具有出料引导件的高架的转换的制造方法
【专利摘要】一种将折叠式材料转换为包装模板的系统，包括转换组件，当折叠式材料沿第一方向移动穿过转换机时，该转换组件对折叠式材料执行转换功能，例如切割、形成折痕和刻线。转换组件可以安装在框架上，使得转换组件被高架在支撑表面的上方。在转换组件已经对折叠式材料执行转换功能后，出料引导件可以将折叠式材料的移动方向从第一方向改变到大体竖向的第二方向。
【专利说明】具有出料引导件的高架的转换机
[0001]本申请主张以下专利申请的优先权和权益:(I)于2011年11月10日提交的、题目为“具有出料引导件的高架的转换机，ELEVATED CONVERTING MACHINE WITH OUTFEEDGUIDE”的美国临时申请N0.61/558,298 ; (2)于2012年4月30日提交的、题目为“转换机，CONVERTING MACHINE”的美国临时申请N0.61/640，686 ;以及(3)于2012年5月5日提交的、题目为“转换机，CONVERTING MACHINE”的美国临时申请N0.61/643，267。这些申请的全文以引用方式并入本文。
【技术领域】
[0002]本发明的示例性实施例涉及用于转换片状材料的系统、方法和装置。更加具体地，示例性实施例涉及一种用于将纸板、瓦楞纸、硬纸板以及类似的折叠式(fanfold)材料转换成用于箱子和其它包装物的模板(template,型板)的高架的(elevated,抬高)、紧凑的机器。
【背景技术】
[0003]运输和包装工业经常使用纸板和其它折叠式材料的加工设备，所述设备将折叠式材料转换为箱子模板。此设备的一个优点是运输者可以按要求准备所需尺寸的箱子，而不是保存成一堆各种尺寸的标准预制箱。因此，运输者可以不再需要预测对特定尺寸箱子的需求，也不需要储存标准尺寸的预制箱。取而代之，运输者可以储存一个或多个折叠式材料捆(bales)，基于每次运输时对特定箱子尺寸的需求，该材料捆可以用于产生各种尺寸的箱子。这使得运输者能够减少定期使用运输物资通常所需的储存空间，也能够减少因预测箱子尺寸的需求而必然产生的不准确所带来的浪费和成本，因为运输的物品和他们各自的尺寸会随时变化。
[0004]此外，为了减少储存多种尺寸的箱子所带来的低效，形成定制尺寸的箱子还可以减少包装和运输成本。据统计，在工业实践中，运输物品通常所用的包装箱大约比该运输的物品大40%。由于制作较大箱子要消耗额外的材料，所以用于特定物品的过大的箱子比用于该物品的定制尺寸的箱子昂贵。当一个物品被包装在过大的箱子中时，通常在箱子中放置填充材料(即泡沫塑料、泡沫颗粒、纸、空气枕等)，以防止物品在箱子内移动并防止箱子在受到压力时塌陷(例如，当箱子被捆扎封闭或堆叠时)。这些填充材料进一步增加了将物品包装在过大箱子中所带来的成本。
[0005]相比于在过大的箱子中运输物品而言，定制尺寸的箱子还可以减少运输物品带来的运输成本。装有比所包装物品大40%的箱子的运输载具的运行成本效率明显低于装有适合所包装物品的定制尺寸箱子的运输载具。也就是说，装有定制尺寸箱子的运输载具可以运载明显更多的数量的过大尺寸的包装，这可以减少运输同样数量的物品时所需的运输载具的数量。因此，除了计算基于包装重量的运输价格或代替计算基于包装重量的运输价格，运输价格通常受到运输包装的尺寸的影响。所以，减少物品包装的尺寸可以降低运输该物品的成本。
[0006]虽然片状材料加工机器和相关设备有可能减轻存放标准尺寸的运输物资带来的不便并减少存放这些运输物资所需的空间，但是先前可用的机器和相关设备具有相当大的占地面积并占据很大的地面空间。这些大机器和设备占用的地面空间本可以得到更好的使用，例如用于存放待运输的货物。除了占地面积大之外，先前可用的机器和相关设备的尺寸使其维护、修理和更换耗时且昂贵。例如，一些现有机器和相关设备的长度约为22英尺且高度约为12英尺。
[0007]综上所述，具有相对较小的占地面积的转换机是有益的，其能够节省地面空间并减少修理和/或更换机器带来的维护成本和停机时间。
【发明内容】
[0008]本申请涉及用于加工纸板(例如瓦楞硬纸板)和类似的折叠式材料以及将其转换为包装模板的系统、方法和装置。例如在一个实施例中，一种用于将大体刚性的折叠式材料转换为包装模板的转换机包括进料引导件、一个或多个供给辊、转换组件和出料引导件，该包装模板用于组装为箱子或者其它包装物。进料引导件引导折叠式材料进入转换机。一个或多个供给辊移动折叠式材料沿第一方向穿过转换机。转换组件能够在折叠式材料移动穿过转换机时对折叠式材料执行一个或多个转换功能。例如，为了产生包装模板，转换组件可以对折叠式材料执行一个或多个以下的转换功能:形成折痕、弯折、折叠、穿孔、切割和刻线。在转换组件对折叠式材料执行一个或多个转换功能之后，出料引导件将折叠式材料的移动方向从第一方向改变到大体竖向的第二方向。
[0009]在另一个实施例中，一种由大体刚性的折叠式材料产生包装模板的方法可以包括沿第一方向移动折叠式材料，该包装模板用于组装为箱子或者其它包装物。同样可以在折叠式材料移动穿过转换机时对折叠式材料执行一个或多个转换功能。转换功能可以包括例如对折叠式材料形成折痕、弯折、折叠、穿孔、切割和刻线等功能。该方法也可以包括在对折叠式材料执行一个或多个转换功能之后，将折叠式材料的移动方向从第一方向改变到大体竖向的第二方向。
[0010]在又一个其它实施例中，一种用于将折叠式材料转换为包装模板的转换机可以包括框架和选择性地安装在框架上的转换组件盒，该包装模板用于组装为箱子或者其它包装。该转换组件盒可以包括:至少一个纵向转换工具，其沿纵向的第一方向对折叠式材料执行一个或多个转换功能；以及至少一个横向转换工具，其沿大体垂直于纵向的第一方向的、横向的第二方向对折叠式材料执行一个或多个转换功能。转换组件盒也可以包括一个或多个供给辊，其沿纵向的第一方向移动折叠式材料穿过转换机。包括纵向、横向转换工具和一个或多个供给辊的转换组件盒还可以作为一个单体单元从框架选择性地移除。转换机还可以包括安装在框架上的进料引导件，其引导折叠式材料进入转换组件盒。
[0011]在其它实施例中，一个用于形成包装模板的系统可以包括一折叠式材料堆和用于将折叠式材料转换为包装模板的转换机，该包装模板用于组装为箱子或者其它包装。该转换机可以位于邻近该折叠式材料堆。转换机可以包括安置在支撑表面上的框架和安装在该框架上的转换组件。转换组件可以位于支撑表面的上方一定高度处，该高度大体等于或大于使用者的高度。转换组件也可以位于支撑表面的上方一定高度处，该高度大体等于或大于包装模板的最大长度，使得包装模板可以从转换组件上悬垂下来而不会碰到支撑表面。转换组件可以包括:一个或多个供给辊，其沿第一方向移动折叠式材料穿过转换组件；和一个或多个转换工具，其构造为在折叠式材料移动穿过转换组件时对折叠式材料执行一个或多个转换功能。转换功能可以包括对折叠式材料形成折痕、弯折、折叠、穿孔、切割和刻线。该系统还可以包括出料引导件，在转换组件对折叠式材料执行一个或多个转换功能之后，出料引导件将折叠式材料的移动方向从第一方向改变到大体竖向的第二方向。此外，包括折叠式材料捆和转换机的该系统的占地面积尺寸可大约在24平方英尺和大约48平方英尺之间的范围内。通过添加额外的折叠式材料捆,可以增加系统的占地面积尺寸,所述额外的折叠式材料捆可以被供给到转换组件中以产生不同尺寸的包装模板。
[0012]从以下说明书和所附权利要求书，本申请的以上和其它的目标和特征将变得更加显而易见，或者可以根据文中前述的本发明的实践获知这些目标和特征。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]为了进一步阐明本发明的以上和其它优点，以下将结合特定实施例给出本发明的更加具体的说明，这些实施例由附图示出。应认识到，这些附图所描绘的仅仅是本发明的示例性实施例，因此不应被视作是对其范围的限制。通过附图，可以描述和解释本发明的更多特征和细节，其中:
[0014]图1示出了一种高架的转换机和折叠式材料捆的立体图，其中如本申请中的一个方案所述，正在供给折叠式材料捆穿过转换机；
[0015]图2示出了图1的高架的转换机和折叠捆的侧视图；
[0016]图3示出了图1的高架的转换机的侧视图，其中转换组件处于较低位置或维护位置；
[0017]图4示出了图1的高架的转换机的立体图，其中转换组件被移离框架；
[0018]图5A示出了图1的高架的转换机的局部剖视图，展示了进料引导件和供给辊；
[0019]图5B示出了图1的高架的转换机的局部剖示图，展示了进料环和进料引导件的轮:
[0020]图6示出了图1的高架的转换机的一部分的捆侧的立体图，其中移除了转换组件的一个盖，以显示供给辊和转换工具；
[0021]图7示出了图1的高架的转换机的一部分的立体图，其中移除了一个侧盖；以及
[0022]图8不出了图1的闻架的转换机和折置拥的俯视图。
【具体实施方式】
[0023]本文描述的实施例大体涉及用于加工纸板和类似的折叠式材料以及将其为转换为包装模板的系统、方法和装置。更具体地，本文描述的实施例涉及一种紧凑的、高架的转换机，其具有方向改变的出料引导件，和将折叠材料转换成包装模板的方法。
[0024]虽然下文将结合具体结构详细描述本申请，但此描述是示例性的且不应解释为对本申请的限制。在不背离权利要求限定的本发明的精神和范围的前提下，可以对所示的结构做出多种变形。为了便于理解，在不同附图中的相似的部件以同一个附图标记表示。
[0025]本文中使用的术语“捆”指的是片状材料堆，该片状材料是大体刚性的且可以用于制作包装模板。例如，捆可以由任何特定长度的连续材料片或一个材料片形成，例如瓦楞硬纸板和纸板片状材料。此外，捆可以具有大致平坦的、折叠的、或卷绕在卷筒上的材料堆。
[0026]本文中使用的术语“包装模板”指的是大致平坦的材料堆，其可以折叠为箱子形状。包装模板可以具有凹口、切开口、分割线、和/或折痕，使得包装模板能够弯折和/或折叠为箱子。此外，大体如本领域技术人员所知，包装模板可以由任何适当材料制成。例如，硬纸板或瓦楞纸板可以用作模板材料。适当的材料还可以具有允许其被弯折和/或折叠为箱子形状的任何厚度和重量。
[0027]本文中所用的术语“折痕”指的是模板可以沿其折叠的线。例如，折痕可以是模板材料中的凹痕，其有助于由折痕划分的模板的多个部分相对于彼此折叠。通过在所需位置施加足够的压力以减少材料的厚度，和/或通过沿所需位置移除一些材料(例如通过划痕)，可以产生合适的凹痕。
[0028]术语“凹口 ”、“切开口 ”和“切口 ”在本文中可以互相替代使用，而且应指的是通过从模板中移除材料或者通过分离模板的多个部分而产生的形状，使得产生贯穿模板的切□。
[0029]本文中所用的术语“支撑表面”指的是支撑本文描述的机器的表面。支撑表面的示例包括但不限于地板、地面、地基或机座。
[0030]如图1和图2的示例性实施例所示，高架的转换机100可以包括安装在框架150上的转换组件170。如下文将具体描述的，转换机100可以构造为对折叠式材料111执行一个或多个转换功能。例如转换组件170可以从折叠捆110接收折叠式材料111，并将折叠式材料111转换为包装模板112。本申请描述的高架的转换机100可以大致比先前现有的机器更紧凑。
[0031]在一些实施例中，高架的转换机100可以包括框架150，框架150具有一个或多个支撑件130和基底120。在至少一个实施方式中，一个或多个支撑件130可以包括两个相对的支撑件130。支撑件130可以大体垂直于基底120且可以固定在其上。基底120和/或支撑件130可以大体为管状。例如，基底120和支撑件130可由管状钢材、例如钢管制成。支撑件130可以呈大致直线形、弯曲形、或弧形。此外，支撑件130可以设置为与基底120成大致直角、锐角、或钝角。许多已知方法可用于连接基底120和支撑件130 ;例如支撑件130可以焊接到基底120。基底120可以位于支撑表面上。在一些实施例中，基底120可以成为支撑表面的一部分。在某些情况下，支撑件130可以固定在支撑表面内或固定在其上。例如，支撑件130可以固定在混凝土地板中。
[0032]在一些实施方式中，框架150可以包括横梁140,横梁140可以将一支撑件130的上端连接到另一支撑件130的上端，且可以按上文所述的类似方式固定在其上。因此在一些实施方式中，基底120、支撑件130、和/或横梁140可以组成框架150。横梁140可以为框架150提供额外的刚性和强度。
[0033]转换组件170可以选择性地安装在框架150上且可以抬高到支撑表面以上。例如，转换组件170可以抬高到折叠捆110的顶部以上。额外地或可选地，转换组件170可以抬高到使得包装模板112能够从其上垂下而不碰到下面的支撑表面的高度。在一些实施例中，转换组件170可以安装在框架150上且可以在支撑表面以上至少或大约五英尺。在其它实施例中，转换组件170安装的高度可以使得操作者能够轻易接近它而不需要借助梯凳或扶梯。
[0034]此外，一些实施方式可以包括这样的转换组件170，其在框架150上安装的高度例如等于或大于操作者的高度。在一些实施方式中，机器100的总高度H可以在68英寸到120英寸的范围内。机器100的其它实施方式的高度H可以大于120英寸或者小于68英寸。
[0035]在一些实施例中，框架150可以具有一个或多个引导杆160。引导杆160可以设置在高架的转换机100的捆侧，且可以为其提供额外的支撑和/或稳定性。引导杆160可以为大致直线形、弯曲形、或弧形，且可以由管型钢材或其它适当材料制成。在一些实施方式中，引导杆160可以固定到基底120和/或横梁140。额外地或可选地,引导杆160可以固定到转换组件170。另外在一些实施例中，引导杆160可以和框架150移动地或滑动地连接，使得一个或多个引导杆160可以移动而增加或减少特定引导杆160与特定支撑件130之间的距离。引导杆160的可动性可以适应不同宽度的折叠捆110。
[0036]一个或多个折叠捆110可以设置为紧邻高架的转换机100的捆侧，且折叠式材料111可以被供给到转换组件170。折叠式材料111可以在捆110中设置为多个堆叠层。折叠式材料111的多个层可以具有大体相等的长度和宽度，且可以沿交替的方向一者折叠在另一者的顶部。
[0037]在所示的实施例中，每一个折叠捆110均设置为紧邻支撑件130和引导杆160，且至少部分地位于支撑件130和引导杆160之间。此外，支撑件130和/或引导杆160可以用作引导折叠捆110紧邻并对齐高架的转换机100的引导件。因此，支撑件130和/或引导杆160也可以引导和/或将折叠式材料111对齐转换组件170。
[0038]在一些实施方式中，捆可以位于具有转动脚轮的移动平台上。捆110可以成一定角度地向高架的转换机100行进，使得捆110的前边缘不平行于转换组件170。如果捆110没有和转换组件170对齐，当它向转换组件170移动时，捆110会碰到并接触支撑件130和/或引导杆160。然后，捆110会被迫转动并对齐支撑件130、引导杆160，并因此对齐转换组件170。例如，捆可以对齐转换组件170，使得折叠式材料111可以大致对齐进料引导件220，并沿第一方向供给穿过转换机170而不会卡住。
[0039]弓丨导杆160和支撑件130之间的间隙可以使得捆110对齐转换组件170。大体上，间隙可以根据捆的宽度而变化。例如，对于24英寸宽的折叠式材料111的捆110，该间隙可以是大约1/2英寸一即，引导杆160和支撑件130之间的距离可以是24.5英寸。对于宽度较大的捆，引导杆160和支撑件130之间的间隙可以较大。相反地，对于宽度较小的捆，引导杆160和支撑件130之间的间隙可以较小。任何情况下，引导杆160和支撑件130之间的间隙可以小到足以矫直歪斜的捆110(例如，捆110的层没有严格地竖向对齐)。也就是说，当歪斜的捆110位于引导杆160和支撑件130之间时，引导杆160和支撑件130之间的紧密间隙可以导致捆110的侧边接触引导杆160和支撑件130，从而迫使捆110的层彼此紧密地竖向对齐，且和转换组件170紧密地竖向对齐。
[0040]如图3所示，转换组件170可以通过一个或多个铰接件(例如，通过一个或多个平行的铰接件200)固定到框架150或者横梁140。铰接件200可以允许使用者选择性地将转换组件170从其最高位置或运行位置(如图1和图2所示)降低到较低位置或维护位置(如图3所示)。允许转换组件170枢转或降低到所示的维护位置可以有助于转换组件170的维护和修理。
[0041]额外地或可选地，如图4所示，转换组件170可以从铰接件200和/或框架150上选择性地移除。如图3和图4所示，转换组件170的一些实施例具有提举钩210，其有助于从框架150或铰接件200上移除转换组件170。在不容易进行现场修理时，可以移除和/或替换转换组件170。有多种方法可以将转换组件170选择性地固定到铰接件200和/或框架150，这些方法都是本领域技术人员已知的。例如，转换组件170可以通过螺栓固定，该螺栓可以被松开以拆卸和/或移除转换组件170。
[0042]在图5A-图5B中可以最佳地看到，高架的转换机100还可以具有进料引导件220。进料引导件220可以安装在或固定到框架150上。额外地或可选地，进料引导件220可以固定到转换组件170。折叠式材料111可以从捆110中被提起并穿过进料引导件220供给到转换组件170中。
[0043]在一些实施方式中，进料引导件220所在的高度可以大于捆110的顶层。进料引导件220所在的高度也可以小于捆110的高度加上捆110的长度之和。也就是说，如果捆110的顶层被旋转而从捆110竖向向上延伸，进料引导件220将处于捆110的竖向放置的层的顶部和底部之间的高度。
[0044]在一些实施方式中，转换组件170的高度可以使得当折叠式材料111从捆110中被拉出并进入进料引导件220时，所述折叠式材料将被强迫折叠(即折叠、起皱、或弯折)。如图1-4所示，一些实施例包括弯折构件180，当折叠式材料111从折叠捆110中被拉出并供给穿过进料引导件220时，弯折构件180可以特意地在折叠式材料111中产生折痕或者弯折。当折叠式材料111被提起而离开捆110并被拉动穿过进料引导件220时，该刻意的折痕或弯折可以有助于折叠式材料111的受控弯折，这可以在折叠式材料111移动进入转换组件170时防止折叠式材料111出现不想要或不均匀的弯折或褶皱。弯折构件180可以部分地延伸到捆110的顶部以上，从而当朝向进料弓I导件220拉起一层折叠式材料111时，折叠式材料111接合弯折构件180，由此导致折叠式材料111在接合位置弯折。当折叠式材料111的层继续朝向进料引导件220向上移动时，弯折构件180可以使折叠式材料111的层的路径弯折或向外偏折。弯折构件180可以由任何适当材料构造且可以是易变形的，从而在产生折痕后变形而离开折叠式材料111。例如，弯折部件可以由弹簧钢制成或者可以是弹簧加载的。
[0045]在图5A中可以最佳地看到，进料引导件220可以包括下进料引导段220A和上进料引导段220B。下进料引导段220A和上进料引导段220B可以均为整体的，例如弯曲的板或轮，或者可以包括分离的对齐节段，例如多重进料环，如图3、图5A、图5B和图7所示。当由环形成时，下进料引导段220A(也被称为进料环22A)可以旋转从而有助于折叠式材料111顺滑地移动穿过进料引导件220。下进料引导段220A和上进料引导段220B可以由弹性材料构成，例如塑料或钢。例如，引导段可以由玻璃纤维填充尼龙或弹簧钢构成。
[0046]如图5B所示，进料环220A围绕横梁140可旋转地设置，使得当折叠式材料111被供给到转换组件170中时，进料环220A可以旋转。每个进料环220A均安装在轮组222中或穿过轮组222延伸。每个轮组包括在大体竖向平面内旋转的三个轮224。如图5B所示，轮224大体设置为直角三角形的形状，且进料环220A穿过轮224之间，使得其中一个轮224位于进料环220A的外侧而两个轮224位于进料环220A的内侧。当进料环220A围绕横梁140转动时，进料环220A在轮224之间移动。
[0047]在图5B所示的静止位置中，进料环220A的中心C朝向折叠式材料111水平偏离轮224。当折叠式材料111被供给到转换组件170中时，进料环220A可以旋转以协助折叠式材料111的供给。如上所述，进料环220A可以由弹性材料构成，从而当受到压力时(例如，当折叠式材料111从其上被拉过时)变形。当折叠式材料111从其上被拉过时，进料环220A的中心C和轮224之间的偏离允许进料环220A发生最大变形。当进料环220A变形时，其中心C可以水平地移动接近轮224。
[0048]如图5A-图6所示，高架的转换机100可以包括一个或多个供给辊250。该一个或多个供给辊250可以将折叠式材料111拉进转换组件170中并使折叠式材料111从中穿过而行进。供给辊250可以构造为在有限的滑动或无滑动的情况下拉动折叠式材料111，且其可以是平滑的、有织纹的、起微凹的、和/或有齿的。
[0049]同样如图5A和图6所示，高架的转换机100还可以包括一个或多个弓I导通道260。引导通道260可以构造为使折叠式材料111变平，从而将大致平坦的片材供给到转换组件170中。在一些实施方式中，弓I导通道260中的开口的宽度可以大致等于折叠式材料111的厚度(或厚度，gauge) ο
[0050]如图7所示，转换组件170可以包括转换机构240，其构造为对折叠式材料111形成折痕、弯折、折叠、穿孔、切割和/或刻线，从而产生包装模板112。该折痕、弯折、折叠、穿孔、切割和/或刻线可以沿着与折叠式材料111的移动方向和/或其长度大致平行的方向被制作在折叠式材料111上。该折痕、弯折、折叠、穿孔、切割和/或刻线也可以沿着与折叠式材料111的移动方向和/或其长度大致垂直的方向被制作在折叠式材料111上。
[0051]转换机构240可以包括多种工具240A，其用于在折叠式材料111中制作折痕、弯折、折叠、穿孔、切割和/或刻线。其全文以引用方式并入本文的美国专利N0.6，840，898中描述了可以用于转换组件170中的示例性的转换机构和转换工具。
[0052]回到图6，一个或多个工具240A (例如切割和折痕轮)可以沿着与折叠式材料111被供给穿过转换组件170的方向和/或折叠式材料111的长度大致垂直的方向在转换机构240中移动。例如，一个或多个工具240A可以设置在转换组件盒270上。例如，转换组件盒270可以具有一个或多个纵向转换工具，当折叠式材料111穿过转换组件170行进时，所述纵向转换工具可以沿纵向方向(例如，沿着折叠式材料111被供给穿过转换组件170的方向和/或平行于折叠式材料111的长度的方向)对折叠式材料111执行一个或多个转换功能(如上所述)。转换组件盒270可以沿着与折叠式材料111的长度垂直的方向来回地移动一个或多个纵向转换工具，从而将一个或多个纵向转换工具相对折叠式材料111的侧边适当定位。作为示例，如果在距离折叠式材料111的一个边缘两英寸处需要制作纵向折痕或切口(例如，用以从折叠式材料111的边缘修剪多余材料)，转换组件盒270可以移动其中一个纵向转换工具垂直地越过折叠式材料111，从而正确定位该纵向转换工具，使其能够在所需位置制作切口或折痕。也就是说，纵向转换工具可以横向地移动越过折叠式材料111，从而将纵向转换工具定位在正确位置，以在折叠式材料111上制作纵向转换。
[0053]转换组件盒270还可以具有一个或多个横向转换工具，其可以沿横向方向(例如，沿着大致垂直于纵向方向的方向)对折叠式材料111执行一个或多个转换功能(如上所述)。更具体地，转换组件盒270可以沿垂直于折叠式材料111长度的方向来回地移动一个或多个横向转换工具240A，从而在折叠式材料111中产生横向(例如，垂直取向的)折痕、弯折、折叠、穿孔、切割、和/或刻线。也就是说，横向转换工具可以横向地移动穿过折叠式材料111,从而或同时对折叠式材料111制作横向转换。
[0054]根据一些实施例，工具240A可以被选择性地移除和/或替换。例如，一个磨损或损坏的工具240A可以被移除和替换。此外，工具240A可以根据需要(例如，当产生不同的模板112时)进行重新设置。例如折痕轮可以由切割轮替代，刻线工具可以由折痕轮替代等等。而且，在一些实施方式中，整个转换组件盒270可以作为一个单体单元被移除，以进行修理或由其它合适的转换组件盒270替换。
[0055]如上所述，转换组件170可以将折叠式材料111转换为包装模板112。包装模板112可以通过出料引导件230而从转换组件170出料。出料引导件230可以构造为使包装模板112的移动从一个方向偏斜和/或转向到另一个方向。
[0056]例如，出料引导件230可以构造为使包装模板112从第一方向(其可以在大致水平的平面中，如图2和图5A所示)转向到第二方向。第二方向可以大体垂直于第一方向。例如，第一方向可以是大致水平的，而第二方向可以是大致竖向的，如图2所示。甚至当第一方向和第二方向相对于彼此形成锐角或钝角时，也可以认为第一方向和第二方向是大体垂直的。作为示例，第二方向和第一方向形成的角度可以在大约60°到大约120°之间，而仍旧认为他们是大致垂直的。在一个实施例中，第一方向和第二方向形成大约70°的角度。
[0057]在一些实施例中，当折叠式材料111沿第一方向移动时，对折叠式材料111执行转换功能。例如，当第一方向处于大致水平的平面中时，折叠式材料111在被执行转换功能时可以大体水平地放置。然后，所得到的包装模板112可以被重新定向或转向到大体竖向的第二方向。
[0058]应理解的是，当折叠式材料111处于非水平的平面中或非水平取向时，可以对折叠式材料111执行转换功能。例如，当折叠式材料111被取向为与支撑表面成一定角度时，可以对折叠式材料111执行转换功能。然后，所得到的包装模板112可以转向到大体竖向的第二方向。因此，第一方向和第二方向相对于彼此形成的角度可以在大约0°和大约180°之间。
[0059]在一些示例中，当包装模板112被供给穿过出料引导件230时，可以在其上形成一个或多个强迫折叠。例如，当包装模板112离开转换组件170行进时，包装模板112可以这样的方式接合出料引导件，该方式导致包装模板112的强迫折叠(例如，形成一个或多个弯折、折痕或折叠)。包装模板112中的强迫折叠可以由以下因素导致:出料引导件230的形状(例如，导致包装模板112改变方向的形状)；出料引导件230相对于转换组件170的包装模板离开转换组件处的位置的定位；或者其结合。
[0060]额外地或可选地，出料引导件230可移动地附接到高架的转换机100，从而有助于移动和/或替换出料引导件230。在一些示例中，可以从高架的转换机100上移除第一出料引导件230并由第二出料引导件230替换。在一些实施例中，第一出料引导件230和第二出料引导件230在一些方面可以不同。例如，第二(替代的)出料引导件230的半径可以大于第一(移除的)出料引导件230的半径。因此，通过第二出料引导件230，包装模板112的出料可以在相对框架150的预定最大距离处进行，该最大预定距离大于由第一出料引导件230限定的预定最大距离。
[0061 ] 在一些实施方式中，出料弓I导件230还可以包括外部出料弓I导段230A和内部出料弓丨导段230B。包装模板112可以被供给到外部出料弓I导段230A和内部出料引导段230B之间。出料引导件230可以构造为将包装模板112引导到预定的且可预测的位置。例如，包装模板112可以在相对于框架150的预定距离处从出料引导件230出料，使得使用者或机器臂每次在大致同一位置接收包装模板112。
[0062]在一些实施方式中，内部出料引导段230B可以构造为在包装模板112从转换组件170出料时支撑包装模板112。如图2所示，内部出料引导段230B也可以构造为在相对于框架150的预定最小距离处保持包装模板112。
[0063]内部出料引导段230B可以呈大致线形或弧形。此外，在一些实施方式中，内部出料引导段230B可以由引导杆形成。然而在其它实施方式中，内部引导段230B可以具有其它构造，例如平坦或弯曲的板。任何情况下，出料引导件230可以用作安全盖。更具体地，外部出料引导段230A、内部出料引导段230B、和一个或多个侧盖(未示出)可以防止人员将手或其它物体伸入转换组件170中，并防止其被转换机构240伤害或损伤。
[0064]如上所述，外部出料引导段230A可以构造为使包装模板112的移动从一个方向偏斜和/或转向到另一个方向。外部出料引导段230A也可以构造为在相对于框架150的预定最大距离处保持包装模板112。在一些实施方式中，如图2、图3、图5A、图5B，和图7中的示例性实施例所示，外部出料引导段230A可以呈大体弧形。在所示的实施例中，外部出料弓丨导段230A被固定到转换组件170。然而在其它实施例中，外部出料弓I导段230A也可以固定到框架150。
[0065]如图1和图2所示，在对折叠式材料111执行转换功能后，转换组件170可以保持住模板112的一端，使得模板112从转换组件170上悬垂。例如，在转换功能已经执行后，一个或多个供给辊250可以阻止模板112穿过转换组件170行进，并可以对模板112施加足够的压力，使得模板112从转换组件112上悬垂，直到操作者移开模板112。转换过程中产生的任何废弃材料可以收集在收集箱190中。
[0066]如图7所示，在一些实施方式中，高架的转换机100可以具有一个或多个传感器280。合适的传感器不例包括但不限于被动式红外传感器、超声波传感器、微波传感器和层析成像探测器。在特定事件发生后，例如传感器280检测到使用者的手或机器臂，高架的转换机100可以将剩余的包装模板112从转换组件170出料。也就是说，当折叠式材料穿过转换组件170行进时，转换组件170可以对折叠式材料111执行转换功能。在执行转换功能后，转换组件可以保持住所得到的模板112，使得模板112悬垂在预测的位置，直到使用者拿取模板112。在传感器280检测到使用者接近的手时，转换组件170可以释放剩余的模板112和/或使其离开转换组件170行进。如图1、图2、图5A、和图7所示，传感器280可以发出探测使用者的手的光线281，并由此导致转换组件170可以释放剩余的模板112和/或使其离开转换组件170行进。
[0067]如图2和图8所示，上述系统的占地面积可以由长度L和宽度W限定，该占地面积可以包括高架的转换机100、捆110和包装模板112出料所需的面积。在一些实施方式中，占地面积LXW可以在大约24平方英尺到大约48平方英尺之间的范围内。
[0068]然而在其它实施方式中，占地面积可以大于48平方英尺。在所示的实施例中，两个捆110并排放置为紧靠转换机100的一个单排。然而在其它实施例中，多排的一个或多个捆可以放置为邻近转换机100。不同排数的捆可以具有彼此不同的尺寸，由此允许产生不同尺寸的包装模板而浪费较少的折叠式材料。转换组件170和/或框架150可以配备换片器，其使得来自多排中的捆的折叠式材料能够被供给到转换组件170。任何情况下，添加额外排的折叠捆会增加整个系统的占地面积。作为示例，折叠捆的每个额外的排会使系统的占地面积增加大约15平方英尺。
[0069]在一个或多个实施方式中，占地面积还可以包括本文所述的全部各种系统部件，例如框架150、转换组件170以及折叠捆110。除了系统部件之外，占地面积也包括模板112出料所需的空间。上述系统的实施方式的长度L可以在68英寸到90英寸的范围内。在添加了额外排的折叠捆的实施方式中，对于每一额外排的折叠捆，系统的长度L可以增加大约4或5英尺。此外，上述系统的实施方式的宽度W可以在40英寸到70英寸的范围内。然而应理解，转换机100以及因此整个系统也可以具有更宽的结构，以便接收更宽的折叠捆和/或每一排捆中的更多的折叠捆。
[0070]在不背离本发明的精神和必要特征的前提下，本发明可以实施为其它具体形式。所描述的实施例在各种意义上均是用于示例而非限定。因此，本发明的范围由所附的权利要求书指明，而非前文的说明书。在等效于权利要求书的含义和范围内的所有变化均包含在其范围内。
【权利要求】
1.一种用于将大体刚性的折叠式材料转换为包装模板的转换机，所述模板用于组装为箱子或其它包装物，所述转换机包括: 进料件，引导所述折叠式材料进入所述转换机； 一个或多个供给辊，将所述折叠式材料沿第一方向移动穿过所述转换机； 转换组件，构造为当所述折叠式材料移动穿过所述转换机时对所述折叠式材料执行一个或多个转换功能，以产生所述包装模板，所述一个或多个转换功能从包括形成折痕、弯折、折叠、穿孔、切割和刻线的组中选择；以及 出料引导件，在所述转换组件已经对所述折叠式材料执行所述一个或多个转换功能后，所述出料引导件使所述折叠式材料的移动方向从所述第一方向改变到大体竖向的第二方向。
2.如权利要求1所述的转换机，其中所述转换组件包括一个或多个切割轮，所述一个或多个切割轮在所述折叠式材料中产生大体垂直于所述第一方向的切口。
3.如权利要求1所述的转换机，其中所述转换组件包括一个或多个切割轮，所述一个或多个切割轮在所述折叠式材料中产生一个或多个纵向切口，其中所述纵向切口大体平行于所述第一方向。
4.如权利要求3所述的转换机，其中所述一个或多个切割轮中的至少一个适于沿所述折叠式材料的宽度调整位置，从而在沿着所述折叠式材料的宽度的不同位置制作纵向切□。
5.如权利要求1所述的转换机，其中所述转换组件包括一个或多个折痕轮，所述一个或多个折痕轮在所述折叠式材料中产生纵向折痕，其中所述纵向折痕大体平行于所述第一方向。
6.如权利要求5所述的转换机，其中所述一个或多个折痕轮中的至少一个适于沿所述折叠式材料的宽度调整位置，从而在沿着所述折叠式材料的宽度的不同位置制作纵向折痕。
7.如权利要求1所述的转换机，其中所述第一方向处于大体水平的平面中。
8.如权利要求1所述的转换机，其中所述出料引导件将所述折叠式材料的移动方向改变大约70度。
9.如权利要求1所述的转换机，其中所述出料引导件包括大体弧形的表面，当所述折叠式材料抵靠所述大体弧形的表面移动时，将所述折叠式材料的方向从所述第一方向改变到大体竖向的所述第二方向。
10.如权利要求1所述的转换机，其中当所述折叠式材料的方向从所述第一方向到大体竖向的所述第二方向时，所述出料引导件强迫折叠所述折叠式材料。
11.如权利要求1所述的转换机，其中所述出料引导件包括第一出料引导件，其中所述第一出料引导件能够从所述转换机中选择性地移除，并能够由第二出料引导件替代，所述第二出料引导件具有不同于所述第一出料引导件的尺寸、角度或形状。
12.如权利要求1所述的转换机，还包括一个或多个出料引导构件，在所述转换组件对所述折叠式材料执行所述一个或多个转换功能后，所述一个或多个出料引导构件与所述出料引导件配合而将所述包装模板的至少一部分定位在大体预测的位置处。
13.如权利要求12所述的转换机，还包括传感器，所述传感器检测操作者的手的接近，从而将所述包装模板移离所述转换机，其中在检测到操作者的手接近时，所述转换机使所述包装模板离开所述转换机行进和/或释放所述包装模板。
14.如权利要求1所述的转换机，其中所述进料件包括一个或多个进料环，所述一个或多个进料环适于在所述折叠式材料进入所述转换机时旋转。
15.如权利要求14所述的转换机，其中所述一个或多个进料环由弹性材料构成。
16.如权利要求15所述的转换机，其中所述一个或多个进料环中的每一个均穿过具有多个轮的轮组。
17.如权利要求16所述的转换机，其中所述多个轮水平地偏离所述一个或多个进料环的中心，由此增加所述一个或多个进料环的弹性响应度。
18.如权利要求1所述的转换机，其中所述进料件包括弯曲的进料引导板。
19.如权利要求18所述的转换机，其中所述弯曲的进料引导板由弹性材料构成。
20.如权利要求1所述的转换机，其中所述折叠式材料被设置成多个堆叠层的捆，每一层具有大致相等的长度，该长度被限定在所述捆的第一端和第二端之间，所述多个堆叠层在每一端具有预先存在的折叠折痕线，以分开多个层并使得所述折叠式材料能够在其自身的顶部堆叠。
21.如权利要求20所述的转换机，其中所述进料件所在的高度大于所述折叠式材料的捆的顶层的高度。
22.如权利要求20所述的转换机，其中所述进料件所在的高度小于所述捆的顶层的高度加上所述捆的一层的长度。
23.如权利要求22所述的转换机，其中所述进料件相对所述捆的顶层的高度要求所述捆的一个或多个层被强迫折叠，从而被引导穿过所述进料件并进入所述转换机。
24.如权利要求23所述的转换机，还包括折痕工具，所述折痕工具在所述捆的一个或多个层中形成折痕或折叠，以有助于所述折叠式材料插入所述进料件。
25.如权利要求24所述的转换机，其中所述折痕工具包括易变形且有弹性的臂，所述臂延伸越过所述捆的一侧。
26.如权利要求1所述的转换机，还包括框架，所述框架将所述转换组件高架在支撑表面的上方，所述框架包括基底和大体竖立的支撑件。
27.如权利要求26所述的转换机，其中所述框架将所述转换组件高架在所述支撑表面的上方足够高处，使得由所述转换组件形成的包装模板能够从所述转换组件悬垂而不会接触所述支撑表面。
28.如权利要求26所述的转换机，其中所述框架包括一个或多个引导杆，所述一个或多个引导杆有助于所述折叠式材料的一个或多个捆相对于所述转换机的正确定位和对齐。
29.如权利要求28所述的转换机，其中所述一个或多个引导杆在所述转换组件与所述支撑表面之间延伸，其中所述一个或多个引导杆的位于邻近所述支撑表面的部分沿大体平行于所述第一方向的方向偏离所述基底，由此使得所述折叠式材料的捆能够在所述框架的下方有角度地进入。
30.如权利要求29所述的转换机，其中所述一个或多个引导杆使所述捆对齐所述转换组件，使得所述折叠式材料的边缘能够大致平行于所述第一方向。
31.如权利要求28所述的转换机，其中所述折叠式材料的一个或多个捆各自包括所述折叠式材料的堆叠层，且其中所述一个或多个引导杆协助矫直所述一个或多个捆，使得所述折叠式材料的堆叠层相对于彼此大体竖向对齐。
32.如权利要求26所述的转换机，其中在仍然允许操作者将所述折叠式材料装载到所述进料件中而不需要借助梯凳或扶梯的同时，所述转换组件被充分地高架在支撑表面的上方。
33.一种由大体刚性的折叠式材料产生包装模板的方法，该包装模板用于组装为箱子或其它包装物，所述方法包括: 沿第一方向移动所述折叠式材料； 当所述折叠式材料沿所述第一方向移动时，对所述折叠式材料执行一个或多个转换功能，以产生所述包装模板，所述一个或多个转换功能从包括形成折痕、弯折、折叠、穿孔、切割和刻线的组中选择；以及 在对所述折叠式材料执行所述一个或多个转换功能后，将所述折叠式材料的移动方向从所述第一方向改变到大体竖向的第二方向。
34.如权利要求33所述的方法，其中将所述折叠式材料的方向从所述第一方向改变到大体竖向的第二方向包括使所述折叠式材料抵靠大体弧形的表面移动。
35.如权利要求34所述的方法，其中当所述折叠式材料沿大体竖向的所述第二方向移动时，所述折叠式材料大体朝向地板移动。
36.如权利要求35所述的方法，其中对所述折叠式材料执行所述一个或多个转换功能包括沿大体垂直于所述第一方向的方向选择性地移动一个或多个转换工具。
37.如权利要求36所述的方法，其中所述一个或多个转换工具包括一个或多个切割工具和一个或多个折痕工具。
38.如权利要求37所述的方法，其中沿所述第一方向移动所述折叠式材料包括使所述折叠式材料穿过转换机行进。
39.如权利要求38所述的方法，其中将所述折叠式材料的移动方向从所述第一方向改变到大体竖向的所述第二方向导致所述折叠式材料的强迫折叠。
40.一种用于将折叠式材料转换为包装模板的转换机，所述包装模板用于组装为箱子或其它包装物，所述转换机包括: 框架； 选择性地安装在所述框架上的转换组件盒，所述转换组件盒包括:至少一个纵向转换工具，沿纵向的第一方向对所述折叠式材料执行一个或多个转换功倉泛; 至少一个横向转换工具，沿大体垂直于纵向的所述第一方向的、横向的第二方向对所述折叠式材料执行一个或多个转换功能；以及 一个或多个供给辊，使所述折叠式材料沿纵向的所述第一方向移动穿过所述转换机，其中包括所述纵向转换工具、所述横向转换工具和所述一个或多个供给辊的所述转换组件盒能够作为一个单体单元从所述框架选择性地移除；以及 安装在所述框架上的进料引导件，其中所述进料引导件将所述折叠式材料引导进入所述转换组件盒。
41.如权利要求40所述的转换机，其中所述纵向转换工具和所述横向转换工具被构造为对所述折叠式材料执行一个或多个转换功能，以产生所述包装模板，所述一个或多个转换功能从包括形成折痕、弯折、折叠、穿孔、切割和刻线的组中选择。
42.如权利要求40所述的转换机，还包括出料引导件，在所述转换组件盒已经对所述折叠式材料执行所述转换功能后，所述出料引导件将所述折叠式材料的移动方向从纵向的所述第一方向改变到大体竖向的第二方向。
43.如权利要求42所述的转换机，所述出料引导件包括大体弧形的表面，当所述折叠式材料抵靠所述大体弧形的表面移动时，所述大体弧形的表面将所述折叠式材料的方向从纵向的所述第一方向改变到大体竖向的所述第二方向。
44.如权利要求42所述的转换机，其中纵向的所述第一方向处于大体水平的平面中，且所述出料引导件将所述折叠式材料的移动方向改变大约90度而改变到大体竖向的所述第二方向。
45.如权利要求40所述的转换机，还包括一套能够替换的出料引导件，所述出料引导件能够选择性地联接到所述转换组件盒，其中在所述转换组件盒已经对所述折叠式材料执行所述转换功能后，该套出料引导件中的每个出料引导件将所述折叠式材料的移动方向从纵向的所述第一方向改变到另一方向。
46.如权利要求45所述的转换机，其中该套能够替换的出料引导件中的第一出料引导件将所述折叠式材料的移动方向从纵向的所述第一方向改变到大体竖向的第二方向，且该套能够替换的出料引导件中的第二出料引导件将所述折叠式材料的移动方向从纵向的所述第一方向改变到与纵向的所述第一方向形成大体钝角的第二方向。
47.如权利要求40所述的转换机，其中所述框架将所述转换组件盒保持在安置所述框架的支撑表面的上方大约五英尺的高度处。
48.如权利要求40所述的转换机，其中所述转换组件盒能够移动地连接到所述框架，使得所述转换组件盒能够在运行位置与维护位置之间选择性地移动。
49.如权利要求48所述的转换机，其中所述转换组件盒通过平行的铰接组件而能够移动地连接到所述框架。
50.一个用于形成包装模板的系统，所述包装模板用于组装为箱子或其它包装物，所述系统包括: 折叠式材料堆； 转换机，用于将所述折叠式材料转换为所述包装模板，所述转换机位于邻近所述折叠式材料堆，所述转换机包括: 安置在支撑表面上的框架； 转换组件，安装在所述框架上，使得所述转换组件在所述支撑表面的上方的高度大体等于或大于使用者的高度，所述转换组件包括: 一个或多个供给辊，将所述折叠式材料沿第一方向移动穿过所述转换组件； 一个或多个转换工具，构造为在所述折叠式材料移动穿过所述转换组件时对所述折叠式材料执行一个或多个转换功能，以产生所述包装模板，所述一个或多个转换功能从包括形成折痕、弯折、折叠、穿孔、切割和刻线的组中选择；以及 出料引导件，在所述转换组件已经对所述折叠式材料执行一个或多个所述转换功能后，所述出料引导件将所述折叠式材料的移动方向从所述第一方向改变到大体竖向的第二方向， 其中包括所述折叠式材料堆和所述转换机的所述系统的占地面积尺寸的范围在大约24平方英尺到大约48平方英尺之间。
51.如权利要求50所述的系统，还包括进料引导件，所述进料引导件将所述折叠式材料引导进入所述转换组件。
52.如权利要求51所述的系统，其中所述进料引导件安装在所述框架上。
53.如权利要求51所述的系统，其中所述进料引导件是所述转换组件的一部分。
54.如权利要求50所述的系统，其中所述一个或多个转换工具包括一个或多个切割工具和一个或多个折痕工具。
55.如权利要求50所述的系统，其中所述出料引导件包括大体弧形的表面，当所述折叠式材料抵靠所述大体弧形的表面移动时，所述大体弧形的表面将所述折叠式材料的方向从所述第一方向改变到大体竖向的所述第二方向。
56.如权利要求50所述的系统，其中所述转换组件能够移动地连接到所述框架，使得所述转换组件能够在运行位置与维护位置之间选择性地移动。
57.如权利要求50所述的系统，其中所述转换组件能够从所述框架选择性地移除。
58.如权利要求50所述的系统，其中所述折叠式材料堆的至少一部分位于所述转换组件的下方。
59.如权利要求50所述的系统，还包括用于收集折叠式材料的废料的废料容器，其中所述废料容器至少部分地位于所述转换组件的下方，且被装配在所述系统的大约24平方英尺到大约48平方英尺之间的占地面积尺寸内。
60.如权利要求59所述的系统，其中所述出料引导件被包含在所述系统的占地面积中。
61.如权利要求50所述的系统，其中无论所述包装模板的尺寸如何，所述出料引导件将所述包装模板包含在所述系统的占地面积内，而且直到使用者从所述转换组件移开所述包装模板。
62.如权利要求50所述的系统,其中所述折叠式材料堆处于第一排折叠式材料堆中。
63.如权利要求62所述的系统，还包括位于邻近所述第一排折叠式材料堆的一排或多排额外的折叠式材料堆。
64.如权利要求63所述的系统，其中每一排额外的折叠式材料堆使所述系统的占地面积尺寸增加大约15平方英尺。
【文档编号】B31B1/00GK104169073SQ201280066652
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2012年11月9日 优先权日:2011年11月10日
【发明者】尼克拉斯·彼得森 申请人:派克赛泽有限责任公司