專利名稱：生產(chǎn)包裝盒坯件的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過切斷連續(xù)包裝材料帶生產(chǎn)坯件，特別是翻蓋式盒的環(huán)套的設(shè)備，這種設(shè)備具有用于從材料帶切下坯件的切斷組件。
在包裝技術(shù)中，在包裝機(jī)領(lǐng)域中，通常的情形是，包裝材料的坯件從連續(xù)材料帶切下，然后送去包裝加工。對(duì)于許多應(yīng)用場(chǎng)合來說，坯件必須具有精確的、包裝盒特有的格式，以避免在包裝盒生產(chǎn)過程中的故障和/或包裝盒本身的不精確。在生產(chǎn)用作翻蓋式盒(翻蓋式包裝件)的組成部分的環(huán)套時(shí)尤其是這樣。
本發(fā)明的目的是提供一種在包裝技術(shù)中用于生產(chǎn)坯件，特別是翻蓋式盒的環(huán)套的設(shè)備，這種設(shè)備可保證坯件的精確尺寸，不致對(duì)生產(chǎn)過程造成負(fù)面影響。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的設(shè)備的特征在于用于從材料帶切下坯件的切斷組件，在其上游設(shè)有一個(gè)檢查裝置，其用于檢查材料帶的(精確的)寬度和/或厚度。
本發(fā)明的基礎(chǔ)在于以下發(fā)現(xiàn)出于生產(chǎn)的原因，繞成卷筒的材料帶往往并不相應(yīng)于準(zhǔn)備生產(chǎn)的坯件的精確的、預(yù)定的寬度和/或厚度。特別是在生產(chǎn)由單獨(dú)坯件制成的翻蓋式盒環(huán)套的過程中，為了避免在隨后生產(chǎn)完整翻蓋式盒的生產(chǎn)步驟中發(fā)生故障，材料帶必須有精確的寬度。因此，本發(fā)明提出在包裝機(jī)的區(qū)域中，即，在坯件切下點(diǎn)的上游，材料帶要連續(xù)地或以隨機(jī)取樣的方式檢查精確的寬度和/或厚度，并且，如果與預(yù)定的需要尺寸存在差別，則產(chǎn)生一個(gè)誤差信號(hào)，以便將材料帶從生產(chǎn)過程中去除，如果這是適宜的話。
按照本發(fā)明，檢查材料帶正確寬度的操作是通過在檢查裝置中設(shè)置的光電檢查元件進(jìn)行的。檢查裝置連接于一個(gè)用于控制包裝機(jī)的中央評(píng)估裝置。
光電檢查元件最好根據(jù)反射原理工作。在檢查裝置的區(qū)域中，材料帶最好在整個(gè)寬度上被照明。由材料帶反射的光線被光電傳感器檢拾并被評(píng)估。一種特別簡(jiǎn)單可靠的方案是使用直線陣列的CCD芯片來接收反射的光線。這種光敏接收器借助收到的由材料帶反射的光線可精確地建立作為被照明帶的材料帶的寬度。
按照本發(fā)明的設(shè)備在下述情形中特別有利材料帶被引導(dǎo)穿過一個(gè)封閉的殼體，在該殼體中發(fā)光二極管設(shè)置在材料帶上方將材料帶照明，由材料帶反射的光線通過一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)射向直線陣列的CCD芯片。所述CCD芯片連接于一個(gè)控制裝置。
該設(shè)備最好還具有用于測(cè)量材料帶厚度的檢查元件。具體來說，在這種情形中，兩個(gè)檢查元件設(shè)置在檢查裝置中，材料帶每側(cè)一個(gè)。然后可以使用適當(dāng)?shù)臏y(cè)量方法，例如，三角測(cè)量法，特別是激光三角測(cè)量法來測(cè)量每個(gè)測(cè)厚檢查元件和材料帶之間的距離。由于兩個(gè)檢查元件之間的距離也是已知的，因而可以用檢查元件之間的距離減去測(cè)出的距離來算出材料的厚度。
本發(fā)明的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)涉及檢查裝置的結(jié)構(gòu)和設(shè)置。
現(xiàn)在對(duì)照以下附圖詳述本發(fā)明的實(shí)施例。


圖1表示用于生產(chǎn)(環(huán)套)坯件的設(shè)備的示意側(cè)視圖，圖2表示材料帶檢查裝置的橫剖圖，圖3表示類似于圖1的設(shè)備，但是帶有改變的檢查裝置，圖4以縱剖圖表示材料帶的另一檢查裝置，可進(jìn)行材料帶的寬度和厚度測(cè)量。
附圖中所示的實(shí)施例涉及通過切斷材料帶11連續(xù)生產(chǎn)坯件10。材料帶11例如是由薄紙板構(gòu)成的。具體來說，坯件10是環(huán)套，環(huán)套通常是在卷煙的翻蓋式盒(翻蓋式包裝件)中使用的。
從卷筒(未畫出)拉出的材料帶由牽引輥12，13輸送，并送至一個(gè)切斷組件14。在本例中，切斷組件包括兩個(gè)公知結(jié)構(gòu)的切刀輥15，15a，其用于從材料帶11切下坯件10。當(dāng)坯件10已經(jīng)從切刀輥15，15a松釋時(shí)，它們由輸送輥16，16a咬住并以提高了的輸送速度送走。如果適當(dāng)?shù)脑?，坯?0在進(jìn)一步處理后被送入包裝機(jī)作包裝加工。
在坯件10被切斷前，材料帶11被導(dǎo)向通過一個(gè)檢查裝置17，該檢查裝置的任務(wù)是連續(xù)地或不時(shí)地檢查材料帶11的寬度，如果與預(yù)定的需要尺寸或預(yù)定寬度存在偏差，則產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)誤信號(hào)。相對(duì)于輸送方向來說，檢查裝置17設(shè)置在切斷分組件14的上游和牽引輥12，13的上游。
如圖2所示，檢查裝置17包括一個(gè)基本封閉的殼體18。該殼體設(shè)有在側(cè)壁區(qū)域上的橫向窄縫19。材料帶11經(jīng)過該窄縫19進(jìn)入殼體18，并再次反向地送出。材料帶11的寬度是在殼體18內(nèi)建立和監(jiān)測(cè)的。
材料帶11的寬度監(jiān)測(cè)是借助光電元件進(jìn)行的。在本實(shí)例的情形中，材料帶11的一個(gè)(頂)面被設(shè)置在殼體18中的光源照明。在本例中，在縱向邊界23，24的區(qū)域中，在材料帶11的上方設(shè)有發(fā)光二極管21，22。在本例中，材料帶在整個(gè)寬度上由兩個(gè)發(fā)光二極管21，22照明。發(fā)光二極管例如可以發(fā)出紅外光。
每個(gè)發(fā)光二極管21，22設(shè)置在一個(gè)座架25的(底)端部。該座架則連接于設(shè)置在殼體內(nèi)的一個(gè)承載板26上。座架25設(shè)計(jì)成一個(gè)長(zhǎng)形中空體，通至發(fā)光二極管21，22的線路27在一個(gè)縱向孔中延伸。座架25在底部區(qū)域中是傾斜的，因而發(fā)光二極管21，22相對(duì)材料帶11的頂面是斜向的。
被材料帶11反射的光線被光電傳感器評(píng)估。在本例中，一個(gè)直線陣列的CCD芯片28設(shè)置在殼體18內(nèi)。所述CCD芯片包括多個(gè)光敏傳感器，它們一個(gè)靠著一個(gè)地沿直線布置。材料帶11的寬度受到測(cè)量，反射光線照明一個(gè)區(qū)域，即，直線陣列CCD芯片的相應(yīng)于材料帶11寬度的部分。承受光線作用的傳感器的數(shù)目構(gòu)成一個(gè)相應(yīng)于材料帶寬度的精確的控制變量。當(dāng)寬度或大或小時(shí)，或多或少的傳感器受到反射光線的影響。直線陣列CCD芯片28連接于一個(gè)評(píng)估和控制裝置。
由材料帶11反射的光線，在本例中為光錐29，經(jīng)過一個(gè)孔30射向直線陣列CCD芯片28。上述孔相對(duì)于材料帶11在中央地布置在承載板26中，承載板26設(shè)置在材料帶11上方一個(gè)距離處。另外，光線或光錐29穿過帶有至少一個(gè)透鏡32的光學(xué)系統(tǒng)31照射。直線陣列CCD芯片設(shè)置在連接于殼體18上的安裝板33上。
直線陣列CCD芯片在原理上是公知的。它們包括一排光敏點(diǎn)(像素)。芯片按照暴露于光線的像素反應(yīng)。取決于設(shè)計(jì)，直線陣列芯片可達(dá)到1/100mm的精度。
在材料帶11的寬度有缺陷的情形中，如適當(dāng)?shù)脑?，設(shè)備停機(jī)，從而可以更換通常在全長(zhǎng)上有缺陷的材料帶11。
在上述實(shí)施例的情形中，光電檢查裝置對(duì)反射光線作出反應(yīng)。設(shè)備也可以類似地設(shè)計(jì)，使光敏傳感器設(shè)置在材料帶11的與光源相反的那側(cè)，也就是說，在本例中，在材料帶11下側(cè)。在這種情形中，帶寬度是按照傳感器的覆蓋來測(cè)量的，即，按照與光線相關(guān)被材料帶覆蓋的直線陣列CCD芯片的傳感器來測(cè)量的。
圖3表示與圖1相應(yīng)的設(shè)備，但是，帶有一個(gè)改變了的檢查裝置17。在其它方面，圖3的設(shè)備相應(yīng)于圖1的設(shè)備，因而相同的零件使用相同的標(biāo)號(hào)。
圖4以縱剖圖表示圖3的檢查裝置17。圖3的檢查裝置17與圖1的檢查裝置17的不同之處在于除了用于測(cè)量材料帶11的寬度的檢查元件以外，還設(shè)有兩個(gè)用于測(cè)量厚度的檢查元件34，35。
用于測(cè)量材料帶寬度的檢查元件設(shè)置在檢查裝置17的下游部分。具體來說，在圖4中，發(fā)光二極管22、座架25、直線陣列CCD芯片28、孔30、光學(xué)系統(tǒng)31、透鏡32和安裝板33容納在一個(gè)殼體部分中，該殼體部分由一隔墻36隔開。上述元件相應(yīng)于圖2中的元件，因而使用相同的標(biāo)號(hào)。
沿著與材料帶11運(yùn)行方向相反的方向看去，在上游在殼體18內(nèi)在隔壁36的遠(yuǎn)側(cè)上設(shè)有用于測(cè)量材料帶11厚度的第一檢查元件34和第二檢查元件35。
為了接受和/或?yàn)榱顺休d和引導(dǎo)材料帶11，在殼體18中設(shè)有一個(gè)支承件37。支承件37在用于測(cè)量材料帶寬度的檢查元件的區(qū)域中，以及在用于測(cè)量厚度的第一和第二檢查元件34，35的區(qū)域中都引導(dǎo)材料帶11。
支承件37在測(cè)量厚度的第一和第二檢查元件34，35的區(qū)域中有一個(gè)開口38。
測(cè)量厚度的第一和第二檢查元件34，35分別在材料帶11的方向上投射一激光束39，40。因此，開口38用于在材料帶11兩側(cè)打通向著材料帶11的激光通路，因而測(cè)厚檢查元件34，35可自由通至材料帶11。
來自第一測(cè)厚檢查元件34的激光束39和來自第二測(cè)厚元件35的激光束40被材料帶反射，從而形成兩個(gè)反射激光束41，42，反射激光束41是激光束39的反射束，反射激光束42是激光束40的反射束。這樣，由第一測(cè)厚檢查元件34發(fā)出的激光束39和由第二測(cè)厚檢查元件35發(fā)出的激光束40分別被反射至發(fā)光的檢查元件34，35。
根據(jù)材料帶11至測(cè)厚檢查元件34，35的距離，檢查元件使用三角測(cè)量法產(chǎn)生相應(yīng)于有關(guān)距離的信號(hào)。
三角測(cè)量法是一種光學(xué)距離和/或長(zhǎng)度測(cè)量的原理，測(cè)量信號(hào)和距離經(jīng)由三角函數(shù)相聯(lián)系。三角測(cè)量法可用于借助三角學(xué)以無接觸方式測(cè)定距離。光線發(fā)射器如發(fā)光二極管、砷化鎵激光二極管的光束經(jīng)過透鏡聚焦，并照明待測(cè)距離上的像素，該像素又經(jīng)過一個(gè)透鏡在有限的景深內(nèi)以清晰限定的方式在一個(gè)位置敏感的檢測(cè)器上成像。然后，根據(jù)得到的幾何布置直接確定該距離。
在圖4中，聚焦所需的透鏡是配置于測(cè)厚的第一檢查元件34的兩個(gè)透鏡43，44和配置于測(cè)厚的第二檢查元件35的透鏡45，46。
由測(cè)厚的第一檢查元件34和測(cè)厚的第二檢查元件35產(chǎn)生的相應(yīng)于有關(guān)距離的信號(hào)經(jīng)過線路47，48送至一個(gè)中央控制裝置。該控制裝置根據(jù)距離信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)于材料帶厚度的信號(hào)，或直接產(chǎn)生材料帶厚度值。
對(duì)于控制裝置來說，兩個(gè)檢查元件34，35之間的距離是已知的?？紤]到兩檢查元件34，35之間的這個(gè)距離，控制裝置就可以借助相對(duì)于材料帶11測(cè)出的距離值推算出材料帶11的厚度。在這種情形中，從兩檢查元件之間的距離減去兩個(gè)檢查元件34，35至材料帶的距離，所得到的差值精確地相應(yīng)于材料帶11的厚度。
在材料帶11的厚度有缺陷的情形中，如適當(dāng)?shù)脑?，將設(shè)備停機(jī)，從而可以更換有缺陷的材料帶11。如果只是存在單一的厚度浮動(dòng)，那么，用該材料帶部分形成的包可被注意到并被彈出，或者也可進(jìn)行某種其它糾錯(cuò)措施。
作為圖4所示具有兩個(gè)測(cè)厚檢查元件的檢查裝置的替代方案，材料帶的厚度原則上也可以只用一個(gè)檢查元件確定。在這種情形中，無需支承件37中的開口38。但是，這種簡(jiǎn)化的檢查裝置的先決條件是，材料帶11很精確地抵靠在支承件37上，在材料帶11和支承件37之間沒有任何空隙。然后，借助一個(gè)測(cè)厚檢查元件和材料帶11之間的距離就可以推算出材料帶11的厚度。這里，(一個(gè))檢查元件和支承件37之間的距離也包括在厚度的測(cè)定中，材料帶11的厚度是通過從所述距離減去測(cè)出的檢查元件和材料帶11之間的距離而得到的。
激光三角測(cè)量法使厚度測(cè)量的分辨率在0.01μm的范圍內(nèi)。激光的直徑大約為8-16μm，特別是12μm，因此甚至可以檢測(cè)最薄的待測(cè)物體和/或材料帶11的特別具體的點(diǎn)位。激光的掃描頻率在40-60KHz的范圍內(nèi)，特別是50KHz。這使快速移動(dòng)的材料帶11可實(shí)現(xiàn)很高的分辨率。另外，激光三角測(cè)量法可使檢查元件34，35和材料帶11之間的工作距離為大致20-40mm，特別是30mm。這意味著檢查元件34，35無需安裝在離材料帶11很近的地方。這是很有利的，特別是考慮到材料帶11高速運(yùn)行，如果檢查元件設(shè)置得離材料帶11的輸送路徑太近，任何可能的缺陷如材料帶的顫動(dòng)或撕裂就可能導(dǎo)致檢查元件34，35的誤對(duì)準(zhǔn)或損壞。
本發(fā)明包括分別單獨(dú)檢查材料帶11的寬度及材料帶11的厚度，以及綜合上述兩種檢查的情形。特別是如果綜合檢查材料帶11的寬度及厚度，可以制造很精確的坯件。
標(biāo)號(hào)表格10 坯件 29光錐11 材料帶 30孔12 牽引輥 31光學(xué)系統(tǒng)13 牽引輥 32透鏡14 切斷分組件 33安裝板15 切刀輥 34測(cè)厚第一檢查元件16 輸送輥 35測(cè)厚第二檢查元件17 檢查裝置 36隔墻18 殼體 37支承件19 窄縫 38開口20 側(cè)壁 39激光束21 發(fā)光二極管 40激光束22 發(fā)光二極管 41反射光束23 縱向邊界 42反射光束24 縱向邊界 43透鏡25 座架 44透鏡26 承載板 45透鏡27 線路 46透鏡28 直線陣列CCD芯片47線路48線路
權(quán)利要求
1.通過切斷包裝材料的連續(xù)材料帶(11)生產(chǎn)坯件(10)，特別是生產(chǎn)翻蓋式盒的環(huán)套的設(shè)備，具有用于從材料帶(11)切下坯件(10)的切斷分組件(14)，其特征在于切斷分組件(14)在其上游設(shè)有用于檢查材料帶(11)的寬度和/或厚度的檢查裝置(17)。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于材料帶(11)可被輸送通過檢查裝置(17)，材料帶(11)的寬度和/或厚度可由光電檢查元件測(cè)量。
3.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于檢查裝置(17)具有一個(gè)殼體(18)，該殼體在各側(cè)面封閉，具有供材料帶(11)進(jìn)、出的窄縫(19)，材料帶(11)在殼體(18)內(nèi)被照明，按照材料帶(11)的寬度從材料帶(11)反射的光線由光電傳感器接受。
4.如權(quán)利要求1或其后權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于從材料帶反射的光線可送至一個(gè)直線陣列CCD芯片，其由反射光線按照材料帶的寬度被照明，所述芯片(28)連接于一個(gè)評(píng)估裝置。
5.如權(quán)利要求1或其后權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，直線陣列CCD芯片(28)或某種其它光電接收器在其上游設(shè)有一個(gè)孔(30)，該孔用于限制由于反射而射在芯片(28)上的光量。
6.如權(quán)利要求4或其后權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)(31)設(shè)置在芯片(28)上游，特別在孔(30)的區(qū)域具有一個(gè)用于聚焦反射光線的透鏡(32)。
7.如權(quán)利要求1或其后權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于材料帶(11)最好被兩個(gè)橫向設(shè)置的發(fā)光二極管(21，22)，特別是用紅外光照明。
8.如前述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于材料帶(11)的厚度可通過下述方式測(cè)量測(cè)量測(cè)厚第一檢查元件(34)和材料帶(11)的一個(gè)表面之間的第一距離，并測(cè)量測(cè)厚第二檢查元件(35)和材料帶(11)的相反表面之間的第二距離。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于材料帶(11)可在測(cè)厚第一和第二檢查元件(34，35)之間送過，所述兩個(gè)檢查元件(34，35)相隔一個(gè)預(yù)定的距離。
10.如前述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于設(shè)有一個(gè)承載材料帶(11)的支承件(37)，特別是只有一個(gè)測(cè)厚檢查元件與支承件(37)隔開一個(gè)預(yù)定的距離，使其可以測(cè)量所述檢查元件和材料帶(11)的背離支承件(37)的表面之間的距離。
11.如權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于可以借助三角測(cè)量法，特別是激光三角測(cè)量法測(cè)量距離。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過切斷連續(xù)材料帶(11)制造坯件,特別是翻蓋式盒環(huán)套的設(shè)備。被加工的材料帶輸送通過檢查裝置(17)以連續(xù)地檢查材料帶(11)的寬度和/或厚度。材料帶(11)在檢查裝置(17)內(nèi)被照明,反射光線由光電傳感器,即,帶有獨(dú)立的傳感器(像素)的直線陣列CCD芯片(28)接受,以便根據(jù)照射在其上的光線精確地測(cè)定材料帶(11)的寬度,并且當(dāng)出現(xiàn)不合要求的偏差時(shí)產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)。
文檔編號(hào)B31B1/74GK1274314SQ98809939
公開日2000年11月22日 申請(qǐng)日期1998年10月6日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月6日
發(fā)明者海恩茲·?？? 哈拉爾德·戈澤布魯赫 申請(qǐng)人:?？擞邢薰?br>