用於製作熱塑管的機器及方法

2023-09-19 04:14:55 3

專利名稱：用於製作熱塑管的機器及方法
技術領域：
本發明涉及一種由熱塑套筒製作熱塑管的機器及方法。
現今採用的用於製作長2至10英寸、直徑為1/2至3英寸的有突頭的成品熱塑管的成套機械，通常由一系列機器組成，這些機器直線排列，生產線的總長大約為80至100英尺，高度大約為20至30英尺。體積如此龐大的生產線，經常要安裝於佔地面積幾英畝的廠房內。
在現今的工廠裡，用於生產單一類型的熱塑管的常規生產線，包括以下用途的設備將聚合物原材料加熱成熔化的塑料，使熔化的塑料通過模具擠出形成擠壓拉伸成型的中空體；使中空體冷卻並將其切割成等長的套筒；將套筒傳送至用於在套筒的一端模壓出突頭的設備，在此形成突頭管；將突頭管傳送至另一設備，裝飾突頭管或在其上添加圖案；將印刷後的突頭管傳送至另一設備進行塗敷；將印刷後的突頭管傳送至另一不同設備，在管的突頭端加裝一個蓋，並將加蓋的管傳送至最後的設備，將管從生產線上取下。取下的管被包裝後作為存貨或準備裝運。這樣的生產線，生產時至少需要四個工人，其中一個人操作擠壓成型機，至少兩個人沿生產線監控管傳送機和其它設備，最後一個工人在生產線的末端包裝成品管。
機器規模的日益增長決定了生產設備的設計必須致力於將經濟性和巨大的體積聯繫起來考慮。通常的生產線可以同時處理幾百個處於不同生產階段的管。儘管一些生產效益可以通過機器巨大的規模來獲得，但即使僅考慮到生產設備龐大的尺寸，也存在許多局限性。
許多因素，如那些與生產線設備本身緊密相關的因素，決定了通常的生產線存在著固有的生產效率低下的問題。這些因素包括生產線巨大的規模，機械操作，工藝條件的限制以及其它如整體成本限制等導致的效率低下。如下所述，生產效率低下是嚴重的障礙，最終會限制在市場上可得到的管的品種。
大型生產設備需要土地、資金和勞動力，其成本是相當高的。另外，大型設備結構很複雜，因而需要更多的勞動力和更高技能的工人去操作和維護。更重要的是，大型結構未必能提高整體效率。生產能力可能會因此提高，但卻可能是以犧牲效率為代價的。複雜的設備需要大量的資金、時間和勞動力的投入，但當和產出相比時，卻可能意味著較低的整體效率。
通常的生產線設備的機械操作，會進一步導致生產過程的低效率。由於現有機器機械機構的制約，生產線的停工時間是不可避免的。例如，大約70％至80％的生產線停工時間是歸因於管和套筒的輸送系統的。一個生產線通常有多個傳送系統，每個系統一般是一個長的鏈條，其上每隔幾英寸放置有管固定心軸，卷繞在許多驅動齒輪上。這些鏈條系統很容易被卡住，常常把放置位置不適當的工件輸送至生產設備，經常需要停下來進行調整和重新進行設置。一個傳送系統停止運轉，將導致整個生產線停工。
生產線停工會導致生產損失。例如，如果生產線上的一臺生產設備在夜班時發生故障，而解決問題的工程師又不在，整條生產線將會停工閒置直至次日早晨。對生產商而言，這個損失是不經濟的和代價昂貴的。
生產設備的缺乏靈活性，會對加工過程產生固有的局限。由於專用設備重達幾千磅，不易移動，生產線設備不能很容易地重新安裝，以實現不同的加工過程。而且，大型設備是為單一用途製造的，且僅限於那一用途。例如，膠版印刷機僅能以膠版印刷的方式印製物品。因此，生產設備的設置限制了生產商可採用的加工方法的數量。
適合現有設備的用於監測和控制單個管產品質量的程序控制裝置，市場上還沒有供應。例如，現在還沒有一種已知的切實可行的方法，可以在生產過程中實時對殘次產品進行鑑定、監測和跟蹤，殘次產品只能在生產線的末端被取下。當管在生產線的開始部分就產生缺陷時，繼續加工這個管是不經濟的，因為這個管最終會被廢棄。
由於一個80至100英尺長的管生產線每個班需要至少四名工人，有可預測的故障率，即使閒置時，也需要花費時間和資金為不同的加工作業進行改裝。由此產生的較高的生產成本，只能通過大規模的生產作業才能降低。由於每個管的生產成本太高，用如此大的機器生產少量的管是對資源的浪費。為了收回生產成本，通常的生產線僅適用於特定規模的生產作業。
儘管本發明的單個機器的產量不能和通常的80至100英尺長的生產線的生產能力相比，但如果如此簡單高效的機器的產量可以通過使用一系列這樣的機器而成倍增長，那麼這一系列機器總的產量就能夠和通常的生產線相競爭。這樣，效率達到最大限度且成倍增長，可以生產出大量的熱塑管。
本發明的主要目的是提供一種加工熱塑管的機器及方法，和通常的加工方法相比，能夠更有效地使用土地、勞動力和資金。
本發明的一個目的是提供一種更具靈活性的加工熱塑管的機器及方法，可以適應不同的加工工藝方法。
本發明的另一個目的是提供了一種加工熱塑管的機器及方法，可以對每一件被加工的熱塑產品進行標記、鑑別、索引和跟蹤。
本發明的另一個目的是提供了一種機器及方法，該機器及方法提供了一種基本上沒有雜質(如汙物和灰塵)的操作環境，可以加工適合於製藥工業使用的熱塑管。
本發明的再一個目的是提供了一種可以加工質量更高的熱塑管的機器及方法。
本發明的再一個目的是提供了一種加工熱塑管的機器及方法，既可以適用於小批量管的生產，也可以適用於大批量管的生產，且其操作成本基本相同。
本發明的再一個目的是提供了一種加工熱塑管的機器和方法，可以使用可編程邏輯控制器。
本發明的另一個目的是提供了一種加工熱塑管的機器，可以和本發明中其它類似的機器協同工作。
本發明的一個特別的目的是提供了一種加工熱塑管的機器及方法，可以對每一個加工工藝步驟的完整性進行監測和確認。
通過下面結合附圖進行的詳細說明，本發明其它的目的、特徵和優點將顯而易見。
本發明的機器可以通過一系列不同的工藝方法將熱塑套筒加工成熱塑管。本機器有一個帶有多個心軸的分度裝置，可以固定熱塑套筒以便將其在一個封閉的加工流程內進行傳送。本發明中機器的加工流程由一系列的加工工位組成，每一加工工位都有完成將半成品套筒加工成熱塑管所必需的加工步驟的機械裝置。
加工流程中的加工工位按模塊化設計，因而可以拆除、增加或重新進行布置。加工工位可選擇性地連接可編程邏輯控制器(PLC)，也可選裝傳感器以使信息反饋至可編程邏輯控制器。加工工位可以增加、拆除或重新布置的靈活性，使本發明的機器具有實現製作熱塑管的許多不同加工工藝方法的能力。而且，增加至少一臺可編程邏輯控制器，本機器就可以通過反饋控制進行操作，從而可以和其它類似機器協同工作。
本發明的機器克服了用於加工熱塑管的常規生產線的上述缺點，機器本身具有比常規生產線更高的機械效率。例如，它只使用了一個分度裝置，其直徑最大只有幾英尺，卻具有與通常生產線長達100英尺或更長的傳送系統相同的功效。機器具有模塊化的加工工位，可以增加、拆除或重新布置以實現許多不同的加工工藝，而加工工位設計上又非常簡單，可以降低所需的資金和勞動力投入。此外，可以在機器上加裝精密程序控制裝置，從而能節省勞動力、提高效率和減少產品浪費。
本發明中用熱塑套筒加工熱塑管的方法，有以下幾個步驟提供一個可繞軸旋轉的分度裝置；提供可支撐套筒的裝置，如心軸，安裝在分度裝置上；將套筒裝到一個封閉加工流程的第一工位的心軸上；隨著分度裝置按封閉流程中預定的方向旋轉，將安裝在心軸上的套筒沿封閉流程推進；在封閉流程中處於第一工位下一工序的第二工位上，在套筒上做出一個突頭來製作管；在封閉流程中處於第二工位下一工序的第三工位上修整管；在封閉流程中處於第三工位下一工序的第四工位上，將管從支撐裝置上取下，此工位位於第三和第一工位之間；此外，可以在此方法中加入精密程序控制，從而節省勞動力、提高效率和減少產品浪費。


圖1是本發明第一實施例機器的示意圖，此機器帶有可編程邏輯控制器；
圖2是用於加工熱塑管的現有技術水平下的一套生產線的示意圖；圖3是三臺本發明中用於加工熱塑管的機器的布置示意圖；圖4是本發明第一實施例機器的示意圖，此機器不帶有可編程邏輯控制器，僅有一個分度板，固定心軸和一個用於安裝加工工位的安裝環；圖5是圖4中機器的後視示意圖；圖6是用於在分度板上安裝固定心軸的軸座的示意圖；圖7是本發明第一實施例機器的示意圖，此機器不帶有可編程邏輯控制器，此圖顯示了供料和卸載裝置；圖8是本發明第一實施例機器從較低角度看的示意圖，此機器不帶有可編程邏輯控制器；圖9是本發明第一實施例機器的正視示意圖，其上標明了各加工工位；圖10是沿分度板圓周安裝的14個不同加工工位的相對位置圖，由此構成了本發明機器的第二實施例；圖11是圖10中分度板和14個加工工位的示意圖；圖12是裝載工位的示意圖；圖13是預熱工位或加熱工位的示意圖；圖14是圖13中預熱或加熱工位中的熱輸出頭的示意圖；圖15是成型工位的示意圖；圖16是圖15中的成型工位中使用的成型模具的橫截面圖；圖17是處理工位的示意圖；圖18是貼標籤工位的示意圖；圖19是印刷工位的示意圖；圖20是修整工位的示意圖；圖21是塗敷工位的示意圖；圖22是薄片密封工位的示意圖；圖23是加蓋工位的示意圖；圖24是調整扭矩工位的示意圖；圖25是卸載工位的示意圖；圖26是聲波焊接工位的示意圖；圖27是沿分度板邊緣安裝的二十個加工工位的位置圖，每個加工工位都裝有一個可編程邏輯控制器，這是本發明機器的第三個實施例；圖28是圖27中的二十個加工工位的示意圖；圖29是檢查工位的示意圖；圖30是確認工位的示意圖；圖31是剔除工位的示意圖；圖32是本發明第四實施例機器的示意圖；圖33是圖32中機器的正視圖；圖34是本發明第五實施例機器的示意圖；圖35是圖34中機器的正視圖；圖36是本發明第六實施例機器的示意圖；圖37是圖36中機器的正視圖；圖38是本發明第七實施例機器的示意圖；圖39是本發明第八實施例機器的示意圖；圖40是本發明第九實施例機器的示意圖；圖41是圖40中機器的正視圖；圖42是本發明第十實施例機器的示意圖；圖43是圖42中機器的正視圖；圖44是本發明第十一實施例機器的示意圖；圖45是圖44中機器的正視圖；圖46是一個分度鼓的實施例的示意圖；圖47是本發明中以分度鼓作為分度裝置的實施例的示意圖。
I.本說明書編排方式本說明書分以下幾個部分I.本說明書編排方式II.介紹1)通常的加工機器2)本發明的機器III.使用本發明的機器進行加工1)安裝熱塑套筒
2)在熱塑套筒上做出一個突頭3)裝飾熱塑管4)精加工熱塑管5)取下熱塑管6)附加加工工位和其它替換方案7)大規模生產IV.採用可編程邏輯控制器進行加工V.加工實例VI.其它實施例本發明中的機器，使用此機器生產的方法和此機器的工藝控制，將在「介紹」中進行簡述。然後，生產的機器和方法將被詳細說明為將熱塑套筒加工成熱塑管所採用的機器和方法。介紹了採用可編程邏輯控制器進行加工之後，將說明採用本發明的機器進行生產的一個加工實例和其它的實施例。II.介紹本發明的機器通過一系列不同的加工工藝將熱塑套筒加工成熱塑管。本機器是一個裝有分度傳送裝置(如分度板或分度鼓)的單獨器件，分度傳送裝置上有多個心軸，可以固定中空的熱塑套筒以便將其在一個封閉的加工流程內進行傳送。本發明中機器的加工流程由一系列的加工工位組成，每一加工工位都有完成將熱塑套筒加工成熱塑管所必需的加工步驟的機械裝置。
管，作為本文中使用的概念，是指任何至少在一端有一個突頭的熱塑套筒。套筒，作為本文中使用的概念，是指不同尺寸的任意形狀的中空體。套筒可以由薄板製成，被擠壓成套筒的形狀，或者用已知的其它任何方式製造。本發明中使用的套筒最好是從拉長的縱向擠壓拉伸成型的熱塑材料中空圓柱體上切割下來的。
採用本方法生產的熱塑管，可以由各種不同的熱塑材料製成。這樣的熱塑材料包括高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、聚酯材料(如對酞酸鹽聚乙烯)、聚碳酸酯、聚氯乙烯等等，但又不僅限於上述材料。
熱塑管也可以由多層或疊層的各種塑料材料製成。例如，一層由聚醯胺(如尼龍)、聚乙烯醇、聚偏二氯乙烯或類似材料組成的抗滲氧材料，夾在兩個聚乙烯外層之間。又如，一種五層組合材料，包括由一種熱塑材料(如聚乙烯、聚丙烯)和一種聚酯材料(如對酞酸鹽聚乙烯)組成的外層和內層，由抗滲氧材料組成的中間層，和處於抗氧滲材料與熱塑材料的外層和內層之間的粘接層，粘接層將以上各層粘接成一體。上述材料都可以通過採用本方法製成熱塑管。
熱塑管由柔性材料製成，可以很容易地擠壓或摺疊，以便使管內容物從管頭部末端上的孔排出。套筒部分的壁厚大約在0.010至0.040英寸之間，管的肩部和頸部會比套筒的壁更厚，通常在0.035至0.045英寸之間。由於管最好由擠壓成型的套筒製成，套筒部分的壁厚會非常一致，套筒部分壁厚的偏差僅為±10％。
用於製作熱塑管的擠壓成型套筒最好是從擠壓成型物上切割下來的套筒，其熔化狀態下的壁厚最好是最後冷卻擠壓後壁厚的二至三倍。用於切割成套筒的擠壓成型物可以是任意形狀的。因此，從擠壓成型物上切割下來的套筒具有與擠壓成型物相同的形狀，如圓柱體、卵形、橢圓形體、矩形或其它形狀。本發明中使用的套筒形狀為典型的圓柱體。眾所周知，這樣的管狀擠壓成型物，是通過從處於熔化狀態的擠壓成型環狀物中擠出熱塑材料，並將熱的管狀物沿軸線方向拉伸成管或套筒，使其壁厚為擠壓成型環狀物的1/2、1/3或更小而製造的。根據本方法，這樣一個定向拉伸擠壓成型的套筒，當熱塑材料被加熱至玻璃熔點以上的溫度時，由於熱塑材料的塑性記憶，厚度會增加到離開擠壓成型環狀物時熔化材料的厚度，並且長度收縮，從而提供足夠多的熔化塑料塊以便在套筒上形成一個突頭。例如，當使用高密度聚乙烯(HDPE)或低密度聚乙烯(LDPE)時，擠壓成型環狀物會被擠壓出直徑約為1.5英寸、壁厚大約在0.040至0.046英寸之間的管狀物，管狀物會被拉伸成直徑約為1.0英寸，壁厚大約在0.015至0.018英寸之間的定向拉伸擠壓套筒。本發明中使用的最終的熱塑套筒可以是任意標準直徑的，如1/2，5/8，3/4，7/8，1，13/16，13/8，11/2和2英寸。
除了在熱塑套筒上製作突頭外，還有許多其它加工工藝步驟可以在熱塑套筒上進行，如裝飾、在突頭端加蓋、對工件做標記等。所有加工步驟都可以由圓周布置在封閉加工流程內的加工工位來完成。
本發明機器的加工流程中的加工工位是按模塊化進行設計的，因而可以增加、拆除或重新布置；可以將加工工位與選裝的可編程邏輯控制器(PLC)相連接，也可選裝傳感器以使信息反饋至可編程邏輯控制器和反饋處理控制裝置。加工工位可以增加、拆除或重新布置的靈活性，使本發明的機器具有實現製作熱塑管的許多不同加工工藝方法的能力。
本發明機器的配置，即分度裝置、加工流程和可選裝的可編程邏輯控制器的配置，取決於需要生產的管。如果只想做一個簡單的管，機器僅需配備所必需的最少數量的加工工位，即一個裝載工位、一個用於製作突頭的加工工位和一個卸載工位。如果套筒預先已被裝飾或印刷，只需要加工突頭，本機器也是適用的。如果需要在已裝飾的管的突頭端加蓋，機器上可以加裝用於裝飾和加蓋的附加加工工位。
圖1顯示了本發明第一實施例的機器1，其上有按預定方向旋轉的分度板3，分度板3被裝入框架5中，並用固定螺栓7安裝在與分度器63(見圖5)相連接的固定軸61(見圖5)上，分度板3上有多個心軸9固定在其上，用來固定熱塑套筒。
機器1上的鄰近每個心軸9的是一個加工工位11，安裝在安裝環13上，用來對每個固定在心軸9上的熱塑套筒執行一個工藝步驟。安裝環13上的加工工位11的排列布置，構成了加工流程。由於流程中第一個加工工位鄰近最後一個加工工位，整個加工流程是封閉和沒有盡頭的。所有套筒由分度板3沿加工流程傳送。如圖中虛線所示，加工流程中所有的加工工位11可以和可編程邏輯控制器15相連接。分度板3相對於加工工位11旋轉，帶有多個水平支腳19的底板17支撐著框架5。在其它配置中，可編程邏輯控制器15可被安裝在底板17上。
本文中所圖示和描述的實施例，介紹了本發明的機器、用此機器加工的方法和此機器的工藝控制。這個實施例並不試圖包含所有本發明範圍內的機器、加工方法和工藝控制的所有可能的變種、配置和組合。其它實施例對於本領域技術熟練的人來說是顯而易見的。
1)通常的加工機器圖2和圖3是長度為80至100英尺的通常生產線(圖2)和配有普通傳送帶的本發明的三臺機器組成的30英尺長的生產線(圖3)的相對長度的示意圖。圖2和圖3所示的方案都包括一個擠壓出中空熱塑管體和將管體切割成等長的熱塑套筒的機器。
在通常的加工工藝中，使熱塑套筒沿長度為80至100英尺的流程運動，並在此製成已被裝飾、被保護性材料和蓋密封的熱塑管。相反，僅使用本發明一整套設備中的一臺機器，將熱塑套筒裝到機器上，使熱塑套筒沿長度僅為幾英尺的封閉流程運動，套筒就可以製成已被裝飾、被保護性密封和加蓋的熱塑管。
參看圖2，用於擠壓、冷卻和切割熱塑套筒的機器21後面是一臺裝載機器23，用於將熱塑套筒裝到傳送帶25上，傳送帶25將熱塑套筒傳送到在套筒的一端製作突頭的機器27上。由此得到的帶突頭的已經可以被稱為熱塑管的熱塑套筒，被系統29傳送至印刷機31上對熱塑管的外部進行裝飾。裝飾完畢的熱塑管通過傳送帶33傳送到加蓋機35上，將蓋子壓或者擰到熱塑管有突頭的一端。最後，已加蓋的熱塑管被卸載機37從生產線上取下，由傳送帶39送到包裝機41上，熱塑管在此被包裝待運。
作為對比，圖3所示是三臺機器43、45、47的組合方案。此方案包括用於擠壓、冷卻和切割熱塑套筒的機器49後面是一臺裝載機器51，用於將熱塑套筒裝到傳送帶53上，熱塑套筒沿傳送帶53運動，被機械進料器55、57、59送到43、45、47三臺機器中的一臺上。機器43、45、47使熱塑套筒沿長度僅為幾英尺的封閉流程運動，套筒通過安裝在封閉流程內的幾個加工工位的動作由半成品套筒被加工成成品熱塑管。
和通常的熱塑管加工機器相比，本發明機器使用的用於傳送套筒和管的機器顯著減少。這種減少，部分歸因於機器中加工流程的緊湊性，從而提高了效率，降低了管加工過程的時間和成本。實際上，從樹脂球到成品管的加工過程所需時間僅為幾分鐘，而通常機器則至少需要半個小時。本發明的機器可以安裝在4×4平方英尺的面積內。
2)本發明的機器圖4至圖9更詳細地介紹了第一實施例中的機器1，它可以用作圖3所示的機器43、45、47中的一臺。圖4顯示了未裝有可編程邏輯控制器15的機器1上的心軸9。心軸9均勻地分布在分度板3上。分度板3是標準的圓板。雖然分度板3的最佳實施例是鋁板，但分度板3也可以由其它任何能將套筒沿封閉加工流程傳送的裝置來代替。
封閉加工流程(見圖1)中的加工工位11被安裝並布置在一個支架上，如安裝環13(見圖4)上。安裝環13將加工工位11支撐於某一位置，以使加工工位11可以對安裝在心軸9上的套筒或管完成一個工藝步驟。在圖1所示的實施例中，安裝環13支撐加工工位11，使加工工位11靠近相應的心軸9並處於其前面。另一方面，加工工位11也可以安裝在與分度板3處於同一平面內的一個支架(未示出)上，以使加工工位位於相應心軸9的旁邊。
圖5是圖4中機器1的後視圖，顯示了與可旋轉地安裝在分度器63上的軸61相連接的的分度板3。分度器63可以很方便地安裝在框架5上。
分度器63是一種通過步進或遞增方式使分度板3旋轉或前進的裝置，從而使裝在心軸9上的套筒在封閉流程內的每一個加工工位停頓足夠長的時間以完成一個加工工藝步驟。本實施例中的分度板3沿逆時針方向旋轉。
圖6顯示了機器1中分度板3上用於安裝心軸9的軸座部件65。位於心軸9根部的軸座部件65使心軸9能以不同的速度平滑地旋轉，這對於特定的加工步驟來說是必須的。在軸座部件65內部，有兩個滾珠軸承環67、69，被軸承隔板71分開。軸座部件65上裝有軸承座73用於支撐。在心軸9的一端安裝了心軸皮帶輪75，以便改善重量分配和旋轉心軸9。由於軸座部件65中的零件存在磨損，軸座部件65應採用耐磨材料，如金屬。
圖7和圖8是機器1的透視圖。圖7顯示了帶有挑選分類器77的機器1，它能直接把套筒供給裝載工位79。圖7還顯示了卸載斜槽81，它可以傳送由卸載工位83從機器1上的分度板3取下的管。圖8更詳細地顯示了裝載工位79、卸載工位83和其它仍在加工的工位的相對位置。
為使機器1可以操作，機器1必須和一個動力源以及其它必需的輸入源相連接，如壓縮空氣、水、電、蒸氣、熱空氣等等。除了向機器1供給套筒外，其它原材料如蓋、製成的突頭等，也是加工過程所必需的。
圖9大體上顯示了機器1上的12個加工工位11的布置狀況，所有的加工工位都與可編程邏輯控制器15相連接。所示的加工工位和相應的加工工藝步驟是(A)裝載，(B)預熱，(C)加熱，(D)成型，(E)處理，(F)印刷，(G)修整，(H)塗敷，(I)修整，(J)加蓋，(K)調整扭矩，和(L)卸載。
由套筒製成管的最筒步驟為將套筒裝入機器，在套筒上製作突頭，取下帶突頭的套筒。除了最筒步驟外，很多其它精加工和中間步驟可以由附加的加工工位來實現，以生產更複雜的產品。
例如，圖10大體顯示了本發明機器第二實施例的機器85，它有14個加工工位，加工工位靠近分度板89上相應的14個心軸87中的每一個，分度板89藉助於本實施例中的分度器91(見圖11)沿逆時針方向旋轉。14個不同的加工工位和相應的加工工藝步驟如下(A)裝載，(B)預熱，(C)加熱，(D)成型，(E)處理，(F)貼標籤，(G)印刷，(H)修整，(I)塗敷，(J)修整，(K)薄片密封，(L)加蓋，(M)調整扭矩，和(N)卸載。
圖11是圖10中機器85的透視圖，是加工工位(A)至(N)的部分圖解說明。機器85有三個不同的裝飾工位，(F)貼標籤，(G)印刷和(I)塗敷。一個加工過程採用所有三個加工工位不太可能。一般地，只有一到兩個裝飾工位被使用。未使用的加工工位可以人工或者用可編程邏輯控制器關掉，或者拆掉。III.使用本發明的機器進行加工分度裝置、加工流程和可選裝的可編程邏輯控制器的配置，取決於需要生產的管。一個需要裝飾、密封、加蓋的管，可以用本發明機器第二實施例中的機器85來製作，如圖10和圖11所示，它有14個加工工位。屬於機器85的所有14個加工工位，將在下文予以介紹。
每個加工工位包括一個用於完成一個加工步驟所需的裝置和一種用於將這一裝置安裝在支架或框架上的機構，如圖1所示的安裝環13。安裝機構包括一個可調節部分，象X-Y定位板，使這個裝置和用於固定套筒的心軸之間的位置可以改變。這種調節可以人工完成，也可以由選裝的可編程邏輯控制器來完成。加工工位連續工作並可與分度裝置的旋轉相協調。
圖11所示的第二實施例中的加工工位可以分成五個主要工藝步驟1)裝載，2)製作突頭，3)裝飾，4)精加工，和5)卸載。下面將要介紹，有多種方法可以實現加工工藝步驟，以生產已被裝飾、密封和加蓋的管。1)裝載熱塑套筒把套筒傳送到本發明的機器上之後，每個套筒都被裝到裝載工位分度裝置的心軸上。裝載工位包括一個裝載裝置，可以把套筒裝到直徑比它小大約0.005英寸的心軸上，並提供一種密配合以及把裝載裝置安裝到機器框架上的機構。套筒最好被安裝定位，以便使套筒的一端伸出心軸的末端預定的距離。
裝載裝置可以是通常的裝置，如氣動推桿、凸輪驅動推桿、線性往復致動裝置、曲柄運動裝置或伺服電機驅動推桿等。最佳裝載工位，一個氣動推桿，將在下文裝載工位(A)中進行說明。(A)裝載工位圖12顯示了裝載工位(A)的最佳實施例，可將套筒安裝定位於分度板89上的心軸87上。裝載工位(A)包括一個氣動裝載裝置，和一個把裝載裝置安裝到框架或安裝環(如圖1中的安裝環13)上的機構。在此實施例中，氣動裝載裝置包括一氣動推桿93，用於推動被輸送到裝載託架95上的套筒，通過圖7中所示的挑選分類器77，將其安裝到心軸87上。
氣動推桿93被氣缸97沿著裝載託架95推出拉回，氣缸97由位於安裝支架101上的裝載託架95後面的氣體管路99供給氣體。安裝支架101又安裝在安裝板103上，安裝板103固定在安裝環或類似部件上，如圖1中的安裝環13。
裝載託架95有一個″V″形表面105，用來把放在V形表面105上的熱塑套筒的中軸線與心軸87的中軸線對齊，以使套筒裝到心軸87上，並使其間有小至0.005英寸的間隙，以免損壞。裝載託架95固定在安裝板103上。
裝載託架95和氣缸97都分別安裝在安裝板103的一部分上，可以相對於心軸87的位置進行調節，非常象一個X-Y定位板。此調節可以通過手動調節X軸調節杆107和Y軸調節杆109來實現。此外，這種調節也可以由可編程邏輯控制器進行控制。
裝載工位(A)的工作方式如下套筒從供給機構放到裝載託架95上的V形表面105中；當套筒的中軸線與心軸87的中軸線對齊時，推桿93沿V形表面105推動套筒，使套筒安裝到心軸87上，並最好使其一部分伸出心軸87的末端，使套筒的末端外露。
理想的裝載託架具有很小的磨擦係數並且不會劃傷、擦傷放在其上的套筒。具有防劃傷表面和較小的磨擦係數的可能材料是聚四氟乙烯和Delrin，一種潤滑尼龍。
套筒安裝到心軸87上以後，分度板89推進或「分度」一個位置，然後停下來，以使安裝好的套筒接近封閉加工流程中接著裝載工位(A)的下一個工位。2)在熱塑套筒上製作突頭在最佳實施例中，通過對安裝好的套筒的外露端以高於玻璃熔點的溫度進行第一次加熱，使熱塑材料熔化，把熔化的熱塑材料用成型模具或類似裝置製成突頭。
在這個實施例中，單一的分度裝置被用來支撐處於加工的各個不同階段的套筒和管。分度裝置的旋轉速度受到最慢的加工步驟的速度的限制。在這個實施例中，把加熱步驟分成預熱和加熱兩個工位，從而節省了時間。
第二實施例中的機器85，分別經過預熱、加熱和成型三個獨立的步驟在熱塑套筒上製作一個突頭，三個加工工位被使用預熱(B)，加熱(C)和成型(D)。(B)預熱工位圖13所示是最佳的預熱工位(B)，位於裝載工位(A)的下一工序。預熱工位(B)對套筒伸出心軸87末端的部分以高於玻璃熔點的溫度進行加熱，以製成將被成型為突頭的熱塑材料塊。預熱工位(B)有一個固定在可移動支架上的加熱裝置，及將這一裝置和支架安裝到本發明的機器的框架上的機構，如圖1中所示的安裝環13。支架將加熱裝置帶到接近套筒外露部分的位置。
在圖13中，支架111有一個框架或外殼113，它為在套筒冷卻襯套121的後面用支架117固定加熱裝置119提供了一個上表面115，並提供了一個內腔123，內腔123位於上表面115的下方，用於安裝或布置一種傳遞運動至支架111的機構，如氣缸125。支架111由氣缸125氣動驅動，氣體由管路127提供。支架111滑動安裝在作為線性導向裝置的杆129上。每個杆129在其末端用支架131固定在安裝板133上。
預熱工位(B)的工作方式如下當安裝定位於心軸87上的套筒與冷卻襯套121和預熱工位(B)中的加熱裝置119的中軸線對齊時，支架111沿杆129推進，帶動加熱裝置119靠近套筒。支架111可採用任何常規的方法移動，如用伺服或步進電機，氣動、液動、電動或磁動致動裝置。
隨著支架111的推進，套筒的外露部分進入並穿過冷卻襯套121上的孔135。套筒的外露端部分地插入加熱裝置119，安裝在加熱裝置119上的熱輸出頭137伸入套筒的外露部分。外露部分的內表面被位於熱輸出頭137末端的噴熱氣小孔139加熱，如圖14所示。空氣由供氣管路141供給加熱裝置119。用水套(未示出)冷卻的冷卻襯套121，可以充分地阻止施加在套筒暴露端的熱量擴散到套筒的其餘部分。
在預定的時間段之後，支架111被氣缸125的動作拉回其原來的位置，離開心軸87的運動路徑。加熱時間取決於被加熱的熱塑材料的材料種類和厚度。支架111縮回後，預熱步驟就完成了。
在加熱裝置119裡加熱氣流可以採用任何方式。一般地，加熱裝置119由具有良好電阻性的金屬製成。在本實施例中，加熱裝置119本身被加熱，使流經它的空氣的溫度上升至需要的溫度。空氣流速、加熱元件的溫度和加熱時間都可以由可編程邏輯控制器進行控制。
預熱工位(B)用質量較輕的耐久性材料製成。例如，冷卻襯套121可用鋁製作，加熱元件119和熱輸出頭137可用不鏽鋼製作。鋁是適用於支架111上的外殼113的耐久性好和質量輕的材料。杆129需經受大量的磨損，因而需用耐久性好和硬質材料製作，杆129最好採用冷軋鋼製作。
在預熱工位(B)完成預熱步驟後，分度板89推進一個位置，以使套筒已被加熱的外露端接近加熱工位(C)。(C)加熱工位圖13和圖14也顯示了本實施例最佳的加熱工位(C)。加熱工位(C)在機械結構上最好與預熱工位(B)相同。加熱工位(C)的操作方式與預熱工位(B)相同，並以高於玻璃熔點的溫度對套筒已被預熱的外露部分進行加熱。根據預熱工位(B)的加熱時間，加熱工位(C)(見圖13)上的支架111可以與預熱工位(B)上的支架111相同或不同的速度運動。
在本實施例中，由於套筒的內表面被以接近玻璃熔點的溫度加熱，內表面要比外表面熔化得快。加熱縱向拉伸擠壓的熱塑套筒，會導致模具膨脹。模具膨脹是由於熱塑套筒收縮變厚造成的，這是因為套筒的塑性記憶使套筒想恢復到其原來較大的形狀，即擠壓過程中使用的模具的形狀。在套筒的被加熱端，熔化的預塑塊變厚，很適合在套筒的末端模製突頭。
在加熱完成之後，加熱工位(C)的支架111離開心軸87的運動路徑。分度板89推進一個位置，以使中空熱塑套筒接近加熱工位(C)的下一工序成型工位(D)。(D)成型工位圖15和圖16顯示了最佳的成型工位(D)，位於加熱工位(C)的下一工序。成型工位(D)用已在預熱工位(B)和加熱工位(C)被加熱的套筒末端的被加熱的熱塑材料塊製作一個突頭。成型工位(D)有一個固定在可移動支架上的成型模具，以及將裝置和支架安裝到本發明機器的框架上的機構，如圖1中所示的安裝環13。支架帶動成型模具接觸套筒的外露部分。
在圖15中，支架143有一個框架或外殼145，它為固定成型模具149提供了一個上表面147，並提供了一個內腔151，內腔151位於上表面147的下方，用於安裝或布置一種傳遞運動至支架143的機構，如氣缸153。支架143由氣缸153氣動驅動，氣體由管路155提供。支架143滑動安裝在作為線性導向裝置的杆157上。每個杆157在其末端用支架159固定在安裝板161上。
在本實施例中，成型模具149被支架163固定在支架143的上表面147上，成型模具149最好用鋁或鋼製成，它有四個部件成型襯套165、成型襯套板167、螺紋插入板169和孔頂針襯套171，如圖16橫截面圖所示。成型襯套165形成通向成型模具149的入口，成型襯套165將已加熱的套筒導入成型模具149。後面的部件，成型襯套板167、螺紋插入板169和孔頂針襯套171，用來在套筒的末端形成突頭。一個有4個部件的模具，如成型模具149，允許生產商有選擇地用專用元件組成成型模具149，對套筒的頭部進行成型加工。孔頂針襯套171包括一個位於中央的尖端(未示出)，用於在熱塑管的突頭端形成一個孔。
另外，成型模具可以是不能打開的單片模具，這種模具適用於在套筒上製作簡單的突頭。這種模具可以採用帶有凹面的簡單的單片元件的形式，將熔化的熱塑材料的套筒末端部分做成管的一個封閉端。但如果需要在頭部製作螺紋和切槽，一旦頭部已成型，則至少模具的一部分必須能打開，以釋放熱塑管。簡單的氣動開關模具，如氣缸剖分模具，可以用於這一用途。
成型步驟的時間和壓力很重要。成型的時間應限定於用加熱的熱塑材料製作突頭所必需的時間之內。如果定型後沒能把突頭從定型模具中取出，它會粘到模具的內表面上。如果定型壓力過高，熱塑材料可能會被壓出定型模具；如果定型壓力太低，突頭將會成型不好而且不均勻。成型時間和採用的壓力取決於熱塑材料及其厚度。時間和壓力可由可編程邏輯控制器進行控制。
突頭製成後，分度板89轉向流程中的下一工位，處理工位(E)。3)裝飾熱塑管如上所述，有多種方法可以用來裝飾熱塑套筒或熱塑管(當其已被製成後)的外表面。裝飾步驟可以先於製作突頭步驟進行。但在本實施例中，在套筒上製成突頭後才進行裝飾。
裝飾可通過採用不同的機器和方法來進行。例如，標籤可由標籤分配裝置貼到管上。可以在管上做標記，包括單獨的標記或印刷圖案。在管上印製標記有很多已知的印刷方法，如膠版印刷、網板印刷、箔印、噴墨印刷、活字印刷、電腦印刷等等。管還可以用塗敷、加熱壓花或蝕刻等方式裝飾。
熱塑管或套筒的外表面，一般要在用印刷、塗敷或貼標籤等方式予以裝飾之前進行處理，以使外表面更易於接納或粘附印刷的圖案。處理步驟採用的型式取決於其後的裝飾步驟。
本發明第二實施例中機器85上用於裝飾熱塑工件的加工工位包括用於預處理熱塑工件的處理工位(E)，貼標籤工位(F)，印刷工位(G)，塗敷工位(I)及修整工位(H)和(J)。(E)處理工位通常，在向熱塑聚合物上印刷標記或貼標籤之前，聚合物必須要經過處理，以易於接納印刷的標記或標籤。處理熱塑材料的表面可採用各種方法，如火焰處理、電暈處理、離子處理、電處理、熱處理或化學處理等等。
電暈處理普遍採用，其操作如下一個電暈處理系統象一個電容器。在電極上施加高電壓，電極和「地」之間是絕緣材料，包括熱塑管和空氣，電極上的電壓增高將電極上的空氣電離，產生高能電暈。這激活了空氣分子，使它們變成大量的自由原子團，然後轟擊管表面，通過在其上散布自由粘合點，提高其極性。這使表面更容易接納印刷標記。
火焰處理通常用於瓶、管和汽車零件的處理。和電暈一樣，它誘發離子氣流，在碰撞表面時改變表面的特性。火焰處理通過燃燒極少量氣體混合物實現，其中過量的氧被高溫賦於活性。
處理，尤其是電暈處理和火焰處理，改變了聚合物表面的化學性質，由此產生了未經處理表面所缺乏的碳醯基和氫氧基基團，從而提高了浸潤性，使墨水、塗料和粘合劑能均勻流出並塗敷。
圖17顯示了處理工位(E)，處理工位(E)包括處理裝置173，其上有供給管路175，可為處理固定在心軸87上的熱塑管提供動力。在本實施例中，處理裝置173是電暈處理器。處理裝置173固定在相對於心軸87位置可以調節的安裝支架177上，很象一個X-Y定位板。安裝支架177有X軸調節杆179和Y軸調節杆181。安裝支架177又安裝在機器的框架上。(F)貼標籤工位在本實施例中，處理工位(E)後面的第一個裝飾工位是貼標籤工位(F)。貼標籤工位(F)有一個往熱塑管的外表面上貼粘性標籤的裝置和將此裝置固定在機器框架(未示出)上的機構。在貼標籤工位(F)中，可以採用一臺適合向熱塑管貼標籤的裝置。靛藍或Zicon工藝是向熱塑管上貼標籤最好的方法。
圖18顯示了最好的貼標籤工位(F)。貼標籤工位(F)有標籤分送器183，用於分送其上有標籤的紙185，紙185沿一系列作為標籤導向杆的定向圓柱187a，b，c，d，e和f運動，直至到達一個最後標籤接收滾軸189。紙185從標籤分送器183上出來，向與心軸87上的管極其接近的定向圓柱187e運動。當紙185經過定向圓柱187e時，單獨一個標籤被從紙185上擠下並被壓貼到管上。空標籤紙185再次卷繞在標籤接收滾軸189上。
要把標籤貼在管上而不是心軸87上，這一點很重要。為避免出現這一錯誤，在貼標籤工位(F)中可包括一個傳感器，用來檢測管是否已被裝到心軸87上。
貼標籤工位(F)是一個貼標籤裝置，它安裝在支架191上。支架191固定在一個框架或安裝環上，如圖1中所示的本發明機器的安裝環13。(G)印刷工位除了向熱塑管外表面貼粘性標籤，也可以向管上印刷標記。圖19顯示了最好的印刷工位(G)的噴墨印表機，它有四個列印頭193a，b，c和d，布置在擋板195上，擋板195固定在安裝支架197上，安裝支架197進一步固定在本發明機器的框架(未示出)上。列印頭193a，b，c和d與多個墨水供給和控制線路199相連接。
印刷工位(G)的噴墨印表機最好由可編程邏輯控制器控制。可編程邏輯控制器使生產商具有在每個管上印製單獨的標記或相同印刷圖案的能力。可編程邏輯控制器能控制來自噴墨印表機列印頭上的墨水流量和列印的圖案。可編程邏輯控制器可以被編程，從而能夠在每一個管上列印單獨的標記，如唯一的序列號。由於噴墨印表機能迅速地和自動地變更、修改和改變熱塑管上的列印標記，所以是很便利的。
在管上印製標記後，必須對印刷標記進行修整。(H)修整工位修整工位(H)位於印刷工位(G)的下一工序，用於修整印製在熱塑管上的標記。圖20顯示了最好的修整工位(H)，它有一個與供給和控制線路203相連的修整裝置201。修整裝置201固定在安裝支架205上，安裝支架205可以相對於心軸87的位置進行調節。此調節可以通過手動調節X軸調節杆207和Y軸調節杆209來實現。此外，這種調節也可以由可編程邏輯控制器進行控制。安裝支架205安裝在本發明機器的框架上的安裝環或類似部件上。
修整裝置201可以採用任何已知的方式修整印刷圖案，如加熱、紅外線、熱空氣或紫外線。在圖20所示的實施例中，修整裝置201是一個熱空氣修整裝置，熱空氣從修整裝置201噴射到管上。
修整裝置201可以一直開著，或象加工流程中的其它工位一樣由計算機進行控制，從而能更精確地控制修整過程。因為修整裝置201可以是紫外線輻射裝置，應該提供安全罩(未示出)，以免操作者暴露在紫外線下。(I)塗敷工位機器85上的第三個裝飾工位是塗敷工位(I)，是一個向管上塗敷材料的工位，它可以代替貼標籤工位(F)或印刷工位(G)來進行裝飾，也可以與貼標籤工位(F)和印刷工位(G)結合起來使用。圖21顯示了最好的塗敷工位(I)，它有兩個塗敷滾軸211a和b，位於刮刀213的前面。兩個塗敷滾軸211a和b都由安裝支架215支撐，安裝支架215又安裝在本發明機器的框架上。兩個塗敷滾軸211a和b與裝在心軸87上的管相接觸，並直接向管上塗敷化學塗層。化學塗層由刮刀213供給塗敷滾軸211a和b。刮刀與化學物質供給管路(未示出)相連接。化學物質被塗敷到管上後，一般要對化學塗層進行修整。(J)修整工位最終修整工位(J)與圖20所示的修整工位(H)相同。最終修整工位(J)用於修整管上的塗層或標記，可採用與修整工位(H)相同的裝置。在本實施例中，最終修整工位(J)是一個加熱修整工位，具有修整裝置201，修整裝置201是一個熱空氣修整裝置，熱空氣可以從修整裝置201中噴射到管上。
裝飾之後，熱塑管繼續推進，經過各種不同的精加工工位，對已被裝飾的管進行精加工。精加工工位的數量、布置和種類將取決於所需生產的管。4)精加工熱塑管除了在熱塑套筒上製成突頭和進行裝飾以外，為了對熱塑管進行精加工，還要完成許多不同的工藝步驟。例如，突頭上的孔可以用保護性箔片密封，一個密封裝置可以安裝在突頭上，密封裝置可以被自動扭轉以獲得更好的密閉性。
圖11所示的機器85中包括以下精加工工位薄片密封工位(K)，加蓋工位(L)和調整扭矩工位(M)。(K)薄片密封工位圖22所示為最佳實施例的一個薄片密封工位。薄片密封器217安裝在框架219中，框架219包括一安裝支架221，薄片密封器217安裝在安裝支架221上，安裝支架221與安裝板223連接，安裝板233位於安裝支架221的一側。這種結構能支撐本裝置其餘的部分，本裝置是將由箔片或其它材料製成的很小的保護性密封物放到熱塑管突頭的孔上所必需的。
保護性薄片密封物由敷料裝置加裝到管上，在最佳實施例中，敷料裝置為薄片密封衝杆225，它可以切割並安放合適尺寸的薄片密封材料227到熱塑管的孔上。
如圖22所示，薄片密封衝杆225由氣缸229驅動，氣缸229由供氣和控制線路231供給空氣。通過氣缸229的動作，薄片密封衝杆225平滑地移動，穿過薄片密封安裝板237上的薄片密封模具235，與位於薄片密封模具235另一面的薄片密封材料227相接觸。薄片密封材料227由薄片密封備料滾軸239提供。薄片密封材料227從備料滾軸239上展開，經過薄片密封衝杆225後，被薄片密封箔片接收滾軸241捲起。
通過薄片密封衝杆225穿過薄片密封模具235的氣動動作，薄片密封材料227的一小部分被從薄片密封材料227帶材上切下，並被帶至與熱塑管的突頭端相接觸的位置，在此，薄片密封箔片被切下和固定。
如圖22所示的薄片密封工位(K)，只要有薄片密封材料供應，就可以連續工作。為了適應可能更長的連續加工時間，可以在機器框架的上部安裝一個薄片密封箔片備料滾軸(未示出)，使薄片密封箔片備料帶從薄片密封箔片備料滾軸上繞下，從薄片密封模具的前面穿過，向薄片密封工位提供箔片備料。備料帶可以纏繞在模具的下方，向上返回到安裝在加工工位其它地方的一個更大的接收滾軸(未示出)。這為使用更大的備料滾軸和接收滾軸以適應更長的加工時間創造了條件。(L)加蓋工位加蓋工位(L)位於薄片密封工位(K)的下一工序，此工位提供了向管的突頭端加裝一般用塑料製成的封口或蓋的機器，蓋可以壓裝到熱塑管的末端上，如果管頭部有螺紋線，也可以擰裝上。
如圖23所示，最好的加蓋工位(L)包括蓋供料裝置243，和把蓋供料裝置243安裝到機器框架(如圖1所示的安裝環13)上的支架245。蓋供料裝置243用來把蓋或封口固定到管的突頭端。每個蓋由蓋供料裝置243分別放置到帶突頭的熱塑管上。如果蓋必須被擰裝到熱塑管的突頭上，蓋供料裝置243應有一個用於旋轉蓋的旋緊機構。供給線路(未示出)連續地向蓋供料裝置243提供蓋。蓋供料裝置243與動力供應和控制線路247相連接。
帶突頭的熱塑管被安裝了蓋以後，一般要調整蓋的扭矩。(M)調整扭矩工位調整扭矩工位(M)位於加蓋工位(L)的下一工序。調整扭矩工位(M)用於調整在加蓋工位(L)中被安裝到熱塑管頭部的封口的扭矩。
如圖24所示，調整扭矩工位(M)包括蓋扭矩夾具249和用於在機器框架(如圖1所示的安裝環13)上安裝扭矩夾具249的支架251。扭矩夾具249調整每個管上每個蓋的扭矩。這可以通過採用機械旋緊裝置實現。
調整扭矩工位(M)與動力供應和控制線路253相連接。5)卸載熱塑管在本發明機器上的加工隨著從心軸87上卸載管而結束。為了從心軸上卸載熱塑管，可使用下面的裝置，每一種都包括一個卸載裝置或拆卸器一個氣動拆卸器，一個凸輪驅動拆卸器，一個線性往復致動拆卸器，一個曲柄運動拆卸器，或一個伺服電機驅動拆卸器。最好的卸載裝置是由氣缸驅動的拉杆拆卸器，它和裝載工位(A)中推桿93的工作方式相似。(N)卸載工位圖25顯示了機器85的最後一個工位卸載工位(N)。卸載工位(N)位於調整扭矩工位(M)的下一工序，緊鄰加工流程中的第一工位-裝載工位(A)。
帶有拆卸器刮板257的氣動拆卸器255由氣缸261驅動沿導向臂259往復運動，氣缸261由空氣管路263供給空氣。氣缸261固定在安裝支架265上的導向臂259的後面。安裝支架265另外安裝在一個安裝板上，如圖12所示的安裝板103；安裝板固定在安裝環或類似裝置上，如圖1所示的安裝環13。使用固定在拆卸器255末端的拆卸器刮板257，拆卸器255從心軸87上取下成品熱塑管。
卸載工位(N)的操作如下拆卸器刮板257往復滑動，接觸心軸87，卸載心軸87上的任何管。一旦熱塑管被取下，拆卸器255和拆卸器刮板257就返回到原來的位置。
上述的所有14個工位的運轉，形成了一個完整的用於生產已裝飾的、加蓋的和調整扭矩的熱塑管的加工過程的實施例。6)附加加工工位和其它替換方案本發明的機器試圖具有一種靈活性各種類型、數量和布置的加工工位可以在機器上配置，用於加工各種各樣的管。除了上述工位和方法，很多其它加工工位和工藝步驟也是可行的。下面介紹的就是適用於本發明機器的其它方法和裝置，但不僅限於此。
例如，製作套筒的突頭，可以用各種不同的方法。例如通過熱焊接或聲波焊接套筒和突頭可以把一個事先製成的突頭和熱塑套筒連接在一起。或者採用美國專利第5069856號中公開的工藝，在熱塑套筒的末端製作突頭，此專利已轉讓給本發明的受讓人，其工藝已包含於本文中。另外，可採用噴射氣流成型或氣流成型，直接在固定於分度板的心軸上的套筒上製作突頭。
另外，突頭可以在可重複使用的密封裝置或蓋狀物中成型。在可重複使用的密封裝置中成型的一個例子，已在已轉讓給本發明的受讓人的正在申請的專利「在可重複使用的密封裝置中製作帶突頭的熱塑管的方法」中予以介紹，並已包含於本文中作為參考。因此，根據所需要的最終產品，在熱塑套筒的末端製作突頭可使用不同的方法。
在可重複使用的密封裝置中製作帶突頭的管的例子如下由擠壓、拉伸成型的熱塑套筒製作熱塑管的方法是，把套筒固定在成型心軸上，使套筒的外露部分伸出心軸突頭成型端。熱塑套筒的外露部分的內壁表面被加熱至高於玻璃熔點的溫度，使熱塑材料的內壁熔化，同時保持套筒外表面的溫度低於玻璃熔點，以便為套筒的外露端提供支撐，從而保持其圓柱形狀。然後把已被加熱的外露部分做成圓錐形狀，如採取把熱空氣對準其外表面的方法。然後，通過使外露部分與可重複使用的密封裝置接觸，向熱塑擠壓套筒的圓錐形外露部分施加壓力，製成帶突頭的熱塑管。施加於圓錐形外露部分末端的壓力，將其壓入可重複使用的密封裝置中，而管則被固定或夾緊元件固定就位。
當在熱塑套筒上製作突頭和製作用於成品熱塑管的可重複使用蓋狀物時，本方法中使用的可重複使用密封裝置起頸部成型模具或肩部和頸部成型模具的作用。可重複使用密封裝置應採用不能與熱塑套筒材料熔為一體的材料製成，以便當熱塑套筒熔化的末端被壓入可重複使用密封裝置時，可重複使用密封裝置不會熔化或粘到熔化的塑坯上。
另外，一種在管上製作突頭的方法是在加熱套筒的同時旋轉套筒。這種方法的一個例子，已在已轉讓給本發明的受讓人的正在申請的專利「製作帶突頭的熱塑管的方法」中予以介紹，並已包含於本文中作為參考。把擠壓、縱向拉伸成型的熱塑套筒固定到成型心軸上，使套筒的外露部分伸出心軸突頭成型端。在套筒被加熱的同時，旋轉心軸。此旋轉在加熱位置提供均勻的熱量分布。然後套筒停止旋轉，通過使外露部分與定型模具接觸，向熱塑擠壓成型套筒的圓錐形外露部分施加壓力，製作帶突頭的熱塑管。
另一種製作突頭的方法是用高頻聲波把預製好的突頭焊接到套筒上。如圖26所示的聲波焊接工位作為在此上製作突頭的替代工位，可以代替機器85的預熱工位(B)、加熱工位(C)和成型工位(D)。
圖26顯示了一個最好的聲波焊接工位，用高頻聲波把預製好的突頭焊接到熱塑套筒上。聲波焊接工位有一個固定在可移動支架上的聲波焊接器，和把此裝置和支架固定到本發明機器的框架上的機構，如圖1所示的安裝環13。支架帶動聲波焊接器靠近套筒。
在圖26中，支架267有一個框架或外殼269，它為固定聲波焊接器273提供了一個上表面271，並提供了一個內腔275，內腔275位於上表面271的下方，用於安裝或布置一種傳遞運動至支架267的機構，如氣缸277。支架267由氣缸277氣動驅動，氣體由管路279提供。支架267滑動安裝在作為線性導向裝置的杆281上。每個杆281在其末端用支架283固定在安裝板285上。
聲波焊接工位的工作方式如下例如，當安裝定位於機器85的心軸87上的套筒與聲波焊接器273成直線時，支架267沿杆281推進，帶動聲波焊接器273靠近套筒。隨著支架267的推進，套筒的外露部分進入並穿過聲波焊接器273。聲波焊接器273用高頻聲波把預製好的突頭焊接到熱塑套筒上。聲波焊接器273與供給和控制線路287相連接，並由供給和控制線路287為聲波焊接器273操作提供必需的輸入。
聲波焊接器273固定在外殼289上，外殼289固定在支架267的上表面271上。在預定的時間段後，支架267被氣缸277的動作拉回其原來的位置，離開心軸87的運動路徑。此加工步驟的結果是，預製的突頭被焊接到套筒上，製成熱塑管。
根據本發明，製作熱塑管的另一方法是用熱塑板加工熱塑管。切割好的板被放到本發明的機器上，接著被製成隨後用於製作熱塑管的套筒。這種制管方法包括把平板安裝到分度裝置的支撐裝置上；把支撐裝置上的平板製成套筒的形狀；把相對的板的邊緣焊接在一起製成一個封閉板。然後把這個封閉板製成熱塑管。
切割好的板被提供給能把此板固定並卷繞在心軸上的裝置。聲波焊接工位適用於把板的邊緣焊接在一起成為焊縫。為了有選擇地把板相接的邊緣焊接在一起，上述的聲波焊接工位中的支架267(如圖26所示)，能將聲波焊接器273沿著卷繞在心軸上的板的長度推進。另外，板的邊緣可以加熱焊接在一起，或用其它任何方式粘合。
如套筒已在其它位置被部分加工，本發明的機器也可用於完成熱塑管的加工。預先已印刷的套筒可以裝到本發明的機器上，在套筒上製作突頭，並完成其它必需的精加工步驟，如薄片密封，加蓋或調整扭矩等，來完成管的加工。7)大規模生產本發明的機器可分成小組布置。當被分成小組或「生產單元」時，空間、勞動力和原材料的投入都可以節省。一個生產單元一般包括6臺機器，每臺機器都可以由半成品熱塑套筒加工帶突頭的、密封的、加蓋的和裝飾好的熱塑管。單個生產單元的總產量相當於單個傳統生產線。
使用本發明的機器的加工和包裝設備是由許多生產單元組成的高效的布置，生產單元由一條傳統傳送線連接起來。生產單元的高效布置導致操作大量生產單元所需的勞動力進一步減少。最好的加工設備的一個例子，已在已轉讓給本發明的受讓人的正在申請的專利「加工和包裝熱塑管的設備」中予以介紹，並已包含於本文中作為參考。IV.採用可編程邏輯控制器進行加工一個可編程邏輯控制器可以添加到本發明的機器中，用於控制包括各種加工工位在內的整個機器。在常規生產線中，一些加工設備是由可編程邏輯控制器控制。但是控制加工步驟中所有方面的機器反饋控制，控制熱塑套筒和熱塑管的產品質量控制、產品反饋控制和全部機械控制，目前還做不到。這樣的可編程邏輯控制器控制在常規生產線中幾乎是不可能的。因為在常規機器上，大的生產線同時加工幾百個熱塑工件，而且沒有跟蹤個別工件並控制它們的系統化方法。
圖1顯示了本發明機器的一個實施例，正如虛線所指示的，每個加工工位都和可編程邏輯控制器連接。可編程邏輯控制器可以執行各種功能可編程邏輯控制器可以通過打開或關閉來控制加工流程中的每個加工工位。可編程邏輯控制器可以控制每個加工工位所需的輸入。例如，可編程邏輯控制器可以控制預熱和加熱工位的加熱溫度。可編程邏輯控制器可以控制每個加工工位的速度和整臺加工機器的速度。
本發明機器的程序控制包括單獨控制特定加工工位的操作或與封閉加工流程中其它加工工位的聯合操作。加工工位的操作是基於傳感器收集的信息的關於每個加工工位自身操作的信息，生產的熱塑管的質量的信息，或者是來自每個加工工位的操作和生產的熱塑管質量兩方面的信息。可採用的傳感器的例子在表I中列舉如下表I傳感器 類型測量1.裝載傳感器 電子眼確認裝載2.預熱器空氣流量 流量計空氣流速3.預熱器溫度 熱電偶空氣溫度4.套筒溫度 紅外線傳感器 套筒溫度5.加熱器空氣流量 流量計空氣流速6.加熱溫度 熱電偶空氣溫度7.套筒溫度 紅外線傳感器 套筒溫度8.成型溫度 熱電偶冷卻水溫度9.成型流量計 流量計冷卻水流速10.處理器確認 電子眼確認電暈弧11.處理器電流 電流計處理水平/針孔探測12.標籤傳感器 貼標籤機控制器確認標籤操作13.印表機 印刷控制器確認印刷操作14.修整傳感器 電壓計修整單元電壓電流計修整單元電流熱電偶修整單元溫度15.檢測系統視頻系統(攝像頭) 確認制頭和印刷質量16.塗敷傳感器 水平傳感器確認塗敷預緊17.修整傳感器 電壓計修整單元電壓電流計修整單元電流熱電偶修整單元溫度18.檢測系統視頻系統(攝像頭) 確認制頭、印刷和塗敷質量19.薄片密封熱電偶衝杆溫度電子眼薄片密封預緊20.檢測系統視頻系統(攝像頭) 確認制頭、印刷、塗敷和薄片密封質量21.加蓋電子眼確認加蓋預緊22.扭矩扭矩計確認施加的扭矩23.檢測系統視頻系統(攝像頭) 確認制頭、印刷、塗敷、
薄片密封和加蓋質量24.推出口 電子眼 確認管已被取下25.剔除電子眼 確認管已被取下26.確認微型開關 確認管已被取下在收集了被選擇的來自加工流程中各個位置上的傳感器的信息之後，程序控制方法將如下繼續會產生一個與每個加工工位收集的被選擇的信息相一致的信號；產生的信號會被輸入一個可編程邏輯控制器，通過使用這些信號，對應加工工位的操作就由可編程邏輯控制器控制。
在控制系統的一個典型例子中，可編程邏輯控制器會在接收自安裝於每個加工工位的傳感器的信息的基礎上計算出所有的關於加工機器操作的「決定」。這為生產商提供了監測每一個工位中發生的活動和立即識別產品或工序中的反常情況的機會。不合格的產品會馬上被識別出來，並關閉下一工序以節約工序資源。然後不合格產品在機器的剔除工位上被分離出去。
與加工工位、傳感器和分度板相結合的可編程邏輯控制器可以在連續工作的基礎上，收集產品或工序失敗的類型、程度和頻率。這可以提供機器和每個工藝步驟效率的概況，也可以作出關於產品工藝和質量的報告。
進一步的程序控制包括確定用來控制每個加工工位操作的設定值，通過使用生成的信號，如上所述，每個加工工位的操作可在已確定的設定值內得到控制。設定值可以在本發明機器達到穩定狀態後自動建立。可編程邏輯控制器會在機器穩定狀態下操作一段時間的基礎上，自動確定上下邊界設定值。另一方面，設定值可以預先設定並通過簡單的編程輸入可編程邏輯控制器。
產生於固定在加工工位本身或封閉加工流程內的傳感器的信號，可以是機械的、電子的、光學的、氣壓的、液壓的或它們的組合。任何類型的信號裝置都可用於傳感器和可編程邏輯控制器之間的通訊。
控制熱塑管加工機器的另一方法如下在每個管上做單獨的記號；從做了單獨記號的管上感知所選擇的信息；基於所選擇的信息，產生相應於每個加工工位的信號；將信號輸入可編程邏輯控制器；利用信號，用可編程邏輯控制器控制相應加工工位的操作。
每個熱塑管可以用計算機控制的印刷裝置在其上做單獨的標記，如圖19中的噴墨印表機，它具有為每一個管做唯一記號的能力。然後選擇的信息可由傳感裝置從做了單獨標記的管上收集。其它信號可以在收集選擇的信息的基礎上生成。這些信號可以輸入可編程邏輯控制器，通過利用這些信號，可以控制相應加工工位的操作。這種類型的程序控制，是使用基於單獨做記號的管的反饋電路，指示可編程邏輯控制器生產或停止生產特定類型、種類或品種的管。
例如如果有三批不同的管，都具有相同的直徑，每批5000個，共15000個，需要進行加工，那麼，基於每個管上所做標記的反饋電路，允許生產商連續加工這15000個管而不必停下機器。當同一類型的5000個管加工完成後，第5000個管上的標記被傳感裝置(如視頻攝像頭)識別，基於此標記的信號就會生成，並傳送至可編程邏輯控制器。通過利用這一信號，可編程邏輯控制器可以用後面的命令控制信號控制機器操作，改變生產過程，如改變裝飾步驟或精加工步驟，來加工第二批的5000個管。重複這一程序，可以加工第三批的5000個管。
通過這個基於每個管上所做標記的反饋控制方式，生產商可以無停工時間地操作本發明的機器。
圖27是本發明第三實施例機器291的示意圖。此機器291有分度板293，其上安裝了20個心軸295，對應於20個心軸，有20個加工工位用(A)到(T)標出，都與可編程邏輯控制器297相連接。在此實施例中，分度板293隨分度器299(如圖28所示)沿逆時針方向旋轉。此實施例的20個工位及對應的工藝步驟如下(A)裝載，(B)預熱，(C)加熱，(D)成型，(E)處理，(F)貼標籤，(G)印刷，(H)修整，(I)檢測，(J)塗敷，(K)修整，(L)檢測，(M)薄片密封，(N)檢測，(O)加蓋，(P)調整扭矩，(Q)檢測，(R)卸載，(S)剔除和(T)確認。
圖28是圖27中機器的透視圖，僅顯示加工工位(A)至(T)的主要部件。機器291與第二實施例中機器85共用的加工工位，基本上與機器85的加工工位相同。
圖27和圖28所示的加工流程的工位，除了增加了傳感器，還增加了附加工位。在封閉加工流程的不同位置，增加了四個檢測工位(I)，(L)，(N)和(Q)。產品檢測可以採用任何已知的方式。圖29顯示了檢測工位(I)，(L)，(N)和(Q)中的任一個檢測工位。檢測工位一般是一個具有檢測產品質量能力的視頻攝像頭。圖29所示的檢測工位有一個視頻攝像頭301，可以通過控制和電源線路303接收來自可編程邏輯控制器297(如圖27所示)的輸入信號，並向它發送輸出信號。視頻攝像頭301安裝在可調節的支架305上，支架305安裝在機器框架或安裝環上，如圖1所示機器1的安裝環13。檢測工位可以識別、記錄和檢測在套筒和管上所做的單獨標記。檢測工位記錄的標記可以保存在可編程邏輯控制器中。
最好的剔除工位(S)如圖31所示。它在機械上與圖25中實施例的卸載工位(N)相同。帶有拆卸器刮板309的氣動拆卸器307由氣缸313驅動沿導向臂311往復運動，氣缸313由空氣管路315供給空氣。氣缸313固定在安裝支架317上的導向臂311的後面。安裝支架317另外安裝在一個安裝板上，如圖12所示的安裝板103；安裝板固定在安裝環或類似裝置上，如圖1所示的安裝環13。按照來自可編程邏輯控制器297的命令信號，氣動拆卸器307從機器291上取下不合格的管。
剔除工位(S)的操作如下拆卸器刮板309往復滑動，接觸心軸295，卸載心軸295上的任何管。一旦熱塑管被取下，拆卸器307和拆卸器刮板309就返回到原來的位置。
使用剔除工位(S)剔除不合格管的最好方法如下記錄封閉加工流程中管上的所選擇的信息；在所選擇的信息的基礎上產生一個或多個信號；把信號輸入可編程邏輯控制器並利用信號在剔除工位剔除不想要的管。所選擇的信息可以在檢測工位利用視頻攝像頭或電子眼記錄下來。可編程邏輯控制器產生一個命令信號，以控制剔除工位(S)從分度裝置上取下不想要或不合格的管。
確認工位(T)，如圖30所示，是用於確認管已經由卸載工位(R)或剔除工位(S)從心軸295上取下。圖30所示確認工位(T)，有一個傳感器臂319，通過控制和電源線321從可編程邏輯控制器(未示出)接受輸入信息，或向可編程邏輯控制器發送輸出信號。傳感器臂319安裝在可調節的支架323(未示出)上。確認工位(T)可選用電子或視頻裝置完成管的確認。V.加工實例一個有10個心軸的機器有7個加工工位，依次是裝載，加熱，成型，處理，印刷，修整和卸載，用來由縱向拉伸、擠壓成型的熱塑套筒加工帶突頭的、裝飾好的熱塑管。高質量的有突頭的管以每分鐘13支的速度(管/分)被生產出來。為達到這一產量，應採用下面的工藝參數。
此機器使用有10個心軸的鋁製分度板，分度板的直徑大約為16英寸，分度板沿逆時針方向旋轉，其轉速定為1.3轉/分。裝載工位是一個氣動推拉裝置，以每分鐘13個套筒的速度，把熱塑套筒從鏈式傳送帶裝到分度板的固定心軸上。每個套筒裝到一個心軸上，使套筒有大約0.5英寸伸出心軸的末端。然後套筒被送到加工流程的下一工序，第二工位-加熱工位。
加熱工位有一個熱空氣輸出頭，位於安裝在可滑動氣動支架上的冷卻襯套的後面。套筒伸出心軸末端的部分被流速為40立方釐米/每秒(cc/s)、溫度約為華氏720度的熱空氣加熱大約3秒鐘。支架的速度設定在每秒鐘0.5圈。
支架縮回後，已加熱的熱塑套筒被分度到下一工序-定型工位。定型工位緊鄰安裝在相同的可滑動氣動支架上的加熱工位。支架推進，與帶有已加熱套筒末端的熔化預製塊的定型模具接觸，接觸時間大約為3秒鐘，定型模具溫度為室溫。
熱塑套筒，現在已經是熱塑管，接著被傳遞到電暈處理單元。熱塑管的處理持續大約2秒鐘。表面處理之後，管又被分度到下一工序-塗敷工位，在此，熱塑管表面被塗上一層塗料。由此工位的供料滾軸圍繞管塗一薄層塗料。此後，熱塑管在修整工位，被來自工業用鼓風機的、溫度為華氏300度的熱空氣修整。
然後，空氣修整後完工的熱塑管被從機器上取下。一個管總的生產時間是4.6秒，機器生產管的速度是每分鐘13個管。生產的管是高質量的成品商用管，隨後加蓋，以生產出裝飾好的、加蓋的和帶突頭的熱塑管。
在上述機器上，製作帶有粘性標籤的管並不複雜。增加貼標籤工位，以取代機器上的處理和塗敷工位，向熱塑管上貼標籤。除了附加的貼標籤工位以外，上述所有參數和工位都是相同的。貼完標籤的商用管的生產速度是每分鐘13個管。VI.其它實施例本發明機器具有靈活性，可適用於加工各種長度、厚度、重量、直徑、形狀和複雜的熱塑管。為了改裝機器以加工特定直徑的管，分度板備用適當尺寸的心軸，加工工位被改裝，以適合加工特定直徑的熱塑管。對工位的改裝包括調整工位和心軸的相對位置，改變襯套孔的尺寸，或改變個別工位的零件的尺寸。另外，本發明機器可以被改造以適應不同的傳送裝置-不同的分度裝置，比如分度鼓。
本發明的機器可靈活地接受同樣機器上各種各樣的加工過程。封閉加工流程中加工工位的數目、工序和種類形成了不同的加工過程。加工流程中的工位可用很多方式改變，這包括添加或拆下加工工位，打開或關閉加工工位，以及重新布置工位的順序。
下面的附圖將說明可形成各種加工方法的本發明機器的一些可能配置。
圖32所示的機器325，框架沒有顯示出來，機器325有隨分度器329沿逆時針方向旋轉的分度板327；有6個加工工位裝載(A)，預熱(B)，加熱(C)，成型(D)，貼標籤(E)和卸載(F)；有6個心軸331；以及具有6個工藝步驟的加工流程，即裝載、預熱、加熱、成型、貼標籤和卸載。圖33是這個封閉加工流程的正視圖。
即使在圖32所示的實施例中，加工流程也可以重新布置，以在加熱和成型之前進行貼標籤。為了做到這一點，貼標籤(E)工位應被移到預熱(B)工位的上一工序的心軸上。裝有6個加工工位和6個心軸的機器的優點是結構緊湊，易於操作，設計簡單以及動力、空氣、電力和其它投入的消耗少。
圖34所示的機器333，框架沒有顯示出來，機器333有隨分度器337沿逆時針方向旋轉的分度板335；有6個加工工位裝載(A)，預熱(B)，加熱(C)，成型(D)，貼標籤(E)和卸載(F)；有10個心軸331；以及具有6個工藝步驟的加工流程，即裝載、預熱、加熱、成型、貼標籤和卸載。圖35是這個封閉加工流程的正視圖。機器333有4個擴充心軸用於將來添加的加工工位。因為有這些擴充心軸，與圖32所示的機器325相比，機器333有接受更多加工工藝方法的潛力。
圖36所示的機器341，框架沒有顯示出來，機器341有隨分度器345沿逆時針方向旋轉的分度板343；有10個加工工位裝載(A)，預熱(B)，加熱(C)，成型(D)，貼標籤(E)，檢測(F)，檢測(G)，卸載(H)，剔除(I)和確認(J)；有14個心軸347；以及具有10個工藝步驟的加工流程，即裝載、預熱、加熱、成型、貼標籤、第一檢測、第二檢測、卸載、剔除和確認。圖37是這個封閉加工流程的正視圖。4個擴充心軸，除了如圖36所示，具有重新布置加工流程的靈活性以外，還允許增加其它加工工位。
圖38所示的機器349，框架沒有顯示出來，只顯示了部分加工工位；機器349有隨分度器353沿逆時針方向旋轉的分度板351；有6個加工工位裝載(A)，預熱(B)，加熱(C)，成型(D)，貼標籤(E)和卸載(F)；有20個心軸355；以及具有6個工藝步驟的加工流程，即裝載、預熱、加熱、成型、貼標籤和卸載。如果空間不受限制的話，為了具有將來擴充加工能力的潛力，可以建造帶有更大分度板的機器。
圖39所示的機器357與圖38中所示的機器相似，機器357有5個添加加工工位檢測(F)、檢測(G)、卸載(H)、剔除(I)和確認(J)。
圖40所示的機器359，框架沒有顯示出來，機器359有隨分度器363沿逆時針方向旋轉的分度板361；有9個加工工位裝載(A)，預熱(B)，加熱(C)，成型(D)，貼標籤(E)，薄片密封(F)，加蓋(G)，調整扭矩(H)和卸載(I)；有9個心軸365；以及具有9個工藝步驟的加工流程，即裝載、預熱、加熱、成型、貼標籤、薄片密封、加蓋、調整扭矩和卸載。圖41是這個封閉加工流程的正視圖。此加工機器結構緊湊，具有加工帶突頭的、貼標籤的、薄片密封的、加蓋的和調整扭矩的熱塑管的能力。
圖42所示的本發明的機器371，其分度板367上安裝有多個橢圓形心軸369，用於固定橢圓形熱塑套筒以製作橢圓形熱塑管。橢圓形熱塑管在一個加工流程內製作，如圖所示，此加工流程有9個加工工位和相應的工藝步驟裝載(A)、預熱(B)、加熱(C)、成型(D)、處理(E)、印刷(F)、修整(G)、加蓋(H)和卸載(I)。圖43是帶有橢圓形心軸369的分度板367的正視圖。
圖44顯示了本發明的機器373的工具改造，能加工兩倍於原來的熱塑管。一對心軸375之間只有一個很小的間隙，緊靠著安裝在分度板377上，分度板377隨分度器379旋轉，以使加工工位能同時加工兩個熱塑工件。加工工位需要稍微加以改造以適應兩個工件。圖45是機器373的正視圖。
另一方面，在本發明的機器383中使用分度鼓381(如圖46所示)而不是分度板作為分度裝置，沒有顯示完整的框架(如圖47所示)。分度鼓381是一個橫截面形狀為圓柱或多邊形的鼓，其上有多個用於支撐熱塑套筒的裝置，即沿鼓的外側長度分布的心軸385。相應地，用於加工裝到心軸385上的熱塑套筒的加工工位是定向安裝的，它們可以完成對熱塑套筒的加工步驟(如圖47所示)。
機器383隨分度器(未示出)沿以下8個加工工位和相應的加工步驟順時針旋轉裝載(A)、加熱(B)、成型(C)、處理(D)、印刷(E)、修整(F)、加蓋(G)和卸載(H)，與上述的本發明機器第二實施例的機器85的工位相似。加工工位(A)-(H)安裝在安裝環387上，安裝環387另外安裝在機器383的框架上。為了清晰起見，圖47隻顯示了加工工位(A)-(H)和對應於分度鼓381上第一組心軸385的安裝環387。在生產中，安裝環387應伸展至分度鼓381的長度，並且對應心軸385的所有工位(A)-(H)都要重複。套筒用斜槽或傳送裝置(未示出)供給所有裝載工位。
分度鼓的一個優點是，通過簡單延伸分度鼓，增加更多支撐熱塑套筒的心軸，和在安裝環上安裝附加加工工位等可以在較緊湊的空間內生產更多熱塑管。本文中，本發明機器的工藝方法和程序控制的描述同樣適用於帶有分度鼓的機器。
雖然已對本發明的幾個實施例進行了描述和說明，但可能產生的各種變化與改進，對於那些技術熟練的人來說，將是很淺顯的。在附加的權利要求中，將涵蓋所有這樣的屬於本發明的精神和範圍之列的變化和改進。
權利要求
1.一種由熱塑套筒加工熱塑管的方法，其特徵在於，它包括提供一個可繞軸旋轉的分度裝置；提供可支撐安裝在上述分度裝置上的套筒的裝置；將上述套筒裝到封閉加工流程的第一工位的上述支撐裝置上；隨著上述分度裝置沿預定的方向旋轉，將安裝在上述支撐裝置上的上述套筒沿上述封閉流程推進；在上述封閉流程中處於上述第一工位下一工序的第二工位上，在上述套筒上形成一個突頭來製作管；在上述封閉流程中處於上述第二工位下一工序的第三工位上，將上述管從上述支撐裝置上取下，此工位位於上述第二工位和上述第一工位之間。
2.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於在上述套筒上形成一個突頭以製作管包括如下步驟提供一個縱向擠壓拉伸成型的熱塑套筒，它有一個有內壁和外壁表面的連續的壁；將一個縱向擠壓拉伸成型的熱塑套筒放到一個成型心軸上，成型心軸有一個突頭成型端，使上述縱向擠壓拉伸成型的熱塑套筒的外露部分有一個開口端伸出上述突頭成型端；用一種熱源加熱上述縱向擠壓拉伸成型的熱塑套筒的上述外露部分的內壁表面，使被加熱的外露部分收縮並變厚；以及用足夠的力將被加熱的外露部分壓入密封裝置中，密封裝置有一個由至少一個底壁和一個側壁形成的內腔，密封裝置的組成材料和組成上述縱向擠壓拉伸成型的熱塑套筒的材料不能熔化為一體，從而依據上述密封裝置的內腔，在上述的熱塑套筒上形成一個突頭。
3.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於在上述套筒上形成一個突頭以製作管包括如下步驟提供一個縱向擠壓拉伸成型的熱塑套筒，它有一個有內壁和外壁表面的連續的壁；將一個縱向擠壓拉伸成型的熱塑套筒放到一個成型心軸上，成型心軸有一個突頭成型端，使上述縱向擠壓拉伸成型的熱塑套筒的外露部分有一個開口端伸出上述突頭成型端；旋轉上述成型心軸；在上述旋轉期間，用一種熱源加熱上述縱向擠壓拉伸成型的熱塑套筒的上述外露部分的內壁表面，使被加熱的外露部分收縮並變厚；停止上述成型心軸的旋轉；以及用足夠的力將被加熱的外露部分壓入成型腔中，在上述熱塑套筒的外露部分上形成一個突頭。
4.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，它包括將一塊平板裝到上述支撐裝置上；在上述支撐裝置上將平板製成套筒的形式；將相對的板的邊緣焊接在一起以形成一個密閉的板。
5.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，它還包括在從上述支撐裝置上取下上述管之前，在上述封閉流程中處於上述第二工位下一工序的工位上，裝飾上述管。
6.按照權利要求5所述的方法，其特徵在於裝飾上述管是一個裝飾步驟，可從包括噴墨印刷、膠版印刷、網板印刷、壓花、貼標籤、塗敷等的組中選擇。
7.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，它還包括在從上述支撐裝置上取下上述管之前，在上述封閉流程中處於上述第二工位下一工序的工位上，精加工上述管。
8.按照權利要求7所述的方法，其特徵在於精加工上述管是一個精加工步驟，可從包括保護性密封、加蓋和調整扭矩等的組中選擇。
9.一種由熱塑套筒加工熱塑管的方法，其特徵在於，它包括提供一個可繞軸旋轉的分度裝置；提供可支撐安裝在上述分度裝置上的套筒的裝置；將上述套筒裝到封閉加工流程的第一工位的上述支撐裝置上；隨著上述分度裝置沿預定的方向旋轉，將安裝在上述支撐裝置上的上述套筒沿上述封閉流程推進；在上述封閉流程中處於上述第一工位下一工序的第二工位上，在上述套筒上形成一個突頭來製作管；在上述封閉流程中處於上述第二工位下一工序的第三工位上，在每一上述管上記錄所選擇的信息；基於上述所選擇的信息，生成一個信號；將上述信號輸入可編程邏輯控制器；以及在上述封閉流程中處於上述第三工位下一工序的第四工位上，利用上述信號，剔除不想要的管；以及在上述封閉流程中處於上述第四工位下一工序的第五工位上，將剩下的管從上述支撐裝置上取下，此工位位於上述第四工位和上述第一工位之間。
10.一種用於由熱塑套筒加工熱塑管的設備，其特徵在於，它包括一個可繞軸旋轉的分度裝置；可支撐安裝在上述分度裝置上的套筒的裝置，可隨上述分度裝置沿預定的方向相對旋轉，沿上述封閉流程推進；一個用於安裝上述分度裝置和多個加工工位的框架，上述多個加工工位還包括用於將上述套筒裝到上述封閉流程的第一工位的上述支撐裝置上的裝置；在上述封閉流程中處於上述第一工位下一工序的第二工位上，用於在上述套筒上形成一個突頭以製作管的裝置；以及在上述封閉流程中處於上述第二工位下一工序的第三工位上，用於將上述管從上述支撐裝置上取下的裝置，此工位位於上述第二工位和第一工位之間。
11.按照權利要求10所述的設備，其特徵在於用於將套筒裝到上述支撐裝置上的上述裝置是一個可從包括氣缸驅動推桿、凸輪驅動推桿、線性往復致動裝置、曲柄運動裝置和伺服電機驅動推桿等的組中選擇的元件。
12.按照權利要求10所述的設備，其特徵在於用於在上述套筒上形成一個突頭的上述裝置是一個可從包括一加熱器及一成型模具，一聲波焊接器及一加熱焊接器等的組中選擇的元件。
13.按照權利要求10所述的設備，其特徵在於用於將上述管從上述支撐裝置上取下的上述裝置是一個可從包括一氣缸驅動拆卸器，一凸輪驅動拆卸器，一線性往復致動器，一空氣鼓風機，一曲柄運動拆卸器和一伺服電機驅動拆卸器等的組中選擇的元件。
14.按照權利要求10所述的設備，其特徵在於上述設備還包括一個與上述分度裝置、上述裝載裝置、上述突頭成型裝置和上述卸載裝置連接的可編程邏輯控制器。
15.按照權利要求10所述的設備，其特徵在於上述分度裝置是一個可從包括一個分度板和一個分度鼓的組中選擇的元件。
16.按照權利要求10所述的設備，其特徵在於，它還包括在裝置從上述支撐裝置上取下上述管之前，在上述封閉流程中處於上述第二工位下一工序的工位上，至少有一個用於裝飾上述管的裝置。
17.按照權利要求16所述的設備，其特徵在於用於裝飾的上述裝置是至少一個可從包括貼標籤機、膠版印刷機、噴墨印表機、網板印刷機、活字印刷機、電腦印刷機、塗敷機、壓花機和蝕刻機等的組中選擇的元件。
18.按照權利要求10所述的設備，其特徵在於，它還包括在上述裝置從上述支撐裝置上取下上述管之前，在上述封閉流程中處於上述第二工位下一工序的工位上，至少有一個用於精加工上述管的裝置。
19.按照權利要求18所述的設備，其特徵在於用於精加工上述管的上述裝置是至少一個可從包括薄片密封器，加蓋裝置，調整扭矩裝置及檢測裝置等的組中選擇的元件。
全文摘要
本發明公開了一種可採用各種不同的加工工藝由中空熱塑套筒加工熱塑管的機器和方法。本方法中使用的機器是具有一個分度裝置的單獨一臺設備,分度裝置上帶有多個用於固定中空熱塑套筒的心軸,用於沿封閉加工流程傳送熱塑套筒。本方法包括沿封閉加工流程推進套筒,以將套筒製作成管。
文檔編號B29D23/00GK1254641SQ9910044
公開日2000年5月31日 申請日期1999年1月29日 優先權日1998年11月25日
發明者羅納德·E·基拉斯, 約翰·J·羅茲 申請人:北美塑料管公司