用于将部件联接到物品的联接装置的制作方法

本发明涉及一种联接装置，特别地涉及一种构造成在包装设备中使用的联接装置。本发明还涉及一种包括这种联接装置的包装设备，以及一种用于将部件联接到物品的联接方法。本发明优选地但非排他地应用于含有可滑动产品的包装容器领域，该包装容器为例如含有食品的囊状件，特别地，所述食品为用于泡制型饮料的食品，例如，咖啡。

背景技术：

1、因此，在不失一般性的情况下，下文将提到咖啡囊状件包装领域。

2、该领域已知的是包装设备包括：填充单元，在该填充单元中，多个空容器被填充有咖啡粉；以及后续的封闭单元，在该封闭单元中，填充有咖啡的容器被使用特殊联接装置的覆盖件来封闭。

3、这些联接装置通常包括：用于保持容器的保持构件；以及用于保持覆盖件的另外的保持构件，所述保持构件可以相对于另外的保持构件移动，以使覆盖件与容器接触，从而使覆盖件和容器能够联接在一起。

4、在本说明以及所附的权利要求书中，除非另有明确说明，否则某些术语和表达方式被视为具有以下定义所表达的含义。

5、术语“物品”是指在工业生产线上可以通过转移装置移除、移动和存放的任何固体产品。

6、在本说明书的范围内，物品包括容器，例如，咖啡或其他泡制型饮料的容器；饮料的瓶和盒；酸奶罐；固体、液体或半固体食品的容器；物品还包括陶瓷工业的产品、卫生用的吸收性产品、烟草工业的产品、化妆品工业的产品、制药工业的产品、个人和家庭护理工业的产品。

7、术语“容器”是指任何适合在其中保持产品的接纳装置，该产品特别地是可滑动产品，例如粉末、液体、凝胶、或者类似产品如咖啡粉或泡制型物质。

8、在本说明书的上下文中，术语“可滑动产品”是指液体或颗粒状或粉状的产品，例如诸如咖啡粉的食品粉末、用于制作泡制型饮料的制剂。

9、本说明书中的“部件”可以是适于以任何已知方式例如通过焊接与物品联接并且特别是与容器联接的任何元件。在本说明书的范围内，部件可以是覆盖件或普通的容器盖元件，或者甚至是与容器联接的标签。

10、在本说明书的范围内，部件优选是二维的。

11、“盖元件”是适合封闭容器口部的元件，例如，膜型的覆盖件，“盖元件”是可剥离、可刺穿或可移除，以便使用容器中包含的可滑动产品。

12、术语“囊状件”是指带有覆盖件的容器，即，即用型包装。

13、本说明书上下文中的“二维元件”是指具有三个维度中的两个维度远远大于第三维度的尺寸的元件，第三维度的尺寸通常被称为二维元件的厚度。

14、在一个方向与安装本发明的单位物体的地平面平行的情况下，该方向就被称为“水平”。

15、一致的是，术语“竖直”是指垂直于水平面的方向。

16、申请人在不断需要提高包装生产线的性能和效率的背景下，初步观察到在物品的包装生产线中容器上的覆盖件的正确联接可以构成包装生产线本身的生产产量的重要限制因素。

17、事实上，申请人指出，该限制因素主要是由于该操作对获得最终产品至关重要，这是因为覆盖件没有正确地定位在容器上的囊状件不能使用，因此必须被丢弃。

18、覆盖件必须以密封容器口部的方式定位在容器上，以防止容器中所含的产品意外释放。

19、申请人还观察到，覆盖件通常是在联接装置上直接形成的，例如，通过冲床切割成条状。在切割步骤中，覆盖件被保持构件保持在适当的位置，然后通过例如焊接的方式使覆盖件与要联接的容器直接接触。

20、然而，申请人已经证实这种联接程序不适合在高生产速度下操作。

21、因此，申请人意识到为了提高将覆盖件联接到容器的过程的生产率，将切割覆盖件和将覆盖件联接到容器的过程细分为独立的步骤将是有益的。

22、因此，申请人计划在切割站获得覆盖件，然后将覆盖件快速转移到联接装置上，以将覆盖件联接到相应的容器上。

23、然而，申请人已经证实将覆盖件从切割站转移到联接装置涉及在若干保持器之间传递这些覆盖件，这本身就增加了覆盖件在容器上不正确定位的可能性。

24、申请人还指出，在包装过程结束时控制覆盖件在待填充囊状件中的位置在所使用的时间、设备和资源方面成本特别高，而且往往不可靠。

25、申请人还注意到，甚至在覆盖件被不正确定位在保持构件上的情况下将覆盖件联接到容器上，实际上也是能源和资源的浪费，这是因为成品囊状件必然会由于不正确联接而被丢弃。

26、因此，申请人认为，会特别有利的是在将覆盖件联接到容器之前能够控制覆盖件在联接装置上的正确定位。

27、申请人最终发现，通过实施包括检测系统的联接装置来在将部件联接到物品之前对部件的正确定位进行检测，从而简化了检测操作并且提高了检测精度，可以实现上述过程的期望优化。

技术实现思路

1、特别是，在本发明的第一方面，本发明涉及用于将部件联接到物品上的装置。

2、优选地，所述联接装置包括设置成用于保持所述部件的第一保持构件。

3、优选地，所述联接装置包括设置成用于保持所述物品的第二保持构件。

4、优选地，所述联接装置包括运动系统，该运动系统被设置成用于使所述第一保持构件和所述第二保持构件在非操作位置与操作位置之间移动，在非操作位置，所述部件和所述物品彼此间隔开，在操作位置，所述部件和所述物品处于联接位置。

5、优选地，所述联接装置包括检测系统，该检测系统用于对所述部件在所述第一保持构件上的定位进行检测。

6、优选地，所述检测系统包括图像检测器装置，图像检测器装置被设置成用于在所述部件由所述第一保持构件保持时捕获至少所述部件的至少一个图像。

7、优选地，所述检测系统包括处理单元，该处理单元被设置成用于：对由所述图像检测器装置捕获的所捕获的图像进行分析；并且对所述部件是否被保持在所述第一保持构件的预定位置上进行验证。

8、由于这一技术方案，申请人发现它可以以精确、有效和良好可重复的方式来对所述部件在所述保持构件上的位置进行控制。

9、此外，申请人注意到，该技术方案允许在短时间内精确控制所述部件在所述保持构件上的位置。

10、申请人已经证实，该技术方案适合在连续运行的包装设备中有效使用。

11、更重要的是，由于该技术方案，申请人能够使包装机，特别是连续工作的包装机，更加高效。

12、申请人发现，所提出的技术方案可以大大简化对物体位置的控制。

13、在本技术的第二方面，本发明涉及包括运动转盘的物品包装设备。

14、优选地，所述运动转盘具有用于将部件联接到物品的多个联接装置。

15、优选地，所述多个联接装置中的每个联接装置都定位在所述转盘上的外围位置。

16、优选地，每个联接装置都是按照上述第一方面制成的。

17、由于该技术方案，申请人已确定其能以精确、有效和良好可重复的方式来对所述部件在所述转盘上的位置进行控制。

18、由于该技术方案，申请人还发现，他可以在连续运行的设备中对所述部件的位置进行控制，而不会对该设备的运行产生不利影响。

19、在其第三方面，本发明涉及将部件联接到物品的方法。

20、该方法优选地包括通过第一保持构件对所述部件进行保持。

21、该方法优选地包括通过第二保持构件对所述物品进行保持。

22、该方法优选地包括对所述部件在所述第一保持构件上的正确定位进行控制。

23、该方法优选地包括对所述第一保持构件和所述第二保持构件进行移动，以使所述部件与所述物品接触。

24、这种方法优选地包括对所述部件和所述物品进行联接。

25、申请人已经证实，由于该技术方案，可以确定何时必须完全进行物品和部件之间的联接以及何时由于物品和部件之间的不正确定位而必须进行修改。

26、在其第四方面，本发明涉及获得在可见范围内很难相互区分的两个对象的对比图像的方法。

27、优选地，该方法涉及使两个对象的温度产生差异。

28、优选地，该方法涉及在红外范围内捕获两个物体的图像。

29、使用该方法可以很容易地识别在可见范围内捕获的图像中难以区分的两个对象，例如当这两个对象的颜色非常相似并且没有鲜明的轮廓时。

30、一般来说，两个对象在可见范围内的可区分性或不可区分性是在室温下评估的。

31、该方法在图像分析领域可以是特别有用的，例如用于质量控制目的。

32、作为特殊的和优选的应用，可以使用这种一般的方法来准确地确定两个对象的相对位置，例如，控制一个或两个对象是否处于预定位置。这种应用还包括，作为相对定位的具体形式，控制两个对象中的一个存在或不存在的可能性。

33、在一个实施方案中，这两个对象是同一对象的不同部件。

34、优选地，该方法涉及在检查了对象之间的温度差不够大之后，改变其中一个对象的温度，优选地是通过加热，然后在红外范围内捕获图像。

35、优选地，通过辐射或传导来实现对任一物体的加热。

36、在一个实施方式中，两个对象都受到辐射或传导，由于两个对象的热容量和/或热惯性不同，两个对象的温度也不同。

37、在一个实施方式中，两个对象的温度差异化步骤。

38、优选地，两个对象之间的温度差使得两个对象能够在红外范围内明确区分。例如，该温度差可以是几摄氏度，更优选地的是几十摄氏度。

39、该方法的应用实例可以在罐头产品的包装领域中找到，如食品或个人或家庭使用的产品，其中设想用封闭的保护膜来对盒子进行包装，该盒子由于应用在膜本身的特殊撕条而能够被用户使用。

40、在许多情况下，保护膜和撕条是由不同的聚合材料制成的，但保护膜和撕条都是透明的，这使得在产品装罐步骤结束时，在生产线上控制撕条存在于膜上变得复杂。

41、在这种情况下，可以将整个包装加热一定时间，使具有不同热惯性的膜和撕条达到不同的最终温度，使得膜和撕条在红外范围内在光学上是不同的，因此可以在红外范围内捕获的图像中容易识别膜和撕条。

42、此外，在本发明的泛化中，上述方法可以成为获得室温下在可见范围内难以区分的对象的对比图像的方法，其中设想将两个对象中的一个加热到引起其颜色变化的温度并在可见范围内获得图像。

43、当然，在这种情况下，在高温下加热的对象将由能够承受这种温度而不被损坏或显著改变的材料制成。

44、该进一步的方法的应用实例可以在物品的生产中找到，其中规定两个部件要通过热焊接联接。

45、在这种情况下，有必要检查一个或两个部件相对于焊接装置的存在和/或正确定位。然而，如果焊接装置和需要验证其位置的部件都是由室温下具有相同颜色的材料制成的，例如金属，那么在室温下的可见范围内捕获的图像中可能很难区分他们。

46、在这种情况下，根据上面介绍的方法，有可能将两个物体中的一个，特别是焊接装置，加热到足够高的温度，以改变其颜色。这样一来，即使是在可见范围内捕获的图像也足以对部件的存在和/或正确定位进行必要的验证。

47、要注意的是，为了改变其颜色，焊接装置可以被加热到比进行焊接操作期望的更高的温度，以焊接物品的部件，并且该温度甚至可以在适合进行图像采集的有限时间内达到。

48、在上述至少一个方面中，本发明还可以具有以下所述的一个或更多个优选特征。

49、优选地，所述第一保持构件包括保持表面，所述部件被保持在该保持表面上。

50、优选地，所述保持表面具有与待联接部件的形状相关的形状。

51、这种方式能够提高所述部件在所述保持表面上的定位精度。

52、优选地，所述保持表面小于待联接部件的尺寸。

53、这种方式可以使图像检测器更容易、更准确地检测。

54、优选地，所述联接装置包括与所述第一保持构件相关联的焊接装置。

55、申请人已经证实，这种方案可以使联接步骤更加精确。

56、优选地，所述焊接装置被构造成将所述部件热焊接至所述物品上。

57、优选地，所述焊接装置包括设置于所述保持表面附近的焊接头。

58、申请人已经证实，这种方案可以使焊接步骤更加精确。

59、申请人已经证实，由于这种方案，设备的效率可以提高，因为在检测器装置的检测和部件在物品上的焊接之间，部件不会受到大量的位移。

60、优选地，所述焊接头相对于所述保持表面被定位成与所述图像检测器装置相对。

61、该焊接头被优选地定位成使得所述保持表面介于所述焊接头和所述图像检测器装置之间。

62、优选地，当所述部件被保持在所述第一保持构件上的所述预定位置时，所述焊接头被所述部件从所述图像检测器装置上隐藏起来。

63、在一个实施方式中，所述图像检测器装置被构造成在可见范围内捕获图像。

64、该技术方案的优点是进一步简化检测操作。

65、优选地，所述部件具有面向所述图像检测器装置的检测表面，该检测表面的颜色与保持所述部件的所述保持表面的颜色不同。

66、优选地，所述部件具有面向所述图像检测器装置的检测表面，该检测表面的颜色与所述焊接头的颜色不同。

67、这种方案能够提高所述检测系统对所述部件相对于所述保持表面或相对于所述焊接头的位置的检测精度。

68、申请人发现，这种技术方案可以使图像检测器装置对所述部件的位置的检测更加精确，特别是当图像检测器装置在可见范围内运行时。

69、在一个实施方式中，在所述保持表面上制作有至少有一个参考标记，更优选的是多个参考标记。

70、这种方案可以提高所述图像检测器装置对所述部件的检测精度。

71、所述至少一个参考标记或所述多个参考标记优选地位于所述保持表面的至少一个外围区域上。

72、在一个实施方式中，所述焊接头被加热到比所述部件更高的温度，并且优选地，所述图像检测器装置被布置成为检测至少所述部件的红外范围内的图像。

73、申请人发现，这种技术方案使得即使在部件和第一保持构件的颜色难以相互区分的情况下，也能检测到部件在第一保持构件上的正确位置，而不需要在这两个元件中的任何一个上做特殊标记。然而，这种情况经常发生，例如，在所有的情况下，部件是由膜形成的覆盖件，其中至少在其检测表面(打算面向容器内部)包括金属片，例如铝。在这些情况下，部件的检测表面和部件所被保持的第一联接构件(通常由钢制成)的检测表面都有类似的金属色，这不适合分析检测到的图像，甚至并且尤其是在外部光线照射下也是如此。

74、相反，提供在红外范围内运行的图像检测器，可以有效地利用焊接头(通常在几百度下工作)和部件(通常在室温下)之间的巨大温度差。这样，在红外范围内，焊接头的图像和部件的图像之间的对比很鲜明，因此可以精确地确定部件相对于焊接头的位置，从而也确定部件相对于第一保持器的位置，这是因为焊接头和第一保持器之间的相对位置是预先确定的。

75、在焊接头比部件小，并且当部件正确定位在第一保持构件上时，焊接头基本上隐藏在部件后面的情况下，可以观察到确定不正确的定位是特别容易的。事实上，在这种情况下，如果部件不正确地定位在第一保持构件上，焊接头的一部分将被图像检测器装置看到，并且由于焊接头的高温，将在捕获的图像上产生高发光强度的区域，该区域可由负责图像分析的控制单元立即识别。这使得能够高度准确地检测出第一保持构件上不正确的部件定位。

76、需要指出的是，如果由于任何原因，在捕获图像时，部件不在保持表面上，焊接头将完全可见，因此，部件的位置将被识别为不正确。

77、优选地，所述焊接头相对于所述保持表面可在静止构造和焊接构造之间移动，在静止构造中所述焊接头与所述部件间隔开，在焊接构造中所述焊接头与所述部件的焊接部分接近或接触，并且所述部件与所述物品相联接。

78、优选地，所述焊接部分被设置在所述部件的外围部分。

79、优选地，所述焊接部分为圆形冠状件的形式。

80、申请人已经确定，这种技术方案使得有可能通过避免使其长期处于高温下而保持所述部件的完整性。

81、这也可以防止不必要的过热。

82、优选地，所述保持表面的尺寸小于所述部件的尺寸，因此，所述保持表面将所述部件保持在所述保持表面的中心部分，限定有不与所述保持表面接触的所述部件的外围部分。

83、优选地，所述外围部分基本上与所述焊接部分相对应。

84、优选地，所述部件和所述保持表面在平面上基本为圆形，所述部件的所述外围部分基本为圆形冠状形状。

85、申请人已经确定，这种技术方案可以改善所述部件对所述保持表面的粘附性以及图像检测器装置对所述部件的检测，特别是在可见范围内工作时。

86、优选地，所述第一保持构件包括抽吸装置，该抽吸装置用于在所述保持表面上产生真空并将所述部件保持在所述保持表面上。

87、申请人发现，这种方案可以通过防止所述部件在所述保持表面上不必要的位移来提高所述联接装置的精度。

88、优选地，所述图像检测器装置被设置为在所述第一保持构件移动到所述非操作位置时，捕获所述部件由所述第一保持构件保持的至少一个图像。

89、这种方案可以简化所述图像检测器装置对所述部件的检测，并且避免立体干扰。

90、申请人已经证实，由于这种方案，可以提高设备的效率，这是因为在检测器装置的检测和部件在物品上的焊接之间，部件不会受到大量的位移。

91、优选地，所述第一保持构件包括：用于保持第一部件的第一保持元件；以及用于保持第二部件的第二保持元件。

92、这种技术方案可以提高联接装置的效率，减少联接操作期望的时间。

93、优选地，所述联接装置具有铰链销，所述第一保持构件和所述第二保持构件中的至少一个可绕该铰链销旋转，以使所述联接装置在所述操作位置和所述非操作位置之间移动。

94、优选地，所述第一保持元件和所述第二保持元件被构造成使所述第一部件和所述第二部件在所述操作位置和所述非操作位置之间的所述第一保持元件的运动轨迹的径向方向上相互间隔开。

95、申请人已经证实，这种技术方案可以避免第一保持元件和第二保持元件之间的干扰以及对所述第一部件和所述第二部件的检测的干扰。

96、优选地，所述第一保持元件和所述第二保持元件被构造成使所述第一部件和所述第二部件都平行于竖直平面，更优选地，所述第一保持元件和所述第二保持元件是共面的。

97、优选地，所述联接装置可沿一个运输方向移动。

98、优选地，所述第一保持元件和所述第二保持元件被构造成使所述第一部件和所述第二部件在垂直于所述联接装置的所述运输方向的方向上相互间隔开。

99、这种技术方案可以避免在同一联接装置上为两个不同的部件提供两个不同的保持元件对检测精度产生负面影响。

100、优选地，在所述联接装置的非操作位置的所述第一部件和所述第二部件沿垂直于所述联接装置的所述运输方向的方向上间隔开。

101、申请人已经体验到这种布置成如何能够避免在所述第一部件和所述第二部件之间的检测中出现立体杂波或干扰。

102、优选地，在联接装置的非操作位置的所述第一部件和所述第二部件沿竖直方向间隔开。

103、优选地，所述第一部件和所述第二部件旨在被联接在两个单独的物品上。

104、可替选地，所述第一部件和所述第二部件旨在被联接在同一物品上。

105、优选地，所述图像检测器装置被构造成获得所述第一部件和所述第二部件的图像，以同时对所述第一部件和所述第二部件的位置进行检测。

106、因此，本发明的联接装置的检测时间得以减少，同时保持了较高的检测精度。

107、申请人已经证实，所述技术方案能够使图像检测器装置进行有效和快速的检测。

108、可替选地，所述图像检测器装置被构造成依次检测所述第一部件和所述第二部件的图像。

109、可替选地，所述检测系统包括第一图像检测器装置和与所述第一图像检测器装置不同的第二图像检测器装置，所述第一图像检测器装置和所述第二图像检测器装置分别用于对所述第一部件和所述第二部件的位置进行检测。

110、这种方案可以提高检测精度，同时保持很短的检测时间。

111、优选地，所述第二保持器包括用于保持第一物品的第一保持器和用于保持第二物品的第二保持器。

112、这种技术方案可以提高联接装置的效率，同时避免第一保持元件和第二保持元件之间的干扰。

113、优选地，所述运动系统被构造成在所述非操作位置和所述操作位置之间同时移动所述第一保持元件和所述第二保持元件。

114、优选地，所述联接装置被设置在运动转盘上，该转盘用于将所述部件和所述物品沿运输方向从接收站向联接站移动，在该联接站中所述部件被联接到所述物品。

115、优选地，所述转盘包括定位在所述转盘的外围位置的多个联接装置。

116、优选地，所述图像检测器装置被设置在所述转盘的外部。

117、申请人已经证实，这种技术方案可以保持较高的检测精度，同时避免因转盘的运动而产生的干扰。

118、优选地，所述图像检测器装置被设置成当所述联接装置处于所述非操作位置时面向所述联接装置的位置。

119、可替选地，所述图像检测器装置被设置在所述转盘上，并且被布置成成当所述联接装置处于所述非操作位置时面向所述联接装置。

120、在这种情况下，优选地，所述图像检测装置相对于所述联接装置是可移动的。

121、优选地，所述图像检测装置相对于所述联接装置在与运输方向一致的方向上是可移动的。

122、优选地，所述图像检测装置被设置在所述转盘的外部，检测位置介于接收位置和联接位置之间，在接收位置中所述部件被装载到所述第一保持构件上，在联接位置中所述部件被联接到所述物品上。

123、优选地，所述第二保持构件包括用于保持所述物品的卡爪。

124、优选地，所述第二保持构件被构造成使所述物品的待与部件联接的联接表面面向所述部件。

125、申请人发现，这种技术方案可以避免所述部件在所述物品上的定位错误。

126、优选地，所述控制包括：通过捕获保持在所述第一保持构件上的所述部件的图像和处理所述图像，来检测所述部件在所述保持构件上的位置。

127、优选地，所述方法设置成：在所述第一保持构件和所述第二保持构件中的所述至少一个被移动以使所述部件和所述物品接触之前检测所述图像。

128、申请人已经证实，在移动部件之前检测部件的位置可以使检测精度最大化。

129、优选地，所述检测包括发送取决于所述处理并与所述部件的检测位置有关的信号。

130、优选地，所述方法包括根据所述信号修改所述联接。

131、这种技术方案允许根据所述检测的结果，即根据所述部件的所述位置来修改联接步骤。

132、申请人已经证实，这种技术方案允许优化联接方法。

133、优选地，所述修改设置成在所述信号表明所述部件的所述位置不正确的情况下简化联接步骤。

134、申请人已经证实，这种方案可以节约能源。

135、优选地，所述联接包括将所述部件热焊接至所述物品上。

136、在一个实施方式中，所述检测包括在可见范围内捕获所述部件的图像。

137、在一个实施方式中，所述检测包括：提供焊接头，焊接头的表面温度大于所述部件的温度，使焊接头在红外范围内与所述部件在光学上不同；并且优选地，在红外范围内捕获所述部件的图像。

138、优选地，根据所述信号来将方法设置成：将所述部件在较短的时间内在连续焊接表面上焊接在所述物品上；或者将所述部件在所述焊接表面的部分上焊接在所述物品上。

139、这样，如果在加工步骤中发出的信号表明所述部件不在正确位置上，就可以简化焊接过程。

140、优选地，所述方法包括将所述部件装载到输送装置上，优选地为旋转转盘类型。

141、优选地，所述方法包括将所述物品装载到所述输送装置上。

142、优选地，所述方法包括沿所述输送装置上的第一输送段输送所述部件。

143、优选地，所述方法包括沿所述输送装置上的第二输送段输送所述物品。

144、优选地，当所述部件和所述物品在所述输送装置上时，提供所述部件与所述物品的联接。

145、优选地，所述检测包括对所述部件在所述输送装置上沿所述第一输送段的位置进行检测。

146、申请人注意到，这种方案可以提高所述检测步骤的精度。

147、优选地，所述检测包括同时检测所述第一部件和所述第二部件的图像。

148、申请人已经发现，这种技术方案可以提高该方法的效率。

149、通过这种方式，检测步骤的持续时间减少，同时保持高的检测精度。

150、申请人已经证实，所述技术方案能够使图像检测器装置进行有效和快速的检测。

151、在一个实施方式中，所述部件是二维部件，如标签，或覆盖件，优选地是可剥落的，或可穿孔型的。

152、在一个实施方式中，所述物品是容器，特别是用于获得泡制型饮料的可滑动产品的容器。

153、在一个实施方式中，联接装置包括用于对所述部件和所述物品进行热粘合的粘合装置。

154、在一个实施方式中，该联接装置包括超声波型的焊接头。