包装机械与方法

专利名称：包装机械与方法
技术领域：
本发明涉及包装机械。更具体地，本发明涉及用于包装烟草工业产品 的才几械、方法和系统。
背景技术：
生产与组装的方法和机械根据各种因素例如产品类型、产量和生产速度、精度要求以及成本限制等因素而有明显不同。对于某些应用，专用或单一用途的机械是理想的。它们提供了快速和稳定地生产相同产品的能力。
在用于包装烟草工业产品的典型机械中，通过多个工作站将产品和包装材料传送至发货点，多个工作站用于在其上执行连续的组装操作以将多批产品装入由包装材料成形的独立包装内。
能够每分钟生产出八百包以上巻烟的巻烟包装机是公知的。它们是大型、专用、昂贵的机械，要有利可图，它们就必须连续地以高速运行，用低停机比率生产出大量相同的产品。停机用于维修、保养或者用于进行产品更改的时段要被降至最短。这样的高速包装机被设计用于使效率最大化。生产线被压缩为单条快速移动的轨道。通过各种机械部件沿轨道在各工作站处执行特定任务，根据部件需要作用于多少件经过的产品以及这些产品以多快的速度经过来确定各种机械部件的速度和同步。整部机械因此作为一个整体运行，其动作由中心轨道的速度支配。为了提高生产速度，提供类似的并联轨道以将相同的部件送入生产线内用于生产单个包装件是公知的。例如，可以通过两条提供巻烟的轨道同时给单
条组装轨道输送， 一条线路提供将12根巻烟并排设置为一束的批次，另一条线路在类似的一束中有13根巻烟，线路汇合以形成25根巻烟的单个批次，由一束12根巻烟平放在一束13根巻烟上方构成。
但是，专门用于生产一种包装结构的单轨式、高度专用机械可能需要进行大量的再加工以使其适应产品的更改，并且即便如此可能改变的程度也要受到限制。新产品经常需要全新的机械和生产线，其设计和建造都很昂贵并且需要数以月计的时间仔细筹划，还需要更多的时间甚至是数以年计的时间来建造。
对产品包装和标记的需求可能会随着时间改变并且可能会随着从市场到另一个市场而不同，由此增加了对改变产品和包装设计的需求。要在常规机械中实施这样的包装改变是昂贵而且耗时的。
产品的小批量生产过程可以通过手工包装过程进行。但是，手工包装緩慢、昂贵，并且与包含高速机械的包装过程相比，生产的质量水平更加不稳定。

发明内容
根据本发明，提供了一种用于包装烟草工业产品的机械和方法，其中对产品和包装材料进行将产品装入由包装材料成形的包装内的连续组装操作，并且其中可以对产品和包装材料选择性地进行不同顺序的组装操作，从而可以根据所选择的顺序将连续批次的相同或不同的产品装
入相同或不同的包装内。
更具体地，根据本发明，产品和包装材料被输送通过多个工作站，
多个工作站用于在其上执行连续的组装操作以将产品装入由包装材料成形的包装内，并在工作站对其选择性地进行不同顺序的组装操作，从而可以根据所选择的顺序将连续批次的相同或不同的产品装入相同或不同的包装内。
通过提供能够被选择性地操作以对吸烟产品和包装材料确定不同的组装操作顺序的多个工作站，就能够建立起一种灵活的生产系统，其特别有利于中等规模的产品包装机械化生产过程，这种生产过程因太长而无法用于通过手工包装进行有效生产以及生产出的产品或包装的类型经常改变的情况。
优选地，执行一种组装操作顺序的至少一个工作站可以被设置为在其他工作站执行另 一种组装操作顺序的同时执行其操作。用这种方式能够缩短连续批次之间的机械停机时间的周期。
根据所选择的工作站顺序以及提供的包装材料和产品，连续运行可以在不同包装内包含相同产品、在相同包装内包含不同产品或者在不同包装内包含不同产品。例如，连续批次的产品可以由不同香型、滤嘴类型或尺寸的巻烟或雪茄或小雪茄构成。包装可以例如在一批中是套装包装或托盘包装的形式而在下一批中则是预成形包装的形式，例如筒装或泡罩包装、翻盖式包装或非矩形截面的包装(例如三角形或菱形截面的包装)。
更具体地， 一种根据本发明用于包装烟草工业产品的机械包括用于将产品传送到机械内的装置，用于将包装材料传送到机械内的装置，以及沿通过机械的一条或多条传送路线设置的多个工作站，工作站能够至少对产品和包装材料之一进行连续的组装操作以将产品装入包装材料
内形成成品，其中机械包括用于控制产品和包装材料沿传送路线移动的装置和工作站，目的是为了对产品和包装材料选择性地进行第一顺序的组装操作以形成第一种成品或者是进行不同于第一顺序的第二顺序的组装操作以形成第二种成品。第一种成品中的产品和包装材料之一或者两者都可以不同于第二种成品中的产品和包装材料。
本发明具体地包括一种用于包装吸烟产品的机械，包括用于将吸烟产品传送到机械内的装置，用于将包装材料传送到机械内的装置，以及用于随着吸烟产品和包装材料被通过机械传送至发货点而对吸烟产品和包装材料进行连续的組装操作以将吸烟产品装入由包装材料成形的包装内的多个工作站，其中可以在工作站处对吸烟产品和包装材料选择性地进行不同顺序的组装操作，由此即可根据所选择的顺序对连续批次的吸烟产品和包装材料进行不同地包装。
本发明还具体地包括一种用于烟草工业产品的包装过程，包括在一个或多个工作站处对烟草工业产品可选择地进行一种或多种组装操作以提供烟草工业产品单元，在一个或多个工作站处对包装材料可选择地进行一种或多种组装操作以提供包装单元，然后将烟草工业产品单元装入包装单元内以提供成品，其中对烟草工业产品和包装材料选择性地进行第一组组装操作以构成第一种成品，或者是进行笫二顺序的组装操作以构成笫二种成品，第一顺序的组装操作和第二顺序的组装操作彼此不同。烟草工业产品和包装材料之一或者两者在笫一种成品和笫二种成品之间可以有所不同。
为了能够选择需要的工作站组合，本发明的优选机械确定出用于吸烟产品包装材料的 一条或多条通过工作站的传送路径或路线。在本发明的一个实施例中，工作站被沿着单条传送路线依次设置并根据要组装的 特定包装选择性地进行操作。例如适合用于组装套装和托盘型包装的第 一组工作站可以被设置在适合用于组装泡軍型包装的第二组工作站的 上游或下游的传送路线上，第一组工作站在盖装或套装型包装的生产过 程期间被禁用并且反之亦然，以使通过被禁用工作站的包装材料和产品 不受影响。
可选地，产品和包装材料可以沿并联设置的多条可选传送路线被选 择性地传送通过机械，工作站被设置成根据所选择的传送路线将多批吸 烟产品选择性地装入不同的包装材料内。
在本发明的某些机械内，用于执行不同操作的工作站被沿公共传送 路线串联设置，而其他工作站则沿并联运行的传送路线设置。
根据本发明的另一种应用，提供了一种用于包装吸烟产品的机械， 其包括用于将吸烟产品传送到机械内的装置，用于将包装材料传送到机 械内的装置，用于将吸烟产品装入包装材料内的包装机，以及用于将包 装好的吸烟产品传送至发货点的装置，其中吸烟产品可以被选择性地沿 多条可选传送路线传送通过机械，并且包装机被设置成根据所选择的传 送路线将多批吸烟产品选择性地装入不同的包装材料内。
在本发明的这种应用中，传送路线可以被选择用于将多批类似的吸 烟产品包装在各自的类似包装材料的独立单元内，用于将多批类似的吸 烟产品包装在各自的不同包装材料的独立单元内，或者用于例如在第一 种吸烟产品具有第一种香型而第二种吸烟产品具有第二种香型或者第 一种吸烟产品是第 一种尺寸而第二种吸烟产品是第二种尺寸时，将至少 一批第一种吸烟产品和至少一批第二种吸烟产品包装在包装材料的独 立单元内。
根据本发明的机械可以进一步包括计算机存储介质，其中具有编写 好的计算机程序，例如用于控制传送吸烟产品的装置、传送包装材料的 装置、包装机、传送包装好的吸烟产品的装置或其任意组合。
本发明包括一种产品，包括计算机可读介质，具有嵌入在其中的计 算机可读程序编码装置，其中计算机可读程序编码装置促使计算机指示 本发明的机械根据本发明完成包装过程。
如本文中所用，"烟草工业产品，，或"产品"表示在烟草工业中制
造或销售的任意物品，包括(a)用于烟斗或手巻烟的烟草，以及常规的吸烟产品例如巻烟、小雪茄和雪茄漆于烟草、烟草衍生物、膨胀烟草、
再造烟草或烟草代用品均可)；(b)加入了烟草、烟草衍生物、烟草代用 品、膨胀烟草和再造烟草的非吸烟产品，例如鼻烟、无烟烟草(snus)、 硬质烟草和加热而非燃烧型产品(也就是吸入设备，其中从一种可以是 基于烟草的源材料中通过向材料施加热量而不使其燃烧引出用于被用 户吸入的气雾剂)；以及(c)戒烟辅助剂和其他的尼古丁输送系统例如贴 片、吸入器、嚼锭和口香糖等。
根据本发明的优选机械和方法能够容许对产品和包装进行频繁、短 期和明显的改变，同时仍然能够比手工组装更快地进行生产。它们能够 进一步有利于连续的生产过程，在其中将相同类型的产品包装在不同类 型的包装内，或者在其中将不同的产品包装在类型相似的包装内。与通 常在烟草工业产品包装中使用的很多种机械特别是巻烟包装机相比，用 于将机械从一种包装完全改变所花费的时间被明显缩短。
本发明的机械可以被用于包装标准的烟草工业产品例如巻烟以及 可选的烟草工业产品例如无烟烟草和口腔尼古丁输送产品例如口香糖、 嚼锭和贴片。在机械上使用的包装也可以是标准形式，其对于巻烟来说 一般是通过折叠和粘合通常由纸板制成的扁平纸坯而成形。包装也可以 是非标准形式，例如预成形的、非折叠式包装，其可以通过注塑、真空 成形或通过其他的模制工艺成形。通常，在本发明的机械中将会经历较 高的运行速度和较短的停机时间，其中不同的产品都是相同的基本类型 -例如不同香型的巻烟-并且包装也是相同的基本类型，例如或者是不 同的泡罩包装或者是由不同折叠方式的纸坯成形的包装。
应该理解尽管参照在标准包装内包装标准产品介绍了本发明的实 施例，但是本发明显然并不局限于这样的产品或包装形式。
根据本发明用于包装吸烟产品的优选机械由多个部件和工作站构 成，每个部件和工作站都参与具体的任务。
本发明的机械加入了用于将烟草工业产品传送到机械内的装置。用 于传送产品的装置通常包括一个或多个用于存储产品供给的装置，产品 被由此送入机械内。本发明的机械可以包括至少2个、3个、4个或者 更多这样的产品存储装置。
产品可以用散装的形式存储，例如以包含在容器内、或者包含在离 散单元例如可以用铝箔、纸或其他薄膜材料中展开或包装的预成形束内、或者包含在要进行进一步包装操作的预填充包装内的一定量的单根 巻烟的形式存储。不同类型的存储系统可以与经过适当修正的输送线路 结合使用以将不同的产品传送到机械内，并且在用于包装烟草工业产品 的常规机械内使用的各种系统中的任何一种都可以被使用。例如，存储 装置可以包括一个或多个料斗，可以从这些料斗中或者从每一个料斗中 将对应的产品送入机械内。料斗适用于例如要包装的产品是巻烟的情 况。用于其他产品的存储系统可以包括在其中容纳产品的端部开口或侧 部开口的盒子、用于流体的器亚以及用于分配流体的装置。
可选地，用于传送产品的装置可以包括与生产设备出口的直接或间 接连接。例如，用于制备产品的机械例如巻烟机可以被设置为将产品直 接地或者通过存储区域或緩冲区送入本发明的机械内。用于制备产品的 机械可以例如是单根地提供巻烟的巻烟机，或者可以包括用于成批或成 束地提供产品的机构，如果需要的话这些产品可以被包装在铝箔或纸或 其他材料内。在其他情况下产品可以被连续地送至包含在传送装置内的 传送带设备以能够通过另外的机械部件将产品单独或成组地取出。
用于传送产品的装置可以被设置成提供产品的预成形单元，例如预 加工的、可选择进行包装的巻烟束或单独预包装的雪茄。
本发明的机械还包括用于将包装材料传送到机械内的装置，其将包 装材料输送至机械。包装材料可以有很多变化。例如它们可以是用于构 成"托盘和套装式"巻烟包装、烟盒、泡罩包装以及其他包装的纸坯形
式。本发明的机械可以包括至少2个、3个、4个或者更多这样的用于 传送包装材料的装置。包装传送装置的结构取决于使用的包装材料的性 质。例如传送装置可以装有存储装置例如料斗，这在包装材料是纸坯形 式或者是可以被端部开口以允许单个机械部件从中取出物品的多种箱 体和盒体中的任意一种形式时可能是优选的。在包装材料是片形或条形 材料的形式时，包装存储装置可以是这种材料的巻筒的形式而包装传送 装置可以是一组滚筒的形式，片形或条形材料在滚筒上被适当地拉紧并 输送至机械。其他的例子包括能够容纳纸坯的料斗、具有多个开口边缘 的托盘以及具有设置成容纳包装物品的料袋的传送带或线路。
用于传送包装的装置能够被设置成按需要分配离散单元的包装材 料或成批的包装材料。
包装材料可以是预成形且已准备好用于包装的单元形式，其在被装入产品之前不需要通过工作台进行进一步的组装或处理，例如翻盖式烟 盒，在此工作站将被设置成选中烟束，将其置于盒内，然后关闭烟盒， 或者是准备用于装入雪茄的雪茄管。
用于传送包装材料的装置也可以是到包装材料制备单元出口的连 接。在这样设置时，具有中间緩冲区或存储区域以确保给机械稳定和有 效的包装材料供应可能是优选的。包装材料制备单元可以包括用于打 印、切割或在线折叠纸坯的设备，或者可以包括用于生产由塑料材料制 成的包装材料的设备，例如注塑或真空成形设备。
关于本发明中的其他元件，公知的模块均可适用于在根据本发明的 机械中使用。例如包装材料可以通过与用于给标准的单轨式大批量包装
发明的机械，:送系统、可以包括多个互j的^^:和传送叶,轮。、
本发明的优选机械还包括多个工作站，可以在此对产品和包装材料 进行适合于所使用的个别产品和包装材料的不同顺序的组装操作。例如
一个工作站或一组工作站可以被构造为将巻烟或其他产品成形为多束；
附加工作站可以随后在铝箔或其他包装材料内包装这些束，或者以其他 方式将它们集中为所需的结构。另一个工作站或另一組工作站可以被构 造为将包装材料成形为所需的结构，例如，通过收回纸坯、将其折叠为 包装形状然后粘合一条或多条边缘以密封包装。另一工作站可以随后将 由此成形的产品批次置于包装材料单元内。
再包装、装盒和ki。、 z 1 在本发明的优选机械中，包装件通常会被传送至发货点。 用于传送包装好的产品的装置可以采用任何常规形式，例如由重力 拉动的一组倾斜滚筒，包装材料可以在滚筒上自由滚动。另一种选择是 提供电动的传送带或者一组离散的杯体或盒体，每个杯体或盒体都携带 一件或多件包装材料。杯体或盒体可以被用例如链条或皮带连接在一 起。可选地，用于传送包装好的产品的装置可以包括由适合产品形状的 杯体或盒体连接而成的线路或链条。任何已知的用于传送产品的材料或 方法，只要能够快速、准确和可靠地处理包装好的吸烟产品，就都可以 应用到本发明中。
本发明的优选机械传送烟草工业产品和包装材料通过多个工作台，在工作台上执行连续的组装操作。与常规的高速包装机械相比，本发明 的机械被设置为根据当时正在加工的特定产品和包装材料而允许对产 品和包装材料选择性地进行不同顺序的组装操作。为了实现这一点，工 作站可以被设置为针对产品和包装材料确定出多条通过机械的可选传 送路线。利用这样的设置，沿每条传送路线的工作站执行不同顺序的组 装操作，每条传送路线都适合用于生产具有不同的产品或包装组合的包 装件。
对产品和包装材料进行的组装操作的顺序优选地由在本发明的机 械内接收产品和包装材料作为输入、并引导产品或包装作为输出的传送 设备的供货决定。给传送设备的输入可以包括单个产品或包装材料的来
源或者其多个(2个、3个或更多)来源。类似地，输出可以是机械内另 外的单个工作站或多个(2个、3个或更多)工作站。可以根据正在使用 的组装操作顺序对传送设备选择性地进行操作以从选定的输入中传送 产品或包装材料并将其输送至选定的输出。通过在连续的工作站之间设 置多个传送设备单元就可以在工作站之间确定任意数量的传送路线。
优选地，传送设备是机械手或数字控制的。在一种复杂的结构中， 传送设备例如可以包括关节臂，其末端能够被相对于三维直角坐标轴定
位并携带末端致动器，末端致动器能够相对于臂的末端绕三维直角坐标 轴操纵包装或产品，在产品或包装材料的定位方面给出6个行动自由度。
在所需传送操作比较简单的场合可以使用更加简单的传送设备。例如在 需要将产品或包装材料从一条或多条并联的输入线路移动到与输入线
路并联设置的多条输出线路中的 一条或另 一条线路时，可以使用简单的 拾取和放置单元，或者是在单个平面内运行的提升或滑动系统。
例如， 一条传送路线可以从在使用时包含第一种巻烟(例如具有特 定的香型或滤嘴结构)的第一料斗开始延伸，通过用于将巻烟包装到第 一种类型的包装例如常规的套装和托盘包装内的第一组工作站，到达用 于将包装件包装在薄膜内的包装器，然后再到达条盒包装机，其将用薄 膜包装过的包装件包装到条盒内。第二条传送路线可以从第一料斗开始 延伸，通过用于将巻烟包装到第二种类型的包装例如常规的翻盖式包装 内的第二组工作站，然后再到达薄膜包装器和条盒打包机。第三条传送 路线可以从用于第二种巻烟(例如具有不同于第一种巻烟的香型或滤嘴 结构)的第二料斗开始延伸，通过第一組工作站到达薄膜包装器和条盒包装机。第四条传送路线可以从第二料斗开始延伸，通过第二组工作站 到达薄膜包装器和条盒包装机。通过选择性地操作与上述四条传送路线 相关联的那些机械部件，就可以用相同的机械生产出最多四种不同组合 的包装和产 品。
而且，在其中一条传送路线在运行的同时，确定另一条可选传送路 线的机械元件即可准备好投入使用。例如，在上述的机械中，在使用第 一条传送路线的同时，第二料斗和第二组工作站即可准备好投入使用。 在使用第一条路线的生产过程完成后，使用第二条传送路线的下一步生 产过程就能够以最短的延迟开始进行。
应该理解上述内容只是为了说明而对组装过程进行的简单描述。
在上述装置中，传送路线被沿着其中的至少部分路线并联设置。在 某些情况下，可能可以用由工作站确定通过机械的单条传送路线这样的 方式来构造机械。例如，使用与上述相同的工作站，传送路线可以从第 一料斗开始延伸，通过第一组工作站，然后通过第二组工作站并随后到 达薄膜包装器和条盒包装机。简单地通过选择性地操作第一组或第二组 工作站就能够将第一种产品包装在两种不同类型的包装内。通过将第一 料斗和第二料斗制成可互换的，即可将第二种类型的巻烟装入任何一种 类型的包装内。作为进一步的可选方案，两个料斗可以被并联设置以将 产品送入传送路线内。
本发明的优选机械即使在产品及其包装需要不同的时间量或加工 步骤进行组装或以其他方式加工的情况下也能够被设置成有效地工作。 例如，如果用于包装物品的传送路线以每秒一个单元的速率提供包装材 料，而用于吸烟产品的传送路线以每两秒钟一个单元的速率提供吸烟产 品，那么可以提供两条用于吸烟产品的传送路线并由此使机械的效率最 大化。
将物品包装到包装材料内的工作站可以被设置为使其能够选择性 地将多批吸烟产品装入不同的包装材料内。这种特征允许对要在不同的 包装材料内包装的不同物品进行无限制的组合，只需要沿传送路线和在 个别工作站处进行重新设置和采用新的指令以适应改变即可。指令可以 涉及引导如何以及何时向执行包装的工作站移动物品，以及工作站应该 如何选择和操纵被选中的目标。工作站可以被设置和编程用于操纵一组 产品将其放入第 一种包装材料内以形成包装单元，并随后将该包装单元装入第二种包装材料内。
这种情况的一个例子是一种包装件，其中将可能已经包装也可能尚 未包装的一束巻烟装入内框架，装有巻烟束的内框架被随后装入外框架 以制得包装成品，设置成生产这样的包装件的工作站例如可以包括用于 固定包装材料的单元，并与用于成形内框架和外框架的机构、以及用于 拾取烟束和将烟束放入内框架的机构、还有用于拾取装入烟束的内框架
并将其放入外框架的机构协同工作，适用的机构，例如真空操作的固定 设备、用于操纵包装和产品的机械手机构、以及用于拾取、放置或以其 他方式操纵相关产品和包装的捡拾机构，对于本领域普通技术人员来说 都是公知的。
根据要被包装的货物的具体要求，本发明的机械可以包括很多其他 的模块。例如，在将单包的巻烟传送至发货点时，根据公知方法对其进 行进一步的加工是可以预见的。因此通过机械到达发货点的传送路线可 以包括用于例如标记、检查、放入优惠券或插页、添加印花税票、包装， 例如用包括热缩性薄膜的薄膜包装、真空包装或装入成形条盒内等各种 功能的工作站，其中成形条盒也可以被标记和包装并在盒体内成形。这 些工作站可以根据要在机械上使用的产品和包装材料的具体范围被彼 此相邻设置，或者在别处被集成到通过本发明机械的任意传送路线中。
本发明机械中的一个或多个工作站可以通过独立的控制系统被单 独操作和控制。可选地，或者另外地，工作站的组可以通过将该组作为 机械子系统操作和控制的控制网络连接在一起。优选地，用于传送产品 的装置、用于传送包装材料的装置和工作站包括由公共控制系统例如中 央电子控制系统或计算机控制的单独的驱动机构。提供中央控制以允许 效率和可换性。公共控制系统优选地通过计算机代码或软件操作，其确 定产品和包装材料传送装置内的哪一个独立系统是有效的、机械内的哪 一个工作站是有效工作的、运行速度、运行顺序和运行方案。用这种方 法将计算机用于指示机械执行不同的组装操作。用这种方式对工作站的 控制进行编程还能够将机械在不同的操作模式之间以最短的延迟进行 切换。
本领域技术人员公知的是，期望的成品数量可以被输入到公共控制 单元例如计算机内，然后由其根据该数量计算所需的材料和耗材量。材 料和耗材可以包括例如烟草工业产品、铝箔、热塑性材料、包装纸坯、印花税票等。考虑到通常的废品率、生产故障等因素，中央控制系统能 够生成关于应该从货源例如仓库提供给需要材料或耗材的每一个单元 部件的不同材料的数量的指令。这就允许利用合理预估出来的为了生产 出期望数量的终端产品并且浪费数量最小所需的每一种材料的数量建 立起生产过程。
特别是对于可能需要补充材料的生产过程，中央控制系统能够监控 质量控制的情况例如因故障或损坏而报废的单元数量。持续的计算将允 许对用于完成期望成品量所实际需要的原材料数量进行调节。控制系统 可以依赖于与每个部件或部件群组相关联的传感器或监视器。
除了现有技术中公知的其他应用之外，控制系统还能够确定工作站 的相对操作速度并根据其操作速度确保每一个工作站所需的任何材料 都被输送到位。本发明的机械可以装入一个或多个緩冲站，在其中可以 集中产品、包装材料或已部分包装的产品，并在随后以适当的速率释放。 緩冲站可以沿任意一条传送路线被设置在传送路线的起点或者任意合 适的位置。它们可能适合用于允许机械的操作人员给机械补充用于加工 的材料，例如在延长的生产过程中，由此提高为每台工作站的需求服务 的机械操作人员的效率。
在预见到有较长时间的生产过程时，由于本发明的模块化系统，所 以能够确定出包装过程中的哪一步或者哪个阶段决定了单元的操作速 率，并提供部件从多方面影响那个步骤或者阶段。例如，如果已包装的、 包装好的产品聚集在生产线末端等候转移到存储或输送设备，就可以提 供另外的叉车或其他合适的设备以允许更快地转移包装好的货物并由 此提高总体单元速度。


为了使本主题发明可以被轻易地理解和易于实现，现在将参照所附
的简要视图通过示例进行说明，在附图中
图l是根据本发明的机械的第一实施例的功能图2示出了由图1的机械中的工作站执行的组装操作的顺序；
图3是根据本发明的机械的第二实施例的功能图4是根据图3构建的机械的示意性布局图4a是图3和图4中所示机械的变型的部分示意性布局图，示出了修改的才凡械部分；
图5示出了由本发明的机械中的工作站执行的另一种组装操作顺 序；和
图6示出了由本发明的机械中的工作站执行的再另一种组装操作顺序。
在附图中，不同实施例里相似的部件用相似的附图标记表示。
具体实施例方式
参照图1，示出了根据本发明的机械的第一实施例中的主要系统的 功能性互动。机械10包括将烟草工业产品传送到机械内的装置20，用 于将包装材料传送到机械内的装置40，用于将多批产品装入独立的包装 材料单元内的包装机60，以及用于将产品的包装件传送至发货点81的 装置80。
传送装置20、 40、 80和包装机60通过常规电子驱动器进行操作， 电子驱动器具有通过中央可编程计算机控制设备(未示出)彼此协同操 作的数字电子控制系统。控制设备自身具有安装在其中的程序代码装 置，由此计算机即可指示机械完成本文中所介绍的任意顺序的机械操 作。控制设备以及程序代码的构建可以根据在每一个实施例中使用的设 备而变化，但是其设计都处于本领域普通技术人员的能力范围之内。
该机械的操作将在几个示例中进行说明。
例1
在该机械操作的第一个示例中，机械10被设置成将两种可选类型 的巻烟包装到常规的"翻盖式"包装件内。包装件以及将其组装起来的 过程的更多细节在图2中示出。
如图2中所示，包装件包括内框架101和外框架105。内框架101 是矩形截面，由料堆103内保存的扁平纸坯102成形。纸坯102被从料 堆103中连续地抽出、沿一条边缘涂上胶水、如1(H处所示那样折叠、 竖起并通过末端折边封闭。在具有与内框架相对应的矩形截面的外框架 105内滑动地接收内框架101。外框架105也是由料堆107内保存的扁 平纸坯106成形。用于外框架的纸坯被从料堆107中连续地抽出、沿一 条边缘涂上胶水、折叠、竖起并在一端通过末端折边109封闭而在另一端通过翻盖折边108封闭。包装件中装入被包装在铝箔111内并在本示 例中设置为三层的一束巻烟110，两个外层具有七根巻烟，内层具有六 根。用于烟束的其他结构当然也是可行的，而且烟束可以被包装在不同 于铝箔的其他材料内，或者可以不进行包装。在该示例中，烟束110首 先被包装在铝箔内，并随后被插入竖起的内框架101中，内框架101随 后被依次插入竖起的外框架105中。然后外框架的末端和封盖即被关闭， 如图所示。
参照图1，用于传送产品的装置20包括第一产品供应系统21和第 二产品供应系统22，第一产品供应系统21用于将第一种产品在此情况 下是铝箔包装的二十根巻烟束IIO传送到机械内用于包装，第二产品供 应系统22用于将第二种产品成批地传送到机械内。在本示例中，第二 种产品也是铝箔包装的二十根巻烟束的形式。
用于传送产品的装置20还包括例如形式为拾取和放置设备的传送 设备24，用于将产品选择性地从第一产品供应系统21或第二产品供应 系统22输送至包装机60。由于传送设备24是数字控制的，因此它能够 被预先编程以在这两种模式中的任何一种模式下操作，并且操作模式能 够通过选择适当的控制程序以最短的停机时间;故快速和轻易地改变。
用于将包装材料传送至机械的装置40包括分别用于内框架101和 外框架105的第一包装材料供应系统41和第二包装材料供应系统42。 两个系统均包括用于存储纸坯102、 106的料堆的料斗(未示出)，以及 用于从料斗中连续地取出纸坯并将其逐一传送至包装机60的运输系统。
包装机60包括串联设置的两个工作站25、 26，每一个工作站都对 提供给它的材料执行一系列的操作。在第一工作站25，用于内框架的单 个纸坯102被从第一包装材料供应系统41中的料斗开始传送，沿一条 边缘涂上胶水，折叠，并竖起以形成内框架101，如图2中所示。从第 一产品供应系统21或第二产品供应系统22接收的铝箔包装的巻烟束 IIO被插入内框架中。在第二工作站26，用于外框架的纸坯106被从第 二包装材料供应系统42中的料斗开始传送，涂上胶水，折叠并竖起以 形成盒套，如图2中所示。包含巻烟束110的内框架101被插入外框架 中，随后外框架就被在底部和顶部封闭。随后组装好的包装件就被从包 装机传送到发货点81。
通过选择传送设备24的操作模式，即可操作机械10以使得产品被从第一产品供应系统n或笫二产品供应系统22沿着图i中箭头所示的
两条传送路线A、 B之一选择性地传送到包装机60并由此传送到发货点 81。应该理解两条传送路线被从第一产品供应系统21和第二产品供应 系统22开始并联设置，并随后沿公共路径通过包装机60到达发货点81 。 关于系统21、 22使用了术语"并联"以将它们的结构与"串联"结构 相区分，而并不是描述传送路线之间的物理关系。在实际应用中，机械 部件的物理位置可以确定被并联设置的传送路径实际上是被设置为径 向延伸、交叉延伸还是沿任意其他合适的方向延伸。
在使用中，第一产品供应系统21被装有第一种类型的产品，例如 没有薄荷香味的滤嘴巻烟，而包装材料供应系统41、 42被装有内包装 纸坯102和外包装纸坯106。随后用传送设备24在其第一操作模式下操 作机械10以使第一类型的滤嘴巻烟被送入机械内，形成铝箔包装的束， 沿第一传送路线A传送，在第一工作站25被装入内框架101中，并随 后在第二工作站26被装入外框架105中。组装好的包装件随后被传送 至发货点81。
如果希望将生产过程改变为生产相同或类似的包装件，包含有第二 种类型的产品例如具有薄荷香味的巻烟，第二产品供应系统22被装入 薄荷巻烟。可以执行该步骤而并不打断机械的操作。机械随后被停机， 第二包装供应系统42被装入适合用于薄荷巻烟的纸坯106 ，然后机械被 重新开机并使传送设备24处于其第二操作模式下，以使薄荷巻烟现在 被沿着可选的传送路线B传送通过机械，从第二产品供应系统"通过 第一组工作站25和第二组工作站26到达发货点81。简单地通过在当前 的生产过程正在运行的同时就尽可能地对机械进行用于下一个生产过 程的设置，并随后设置传送设备24以提供可选的传送路线用于产品通 过机械，就能够由此快速地和轻易地实现生产的改变而不需要机械10 的停机时间过长。
例2
在操作图1中的机械10的第二个示例中，机械IO被设置成将两种 不同类型的烟草工业产品包装到一种包装材料内。第一种产品由单袋的 无烟烟草构成，而第二种产品由嚼锭构成，并且两种产品都被包装在类 似结构的泡罩包装内。图6主要示出了应用于被称为snus的无烟烟草部分的组装过程。 在该示例中，图1中的笫一产品供应系统21包括由醋酸纤维素织 物构成并成形为一系列离散的密封袋163的包装材料长条161。每个烟 草袋都包含一部分密封在包装材料内的烟草。用于将无烟烟草或snus 的个体部分在醋酸纤维素织物条内成形、包装和密封的方法和机械对于
本领域普通技术人员来说是公知的。长条161可以通过被折叠或缠绕以 形成巻筒的形式提供而便于使用。第一产品供应系统21进一步包括切 割装置以将长条分割为离散的烟草袋。可选地，烟草袋163可以作为多 个离散的、已切分好的单元提供给机械。烟草袋163被通过传送设备24 沿第一传送路线A传送并在包装机60的第一工作站25接收。
本实施例中的第一包装材料供应系统41包括用于将泡軍条165传 送到机械10内的系统。泡罩条165由具有矩形凹口 167的包装材料片 构成，每个凹口都被设置成容纳一袋无烟烟草或另一种烟草工业产品例 如尼古丁嚼锭或尼古丁贴片。泡罩条165可以由包括多层塑料在内的塑 料材料制成，或者由铝箔、纸、硬纸板或其他合适的材料制成。材料可 以被选择用于形成防护的功能例如隔湿能力，并且可以是经过涂覆的、 不透明的、透明的和/或彩色的，并且可以带有打印内容。
泡罩条165伸入包装机60的第一工作站25内，在此单个的无烟烟 草袋163被放置到每个凹口 167内。第一工作站25还可以设有用于向 每个烟草袋163上喷洒保湿剂和香料的装置。泡軍条165随后被传送到 第二工作站26，第二工作站26也被从第二包装供应系统42提供后续包 装材料。该后续包装材料的形式是被用于封闭凹口 167和将烟草袋密封 在其中的密封条169。
密封条165可以由任意适合的材料例如前述用于泡罩条的塑料、铝 箔、纸或其混合物制成。在本实施例中，密封条169由多层薄膜成形。 第一层是能够与泡罩条165的塑料材料形成热粘合密封的环境隔离塑 料。第二层是粘贴至塑料的纸，在纸上印有内装产品的相关信息。
密封条169的尺寸和形状优选地被设置为与泡罩条165部分对齐而 不需要修剪步骤也不会导致额外的浪费。可以包括粘合装置以允许其与 泡罩条形成密封，可选地或者另外它还可以在第二工作站26被热密封、 粘合、压接或以其他方式操作以形成对泡罩条的密封。密封条169和泡 罩条165之一或者两者都可以被预处理或者在第二工作站26进行处理以便于粘附，例如通过刮擦表面使其粗糙和更容易接受液体粘附。在使 用粘合剂时，装置优选地被设置为将带有粘合剂的密封条部分与泡罩条
165的非凹口部分对齐并由此避免由烟草工业产品和粘合剂之间的接触 所造成的污染。
密封条169可以被设置为使其能够在使用期间被从有凹口的泡罩条 剥离，例如通过提供可以被用户轻易捏住的未密封边缘即可；可选地密 封条169可以是可充分变形的材料以使被包装的烟草工业产品单元能够 通过它被推出。密封条169可以装有背衬以形成防拆封结构，并且可以 印有任意数量的视觉或触觉设计。
密封条169被密封在泡軍条165上以形成多个被封装的单元个体， 随后在第二工作站26将其分离为单独的单元并送至最终发货点81。在 本实施例中，使用切割工具将长条分割为多个单元，但是，等同的方法 中也可以使用例如预成形的穿孔或变形。
在已经生产出期望数量的泡罩包装的无烟烟草袋之后，给机械10 提供第二组组装指令，其允许机械10生产每件都包含嚼锭在内的泡罩 型包装。
为此，第二产品供应系统22(图l)包括具有多个嚼锭的容器。在包 装机60，第一工作站25被设置成在泡軍条中的每一个凹口 167内放置 一个嚼锭，而第二工作站26被设置成在泡罩条上放置密封条169,并用 于将它们分离成如上所述的单元。每个单元都可以包含一个嚼锭。可选 地泡罩条可以被切分为包含两个或多个嚼锭的单元。
在需要将机械从包装无烟烟草(snus)改变为包装嚼锭时，第二产品 供应系统22能够在机械正在运行的同时被装入嚼锭，由此有助于进行 改变，并缩短停机时间。类似地，由于传送设备24被预编程为具有从 供应系统21、 22中的一个或者另一个接收产品的指令，因此就能够以 最短的延迟来改变其操作模式。
如果需要，可以设置另外的产品供应系统(未示出)用于在相同的机 械上加工包装在相同机械上的泡罩包装内的第三种产品，例如尼古丁贴 片，也就是一种粘性贴片，在贴到用户身上时会释放尼古丁。在此情况 下提供了包括装有个体尼古丁贴片的料斗的第三产品供应系统。在第一 和第二产品供应站停工时，可以给机械10提供第三组组装指令，其允
许机械利用与上述内容相类似的组装过程来生产每件都包含尼古丁贴片在内的泡罩型包装。在包装机60中，第一工作站25被设置成在泡罩 条165的每一个凹口中都放置一个贴片，而第二工作站被设置成将密封 条169密封至泡罩条，并用于将泡罩分割成多个单元。每个单元都可以 包含单个或多个泡罩例如五个泡罩。
可选地，另外的产品供应系统可以被构造为使其可以与用于将其他 产品(巻烟束110或密封的烟草袋163)传送至机械的一种或两种产品供 应系统互换，以使机械能够在例如正在利用第一产品供应系统加工第一 种产品的同时为生产第三种产品例如尼古丁贴片做好准备。在此情况下 第二产品供应系统可以被去除并由第三产品供应系统替代。
图1中的机械可以被进一步修改以能够将任意的上述已包装的产品 再包装到更大的容器内。为此设置了第三产品供应系统23，在图1中用 虚线表示。第三产品供应系统23适合用于将先前通过上述过程在机械 上生产出的泡罩包装件传送到机械10内。设置第三包装材料供应系统 43，在图1中也用虚线表示，将用于较大容器的纸坯传送到机械10内。 第三工作站27被设置成组装用于较大容器的纸坯，并用之前已包装的 来自第三产品供应系统23的产品装入其中。较大容器可以例如是矩形 并与个体泡罩的外缘尺寸相对应以使十个密封的泡罩可以被用堆叠的 方式安置在一个盒子内。还可以提供用于较大容器的其他的尺寸、形状 和结构。包装好的容器可以在最终的组装过程(未示出)中被进一步编 码、打印、标记和打包。
在使用时，可以从发货点81获取密封的泡罩包装件内的产品并沿 第三传送路线第二次通过机械10,在此期间将密封的泡罩包装件包装到 较大的容器内。在泡軍包装产品自身仍在进行生产的同时就能够将第三 包装材料供应系统43和第三工作站27准备好用于使用。当产品的生产 过程结束时，再包装操作就能够以最短的停机时间被快速发起。
由于在这些示例中介绍的一些产品可能会对某些环境因素敏感，因 此根据本实施例的机械优选地包括适当的装置例如绝缘材料和/或温度 控制装置以使得由该机械加工的产品被保存在期望的环境条件下。例 如，某些无烟烟草产品优选地被冷藏保存，例如在41C或者在41C左右。 而且，巻烟优选地在标准相对湿度的条件下进行包装。为了实现任何必 要的或者期望的产品加工条件，整个机械10可以例如被安置在温控环 境中，或者可以在通过机械的传送路线内并且沿传送路线设置温度控制装置。本领域普通技术人员应该理解用于加工本文中介绍的产品种类而 建立的机械优选地可以被建立为至少满足适当的食品等级标准，提供给 机械的材料、润滑剂等均已被批准用于涉及食品加工的设备并且以高标 准的清洁度保存。
图3和图4是根据本发明的更为复杂的机械10的示意图。机械IO 的操作被示意性地示出为图3中的流程图。图4示出了一种可行的用于 机械10的工厂布局。
机械10被设置成将多达五种或者更多种不同类型的烟草工业产品 包装在三种或者更多种不同的包装类型内。用于将烟草产品传送到机械 内的装置20(在图3中用方框20表示)包括五个独立的产品供应系统 22a-22e用于将四种不同类型的产品传送到机械内。供应系统的结构将 取决于所提供产品的类型，并且在烟草工业产品的包装中使用的任何常 规系统都可以使用。例如产品可以被以个体巻烟流、或者有包装或没有 包装的巻烟束、或者在开放容器例如泡罩、烟盒、货架或托盘内预包装 的巻烟组的形式提供。
在本示例中，第一产品供应系统22a和第二产品供应系统"b被设 置成将不同类型的巻烟以连续流的形式提供到机械内。如图4中所示， 这些产品供应系统例如可以包括连接至传送带系统的常规巻烟料斗或 输送托盘，其在被激活时以受控的速率将巻烟输送到机械内。第三产品 供应系统22c被设置成将预先加工为铝箔包装的巻烟束的巻烟输送到机 械内。第四产品供应系统22d被设置成将预先加工的巻烟包装传送到机 械内用于后续的包装操作。第五产品供应系统22e被设置成将预包装在 开口的泡罩包装或开口的筒内的巻烟组传送到机械内。为了允许将更多 类型的产品送入机械内进行包装，根据生产要求的变化，有时可以将另 外的产品供应系统添加至机械，或者安装至机械以取代当前的供应系统 22。
选定进行包装的产品可以沿从产品供应系统22a-e开始的不同传送 路线中的任意一条被传送到机械10内，并由适用于产品的传送设备例 如传送带、传送链、重力输送系统、拾取和放置设备或者在包装工业中 常规使用的任意输送系统引导通过机械。传送设备被以这样的方式设 置通过选择性地激活传送设备中的不同部件，即可建立起不同的传送 路线用于产品通过工作站。如图4中所示，传送带被用于从供应系统22a-e传送产品，由此通 过图中示为机械手25的拾取和放置系统单个或成组地拾取产品。机械 手具有可以绕垂直轴线旋转的底座，连接至底座用于绕水平轴线移动的 下臂部，以及连接至下臂部用于绕水平轴线独立移动的上臂部，允许在 空间内相对于三维直角坐标轴定位上臂。机械手25的上臂部的末端带 有可更换的拾取工具或末端致动器，其适合用于选择并操纵有关产品。 末端致动器被通过接头连接至上臂部以允许在三维直角坐标轴周围相 对于壁的末端移动。机械手25因此能够以6个行动自由度来操纵和定 位产品。
末端致动器自身是从可互换工具的范围中选择的，每个都适合用于 拾取单元内的特定产品，可以由个体产品或产品集束构成。任意合适的 商用类型的机械手和末端致动器都可以使用，例如装有可移动叶片的可 以通过气压缸操作的工具就能够选择并引导一定数量的产品，而与真空 源选择性地连通的真空吸盘则能够取回、保留、移动和释放包装。
机械手25根据编程用于控制机械手的操作指令按需要从产品供应 系统22a-22e中拾取传送过来的产品，并将其转移到两条传送带当中的 一条上，以将产品传送到两个后续工作站61、 68中的一个，下面将介 绍工作站的功能。在一种操作模式中，机械手25可以只从其中一个产 品供应系统中拾取产品。在另一种操作模式中，它可以被编程为从两个 或者多个产品供应系统中按照所需顺序拾取产品并将产品组合为较大 的群组用于向前传送到下面的工作站61或68。这在要生产混合包装的 产品时是特别有用的。因此，例如，如果四个供应系统2h-2M装有香 料强度不同的巻烟，那么机械手25就可以被编程为从四个工作站中的 每一个依次以5根为一组成組地拾取巻烟并将其组装为20根的巻烟束 用于输送到下一个工作站61或68。
用于将包装材料传送到机械内，指示机械手25将从图3内的供应 系统22a-22d的每一个中依次拾取的5根巻烟分配到两个盒子40的装 置40，包括七个包装材料供应系统42a-g。各个供应系统的结构将取决 于所需包装的类型，并且用于烟草工业产品的任何常规包装供应系统都 可以使用。在本示例中，第一和第二包装材料供应系统"a和42b被设 置成容纳纸坯102、 106的料堆用于参照图1和图2介绍的两部分包装， 并用于将其传送到机械10内，第一系统42a提供纸坯用于内框架101，第二系统42b提供纸坯用于外框架105。第三包装材料供应系统42c将 铝箔lll传送到机械内用于包装巻烟束。第四包装材料供应系统42d将 空的预成形包装件(例如参照图6介绍的泡罩条165)、圆筒或其他刚性 容器传送到机械内，利用密封铝箔或盖帽将其封闭。通过第五和第六包 装材料传送系统42e，42f将上述的包装材料传送到机械内，第五系统 42e传送用于泡罩包装件的密封材料(例如图6中所示的密封条169), 第六系统42f传送盖帽。第七材料供应系统42g将包装材料传送到系统 内用于将预加工的巻烟包装件再包装为多个包装件。
上述的包装材料供应系统可以被修改以提供所需的任意其他的包 装材料用于机械。例如第六系统42f可以被设置为给包装机60提供附 加项目例如宣传项目、产品信息材料或其他的固定项目用于加入最终的 包装件中。根据生产要求的变化，为了允许将更多类型的包装材料传送 到机械内，有时可以将另外的包装材料供应系统添加至机械，或者安装 至机械以取代当前的材料供应系统42a-g中的任意一个。
在图3中的60处大体示出的包装机从包装材料供应系统和产品供 应系统接收包装材料。包装机60包括多个不同的工作站61-70，通过传 送设备互相连接用于以选定的顺序对包装材料和产品执行组装操作以 根据需要将特定的产品装入特定的包装内。
包装工作站61从第三包装材料供应系统42c接收铝箔或其他的包 装材料lll并能够根据选择了哪一条用于产品的传送路线来包装从第一 产品供应系统22a或第二产品供应系统2化接收的巻烟束110。
内纸坯成形工作站62从第一包装材料供应系统42a接收内框架纸 坯102，在内纸坯上执行参照图2所述的组装操作然后将其传送到内框 架填充工作站63。该工作站63还从包装工作站61接收铝箔包装的巻烟 束110并能够将每一包包装好的巻烟束10插入竖起的内框架101内， 如图2中所示。
外框架成形工作站64从第二材料供应系统42b接收用于外框架105 的纸坯106并在其上执行参照图2所述的组装操作。
包装件组装工作站65从内框架填充工作站63接收填充过的内框架 101并从外框架成形工作站64接收竖起的外框架109。包装件组装工作 站65能够如图2中所示将填充过的内框架101插入外框架105内，并 执行其他的操作以完成对包装件的组装。可选地，预加工的铝箔包装的巻烟束110可以沿着一条或者绕过包 装工作站61，或者如图4和图3中由虚线示出的那样经过它时包装系统 停工的传送路线被从第三产品供应系统22c直接传送到内框架填充工作 站63。在这种操作模式下，如图4中所示，机械手25的末端将会设有 工具，适合用于从第三产品供应系统22c引出的传送带上拾取和放置独 立的已经用铝箔包装的巻烟束而不是要进行铝箔包装的巻烟组。
包装机60进一步包括包装件组合工作站66，其能够对预加工的产 品包装件进行后续包装，例如将两个或多个标准的巻烟包装件组合成被 称为多件包装的单个包装件。用于该操作的后续包装材料被从第七包装 材料供应系统42g传送到机械内，通过后续包装材料组装工作站67，其 根据需要粘合和折叠后续包装，并由此传送到包装件组合工作站66。例 如在常规的巻烟包装机(未示出)上成形并存储在第四产品供应系统22d 的料斗内的预加工的巻烟包装，沿着一条如图3中的虚线所示的绕过包 装工作站61、内框架填充工作站63和包装件组装工作站65(或者在经 过时停工)的传送路线被从第四产品供应系统22d传送到包装件组合工 作站66。在此操作模式下，机械手25将会设有工具，该工具根据要将 多少件包装件组合为多件包装以及要使用的具体包装操作从第四产品 供应工作站单独或者成组地拾取预填充的包装件。在包装件组合工作站 66，预填充的包装件被包装在后续包装材料内以形成多件包装。
在一种变形中，图3和图4中的机械被设置成将巻烟包装在一种可 选的公知的翻盖式包装内，其中具有翻盖的外框架包含一个空腔，可选 地由塑料材料成形，界定出两个独立空间，每个空间用于容纳十根巻烟。 这样的包装件特别适合用于薄荷巻烟。在这种变形中，第七包装材料提 供系统42g被设置为提供用于包装外框架的纸坯，而第四产品供应系统 22d被装有预成形的巻烟束，由成形的塑料空腔构成，每个空腔内包含 十根巻烟。机械手25被装有工具，其从第四产品供应系统成对地 拾取预填充的包装件并将其放置到传送带系统上以将其通过铝箔包装 工作站66传送到包装件组合工作站66，内框架填充工作站63和包装件 组装工作站65在该机械操作模式下停工。在包装件组合工作站66，成 对的巻烟束被用从第七材料供应系统42g传送到工作站66内的用于翻 盖式包装的纸坯组装起来。
如果需要，机械可以被重新设置为在单个包装件内包装两种不同的巻烟。在这种配置中，由成形的塑料空腔构成，每个空腔内包含十根3mg 的薄荷巻烟的预成形巻烟束被设置在第四产品供应系统22d内，而类似 的包含十根10mg薄荷巻烟的巻烟束被设置在第五产品供应系统22e内。 机械手25被编程为可选地从第四产品供应系统22d和第五产品供应系 统22e中拾取预成形的巻烟束并将其成对地放置在传送带上以将其传送 到包装件组合工作站66，包含不同产品的成对的巻烟束随后就被用从第 七材料供应系统42g传送到工作站66内的用于翻盖式包装的纸坯组装 起来。
应该理解包装件组合工作站66被选择性地致动以使得在前述的两 种机械操作模式中的任何一种当中，它只与第四产品供应系统"d、第 七材料供应系统42g和后续包装材料组装工作站67 —起运行。类似地， 在机械IO被以其他模式操作时，例如当机械被用于根据图2中所示的 过程包装产品时，包装件组合工作站66是停工的。在这种操作模式下， 包装件组合工作站66允许产品经过而不对其进行任何的后续操作。
本领域普通技术人员应该理解在改变机械的操作模式时，传送带系 统或者机械内其他的传送系统可能需要重新设置以提供袋或其他容器 用于将不同的产品或者产品组合以需要的取向传送到选定的工作站用 于加工。
在生产某种类型的包装产品期间被停工的工作站可以可选地被去 除。这可以允许产品和包装更加方便地沿传送路线移动并且可以提供用 于保养、维修、改造或者更换工作站的时机。但是在某些实施例中，工 作站不容易被移动并且只在必要时被激活和停工。
包装机60包括后续填充工作站68，其能够将例如雪茄、小雪茄或 巻烟包装在预成形的由封条和/或封盖封闭的刚性或半刚性包装内，例 如管、筒或泡軍包装件。用于泡罩包装件的组装过程类似于以上参照图 6介绍的组装过程。
在该示例中，能够容纳例如IO根雪茄或50根巻烟的泡罩包装件被 从第四包装材料供应系统42d传送到机械内到达填充工作站68。填充工 作站68还从第一产品供应系统22a或第二产品供应系统2^接收雪茄 或巻烟。已填充的泡罩包装件随后被传送到密封工作站69内，该工作 站用由第五包装材料供应系统42e供应的密封条将泡罩包装件密封。已 密封的泡罩包装件即可随后通过(在下文中介绍的)在机械10被设置成生产泡罩包装件时停工的封口工作站70被传送到系统外。
第四材料供应系统42d可以被修改为提供其他形式的容器例如管或 筒或者与提供这些容器的设备相互交换。用于这种形式的包装件的组装 过程在图5中通过示例示出。来自第一供应系统22a或第二供应系统22b 的巻烟被传送到机械内并通过机械手25被分为50根一组的巻烟束，机 械手25带有经过适当调整的拾取工具，用于将巻烟束151转移到传送 带上以将巻烟束传送到填充工作站68内。这可以通过例如在传送带上 提供被成形和设置为容纳50根圓柱形巻烟束的凹口实现。
填充工作站68还从第四材料供应系统42d接收空筒153送入机械 内。筒153在一端开口而在另一端封闭。按需要的取向将50根巻烟的 巻烟束装入筒内。装满的筒被随后传送通过密封工作站69，在此添加来 自第四材料供应工作站42d的密封铝箔155并密封至筒的开口端，封闭 巻烟束。密封铝箔155延伸超出被密封的筒的边缘可以用例如激光器切 除或者用其他方式去除以提供光滑的成品外观。可选地，可以将预先切 割好的封条直接加至筒的开口端并将其密封，以避免对切割的需要。经 过密封的筒随后就被传送到封口工作站70内，封口工作站被构造用于 将封盖157添加到筒上。被加盖和密封的筒随后就被传送到最终组装区 域71。
由于最终组装区域能够从包装件组合工作站66引出的传送带系统 或者从来自封口工作站70的传送带系统接收产品，因此后续的拾取和 放置设备80被构造用于根据机械10的操作模式选择性地从这些传送带 系统之一转移产品包装件，并将其放置到后续的传送带系统上以将包装 件传送到最终组装区域71。
在最终组装区域71内，对从包装机60中出现的包装件进行在烟草 工业产品的包装中常规使用的后续顺序的包装操作。由于这些操作是常 规性的，并且是本领域普通技术人员所熟知的，因此在本说明书中只对 其进行简要介绍。在巻烟情况下，如图3中示意性地示出的那样，这些 操作通常包括在编码站71a例如通过激光器或喷墨打印将编码添加至每 个包装件，在贴标签站71b向包装件添加标签，在优惠券放置站71c向 包装件内插入优惠券，在检查站71d对包装件进行视觉检查，在印花站 71e添加印花税票，在包装件包装站71f将包装件包装在薄膜内，在条 盒成形站71g将包装件分组装入条盒内，在编码站71h向条盒添加产品编码，在包装站71i包装条盒，在箱体成形站71j将条盒装箱，在封闭 站71k将箱体封闭和在密封站711密封箱体。包装好的产品箱随后被送 至发货点81并运走用于发货。
本领域普通技术人员应该理解上述操作只是作为示例进行介绍，并 且其中某些操作可以根据被包装的具体产品而省略或改变。例如，根据 所需的特定顺序的组装操作，在最终组装区域执行的一种或多种操作都 可以在包装才凡60内的工作站执行。
产品供应系统22a、机械手25、拾取和放置设备80、包装材料供应 系统42a-42g，工作站61-70和传送装置都是通过具有数字电子控制系 统的常规电子驱动器进行操作，这些驱动器通过中央可编程计算机控制 设备(未示出)彼此协同操作。控制设备自身具有安装在其中的程序编码 装置，由此计算机即可指示机械来实现本文中介绍的任意顺序的机械操 作。控制设备的结构和程序编码将根据在每个实施例中使用的设备而变 化，但是其设计都处于本领域普通技术人员的能力范围之内。
由于本发明的机械被构造用于将巻烟包装在可选的包装件内，因此 应该考虑不同类型的巻烟和包装之间的相互作用。例如，有香味的巻烟， 特别是具有挥发性香料例如薄荷的巻烟，可能会倾向于将香味或者香气 散发到附近的产品上，因此同时只生产全部具有某种特定香味的产品而 不同时生产具有不同香味的产品可能是优选的。
由于本发明的机械也是为了用于和新颖的包装类型一起使用，因此 可以预见的是可能会将香料或者其他的挥发性材料装入或者加入特定 的包装，这可能会类似地散发到或者影响到附近的包装或吸烟产品，因 此将它们提供给机械必须被限制在某些时刻，此时没有在处理其他的经 过不同处理的产 品。
类似地，当本发明的机械被用于包装被严格的卫生标准监督的吸烟 产品例如可以被示为食品的咀嚼烟草或鼻烟、或者是能够被作为药物的 嚼锭时，就需要适用于这些产品等级的标准。包装任意的此类产品的机 械能够由本领域普通技术人员轻易地设置、清洁和维护以满足必要的限 制同时仍然能够充分地利用本发明的新型结构所带来的好处。
如果机械要包装用于不同市场的吸烟产品，那么类似的变形或调节 可以在各生产批次之间进行以确保满足每个相关市场的规则。
参照图3和图4介绍的机械能够被设有多条供应、传送路线和工作站以将各种烟草工业产品包装在各种不同类型的包装内。以下的示例介 绍了多种可行组合中的一种。
例3
在该示例中，类似的烟草工业产品，在此情况下是巻烟被包装在多 个不同类型的包装中，也就是被包装在每件包装容纳20根巻烟的标准 包装件和每件包装容纳50根巻烟的加盖圆筒中。尽管常规方法将需要 设立两条独立的包装线，但是根据本发明单部机械即可实现两种过程， 并且能够在两种过程之间更加快速地改变并且具有与常规的高速巻烟 包装机相比更短的停机时间。
机械10的中央控制系统被首先编程用于使用图2中的包装过程生 产20根巻烟的翻盖式包装。在此结构中，将来自第一产品供应系统22a 或第二产品供应系统22b的巻烟在传送带上提供给机械，内框架和外框 架包装被从第 一 包装材料供应系统4 2a和第二包装材料供应系统4 2 b提 供给机械，而铝箔被从第三材料供应系统42c提供给机械。
机械手25被装有拾取工具，其从传送带上选择20根巻烟的组并将 其设置为平行相邻的三列，外侧的两列每列包含七根巻烟而内侧的列包 含六根巻烟，然后将巻烟束输送到包装工作站61，在此将其包装在铝箔 内。铝箔包装的巻烟束被传送至内框架填充工作站63，在此将其插入已 被从第一包装材料供应系统42a传送到同一工作站63的内框架中。
已填充的内框架被传送到包装件组合工作站65，在此每个内框架都 被插入从第二包装材料供应系统42b接收的外框架中。如图2中所示， 外框架被围绕内框架封闭，然后组装好的包装件被通过拾取和放置设备 80转移到传送带上并将包装件传送到最终组装区域71以根据选定的最 终组装步骤进行进一步的处理。
在生产出所需数量的20根巻烟的标准包装件之后，机械10的中央 控制系统被重新编程用于使用上述参照图5介绍的组装过程在包含50 根巻烟的筒内包装的巻烟。在此结构中，巻烟被从第一产品供应系统22a 或第二产品供应系统22b提供给机械，圆筒被从第四包装材料供应系统 42d提供给机械，密封材料和用于圆筒的盖子被从第五材料供应系统42e 和第六材料供应系统42f提供给机械。机械手25装有拾取工具，其将 50根巻烟的组转移至传送带以输送至圆筒填充工作站68。机械随后按前述内容操作以如上所述在填充工作站68、密封工作站69和封口工作 站70实现填充、密封和圆筒封口。
已被填充、密封和封口的圆筒随后通过被通过拾取和放置设备80 转移到传送带上并将圆筒传送到最终组装区域71。显而易见的是拾取和 放置设备80的操作模式在机械10的这种操作模式中的不同之处在于是 工作站70给设备80提供输入而不是工作站66提供。在最终组装区域 71，圆筒根据需要被贴标签、编码和外包装，装入合适的批量容器内并 传送至发货点81用于运输。
对于本领域普通技术人员显而易见的是，当机械10的操作在两种 包装生产模式之间进行切换时，包装机的工作站可能需要更改。但是， 用于一种操作模式所需的很多更改可以在机械在另一种模式运行期间 进行，特别是装载包装材料供应系统。而且，机械手25以及拾取和放 置设备80能够被预编程为在任意一种上述模式下选择性地操作并通过 选择适当的控制程序从一种操作模式改变为另 一种操作模式。生产过程 之间改变操作模式时的停机时间能够因此被缩短。
图3和图4中的机械可以被装有一个或多个另外的工作站用于选择 性地对产品执行包装操作。
打开时滤嘴端被呈现给消费者。但是，某些巻烟具有封闭端，也就是说， 它们具有盖过滤嘴的相对端的包装纸，使烟草的呈现模糊。对于具有封 闭端的巻烟，可能希望提供一些包装使滤嘴端朝下以在包装件被打开时 将封闭端显示给消费者。
要在常规的巻烟生产设备上生产具有朝向两个方向之一的巻烟的 包装件是有问题的，因为常规机械被设置为只将巻烟相对于包装固定在 一个朝向。巻烟在滤嘴端和烟草端直径上的微小不同有时要在高速包装 机的机构中加以利用，这就排出了简单地将巻烟以相反朝向输送到机械 内的可能性。
在图3和图4的机械的一种变形中，内框架填充工作站63包括一 种机构，例如数字控制的自动化系统，其在被激活时，将铝箔包装的巻 烟束110(参见图2)旋转180° 。通过选择性地激活该机构，就能够以两 种朝向中的任何一种来包装产品。机械可以被装有包括类似的选择性激 活的自动化系统的工作站，可以被用于在包装之前给个别巻烟或较大组内的巻烟组定向。
在图4a中示出了图3和图4中机械的进一步变形。在该变形中， 后续机械手25a被设置成在三种不同的模式下选择性地转移产品。在第 一模式中，机械手将产品从框架填充工作站63转移至包装件组装工作 站65，以使机械执行与前述相同的操作顺序。在第二操作模式中，机械 手25a将产品再次从密封工作站69转移至封口工作站70以能够确保与 前述相同的组装操作顺序的性能。在第三操作模式中，机械手25a将泡 罩包装件从密封工作站转移至包装件组装工作站65。在这种第三操作模 式中，包装件组装工作站65被设置成将泡軍包装件包装到较大的包装 件内。
机械能够被快速和轻易地在生产如图2中所示的翻盖式包装件、如 图6中所示的泡罩条和泡罩条包装件之间以最短的停机时间切换。
本文中没有具体介绍的模块和装置可以是工业中公知的标准设备， 但是，随着新型和改进装置和方法变得可用，它们也可以被加入到本发 明的机械中。例如，本文中使用的薄膜包装设备和薄膜是公知的并以多 种不同的尺寸、速度和结构提供。现有和改进的外包装机械可以被用作 工作站。因为尽管所述机械具体地是为了用于多种不同的包装类型，但 是薄膜包装可以被以新颖的方式提供或者也可能根本就不需要。
例如，本发明可以应用于包装巻烟箱，其能够以例如矩形的形状提 供。矩形的箱体可以用与矩形的巻烟包装件大致相同的方式进行薄膜包 装。但是，箱体也可能是球形的，那就有必要对薄膜包装和将其添加到 包装件上的方式加以调整。可选地，在箱体被成形为密封以隔离内部环 境，和/或其中的吸烟产品已经被包装以隔离环境保护产品的情况下，
就不再需要有薄膜包装。
由本领域普通技术人员选定的其他过程选择包括确定机械是否沿
单轴设置并将不同的部件输送到中央传送路线内，或者机械是否被设置 为一系列互连的并联路线，或者是某些其他的结构。在所介绍的结构中， 在处理巻烟时，机械每分钟可以加工大约1500-4000根巻烟，优选地为 2000根巻烟。假定很多单元优选地包括20根巻烟，因此机械每分钟就 能够包装大约50-200个包装件，更具体地是每分钟75-150个包装件， 更具体地是每分钟大约IOO个包装件。因此，传统的直线式、不够灵活 的生产方式可以保留用于大批量的很少改变的标准材料的优选解决方案，而根据本发明的机械可能最好是被用于实现现有技术中尚未满足的 需求，并在使用的包装件有限的情况下使用，可能是有限时段内在标准 包装件上打印材料、在常规包装内包含有限量的非常规物品等形式。
以限制。由于本领域普通技术人员可以领会出包含了本发明的精神和实 质的所述实施例的变型，因此本发明应该被广义理解为包括落在所附权 利要求范围内的所有变型及其等价形式。
权利要求
1、一种用于包装烟草工业产品的机械，其中对产品和包装材料进行将产品装入由包装材料成形的包装内的连续组装操作，并且其中可以对产品和包装材料选择性地进行不同顺序的组装操作，从而可以根据所选择的顺序将连续批次的相同或不同的产品装入相同或不同的包装内。
2、 如权利要求1所述的机械，包括用于将烟草工业产品传送到机 械内的装置，用于将包装材料传送到机械内的装置，用于将烟草工业产 品装入包装材料内的包装机，以及用于将包装好的烟草工业产品传送至 发货点的装置，其中产品可以被选择性地沿多条可选传送路线传送通过 机械，并且包装机被设置成根据所选择的传送路线将连续批次的相同或 不同的烟草工业产品选择性地装入相同或不同的包装材料内。
3、 如权利要求1或权利要求2所述的机械，包括多个工作站，用 于随着所述产品和材料被通过机械传送至发货点而对所述产品和材料 进行连续的组装操作以将产品装入由所述材料成形的包装内，其中可以 在工作站处对所述物品和材料选择性地进行不同顺序的组装操作。
4、 如权利要求3所述的机械，其中执行一种组装操作顺序的至少 一个工作站可以被设置为在其他工作站执行另一种组装操作顺序的同 时执行其操作。
5、 如权利要求1至4中的任意一项所述的机械，包括用于将第一 包装材料传送到机械内的装置，用于将第二包装材料传送到机械内的装 置，用于将烟草工业产品装入第一包装材料单元的第一工作站，用于将 包装好的批次装入第二包装材料单元的第二工作站。
6、 如权利要求1至4中的任意一项所述的机械，包括传送设备， 其选择性地接收作为来自一个或多个供货源的输入的产品或包装材料， 并选择性地将产品或包装引导到一种或多种组装操作顺序中。
7、 如权利要求6所述的机械，其中所述传送设备是机械手。
8、 一种包装烟草工业产品的方法，由此在其中对产品和包装材料进行将产品装入由包装材料成形的包装内的连续组装操作，并且在其中 对产品和包装材料选择性地进行不同顺序的组装操作，从而可以根据所选择的顺序将连续批次的相同或不同的产品装入相同或不同的包装内。
9、 如权利要求8所述的方法，包括传送产品和包装材料通过多 个工作站，多个工作站用于在其上执行连续的组装操作以将产品装入由 包装材料成形的包装内，并且在工作站对产品和包装材料选择性地进行 不同顺序的组装操作，从而可以根据所选择的顺序将连续批次的相同或 不同的产品装入相同或不同的包装内。
10、 如权利要求8或权利要求9所述的方法，其中执行第一顺序的 组装操作，在其中对烟草工业产品和包装材料选择性地进行第一组组装 操作以形成第一种成品，执行第二顺序的组装操作，在其中对烟草工业 产品和包装材料选择性地进行第二组组装操作以形成第二种成品，第一 顺序的组装操作与所述第二顺序的组装操作彼此不同。
全文摘要
一种用于包装吸烟产品或其他烟草工业产品的方法和机械，其中可以将来自选定的产品供应系统(22a-e)和包装材料供应系统(42a-g)的产品和包装选择性地沿多条通过机械的可选传送路线传送经过一系列工作站(61-69)，工作站设置成根据所选择的传送路线将多批吸烟产品选择性地装入不同的包装材料内。
文档编号B65B19/00GK101641259SQ200880009572
公开日2010年2月3日 申请日期2008年1月16日 优先权日2007年1月23日
发明者A·J·布雷, G·法伦, R·贝克 申请人:英美烟草(投资)有限公司