专利名称：用于制造曲线包装盒的自动化机器和方法
技术领域：
本发明涉及一种制造和覆盖具有曲线轮廓的纸质或纸板包装盒。
背景技术：
使曲线盒成形的现有技术的装置通常包括组装盒体的机器，此盒体具有圆筒壁和 有相同轮廓的分离底部，并且通常通过胶粘连接到壁上。覆盖盒子包括覆盖纸层的后续贴合，该纸层给最终成品以所期望的外部修饰。然而，现有技术的机器在自动化生产高质量已覆盖的盒子的过程中有若干缺点， 也就是说，生产过程中在这些完成的盒子中不能轻易看到或者感受到诸如基底和圆筒壁的 分开部件的存在。第二个缺点是不能自动化且有效率地执行已覆盖的曲线盒的整个处理过程，从组 装分开部件(底部和壁)开始，直至覆盖最终成品。
发明内容
本发明的第一个目标是克服具有曲线、较佳地是圆形的已覆盖的纸质或纸板的盒 子的自动化生产的问题。本发明的第二个目标是提出一种自动化制造已覆盖的纸质或纸板的曲线盒的机 器和方法，这种自动化制造具有高生产力同时也能制造高质量盒子。指出的技术目的和说明的目标基本上通过包括在本发明一个或多个权利要求中 所述技术特征的、用于制造盒子的机器和方法来实现。
本发明的其它特征和优点在下面具体实施方式
中，参考本发明较佳的、非限制的 在附图中阐述的实施例更为清楚，其中图1是将曲线壁与基底组装起来的步骤的示意图；图2是根据本发明的用覆盖纸的预胶合盘稳定地将图1的曲线壁和基底相连接的 装置的分解示意图；图3和4是通过图2的装置贴合预胶合盘的一系列步骤的示意图；图5示出根据本发明的具有覆盖工位的回转件单元；图6示出在覆盖步骤中带有盒子的图5中的回转件的详图；图7示出盒子覆盖步骤的另一详图；图8示出盒子覆盖步骤的又一详图；图9是将已组装盒子传递到对准工位和成形工位的步骤的示意图；图10示出根据本发明的方法的一系列处理步骤的例子；图11示出用于构成圆柱盒壁的管子的流水线生产的一系列步骤；图12示出沿馈送线使开口管居中的装置的详图13示出沿馈送线寻找和对准覆盖盒子底部的胶合盘的装置的详图；图14示出沿馈送线对准使盒子侧面覆盖成形的板片的详图；图15示出盒子侧面覆盖的装置的详图；图16示出盒子侧面覆盖的工位的详图；图17示出在盒子侧面覆盖的工位中折叠装置的详图；图18示出在盒子覆盖工位中一对尾盘的详图；图19是根据本发明的机器操作的示意说明。
具体实施例方式参考附图描述用于制造曲线盒子6的机器，该盒子通过将曲线圆筒壁1连接到底 部或基底2而获得。应予注意的是，根据本发明，壁1可由预形成的管制成，或可在机器上游合适的操 作工位的生产线中成形。在图11的例子中，使圆柱管成形的工位可具有一个接一个的纸板坯料(原始的或 已接合的)的送料装置，具有与待成形的盒子的长度相同尺寸的纸板从此送料装置中被拾 取，并被移到砑光工位，在此工位中通过封接纸板的自由端来使管子成形。一旦圆柱管成形，其将被卸载并送至已完成管子送料装置中。较佳的是，参考图1，盒子6具有圆形轮廓，并通过使用例如吸盘型的夹持元件3将 底部2插入到具有圆形横截面1的壁中，直至壁的一端M由机械干涉而闭合为止来获得此
品.ο参考图2至4，可以通过将预胶合盘7贴合到盒子的末端M来稳定地连接底部2 和壁1。较佳的是，参考图9，盘7的径向尺寸比盒子6的外直径稍大，并搁置到传送带27 上行进至对准工位P。在工位P中，盒子6可以通过具有垂向行程的夹持元件5来配合，夹持元件位于预 胶合盘7上并包括可精确地插入盒子6直到与凸缘31接触为止的圆柱盒体4，从而将在盘 7中心上的盒子6放置在盘上并将其粘在那里。特别是，通过寻找盘位置的装置(在本领域中为已知类型的)来使盒子居中，此装 置在指出盘的位置后用精确的垂直校准使盒子居中。一旦完成居中，盒子6和盘7被移到成形工位F，在此工位中有具有形状和尺寸精 确对应于盒子6的外轮廓的开口 9的环形支承面8。在所述例子中，开口 9的相对侧可能也有板10 (如有需要则安装在弹簧11上)，此 板具有使其可靠近开口 9旁与盘7接触的尺寸。在操作过程中，将带有胶合盘7的盒子6放低到开口 9，并将板10拉近盘7的无粘 性侧。继续盒子6的行程通过开口 9，弹簧11屈曲，盒子的底部精确地通过开口 9，且盘 7伸出开口 9的部分被压到毗邻底部的壁23的一段上，因此稳定地连接盒子6的底部2和壁1。图5至9示意地说明根据本发明的覆盖工位R，在此工位中，盒子6通过能配合盒子退出成形工位F的倾翻装置被从垂直方向传送到水平方向，并且倾覆装置旋转盒子直至 其呈水平方向为止，此后盒子6由覆盖工位R接收，如有必要则经过还未侧向覆盖的盒子的 中间送料装置。根据本发明，工位R是回转件单元沈的一部分，回转件单元由驱动单元27驱动进 行旋转并包括多个操作工位S，至少一个工位用于待覆盖的已成形的盒子的装载步骤，并在 覆盖后用于已完成的盒子的卸载步骤。未具体说明工位S，因为它们本身并非本发明的主题。在所述例子中，已成形的盒子6在覆盖工位R中进行处理，并已经定位在安装于回 转件沈臂25的末端处的心轴19上。心轴19的尺寸根据命令可被扩大，使其配合到盒子6中并且由驱动单元14驱动 而绕着轴线20旋转。在所说明的实施例子中，由在图5中示意示出的固定的棱形滑轨18来引导电动机 14的纵向运动。根据本发明，在工位R中，心轴19使盒子沿着轴线20旋转，以使盒子与预胶合覆 盖板片12的到达同步，板片横向于轴线20馈送直到其接触盒子6的母线，沿此母线覆盖盒 子。盒子的旋转速度和板片12的线性馈送速度是固定的，从而使覆盖点处的端速与 板片12的速度一致。或者，在第一板片12将其一段贴合到盒子6上后，通过在无强制的板片馈送的情 况下拖曳板片12可继续覆盖盒子。板片12的纵向尺度和长度使其覆盖整个外壁1并在盒子6开口端21处留下伸出 外壁的边缘22。应予注意的是，在其它实施例中，板片12可以以单独预切割板片的形式馈送，或 者可有根据尺寸切断连续板片的步骤。特别参考图7和8，工位R也包括边缘下翻折叠器17，其接近盒子6的开口端21， 从而在盒子覆盖过程中与边缘22的一段发生干涉，并引导边缘使其向盒子的内侧折叠并 覆盖盒子的开口边缘。然后较佳地通过属于工位R的一对压力辊子13完成开口端21的覆盖，压力辊子 横跨末端21从而在盒子旋转过程中将边缘22压抵壁1。必须予以强调的是，借助示例来布置所述驱动单元和滑轨，但应该理解的是可用 不同的机构和机械方案使心轴19旋转，并执行覆盖和边缘下翻的步骤。例如，在不同方案中，可在相同工位R中执行盒子覆盖和边缘下翻。在这种情况 中，可能只有一个位于工位R处的并具有联接器的电动机，电动机用此联接器例如借助轴 向滑动与回转件心轴配合或脱离。在不同的方案中，可能有位于回转件的若干操作工位R、S处的若干电动机(如需 要则带有叉簧释放联接器)，设置此回转件以执行分开的覆盖步骤或边缘下翻步骤。—旦完成覆盖和边缘下翻，已完成的盒子通过回转件被移离工位R并移向后续卸 载工位S，然后转送到后续处理或存储。图10和11借助示例来说明，自动化生产所公开的已覆盖的盒子的上述一系列步骤涉及使用底部2和圆筒壁或管1的送料装置，组装底部和壁来使盒子6成形，将盒子6移动到带有预胶合板片7的对准工位P，将板片7边缘下翻到壁1上，将带有已覆盖有底部的盒子移向带有预胶合板片7的盒子侧面覆盖的工位，将侧向覆盖板片下翻到壁的开放边缘上，移动已覆盖的盒子以进行卸载。图19是在一较佳的实施例中、特别是图12至19中示出的根据本发明的机器操作 的示意说明。根据图19中的示意图并参考图12和13，沿着皮带观馈送一系列的管子1，叉子 29沿着该皮带运转，相对于底部2的插入使开口管居中，这些参考图1如所述进行。更详细的是，通过远离或朝向线28的向前向后运动由馈送装置32来驱动叉子四， 该馈送装置例如包括连接到叉子四并由电动机33驱动的皮带32。叉子四较佳地包括两个臂35，该臂可滑动地安装于相应的滑轨37上并由于例如 由电动机驱动的皮带(未示出)的运动元件36的动作能彼此靠近，而臂的前部设有传感器 38。在操作过程中，管子1通过纵向滑轨47被引导沿着皮带线28经过臂35中的开口 34，且叉子四以与沿着线观的管子1的馈送同步的方式重复地向前移动，这样传感器38 检测出保持在被拉近的臂35之间的管子1的位置，并因此沿着线观将管子定位成相对于 预定的轴线39使管子居中以将底部2插入管子1中，如图19所示。一旦开口管与底部2组装起来，通过皮带观向皮带30传递待覆盖的盒子6，从而 覆盖被贴合到盒子6上的底部而馈送板片7，如参考图2至4所述。有利的是，沿着皮带30有使底部覆盖板片7相对于盒子6居中的装置Al，如图13 所示。装置Al包括横向于传送底部覆盖板片7的皮带30的桥接装置40，且盒子6夹持 机构41能沿该皮带滑动的，该机构包括一对由横向构件43支承的且根据命令沿横向构件 可滑动的卡爪。横向构件43则能根据命令沿着桥接装置40沿着合适的滑轨44滑动。光 学传感器60用于夹爪42中的至少一个夹爪处。装置Al还包括传感器45，该传感器位于皮带30上靠近底部覆盖板片7运输线旁， 并由能沿着桥接装置40的滑轨44可滑动的滑架46来悬臂支承。在操作中，盒子6到达装置Al处，该装置用卡爪42夹持盒子并通过横向构件43 沿着桥接装置40的运动在皮带30上传递盒子。通过读取传感器45来确保横向构件43的运动范围以及因此盒子6相对于底部覆 盖板片7的精确居中，该传感器指出皮带30上的底部覆盖板片7在方向Y上的位置并将其 发送到控制横向构件运动的控制单元。此外，一旦盒子6相对于Y居中，传感器60发出停止皮带30的命令，因此停止对 盒子6以及底部覆盖板片相对于轴线X居中。传感器45较佳地为光学的，并检测底部覆盖板片7的最大尺寸的跨度，并因此检测其在皮带上相对于轴线X的中心位置。一旦贴上底部覆盖板片7，就将盒子6送到在图9中示出的覆盖工位F，从而完成 覆盖盒子的底部和侧向下翻底部覆盖板片7的边缘23。如果这些已完成，则将盒子6倾斜到水平位置并将盒子放置到属于在第一工位S 处待位的回转件沈的心轴31上。未示出将盒子6倾斜和放置到心轴31上的机构，因为这不是本发明的部分。在后续步骤中，参考图14和15，回转件进行旋转并将心轴带到覆盖工位R，并特别 是位于侧向覆盖板片12到达平面处的第一子工位Rl。有利的是，沿着板片12馈送平面有用于相对于安装在回转件沈心轴上的盒子6 对准板片12位置和馈送方向的装置A2。特别是，装置A2包括一个或多个传感器53和一对 吸盘48 (或诸如夹持器或类似物的机械夹持系统)，该传感器能检测板片12的纵向边缘32 在馈送皮带51上的位置，这对吸盘能根据命令横向于板片12对准装置的预定方向“d”移 动。吸盘48可安装在滑架49上，该滑架在滑轨50上平行于纵向边缘32滑动。在操作过程中，方向“d”定义成与安装在心轴31上盒子6的边缘52相关。当板片12向前馈送时，传感器53检测到边缘32相对于方向“d”的位置，从而使 吸盘48能夹持板片12并横向拉板片，直到边缘32与方向“d”相同为止。一旦发现校准，就能精确地进行工位Rl中盒子6侧向覆盖，较佳的是借助能拉近 盒子6的压力元件M以使板片12粘到盒子外壁上。还有参考图19，一旦贴上侧向覆盖，回转件沈的另一旋转将盒子6带到第二覆盖 子工位R2 (参考图17和18更好地来说明)，在此工位有利的是有用于完成盒子6侧向覆盖 的折叠装置34。在操作过程中，心轴31使已贴有侧向覆盖的盒子6旋转，将折叠装置34向前移 动，例如借助能在滑轨56上移动的滑架55，直到折叠装置与多余边缘22干涉，迫使边缘向 内折叠。一旦完成边缘22的折叠，可借助在图16中示出的能相对于心轴31移动并能被精 确地插入盒子中的对模57将边缘折叠到盒子内部，从而使边缘22粘到内壁并覆盖开口端 21。一旦完成折叠，回转件沈执行另一旋转，将已覆盖的盒子带到排出工位E，从该工 位中为进行存储或作进一步处理将盒子送出。在覆盖工位Rl和折叠工位R2处较佳地有在图18中示意示出的盘或尾盘58，其在 操作过程中能被拉近并接触被处理的盒子6从而在心轴31旋转时确保有规律的覆盖和折叠。相似地，替代尾盘58中的至少一个，可能有接触元件，该接触元件设计成将安装 在心轴上的盒子的边缘保持在正确的参考位置。上述的本发明易于进行工业应用且可以若干方式来修改和改适而不脱离本发明 概念的范围。此外，本发明的所有细节可由技术上等效的元件来代替。
权利要求
1.一种用于制造用纸质或纸板覆盖的并具有曲线轮廓的曲线管(1)或盒子的自动化 机器，具有一用于将管(1)或盒子(6)传递到覆盖工位(R)的装置，一覆盖工位(R)，所述覆盖工位包括第一子工位(Rl)，所述第一子工位设有能配合到 管(1)或盒子(6)中并使其相对于水平轴线00)转动的心轴(19)，并且与用于预胶合覆盖 板片(12)的线性馈送装置结合起来操作，从而使所述板片(12)与所述管(1)或盒子(6) 的外壁相连接，所述工位(R)还包括第二折叠子工位(R2)，所述第二折叠子工位带有根据 命令进行操作以将所述盒子的第二开口端用从所述第二端突出的所述板片(1 的边 缘(22)来覆盖的装置(34)。
2.如权利要求1所述的机器，其特征在于，包括一用于使所述曲线盒(6)成形的装置，该装置使底部(2)稳定地连接到具有曲线轮廓 的管子(1)的第一端04)，以及一用于贴合预胶合盘(7)的装置(5，8)，该装置将预胶合盘(7)贴合到所述底部O)以 使所述壁(1)的所述第一端04)闭合。
3.如权利要求2所述的机器，其特征在于，用于将所述底部(2)插入所述壁(1)中的装 置包括保持和传递所述底部O)的第一夹持元件(3)。
4.如权利要求2或3所述的机器，其特征在于，用于贴合预胶合盘(7)的装置包括一具有开口(9)的盘支承面(8)，该开口的形状和尺寸与所述盒子(6)外轮廓相匹配，一第二夹持元件(5)，该第二夹持元件能相对于所述面(8)移动以保持和移动所述盒子(6)，一能相对于所述支承面(8)移动的接触面(10)，该接触面可被插穿过所述开口(9)并 关于所述开口(9)与所述元件(5)相对，一用于移动所述接触面(10)的装置，该装置移动所述接触面直到该接触面靠近抵靠 在所述支承面(8)上的所述盘(7)为止，一用于移动所述第二夹持元件(5)的装置，该装置移动所述第二夹持元件，直到所述 盒子(6)设置在抵靠在所述支承面(8)上的所述盘(7)的预胶合面的顶上为止，并迫使所 述盒子(6)经过所述开口(9)，从而将所述盘(7)的外围部分贴合到所述壁(1)的毗 邻所述第一端04)的一段上。
5.如权利要求4所述的机器，其特征在于，所述接触面(10)由弹性装置(11)来支承。
6.如权利要求4或5所述的机器，其特征在于，所述接触面(10)具有使其重叠到所述 壁(1)末端的形状与尺寸。
7.如前述权利要求中任一项所述的机器，其特征在于，所述工位(R)是设有多个操作 工位(S)的旋转回转件06)的操作工位。
8.如权利要求7所述的机器，其特征在于，所述工位(R)的心轴(19)安装在回转件 (26)的臂05)的一端处并能相对于旋转轴线OO)旋转。
9.如前述权利要求中任一项所述的机器，其特征在于，用于覆盖所述盒子(6)的第二 开口端的装置(17)包括弯曲元件(17)，所述弯曲元件相对于所述盒子(6)的覆盖运 动处于固定位置，所述弯曲元件的位置使其与所述预胶合板片(1 的边缘0 干涉，从而 将所述边缘0 折叠入所述盒子(6)中并覆盖所述壁(1)的毗邻所述开口端的一段。
10.如前述权利要求中任一项所述的机器，其特征在于，用于覆盖所述盒子(6)的第 二开口端的装置(17)包括构造成将已折叠边缘0 压到所述壁(1)上的压力辊子 (13)。
11.如前述权利要求中任一项所述的机器，其特征在于，用于使曲线盒子(6)成形的装 置包括用于馈送一系列开口管子(1)的装置和用于使各个管子(1)相对于预定位置居中以 将底部( 插入已定位的管子(1)中的装置。
12.如前述权利要求中任一项所述的机器，其特征在于，用于贴合粘性盘的装置包括用 于馈送一系列粘盘(7)的装置和用于在所述盘(7)中的一个盘上放置盒子并使盒子(6)居 中的装置(Al)。
13.如前述权利要求中任一项所述的机器，其特征在于，所述覆盖装置包括用于馈送一 系列覆盖板片(12)的馈送线(51)和用于相对于预定方向(d)对准板片(12)馈送方向的 装置(A2)。
14.如前述权利要求中任一项所述的机器，其特征在于，用所述板片(12)的边缘02) 覆盖盒子的第二开口端的装置(17)具有对模(57)。
15.如前述权利要求中任一项所述的机器，其特征在于，包括至少一个盘或尾盘(58)， 所述盘或尾盘在所述覆盖工位(Rl)处和/或在所述折叠工位(似)处可靠近并接触所述盒 子(6)。
全文摘要
一种用于制造具有曲线轮廓的已覆盖的纸质或纸板盒子的机器，包括用于使曲线盒子(6)成形的装置和覆盖工位(R)，该覆盖工位与用于线性馈送预胶合覆盖板片(12)的装置结合操作，以使板片(12)连接到盒子(6)的外侧壁上。
文档编号B31B17/00GK102099179SQ200980128924
公开日2011年6月15日 申请日期2009年7月16日 优先权日2008年7月23日
发明者G·巴锡 申请人:爱慕斯股份公司