螺旋包装物品的装置和方法转让专利

申请号 : CN201480055336.6

文献号 : CN105636869B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : C·T·黑格A·J·里德

申请人 : 奥克桥投资有限公司

摘要 :

本发明公开了一种包装装置(1),所述包装装置(1)包括:用于螺旋包装物品(A)的包装材料施用器(3);用于将未包装物品运输至所述施用器的入口传送机(2);用于将已包装物品从所述施用器运走的出口传送机(4);其中,所述出口传送机包括第一传送机(11)和与所述第一传送机(11)相邻且位于所述第一传送机(11)下游的第二传送机(12),其中,所述包装装置(1)还包括控制器(80),所述控制器(80)配置为相对于所述第一传送机(11)的线性速度选择性改变所述第二传送机(12)的线性速度,从而将所述出口传送机上的一个或多个物品(A)的集分开,或者增加所述集的间距。

权利要求 :

1.一种包装装置,所述包装装置包括:用于螺旋包装物品的包装材料施用器;用于将未包装物品运输至所述包装材料施用器的入口传送机;用于将已包装物品从所述包装材料施用器运走的出口传送机;其中,所述出口传送机包括第一传送机以及与所述第一传送机相邻且位于所述第一传送机下游的第二传送机;以及控制器,该控制器配置为相对于所述第一传送机的线性速度选择性改变所述第二传送机的线性速度,从而将所述出口传送机上的一个或多个物品的集分开,或者增加所述集的间距,其中,所述包装装置包括切割构件,所述切割构件设置为在所述集之间的间隔通过所述切割构件时,对在隔开的物品的集之间延伸的包装材料进行切割,从而断开所述隔开的一个或多个物品的集。

2.如权利要求1所述的包装装置,其中,所述入口传送机用于将未固定的物品运输至所述包装材料施用器。

3.如权利要求1或2所述的包装装置,其中,所述入口传送机用于将大体上连续的物品流运输至所述包装材料施用器。

4.如权利要求1或2所述的包装装置,其中,所述包装装置还包括送料机构,该送料机构设置为以大体上连续流的形式将物品供应至所述入口传送机。

5.如权利要求1或2所述的包装装置,其中,所述控制器配置为执行方法,所述方法包括以下步骤:

1)将所述第二传送机的线性速度V2设置为所述第一传送机的线性速度V1并大体上维持为所述第一传送机的线性速度V1,由此所述第二传送机从所述第一传送机至少部分地接收一个或多个物品 至 的集n;

2)一旦所述集n中的最后一个物品 或最后横排物品的长度 的比例z被所述第二传送机接收,其中0

3)将所述第二传送机维持为所述增高的值V2inc,直到下一个上游集 中的第一个物品或横排物品到达所述第二传送机的上游端,从而此时在所述集n中的最后一个物品 或最后横排物品与下一个上游集 中的第一个物品或第一横排物品之间形成具有要求长度的间隔G,接下来返回至第一步,其中,n=n+1。

6.如权利要求5所述的包装装置,其中,针对一个或多个物品 的每个集依次重复上述三个步骤,从而将剩余的上游物品 分成由间隔G隔开的单独集。

7.如权利要求5所述的包装装置,其中,所述第二传送机的线性速度V2的从V1变化至V2inc再复原的变化是阶梯式速度变化。

8.如权利要求5所述的包装装置,其中,对于每个集n,所述第二传送机的线性速度V2被维持为所述第一传送机的线性速度V1的时间TV1通过以下方程式计算:其中 是每个集n内每个物品或横排物品x的长度,其中,x等于每个集n中的(1,2,…W-

1,W),y表示集n。

9.如权利要求5所述的包装装置,其中,对于每个集n,将所述第二传送机维持为所述增高的值V2inc的时间TV2inc由中央处理单元根据以下方程式计算:其中 是每个集n内每个物品或横排物品x的长度,其中,x等于每个集n中的(1,2,…W-

1,W),y表示集n。

10.如权利要求5所述的包装装置,其中,V2inc由中央处理单元根据以下方程式计算:其中G是所述集n内的最后一个物品 或最后横排物品与下一个上游集 内的第一个物品或第一横排物品之间的间隔的长度, 为所述集n中的最后一个物品 或最后横排物品的长度。

11.如权利要求1或2所述的包装装置,其中,所述包装装置还包括配置为检测所述物品的位置和/或长度的至少一个传感器。

12.如权利要求11所述的包装装置,其中,所述控制器配置为根据检测到的所述物品的位置和/或长度,相对于所述第一传送机的线性速度选择性地改变所述第二传送机的线性速度,从而将所述出口传送机上的一个或多个物品的集分开,或增加所述集的间距。

13.如权利要求11所述的包装装置,其中,所述至少一个传感器通过中央处理单元与所述控制器连接。

14.如权利要求13所述的包装装置,其中,所述至少一个传感器配置为确定物品的前缘和后缘通过某个点的时间点,所述中央处理单元配置为根据这些时间值计算所述物品的长度。

15.如权利要求1或2所述的包装装置,其中,所述包装材料是能够沿着纵向充分拉伸从而允许所述集以所述间隔隔开的材料。

16.如权利要求1或2所述的包装装置,其中,所述包装装置还包括至少一个间隔测量传感器,所述至少一个间隔测量传感器配置为测量所述第二传送机上隔开的物品集之间的间隔,所述至少一个间隔测量传感器通过中央处理单元与所述控制器连接,所述中央处理单元配置为计算测量的所述间隔经过所述至少一个间隔测量传感器和所述切割构件之间的距离所花的时间,所述切割构件由所述控制器控制,由此所述切割构件在所述集之间的间隔通过所述切割构件时进行切割。

17.如权利要求1或2所述的包装装置,其中,所述包装装置还包括至少一个间隔检测传感器,所述至少一个间隔检测传感器配置为正好在所述第二传送机上的物品集之间的间隔通过切割构件之前检测是否存在所述间隔,所述至少一个间隔检测传感器通过中央处理单元与所述控制器连接,由此如果检测到所述间隔未处于正确位置,则所述切割构件不进行切割操作。

18.如前述权利要求1或2所述的包装装置,其中,所述包装装置还包括卸料传送机,该卸料传送机设置在所述出口传送机的所述第二传送机的下游并与所述出口传送机的所述第二传送机相邻,由此使得所述第二传送机上的物品集传递至所述卸料传送机。

19.如权利要求18所述的包装装置,其中,在所述卸料传送机和所述第二传送机之间设置间隔,所述切割构件设置为在所述卸料传送机和所述第二传送机之间的间隔内进行切割。

20.如权利要求1或2所述的包装装置,其中,所述出口传送机的所述第一传送机和所述第二传送机由间隔分开。

21.如权利要求20所述的包装装置,其中,所述第一传送机和所述第二传送机能够相对于彼此移动,由此所述第一传送机和所述第二传送机之间的所述间隔能够变化。

22.如权利要求1或2所述的包装装置,其中,所述第一传送机和/或所述第二传送机各自包括一对对置的隔开的传送机,该对对置的隔开的所述传送机用于接收该对传送机之间的物品,对置的隔开的所述传送机能够相对于彼此移动,从而改变它们的间隔距离以适应不同大小的物品。

23.如权利要求22所述的包装装置,其中,对置的隔开的所述传送机设置为对对置的隔开的所述传送机上的物品施加摩擦附着力,由此在所述第二传送机的线性速度相对于所述第一传送机的线性速度选择性改变时,大体上防止对置的隔开的所述传送机上的物品产生不需要的间距。

24.一种用于将物品集螺旋包装在一起的方法,所述方法包括:利用入口传送机将未包装物品输送至包装施用器;通过操作所述包装施用器,利用包装材料对物品的集进行螺旋包装;利用出口传送机将已包装物品的集从所述包装施用器运走,其中,所述出口传送机包括第一传送机和与所述第一传送机相邻且位于所述第一传送机下游的第二传送机,并且其中相对于所述第一传送机的线性速度选择性改变所述第二传送机的线性速度,从而将所述出口传送机上的一个或多个物品的集分开,或者增加所述集的间距;利用切割构件切割在所述集之间的间隔通过所述切割构件时,对在隔开的物品的集之间延伸的包装材料进行切割,从而断开所述隔开的物品的集。

25.如权利要求24所述的方法,其中,所述入口传送机上的物品是大体上连续的流。

26.如权利要求24或25所述的方法,其中,通过所述包装施用器包装的所述物品是大体上连续的流。

27.如权利要求24或25所述的方法,其中,通过所述入口传送机传送至所述包装施用器的物品是未固定的。

28.如权利要求24或25所述的方法,其中,所述方法包括以下步骤:

1)将所述第二传送机的线性速度V2设置为所述第一传送机的线性速度V1并大体上维持为所述第一传送机的线性速度V1,由此所述第二传送机从所述第一传送机至少部分地接收一个或多个物品 至 的集n;

2)一旦所述集n中的最后一个物品 或最后横排物品的长度 的比例z被所述第二传送机接收,其中0

3)将所述第二传送机维持为所述增高的值V2inc,直到下一个上游集 中的第一个物品或横排物品到达所述第二传送机的上游端,从而此时在所述集n中的最后一个物品 或最后横排物品与下一个上游集 中的第一个物品或第一横排物品之间形成具有要求长度的间隔G,接下来返回至第一步,其中,n=n+1。

29.如权利要求28所述的方法,其中,针对物品 的每个集依次重复步骤1)、2)、3),从而将剩余的上游物品 分成由间隔G隔开的单独集。

30.如权利要求28所述的方法,其中,所述第二传送机的线性速度V2的从V1变化到V2inc再复原的变化是阶梯式速度变化。

31.如权利要求28所述的方法,其中,对于每个集n,所述第二传送机的线性速度V2被维持为所述第一传送机的线性速度V1的时间TV1通过以下方程式计算:其中 是每个集n内每个物品或横排物品x的长度,其中,x等于每个集n中的(1,2,…W-

1,W),y表示集n。

32.如权利要求28所述的方法,其中,对于每个集n,将所述第二传送机维持为所述增高的值V2inc的时间TV2inc根据以下方程式计算:其中, 为所述集n中的最后一个物品 或最后横排物品的长度。

33.如权利要求28所述的方法,其中,对于每个集n,V2inc通过以下方程式计算:其中, 为所述集n中的最后一个物品 或最后横排物品的长度。

34.如权利要求24或25所述的方法,其中,所述第二传送机的线性速度相对于所述第一传送机的线性速度由控制器选择性调节。

35.如权利要求24或25所述的方法,其中,所述方法还包括使用至少一个传感器来检测物品的位置和/或长度。

36.如权利要求35所述的方法,其中,根据检测到的所述物品的位置和/或长度,相对于所述第一传送机的线性速度选择性改变所述第二传送机的线性速度,从而将所述出口传送机上的一个或多个物品的集分开,或增加所述集的间距。

37.如权利要求35所述的方法,其中,所述至少一个传感器用于为确定物品的前缘和后缘通过某个点的时间点,中央处理单元用于根据这些时间值计算所述物品的长度。

38.如权利要求24或25所述的方法,其中,所述方法还包括使用至少一个间隔测量传感器测量所述第二传送机上隔开的物品集之间的间隔,计算测量的所述间隔经过所述至少一个间隔测量传感器和所述切割构件之间的距离所花的时间,以及控制所述切割构件以在所述集之间的间隔通过所述切割构件时进行切割。

39.如权利要求24或25所述的方法,其中,所述方法还包括使用至少一个间隔检测传感器正好在所述第二传送机上的物品集之间的间隔通过切割站之前检测是否存在所述间隔,并且如果检测到所述间隔未处于正确位置,则所述切割构件不进行切割操作。

40.如权利要求24或25所述的方法,其中,所述方法还包括改变所述出口传送机的所述第一传送机和所述第二传送机之间的间隔。

41.如权利要求24或25所述的方法,其中,所述第一传送机和/或所述第二传送机各自包括一对对置的隔开的传送机,该对对置的隔开的所述传送机用于接收它们之间的物品,并且所述方法包括使对置的隔开的所述传送机相对于彼此移动,从而改变它们的间隔距离以适应不同大小的物品。

42.如权利要求41所述的方法,其中,所述方法包括设置对置的隔开的所述传送机以对对置的隔开的所述传送机上的物品施加摩擦附着力,由此在所述第二传送机的线性速度相对于所述第一传送机的线性速度选择性改变时,大体上防止所述传送机上的物品产生不需要的间距。

43.一种用于将物品集螺旋包装在一起的计算机装置,所述计算机装置包括:

存储器,所述存储器用于存储处理器可读指令;以及

处理器,所述处理器配置为读取并执行所述存储器中存储的指令;

其中,所述处理器可读指令包括配置为控制所述计算机装置执行根据权利要求24或25所述的方法的指令。

说明书 :

螺旋包装物品的装置和方法

[0001] 本发明涉及一种用于包装物品集(collations of articles)的方法和装置,更具体而非排除地涉及一种用于在生产线环境中将物品集包装在一起的方法和装置。
[0002] 已知通过将物品包装在弹性片材(例如高度拉伸的合成塑料膜)中对物品进行包装。物品或一组物品通常封闭在两片材料之间,或折叠的单个片材之间,然后在重叠边缘处对材料进行加热密封。
[0003] 在已知的螺旋包装机(helical wrapping machine)中,通过沿着一个方向围绕物品缠绕连续的包装材料网对物品进行包装,所述方向大体上横向于它们沿着机器移动的方向。这导致物品被螺旋形连续的材料网包装。机器包括上游传送机,以及通过旋转环形网施用器(applicator)和上游传送机隔开的下游传送机,所述旋转环形网施用器的旋转轴大体上平行于所述传送机的纵轴。通过装料传送机利用往复推杆,从装料传送机将物品供应至上游传送机,该装料传送机通常垂直于上游传送机,所述往复推杆每次将多个物品连续推到一起以形成集(collation),从而将物品分成单独的集。上游传送机上的物品集在朝向旋转的网施用器移动时被互相隔开。
[0004] 当物品集穿过施用器时,它的环以预定速度旋转,并分配包装材料。因此,物品被连续的螺旋形材料带包装。已包装物品传递至下游传送机,该下游传送机将它们带至切割站,通过切断每个集之间的毗连包装材料,已包装物品集被分成单独的已包装物品集。
[0005] 每个集内的物品通常都在包装之前固定在一起(例如,固定在硬纸板货盘上和/或通过包装带包装在一起)。但是,将在包装之前未固定在一起的物品集,即“未固定集”包装在一起可能是理想的。包装材料因此起到在运输时保护物品和在集内将物品保持在一起的作用。以这种方式包装物品集意味着不需要额外的材料将物品固定在一起,这在包装和运输期间提供很大的成本和效率优势。但是,由于缺少任何固定,当物品接近施用器时,以及在包装期间物品会相对彼此移动,导致已包装的物品有可能无法紧紧地包装在一起。在某些情况下,例如当物品具有高重心时,未固定的物品可能在进行包装之前跌倒,在生产线环境中引起代价高昂的停工。
[0006] 此外,由于物品集之间的间隔(gaps)也被“包装”,由此带来极大的包装材料浪费。
[0007] 此外,将物品分离成物品集所必需的往复推杆装置体积较大且相对昂贵。此外,由于其往复运动,它是一种相对较慢且不连续的装置,容易出现故障。
[0008] 因此,本发明的一个目的是消除或至少减轻上述的某些问题。
[0009] 根据本发明的第一个方面,提供了一种包装装置,该包装装置包括:用于螺旋包装物品的包装材料施用器;用于将未包装物品运输至所述施用器的入口传送机;用于将已包装物品从所述施用器运走的出口传送机;其中,所述出口传送机包括第一传送机以及与所述第一传送机相邻且位于所述第一传送机下游的第二传送机,其中,所述包装装置还包括控制器,该控制器配置为相对于所述第一传送机的线性速度选择性改变所述第二传送机的线性速度,从而将所述出口传送机上的一个或多个物品的集分开,或者增加所述集的间距(separation)。
[0010] 这是有利的,因为物品能够在出口传送机上被分为单独的一个或多个物品的集。这意味着物品不需要在入口传送机上被分为单独的物品集,从而允许物品作为大体上连续的流从入口传送机供应至施用器。这在实质上节省了包装材料,因为连续的物品集之间不存在被“包装”的间隔。此外,因为物品是大体上连续的流,当在被施用器包装时,它们不那么容易扭曲或倾倒。这实现了更紧且更有效的物品包装。
[0011] 此外,这还消除了对庞大且昂贵的往复推杆装置的需要,否则就需要该往复推杆装置以将物品分离为单独的物品集。
[0012] 优选地,所述控制器配置为相对于第一传送机的线性速度选择性地改变第二传送机的线性速度,从而将位于或部分位于所述第二传送机上的一个或多个物品的集从位于或部分位于所述第一传送机上的物品分开,或增加它们的间距。
[0013] 优选地,所述入口传送机用于将未固定的物品运输至所述施用器。
[0014] 优选地,所述入口传送机用于将大体上连续的物品流运输至所述施用器。
[0015] 优选地,所述包装装置包括送料机构,所述送料机构设置为以大体上连续流的形式将物品供应至所述入口传送机。
[0016] 在这方面,入口传送机上的沿着该入口传送机的纵轴方向邻近彼此的物品优选互相接触。沿着该入口传送机的纵轴方向邻近彼此的物品之间优选大体上没有间距。
[0017] 在这种情况下,第二传送机的线性速度可以相对于第一传送机的线性速度选择性地改变,从而将出口传送机上的物品集分开(而不是增加集的间距)。
[0018] 物品可以排成单排,或者排成多个横向相邻的纵排。在物品排成多个横向相邻的排的情况下,相同纵排和/或相邻纵排中的纵向相邻物品可以互相接触,从而形成大体上连续的流。优选地,相同纵排中的纵向相邻物品互相接触,从而形成大体上连续的流。
[0019] 通过改变所述第一和/或第二传送机各自的线性速度,从而相对于所述第一传送机的线性速度选择性地改变所述第二传送机的线性速度。优选地,通过改变所述第二传送机的线性速度,并在改变所述第二传送机的线性速度时维持所述第一传送机的线性速度基本恒定,从而相对于所述第一传送机的线性速度选择性地改变所述第二传送机的线性速度。
[0020] 优选地,所述控制器配置为执行方法,所述方法包括以下步骤:
[0021] 1)将所述第二传送机的线性速度(V2)设置为所述第一传送机的线性速度(V1)并大体上维持为所述第一传送机的线性速度(V1),由此所述第二传送机从所述第一传送机至少部分地接收一个或多个物品( 至 )的集(n);
[0022] 2)一旦所述集(n)中的最后一个物品 或最后一横排物品的长度 的比例‘z’(其中0
[0023] 3)将所述第二传送机维持为所述增高的值(V2inc),直到下一个上游集 中的第一个物品或横排物品到达所述第二出口传送机的上游端,从而此时在所述集(n)内的最后一个物品 或最后横排物品与下一个上游集 内的第一个物品或第一横排物品之间形成具有要求长度的间隔(G),接下来返回至第一步(此时n=n+1)。
[0024] 在物品排成单行的情况下, 指代每个物品,其中“x”对应于各个集内物品的上游位置,“y”对应于集的上游位置。“W”的值是每个集(n)内物品的数量。
[0025] 在物品排成多个纵排的情况下,物品形成多个纵向相邻的横排,每个横排包括多个物品。在这种情况下, 指代每个横排,其中“x”对应于各个集内的横排的上游位置,“y”对应于集的上游位置。“W”的值是每个集内要求的横排物品的数量。
[0026] 优选地,针对一个或多个物品 的每个集依次重复上述三个步骤(即,对于y的每个值,x从1变为W),从而将剩余的上游物品 分为由间隔(G)隔开的单独集。
[0027] 每个物品集可以包括一个或多个物品或一横排或多横排物品。优选地,每个物品集包括多个物品或多横排物品。
[0028] 每个集可以包括相同数量或不同数量(W)的物品或横排物品。
[0029] 第二出口传送机的线性速度V2的从V1变化到V2inc再复原的变化优选是阶梯式速度变化,即速度的这些变化大体上是瞬时的。
[0030] 优选地,对于集(n),V2=V1的时间TV1通过以下方程式计算:
[0031]
[0032] 是每个集(y)中每个物品或横排物品(x)的长度。
[0033] 优选地,对于集(n),将所述第二传送机维持为所述增高的值(V2inc)的时间(TV2inc)由中央处理单元根据以下方程式计算:
[0034]
[0035] 优选地,V2inc由中央处理单元根据以下方程式计算:
[0036]
[0037] 优选地,包装装置还包括配置为检测物品的位置和/或长度的至少一个传感器。优选地,所述控制器配置为根据检测到的所述物品的位置和/或长度,相对于所述第一传送机的线性速度选择性地改变所述第二传送机的线性速度,从而将所述出口传送机上的一个或多个物品的集分开,或增加所述集的间距。
[0038] 所述至少一个传感器可以配置为检测所述入口传送机或所述出口传送机上的物品的位置和/或长度。优选地,所述至少一个传感器配置为检测所述第一出口传送机上的物品的位置和/或长度。
[0039] 优选地,所述至少一个传感器通过中央处理单元与所述控制器连接。优选地,所述至少一个传感器配置为确定物品的前缘和后缘通过某个点的时间点,所述中央处理单元配置为根据这些时间值计算物品的长度。优选地,所述中央处理单元配置对通过所述点的物品的数量进行计数。
[0040] 所述至少一个传感器可以是任意合适类型的位置传感器。所述至少一个传感器优选为光学传感器。所述至少一个传感器可以是任意合适的类型,包括光电二极管阵列,红外线接近传感器等。
[0041] 由于出口传送机上的物品已经被施用器包装,当它们形成连续流时,这会形成或者增加已包装物品集之间的间隔,导致拉伸连续的物品集之间应用的包装材料。优选地,包装材料是能够沿着纵向充分拉伸从而允许所述集以所述间隔隔开的材料。
[0042] 优选地,包装装置包括切割构件,该切割构件设置为在所述集之间的间隔通过所述切割构件时,对在隔开的物品集之间延伸的包装材料进行切割,从而断开所述隔开的物品集。
[0043] 优选地,所述切割构件由控制器控制。该控制器可以和配置为相对于所述第一传送机的线性速度选择性地改变所述第二传送机的线性速度的所述控制器相同或者不同。
[0044] 所述切割构件可以是任意合适的类型,包括刀片,热丝等。
[0045] 优选地,所述包装装置包括至少一个间隔测量传感器,该至少一个间隔测量传感器配置为测量所述第二传送机上隔开的物品集之间的间隔,所述中央处理单元配置为计算测量的间隔经过所述至少一个间隔测量传感器和所述切割构件之间的距离所花的时间,所述控制器配置为当所述集之间的间隔通过所述切割构件时进行切割。
[0046] 优选地,所述包装装置包括至少一个间隔检测传感器,该至少一个间隔检测传感器配置为正好在所述第二传送机上的物品集之间的间隔通过切割站之前检测是否存在所述间隔,所述中央处理单元和所述控制器配置为如果检测到所述间隔未处于正确位置,则所述切割构件不进行切割操作。
[0047] 优选地,所述出口传送机的所述第一传送机和第二传送机设置在所述施用器和所述切割构件之间。
[0048] 所述包装装置可以包括卸料传送机,该卸料传送机设置在所述出口传送机的所述第二传送机的下游并与所述出口传送机相邻的所述第二传送机,由此使得所述第二传送机上的物品集传递至所述卸料传送机。优选在所述卸料传送机和所述第二传送机之间设置间隔。所述切割构件优选设置为在所述间隔内进行切割。
[0049] 优选地,所述出口传送机的所述第一传送机和所述第二传送机由间隔分开。优选地,所述第一传送机和第二传送机能够相对于彼此移动,由此所述第一传送机和第二传送机之间的所述间隔能够变化。
[0050] 所述第一传送机和/或所述第二传送机各自可以包括一对对置的隔开的传送机,该对对置的隔开的所述传送机用于接收该对传送机之间的物品。对置的所述传送机优选设置为对所述传送机上的物品施加摩擦附着力,由此在所述第二传送机的线性速度相对于所述第一传送机的线性速度选择性改变时,大体上防止所述传送机上的物品产生不需要的间距。在这方面,对置的所述传送机优选设置为对所述传送机上的物品施加摩擦附着力,由此在所述第二传送机的线性速度相对于所述第一传送机的线性速度选择性改变时,除了分开的相邻集内的纵向相邻物品之间的要求间距外,大体上防止物品之间产生间距。
[0051] 对置的所述传送机可以相对于彼此移动,从而改变它们的间隔距离(spacing)以适应不同大小的物品。对置的所述传送机可以沿着纵向对齐。对置的所述传送机可以垂直地彼此分开,从而形成上传送机和下传送机。
[0052] 所述入口传送机和所述出口传送机的所述第一传送机可以由单个传送机形成。优选地,所述入口传送机和所述出口传送机的所述第一传送机是不同的传送机。在这种情况下,所述入口传送机和所述出口传送机的所述第一传送机优选以间隔隔开,在所述间隔中设置有所述施用器。
[0053] 根据本发明的第二个方面,提供了一种用于将物品集螺旋包装在一起的方法,该方法包括:利用入口传送机将未包装的物品输送至包装施用器;通过操作所述包装施用器,利用包装材料对物品集进行螺旋包装;利用出口传送机将已包装的物品集从所述施用器运走,其中所述出口传送机包括第一传送机和与所述第一传送机相邻且位于所述第一传送机下游的第二传送机,并且其中,相对于所述第一传送机的线性速度选择性改变所述第二传送机的线性速度,从而将所述出口传送机上的一个或多个物品的集分开,或者增加所述集的间距。
[0054] 优选地,所述入口传送机上的物品是大体上连续的流。
[0055] 优选地,由所述施用器包装的物品是大体上连续的流。
[0056] 优选地,通过所述入口传送机传送至所述包装施用器的物品是未固定的。在这方面,物品优选在通过包装材料施用器包装之前未固定在一起。
[0057] 优选地,相对于第一传送机的线性速度选择性地改变第二传送机的线性速度,从而将位于或部分位于所述第二传送机上的一个或多个物品的集从位于或部分位于所述第一传送机上的物品分开,或增加它们的间距。
[0058] 通过改变第一和/或第二传送机各自的线性速度,从而相对于第一传送机的线性速度选择性地改变第二传送机的线性速度。优选地,通过在维持所述第一传送机的线性速度基本恒定的同时改变所述第二传送机的线性速度,从而相对于所述第一传送机的线性速度选择性地改变所述第二传送机的线性速度。
[0059] 优选地,所述方法包括以下步骤:
[0060] 1)将所述第二传送机的线性速度(V2)设置为所述第一传送机的线性速度(V1)并大体上维持为所述第一传送机的线性速度(V1),由此所述第二传送机从所述第一传送机至少部分地接收一个或多个物品( 至 )的集(n);
[0061] 2)一旦所述集(n)中的最后一个物品 或最后横排物品的长度 的比例“z”(其中0
[0062] 3)将所述第二传送机维持为所述增高的值(V2inc),直到下一个上游集 中的第一个物品或第一横排物品到达所述第二出口传送机的上游端,从而此时在所述集(n)内的最后一个物品 或最后横排物品与下一个上游集 内的第一个物品或第一横排物品之间形成具有要求长度的间隔(G),接下来返回至第一步(此时n=n+1)。
[0063] 优选地,针对物品 的每个集依次重复上述三个步骤(即,对于y的每个值,x从1变为W),从而将剩余的上游物品 分为由间隔(G)隔开的单独集。
[0064] 每个物品集可以包括一个或多个物品或一横排或多横排物品。优选地,每个物品集包括多个物品或多横排物品。
[0065] 每个集可以包括相同数量或不同数量(W)的物品或横排物品。
[0066] 第二出口传送机的线性速度V2的从V1变化到V2inc再复原的变化优选是阶梯式速度变化,即速度的这些变化大体上是瞬时的。
[0067] 优选地,对于集(n),V2=V1的时间TV1通过以下公式计算:
[0068]
[0069] 是每个集(y)中每个物品或每横排物品(x)的长度。
[0070] 优选地,对于集(n),第二传送机维持为增高的值(V2inc)的时间(TV2inc)根据以下方程式计算:
[0071]
[0072] 优选地,V2inc根据以下方程式计算:
[0073]
[0074] 优选地,所述第二传送机的线性速度相对于所述第一传送机的线性速度由控制器选择性调节。
[0075] 优选地,所述方法包括利用至少一个传感器来检测物品的位置和/或长度。优选地,根据检测到的所述物品的位置和/或长度,相对于第一传送机的线性速度选择性地改变第二传送机的线性速度,从而将所述出口传送机上的一个或多个物品的集分开,或增加所述集的间距。
[0076] 优选地,所述至少一个传感器用于检测所述入口传送机或所述出口传送机上的物品的位置和/或长度。优选地,所述至少一个传感器用于检测所述第一出口传送机上的物品的位置和/或长度。
[0077] 优选地,所述至少一个传感器通过中央处理单元与所述控制器连接。优选地,所述至少一个传感器用于确定物品的前缘和后缘通过某个点的时间点,所述中央处理单元配置为根据这些时间值计算物品的长度。优选地,所述中央处理单元对通过所述点的物品的数量进行计数。
[0078] 优选地,所述方法包括使用切割构件,该切割构件设置为切割在隔开的物品集之间延伸的包装材料,从而断开所述隔开的物品集。
[0079] 优选地,所述方法包括使用至少一个间隔测量传感器测量所述第二传送机上隔开的物品集之间的间隔,计算测量的间隔经过所述至少一个间隔测量传感器和所述切割构件之间的距离所花的时间,以及控制所述切割构件以在所述集之间的间隔通过所述切割构件时进行切割。
[0080] 优选地,所述方法包括使用至少一个间隔检测传感器正好在所述第二传送机上的物品集之间的间隔通过切割站之前检测是否存在所述间隔,并且如果检测到所述间隔未处于正确位置,则所述切割构件不进行切割操作。
[0081] 优选地,所述出口传送机的所述第一传送机和第二传送机设置在所述施用器和所述切割构件之间。
[0082] 优选地,所述方法包括使用卸料传送机从所述第二出口传送机上卸载已包装并分开的物品集。
[0083] 优选地,所述方法包括改变所述出口传送机的所述第一传送机和第二传送机之间的间隔。
[0084] 所述第一传送机和/或所述第二传送机各自可以包括一对对置的隔开的传送机,该对对置的隔开的所述传送机用于接收它们之间的物品。在这种情况下,所述方法优选包括使对置的所述传送机相对于彼此移动,从而改变它们的间隔距离以适应不同大小的物品。优选地,所述方法包括设置对置的所述传送机对所述传送机上的物品施加摩擦附着力,由此在所述第二传送机的线性速度相对于所述第一传送机的线性速度选择性改变时,大体上防止所述传送机上的物品产生不需要的间距。在这方面,对置的所述传送机优选对所述传送机上的物品施加摩擦附着力,由此在所述第二传送机的线性速度相对于所述第一传送机的线性速度选择性改变时,除了分开的相邻集内的纵向相邻物品之间的要求间距外,大体上防止物品之间产生间距。
[0085] 根据本发明的第三个方面,提供了一种包括计算机可读指令的计算机程序,所述计算机可读指令配置为引起计算机执行本发明的第二个方面的方法。
[0086] 根据本发明的第四个方面,提供了一种计算机可读介质,该计算机可读介质载有本发明的第三个方面的计算机程序。
[0087] 根据本发明的第五个方面,提供了一种用于将物品集螺旋包装在一起的计算机装置,该计算机装置包括:
[0088] 存储器,该存储器用于存储处理器可读指令;以及
[0089] 处理器,该处理器配置为读取并执行所述存储器中存储的指令;其中所述处理器可读指令包括配置为控制所述计算机执行本发明的第二个方面的方法的指令。
[0090] 本发明任意上述方面中的任意特征可以组合。
[0091] 下面仅以举例方式参照附图对本发明的特定实施方式进行描述,在这些附图中:
[0092] 图1是根据本发明的一个方面的包装机的立体图(以虚线显示了包装机的入口传送机,并且为了说明,省略了包装机施用的包装材料);
[0093] 图2是图1所示包装机的侧主视图(显示了包装机施用的包装材料);
[0094] 图3是图2所示包装机的平面图;
[0095] 图4a至图4c是图1至图3所示包装机的侧主视图,依次显示了根据本发明的一个方面操作包装机的出口传送机的方法(为了说明,省略了包装机施用的包装材料);
[0096] 图5a是图1至图4所示包装机的下出口传送机的立体图,其中相对于下出口传送机的第一传送机,下出口传送机的第二传送机位于第一位置;
[0097] 图5b是图5a所示下出口传送机的平面图;
[0098] 图5c是图5a和5b所示下出口传送机的剖面图,该剖面图沿着图5b所示的线B-B截取;
[0099] 图6a与图5a对应,区别在于相对于下出口传送机的第一传送机,下出口传送机的第二传送机位于第二位置;
[0100] 图6b是图6a所示下出口传送机的平面图;
[0101] 图6c是图6a和6b所示出口传送机的剖面图,该剖面图沿着图6b所示的线C-C截取;
[0102] 图7是下出口传送机的第二传送机的上游端的局部立体图,为了说明,省略了传送机的传送带;以及
[0103] 图8是包装机控制系统的示意图。
[0104] 参考图1至图3,显示了根据本发明的一个方面的包装机1。包装机1包括用于将未包装物品(A)运输至包装材料施用器3的入口传送机2,以及用于将已包装物品(A)从施用器3运至卸料传送机5的出口传送机4。
[0105] 入口传送机2和出口传送机4大体上是直的(当从上方观察时),并具有公共纵轴6(参见图3)。它们大体上具有相同的宽度,并大体上互相垂直对齐。入口传送机2和出口传送机4沿着公共纵轴6的方向隔开,施用器3设置在它们之间。
[0106] 通过形式上为细长卷轴的送料机构(未显示),将物品(A)以大体上连续流的方式从仓库(未显示)供应至入口传送机2。因此,入口传送机上2的物品(A)是大体上连续的流。当由入口传送机上2传送至包装材料施用器3时,物品(A)保持为大体上连续的流。物品(A)通过入口传送机上2沿着下游方向(由图1中的箭头D表示)传送。
[0107] 在这方面,入口传送机2上的沿着该入口传送机2的纵轴方向邻近彼此的物品互相接触。沿着入口传送机2的纵轴方向邻近彼此的物品之间大体上没有间隔。虽然可以认为入口传送机2上的物品形成了互相接触的集,但是它们并不是分开的集。
[0108] 在图示实施方式中,入口传送机2上的物品(A)是单排,亦即是单个纵排。或者,入口传送机2上的物品可以排成多个横向相邻的纵排。在这种情况下,相同纵排和/或邻近纵排中纵向相邻的物品可以互相接触,从而形成大体上连续的流。优选相同纵排中纵向相邻的物品互相接触,从而形成大体上连续的流。
[0109] 在图示实施方式中,物品(A)是大体上圆柱形的罐子,纵向相邻的罐子具有互相齐平的接触表面,由此在接触表面之间大体上没有间距。但是,应该理解,在相邻物品的接触表面不用大体上互相齐平的情况下,物品可能互相接触,但是它们的表面部分接触,部分不接触。
[0110] 入口传送机上的物品(A)是未固定的物品,即在通过施用器3包装之前未固定在一起(例如,通过托盘)的物品。
[0111] 包装材料施用器3包括旋转施用器环7。施用器环7围绕与传送机2,4的公共纵轴6大体上平行的轴连续旋转,并从卷筒10分配包装材料9(为了说明,在图1中未显示),所述卷筒10围绕施用器环7的前表面按角度间隔设置。卷筒10通过刚围绕物品包裹的包装材料9的流动附加到抵达出口传送机4的物品上(在图2和图3中以交叉线显示)。因此,当施用器环7旋转时,包装材料9从卷筒10拉出,并在物品穿过施用器环7时跟随这些物品,围绕物品包裹。
[0112] 每个卷筒10上的包装材料9的形式为可拉伸合成材料薄膜(stretchable synthetic plastics film)(例如聚氨酯基材料)的连续细长网。膜沿着横向以及纵向(下面更详细地讨论)拉伸。当物品穿过环7时,包装材料9被拉伸,并围绕物品螺旋式包裹。包装过程在物品沿着入口传送机2和出口传送机4前进时继续,由此包装材料9继续围绕连续的上游物品螺旋式包裹,从而形成对物品的连续包装。包装材料9设计为从拉伸中恢复,因此在包裹后围绕物品缩紧。
[0113] 通过包装材料施用器3从入口传送机2传递至出口传送机的物品是大体上连续的流。因此,物品通过包装材料施用器3以大体上连续流的方式包装。这形成了对大体上连续的物品(A)流的连续包装。
[0114] 出口传送机4包括沿着下游方向与包装材料施用器3相邻的第一传送机11和沿着下游方向与第一传送机11相邻的第二传送机12。
[0115] 第一传送机11包括下传送机11a和设置在下传送机11a上方的上传送机11b(参见图4a至图4c)。下传送机11a和和上传送机11b沿着纵向大体上对齐。在这方面,上传送机11b的上游端和下游端沿着纵向大体上和下传送机11a的上游端和下游端分别对齐。下传送机11a和上传送机11b大体上是直的,并且沿着横向大体上对齐,由此它们具有公共纵轴。下传送机11a和上传送机11b具有大体上相同的宽度。
[0116] 相似地,第二传送机12包括下传送机12a和设置在下传送机12a上方的上传送机12b(参见图4a至图4c)。下传送机12a和和上传送机12b沿着纵向大体上对齐。在这方面,上传送机12b的上游端和下游端沿着纵向大体上和下传送机12a的上游端和下游端分别对齐。
下传送机12a和上传送机12b大体上是直的,并且沿着横向大体上对齐,由此它们具有公共纵轴。下传送机12a和上传送机12b具有大体上相同的宽度。
[0117] 第一传送机11的下传送机11a和上传送机11b以大体上相同的线性速度(V1)运行。类似地,第二传送机12的下传送机12a和上传送机12b以大体上相同的线性速度(V2)运行(下面将更详细地讨论)。第一传送机11的线性速度V1和第二传送机12的线性速度V2是沿着相同的方向,因此所述传送机上的物品沿着方向D传送。
[0118] 第一传送机11和第二传送机12沿着纵向由一定长度的间隔C隔开(参见图4b)。在这方面,第二上传送机12b的上游端和第一上传送机11b的下游端由间隔C隔开。类似地,第二下传送机12a的上游端和第一下传送机11a的下游端由间隔C隔开。
[0119] 卸料传送机5从出口传送机4的第二传送机12纵向隔开。卸料传送机5设置为从第二出口传送机12接收已包装并分开的物品集,并将这些集运输至要求位置,例如,仓库。卸料传送机5与第二传送机12的下传送机12a大体上垂直对齐。
[0120] 切割站15设置在第二传送机12和卸料传送机5之间。切割站15具有形式为往复刀片40(参见图2)的切割构件,该切割构件设置为切割在隔开的物品集之间延伸的包装材料9(下面将更详细地讨论)。所述切割构件可以是任意合适的类型,例如热丝。
[0121] 参考图8,入口传送机2、出口传送机4的第一传送机11和第二传送机12、以及卸料传送机5分别通过致动器83、81、82、84驱动。切割站15的切割刀片40由致动器85驱动。致动器81-85各自由控制器80控制。
[0122] 第一传感器13(参见图2)配置为检测物品何时通过传感器13,并确定物品的长度(下面将更详细地讨论)。第一传感器13邻近第一传送机11的下游端,并位于该下游端的上游。第一传感器13设置在出口传送机4的第一下传送机11a的一个侧面上,并与旋转支撑第一传送机11的框架连接。第一传感器13是光学传感器(optical sensor)。
[0123] 配置间隔测量传感器阵列14测量第二传送机12上的纵向相邻的物品集之间的纵向间隔(下面将更详细地讨论)。间隔测量传感器阵列14与切割站15相邻,并位于切割站15的上游。间隔测量传感器阵列14包括第一传感器14a和第二传感器14b。第二传感器14b沿着下游纵向6邻近第一传感器14a,并和第一传感器14a隔开。第一传感器14a和第二传感器14b设置在第二下传送机12a的一个侧面上,并与旋转支撑第二传送机12的框架连接。第一传感器14a和第二传感器14b是光学传感器。
[0124] 间隔检测传感器16配置为正好在间隔通过切割站15之前,检测在第二传送机12上纵向相邻的集之间是否存在纵向间隔(下面将更详细地讨论)。间隔检测传感器16紧邻切割站15,并位于切割站15的上游。间隔检测传感器16是光学传感器。
[0125] 参考图8,第一传感器13、间隔测量传感器阵列14和间隔检测传感器16各自连接至中央处理单元79,该中央处理单元79连接至控制器80。控制器80连接至入口传送机2的各个致动器83、81、82、84,出口传送机4的第一传送机11和第二传送机12,以及卸料传送机5。中央处理单元79还配置为接收输入值,该输入值包括每单位时间要包装的物品的数量N,物品的将要包装的平均预期长度Lav,以及每个集中的物品的数量Wy(其中y对应于集的数量),每个集之间的间隔G的要求长度,以及值“z”(参见下文)。
[0126] 基于从传感器13,14,16接收到的信号,中央处理单元79操作控制器80,从而通过控制它们各自的致动器83、81、82、84而控制入口传送机2,出口传送机4的第一传送机11和第二传送机12,以及卸料传送机5的线性速度。此外,控制器80控制切割站15的定时。
[0127] 如图下面所讨论的那样,相对于第一传送机11的线性速度选择性改变第二传送机12的线性速度(通过中央处理单元79和控制器80),从而将沿着出口传送机4传送的连续的已包装物品流分成单独的纵向隔开的物品集。
[0128] 现在参考图4a至图4c,显示了出口传送机4的第一传送机11和第二传送机12、切割站15和卸料传送机5的侧视原理图。图4a至图4c显示了根据本发明的一个方面的方法的连续步骤,该方法相对于第一出口传送机11的线性速度选择性改变第二出口传送机12的线性速度,从而将沿着出口传送机4传送的连续的已包装物品流分成单独的纵向隔开的物品集。
[0129] 应该理解,所显示的物品是沿着传送机传送的一系列物品,为了说明,省略了位于已显示的这些物品上游和下游的物品。
[0130] 参考图4a,每个物品被标记为 其中“x”对应于各个集中物品的上游位置,“y”对应于集的参照图4a所示物品集的上游位置(即,集中最下游的物品“y”被标记为集中相邻的上游物品被标记为 以此类推, 指代图4a中最下游集中的物品x, 指代下一个上游集, 指代 的下一个上游集,以此类推)。
[0131] 每个物品集由要求数量(“Wy”)的物品构成(其中“y”再次对应于集的参照图4a所示物品集的上游位置)。在当前描述的实施方式中,Wy=2(对于y的每个值),即每个集由两个物品组成。因此, (对于y的每个值)。但是,应该理解的是,每个集中的物品的数量y y yW可以变化(即W 的值可以随着y值的变化而变化)。将W的值手动输入到中央处理单元79中。此外,值Wy可以在机器运行期间变化,从而改变每个集中的物品数量,而不需要停止和启动机器。
[0132] 通过控制器80将入口传送机2设置为以线性速度Vinlet运行。中央处理单元79根据每单元时间(例如,每分钟)要包装的物品的数量N和每个物品的将要包装的平均预期长度Lav确定该线性速度Vinlet。在包装机运行之前将N和Lav的值手动输入到中央处理单元79中。应该理解,N和Lav的值可以根据需要改变。
[0133] 具体地:
[0134] Vinlet=N×Lav  (1)
[0135] 或者,可以考虑物品的不同长度改变入口传送机的线性速度Vinlet,从而提供每单位时间所需数量(N)的物品,即,使用物品的实际长度代替平均预期长度Lav。这可以通过以下方式实现:使用传感器装置测量入口传送机上的物品的长度以改变入口传送机的线性速度Vinlet,从而提供沿着入口传送机传送的每单位时间所需数量(N)的物品。传感器装置优选测量入口传送机上的物品的长度。或者,可以使用第一传感器13测量的第一出口传送机11上的物品的长度测量值(参见下文)。测量的物品长度从传感器传递至中央处理单元79,该中央处理单元79相应地计算Vinlet的值。
[0136] Vinlet的值接下来从中央处理单元79传递至控制器80,该控制器80控制入口传送机致动器83,由此入口传送机2的线性速度等于所计算的值。
[0137] 通过中央处理单元79和控制器80(控制器80分别控制第一出口传送机致动器81)设置第一出口传送机11的线性速度V1,由此V1始终大体上等于Vinlet。
[0138] 在这方面,第一传送机11的下传送机11a和上传送机11b的线性速度设置为始终基本相同,并等于V1。入口传送机2的线性速度和第一出口传送机11及第二出口传送机12的线性速度是沿着相同的方向(参考标记为Vinlet,V1和V2的箭头),并设置为使得传送机2,4上的物品 沿着箭头D的方向传送。
[0139] 通过中央处理单元79和控制器80(其控制第二出口传送机致动器82)设置第二出口传送机12的线性速度V2。在这方面,第二传送机12的下传送机12a和上传送机12b的线性速度设置为始终基本相同,并等于V2。
[0140] 通过执行以下步骤,相对于第一出口传送机11的线性速度选择性改变第二出口传送机12的线性速度,从而将出口传送机4上已包装物品 的连续流分成单独的纵向隔开的物品集,该物品集包括预期数量Wy(在该实例中,W=2)的物品:
[0141] 1)将第二传送机12的线性速度V2设置为与第一传送机的线性速度V1大体上相同,由此第二出口传送机12从第一出口传送机11至少部分地接收物品( 至 )的集;
[0142] 2)一旦所述集中的最后一个物品 的比例“z”(其中0
[0143] 3)将第二传送机12维持为所述值V2inc,直到下一个上游集中的第一个物品 到达第二出口传送机12的上游端,从而此时在所述集中的最后一个物品 与下一个上游集中的第一个物品 之间形成具有所需长度的间隔G,接下来返回至第一步(即,在下一个上游集中的第一个物品 到达第二出口传送机12的上游端时,第二出口传送机12的线性速度V2降低为大体上等于第一出口传送机的线性速度V1)。
[0144] 针对物品 的每个集依次重复上述三个步骤(即,对于y的每个值,x从1变为W),从而将物品 分为由间隔G隔开的单独集。
[0145] 在步骤(2)之后立即开始的时间点在图4a中显示。步骤(3)转到步骤(1)的时间点在图4b中显示。
[0146] 在下一个步骤(1)期间,下一个上游物品 被第二传送机12接收,并通过第二出口传送机12以第二传送机的线性速度V2传送,(在该步骤期间)该线性速度V2大体上等于第一传送机的线性速度V1。物品 与第一出口传送机及第二出口传送机接触,所述第一出口传送机及第二出口传送机都以线性速度V1运行。因此,物品 和 之间(即,相邻集之间)的间隔G在该步骤期间大体上维持恒定。
[0147] 在下一个步骤(2)期间,物品 和 (以及 )通过第二传送机以线性速度V2inc传送。因此,这些物品之间的间隔G也在该步骤期间大体上维持恒定。
[0148] 间隔G是物品 的后缘ET(上游边缘)和物品 的前缘EL(下游边缘)之间的纵向间隔。
[0149] 在上述三个步骤的每一个中,第一出口传送机11的线性速度V1自始至终大体上维持恒定。因此,通过改变第二出口传送机12的线性速度V2,选择性改变第二出口传送机12的相对于第一出口传送机11的线性速度的相对线性速度。
[0150] 第二出口传送机的线性速度V2从V1变化到V2inc再复原,即速度的这些变化大体上是瞬时的。V2inc的值由中央处理单元79计算,下面参考图4a至图4c对其进行描述。
[0151] 随着物品 经过第一传感器13,传感器分别检测物品 的前缘EL和后缘ET通过传感器13的时间 和 这些时间值被传输至中央处理单元79。中央处理单元79将时间值 和 记录到存储器中,并利用以下方程式根据第一出口传送机11的线性速度V1计算物品 的长度 (沿着纵向):
[0152]
[0153] 在所描述的实施方式中,每个物品 具有大体上相同的长度 但是,应该理解,物品可以具有不同长度(下面将更详细地讨论)。
[0154] 在图4a中(即,W=2),第一集中的第二个物品 的 距离被第二出口传送机12接收(为了便于说明,图4a中这些距离的标记忽略了图4a中在物品 和 之间形成的无穷小的间隔)。接下来前进至步骤(2),在该步骤(2)中,第二传送机12的线性速度V2增高到值V2inc。因为V2inc大于V1,所以物品 接下来开始从下一个上游物品 (它是下一个上游集中的第一个物品)分离,沿着纵向在物品之间形成间隔。
[0155] 在V2增高到V2inc(图4a所示位置前面的位置,即 和接触的 位置)时,物品 的前缘EL和第二出口传送机12的上游端之间的距离等于 (因为此时 和 接触)。
[0156] 当以线性速度V1传送时,物品 的前缘EL到达第二出口传送机12的上游端所花的时间也就是V2被维持为V2inc的时间TV2inc,并且根据以下方程式计算:
[0157]
[0158] 更普遍地,该方程式可以表达为:
[0159]
[0160] (对于集“n”)
[0161] 在V2=V2inc的这段时间内,间隔的长度(沿着纵向)从0线性增加为值G(参见图4a和图4b)。
[0162] 为了在时间TV2inc内在物品 和 之间形成具有要求长度的间隔G,物品 必须在时间TV2inc内经过距离
[0163] 因此,使用方程式速度=距离/时间(假定速度恒定),中央处理单元79利用以下方程式计算当下一个上游物品 到达第二出口传送机12的上游端时,在物品 和下一个上游物品 之间形成具有要求长度的间隔G所必需的V2inc的值:
[0164]
[0165] 该方程式可以简化为:
[0166]
[0167] 更普遍地,该方程式可以表达为:
[0168]
[0169] 该方程式假设从V1到V2inc的增长是阶梯式速度变化。如果该增长不是阶梯式变化,则可以使用该方程式的改良版本,其中通过使用标准计算微积分技术将速度随着时间的增加纳入考虑之中。
[0170] 中央处理单元79将计算出的V2inc的值传递至控制器80,控制器80相应地对第二出口传送机12的线性速度进行控制。
[0171] 如上所述,在时间TV2in内将V2保持为V2inc。在该时间结束时,下一个集中的第一个物品 的前缘EL正好到达第二出口传送机12的上游端。接下来程序返回至步骤(1)和(2),在所述步骤中,第二传送机12的线性速度V2被设置为与第一传送机11的线性速度V1大体上相同,直到第二传送机12接收到下一个集中的最后一个物品 的长度 的比例“z”(其中0
[0172] 通过以下方程式计算在下一个集中的最后一个物品 的长度 的比例“z”被第二传送机12接收之前下一个集中的物品所必须经过的距离LTotal:
[0173]
[0174] 因此,利用方程式时间=距离/速度,根据以下方程式计算V2=V1(对于该下一个集)的时间TV1:
[0175]
[0176] 更普遍地,该方程式可以表达为:
[0177]
[0178] 应该理解,对于每个集(n),通过以下方程式计算V2=V1(对于该集)的时间TV1:
[0179]
[0180] 因此,对于每个集,在时间TV1内V2=V1,在时间TV2内V2=V2inc,接下来重复。通过针对每个集重复以上步骤,沿着出口传送机4传送的物品 被分成纵向隔开的物品数量为Wy的集,其中所述集以纵向间隔G互相隔开。
[0181] 以上计算假设第一出口传送机11上的物品是大体上连续的流。实际上,也可能存在入口传送机上的物品受外部因素干扰,因此不是大体上连续的流的情况。因此,第一传感器13(以及中央处理单元79)被配置为检测物品的位置,并确定第一出口传送机11上的物品之间是否有任何间隔距离。如果存在任何间隔距离,则第一传感器13向中央处理单元79发出信号,中央处理单元79相应地调整上述计算,和/或停止机器。
[0182] 在所描述的实施方式中,z=1/3。Z的值手动输入至中央处理单元79,并能够根据需要改变。“z”的值选择为使第二传送机12和该集内最后一个物品 之间的摩擦接触足够大,由此在步骤2期间,第二传送机的线性速度增高至Vinc,物品 以该线性速度通过第二传送机12传送。
[0183] G的值手动输入至中央处理单元79,并能够根据需要改变。所描述的实施方式中,G的值对于每对相邻的集是相同的。但是,应该理解的是,如果需要,可以改变相邻集之间的G的值。G的值可以在机器运行过程中改变,从而改变间隔的大小,而无需停止和启动机器。
[0184] 由于计算出的V2inc的值考虑了物品的长度,因此如果物品的长度发生变化,V2inc的值会自动调节。因此,在物品的长度改变的情况下,不需要停止和重新校准机器。
[0185] 如上所述,第一传感器13被用于测量物品的长度。根据测量的物品长度计算V2、Tv2inc和TV1(以及可能V1)的值。因此,由于第一出口传送机11上的物品是大体上连续的流,一旦知道整个流中的第一个物品的位置,即,当机器首次开启时,理论上不需要测量物品流中接下来的物品的位置。只需要确定它们的长度。第一传感器13配置为确定整个流中的第一个物品何时通过第一传感器13,并且将该计时信号被传递给中央处理单元79,中央处理单元79接下来相应地发起上述一系列步骤。
[0186] 如果正被供应到入口传送机上的物品的长度是已知的,例如,如果它们都是恒定的已知的长度,则装置不需要测量物品长度的传感器13。但是,该装置将不能自动考虑物品的不同长度。
[0187] 此外,如果在机器启动前已知整个流中的第一个物品的初始位置,并且已知物品的所有长度(例如,长度恒定),则可以想象得到,机器不需要传感器13确定整个流中的第一个物品何时经过第一传感器13,或确定物品的长度。如上所述,该机器将只使用控制器来改变第二传送机的线性速度。但是,该装置将不能自动考虑物品的不同长度,并且不能考虑物品沿着传送机的任何干扰。
[0188] 由于集互相分开,围绕物品连续包裹的包装材料9将在这些集之间拉伸(参见图2)。因此,包装材料9能够沿着纵向充分拉伸(并且能够沿着横向充分拉伸以允许螺旋包装)是必要的。
[0189] 由于外部因素,例如包装材料9的弹性,相邻的集之间的间隔的大小可能不精确地等于计算得到的G值。因此,有必要测量相邻物品集之间的间隔。
[0190] 间隔测量传感器阵列14中的第一传感器14a和第二传感器14b配置为测量第二出口传送机12上的相邻物品集之间的间隔,即集内最后一个物品 的后缘ET和下一个集中的第一个物品的前缘EL之间的间隔。举例来说,这可以通过以下方式实现:记录集中的最后一个物品 的后缘和下一个集 中的第一个物品的前缘通过传感器的时间(T1,T2),并结合使用已知的第二传送机的线性速度计算所述间隔(使用方程式间隔长度=(T2-T1)*V2))。
[0191] 每个集之间测量的间隔Gm的值从间隔测量传感器阵列14传递至中央处理单元79,中央处理单元79将这些值记录到其存储器中。此外,由于已知从间隔测量传感器阵列14到切割站15之间的距离,此时间隔的位置也是已知的。中央处理单元79计算测量的间隔以速度V2经过从间隔测量传感器阵列14到切割站15之间的距离所花的时间。中央处理单元79配置为使用标准微积分技术将间隔到达切割站15所花时间内V2的任何变化纳入考虑(例如,V2从V1增加到V2inc,或反之亦然),从而计算测量的间隔何时将到达切割站15。
[0192] 中央处理单元79通过控制器80和相应致动器85操作切割站15的切割刀片40,由此切割刀片40移动,从而在这些集之间的测量间隔通过切割刀片40时切割相邻集之间延伸的包装材料9。
[0193] 作为安全功能,紧邻切割站15并位于其上游的间隔检测传感器16配置为正好在间隔通过切割站15之前检测间隔的实际位置是否对应于间隔的计算的位置。如果检测到间隔未处于正确位置,则切割刀片40不运行。这可以在物品而不是间隔穿过刀片时防止切割刀片40被无意地操作。因此防止对物品的损害。
[0194] 分开的物品集随后从切割站15传输至卸料传送机5。
[0195] 如上所述,第一出口传送机11和第二出口传送机12沿着纵向6由一定长度的间隔C隔开。现在参考图5和图6,显示了第一出口传送机和第二出口传送机的下传送机11a,12a。第一下传送机11a和第二下传送机12a各自包括围绕多个被动滚轴202穿过的传送带201,以及由相应致动器81、82驱动的齿轮203。
[0196] 第二下传送机12a可以沿着纵向6移动,从而改变第一下传送机11a和第二下传送机12a之间的间隔C的长度。在这方面,与第一下传送机11相邻的第二下传送机12a的滚轴202’可以沿着纵向6朝着第一传送机11a移动和从第一传送机11a移开,从而改变传送机
11a、12a之间的间隔C的大小。滚轴202’旋转安装在托架204,托架204可滑动地安装在一对横向对置的导轨205上,所述导轨205沿着纵向6延伸(参见图7)。
[0197] 第二下传送机12a可以沿着纵向6从图5a至图5c所示的间隔尺寸最小(实际上,在这种情况下,间隔实际为零)的第一位置移动到图6a至图6c所示的间隔尺寸最大的第二位置。
[0198] 可以手动改变滚轴202’的位置。作为替代,或者另外地,控制器80可以连接至沿着导轨205移动托架204的致动器(例如,马达),从而改变间隔C的大小。因此,可以向中央处理单元79提供输入命令,从而改变间隔C的大小。
[0199] 上传送机11b,12b具有和下传送机一样的设置,其中第二传送机的上传送机12b可以与下传送机12a一起移动,从而改变间隔C的大小。
[0200] 间隔C长度的选择基于物品 的长度 第一出口传送机11和第二出口传送机12的线性速度、以及由第一出口传送机11和第二出口传送机12施加的摩擦附着力的大小。间隔C的长度可以根据需要变化(参见下文)。
[0201] 第一出口传送机11的下传送机11a和上传送机11b以及第二出口传送机12的下传送机12a和上传送机12b设置为对相应传送机上的物品施加摩擦附着力,从而在物品集根据上述方法被分开时防止传送机上的物品产生不需要的间距。
[0202] 第一出口传送机11和第二出口传送机12设置为使得上传送机11b,12b和下传送机11a,12a之间的间距(即,高度)可以改变。在该方面,上传送机11b,12b安装在托架250上,托架250可滑动地安装在垂直框架251上(参见图2)。这样就能够改变上传送机11b,12b和下传送机11a,12a之间的间距,从而适应不同高度的物品,并在物品上施加要求的附着力,从而防止传送机上的物品产生不需要的间距。在这方面,上传送机和下传送机设置为对所述传送机上的物品施加摩擦附着力,由此在所述第二传送机12的线性速度相对于所述第一传送机11的线性速度选择性改变时,除了相邻集内的纵向相邻物品之间的要求间距外,大体上防止物品之间产生间距。
[0203] 在入口传送机2上的物品排成多个横向相邻的纵排的情况下,物品形成多个纵向相邻的横排,每个横排包括多个物品。在这种情况下,对 的引用指的是各横排物品,在适当情况下,对“物品”或“多个物品”的引用分别指的是横排物品,或多横排物品。例如,值N指的是每单位时间要包装的横排物品的数量,Lav指的是每个纵排的平均预期纵向长度。此外,值Wy指的是每个集(y)内要求数量的横排。出口传送机2上的物品被分成物品集,该物品集具有相应数量的纵排物品(和入口传送机上的物品一样)。每个横排内的物品优选具有相同大小和形状。
[0204] 所述实施方式中的包装机的优点是物品可以在出口传送机4上被分成单独的物品集,即在通过包装材料施用器3包装之后被分成单独的物品集。这意味着不需要在入口传送机上将物品分成单独的物品集,从而允许物品以大体上连续的流从入口传送机2供应至施用器3,由此物品以大体上连续的流的形式被包装。这在实质上节省了包装材料9,因为连续的物品集之间不存在被“包装”的间隔(在已知的包装机中存在)。此外,由于物品是大体上连续的流,当它们在入口传送机2上接近施用器3并通过施用器3包装时,它们不那么容易扭曲或倾倒。这实现了更紧且更有效的物品包装。
[0205] 此外,这还消除了对庞大且昂贵的往复推杆装置的需要,否则就需要该往复推杆装置以将物品分离为单独的物品集。
[0206] 在上述方程式中,未给出任何单位。应该理解,只要使用的单位一致,就可以使用任何单位制。例如,当G以米(m)为单位,N是每秒要包装的物品的数量,Lav以米(m)为单位,和 以秒为单位时,V2inc的值将以秒每米(m/s)为单位。
[0207] 可以使用合适的包括计算机可读指令的计算机程序,该计算机程序配置为引起计算机执行本发明的方法。可以使用载有计算机程序的计算机可读介质。
[0208] 应该理解,在不偏离权利要求所限定的保护范围的前提下,可以对上述设计进行许多修改。
[0209] 例如,在所述实施方式中,通过保持第一传送机11的线性速度V1(其等于Vinlet)大体上恒定并改变第二传送机12的线性速度V2,相对于第一传送机的线性速度改变第二传送机的线性速度。或者,第二传送机12的线性速度V2可以保持为大体上恒定,而第一传送机11的线性速度V1改变。
[0210] 或者,第一传送机和第二传送机二者的线性速度都可以改变。在这方面,如果入口传送机的线性速度Vinlet被改变以考虑物品的不同长度,从而接下来提供每单位时间所需数量(N)的物品(参见上文),因为V1始终大体上等于Vinlet,V1将相应地随时间变化。接下来需要修改上述方程式,从而利用(举例来说)标准微积分技术将V1的这种随时间变化纳入考虑。
[0211] 在所述实施方式中,入口传送机上2的物品是大体上连续的流。或者,入口传送机上2的物品可以沿着纵向互相隔开。尽管这在某些程度上否定了本发明的本发明的某些优点,因为与入口传送机2上的物品为大体上连续的流相比,物品在被包装时更易于扭曲和倾倒,并且包装的不那么紧,但是本发明仍然具有优势,因为不需要在入口传送机2上游设置庞大且昂贵的推杆装置以在物品到达施用器3之前将物品分成多个集。在这种情况下,第一传感器13和中央处理单元79将配置为确定第一出口传送机11上的物品之间的间隔距离,并相应地调整上述计算。入口传送机上2的物品优选是大体上连续的流。
[0212] 在本发明的所示实施方式中,入口传送机2和出口传送机4大体上是直的。但是,应该理解的是,入口传送机2和/或出口传送机4可以是弯曲的(当从上方观察时)。在这种情况下,入口传送机2和/或出口传送机4的相应纵轴将是弯曲的。入口传送机2和出口传送机4具有公共纵轴不是必须的。此外,入口传送机2和出口传送机4可以不用大体上垂直对齐(尽管这是优选的),并可以具有不同宽度。
[0213] 出口传送机4的第一传送机11和第二传送机12可以具有不同宽度,并且可以不用大体上垂直对齐(尽管这是优选的)。第一传送机11的下传送机11b和上传送机11a可以不沿着横向大体上对齐,并可以具有不同宽度。类似地,第二传送机12的下传送机12b和上传送机12a可以不沿着横向大体上对齐,并可以具有不同宽度。
[0214] 在所述实施方式中,物品是大体上圆柱形的罐子。但是,应该理解的是,物品可以具有不同形状和尺寸,并可以是要包装的任意类型物品。
[0215] 在所述实施方式中,通过形式上为细长卷轴的送料机构(未显示)将物品供应至入口传送机2。但是,应该理解的是,可以使用以大体上连续的流的形式将物品供应至入口传送机2的任意合适装置。
[0216] 在所述实施方式中,出口传送机4的第一传送机11和第二传送机12各自包括上传送机和下传送机11a、11b、12a、12b。应该理解的是,尽管并非优选,但是第一传送机11和/或第二传送机12可以只包括上传送机和下传送机中的一个。例如,第一传送机11和第二传送机12可以只包括上传送机或下传送机,第一传送机可以只包括上传送机并且第二传送机可以只包括下传送机,反之亦然。但是,优选第一传送机11和第二传送机12各自包括上传送机和下传送机11a、11b、12a、12b,因为这可以防止第一传送机11和第二传送机12上的物品产生不需要的间距。
[0217] 此外,应该理解的是,第一传送机11和/或第二传送机12可以设置为相对于物品位于不同方向。例如,它们可以设置为与物品的侧面接触(而不是接触物品的上表面和下表面)。
[0218] 还应该理解的是,传感器13、14、16的纵向(以及横向)位置可以改变,随之对上述方程式中的距离和时间条件进行调整,以考虑该改变。
[0219] 在所述实施方式中,传感器13、14、16是配置为检测物品的前缘或后缘何时通过所述传感器的光学传感器。但是,应该理解的是,可以使用任意合适类型的传感器,包括光电二极管阵列(photodiode array)、红外线接近传感器(infrared proximity sensor)等。
[0220] 每个物品集可以包括一个或多个物品,或一横排或多横排物品。优选地,每个物品集包括多个物品,或多横排物品。
[0221] 所描述和显示的实施方式应该理解为说明性而非限制性的,可以理解的是,只显示和描述了优选实施方式,权利要求中限定的落入本发明范围内的所有改变和修改也应受保护。应该理解的是,虽然说明书中使用的词语,例如“优选的”,“优选地”,“优选”或“更优选”表示所描述的特征是理想的,但是该特征可能不是必要的,并且可以预期,缺乏该特征的实施方式也落入权利要求中限定的本发明的保护范围内。就权利要求而言,当使用诸如“一个”,“一者”,“至少一个”或“至少一部分”这样的词语来开始描述特征时,并不意味着将权利要求限制为只有一个这种特征,除非在权利要求中另有说明。当使用至少一部分和/或一部分时,除非另有说明,特征可以包括一部分和/或整个特征。