用于生产包装缓冲物的机器

申请号 CN201180036941.5 申请日 2011-05-18 公开(公告)号 CN103153600A 公开(公告)日 2013-06-12
申请人 密封空气公司; 发明人 K.J.米尔策杰夫斯基; D.西鲍尔;
摘要 一种用于生产 包装 缓冲物的机器(10)大体上包括用于以第一速度连续地给送基材片(18)的第一给送机构(12)、用于接收来自第一给送机构的片和以第二速度给送片的第二给送机构、用于控制第一速度和第二速度中的至少一者以产生连续的片之间的期望的重叠度的控制单元(16),以及用以测量由 马 达获得的电量的 传感器 (112),第一给送机构(14)包括马达和用于马达的电源。在来自传感器的 信号 具有大于或等于预定值的值时,控制单元调节马达从电源获得的电量。
权利要求

1.一种用于生产包装缓冲物的机器,包括:
a. 用于以第一速度连续地给送基材片的第一给送机构,所述第一给送机构包括达和用于马达的电源,其中当所述第一给送机构给送所述片时,所述马达能够从所述电源获得变化的电量;
b. 用于从所述第一给送机构接收所述片和以第二速度给送所述片的第二给送机构;
c. 用于控制所述第一速度和所述第二速度中的至少一者以产生在连续的片之间的期望的重叠度的控制单元;以及
d. 用以测量由所述马达获得的电量的传感器,所述传感器构造和布置成用以生成信号,所述信号表示由所述马达提取的电量,且将所述信号传输至所述控制单元,其中,所述控制单元构造和布置成用以在来自所述传感器的所述信号具有大于或等于预定值的值时调节所述马达从所述电源获得的电量。
2.根据权利要求1所述的机器,其特征在于,所述第二给送机构为压皱机构,其将所述片转变成包装缓冲单元。
3.根据权利要求2所述的机器,其特征在于,
所述机器构造成用以将所述包装缓冲单元串联地连接在一起,以及
所述包装缓冲单元的连接系列具有与连续的片之间的所述重叠度成比例的密度
4.根据权利要求2所述的机器,其特征在于,所述压皱机构包括一对压缩部件,所述压缩部件通过在其间压缩所述片来将所述片转变成包装缓冲单元。
5.根据权利要求3所述的机器,其特征在于,所述压皱机构包括一对压缩部件,所述压缩部件通过在连续的片之间的所述重叠处压皱所述片来将所述包装缓冲单元连接在一起。
6.根据权利要求3所述的机器,其特征在于:
所述片具有一定长度大小和宽度大小;以及
所述机器还包括会聚装置,所述会聚装置的至少一部分定位在所述给送机构与所述压皱机构之间,用于减小所述片的宽度大小。
7.根据权利要求6所述的机器,其特征在于:
所述片具有一对相对的侧向侧;
所述会聚装置引起所述侧向侧朝彼此会聚;以及
所述压皱机构卷曲所述会聚的侧向侧。
8.根据权利要求7所述的机器,其特征在于,
各个包装缓冲单元均包括界定中央区域的一对端部区域;
所述端部区域对应于连续的片之间的所述重叠;
所述会聚装置引起所述侧向侧在所述端部区域内朝彼此会聚;以及
所述压皱机构使相邻的缓冲单元的所述端部区域卷曲在一起,从而将所述包装缓冲单元连接在一起。
9.根据权利要求1所述的机器,其特征在于:
所述第一速度大于所述第二速度;以及
任何两个连续的片之间的所述重叠度范围从大于0%到小于100%。
10.根据权利要求1所述的机器,其特征在于,所述包装缓冲单元连接成使得各个包装缓冲单元均与相邻的包装缓冲单元可滑动地分离。
11.根据权利要求1所述的机器,其特征在于,所述包装缓冲单元通过摩擦配合连接在一起,所述摩擦配合通过连续的片之间的所述重叠处的所述片的所述压皱来产生。
12.根据权利要求1所述的机器,其特征在于:
所述控制单元包括控制器和与所述控制器连通的调节装置;以及
所述调节装置与用于所述马达的所述电源电性连通,且适于基于来自所述控制器的命令限制所述马达从所述电源获得的所述电量。
13.根据权利要求12所述的机器,其特征在于,所述调节装置还适于用以:
基于来自所述控制器的命令,对所述马达从所述电源获得的电量施加上限和下限;以及
按来自所述控制器的命令以预定的间隔在所述上限与所述下限之间振荡。
14.根据权利要求12所述的机器,其特征在于,所述控制器适于用以引起所述调节装置:
当来自所述传感器的所述信号具有大于或等于所述预定值的值时,对所述马达从所述电源获得的电量施加所述限制;以及
当来自所述传感器的所述信号具有小于所述预定值的值时,除去所述限制。
15.根据权利要求1所述的机器,其特征在于,所述传感器包括:
与所述电源电性连通的电流感测电阻器;以及
信号生成装置,所述信号生成装置基于由所述电阻器感测的所述电流生成所述信号。

说明书全文

用于生产包装缓冲物的机器

技术领域

[0001] 本发明大体上涉及包装材料,且更具体而言,涉及一种用于由所选择的基材(如,纸)片来生产包装缓冲物的机器和方法。

背景技术

[0002] 用于由纸来生产包装缓冲物的机器是本领域中公知的。此类机器大体上通过从卷筒上拉动纸幅,以此方式操纵纸幅以将纸转变成包装缓冲物,且然后将缓冲物切割成期望的长度的分割区段来操作的。
[0003] 尽管此类机器被广泛地使用且已经在商业上获得成功,但在许多应用中,存在对于功能性的改善的需要。例如,用以运送和装载到缓冲物转变机器上的纸卷筒趋于很重且麻烦。尽管可由纸卷筒生产的缓冲物的体积趋于抵消大体积包装操作的重量缺点,但对于小体积包装操作而言,将优选较轻的容易来操作的备选方案。
[0004] 此外,尽管在卷料机器中的切割机构提供了用于产生期望的长度的缓冲物的可工作的手段,但在此类机器的设计和操作两者中,此类机构呈现了不断的安全忧患。 [0005] 结果,本发明的受让人Sealed Air Corporation(US)已经开发了一种机器,在不需要切割或穿孔机构的情况下,该机器通过以具有可生产的任何期望的长度的包装缓冲物的此类方式来将单独的纸片连结在一起来生产期望长度包装缓冲物。在美国专利申请序列第12/583,749号中描述的此类机器还允许产生的包装缓冲物的密度按期望变化以适合待包装的物体的重量或性质。这通过重叠片到期望的程度来完成,以便在产生的包装缓冲物中达到所期望的密度。
[0006] 已经标示为749的机器的一个改善的方面涉及纸片跟踪和操作,尤其是在制作较高密度的包装缓冲物时。大体上,包装缓冲物的密度与在连续的片之间重叠度成比例。因此,在相邻的片之间的重叠度越大,产生的缓冲物的密度将会越高。然而,已经发现的是,在某个重叠点以上,对于纸片的向前移动的增加阻导致较弱的跟踪、起皱,且然后阻塞片,导致需要关闭机器来清理阻塞,这引起纸的浪费和生产时间的损失。
[0007] 因此,在本领域中存在对于改善片料包装缓冲物机器的需要,这将减少和防止纸阻塞,同时仍允许生产较高密度的包装缓冲物。

发明内容

[0008] 该需要由本发明满足,一方面,本发明提供了一种用于生产包装缓冲物的机器,包括:a. 用于以第一速度连续地给送基材片的第一给送机构,第一给送机构包括达和用于马达的电源,其中马达在第一给送机构给送片时能够从电源获得变化的电量;
b. 用于接收来自第一给送机构的片和以第二速度给送片的第二给送机构;
c. 用于控制第一速度和第二速度中的至少一者以产生在连续的片之间的期望的重叠度的控制单元;以及
d. 用以测量由马达获得的电量的传感器,传感器构造和布置成生成表示由马达获得的电量的信号,且将信号传输至控制单元,
其中,控制单元构造和布置成用以在来自传感器的信号具有大于或等于预定值的值时调节马达从电源获得的电量。
[0009] 有利的是,通过测量由马达获得的电量,将该电量与表示开始纸阻塞的预定值相比较,且然后调节马达可获得的电量,仍可实现所期望的重叠度,导致所期望的包装缓冲物密度,但其中减小了片失准和阻塞的可能性。
[0010] 可参照以下描述和所附附图更好地理解本发明的这些和其它方面及特征。 附图说明
[0011] 图1为根据本发明的用于生产包装缓冲物的机器的示意图;图2至图6与图1类似,且示出了包装缓冲物生产的各种阶段中的机器;
图7为根据本发明的备选机器的平面视图;
图8为图7中示出的机器沿线8-8的透视图;
图9A和图9B与图7类似,且示出了包装缓冲物生产的两个不同阶段中的所示机器;
图10为如图9B中生产的包装缓冲单元的连接串的平面视图;
图11为沿线11-11截取的图10中示出的包装缓冲单元的串的截面视图;
图12与图10类似,只是一个包装缓冲单元与包装缓冲单元的连接串分离;以及图13为示意性的图,其示出了用于减少或消除图1至图12中示出的机器中的纸阻塞的控制系统。

具体实施方式

[0012] 图1示意性地示出了根据本发明的用于生产包装缓冲物的机器10。机器10包括第一给送机构12、第二给送机构14,以及控制单元16。
[0013] 如图2至图6中所示,第一给送机构12以第一速度连续地给送基材片18,这由箭头20(图2)代表。
[0014] 第二给送机构14接收来自第一给送机构12的片18,且以第二速度输送片,这由箭头22(图3)代表。通过第二给送机构14输送片18可以以一种方式实现,使得将片转变成包装缓冲单元24(例如,如图所示的通过压缩和/或压皱片)。因此,在一些实施例中,第二给送机构14可起'压皱机构'的作用。
[0015] 控制单元16控制第一速度20和第二速度22中的至少一者,以产生连续的片18(图3)之间的期望的重叠度26。例如,与第二给送机构14中的片的压缩和/或压皱结合,此类重叠26可用于生成包装缓冲单元24(图4至图6)的连接系列28。包装缓冲单元
24的连接系列28可构造成具有与连续的片18之间的重叠度26成比例的密度。 [0016] 片18可包括期望在包装缓冲物中使用的任何类型的材料,包括纸,例如,皮纸、纤维板、热塑膜等,包括前述材料的再循环形式,以及它们的组合,例如,层合纸、覆膜纸、复合纸等。片可具有任何期望的形状,例如,正方形、矩形等,具有任何期望的大小,例如,20英寸的长度大小和15英寸的宽度大小。
[0017] 片18可以以任何便利的形式布置成用于供送至机器10,例如,如如图所示的叠层30那样,或按期望以加板(shingle)的形式、随机的形式或单独的形式等。当片18布置成如图所示的叠层来源30时,机器10还可包括供送托盘32,托盘的构造和大小确定成用于保持期望的高度的叠层布置的片,即,用以在叠层30中容纳期望的最大数目的片18。当使用此类实施例时,第一给送机构12可设置和构造成用于从供送托盘32给送片18到第二给送机构14。因而,第一给送机构12可包括第一给送辊34和第二给送辊36,第一给送辊34用以使来自于其来源30的片18前移,而第二给送辊36用以接收来自第一给送辊34的片,且将片给送到第二给送机构14中。
[0018] 第一给送辊34可与马达(示意性地指定为附图中的马达"M3")相关联,以驱动给送辊的旋转。给送辊34可处于相对于托盘32的固定位置中,其中托盘包括活动托盘底座38(例如,如图所示,枢转地活动的),托盘底座38可朝给送辊34偏压,例如,通过弹簧40。
以此方式,在片18的叠层来源30用尽时,将抵靠给送辊34连续地推进片,以便给送辊可继续使片按顺序从叠层前移。
[0019] 图2至图6示出了具有相对完整的叠层30的托盘32,使得完全地压缩了弹簧40且托盘底座38与托盘32的底部42大致对准。用于托盘底座38的枢转点(例如,如图所示枢纽41)可放置在沿托盘32的底部42的任何期望的位置,例如,与如图所示的弹簧40相对,或例如,接近于弹簧40,使得活动的托盘底座38比如图所示的短。 [0020] 替代活动的托盘底座38或除活动的托盘底座38之外,可朝叠层30活动地偏压第一给送辊34。
[0021] 第一给送辊34可附有所需要的许多附加给送辊,用以使片18前移。例如,两个或多个给送辊34可排列成穿过片18的宽度,例如,如图8(其中第一给送辊34示出为一对此类给送辊34a,b)中所示。
[0022] 如示出的实施例中所示的那样,第二给送辊36定位成用以接收来自第一给送辊34的片18,例如,经由引导部件44,且然后给送片到第二给送机构14中。第二给送辊36可与马达(示意性地指定为附图中的马达"M1")相关联,以驱动给送辊的旋转。作为其中使用了分开的马达M3和M1以分别驱动第一给送辊34和第二给送辊36的旋转的示出的实施例的备选方案,可使用单个马达以驱动第一给送辊34和第二给送辊36两者的旋转,例如,通过适合的联动件,该联动件可包括传动皮带、传动链、传动轴等。图2中示意性地示出了此类备选实施例,其中马达M1驱动第一给送辊34和第二给送辊36两者的旋转。 [0023] 第二给送辊36可按需要附有许多附加给送辊,以使片18前移。例如,两个或多个给送辊36可排列成穿过片18的宽度,例如,如图8(其中第二给送辊36示出为一对给送辊
36a,b)中所示。
[0024] 可包括支承部件46,以提供支承件,第二给送辊36抵靠该支承件旋转,以便从而便于将片18给送到第二给送机构14中。支承部件46可为静止的部件,其提供对于辊36的旋转的摩擦阻力,使得当穿过其间时将片18压缩在辊36与支承部件36之间,其中片与部件46进行滑动接触。作为备选,支承部件46可为旋转的部件,其通过与从动辊36的旋转接触被动地旋转。作为另一个备选方案,第二给送辊36和支承部件46的相对位置可互换,使得从动辊36在支承部件46下方。该定向在使用单个马达来向第一给送辊和第二给送辊两者的旋转供能时可为尤其便利的。
[0025] 如可认识到的那样,第一给送机构12大体上限定了行进的路径,片18沿该路径在片的来源30与第二给送机构14之间移动。如以上简要地提到的那样,第一给送机构12还可包括引导部件44,该引导部件44可被包括而用以便于片沿行进路径移动,例如,通过引导片从第一给送辊34移动到第二给送辊36。
[0026] 引导部件44可构造和布置成用以改变在行进路径上的片18的移动,例如,其中从来源/叠层30给送片的第一方向48改变为其中将片压皱(图2)的第二方向50。有利的是,这允许机器10具有紧凑的构造或'覆盖区(footprint)',例如,如图所示,其中具有片来源30的供送托盘32定位在第二给送机构14下方。
[0027] 在当前示出的实施例中,第二给送机构14、第二给送辊36、支承部件46,以及马达M1,M2可包括在壳体54内(以双点化线示出的)。第一方向48可大致平行于第二方向50或大致与第二方向50相反(参看图2),使得可将壳体54大致直接地定位在供送托盘32上,例如,以如图所示的叠层的构造。因此,引导部件44可限定用于片18的弓形行进路径,例如,如图所示,具有大约180的弯曲度。在此类结构的情况下,还可包括副引导部件或内部引导部件45,且可具有由如图所示的引导部件44限定的在弓形路径的内侧上的补充位置。
[0028] 在以上描述的实施例中,第二给送辊36接收间接地来自第一给送辊34的片18,例如,经由引导构件44。作为备选,第一给送机构12可限定用于片18的更为直线的行进路径,其中片沿与它们在第二给送机构14中被压皱的大致相同的方向从来源30前移。例如,这可通过将供送托盘32定位在壳体54的旁边而非壳体54的下方来完成。在此类实施例中,第二给送辊可接收大致直接地来自第一给送辊34的片18,即,没有介入引导部件44。更具体而言,供送托盘32和壳体54可具有任何期望的相对定向。例如,托盘32和壳体54可以以与彼此成90度来定位,例如,其中壳体54具有大致平的定向,而托盘32具有大致垂直的定向。
[0029] 给送辊34可包括任何适用于输送片18的材料,如金属(例如,等)、橡胶、弹性体(例如,RTV树脂)、尿烷等,包括前述材料的组合。作为对于如图所示的轮型辊的备选方案,一个或两个给送辊34,36可包括一个或多个反向旋转的传动皮带、传动带等。作为对于给送辊34,36的另一个备选方案或除此之外,第一给送机构12可通过任何适合的片操作手段来输送片18,包括气动输送、静电输送、真空输送等。
[0030] 第二给送机构14可包括一对压缩部件52a,52b,压缩部件52a,52b通过压缩和/或压皱在其间的片来将片18转变成包装缓冲单元24。压缩部件52a,52b可包括一对反向旋转的轮、皮带等,或如图所示,一对反向旋转的齿轮,该齿轮可具有啮合在一起的沿径向延伸的齿56,以实现片18的压皱,例如,如图3至图6中所示。齿56优选为尺寸和形状确定成用以输送和压皱片18而不撕破片。压缩部件52a,b和齿56可由能够输送和压皱片18的任何材料形成,且优选为具有足够的韧性以经得起磨损,但不会引起对于片18的损坏。存在许多适合的材料。实例包括聚合材料,如超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚酰亚胺、氟树脂,如,聚四氟乙烯(PTFE)和全氟丙烯、缩树脂(即,基于聚甲醛的树脂,包括均聚物,例如,Delrin®牌聚甲醛、共聚物以及填充/浸渍的等级,如填充PTFE的缩醛树脂;各种金属,如铝、钢等;具有低COF涂层的金属,例如,阳极化铝或浸渍有低COF聚合物(如,PTFE和其它碳氟树脂)的镍;以及前述材料的混合物和组合。
[0031] 通过在连续的片之间的重叠26处压缩和/或压皱片18,压缩部件52a,b可将包装缓冲单元连24接在一起。即是说,将两个重叠的片压缩/压皱在一起的动作具有在片的重叠部分处将片连结在一起的效果。通过相对于第二速度22控制第一速度20,重叠26可具有任何期望的度。作为优选,重叠26仅部分地重叠,使得在转变成包装缓冲单元24时可将一连串片18连接在一起,即,以形成连接的系列28。
[0032] 图2至图6示出了导致片18转变成包装缓冲单元24,且导致片18被连接在一起以形成包装缓冲单元24的连接系列28的事件顺序。
[0033] 图2示出了生产过程的开端,其中第一给送机构12的第一给送辊34接合叠层30中的最上方的片18a,且沿箭头指出的方向旋转,以沿第一方向48移动片。片18a正好遇到引导部件44,这引起其将路线改变为第二方向50,从而引导片18a到第二给送辊36与支承部件46之间的压区中。如由与给送辊36和支承部件46相关联的旋转箭头指出的那样,马达M1向第二给送辊36的旋转供能,使得以第一速度20朝第二给送机构14给送片18a。第一速度20的大小由马达M1的输出确定。如果使用分开的马达M3(图3),则马达M1和M3可同步,使得从来源30按其前移片18的速度与按其将片给送至第二给送机构14的速度相同。作为备选,通过以不同的速度操作第一给送辊34和第二给送辊36,在它们输送到第二给送机构14之前可给予压缩力张力到片18上。作为另一个备选方案,如图2中所示,可仅使用一个马达M1来替代分开的马达M1和M3,其中马达M1的旋转输出传送至第一给送辊34和第二给送辊36两者。
[0034] 可通过包括第二引导部件来便于由第一给送机构12给送片18,第二引导部件可包括上引导板58a和下引导板58b。如图所示,引导板58a,b可定位在第二给送辊36与第二给送机构14之间,且可布置成用以在其间形成通路60,以在通过第二给送辊36给送片18且进入第二给送机构14中时引导片18的移动。
[0035] 在图3中,第二片18b已经通过第一给送辊34从来源叠层30中取出,转移到第二给送辊36上,且通过第二给送辊36以第一速度20经由通路60朝第二给送机构14将第二片18b给送。同时,第一片18a已经到达第二给送机构14且正被压皱,且从而以第二速度22输送。第二速度22由旋转速度引起,压缩部件52a,b以该旋转速度抵靠彼此如旋转箭头指出的那样反向旋转。压缩部件52a,b的旋转速度继而又由马达M2的输出确定。 [0036] 如上文所述,可控制第一速度20和第二速度22中的至少一个,以产生在连续的片
18之间的期望的重叠度26,从而生成包装缓冲单元24的连接系列28。如图3中所示,在片
18a的后端62与片18b的前端64之间产生重叠26。此类重叠可由第一速度20与第二速度22之间的速度差引起。
[0037] 例如,可操作第二给送机构14和第二给送辊36,使得第二速度22比第一速度20慢。以此方式,当从第一给送机构12释放片18a,且仅由第二给送机构14接合片18a时,片18a将以较慢的第二速度22移动。相反地,当仅由第一给送机构12接合下一个片18b时,即,在其前端64到达第二给送机构14之前,其(片18b)以相对较高的第一速度20移动。
结果,片18b的前端64赶上片18a的后端62或在片18a的后端62上方或下方滑动,以形成如图所示的重叠26。重叠度26将继续增加,直到片18b的前端64到达第二给送机构14和/或片18b从第一给送机构12中释放。
[0038] 即是说,如图4中所示,一旦片18b的前端64变成由第二给送机构14来接合,则片18b按其移动穿过机器10的速度将从第一速度20减小到第二速度22。在该点处,其中两个片18a,b均以相同的速度移动,即,速度22,且两个片将由第二给送机构14接合,则将不再发生片18a,b的进一步相对移动,使得不再发生重叠26的进一步增大。因此,如图所示,连续的片18a和18b的重叠区段26在第二给送机构14中压皱或压缩在一起,这具有将片18a的后端62连结到随后的片18b的前端64上的效果。这继而又导致由压皱的片18a形成的包装缓冲单元24a的连接到在图4中在其于第二给送机构14中压皱或以其它方式压缩时由片18b形成的下一个包装缓冲单元24b上。
[0039] 在图5中,由于在相应的连续的片18a与18b之间的重叠26已经移动穿过且通过了第二给送机构14,故完成了在包装缓冲单元24a与24b之间的连接过程。压皱其余的片18b,以完成片18b转变成包装缓冲单元24b。例如,经由壳体54中的出口66将连接的包装缓冲单元的合成的系列28输送出机器10。如果期望,则可使用容器(例如,存储箱等(未示出))以用于容纳包装缓冲单元24的连接系列28,直到需要使用此类缓冲单元为止。在此情况下,出口66可构造成用以引导连接系列28直接地进入容器中。
[0040] 也在图5中,第一给送机构12的第一给送辊34接合叠层30中的下一个片18c,且经由引导部件44朝第二给送辊36前移片18c。然后片18c以第一速度20朝前面的片18b移动穿过第二给送辊36与支承部件46之间的压区,由于片18b由第二给送机构14接合,故片18b以较慢的第二速度22移动。速度20与22之间的速度差将导致片18c的前端64赶上前面的片18b的后端62,以形成如上所述的相对于图3所述的另一个重叠26(图6中所示的)。
[0041] 在图6中,重叠26已经形成在片18c的前端64与前面的片18b的后端62之间。在第二给送机构14中将此类重叠26压皱在一起,这具有将片18b的后端62连结到随后的片18c的前端64的效果。这继而又导致由压皱的片18b形成的包装缓冲单元24b的连接到下一个包装缓冲单元24c上,下一个包装缓冲单元24c在其于第二给送机构14中被压皱时由片18c形成。
[0042] 也如图6中所示,由于托盘32中的片18的来源30用尽,故弹簧40延伸,且从而引起托盘底座38向上枢转,以保持来源叠层中的最上方的片与第一给送辊34相接触。 [0043] 前述过程可继续如所期望的一样长的时间,例如,直到托盘32中片18的来源30用尽,以便将如所期望的一样多的附加的包装缓冲单元24添加至连接的系列28。 [0044] 通过分别控制第二给送辊36和/或压缩部件52a和/或52b的旋转速度来控制第一速度20和/或第二速度22。因此,控制单元16可与马达M1和/或M2处于电性连通。因此,例如,可固定马达M2按其驱动压缩部件52a,b的旋转的速度,同时控制单元16可操作地联接到马达M1上,以引起马达提供一定范围的可控制的输出速度,输出速度继而又产生用于第二给送辊36的一定范围的旋转速度。作为备选,当马达M2为变速马达时,可固定马达M1的速度,其速度由控制单元16来控制。如下文所述(图13),当包括了控制系统
108时,可选择该备选方案。作为另一个备选方案,马达M2和M2两者均可为变速马达,且例如,如图所示,经由相应的控制/电源接线68和70可将两者均可操作地联接到控制单元
16上,以便可控制马达M1,M2中的一者或两者的速度。
[0045] 控制单元6可为印刷电路组件的形式,且包括控制器,例如,电子控制器,如微控制器,其存储预先编程的操作代码;可编程序逻辑控制器(PLC);可编程自动控制器(PAC);个人计算机(PC);或允许控制马达M1和/或M2的速度的其它此类控制装置。可经由操作者界面等将命令供送至控制单元16,或通过预先编程(即,全自动化)远程地或大致完整地供给命令。
[0046] 控制单元16可控制马达M1和/或M2的操作,从而自动地、人工地,或通过自动控制与人工控制两者的组合来控制第一速度20和第二速度22中的至少一者。在一些实施例中,控制单元16可构造成用以接收来自操作者(即,来自操作者界面,如脚踏板、手动开关、控制面板等,包括前述的组合)的输入。因此,操作者可以能够选择连续的片之间的期望的重叠度以及将连接在此类单元的给定系列中的包装缓冲单元的数目。
[0047] 因此,例如,控制单元16可包括操作者输入装置或与操作者输入装置电子地相关联,例如,开关等(未示出),这允许操作者选择连续的片之间的期望的重叠度。例如,双位置开关可允许操作者在'低密度'操作模式和'高密度'操作模式之间选择。 [0048] 在'低密度'模式中,控制单元16将命令机器10来将包装缓冲单元24以最小的重叠度连接在一起,例如,仅足以形成连接,如在连续的片之间的大约1英寸到大约3英寸之间的重叠。低密度模式的优点在于使用最少量的片18用于连接的包装缓冲单元24的给定长度,因此提供了经济的操作模式,例如,这对于较轻重量的物体的包装将是适合的。举例来说,对于具有20英寸的长度和17英寸的宽度的片18来说,当将机器10构造为如图7至图9中所示的备选机器10’时,可实现此类低密度/最小重叠模式,且该模式以大约40英寸/秒的第一速度20和以大约26英寸/秒的第二速度22或以大约1.5的第一速度20/第二速度22的比来操作。大约1.5的此类速度比导致大约2英寸的重叠26。 [0049] 在'高密度'模式中,控制单元16将命令机器10以较大重叠度将包装缓冲单元24连接在一起,例如,在连续的片之间的大约4英寸到大约6英寸之间的重叠。尽管使用较大数目的片18来产生连接的包装缓冲单元24的给定长度,即,与低密度模式相比较,但当包装应用改变时,例如,以适当地保护包装中的较大重量的物体,包装缓冲物的密度的增大通常变得需要。举例来说,对于具有20英寸的长度和17英寸的宽度的片18来说,当机器
10构造为如图7至图9中所示的备选机器10'时,可实现此类高密度/较高的重叠模式,且该模式以大约28英寸/秒的第一速度20和以大约12英寸/秒的第二速度22来操作,导致大约16英寸/分钟的速度差。16英寸/分钟的此类速度差导致大约5英寸的重叠26。
换言之,在该实例中第一速度20(28英寸/秒)与第二速度22(12英寸/分钟)之间的速度比大约为2.23。
[0050] 备选控制方案将使操作者能够在预设的最小量与最大量之间选择第一速度20与第二速度22之间的任何期望的差或比。例如,可使用调整第一速度20与第二速度22之间的速度比的电位计,其中"0"(零)的设置对应于速度20和22之间的允许的最小差(连续的片之间允许的最小重叠/最小密度),而"10"(十)对应于此类速度之间允许的最大差(允许的最大重叠/最大密度)。另一个备选方案将是在具有大量的预设密度的情况下,其中操作者可通过使用多位置开关在预定的比设置之间切换来选择。
[0051] 作为另一个备选方案,控制单元16可构造成用以允许操作者人工地设置马达M1和/或M2的操作速度,例如,作为控制的唯一手段。在此类实施例中,控制单元16可为简单的装置,例如,包括用以控制马达M1/第二给送辊36的速度的多位置开关或转盘,和/或用以控制马达M2/压缩部件52a,b的速度的第二开关或转盘。
[0052] 如可认识到的那样,根据需要容易地改变包装缓冲单元24的连接的系列28的密度(即,不必改变成不同类型/重量的片或添加来自不同来源的片),以便适应不同包装应用的变化需要的能力是本发明非常有利的特征。
[0053] 控制单元16还可包括转盘等,或与转盘等相关联,这允许操作者基于来自操作者的进一步的命令(如,与控制单元电性连通的脚踏板或手动开关(未示出)的促动)选择将产生的期望数目的包装缓冲单元。然后通过操作者的此类促动将导致机器10开始操作,且继续操作直到产生了所选择的数目的包装缓冲单元。
[0054] 在一种操作模式中,经由适合输入命令,通过指定第一给送辊34和第二给送辊36两者的直径,以及片18的长度,可对控制单元16编程。当将控制单元16如上文所述那样(即,经由控制/电源接线68)可操作地连结到马达M1上,且还可选地连结到马达M3(控制接线未示出;M1和M3可为相同的马达)上时,可通过控制单元16控制马达M1和M3的速度。基于控制单元已经给予各个给送辊34,36的操作运行时间和的旋转速度命令,联同用以检验已经执行了此类命令的任何所需反馈,控制单元16将通过简单的计算"知道"由第一给送辊34和由第二给送辊36已经给送的片18的大概数目。以此方式,控制单元16可保持每次操作者命令机器运行产生的包装缓冲单元的数目的大概计数,例如,以便当已经产生了所需要数目的缓冲单元时,控制单元16可自动地命令机器停止。用于计算产生的缓冲单元的数目的其它手段也是可能的,其大体上将更精确,但也更昂贵,例如,光眼、马达编码器等。可使用此类装置以将关于已经穿过机器10中给定点的片和/或缓冲单元的数目的反馈提供给控制单元16。
[0055] 控制单元16可包括另一个的操作者输入装置或与另一个的操作者输入装置(例如,开关等)相关联,另一个的操作者输入装置允许操作者选择'喷射'模式,其中例如,机器10喷射包装缓冲单元的合成串到箱或其它容器中,或选择'保持'模式,其中机器10将成串的缓冲物中产生的最后一个包装缓冲单元保持在出口66中以用于由操作者手动除去。
[0056] 例如,参看图6,如果操作者选择将产生的一串大约三个(3)包装缓冲单元24,且还选择'喷射'模式,则一旦其(控制单元16)确定片18a-c已经穿过第一给送辊34和第二给送辊36,控制单元16将命令马达M3且然后M1中止操作。在该情况下,三个(3)连接的包装缓冲单元的合成系列28将通过由第二给送机构14输送来从机器10中喷射出,在第二给送辊36停止操作之后,该控制单元16将命令继续操作预定的时间(基于片18的速度22和预先编程的长度)。
[0057] 使用相同的实例,如果操作者选择'保持'模式,则附加的片(例如,第四片18d)将经由重叠26(也未示出)连接到片18c(或连接到将包括在系列中的最后一个片)上,且一旦该重叠已经清理出压缩部件52a,b,控制单元16将命令所有的马达M1至M3停止,使得大约三个(3)连接的包装缓冲单元的合成系列28从出口66延伸,连接到由下一个片(例如,18d)形成的部分形成的缓冲单元上,下一个片通过压缩部件52a,b保持在机器中。为了除去此类连接的系列28,操作者简单地拉动缓冲单元24c以从重叠连接26中释放缓冲单元24c,其中部分地形成的缓冲单元由下一个片(例如,18d)形成。
[0058] 如附图中示出的那样,第二给送机构14接收间接地来自第一给送机构12的片18,即,经由介于第一给送机构12与第二给送机构14之间的引导板58a,b。作为备选,可省略此类引导板58a,b,使得第二给送机构14接收直接地来自第一给送机构12的片。 [0059] 作为另一个备选方案,根据本发明的机器可包括代替引导板58a,b的会聚装置。如图7至图9中所示,在备选机器10'中,会聚装置72的至少一部分可定位在第一给送机构12与第二给送机构14之间,用于减小片18的宽度大小。如图所示,会聚装置72可为斜槽的形式,具有相对较宽的入口部分74和相对较窄的出口部分76。第二给送辊36可为一对此类给送辊36a,b的形式,给送辊可定位在会聚装置72的入口部分74处或入口部分74附近,且经由共同的传动轴78通过马达M1来驱动。在该布置的情况下,通过推动片穿过会聚装置72,且然后进入第二给送机构14中来使第一给送机构12给送片18到第二给送机构
14中。
[0060] 出口部分76可定位成邻近第二给送机构14,使得退出会聚装置72的片18被引送到第二给送机构中。如图所示,引导通道80可从会聚装置72延伸,以使得片在机构14中被压皱或以其它方式被压缩时容纳或引送片18。在备选机器10'中,第二给送机构14因此可定位在引导通道80内,且可经由传动轴82通过马达M2来驱动。
[0061] 如或许在图8中最佳示出的那样,会聚装置72可包括相对的侧壁88a,b,侧壁88a,b沿从入口部分74通向到出口部分76的方向(即,沿第二方向50)会聚。可根据需要包括侧壁88a,b,以通过在片的宽度减小时帮助容纳和引送片来便于片18的会聚。 [0062] 如也在图8中示出的那样,第一给送辊34可包括一对辊34a,b,其可经由传动轴
84通过马达M3来驱动。可包括一对弹簧40(在图8中指示为弹簧40a,b)以朝给送辊34a,b偏压托盘底座38。托盘底座38可经由多个枢纽41至41c枢转地附接到托盘32的底部42上。
[0063] 图9a基本上为图2的平面视图,其中以第一速度20从叠层30给送片18a且片18a进入第二给送机构14中。然而,在图9A中,机器10'包括会聚装置72,替代了引导板
58a,b,片18a穿过会聚装置72按路线输送到第二给送机构14中。
[0064] 如可认识到的那样,片18大体上具有一定长度大小和宽度大小,在叠层30中的各种片中的每个片的各个长度大小和宽度大小可为相同的或不同的。例如,相对于片18a,图9A中示出了其宽度大小"W1";图2中示出了片的长度大小"L"。片18a大体上还具有一对相对的侧向侧86a,b(图9A)。
[0065] 因此,当使用备选机器10',即具有会聚装置72的机器10'时,用于制造包装缓冲物的过程可进一步包括减小片的宽度大小的步骤。如图9A中所示,此类宽度减小步骤可在第二给送机构14中的压皱/压缩步骤之前发生,且可通过引送片18穿过会聚装置72来实现。因此,在片18沿第二方向50从入口部分74移动到出口部分76时,会聚装置72引起侧向侧86a,b朝彼此会聚。
[0066] 例如,如图9A中所示,片18a的初始宽度W1可略微小于会聚装置72的入口部分74的初始宽度,以便可将片给送到装置72中。在片沿第二方向50移动时,片的侧向侧86a,b与会聚侧壁88a,b相接触。侧向侧86a,b与侧壁88a,b之间的此类会聚接触引起片的侧向侧86a,b朝彼此会聚(如图所示)。结果,在到达会聚装置72的出口部分76,且然后行进穿过引导通道80时,片的宽度从宽度W1减小到宽度W2。
[0067] 如图8中所示,侧壁88a,b可为弯曲的,或可具有任何其它的形状,例如,正方形或矩形,该形状便于侧向侧86a,b的会聚。会聚装置72可包括如图所示的底面90,且也可包括顶面(未示出),例如,类似于如图1至图6中所示的相对于机器10的上引导板58a。如图7至图8中所示,可提供用于第二给送辊36a和支承部件46的底面90中切口91。作为备选,如图9A至图9B中所示,支承部件46和切口91两者均可省略,其中给送辊36a,b驱动片18抵靠会聚装置72的底面90。
[0068] 图9B基本上为图5的平面视图,只是使用会聚装置72来代替引导板58a,b。因此,类似于图5,图9B中完成了来自相应的连续的片18a和18b的包装缓冲单元24a'与24b'之间的连接过程,其中片18a,b之间的重叠26a已经移动穿过且经过第二给送机构14。压皱其余的片18b,以完成片18b转变成包装缓冲单元24b'。通过第一给送机构12以第一速度20朝前面的片18b给送下一个连续的片18c,由于其通过第二给送机构14接合的结果,故片18b以较慢的第二速度22移动。速度20与22之间的速度差将导致片18c的前端64赶上前面的片18b的后端62,以形成另一个重叠26,例如,如图6中所示的。 [0069] 可认识到的是,如由机器10'产生的包装缓冲单元24'的形状和特点与如由机器10产生的包装缓冲单元24的形状和特点的不同在于在压皱之前,机器10'的会聚装置72减小了片18的宽度大小W1,使得合成的包装缓冲单元24的宽度为W2。大体上,会聚装置
72可构造成用以实现片18中的任何期望的宽度减小。例如,W1:W2的比可在10:1到1:1的范围内,例如,在大约9:1到大约2:1之间,如在大约8:1到大约3:1之间、7:1到4:1之间等。
[0070] 在本实施例中,会聚装置72通过引起侧向侧86a,b会聚减小此类宽度。例如,侧向侧86a,b的会聚可使得侧向侧彼此重叠且将片18形成为如图所示的管93,例如,其中仅侧向侧86a可见。如图所示,片18b已经形成为管93,且管93的宽度随其朝会聚装置72的出口部分76行进而减小。片18c处于形成为管的过程中。其速度20与片18b的速度(即,较慢的速度22)之间的差将导致由片18c形成的管的前端64赶上由前面的片18b形成的管93的后端62,这将形成管的另一个重叠,即,如图9B中26处。
[0071] 在示出的实施例中,包装缓冲单元24的最终宽度示为与壳体54的出口66的宽度(即,W2)基本上相同。然而,应理解的是,这不必是外壳。例如,壳体54的内部结构可布置成使得包装缓冲单元24的最终宽度小于出口66的宽度,例如,如果会聚装置72的出口部分76窄于出口66,则情况将是如此。
[0072] 不管其中侧向侧86a,b会聚在装置72中的方式,如图9B中所示,第二给送机构14卷曲会聚的侧向侧,例如,在管93穿过第二给送机构时。这具有引起合成的包装缓冲单元24'保持大致管状的(即,沿纵向卷绕)的形式的效果。
[0073] 现参看图10至图11,将更详细地描述包装缓冲单元24'。图10至图11示出了包装缓冲单元24'的连接系列28',包括如由机器10'制成的包装缓冲单元24a'至24c'。较大或较少数目的包装缓冲单元可包括在任何给定的此类缓冲物的连接系列中。各个包装缓冲单元24'均包括界定中央区域94的一对端部区域92。如图所示,端部区域92对应于连续的片18之间的重叠26。如在图9B至图11中共同指出的那样,第二给送机构14将相邻的包装缓冲单元24'的重叠的端部区域92卷曲在一起。这具有连接包装缓冲单元24',从而用以形成连接的系列28'的效果。因此,在图10至图11中阐述的图示中,包装缓冲单元24a'和24b'在重叠26a处连接,而将包装缓冲单元24b'和24c'在重叠26b处连接。 [0074] 当使用了机器10'时,可通过将形成为管93的片18的前端64插入已经形成为管
93的前面的片的后端62中来形成重叠的端部区域26/92。例如,如图9B中所示,片18c形成为管,其中由于会聚装置72的会聚的侧壁88a,b,故前端64具有圆锥形状。随着片18c以速度20朝前面的片18b移动,圆锥形状的前端64将被插入以较慢的速度22移动的管形的片18b的后端62中。
[0075] 因此,如用于机器10'中的第二给送机构14卷曲以下两者:1)会聚的侧向侧86a,b,其具有引起合成的包装缓冲单元24'保持大致管状的(即,沿纵向卷绕的)形状的效果;以及
2)相邻的包装缓冲单元24'的重叠的端部区域26/92,其具有将包装缓冲单元24'连接在一起作为系列28'的效果。
[0076] 不管使用哪一个机器10或机器10',包装缓冲单元24/24'的连接的系列28/28'都将大体上具有与连续的片18之间的重叠度26成比例的密度。因此,重叠度26越高,包装缓冲单元的连接的系列28/28'的平均密度将越高。在较高的重叠度的情况下,连接的系列28/28'的每单位体积中将存在比当重叠度较小时更多的片18。
[0077] 重叠度26与第一速度20和第二速度22之间的速度差成比例。因此,可通过控制此类速度差来控制重叠度26,且因此控制包装缓冲单元24/24'的连接的系列28/28'的密度。
[0078] 大体上,任何两个连续的片18之间的重叠度的范围可从大于0%到小于100%,例如,大约1%到大约75%之间的重叠、大约2%到大约50%之间的重叠,或大约3%到大约40%之间的重叠等。例如,将具有17英寸的宽度"W1"和20英寸的长度"L"的片18成形在机器10'上成为包装缓冲单元24'的连接的系列28',具有大约25%的重叠,即,具有连续的片18之间的大约5英寸的重叠,通过使用大约28英寸/秒的第一速度20和大约12英寸/秒的第二速度22,导致大约16英寸/分钟的速度差,或换言之,导致2.33:1的速度比(第一速度:第二速度)。片18的初始宽度W1(17英寸)减小为在合成的包装缓冲单元中具有3英寸至3.5英寸的最终宽度W2,至此W1:W2的比大约5:1。包装缓冲单元24'的合成的系
3
列28'的密度为大约1.4lbs/ft。
[0079] 当连接的包装缓冲单元24'的类似系列28'形成为具有2英寸的重叠26时,即,如前述实例中所述的小于5英寸的重叠度,连接的系列28'的合成密度也较低,即,大约3
1.2lbs/ft。在该实例中,第一速度20为大约40英寸/秒,而第二速度22为大约26英寸/秒。
[0080] 现参看图12,图12将描述本发明的另一个有益的特征。即,根据本发明的一些实施例,可连接包装缓冲单元,使得各个包装缓冲单元24/24'可滑动地与相邻的包装缓冲单元24/24'分离。如图12中所示,包装缓冲单元24c'滑动地与连接的系列28'分离。更具体而言,包装缓冲单元24c'沿箭头96的方向滑动地与相邻的包装缓冲单元24b'分离。这可通过以一种方式连接缓冲单元24b'和24c'来实现,使得两个缓冲单元的在此连接的重叠(即,在图10至图11中的重叠26b处)的端部区域92为可释放的。例如,经由摩擦配合可实现此类可释放的连接,摩擦配合通过压皱连续的片之间的重叠26处的片18来产生。 [0081] 通过使用如上文所述的第二给送机构14(即,包括反向旋转的压缩部件52a,b)可实现相邻的包装缓冲单元之间的摩擦配合,各个压缩部件均具有互相啮合在一起的协作的齿56。如或许在图11中最佳地示出的那样,互相啮合的齿56定形成和布置成用以卷曲片18,以便形成包装缓冲单元24'中凸面压痕98和凹面压痕100(例如,'高峰'98和'低谷'100)的交错系列。压缩部件52a,b的宽度可大致等于包装缓冲单元24'的最终宽度W2,以便高峰98和低谷100沿横向延伸穿过单元24'的大致整个宽度W2。作为备选,如图
9A/9B中所示,压缩部件52a,b的宽度可小于宽度W2,以便高峰98和低谷100沿横向延伸仅穿过包装缓冲单元24'的宽度W2的一部分,例如,穿过中心区域102(图12),留下沿纵向延伸的外部区域104大致没有压痕98,100。
[0082] 在重叠区26中,相邻的包装缓冲单元24'的卷曲的端部区域92的高峰98和低谷100用于利用摩擦配合将单元24'连接在一起,例如,如图12中所示,这也容许单元24'滑动地与彼此分离。除重叠度26、片18的摩擦系数等之外,高峰98和低谷100的深度将确定相邻的包装缓冲单元24/24'之间的连接的强度。高峰98和低谷100的深度至少部分地基于反向旋转的压缩部件52a,b的齿56的互相啮合程度。因此,除选择重叠度26与片18的类型外,可设定高峰98和低谷100的深度,以提供邻接的包装缓冲单元之间所期望的量的连接强度,以便在施加所期望的量的张力(例如,人工的力,例如,如沿图12中箭头96的方向施用)就可使任何两个单元与彼此断开。
[0083] 有利的是,可通过将两个包装缓冲单元与彼此分离,从而从包装缓冲单元的连接的系列28/28'中除去包装缓冲物来产生任何期望的尺寸的包装缓冲物(例如,包括期望数目的连接的包装缓冲单元24/24')。例如,参看图12,包装缓冲物106可包括连接的包装缓冲单元24a'和24b'。如可认识到的那样,包装缓冲物106的密度沿其长度维度(平行于箭头96)改变,其中重叠区26a(缓冲单元的在此连接)中的密度高于缓冲物106的其余部分中的密度。这在包装应用中是有利的,其中将被包装的物体具有相对较重的或突出的部分;可将包装缓冲物的较高密度部分26放置成与此类较重的或突出的部分相接触,以向其提供额外的支承。
[0084] 现参看图13,将结合例如,作为用于机器10和/或机器10'的控制系统108的构件来更详细地描述控制单元16的实施例。如上文所述,控制单元16控制第一速度20和第二速度22中的至少一者,以产生连续的片18之间的期望的重叠度。也如所述那样,第一给送机构12可包括马达M1,且可选为还包括马达M3,以向第一给送辊34和/或第二给送辊36的旋转供能,使得第一给送机构12可连续地以第一速度20给送片18到以第二速度22给送片的第二给送机构14中。为简单起见,图13中呈现了图2中示出的实施例,即,其中马达M1向第一给送辊34和第二给送辊36两者的旋转供能。
[0085] 在图13中示意性地示出的实施例中,马达M1经由电源110接收功率。马达M1为在第一给送机构12给送片18时能够从电源110获得变化的电量的类型。例如,在第一给送机构12给送片18时,马达M1的功率需求将随每次片18通过第一给送辊34和通过第二给送辊36向前移动时略微增加,引起马达M1从电源110获得比在没有给送片时略微更多的电。因此,当机器10/10'一次仅给送一个片18时,例如,仅由一个片来制造包装缓冲单元时,由马达M1获得的电量将间断地在'给送量'与'非给送量'之间改变。 [0086] 另一方面,当机器10/10'通过在连续的片之间形成重叠26来将包装缓冲单元连接在一起时,由于需要附加的力来推动机器中的前面的片的一部分下方或上方的各个片来形成重叠,主要是由于对此类动作的摩擦阻力,故马达M1上的负载比一次给送一个片时有所增加。在该情况下,由马达M1获得的电量的变化将比当机器一次仅给送一个片时大,例如,将以递增的顺序在'非给送量'、'给送量'与'重叠量'之间改变。
[0087] 如上所述,机器10/10'可改变包装缓冲单元24/24'的连接的系列28/28'的密度,例如,在其中使用了最小的重叠度26的'低密度模式'与在其中实现了最大的重叠度的'高密度模式'之间变化,其中在其间具有任何期望的密度。大体上,马达M1从电源110获得的电量将直接与在连续的片18/包装缓冲单元24之间产生的重叠/密度成比例。 [0088] 发明人已经确定的是,高于某个重叠点,例如,在为了产生较高密度的包装缓冲物时,增加的对于纸片的向前移动的阻力导致较弱的跟踪、起皱,且然后阻塞片,导致需要关闭机器以清理阻塞。发生此类阻塞的点可在机器与机器间改变,但可根据经验确定该点且通过由马达M1在'阻塞点'处获得的电量来定量该点。
[0089] 因此,控制系统108可包括传感器112,传感器112作为控制单元16的一部分或作为用于与控制单元16结合作用的分开的构件,以测量由马达M1获得的电量。如图13中指出的那样,传感器112可构造和布置成用以生成信号114,该信号表示由马达M1获得的电量,且将信号114传输至控制单元16。当来自传感器112的信号114具有大于或等于预定值的值时,例如,其中此类预定值对应于根据经验确定的'阻塞点',控制单元16因此可基于信号114调节马达M1从电源110获得的电量。
[0090] 图13示出了一种布置,通过该布置,控制单元16可基于来自传感器112的信号114调节马达M1从电源110获得的电量。例如,控制单元16可包括控制器116和与控制器
116连通的调节装置118。如图所示,调节装置118可定位成使得其与用于马达M1的电源
110电性连通。如下文更详细地描述的那样,调节装置118可适于以基于来自控制器116的命令120来限制马达M1从电源110获得的电量。
[0091] 也如图13中示出的那样,电源110可包括电连接器122,通过该电连接器122,电可经由供送接线128a,128b,130和马达M1从电源装置124行进到地线(ground)126。因此,电连接器122允许马达M1接收来自电源110的电,即,经由供送接线130,其提供马达M1与连接器122之间的电性连通。以此方式,马达M1可'插入'控制系统108,以从其接收期望的电力量,如现在将阐释的那样。
[0092] 控制器116可适于(例如,编程)用以在来自传感器112的信号114具有大于或等于预定值(例如,对应于纸片18的'阻塞点'的值)的值时,引起调节装置118施加对马达M1从电源110获得的电量的限制。控制器116也可适于(例如,编程)用以在来自传感器112的信号114具有小于预定值的值时除去该限制。对应于'阻塞点'的预定的传感器的值一旦根据经验(即,通过在多个不同密度设置下的例行实验)确定,则可编程入控制器116中。如常规的那样,例如,当控制器116为微控制器、PLC、PAC等时,在初始的编程为写入的源代码的一部分期间可将对应于阻塞点的来自传感器112的预定的输入值编程入控制器中;该值可由普通技术人员如所期望的那样改变,例如,经由可直接地或间接地连接到控制器116上的接口装置。也如常规的那样,控制器116可为印刷电路板(PCB)的一部分,印刷电路板可包括图13中示出的一些或所有的构件。例如,控制系统108可为PCB的形式,例如,作为较大的PCB内的子组件,其控制/监测机器10或10'的所有构件或大部分构件。
[0093] 如图13中示出的那样,传感器112可包括与电源110电性连通的电流感测电阻器132和信号生成装置134,该装置基于由电阻器132(即,在电源110中)感测到的电流生成信号114。信号生成装置132可包括集成电路和附加装置,例如,根据需要用以生成信号
114的电阻器和电容器,信号114可为电流的形式,且由控制器116读取为安培数或电压
举例来说,当电源装置生成24伏的直流电流(DC),且马达M1为可获得范围从0安(A)到5安(A)的DC马达时,可校准信号生成装置134,使得由装置134生成的信号114范围从0伏(V)到1.62伏(V),其中0(零)V对应于由马达M1获得0(零)A,而1.62V对应于由马达M1获得5A。如果确定(例如,根据经验)了由马达M1获得的2.3A的电流为'阻塞点',即,指出在连续的片18之间形成的重叠26使得纸阻塞即将到来或很有可能,且这对应于0.75V的信号值114,则可将0.75V编程入控制器116中作为预定值,在该预定值处施加对马达M1可从电源110获得的电量的限制。
[0094] 在一些实施例中,调节装置118可适于仅通过减少可流动穿过装置118的电流的量(即,基于来自控制器116的命令)来限制马达M1可从电源110获得的电量。如图所示,当用连接器122将装置118与电源110串联地布置时,这将有效地减少马达M1可获得的电流量。例如,在体现为可调整的电源装置(如,可调整的DC/DC转换器)时,调节装置118可以以此方式作用。在此类实施例情况中,调节装置118和电源装置124可合并成单个装置,且例如定位在图13中放置电源装置124的位置。
[0095] 在其它实施例中,调节装置118可适于通过以下来限制马达M1可从电源110获得的电量:1)基于来自控制器116的命令对马达M1从电源110获得的电量施加上限和下限,且然后2)也按来自控制器116的命令以预定间隔在上限与下限之间振荡。以此方式,供送至马达M1上的电流在上限与下限之间跳动,这引起通过马达M1施加到片18上的力也跳动,从而减小了片变得失准和阻塞的趋势。为了执行该功能,调节装置118可通过开关装置体现,如场效应晶体管(FET)、双极结型晶体管(BJT)或可以以期望的频率切换且经得起马达M1的电压/电流要求的其它电气装置。
[0096] 因此,通过测量由马达获得的电量,将该电量与表示'阻塞点'的开端的预定值相比较,且然后调节马达M1可获得的电量,一旦达到阻塞点,则仍可实现导致所期望的包装缓冲物密度的期望的重叠度26,但具有减小的片失准和阻塞的可能。
[0097] 实例参看图7和图13,机器10'的构造和尺寸确定成用以将包括将具有17英寸的宽度和20英寸的长度的纸的片18转变成包装缓冲物106。机器包括具有以下构件的控制系统108:
1)马 达M1 为 来 自Pittman Corp.的 GM9000系 列 的DC 电 刷 齿 轮 马 达(DC Brush-Gearmotor),具有5.9:1的比和48盎司-英寸的连续转矩。
[0098] 2)电源装置124为将AC电压转变成24伏DC的AC/DC转换器;该装置为来自Meanwell Corp.的SP-320-24型号的开关电源,通用AC输入(88V AC至264V AC)、50/60Hz,其将AC电压转变成24VDC@13A。
[0099] 3)调节装置118包括FET和FET驱动器,其中FET驱动器接收来自控制器116的命令,且促动FET的切换作用。FET为来自International Rectifier Corp.的IRLZ44ZPBF型号的FET,具有以下特点:N-通道、TO-220、逻辑电平、Vdss=55V。FET驱动器为来自Microchip Corp.的MCP1407-E/SN型号的FET驱动器,具有以下特点:IC(集成电路)、6A、8- SOIC、非反相的。
[0100] 4)控制器116为来自Freescale Corp.的MC9S12A256CPVE型号的微控制器,其为IC型MCU、256K闪存、16比特的装置。
[0101] 5)传感器112包括来自Maxim Corp.的MAX4172EUA+类型的型号的IC,具有放大器和8-Umax包装,作为信号生成装置134。电流感测电阻器132为来自Riedon Corp.的MSR-5型号的电阻器,具有以下特点:0.01欧姆、5W 1%的裸露元件。电阻器和电容器定位成并联接地,以接收来自信号生成装置134的输出,其将信号114转变成范围从0伏到1.62伏的一个信号。
[0102] 在一定数目的不同情况下操作机器10',以产生合成包装缓冲物106的密度范围,直到确定了马达M1获得的2.3A为阻塞点为止,即,指出即将发生的或可能开始的来自纸片18的阻塞。对应于2.3A的马达获得的来自传感器112的信号114的值为0.75伏,且将该值编程入控制器116中作为预定值,在该预定值处开始其后马达M1获得的电量的调节。 [0103] 在当传感器112探测到马达M1获得小于2.3A时的所有周期期间,控制器116发出命令120至调节装置118,这导致调节装置的操作,使得允许马达M1以跳动的方式以50微秒的间隔从电源110获得24V的电,其中全功率(24V)为32.5微秒(各个间隔的65%),而零功率(0V)为17.5微秒(各个间隔的35%)。这是'正常负荷'的跳动率。
[0104] 当传感器112探测到马达M1获得2.3A或更高时,控制器116改变命令120,使得调节装置118对由马达获得的电量施加限制。这通过在如以上文刚描述的'正常负荷'跳动率与'低负荷'跳动率之间每10毫秒的循环来完成,其中调节装置118允许马达M1获得全功率为20微秒(各个50微秒的间隔的40%),而获得零功率为30微秒(各个间隔的60%)。该限制(即,在正常负荷跳动率与低负荷跳动率之间每10毫秒循环)继续,直到探测到马达M1的获得率成低于2.3A为止,在该点处通过来自控制器116的命令120的方式,调节装置118回复到用于马达M1的'正常负荷'跳动率。
[0105] 当以前述方式操作时,机器10'能够产生各种密度的包装缓冲物106,同时避免在其它情况下将已经由重叠26引起的所有纸阻塞的大约95%。
[0106] 出于图示和描述的目的,已经呈现了本发明的优选实施例的前述描述。并不期望其是详尽的,或将本发明限制在所公开的精确形式中,且改型和变型鉴于以上教导内容是可能的,或可通过本发明的实践而获得。
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