicing module that joins web material 42 from new roll 40 with web material 42 from existing roll 46. In one form, robot wand 22 can be rotated so that web material 42 is wound around itself and wand 22 for a more secure engagement of the web material as it is being advanced off of roll 40.

[0044] Splicing can be executed in a variety of ways, including, for example, zero-speed splicing where web material from the existing roll 46 is accumulated in a buffer zone to permit temporary stoppage of the web material, and flying splicing where webs 42 from the new roll 40 and existing roll 46 are both moving when spliced together. One exemplary system and method for forming a splice bond is disclosed in Patent Application Publication No. US 2025 / 0332036 A1, filed on April 24, 2025.

[0045] Robot wand 22 can pull web material 42 off of new roll 40 with unwinder 50 being in an idle but free to move state. Alternatively, unwinder 50 can actively be operated in a positive movement state with robot wand 22 simultaneously moving to maintain tension on web material 42 and to guide the web material to its targeted location for further processing.

[0046] FIGS. 5A and 5B illustrate a roll of web material comprising a free starting end 44 that is temporarily immobilized so that the web material does not inadvertently unwind prior to its integration into a manufacturing converter. For example, the roll of web material may have its starting end 44 adhered (e.g., via tape, adhesive, web material flow through heat sealing) to underlying layers of web material, necessitating an additional step of lifting the starting end sufficiently to allow the robot implement to grasp the same. This can be seen in the sequence of visuals provided in FIGS. 6A to 6C. In FIG. 6A a lifting arm 60 is rotated downward to contact web material 42 proximate its adhered starting end 44. Vacuum is applied via arm 60 while the arm is rotated upwardly, as shown in FIG. 6B, so that the starting end 44 of web material 42 is lifted from new roll 40. FIG. 6C shows robot wand 22 reaching in to grasp starting end 44, and thereafter advancing the web material 42 from new roll 40 into and along a material flow path of the converter. Other means can also be used to lift adhered starting end 44, including, by way of example only, mechanical means and by an airfoil effect that can lift a portion of the web material adjacent to the adhered starting end 44 sufficiently to allow robot wand 22 to grasp the same.

[0047] While the above description has focused in some ways on loading and advancing a new roll of web material to permit continuous manufacturing, it should be understood by a person having ordinary skill in the art that methods and apparatuses disclosed herein can be used in manufacturing operations that are either discontinuous or otherwise do not include a splicing-in approach, such as, for example, a converter that has only a single unwinder for a web material.

[0048] Referring again to FIG. 4A, available unwinder 50 is shown without an expired roll of web material. An expired roll core with little to no web material remaining thereon can be removed in a variety of ways. In one form, a pusher is incorporated proximate the unwinder, which pushes or ejects an expired roll core after unwinding is complete. In another form, robot 20 can execute an implement change, swapping wand 22 for a different implement in the form of a gripper 23 as is shown in FIG. 7. Gripper 23 can be configured to engage the outer portions of an expired roll core and pull it from the unwinder making it available for a new roll of web material delivered via vehicle 12. While FIGS. 1 and 7 show robot arm 20 with individually attached implements 22 and 23, respectively, robot arm 20 can contain two or more different implements that are simply rotated or otherwise moved into position for a particular job without a full exchange of implements. Alternatively, two separate robots, in addition to the material roll handler, can be associated with the vehicle; one robot arm that includes an implement for manipulating a single layer of web material, and a second robot arm that includes an implement for removing an expired roll to make an unwinder available for loading a new roll of web material. In yet another form, robot implement similar to wand 22 can be designed to be capable of both securing a single layer of web material and also securing an expired roll core grasping it from the inside and outside of the core, for example.

[0049] Vehicle 12 can employ a basket or other container for receiving an expired roll core as it is pushed off by a pusher proximate the unwinder or removed by a robot implement. The basket or other container can discard the expired rolls in another step as part of methods disclosed herein.

[0050] It can be desirable to remove one or more wound layers of web material from a new roll prior to incorporating the same into a manufacturing converter. This can be due to contamination, damage, or other reasons. Robot 20 can aid in removal of the initial wound layers of web material off of a new roll until an inspection system confirms the web material being unwound meets target conditions. This optional step can be done as part of robot 20 advancing web material from the new roll to a splicing unit or other processing position, or separate from these steps. A cutting mechanism for cutting unwanted web material can be associated with robot 20 or alternatively, associated with the manufacturing converter.

[0051] Apparatuses / vehicles suitable for use in the disclosed methods can comprise a variety of components and capabilities, depending on the desired steps or aspects of a particular web managing method. Vehicles typically comprise one or more batteries for powering the vehicle, the material roll handler, and the robot. The batteries can be exchanged automatically by a mechanism associated with the vehicle (including robot 20 or a separate robot) , or a mechanism associated with a battery storage and replacement station. Batteries can also be exchanged by humans. In one form, the batteries are inductively chargeable with one or more charging mats positioned on the floor in the manufacturing environment. Battery charging mats can be included at various locations, including, for example, proximate a roll storage area such as shown in FIG. 2, or proximate an unwinder such as shown in FIG. 4A, so that batteries can be charged simultaneously with other jobs being completed with the vehicles and accompanying implements. Battery charging mats or stations can also be positioned in a location requiring the vehicle to navigate different paths than those taken to retrieve and / or load new rolls of web material. In one form, the vehicles comprise two distinct types of batteries, one of which can be charged via contact charging and the other can be charged inductively.

[0052] The vehicles and / or accompanying components may comprise one or more sensors adapted for a variety of benefits. The one or more sensors may comprise safety sensors (e.g., ultrasonic sensors) that can be employed to prevent, or at least inhibit, a moving vehicle from contacting or negatively interacting with humans or equipment. The safety sensors can be selectively activated and deactivated. For example, safety sensors can be deactivated when the vehicle is in, or close to, a position to retrieve a new roll of material from a storage location, such as the cradle shown and described above, and in, or close to, a position that is in front of an unwinder. The safety sensors can be reactivated once the vehicle moves away from the equipment with which it previously interacted.

[0053] A position of the vehicles can be determined within a manufacturing environment for both safety (as noted above) and for efficiently carrying out various jobs. The position can be determined by, for example, GPS or readable elements, such as barcodes, which are associated with the vehicle and / or its accompanying components.

[0054] As described above, the vehicles and / or accompanying components may comprise one or more sensors. For example, the vehicles, the material roll handler 14 and / or the robot 20, may comprise one or more sensors. The one or more sensors may comprise, for example, a camera, an ultrasonic distance sensor, a laser distance sensor, a laser scanner and / or other proximity sensor. The one or more sensors may be positioned on a vehicle or material roll handler and may be employed to aid in engaging a new roll of web material (e.g., detecting distance between the vehicle and / or material roll handler and a roll of web material, locating or finding the center of the roll core) or loading the new roll onto an unwinder (e.g., locating an unwinder spindle) . The one or more sensors may be used to determine locations of the vehicle and / or robot implement in the manufacturing environment. The one or more sensors on a vehicle or robot implement can be utilized for finding and picking a starting end of the web material, and assisting in navigation of a robot implement along a material flow path and / or in and around a splicing unit.

[0055] The vehicles and / or their accompanying components (e.g., the material roll handler or robot) may be able to connect to equipment with which they interact that enables the transfer of compressed air, vacuum, power, lubrication, or data, for example. Such connection can be a simple hose connection or even a docking station that allows multiple different transfers therebetween.

[0056] The manufacturing environment may include a “garage” where the vehicles can park for various maintenance purposes. For example, the vehicles can be lifted, for example, via hydraulic or pneumatic actuators, so that their wheels may be cleaned, for example, via friction from one or more moving belts. Many of the fibrous materials used in the manufacture of disposable absorbent products can create lint or dust, and the coefficient of friction of the vehicle wheels can change as they accumulate lint, dust, and / or other debris which can in turn cause the wheels to slip. The lint, the dust, and / or other debris may be removed from the wheels by the one or more moving belts and / or other removal methods. After the lint, dust, and / or other debris is removed from the wheels, the vehicle may be lowered back down to the floor, ground, or other rolling surface. The wheels may be cleaned at the garage as described above or in a similar way at wheel cleaning stations throughout the manufacturing environment. Debris can also accumulate on and around sensors and cameras, causing them to operate less than optimally. Thus, pressurized air, for example, can be used to clean (e.g., remove lint, dust, and / or debris from) sensors and cameras while the vehicle is parked in the garage. Other fluids, for example, nitrogen or carbon dioxide, may be used to clean the sensors and cameras. A vehicle may include an on-board pressure vessel which can also be filled when the vehicle is parked in the garage. Pressurized air or other fluid from a charged pressure vessel can then be used for actuating pneumatic actuators, or for cleaning the vehicle and its components, for example. In some forms, the vehicle 12 may comprise one or more air blowers or other fluid blowers. The air blowers or other fluid blowers may utilize pressurized air or other fluid from the charged vessel as a source of air or other fluid and pressure to blow air or other fluid onto the vehicle to clean parts of the vehicle 12 and / or components mounted on the vehicle, for example, the material roll handler module 14, the robot 20, and / or sensors, including cameras mounted thereon. For example, the air blowers or other fluid blowers may be mounted on the robot 20 and / or other components on the vehicle 12, and the pressurized air or other fluid from the charged pressure vessel may be used to create an air or other fluid curtain to constantly blow air or fluid or intermittently blow air or other fluid to keep dust off cameras and / or other sensors of the robot 20 and / or other components on the vehicle 12. The air blowers or other fluid blowers and associated hoses connecting the air blowers or other fluid blowers to the charged pressure vessel may be mounted to the robot 20 and / or other components on the vehicle 12 to simplify hose routing and mounting. For example, the air blowers or other fluid blowers and / or associated hoses may be mounted to non-actuated components of the vehicle 12, and the sensors may be actuated into the path of the expelled air or other fluid from the air blowers or other fluid blowers.

[0057] The vehicle batteries can also be charged while the vehicle is parked in the garage. Again, this can be done via contact charging and / or inductive charging (e.g., wireless charging from below, the side, or above the vehicle) . Additional maintenance items can also be conducted while the vehicle is parked in the garage. By way of example only, parts can be replaced or lubricated. FIGS. 8-11 illustrate exemplary methods according to the present disclosure. Steps (a) through (h) in method 100 provided in FIG. 8A represent core steps, while optional additional method 100 steps (i) through (n) and their preferable but non-limiting sequencing are shown in FIG. 8B. Note that optional steps (i) through (n) can be employed individually or in groups of two or more in exemplary method 100.

[0058] FIGS. 9, 10, and 11 show core steps (labeled as (a) , (b) …) of other exemplary methods, 200, 300, and 400, respectively, with additional steps being optional therein. It should be understood that the optional steps shown in FIG. 8A can also be completed, to the extent possible, in exemplary methods 200 and 300. It should also be understood that the method steps included in FIGS. 8A, 8B, 9, 10, and 11 can be completed with the equipment shown in FIGS. 1-7, but can alternatively be completed with variations to the equipment shown in FIGS. 1-7 or with different equipment altogether.

[0059] Referring specifically to FIG. 11, the amount of the first portion and the second portion of the web material in steps (b) and (c) of method 400 can be different. By way of example only, the first portion can be a roll of the web material that includes more than 20 layers of wound web material, and the second portion can be less than 20 layers, including a single layer, of the web material. The first portion can comprise a first dimension and the second portion a second dimension, wherein a ratio of the first dimension to the second dimension can be at least 10: 1, 20: 1, 50: 1, or 100: 1. The first portion can comprise a first length of the web material and the second portion a second length of the web material, wherein a ratio of the first length to the second length is at least 200: 1, 300: 1, or 500: 1. The first appendage can comprise an implement that is different from an implement associated with the second appendage. The second appendage can comprise or is capable of accepting two different implements, which can also be different from an implement associated with the first appendage. The first distance can be different from the second distance, including the first distance being greater than the second distance. The first rate can be different from the second rate. “Rate” with respect to this exemplary method can include acceleration, deceleration, average velocity, maximum velocity, or minimum velocity. In one form, the first portion comprises a roll of the web material, the second portion comprises a single layer of the web material, and the first distance is greater than the second distance. In another form, the first portion comprises a roll of the web material, the second portion comprises a single layer of the web material, and the second rate is greater than the first rate.

[0060] Referring to FIG. 8A, in some forms, the method 100 may comprise a detection step between steps (g) and (h) . The detection step may comprise detecting with a sensor, for example, a proximity sensor, that the web material, for example, the starting tail end of the web material, has been picked up.

[0061] Example Apparatuses:

[0062] A. An apparatus, comprising:

[0063] a. a vehicle;

[0064] b. a first implement associated with the vehicle that is capable of repositioning a roll including multiple layers of a web material;

[0065] c. a second implement associated with the vehicle that is capable of repositioning a single layer of the web material.

[0066] B. An apparatus according to Paragraph A, wherein the vehicle comprises an autonomous mobile robot.

[0067] C. An apparatus according to Paragraph A, wherein the vehicle comprises an autonomous guided vehicle.

[0068] D. An apparatus according to any one of the preceding paragraphs, wherein the first implement comprises a mandrel.

[0069] E. An apparatus according to any one of the preceding paragraphs, wherein the first implement is capable of translational movement along a vertical axis, and translational movement along two additional axes orthogonal to the vertical axis.

[0070] F. An apparatus according to Paragraph E, wherein the first implement is also capable of rotational movement.

[0071] G. An apparatus according to any one of the preceding paragraphs, wherein the second implement is positioned on a robot arm.

[0072] H. An apparatus according to any one of the preceding paragraphs, wherein the second implement is capable of rotational movement.

[0073] I. An apparatus according to any one of the preceding paragraphs, wherein the second implement comprises a clamp for securing the single layer of the web material.

[0074] J. An apparatus according to any one of the preceding paragraphs, wherein the vehicle comprises a camera for assisting in the first implement engaging a roll of web material.

[0075] K. An apparatus according to any one of the preceding paragraphs, wherein the vehicle comprises sensors for mitigating contact with humans or objects in proximity to the vehicle.

[0076] L. An apparatus according to Paragraph K, wherein the sensors can be temporarily turned off when the vehicle approaches a roll storage area and / or when the vehicle approaches a manufacturing roll unwinder.

[0077] Example Methods:

[0078] A. A method comprising the steps of:

[0079] (a) providing an apparatus comprising:

[0080] i. a vehicle;

[0081] ii. a first appendage that is mounted to the vehicle and that is capable of translational movement along a vertical axis, and translational movement along two additional axes orthogonal to the vertical axis; and

[0082] iii. a second appendage that is directly or indirectly mounted to the vehicle and that is capable of multi-axis rotational movement;

[0083] (b) repositioning, via the first appendage, a first portion of a web material a first distance and at a first rate; and

[0084] (c) repositioning, via the second appendage, a second portion of the web material a second distance and at a second rate;

[0085] (d) wherein the first portion of the web material is a different amount than the second portion of the web material.

[0086] B. A method according to Paragraph A, wherein the vehicle comprises an autonomous mobile robot.

[0087] C. A method according to Paragraph A, wherein the vehicle comprises an autonomous guided vehicle.

[0088] D. A method according to any one of the preceding paragraphs, wherein the first portion comprises a roll of the web material, and wherein the second portion comprises a single layer of the web material.

[0089] E. A method according to any one of the preceding paragraphs, wherein the first portion of the web material comprises a first dimension, wherein the second portion of the web comprises a second dimension, and wherein a ratio of the first dimension to the second dimension is at least 10: 1, 20: 1, 50: 1, or 100: 1.

[0090] F. A method according to any one of the preceding paragraphs, wherein the first portion of the web material comprises a first length, wherein the second portion of the web material comprises a second length, and wherein a ratio of the first length to the second length is at least 200: 1, 300: 1, or 500: 1.

[0091] G. A method according to any one of the preceding paragraphs, wherein the first appendage comprises a first implement, and wherein the second appendage comprises a second implement that is different from the first implement.

[0092] H. A method according to any one of the preceding paragraphs, wherein the first appendage comprises a first implement, and wherein the second appendage comprises or is capable of accepting a second implement and a third implement which are different from one another and different from the first implement.

[0093] I. A method according to any one of the preceding paragraphs, wherein the first appendage comprises a first implement capable of engaging a roll core onto which the web material is wound.

[0094] J. A method according to Paragraph I, wherein the first implement comprises a mandrel.

[0095] K. A method according to any one of the preceding paragraphs, wherein the second appendage comprises a second implement capable of engaging a single layer of the web material.

[0096] L. A method according to Paragraph K, wherein the second implement comprises a clamp.

[0097] M. A method according to any one of the preceding paragraphs, wherein the first distance is different from the second distance.

[0098] N. A method according to Paragraph M, wherein the first distance is greater than the second distance.

[0099] O. A method according to any one of the preceding paragraphs, wherein the first rate is different from the second rate.

[0100] P. A method according to any one of Paragraphs A to L, wherein the first portion comprises a roll of the web material, wherein the second portion comprises a single layer of the web material, and wherein the first distance is greater than the second distance.

[0101] Q. A method according to any one of Paragraphs A to L, wherein the first portion comprises a roll of the web material, wherein the second portion comprises a single

[0102] layer of the web material, and wherein the second rate is greater than the first rate.

[0103] 1. A method of delivering and integrating a roll of web material into a manufacturing converter, the method comprising the steps of:

[0104] (a) providing an apparatus, comprising:

[0105] i. a vehicle;

[0106] ii. a material roll handler mounted onto the vehicle, the material roll handler comprising a roll handler implement for engaging a new roll of a web material; and

[0107] iii. a robot mounted onto the vehicle or the material roll handler, the robot comprising a robot implement for engaging an expired roll of the web material;

[0108] (b) moving the vehicle to a storage location comprising a new roll of the web material;

[0109] (c) retrieving, via the roll handler implement, the new roll of the web material from the storage location;

[0110] (d) moving the vehicle proximate to a web unwinder comprising the expired roll of the web material;

[0111] (e) removing, via the robot implement, the expired roll of the web material; and

[0112] (f) transferring the new roll of the web material onto the web unwinder.

[0113] 2. The method of Paragraph 1, wherein the vehicle comprises an autonomous mobile robot.

[0114] 3. The method of Paragraph 1, wherein the vehicle comprises an autonomous guided vehicle.

[0115] 4. The method of any one of Paragraphs 1-3, wherein the material roll handler comprises a mandrel configured for engaging a roll core onto which the web material is wound.

[0116] 5. The method of any one of the preceding paragraphs, wherein the material roll handler comprises a camera.

[0117] 6. The method of any one of Paragraphs 1-5, wherein the roll handler implement is capable of translational movement along a vertical axis, and translational movement along two additional axes orthogonal to the vertical axis.

[0118] 7. The method of any one of Paragraphs 1-5, wherein the roll handler implement is capable of rotational movement along an axis parallel to the vertical axis.

[0119] 8. The method of any one of Paragraphs 1-7, wherein the material roll handler is movably mounted to the vehicle.

[0120] 9. The method of any one of Paragraphs 1-7, wherein the robot implement is a clamp that contacts opposing sides of the single layer of the web material.

[0121] 10. The method of any one of Paragraphs 1-7, wherein the robot implement comprises rotational movement capability.

[0122] 11. The method of any one of Paragraphs 1-10, wherein the vehicle comprises safety sensors to manage interference with nearby objects.

[0123] 12. The method of any one of Paragraphs 1-11, comprising a step, before and / or during step (d) , of (g) rotating the new roll of the web material.

[0124] 13. A method of delivering and integrating a roll of web material into a manufacturing converter, the method comprising the steps of:

[0125] (a) providing an apparatus, comprising:

[0126] i. a vehicle;

[0127] ii. a material roll handler mounted onto the vehicle, the material roll handler comprising a roll handler implement for engaging a new roll of a web material; and

[0128] iii. a robot mounted onto the vehicle or the material roll handler, the robot comprising or capable of accepting a first robot implement for removing an expired roll of the web material and a second robot implement for engaging a single layer of the web material;

[0129] (b) moving the vehicle to a storage location comprising the new roll of the web material;

[0130] (c) retrieving, via the roll handler implement, the new roll of the web material from the storage location;

[0131] (d) moving the vehicle proximate to a web unwinder comprising the expired roll of the web material;

[0132] (e) removing, via the first robot implement, the expired roll of the web material from the web unwinder;

[0133] (f) transferring the new roll of the web material onto the web unwinder; and

[0134] (g) advancing a section of the web material from the new roll of the web material, while the second robot implement is engaging the section of the web material, along a material flow path of the manufacturing converter.

[0135] 14. The method of Paragraph 13, wherein the vehicle comprises an autonomous mobile robot.

[0136] 15. The method of Paragraph 13, wherein the vehicle comprises an autonomous guided vehicle.

[0137] 16. The method of any one of Paragraphs 13-15, wherein the material roll handler comprises a mandrel configured for engaging a roll core onto which the web material is wound.

[0138] 17. The method of any one of Paragraphs 13-16, wherein the material roll handler comprises a camera.

[0139] 18. The method of any one of Paragraphs 13-17, wherein the roll handler implement is capable of translational movement along a vertical axis, and translational movement along two additional axes orthogonal to the vertical axis.

[0140] 19. The method of Paragraphs 13-17, wherein the roll handler implement is capable of rotational movement along an axis parallel to the vertical axis.

[0141] 20. The method of any one of Paragraphs 13-19, wherein the material roll handler is movably mounted to the vehicle.

[0142] 21. The method of any one of Paragraphs 13-20, wherein the first robot implement is a gripper for engaging an outer portion of the expired roll of the web material.

[0143] 22. The method of any one of Paragraphs 13-21, wherein the second robot implement is a clamp that contacts opposing sides of the single layer of the web material.

[0144] 23. The method of any one of Paragraphs 13-21, wherein the robot implement comprises rotational movement capability.

[0145] 24. The method of any one of Paragraphs 13-23, wherein the vehicle comprises safety sensors to manage interference with nearby objects.

[0146] 25. The method of any one of Paragraphs 13-24, comprising a step, before and / or during step (d) , of (h) rotating the new roll of the web material.

[0147] 26. A method of delivering and integrating a roll of web material into a manufacturing converter, the method comprising the steps of:

[0148] a. providing an apparatus, comprising:

[0149] i. a vehicle;

[0150] ii. a material roll handler mounted onto the vehicle, the material roll handler comprising a roll handler implement for engaging a new roll of a web material; and

[0151] iii. a robot mounted onto the vehicle or the material roll handler, the robot comprising a robot implement for engaging a single layer of the web material;

[0152] b. moving the vehicle to a storage location comprising the new roll of the web material;

[0153] c. retrieving, via the roll handler implement, the new roll of the web material from the storage location;

[0154] d. moving the vehicle proximate to a web unwinder;

[0155] e. transferring the new roll of the web material onto the web unwinder;

[0156] f. lifting a starting tail end of the web material off of the new roll of the web material;

[0157] g. grasping, via the robot implement, the starting tail end of the web material; and

[0158] h. advancing the starting tail end of the web material, while grasped by the robot implement, along a material flow path of the manufacturing converter.

[0159] 27. The method of Paragraph 26, wherein the vehicle comprises an autonomous mobile robot.

[0160] 28. The method of Paragraph 26, wherein the vehicle comprises an autonomous guided vehicle.

[0161] 29. The method of any one of Paragraphs 26-28, wherein the material roll handler comprises a mandrel configured for engaging a roll core onto which the web material is wound.

[0162] 30. The method of any one of Paragraphs 26-28, wherein the material roll handler comprises a pusher.

[0163] 31. The method of any one of Paragraphs 26-30, wherein the material roll handler comprises one or more sensors, and wherein the one or more sensors comprises a camera, an ultrasonic distance sensor, a laser distance sensor, and / or a laser scanner.

[0164] 32. The method of any one of Paragraphs 26-31, wherein the roll handler implement is configured for translational movement along a vertical axis, and translational movement along two additional axes orthogonal to the vertical axis.

[0165] 33. The method of any one of Paragraphs 26-31, wherein the roll handler implement is configured for rotational movement along an axis parallel to the vertical axis.

[0166] 34. The method of any one of Paragraphs 26-33, wherein the material roll handler is movably mounted to the vehicle.

[0167] 35. The method of any one of Paragraphs 26-34, wherein the robot implement is a clamp that contacts opposing sides of the single layer of the web material.

[0168] 36. The method of any one of Paragraphs 26-34, wherein the robot implement comprises rotational movement capability.

[0169] 37. The method of any one of Paragraphs 26-36, wherein step (f) is completed by mechanical means, vacuum, and / or airfoil effect.

[0170] 38. The method of any one of Paragraphs 26-37, wherein step (h) comprises advancing the starting tail end of the web material to a splicing apparatus.

[0171] 39. The method of any one of Paragraphs 26-37, wherein step (h) advancing the starting tail end of the web material comprises at least one of the following: using the robot implement to pull the web material, and using the unwinder to advance the web material while the robot implement concurrently moves with the starting tail end of the web material.

[0172] 40. The method of any one of Paragraphs 26-39, comprising a step, between steps (g) and (h) , of (i) rotating the robot implement one or more rotations to wrap one or more layers of the web material onto itself and the robot implement.

[0173] 41. The method of any one of Paragraphs 26-40, wherein the vehicle comprises safety sensors to manage interference with nearby objects.

[0174] 42. The method of any one of Paragraphs 26-41, comprising a step, before step (e) , of (j) removing an expired roll of the web material from the unwinder.

[0175] 43. The method of any one of the Paragraphs 26-42, wherein step (j) is completed via a pusher extendable from a rear portion of the web unwinder.

[0176] 44. The method of Paragraph 42, wherein the robot comprises a second robot implement different from the robot implement, and wherein step (j) is completed via engagement by the second robot implement.

[0177] 45. The method of any one of Paragraphs 26-44, comprising a step, after step (g) , of (k) removing, via the robot implement, multiple wound layers of the web material from the new roll of the web material, wherein the multiple wound layers of the web material are thereafter discarded.

[0178] 46. The method of any one of Paragraphs 26-45, comprising a step, before and / or during step (d) , of (l) moving the new roll of the web material from a pickup position to a transport position so that a roll center of gravity is more closely positioned proximate a vehicle center of gravity.

[0179] 47. The method of any one of Paragraphs 26-46, wherein the vehicle comprises a battery, and wherein the method comprises a step of (m) swapping a battery for a freshly charged battery.

[0180] 48. The method of Paragraph 47, wherein step (m) is completed by the vehicle without human intervention.

[0181] 49. The method of any one of Paragraphs 26-48, wherein the vehicle comprises a battery, and wherein the method further comprises a step of (n) charging the battery during at least one of steps (b) through (h) .

[0182] 50. The method of Paragraph 48, wherein step (n) is completed via a charging mat.

[0183] 51. The method of any one of Paragraphs 1-50, comprising a wheel cleaning step comprising:

[0184] raising the vehicle off of the ground or floor with hydraulic or pneumatic actuators;

[0185] removing lint, dust, and / or debris from the wheels with a moving belt; and

[0186] lowering the vehicle back to the ground or floor.

[0187] 52. The method of Paragraph 51, wherein the wheel cleaning step occurs at a wheel cleaning station.

[0188] 53. The method of Paragraph 52, wherein the wheel cleaning station is located at a garage.

[0189] 54. The method of any one of Paragraphs 1-53, comprising a sensor cleaning step comprising blowing air or other fluid across one or more sensors to remove lint, dust, and / or debris.

[0190] 55. The method of any one of Paragraphs 1-54, comprising a sensor cleaning step comprising blowing air or other fluid across the one or more sensors continuously.

[0191] 56. The method of any one of Paragraphs 1-54, comprising a sensor cleaning step comprising blowing air or other fluid across the one or more sensors intermittently.

[0192] 57. The method of any one of Paragraphs 1-56, wherein the one or more sensors comprises a camera, ultrasonic distance sensor, laser distance sensor, and / or a laser scanner.

[0193] The dimensions and values disclosed herein are not to be understood as being strictly limited to the exact numerical values recited. Instead, unless otherwise specified, each such dimension is intended to mean both the recited value and a functionally equivalent range surrounding that value. For example, a dimension disclosed as “40 mm” is intended to mean “about 40 mm. ”

[0194] Every document cited herein, including any cross referenced or related patent or application and any patent application or patent to which this application claims priority or benefit thereof, is hereby incorporated herein by reference in its entirety unless expressly excluded or otherwise limited. The citation of any document is not an admission that it is prior art with respect to any invention disclosed or claimed herein or that it alone, or in any combination with any other reference or references, teaches, suggests or discloses any such invention. Further, to the extent that any meaning or definition of a term in this document conflicts with any meaning or definition of the same term in a document incorporated by reference, the meaning or definition assigned to that term in this document shall govern.

[0195] While particular embodiments of the present disclosure have been illustrated and described, it would be understood by those skilled in the art that various other changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present disclosure. It is therefore intended to cover in the appended claims all such changes and modifications that are within the scope of the present disclosure.

Claims

1.A method of delivering and integrating a roll of web material (42) into a manufacturing converter, the method comprising the steps of:a. providing an apparatus, comprising:i. a vehicle (12) ;ii. a material roll handler (14) mounted onto the vehicle, the material roll handler (14) comprising a roll handler implement for engaging a new roll (40) of a web material (42) ; andiii. a robot (20) mounted onto the vehicle (12) or the material roll handler (14) , the robot (20) comprising a robot implement for engaging a single layer of the web material (42) ;b. moving the vehicle (12) to a storage location comprising the new roll (40) of the web material (42) ;c. retrieving, via the roll handler implement, the new roll (40) of the web material (42) from the storage location;d. moving the vehicle (12) proximate to a web unwinder (50) ;e. transferring the new roll of the web material onto the web unwinder (50) ;f. lifting a starting tail end (44) of the web material (42) off of the new roll of the web material;g. grasping, via the robot implement, the starting tail end (44) of the web material (42) ; andh. advancing the starting tail end (44) of the web material (42) , while grasped by the robot implement, along a material flow path of the manufacturing converter.2.The method of Claim 1, wherein the vehicle (12) comprises an autonomous guided vehicle or an autonomous mobile robot.3.The method of Claims 1 or 2, wherein the material roll handler (14) comprises a mandrel configured for engaging a roll core.4.The method of any one of the preceding claims, wherein the material roll handler (14) comprises one or more sensors, and wherein the one or more sensors comprises a camera, an ultrasonic distance sensor, a laser distance sensor, and / or a laser scanner.5.The method of any one of the preceding claims, wherein the roll handler implement is configured for translational movement along a vertical axis, and translational movement along two additional axes orthogonal to the vertical axis.6.The method of any one of the preceding claims, wherein the material roll handler (14) is movably mounted to the vehicle (12) .7.The method of any one of the preceding claims, wherein the robot implement is a clamp that contacts opposing sides of the single layer of the web material (42) .8.The method of any one of the preceding claims, wherein step (f) is completed by mechanical means, vacuum, and / or airfoil effect.9.The method of any one of the preceding claims, wherein step (h) comprises advancing the starting tail end (44) of the web material (42) to a splicing apparatus.10.The method of any one of Claims 1-8, wherein step (h) advancing the starting tail end (44) of the web material (42) comprises at least one of the following: using the robot implement to pull the web material (42) , and using the unwinder (50) to advance the web material (42) while the robot implement concurrently moves with the starting tail end (44) of the web material (42) .11.The method of any one of the preceding claims, comprising a step, between steps (g) and (h) , of (i) rotating the robot implement one or more rotations to wrap one or more layers of the web material (42) onto itself and the robot implement.12.The method of any one of the preceding claims, comprising a step, before step (e) , of (j) removing an expired roll of the web material from the unwinder (50) .13.The method of Claim 12, wherein the robot (20) comprises a second robot implement different from the robot implement, and wherein step (j) is completed via engagement by the second robot implement.14.The method of any one of the preceding claims, comprising a step, after step (g) , of (k) removing, via the robot implement, multiple wound layers of the web material from the new roll of the web material (42) , wherein the multiple wound layers of the web material are thereafter discarded.15.The method of any one of the preceding claims, comprising a step, before and / or during step (d) , of (l) moving the new roll of the web material (42) from a pickup position to a transport position so that a roll center of gravity is more closely positioned proximate a vehicle center of gravity.

Images