把材料卷帶供入到加工機械的方法和裝置的製作方法
2023-09-17 10:23:15 3
專利名稱：把材料卷帶供入到加工機械的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及控制卷著連續的材料卷帶、特別是包裝材料卷帶的捲筒的運轉的方法，其中從所述的材料卷帶割成仍連著的坯料，它們供入到一臺加工機械，特別是一臺包裝機或者如摺疊轉塔之類的摺疊裝置中，所述的材料卷帶形成了一個所述材料的儲存器。
本發明還涉及特別用來實施上述方法的裝置，該裝置把材料卷帶供入到加工機械中，該裝置具有一臺電動機用來驅動材料卷帶的捲筒以把材料卷帶從捲筒上繞下來，並具有一材料儲存器，材料卷帶通過該儲存器傳送到加工機械中。
因為在上述裝置或方法中，加工機械、特別如一臺包裝機通常是在不同的運行狀態下工作，並且這些狀態是經常並且迅速變換的。所述加工機械的不同狀態例如停頓、常態運行、短時過速操作或短時慢速操作。
儘管加工機械的運行狀態有這些變化，但是在加工機械處於各個運行狀態時，都必須對它供應足夠的材料。原則上，在捲筒及加工機械中間設置一個作為緩衝器的材料儲存器可以保證充分地供料。根據材料儲存器的存儲能力，捲筒可以對加工機械的瞬時要求作出延時反應，並按照要求裝填材料儲存器。
儘管設置了材料儲存器，但是捲筒的速度還是必須隨著後面設置的加工機械的運行狀態變化而變化，當然可能有些滯後。
如果捲筒比較重，並且需要有較大的加速度才能改變運行狀態，上述問題更加突出。重的捲筒具有的質量慣性使得它對於加工機械或運行狀態的需要難於或不可能產生直接的反應(那怕是滯後的反應)。
與加工機械連用的一般是重的捲筒，例如在把薄紙板包裝材料製成包裝件時即如此。已知包裝技術中，用這種包裝方法是把材料卷帶分割成包裝的紙坯，但是這些經分割的紙坯仍通過殘餘連接部分相互連結在一起，因此它們仍可以以材料卷帶的形式卷在捲筒上。當這些紙坯進到包裝機中時，只要通過撕或裁剪，就可以把它們從材料卷帶上分離下來。這一方法的先有技術可參閱DE-OS3716897，DE-OS3735674和DE-OS3735675。
為了繞過或避免要驅動的捲筒的比較大的自重造成的上述問題，要求儘量與後面設置的加工機械的運行狀態無關地並儘可能連續地驅動捲筒。
因此，本發明的目的是進一步改進上述方法，使得材料儲存器填裝捲筒放出的材料卷帶能夠與後面設置的加工機械的運行狀態無關，並儘可能連續。
按照本發明，本發明的目的用下面措施來達到連續地測定所述的材料儲存器的裝填水平，並根據儲存器中材料裝填水平來控制捲筒的運轉，使該裝填水平不低於最低裝填量也不高過最大裝填量。
本發明中，驅動裝置的控制系統以很簡單的方式保證能連續驅動捲筒去轉動(儘管速度有些變化但不停頓)，以便與後面的加工機械無關地來裝填材料儲存器。這樣，基本上避免了捲筒複雜的停轉和重新起動。
在本發明的一個最佳實施例中，通過記錄供到材料儲存器中的材料量和從儲存器中放出的材料量來直接測量和附加測出儲存器的裝填水平。該裝填水平可以通過稱重在儲存器中材料的重量或測量在儲存器中材料的長度來測出。最好，材料卷帶以屈折形的一層層的方式送入材料儲存器中，這樣也可以通過測量材料的層數來測出儲存器中的裝填水平。對於已割成料坯但還通過殘餘連接相互連著的材料卷帶，以屈折形方式送進材料卷帶是很有利的，也很容易處理，由於在殘餘連結區有強度減弱部分，這樣便於摺疊材料卷帶。
一方面間接地由比較儲存器的供入和送出的材料量來測出儲存器的裝填水平，但另一方面也可直接地測量，可保證理想地控制捲筒的運轉。
在本發明的方法中，最好當儲存器中裝填水平低於處在最小和最大的裝填水平中間的一個預定的中間裝填水平時，不從儲存器中放出材料，或者至少供入儲存器中的材料供入速度要比從儲存器中放出材料的放出速度要快，一直到再超過預定的中間裝填水平。這意味著捲筒最好以一個依據於材料儲存器中的裝填水平而變化的速度驅動。儘管捲筒的速度有變化，但是捲筒保持儘可能長時間地轉動也就是連續地驅動。最好，只有當材料儲存器完全裝滿並且不從儲存器中放出材料時，捲筒才停止。實際上，還設置了如在材料卷帶撕裂開情況下緊急停車的裝置。
為了正確地測出儲存器的裝填水平，在最佳實施例中設置了把材料卷帶送入和放出材料儲存器的傳送輥，通過記錄傳送輥的轉數再考慮它們的周長可測出儲存器中材料特別是材料卷帶的長度的進入及放出量。為此，可以使用已知的轉動脈衝發生器。例如，這種轉動脈衝發生器在傳送輥每轉一圈時可傳送出1000個脈衝。
實際上最好更直接地用光學傳感器來測出儲存器的裝填程度，以屈折形摺疊在儲存器中的材料卷帶的每一層最好與一對傳感器相聯繫。
尤其當儲存器設計成垂直安置時，由於材料卷帶的自重，在材料儲存器中形成了材料層疊，使得在需要時也可以通過設置在上面部分更少一些的傳感器測出所述層疊的上面部分。
另外，也可以稱重儲存器或儲存器中裝填的材料，如果儲存器是水平設置的，則更適用。
最好，在材料儲存器中材料裝填量水平達到或超過預定的最大裝填水平，但是特別在儲存器完全填滿以前，以一個低的蠕動速度驅動捲筒。
另外，最好相應於傳送移動量的從供料裝置的信號發生器發出的模擬或數字輸出信號與從放料裝置的信號發生器的信號和裝到儲存器的測量裝置的信號相比較，並用該比較結果來控制捲筒的運轉。
本發明提供的裝置的特徵在於它還包括控制捲筒的電動機的控制系統，它包括測量儲存器中材料裝填程度的測量裝置，電動機是通過該控制系統根據連續測得的儲存器的裝填程度來控制的，以使得該填滿程度不低於最小儲存水平和不高於最大儲存水平。
尤其，本發明的方法能由本發明的裝置來實施。
按照本發明的裝置最好還設置把材料卷帶供入儲存器中和把材料卷帶從儲存器中放出來的傳送裝置。可以用間接地測量儲存器中裝填程度來確定，所述的傳送裝置最好是推料輥及拉料輥，並且還帶有作為測量裝置的轉數計數器或轉動脈衝發生器裝置。
最好，所述的測量裝置包括多個傳感器，它們以一個與一個相鄰或一個在另一個之上的方式設置在儲存器箱中，用來掃描出成屈折形的材料卷帶的層數。
最好，所述的傳感器包括相互隔開設置的發生器及接收器，所述的發生器和接收器在垂直方向稍微偏移，最好是光發送器的光束的傳送器的控制束與材料卷帶層的平面夾一銳角。
所述的放出卷帶的裝置的傳動裝置是受到與裝到儲存器的測量裝置相互連接的一個控制元件的控制，以使得只是在儲存器中裝填水平處在最小和最大的裝填水平中間的一個預定的中間裝填水平時才放出儲存器中的材料，或者在達到中間裝填水平前，供入儲存器中的材料供入速度要比從儲存器中放出材料的放出速度要快。
所述的供料裝置的測量裝置和所述的材料儲存器的測量裝置的輸出端都連到比較器的輸入端，所述比較器的輸出端連到捲筒傳動裝置的控制裝置。
最好，箱形的材料卷帶儲存器箱具有一個舌形的突出元件，而傳送裝置是帶有凹槽的傳送輥，所述的舌形突出元件的自由端切向地突伸入所述的凹槽中。
附圖示出了說明本發明特徵的實施例，附圖中
圖1是本發明的供料裝置的詳細結構的側視圖，該裝置帶有一從動捲筒，傳送輥及一材料儲存器;
圖2是本發明裝置沿圖1中點劃線Ⅱ-Ⅱ截取的局部剖視圖;
圖3是圖1所示的裝置的簡化示意圖;
圖4是本發明供料裝置的第二實施例，類似圖3的簡化示意圖;
圖5是圖1所示的材料儲存器的放大詳圖;
圖6是沿圖5中點劃線Ⅵ-Ⅵ截取的材料儲存器的局部剖視圖;
圖7是本發明裝置的控制系統的第一實施例的方框圖，該系統基本以模擬方式工作;
圖8是本發明裝置的控制系統的第二實施例的方框圖，該系統基本以數位化方式工作;
圖1是本發明用來把材料卷帶、特別是包裝材料卷帶供入一個包裝機(未示出)的供料裝置的結構的側視圖。
材料卷帶10從捲筒11上拉下來，該捲筒11由工作軸頸12驅動而轉動。工作軸頸12帶有一齒輪13，該齒輪13與電動機驅動裝置16的軸15上的小齒輪14相嚙合，由此來驅動工作軸頸12(圖2)。而電動機驅動裝置16安裝在框架17上。
一對傳送輥18、19把材料卷帶10從轉動的捲筒11上拉下來並送入容納材料卷帶10的儲存器的儲存器箱20中。這裡，傳送輥18起到推料輥的作用，而傳送輥19設計成轉動壓緊輥。
這對傳送輥18、19把材料卷帶10推進儲存器箱20中，成屈折形的卷帶層21。在圖1所述的實施例中，儲存器箱20是鉛直方向安置的，因此由於卷帶層21的自重作用形成帶有較稀的上層部分的一疊卷帶層。
為了把卷帶材料10從儲存器箱20中排出去，設置了一對傳送輥22、23。其中，傳送輥22是一受驅動的拉料輥，而傳送輥23隻是一個壓緊輥。
通過後面的傳送裝置、特別是通過傳送輥24、材料卷帶10進一步送入一個包裝機(未示出)中。
兩個傳送輥18和22具有轉動脈衝發生器，用來記錄這些傳送輥的轉數。最好，使用傳送輥每轉一圈能傳送1000次脈衝的轉動脈衝發生器。通過比較用上面方法測出的兩個傳送輥18、22的轉數，就可以測出儲存器箱20中的裝填程度，還可設置傳感器或者其它的測量裝置，以便更直接地附加測出裝填程度，這些將在下面參照附圖4-6進行詳細的說明。
圖1中所示的材料卷帶10，用直線表示近乎繞滿的捲筒，而用點劃線10′表示基本放空的捲筒。儲存器箱20基本是箱形的，在圖1所示的實施例中，該儲存器箱20的上下端面是敞開的，以便讓材料卷帶10從其中傳送過去。在儲存器箱20的這兩個端面區設有一對突出元件25。這些突出元件25分別往傳送輥18、19和22、23的方向突伸，以保證正確地引導供進和輸出材料卷帶10。
圖2示出了突出元件25是舌形的，而傳送輥18、19和22、23上都有凹槽26，突出元件25基本上是切向地突伸入凹槽26中。
在儲存器箱20的一個或兩個對置的側壁上開有一條連續的狹縫27，該縫沿材料卷帶10傳送的方向延伸，當材料卷帶層21在儲存器箱20中時，可以通過該狹縫27觀察該材料卷帶層10。
圖2也示出了傳送輥18和22的驅動裝置28和29。
圖3是基本上與圖1相對應的實施例的示意圖。這種表示方法使材料卷帶的供料更清楚地示出。儲存器箱20基本上是鉛直設置的，但還配置上具有一排彼此上下設置的傳感器的測量裝置30。
圖4是本發明供料裝置的第二實施例類似圖3的簡化示意圖。圖4的實施例與圖3的實施例主要區別在於儲存器箱20是水平放置的。由於儲存器箱20這樣的安排，在儲存器箱20中材料卷帶10的層21並不形成有較稀的上部那樣的層疊。因此要在儲存器箱20上配上帶有稱重元件或裝置的測量裝置31。在該實施例中，通過稱重來測出儲存器的裝填程度。
圖5和6示出按照圖1所示的實施例的儲存器箱20的結構細節。
在儲存器箱20內設置了多個傳感器32a和32b。這些傳感器32a、b沿鉛直方向設置成一排，每兩個相鄰的傳感器32a、b之間的距離基本上與在儲存器箱20中的材料卷帶層疊中兩相鄰的層21之間的距離相當。
在每一情況下，傳感器中的發送器32a和接收器32b相互相對地排列著，使得傳感器32a、b沿垂直方向相互稍微偏移，因此由一個發送器32a發出的控制束33相對於各自相鄰的材料卷帶10的層21的折邊35夾一銳角34延伸。這保證每一控制束33最多穿過一折邊35，該控制束為接收器32b所監測。因此，通過傳感器32a和b可以測出在儲存器箱20中材料卷帶10層12的數目，至少可以測出由於材料卷帶10的自重而形成的卷帶層疊的卷帶層21的數目。
對於已經分割成單塊的坯料但互相還通過殘餘連接處相互聯接著的材料卷帶10，折成屈折形並形成層疊是特別容易的，因為在殘餘連接處材料卷帶10的強度變弱，因而此處很容易形成折邊35，而每塊坯料就形成了一個卷帶層21。
圖7和圖8示出了本發明控制捲筒11的驅動裝置16的控制系統的方框圖。這些控制系統分別包括測量裝置30和31。
圖7的控制系統基本以模擬方式工作，而圖8的控制系統基本以數位化方式工作。其中第一系統裝有傳感器測量裝置30，而第二系統裝有稱重測量裝置31，但是也可用其它方法控制。
除了測量裝置30或31外，所示的系統還包括作為信號傳送器裝到傳送輥18、22上的轉動脈衝發生器36和37。
測量裝置30或31的輸出信號傳送到模擬一數字轉換器38。在圖8所示的數字式工作的系統中，轉動脈衝發生器36、37的信號和模擬一數字轉換器(ADC)的輸出信號傳送到計數裝置39、40、41。在圖7所示的實施例中，這些信號不通過計數裝置直接傳送。
拉料輥22的轉動脈衝發生器37和測量裝置30或31與加法器42的輸入端相連。而加法器42的輸出信號和推料輥18的轉動脈衝發生器36的輸出信號傳送到比較器43的輸入端。而比較器43的輸出信號又傳送給控制捲筒11的電動機驅動裝置16的調速器44。另外，通過調速器44，電動機驅動裝置16還接配上一電動機緊急斷路器45。
測量裝置30或31的輸出信號也傳送到調速器46，用它來控制拉料輥22的驅動裝置29。在圖8所示的實施例中，在調速機46前設置了一個離合裝置47。
圖7中測量裝置指示了儲存器箱20的四個不同的裝填程度的水平值48-51。記號48指示最小裝填量，記號49指示中間裝填量，記號50指示最大裝填量，而記號51則表示儲存器箱20完全裝滿。如果達到最後一個記號51，那麼就發送出一個信號傳到電動機斷路器45，使捲筒11的電動機驅動裝置16停止工作。
本發明的供料裝置，也就是它的控制系統的運行如下驅動裝置的速度，特別是比較重的捲筒的驅動裝置的速度要適應於包裝機的部分間歇式材料消耗，但是最好具有儘可能小的速度變化或者說具有低的加速度。
一當捲筒11或它的驅動裝置16起動(在圖8的實施例中設置了一起動開關52來進行起動)，壓緊輥19緊貼在推料輥18上，而壓緊輥23緊貼在拉料輥22上。當推料輥18和拉料輥22轉動時，它們的轉動脈衝發生器36傳送出脈衝，最好每轉發出1000個脈衝，這樣可以定量地測出傳送輥18、22的轉數。根據測出的傳送輥18、22的轉數，可測出有多少材料卷帶供入儲存器箱20中，以及多少材料卷帶從儲存器箱20中送出。這樣，可計算出儲存器箱20的裝填程度。
另外，也由測量裝置30或31附加地測出儲存器箱20的裝填程度。這兩個測量值通過加法器42結合在一起。
在供料裝置首次起動而儲存器還是空的時，只驅動捲筒11和推料輥18，而拉料輥22並不轉動，直到儲存器箱20中已經達到中間裝填量為止。在這一裝填量水平下，可以在比較高的加速度下開始放出材料卷帶，而捲筒以比較低的加速度來適應材料消耗速度，而不會使儲存器排空。
一當儲存器箱中已經達到中間裝填量的記號49，則拉料輥22的傳動裝置29起動，這樣可以從儲存器箱20中放出或流出材料卷帶。因此，捲筒11的驅動裝置16的運行取決於儲存器箱20的裝填量水平，特別在最小裝填量48和最大裝填量50的範圍內變化。如果裝填量降到低於中間裝填量記號49，捲筒11的速度按照低於該中間裝填量的相應水平而提高，一直到達到或超過記號49。如果裝填量超過中間裝填量記號49，捲筒11的速度按照高於該中間裝填量的水平而降低。這樣保證儲存器裝填水平基本保持在中間裝填量記號49附近的範圍。
最好，把捲筒11的速度變化部分加到捲筒11的基本速度上。
如果儲存器裝填量達到最小裝填量的記號48，用來放出材料卷帶的拉料輥22的驅動裝置29停掉。如果相反，裝填量達到或超過最大裝填量的記號50，捲筒11的傳動裝置16切換到蠕動速度，直到達到指示儲存器箱20完全裝滿的記號51。如果當達到記號51時仍然沒有材料從儲存器箱20中排出，那麼通過電動機斷路器45使驅動裝置16停車。
通過電動機斷路裝置45也可以在緊急情況，例如材料卷帶撕裂等情況下，使電動機停車。
權利要求
1.一種控制卷著連續的材料卷帶，特別是包裝材料卷帶的捲筒的運轉的方法，其中從所述的材料卷帶上割成仍連著的坯料，它們供入到一臺加工機械，特別是一臺包裝機或一如摺疊轉塔之類的摺疊裝置中，所述的材料卷帶形成了一個所述材料的儲存器，其特徵在於連續地測定所述的材料儲存器的裝填水平，而捲筒的傳動根據儲存器中材料裝填水平來進行控制，使該裝填水平不低於最低裝填量也不高過最大裝填量。
2.按照權利要求1的方法，其特徵在於通過測量供到材料儲存器中的材料量和從儲存器中放出的材料量來測出儲存器中材料的裝填水平。
3.按照權利要求2的方法，其特徵在於利用一個傳送裝置，特別是利用推料輥及拉料輥把所述的材料傳送到材料儲存器中和從儲存器中放出材料，通過測量推料輥及拉料輥的轉數來測出儲存器中的裝填水平。
4.按照權利要求3的方法，其特徵在於所述的材料卷帶成屈折形安放在材料儲存器的腔中，通過測量以一層一層相鄰或一層疊在另一層上的方式安排的材料卷帶層的層數或者由連續的卷帶層形成的裝填量水平來測出儲存器中材料裝填量的水平。
5.按照權利要求4的方法，其特徵在於所述的在儲存器中材料量由傳感器裝置掃描測出。
6.按照權利要求1的方法，其特徵在於只是當儲存器中材料裝填水平處在最小和最大的裝填水平中間的一個預定的中間裝填水平時，才從所述的材料儲存器中放出材料，或者在達到中間裝填水平前，供入儲存器中的材料供入速度要比從儲存器中放出材料的放出速度要快。
7.按照權利要求6的方法，其特徵在於在材料儲存器中材料裝填量水平達到或超過預定的最大裝填料水平，特別是在儲存器完全填滿之前，以一個低的蠕動速度驅動捲筒。
8.按照權利要求3的方法，其特徵在於相應於傳送移動量的從供料裝置的信號發生器發出的模擬或數字輸出信號與從放料裝置的信號發生器的信號和裝到材料儲存器的測量裝置的信號相比較，並用該比較結果來控制捲筒的運轉。
9.把材料卷帶供入加工機械，特別是包裝機或如摺疊轉塔之類的摺疊裝置中的裝置，該材料卷帶最好是形成可割開的料坯的包裝材料卷帶，該裝置具有一臺電動機用來驅動材料卷帶的捲筒以把材料卷帶從捲筒上繞下來，該裝置還具有一材料儲存器，材料卷帶通過該儲存器傳送到加工機械，其特徵在於該裝置還包括控制捲筒(11)的電動機(16)的控制系統，它包括測量儲存器中材料裝填程度的測量裝置，電動機(16)是通過該控制系統根據連續測得的儲存器的裝填程度來控制的，以使得該填滿程度不低於最小儲存水平和不高於最大儲存水平。
10.按照權利要求9的裝置，其特徵在於還設置了把材料卷帶(10)供入儲存器(20)中和把材料卷帶(10)從儲存器(20)中放出來的傳送裝置;而所述的測量裝置包括裝到所述的傳送裝置用來測量材料的供入量及輸出量的測量裝置(36、37);另外還設置了用來比較儲存器的材料供入量及輸出量以便測定儲存器的裝填程度的比較裝置(43)，所述的傳送裝置最好是推料輥及拉料輥(18、19和22、23)的形式，而所述的測量裝置包括轉數計數器(36、37)。
11.按照權利要求9的裝置，其特徵在於所述的測量裝置包括至少一個裝到材料儲存器(20)用來測量儲存器中材料裝填程度的測量裝置(30、31)。
12.按照權利要求11的裝置，其特徵在於所述的材料儲存器包括一個儲存器箱(20)，該儲存器箱(20)是設置用來容納在儲存器中的成屈折形的卷帶層(21)的材料卷帶(10)，而所述的測量裝置(30)用來測定在所述的儲存器箱(20)中的材料卷帶層(21)的層數。
13.按照權利要求12的裝置，其特徵在於所述的測量裝置(30)包括多個傳感器(32a、b)，它們以一個與一個相鄰或一個在另一個之上的方式設置在儲存器腔(20)中，用來掃描出成屈折形的材料卷帶(10)的層(21)數。
14.按照權利要求13的裝置，其特徵在於所述的傳感器(32a、b)包括相互隔開設置的發生器(32a)及接收器(32b)，所述的發生器和接收器在垂直方向稍微偏移，最好是光發送器的光束的傳送器的控制束(33)與材料卷帶(10)層(21)的平面夾一銳角。
15.按照權利要求10的裝置，其特徵在於所述的放出卷帶的裝置的轉動裝置(29)是受到與裝給儲存器(20)的測量裝置(30、31)相互連接的一個控制元件的控制，以使得在儲存器中的材料只是在儲存器中材料裝填水平處在最小和最大的裝填水平(48、50)中間的一個預定的中間裝填水平(49)時才放出，或者在達到中間裝填水平(49)前，供入儲存器中的材料供入速度要比從儲存器中放出材料的放出速度要快。
16.按照權利要求15的裝置，其特徵在於所述的供料裝置的測量裝置(36)和所述的材料儲存器的測量裝置(30、31)的輸出端都連到比較器(43)的輸入端，所述比較器(43)的輸出端連到捲筒驅動裝置(16)的控制裝置(44)。
17.按照權利要求10的裝置，其特徵在於箱形的材料卷帶儲存器箱(20)具有一個舌形的突出元件(25)，而傳送裝置是帶有凹槽(26)的傳送輥(18、19和22、23)，所述的舌形突出元件(25)的自由端切向地突伸入所述的凹槽(26)中。
全文摘要
控制把連續的材料供到加工機械中的捲筒運轉的方法以及實施該方法的供料裝置。該材料卷帶在加工機械前形成了材料儲存器。本發明的目的是改善供料方法，使得儘可能連續地驅動捲筒以把材料供入材料儲存器中。為此，連續測量儲存器中卷帶的裝填程度，並根據該裝填程度來控制捲筒的傳動，使得裝填程度不低於最小裝填水平也不高於最大裝填水平。該裝填程度最好用比較儲存器中材料輸入及輸出量來確定，更直接地最好用光學掃描法或重量法。
文檔編號B65B41/12GK1063657SQ9110066
公開日1992年8月19日 申請日期1991年2月2日 優先權日1990年2月3日
發明者亨茨·福克 申請人:福克公司