专利名称：积木式包装机的制作方法
技术领域：
本发明涉及包装机械，具体的说涉及一种具有积木式构件的环绕包装机、托盘热缩包装机、垫板热缩包装机、以及热缩包装机械。
在本技术领域中，有若干包装机是公知的，其中包括环绕包装机、托盘热缩包装机、垫板热缩包装机和热缩包装机械。例如，环绕包装机(WP)是把一张硬纸板或纸板的坯料折叠起来，在物品周围形成一个箱子，把消费物品包装在纸板箱里的。另一方面，托盘热缩包装机(TSP)是借助于在一堆物品的周围形成一个硬纸板托盘来包装物品的，它包括折叠和粘接托盘的竖直纸板，然后把热缩薄膜包裹在托盘和物品的周围。经过加热，薄膜便收缩，形成TSP包装件。垫板热缩包装机(PSP)是把一块垫板放置在一堆物品的下面，不形成托盘形状，然后将垫板和物品包裹在能热缩的薄膜里，然后再加热，使薄膜热缩。一台热缩包装机(SP)是把一张能热缩的薄膜包裹在一堆物品的周围，没有任何托盘或垫板之类的支承件。然后对其加热，使薄膜热缩，并使包装件变硬。
以上所述各种各样的包装机(WP、TSP、PSP、SP)都要根据物品和所生产的包装物的重量、刚性和尺寸才能有效地应用。例如，如果需要一种小包装，它不需要垫板或托盘作为结构支承件，就可以使用热缩包装机(SP)，因为，它不需要插入一块垫板或托盘的费用和步骤。但是，对于较重或较大的物品，可能就必须采用有适当刚度和整体性的包装。
在若干特定的例子中，已经把包装机设计成能完成以上所描述的包装机(WP、TSP、PSP、SP)中的一种以上包装机的作用。一种特定的应用方式是在包装直立的物品，例如饮料瓶或饮料罐时，一台机械可用作托盘热缩包装机，或者垫板热缩包装机，或者热缩包装机。在本技术领域内公知的是，即，这种物品能用托盘热缩包装机(TSP)方便而有效地包装成6个一包，12个一包，24个一包，或48个一包。在现有技术的这一类装置中，把上述物品组织成要进行包装的一组，并把一个托盘坯料放置在输送机上。然后，把这些物品放置在托盘的坯料上，并把它折叠和粘接起来，形成一个围绕着上述物品的托盘。然后，用一张能热缩的材料包裹在上述物品和托盘的周围，进行热缩和固定，形成适于向零售商或消费者运送的包装件。也可以使用垫板热缩包装机(PSP)或热缩包装机(SP)把饮料瓶或饮料罐包装成一个小的包装件。在垫板热缩包装机(PSP)中，是把一张简单的垫板放置在物品下面，而不是一张托盘的坯料放置在物品的下面，并且取消了处于包裹和加热薄膜之前的形成托盘的步骤。在热缩包装机中，既没有托盘坯料也没有垫板放置在物品的下面。不需要附加的托盘或垫板的支承，就能把薄膜包裹起来进行热缩，来完成包装。
若干现有技术中的包装机具有在包装工序中完成附加操作用的装置。具体来说，有一些现有技术中的包装机具有用于在运出机器之前转动包装件的装置，以便有助于以后的处理和运输。同样，借助于适当装备，包装机能把连续的物品组堆叠成双重包装件，这也是本技术领域所公知的。例如，在托盘热缩包装机(TSP)中，在现有技术的装置中就已经包括了在折叠和粘接托盘的成形步骤与铺设热缩薄膜的步骤之间的堆叠，结果，就能把一个托盘中24个罐的包装件堆叠成两层，形成48个物品的包装件。然后，再用能热缩的薄膜包裹和固定、并加热进行热缩，形成固定的坚硬的双层包装件。
在以上所描述的现有技术的包装机中，物品的包装一般要经过一个多步骤的工序才能完成。一开始，物品，例如饮料罐或饮料瓶，是以任意的、无规则排列的方式接受的。一台进料输送机把这些物品排列成若干排，以便进一步处理。然后，用分类器把一组排列好的物品分开，这种分类器通过安装在接受从进料输送机/排列器送来的物品的输送机上的分隔杆，把排列好的物品分隔成若干包装组。
然后，在一台环绕包装机(WP)上，由托盘仓提供一张硬纸板坯料，并将其铺设在要包装的成组物品的下面。然后，折叠并粘接这张坯料，在包装物品的周围形成一个纸箱。
在一台托盘热缩包装机(TSP)上，在加工程序中，在形成包装组之后的步骤中，是把物品排列在一张硬纸板坯料上。坯料由料仓供应，然后放置在一组要包装的物品下面。然后，把托盘向外延伸的凸缘直立地折叠起来，并围绕着这一组物品粘接在一起，形成一个包装托盘。在一台热缩包装机(PSP)中，把一块垫板，而不是一块托盘坯料，放置在要包装的物品下面，而且没有折叠和粘接凸缘的步骤。
在托盘热缩包装机(TSP)，垫板热缩包装机(PSP)和热缩包装机(SP)中，一张能热缩的薄膜把这些物品，以及垫板(PSP包装机)或托盘(TSP包装机)包裹起来。把这张固定并包裹着物品的薄膜输送到一台炉子内，进行加热，使薄膜热缩成紧密包装的结构。在现有技术的有这种装备的包装机中，转动或堆叠包装件的各个步骤是在对能热缩的薄膜加热之前完成的。
在以上所描述的现有技术中利用多个步骤包装工序的包装机中，为了得到最高的效益，需要使机器保持连续运转。当物品在包装机中按照程序从一个区段移动到另一个区段时，必须控制其运动速度，以便使得每一个区段中所加工的物品数量都相同，或者进行适当的循环，能连续运转。为了在机器的每一个区段中实现连续的加工，现有技术中的包装机，或者是使用单独一台使物品通过各包装工序的输送机，或者是使用在机械上互相联系在一起的若干台单独的输送机，以保证在包装机的所有区段上以同样的速度进行加工。单独一台为包装机中所有的输送机提供动力的机械驱动装置，就能使所有的区段以同样的速度运转，但这种方式的一个很大的缺点是机械上的互相联接非常复杂，使得很难把机器上的各区段隔离开来进行维修。
以上所描述的现有技术中的包装机已经装备了完成所要求的在机械上联接在一起的全部功能，并且安装在一个大机架上。即使使用多台输送机把物品运送通过包装工序中的各种步骤，这些输送机也是在机械上联接在一起的，并且要设置一个大机架，把这些输送机和其他包装设备安装并固定在它上面。
现有技术中的要完成一个多步骤工序的包装机的一个重大缺点是，在该工序中任何一个步骤发生故障或者不正常工作时，都会使整台机器不能工作。如果要拆卸现有技术中的包装机的一个部分，就必须拆开它在机械上的联接，再把有问题的设备从巨大的机架上卸下来。当采用带有若干条皮带或者联轴节的单独一台驱动电动机时，要把单独一个区段隔离开来是既困难又耗费时间的。特别是在发生重大故障，需要制造这种机器的厂家来修理或调整的情况下，对于使用的单位来说，无论是把装有包装机的整个机架运去修理，还是请一位专家到现场来进行修理，都要花费很大的费用和精力。完成多步骤工序的包装机，特别是在上面装着各种设备和它们之间的复杂机械联接的机架的尺寸，使得现有技术中的包装机不受欢迎，因为，在该程序中的任何一个步骤的关键设备的损坏都会使包装工作和制造过程突然中断。对现有技术的包装机进行修理是很困难的，因为复杂的机械联接使得修理工作很难下手。
除了以上所说的缺点之外，现有技术中的包装机还有这样的缺点，即，它不能灵活或者说难于转换为包装不同的物品，或者提供不同种类的包装。迄今为止，当确定了所要求的包装方案时，就设计一台机器，以完成分行排列、整理、放置托盘或垫板、托盘成形、热缩包装、堆叠等等各种步骤，重复地形成所需要的包装件。要从以上的程序中取消一个步骤，例如要取消堆叠步骤，托盘成形步骤等，设备在机械上的联接、包括互相配合的输送机并且安排这些成组的包装件通过拆掉连接的区段则是必做不可的。拆掉机器上各个设备在机械上的联接是一件很复杂的工作。
除了以上所述的缺点之外，维修现有技术中的机器也是很困难的。整个程序中各步骤和设备之间的机械联接必须连续不断地进行精细的调试，以保证同步加工，并保证所有区段以同样的速度运转，或在受控的周期内工作。
很希望有一种包装机，这种包装机不是安装在一个大机架上，其中，包装工序中的各个步骤是由分开的、自成一体的标准单元完成的若干单独的步骤所组成的。这种包装机能够很容易地改装，通过加入或拆掉某一个标准单元来变换包装工序。本发明的一个实施例中，每一个标准单元都是单独驱动的，与程序中的前一个和后一个标准单元没有机械上的联接，因而也就不需要对每一个标准单元的运转速度进行精密的控制。为了保证连续运转，标准单元的运转速度必须互相协调，所以需要一种对所有的标准单元的监控。另一种实施例公开了在依次相邻的标准单元之间使用机械上快速连接的连接器，以便在利用其标准单元特性的同时，能用一台单独的电动机驱动多个标准单元。
本发明的另一个目的是提供一种包装机，在这种包装机中，用于使物品和成组包装件运动通过整个包装机的装置，用简单的可拆卸的机械连接器在标准单元之间联接在一起。
本发明的另一个目的是提供一种包装机，它包括互相联接的标准单元，这些标准单元不需要用于连接或支承的机架。
本发明的又一个目的是提供一种包装机，其中，多个独立的标准单元具有用机械上独立的伺服驱动装置驱动的独立的输送机。
本发明的另一个目的是提供一种积木式包装机，其中，一台监控计算机协调和控制每一个标准单元中的独立伺服驱动装置，以便完成连续的包装工作。
本发明的又一个目的是提供一种积木式包装机，其中，借助于使用快速连接装置，多个标准单元可共享一个驱动装置。
本发明的再一个目的是提供一种积木式包装机，其中，单独的标准单元能很容易地加入包装流水线中或从其中拆掉，而不需要复杂的机械连接或拆卸工作。
本发明的又另一个目的是提供一种积木式包装机，其中，不需要把在包装工艺过程中完成独立功能的设备安装在一个连续的机架上。
本发明的另又一个目的是提供一种积木式包装机，其中，每一个标准单元运转的速度是用计算机控制的，以便能通过简单地重新设定计算机的程序，灵活地提高或降低标准单元的速度，而不需要机械方面的调整或改装。
本发明的以上及其他目的都可以由下面更详细地描述的实施例来完成。这些目的的作用是为了描述，而不是为了限制。本发明的运转方式、新颖的特点以及其他目的和优点，在参阅了下面的说明和附图之后，将能理解得更加清楚。
按照以上的各种目的，本发明提供了一种包装机，它包括多个标准单元，每一个标准单元完成包装工序中的一个独立的功能。要包装的物品用设置在各标准单元中的单独的输送机输送，通过这台机器。设置了一个协调各标准单元和各独立输送机的运转速度的控制器，以控制通过包装机的物品流的速度，以便能进行连续的包装。
本发明的一个重要的优点是，由于构件的组合特性，它不需要或不依赖用于安装的机架，就能够有选择地增加或拆除完成各种独立的包装功能的各种独立的标准单元，以形成或重新形成包装机。这个优点的全部效果在于，只要在包装流水线上简单地插入或拆除各种标准单元，就能制造各种不同尺寸、形状和规格的包装件。通过插入和拆除完成所要求的特定的和独立的包装功能的标准单元，就能为包装机提供广泛的功能，使其成为一台托盘热缩包装机、垫板热缩包装机、热缩包装机、堆叠机、旋转器、或者这些装置的各种组合。完成以上这些功能中的每一种功能的标准单元都由独立的、容易控制的伺服驱动装置驱动，使得每一个标准单元起到一台独立机器那样的作用。
本发明的一个优选实施例，与现有技术中的包装机相比，是一种很有利的标准单元的组合，因为它把包装工序中的各个步骤划分成若干标准程序，就能增加或取消其各一个种功能而不需要重新设计机器或者复杂的改型设计。一个标准单元能够用机械方式定位在包装机的其他标准单元之间，并且接入监控计算机的线路中，或者迅速连接在另一台计算机控制的驱动装置上，由这台计算机确定标准单元运转和完成包装功能的速度。上述速度是这样控制的，即，物品以与包括其他一些标准单元的机器的其余部分同样的速度通过每一个标准单元，进行加工，以便进行连续的包装。
在本发明的一个优选实施例中，本发明的每一个标准单元都具有在该标准单元上的伺服驱动装置，它提供动力来驱动用于移动成组包装件通过该标准单元的输送机。此外，有些标准单元还配备了第二伺服驱动装置作为该标准单元中另一个构件，例如为在薄膜包裹标准单元中的薄膜包裹器的臂提供动力。这些附加的伺服驱动装置也由监控计算机控制，并且，当对于其余包装工序连续地包装物品必需时，还可以使其以不均匀的速度运转。
在本发明的另一个优选实施例中，两个或者更多的标准单元共用一台能方便而迅速连接或拆卸的驱动装置。具体的说，在该标准单元的输送装置下方设置了一台包括一根驱动轴的驱动装置。上述装置在连续的标准单元上的驱动轴是这样设计和定位的，即，当这些标准单元一个接着一个定位好了之后，再把它们的驱动轴连接成一根轴，这样，快速连接的连接器就能让这些标准单元方便而迅速地连接在一起。
本发明建议使用9个标准单元，把9个标准单元组合起来就能提供范围广泛的包装件规格。在不脱离本发明构思的前提下，也可以增加更多的标准单元，以提供附加的独立的包装功能。每一个标准单元在包装工序中完成一个特定的独立的功能，而在上述优选实施例中，每一个标准单元都由独立的伺服驱动装置，每一个标准单元都接入监控计算机的线路中，成为整台包装机的一部分。一个送进/成排分隔器标准单元接受物品，并将其分隔成若干排。一台由监控计算机控制的在标准单元上的伺服驱动装置确定了输送机的速度，以及物品分排的速度。
设置了一种整理和同步标准单元，它把排成排的物品分离成若干包装件组，以便进一步加工，并且，当需要形成垫板热缩包装机或托盘热缩包装机时，就从坯料仓库接受一块垫板或坯料，并将其对准包装件组的下方。上述计算机控制这台输送机的速度，因此包装件组就以这样的速度进行包装，并且也以这样的速度在准包装件组的下方接受和登录垫板或托盘。
当上述机器起一台托盘热缩包装机的作用时，在包装工序中的下一个步骤是由一个插入的粘接和封闭标准单元来完成包装工序中的功能的，在其中折叠和粘接坯料，在包装件组的周围形成一个托盘。一台在该标准单元上的伺服驱动装置驱动上述输送机，从而确定了通过这个粘接和封闭标准单元的加工速度，这台伺服驱动装置由监控的计算机控制以便与其他的标准单元协调。
当需要转动包装件，重新确定它的方向，或者需要把两个包装件堆叠起来，形成双层包装件时，可以按照本发明的原理，采用独立的标准单元来完成这两种步骤。转动标准单元包括一台在该标准单元上的伺服驱动装置，它确定包装件通过该转动标准单元的加工速度，并由上述监控计算机控制。另一方面，堆叠标准单元包括一台在该标准单元上的输送机伺服驱动装置，这台驱动装置确定包装件通过该堆叠器进行加工的速度，而且还包括一台第二伺服驱动装置，它以变化的速度提升上述提升臂。上述监控计算机为上述提升臂驱动装置提供加速和减速，以完成堆叠工作。监控计算机还独立地控制这两台驱动装置，使它们的速度与机器上的其余标准单元保持恒定。
当需要提供热缩包裹功能时，例如在热缩包装机、垫板热缩包装机或托盘热缩包装机中，就要增加3个附加的标准单元。一个是薄膜切割标准单元，它用于为上述包装机组提供适当尺寸的热缩薄膜。在该薄膜切割标准单元中的伺服驱动装置由上述监控计算机控制，以便形成薄膜的合适的长度，并在需要时将其输送出去。一个薄膜包裹标准单元包裹上述薄膜，并通过使用包裹臂将其包裹在包装件组的周围。在该薄膜输送机上的一台自带伺服驱动装置确定包装件通过该标准单元的加工速度，而一台在上述薄膜包裹臂上的第二伺服驱动装置则以变化的速度驱动这条臂，以便使薄膜包裹在包括垫板或托盘在内的包装件组的周围。最后，还设置了一个通道式热缩标准单元，在其中加入热量，以使薄膜热缩，与包装件组紧密地结合在一起。在上述热缩输送机上的一台变速驱动装置确定了它的速度，使包装件组通过上述热缩通道进行加工。
在本发明的另一个实施例中，提供了一台以上所描述的类型的积木式包装件，其中，按顺序排列的若干标准单元共用若干台能快速而方便地连接和拆卸的驱动装置。具体的说，如上所述，其中设置了9个单独的分隔开来的标准单元。在本实施例中，每一个特定标准单元中的输送机在机械上与安装在该输送机下面的一根驱动轴联接，并由其驱动。上述各标准单元是这样设计的，即，在所有的标准单元中，上述驱动轴的中心线都是同一根中心线，所以，当两个标准单元按照包装工序依次定位之后，它们的驱动轴就能迅速而方便地用机械方式联接在一起。多个标准单元在包装机保持组合性能的同时，用单独一台电动机驱动。因此，这种包装机的功能，可以通过按照需要加入或拆卸各标准单元，仍然保持其灵活性。
虽然以上描述了本发明中使用9个标准单元的实施例，但，仍然可以考虑设置附加的标准单元来提供其他的包装功能。具体的说，设置具有包括在该标准单元上的伺服驱动装置的标准单元，或者具有能在包装流水线上快速插入或拆卸的装置，以改变该包装机的功能，并不脱离本发明的原理。
图11中表示了本发明的积木式包装机10的一个优选实施例，具体来说，图11中所示的积木式包装机10包括多个标准单元，每一个标准单元在物品的包装过程中完成一种功能。图11中的包装机由下列各标准单元组成一个送进输送机成排分离器的标准单元12，一个坯料仓库和送进托盘的标准单元14，一个整理和同步化标准单元16，一个粘接和封闭标准单元18，一个堆叠标准单元20，一个薄膜切割标准单元22，一个薄膜包裹标准单元24，以及一个通道式热缩标准单元26。在不脱离本发明构思的前提下，还可以在图11中所示的包装机上无限制地加上提供其他功能的标准单元，如包括一个翻转器标准单元(见图5)。
物品按顺序在本发明的积木式包装机10的包装流水线上从一个标准单元运送到另一个标准单元，并进行包装。具体的说，在每一个标准单元中都设置了用于输送的装置，它把物品和包装件从一个标准单元运送到另一个标准单元。一台送进和成排分离器输送机30，一台整理和同步化输送机32，一台粘接和封闭输送机34，一台堆叠输送机36，一台薄膜包装机输送机38，以及一台通道式热缩输送机40，都是将物品运送通过相应的标准单元，送到下一个标准单元上的。这些输送机都布置在同样的高度上，以便能让一个标准单元能靠在相邻的标准单元上，互相之间不需要任何附加的机械连接或调整。
第一个标准单元是图1中所示的送进输送机成排分离器的标准单元12。物品46是以无序的状态接受的，并由送进侧的栏杆42、44使其保持在输送机30上。送进输送机30向图中所示的方向驱动，并使得无序状态的物品46运动到由侧面栏杆42、44和成排分离器48、50、52所形成的巷道内。物品从送进输送机成排分离器的标准单元12出来就成为成排的物品56。一台伺服驱动装置为送进成排输送机30提供动力，从而确定了输送机30和由它输送的物品46、56的速度。伺服驱动装置54通过连接器55与送进成排输送机30联接。图1中所示的伺服驱动装置54是安装在侧面的，但也可以考虑采用其他的安装方式与送进30的机械连接，这并不脱离本发明的构思。
图11中所示的包装机10的下一个标准单元是整理和同步化标准单元16，用于把成排的物品56分隔成加工物品组58(见图3)。整理和同步化标准单元16接受成排的物品56，并借助于插入一根分离杆60将其分隔成加工物品组58。分离杆60安装在整理和同步化输送机32上，和它一起运动。分离杆60沿着图3中所指的方向运动，并使加工物品组58和它一起运动。一台伺服驱动装置62为这台整理和同步化输送机32提供动力，从而确定了输送机32和由它输送的加工物品组58的速度。与本文中所讨论的其他标准单元一样，图中所示的整理和同步化标准单元16的伺服驱动装置62是安装在输送机32的侧面的。但，根据本发明的构思，伺服驱动装置62和输送机32之间的其他机械连接方式也可以考虑。
对于具有垫板热缩包装机或托盘热缩包装机功能的包装机来说，需要垫板或坯料仓库和送进标准单元14。一叠硬纸板坯料66搁在倾斜台面68上，用它为每一组加工的物品组58形成垫板或托盘。具体的说，一个吸盘70吸住这一叠坯料66的顶部垫板或坯料72，沿着图2中所示的方向绕延伸臂76转动，并把该垫板或坯料72放置在机械上与整理和同步化标准单元16联接的提升输送机74上(见图3)。如图3所示，垫板或坯料72放置在包装物品组58的下面。提升输送机74用一根皮带65与上述整理和同步化输送机32联接，而输送机32则由伺服驱动装置62驱动。也可以在不脱离本发明构思的前提下，考虑为提升输送机74使用单独的驱动装置。在坯料仓库和送进标准单元14上，上述吸盘70用一台伺服驱动装置78驱动。
对于专门用作托盘热缩包装机的，在包装机10中设置了粘接和封闭标准单元18，以完成托盘成形。粘接和封闭输送机34包括一根与整理和同步化分离杆60相同的分离杆82。分离杆82控制加工的物品组58通过粘接和封闭标准单元18的物流。当加工的物品组58和坯料72前进时，通过粘接和封闭标准单元18成形，坯料72的向外延伸的侧翼板88、90与成角度的折叠杆84、86接触，结果，就被折叠成直立的(见图4)。胶水涂敷器92、94在折叠之前就把粘接剂涂敷在侧翼板88、90上，所以，在与折叠杆84、86接触之后，托盘就在包装件组58周围保持托盘的形状。一台伺服驱动装置96确定了粘接和封闭输送机34的速度，从而也确定了通过该粘接和封闭标准单元18时包装件进行包装的速度。
在粘接和封闭标准单元18之后，如图5所示，可插入一个转动标准单元28，用以转动包装件104。具体的说，一台转动输送机100接受包装件104，并沿着图5中所指示的方向使其运动。当包装件104接触一个角形固定挡块102时，这个包装件便转动，并按照要求重新确定方向。一台伺服驱动装置106驱动该转动输送机100，并确定输送机100的速度，从而也就确定了包装件在该转动标准单元28上的转动速度。
还可以设置一个堆叠标准单元20，用以在包装件送出标准单元20之前，完成把另一个包装件112堆叠在先前的包装件114的顶上的工作。堆叠输送机36按照图中所示的方向输送包装件114。提升臂108、110抱住并提升包装件112并将其放置在先前的包装件114的顶上，如图6中的虚线所示。提升臂108、110挂在沿着图中的方向驱动的循环皮带116、118上。一台伺服驱动装置120驱动上述循环皮带108、110，并控制提升臂108、110的速度，以及捡拾包装件112，并将其放置在先前的包装件114上的速度。上述伺服驱动装置120的速度必须比上述堆叠输送机36的速度快，并且必须是能变化的。一台伺服驱动装置122驱动堆叠输送机36，使得包装件以与通过其他标准单元同样的速度通过堆叠标准单元20。
在托盘热缩包装机、垫板热缩包装机或热缩包装机的包装件周围敷设热缩薄膜需要使用三个附加的标准单元。首先必须有一个薄膜切割标准单元22，其中装有一卷薄膜124，这卷薄膜展开并穿过该薄膜切割标准单元22的其余部分。薄膜接触一根导向辊126，并在夹紧辊128、129、130、131之间穿过。设置了一把切刀134把薄膜切割成所要求的长度，以便包裹包装件。一个独立的底座136支承着上述薄膜卷124、导向辊126、夹紧辊128、129、130、131和该薄膜切割标准单元的其余部件。一台与夹紧辊129连接的伺服驱动装置138控制薄膜的展开和向切刀134供应薄膜。还需要一个薄膜包裹标准单元24从上述薄膜切割标准单元22接受一张薄膜140。当薄膜包裹输送机38上接受了一个包装件146并由其输送时，上述薄膜140的前缘142便塞进薄膜包裹标准单元24上的包装件146的下面。一根薄膜包裹臂148与这一张薄膜140接触，并包裹在该包装件140的周围。这根薄膜包裹臂148便围绕着框架150、152运动，并且还必须以比薄膜包裹输送机38更高的速度运动，以便能在包装件146还处于薄膜包裹输送机38上时，就完成薄膜的包裹工作。一台在薄膜包裹臂148上的伺服驱动装置154相应地驱动这根薄膜包裹臂148。与此同时，在薄膜包裹输送机38上的伺服驱动装置156则以与该包装机10的其余部分相同的恒定速度驱动该薄膜包裹输送机38。最后，在上述薄膜包裹标准单元24的下游设有一个通道式热缩标准单元26，以便使薄膜140热缩，使紧紧地与包装件160接触。设置了一个封闭热量用的外壳158，包装件160沿着图9中所指示的方向通过这个外壳。通道式热缩输送机40用一台变速驱动装置162驱动，其速度与机器上的其余部分相同。
以上所描述的本发明的包装机10的实施例不需要巨大的机架来安装这些设备，并且提供了在机械上不必联接的各种标准单元。这些标准单元12、14、16、18、20、22、24、26的运转速度用监控计算机200来控制和管理(见图10)。本实施例中的每一个标准单元12、14、16、18、20、22、24、26都完成一种独立的包装功能，并且都具有用自带的伺服驱动装置54、78、62、96、120、122、138、154、156、162驱动的输送机，这些输送机以预定的速度把包装件送过各标准单元。由于使用了精密的电气驱动和反馈，借助于严格控制这些自带的驱动装置，就能够把这些标准单元12、14、16、18、20、22、24、26有规则地首尾相连，来连续生产包装件，而不需要把它们用机械联接在一起。送进成排驱动装置54、整理和同步化驱动装置62、粘接和封闭驱动装置96、堆叠驱动装置122、薄膜包裹驱动装置156以及通道式热缩驱动装置162的速度，都用监控计算机200进行计算、校验和调整，以保证包装机有序而连续地运转。计算机200能使所有的标准单元的速度加快或减慢，或者当一个标准单元运转得太快或太慢时，只让选定标准单元的速度加快或减慢。借助于严格控制每一个标准单元12、14、16、18、20、22、24、26中的速度，就能提高效率，因为这些处于标准单元内部的伺服驱动装置54、78、62、96、120、122、138、154、156、162能够降低速度来完成困难的操作，然后再提高速度，完成常规的功能。计算机200以不同的方式控制标准单元12、14、16、18、20、22、24、26的速度，而物品从一个标准单元到另一个标准单元的物流却是互相协调的。用计算机对伺服驱动装置54、78、62、96、120、122、138、154、156、162进行控制为包装机10提供了极大的灵活性和可变化性。
使用若干能够更换并且能够很容易地增加或拆除的标准单元12、14、16、18、20、22、24、26，来构成包装机10，使得包装机10的功能能够变化，具有很大的优点。使用监控计算机200来控制驱动装置54、78、62、96、120、122、138、154、156、162和机器的运转是很方便的，而且排除了用机械方式把各个标准单元12、14、16、18、20、22、24、26联接在一起的必要性。本发明的标准单元12、14、16、18、20、22、24、26的可更换性和可拆除性，使得一个标准单元所产生的问题不会影像到整台机器10。可以把单独一个发生故障的标准单元从流水线上拆除，进行更换，或者从流水线上拆除进行修理，而包装工作继续进行。以上所描述的各种标准单元12、14、16、18、20、22、24、26完成了包装机10中的各种分开的、独立的功能。使用自带的驱动装置54、78、62、96、120、122、138、154、156、162，以及在各标准单元12、14、16、18、20、22、24、26之间不需要机械联系，能使每一个标准单元作为一台独立的机器进行工作。此外，标准单元之间零件的通用性能提高了遇到故障时的维修效率，减少停机的时间。
虽然在以上所描述的优选实施例中伺服驱动装置都安装在侧面，并且直接与输送机连接，但是，伺服驱动装置与输送机之间的其他机械联接方式，其中包括可以具体考虑选择采用的设置皮带驱动装置或齿轮传动装置(不限定)，也并不脱离本发明的构思。
图12表示本发明的另一个实施例，其中显示了可以替换上述单独伺服驱动装置的另一种标准单元的驱动装置250。具体的说，图12中所表示的是完成包装工序中的两个连续的步骤的粘接和封闭标准单元252和堆叠标准单元254。图12中的输送机256用皮带258驱动，皮带258与其驱动链轮257联接。皮带258绕过轮体260，轮体上的齿262与安装在输送机256下方的驱动轴266上的齿264啮合。驱动装置266旋转，便带动轮体260、皮带258和送进的驱动链轮257旋转。
如图12所示，上述堆叠标准单元254具有同样的机械联接，其中的输送机276和它的链轮277也是用皮带278、轮体280和驱动轴286驱动的。
图12中的粘接和封闭标准单元252以及堆叠标准单元254是这样设计的，即，当如图所示连续布置时，粘接和封闭标准单元的驱动轴266与堆叠标准单元的驱动轴286处于同一条中心线上。一个用于弥补驱动轴266和286之间间隙的机械连接器290完成了两者之间的机械联接，所以，一根驱动轴的转动就能导致另一根驱动轴也转动。这样，就能沿着这根处于同一根中心线上的组合驱动轴的任何位置设置单独一台驱动电动机来驱动两个标准单元。在其他标准单元上同样也可以设计采用处于同一根中心线上的驱动轴。因此，保持包装机的用标准单元组合的性质，不一定要每一个标准单元用一台单独的伺服驱动装置。
相反，连续的标准单元，例如图12中所示的上述粘接和封闭标准单元252和堆叠标准单元254，通过安装和拆除简单的机械联接，例如连接器290，就很容易更换和拆卸。标准单元252、254是这样设计的，即，它们的驱动轴互相对准，或者很容易接近，能让标准单元很容易而且快速安装或拆卸。
以上对本发明的优选实施例的描述的目的只是为了说明本发明。这些实施例不是为了囊括所有的实施方式，或者把本发明限制在所描述的详细细节中。很明显，根据以上的教导可以进行各种改进或变化。选择和描述这些实施例是为了能更好地说明本发明的原理，以及其具体应用，从而使得本技术领域的技术人员能在各种具体情况下，按照各种不同的实施例和以各种不同的改进方式最大限度地利用本发明。本发明的范围应由本申请的权利要求书来确定。
权利要求
1.一种用于包装物品的机器(10)，它包括下列各种部件若干标准单元(12、14、16、18、20、22、24、26、28)，上述标准单元中的每一个标准单元(12、14、16、18、20、22、24、26、28)完成包装上述物品过程中的一种功能；用于输送上述物品通过上述机器的装置，它包括在上述每一个标准单元(12、14、16、18、20、22、24、26、28)上的、单独的输送机装置(30、32、34、36、38、40、100)；以及用于协调上述各输送装置的装置(200)，以便形成从上述各标准单元(12、14、16、18、20、22、24、26、28)到下一个标准单元的物流。
2.如权利要求1所述的机器(10)，其特征在于，上述若干标准单元(12、14、16、18、20、22、24、26、28)具有布置在同一高度上的输送机(30、32、34、36、38、40、100)。
3.如权利要求2所述的机器(10)，其特征在于，上述若干标准单元(12、14、16、18、20、22、24、26、28)中的每一个标准单元，可以有选择地加入上述设备(10)中，或从上述设备(10)中拆除。
4.如权利要求3所述的机器(10)，其特征在于，上述协调装置(200)是一台计算机(200)，它控制上述输送装置(30、32、34、36、38、40、100)。
5.如权利要求4所述的机器(10)，其特征在于，上述输送装置(30、32、34、36、38、40、100)是在上述各标准单元(12、14、16、18、20、22、24、26、28)上，由一台安装在上述各标准单元(12、14、16、18、20、22、24、26、28)上的伺服驱动装置(54、62、96、122、156、162、106)驱动的输送机皮带，上述伺服驱动装置(54、62、96、122、156、162、106)连接在上述计算机(200)上并由其控制。
6.如权利要求5所述的机器(10)，其特征在于，上述若干标准单元(12、14、16、18、20、22、24、26、28)包括至少一个送进输送机成排分离器的标准单元(12)。
7.如权利要求6所述的机器(10)，其特征在于，上述若干标准单元(12、14、16、18、20、22、24、26、28)中还包括一个整理和同步化标准单元(14)。
8.如权利要求7所述的机器(10)，其特征在于，上述若干标准单元(12、14、16、18、20、22、24、26、28)是在机械上互不联系在一起的。
9.如权利要求3所述的机器(10)，其特征在于，上述在各标准单元(252、254)上的输送装置(256、276)是一台由驱动装置(266、286)驱动的输送机(256、276)，上述驱动装置很容易联接在连续的标准单元(252、254)上和从其上拆卸下来。
10.如权利要求9所述的机器(10)，其特征在于，上述驱动装置(266、286)是在与一条中心线对准的上述连续的标准单元(252、254)上的驱动轴(266、286)。
全文摘要
一种具有若干标准单元的包装机,每一个标准单元都在包装工序中完成一种独立的功能。可有选择地把下列各种标准单元组合起来:一个送进输送机成排分离器的标准单元,一个坯料仓库和送进托盘的标准单元,一个整理和同步化标准单元,一个粘接和封闭标准单元,一个堆叠标准单元,一个薄膜切割标准单元,一个薄膜包裹标准单元,以及一个通道式热缩标准单元,就能把物品包装在托盘中,用热缩薄膜包裹,转动或堆叠包装件等。标准单元各有一台由自带的伺服驱动装置驱动的独立的输送机。这些伺服驱动装置互相协调,从一个到另一个标准单元控制物流。上述伺服驱动装置都与一台监控计算机连接并受其控制,所以在各标准单元之间不需要机械联接。
文档编号B65B59/04GK1351563SQ00804910
公开日2002年5月29日 申请日期2000年2月1日 优先权日1999年2月2日
发明者克劳德·安德鲁·尼格尔, 史蒂文·雷·朗卡德, 克里斯托弗·施图尔曼, 扬·泰姆·斯洛姆 申请人:凯斯特·卡亚特公司