CN102726835B - 用于确定涂覆在包封材料上的可流动的涂层的量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在烟草加工业的以节拍的方式加工物品的机器(10)中借助于至少一个传感器(16,17)确定在以幅带形式供给的包封材料上的可流动的涂层的量的方法，其特征在于，以与节拍相关的方式确定涂层量并且针对每个对应于一个物品的包封材料带(19)，在所述包封材料带(19)的长度上沿着输送方向记录多个测量值(18)，由该多个测量值(18)制成在所述包封材料带(19)的长度上的涂层量的分布(20)并且最好与目标分布相比较。

Description

用于确定涂覆在包封材料上的可流动的涂层的量的方法

技术领域

本发明涉及一种用于在烟草加工业的以节拍的方式加工物品的机器中借助于至少一个传感器确定涂覆在以幅带形式供给的包封材料上的可流动的涂层的量的方法。

背景技术

周期性改变的或轮廓化的胶图被越来越多地使用而取代整面的施胶，该胶图在长度上匹配于产品的待上胶的规格长度。在此情况下这尤其可以涉及由工艺决定的胶加强部，胶稀少部和/或胶中断部。包封材料上的由工艺决定的胶稀少部可以引起错误信息并且，如果测量信号低于一个预先调整的阈值，将导致产品抛出。由工艺决定的胶加强部到目前为止不能够以与节拍相关的方式进行监控。由工艺决定的具有小的尺寸的胶中断部在一定的情况下可以被忽略，但是较长的中断也导致错误信息或产品抛出。

WO2005082179A1公开一种用于确定监控和/或涂覆在衬纸带上的胶量的装置，其具有布置在输送方向的横向上的超声波测量系统，该系统由两排对置的超声波源和超声波接收器形成。由于超声波源的巨大的散射，通过相邻的超声波发射器的影响可以产生不希望的干扰或叠加。为了抑制该问题并且获得在各单个测量通道之间的较高的选择性，由EP1750124A1已知，分别在超声波源之间和在超声波接收器之间布置隔板。但是，除了其它方面以外，通过超声波可实现的测量精度和分辨率是有限的。

EP0418342B1公开一种用于探测双幅宽的纸带的足够的上胶的装置，该装置具有四个在纸带的宽度上在运行方向的横向上布置的电容式传感器。但是电容式测量法具有缺点，即测量信号取决于可流动的涂层的湿度，因此尤其是在具有可变的湿度的涂层情况下不能够简单地确定出涂层量。

发明内容

本发明的目的在于，提供在烟草和过滤嘴加工业的生产机器中的一种方法和一种装置，其中，可以避免尤其是与周期性改变的胶涂层相关联的前述缺点和问题并且为了由工艺决定的材料加工最好提供相对于机器节拍的位置探测。

本发明通过一种在烟草加工业的以节拍的方式加工物品的机器中借助于至少两个传感器确定在以幅带形式供给的包封材料上的可流动的涂层的量的方法解决该目的。其中以与节拍相关的方式确定涂层量并且针对每个对应于一个物品的包封材料带，在所述包封材料带的长度上沿着输送方向记录多个测量值和由该多个测量值制成在所述包封材料带的长度上的涂层量的分布，其中，在每个半幅带的中心区域中设置在输送方向上延伸的无胶区，针对每个幅带设置至少两个传感器，即布置在无胶区上方的传感器和布置在无胶区外部的传感器，其中，确定所述分布中的至少一个沿，由其位置可以确定涉及的包封材料带相对于机器节拍的相位。通过与机器节拍相关地确定涂层量（涂覆物的量），实现了为每个单独的物品创建单独的涂层量分布（图表）。本发明在此情况下首次规定确定在纵向上也就是说在包封材料的输送方向上涂层量的分布并且因此提供关于在纵向上的涂层量的有差异的信息供使用。相反，采用常规的测量法只能够确定在纵向上平均的或者在随机的扫描位置（采样位置）上存在的涂层量。这基本上只允许二元的确定，是否该涂层量是足够的或是不足够的。此外，在纵向上改变的涂层图的情况下，以常规方式确定涂层量必然导致不准确性和错误评估。

以下依据在烟草加工业的包封材料上，尤其是在用于将过滤嘴连接到烟草棒（烟草条）上的衬纸，过滤嘴包裹纸或用于烟草棒的包裹纸上施胶的一种优选的应用来说明本发明。另外的可想到的应用情况例如在任何包封材料上的颜料涂层（涂料），或在烟草加工业的包装机器中的包封薄膜上的涂层。以下的实施例可以相应地转用到这些应用情况上。包封材料不限于纸张。

按照本发明确定涂层量的纵向分布特别有利于评估在纵向上改变的涂层，尤其是由关于限定地周期性改变的涂层图，诸如周期性出现的胶稀少部，胶加强部和/或胶中断部。针对具有不同的目标涂层（Sollaufträgen）的这些区域中的每个区域，可以确定和检查单独匹配的阈值。如果测量的涂层量由于胶稀少部区而下降到低于一个过高设置的阈值，可以避免错误的评估，例如产品抛出。另一方面，可以灵敏地调整阈值并且为了可靠地避免错误判断，不必被调整得非常低，如例如在周期性的胶稀少部区的情况下。可以以与节拍相关联的方式确定、评价和监控由工艺决定的胶稀少部，胶加强部和胶中断部。

按照本发明此外可以提供关于各个物品相对于机器节拍的相位位置的信息。这可以有利地如此进行，即确定出在被确定纵向分布中的至少一个沿并且由该沿确定出所涉及的带相对于机器节拍的相位。在一个或多个胶迹中的中断部由此可以被最好位置准确地调整到预先给定的图样（Muster）上，以便形成希望的产品稳定性和品牌等同度。

最好将涂层量的确定的纵向分布与存储在机器中的目标分布数据相比较。在此情况下这例如可以涉及一种目标分布，或一个在最大和最小可承受的分布之间的公差范围。该比较最好可以如此地实施，即在分布的至少一个位置处检查是否相应的测量值高于或低于预先限定的阈值。依据该比较可以实施对涂层量的可靠的评价。

特别有利的是在机器的显示装置上以图形（图表）的方式描绘出被确定的分布。这为使用者在机器运行中提供了关于涂层量和涂层分布的有区别性的信息并且如果例如被确定的分布不再位于预先确定的公差范围之内，则允许使用者进行干预。

本发明例如对于质量监控或相应的产品的保险、胶量调整上的材料节省和防止过滤嘴的脱落，有望提供大的潜力。尤其是在喷嘴施胶的情况下可以实现胶量调节，在多个喷嘴的情况下例如也可以相互独立地实施胶量调节。可以检查无胶区的胶的消去情况。在上胶辊系统中，可以进行磨损识别。可以相对于产品切割或节拍探测胶图位置并且必要时进行调整。

附图说明

以下依据优选的实施形式在参照附图下说明本发明。附图中所示:

图1是用于确定在纸幅带上的上胶量的测量装置的示意图;

图2是双幅宽的、被上胶的包封材料幅带的顶视图;

图3是在周期的无胶区的区域中上胶量的纵向分布图（纵断面）;和

图4是包封材料幅带的边缘区域中的上胶量的纵向分布图。

具体实施方式

以下的描述依据在双条（双线）式的过滤嘴安装机10中对衬纸的上胶进行说明。如前已述，本发明不局限于这种应用。另一种优选的应用例如是在一个没有示出的用于制造过滤嘴棒的机器中对过滤嘴纸的上胶，因为在此处也可以出现在纵向上周期性改变的上胶量。

在图1中示出的过滤嘴安装机10的局部视图示出了具有可旋转支承的上胶辊15的上胶装置11，借助于没有示出的装置对该上胶辊供胶。由上胶辊15接收的胶输出给顶靠在上胶辊15的外周面上的、被没有示出的绞筒连续地沿着箭头方向供入的衬纸幅带。在被上胶的衬纸上的胶涂层（胶料）24在图1中仅仅示意地示出。在衬纸23a的被上胶的一侧上方布置用于确定施加的胶量的测量装置28，它在以下还要详细说明。胶量例如可以以胶重量、胶的层厚或其它的与此明显相关联的合适的参数的形式来确定。

在双条机（双线机）情况下的双幅宽的衬纸在纵向上或输送方向上具有中央切割线26，其中，胶图相对于切割线26是对称的。沿着也是虚线示出的、在输送方向的横向上的切割线27，衬纸在上胶之后被切割成双幅宽的纸带。因此在图2中的每个虚线示出的小盒（小块）正好对应于一个要包封的物品，在此处是一个香烟。包封材料幅带23的对应于一个小盒的部分在以下被称为包封材料带19。在图2中示出了四个完整的包封材料带19和四个局部的包封材料带19。

如图2中可以看见的，在每个半幅带的中心区域中可以设置在输送方向上延伸的，带状的胶稀少部13或无胶区，因此例如在该区域中布置的通风口不被胶粘住，和/或以便在该对于固定不是很关键的区域中节省胶。此外可以围绕切割线27设置在输送方向上的横向上布置的、在衬纸幅带的宽度上延伸的带状的胶稀少部14，以便防止弄脏用于沿着切割线27切割衬纸幅带的切割装置。在其余的区域中可以进行基本上均匀的平均厚度的上胶，以便实现衬纸与物品可靠粘结。如图2中可以看见的，在这种情况下由此形成两种区域，在该区域中的胶涂层在纵向上是周期性改变的，即在无胶区或胶稀少部13的区域中，和基于胶稀少部14衬纸的其余的区域。当然可以设置两个以上的这种区域并且与此对应地设置两个以上的对应的传感器对16，17。例如可以在衬纸的边缘12处设置没有示出的胶加强部，用于加强过滤嘴与烟草棒（烟草条）的连接。

测量装置28通常包括至少一个胶传感器，在多条机（多线机）的情况下包括至少与条（线）的数目对应的数目的胶传感器。在图2的实施例中设置四个胶传感器16，17，即两个布置在无胶区13上方的传感器17和两个布置在无胶区13外部的传感器16。传感器16有利地布置在衬纸的两个靠外部的边缘区域中，因为在此处进行充足的上胶是重要的，以便实现过滤嘴与烟草棒的可靠的连接并且可靠地防止过滤嘴不希望地从烟草棒上脱落。一般地，传感器最好布置在包封材料幅带的、其施胶在输送方向上周期性改变的那些区域的上方或下方。传感器16，17最好可以成一排地在衬纸的宽度上延伸地进行布置。

测量装置28借助于电子控制机构30进行控制，该控制机构例如可以在存储器可编程的机器控制装置中实现，用于记录（采集）测量数据和读出和处理由测量装置28产生的测量信号。控制机构30被设置用于对每个传感器16，17记录多个针对每个包封材料带19的测量点1。在图2的示例中针对每个包封材料带19和传感器16，17，这大致是10个测量点。一般地，在输送方向上每包封材料带19和传感器16，17最好记录至少两个，最好至少五个，更优选10个，再更优选至少20个测量点。在一个实用的实施方式中，在输送方向上记录的每包封材料带19和传感器16，17的测量点的数目例如在至少30个的范围中。换言之，在两个在输送方向上相继跟随的切割线27之间的时间间隔至少是在两个测量点之间的时间间隔的两倍。为了实现这一点，控制机构30用一种读出频率控制传感器16，17，该读出频率至少是与包封材料带19相关的机器节拍的两倍，最好至少五倍，更优选至少十倍和再更优选至少二十倍。测量值18最好以一个预定的测量节拍读出，从而它们相互间具有恒定的时间间隔。

依据在输送方向上每包封材料带19的多个测量点，可以制成被测量的上胶量的纵向分布（纵断面），也就是说沿着输送方向的分布（断面）。两个相应的胶量图在图3和4中示出。在这两种情况下每包封材料带19记录40个测量点。该分布图的x轴表示输送方向，在y轴上标出胶量。分布图的左边缘对应于图2中的切割线27，分布图的右边缘对应于图2中的随后的切割线27，因此每个分布图对应于衬纸的正好一个包封材料带19。

符合目的地，针对每个传感器16，17，制成一个自己的胶量图。有利地为机器操作者在显示装置29，尤其是显示屏上显示胶量图。在按照图2的实施方式中，由此最好将对应于四个传感器16，17的四个胶量图显示在显示装置29上。在图3示出的胶量图例如可以由传感器17测量，在图4示出的胶量图例如可以由传感器16测量。

在胶量图中示出了当前测量的作为曲线的胶量分布20以及在该当前的分布20周围的上方和下方的区域21，它们示出了一定数目的在当前的分布20之前测量的分布，以便获得对胶量的波动宽度的印象。此外在胶量图中还画出了预定的外公差范围31，32。设置了外公差范围31，在该外公差范围下，胶量低于一个给定的最小量34，和设置了外公差范围32，在该外公差范围下，胶量超过一个给定的最大量35。由此在外公差范围31，32之间限定了一个目标公差分布范围33，胶分布20应该位于该目标公差分布范围中。如果胶分布20不是或不是完全地位于该目标公差分布范围33中，那么可以自动地实施合适的动作，例如在显示装置29上显示报警和/或抛出被评估为有缺陷的物品，直到机器停止。胶量分布20，胶量分布20的波动宽度，外公差范围31，32和/或目标公差分布范围33在显示装置29上最好以不同颜色的方式进行编码。与常规确定上胶量相比较，胶量分布20提供了关于在包封材料带19的长度上的施胶的非常不同的信息，它们可以在多种方面进行评估。

可以有利地为每个传感器16，17限定单独的外公差­范围31，32或目标公差分布范围33。外公差­范围31，32或目标公差分布范围33借助于阈值34，35来限定。尤其是外公差­范围31通过最小阈值34限定和外公差­范围32通过最大阈值35限定。阈值在胶量图中的定位在此情况下被单独地与相应的要求相匹配。尤其是阈值34，35在包封材料带19的长度上不是恒定的，而是适宜地相应于在输送方向上改变的上胶量被调整成逐部段不同。这在下面依据图3和4做更详细的说明。

在图3中，该图通过传感器17记录（采集），最小阈值在中央区域中被置于零和最大阈值35被置于一个相对低的值，因为在此处布置无胶区13。相反，在包封材料带19的始端和末端处，最大阈值被置于最大值并且最小阈值34置于一个相对高的值，因为在无胶区13之间应该保证正常的上胶。

在图4中，该图通过传感器16记录（采集），最小阈值34在中央区域中被置于一个相对高的值和最大阈值被置于最大值，因为在此处应该保证正常的上胶。相反，在包封材料带19的始端和末端处，最大阈值35被置于一个比在中央区域中的最小阈值34较低的值，并且最小阈值例如置于零，因为在此处尽管规定一定的上胶，但是由于在那里布置的切割刃27应该在胶稀少部区14中避免超过平均水平的胶量。

控制机构30此外最好被设置用于确定胶量分布20的上升沿和/或下降沿（边）36。这例如在图3中位于x值3.0和25.0处以及在图4中位于x值2.5和24.5处。由沿（边）36的位置可以以高的精度确定包封材料幅带23或各单个包封材料带19相对于机器节拍的相位和必要时在该评估的基础上进行再调节。

传感器16，17可以被高节拍地控制并且有利地具有足够高的行程分辨率（空间或路径分辨率）或时间分辨率，以便由此在总体上达到高的测量分辨率并且允许相应于被记录的测量点的数目确定精确的胶量分布20。在这个方面上特别合适的是光学的传感器，其中，优选红外传感器，或UV-传感器也是可能的。优选一种吸收方法，例如IR吸收，其中，使用的传感器波长可以与能流动的涂层中的吸收光谱带（吸收频带），例如水频带（Wasserbande），相一致。在这种绝对测量的传感器情况下，可以有利地确定绝对胶量。也可以考虑其它的传感器，例如电容传感器，高频或微波传感器。也可以考虑尤其是掠射角的光学反射测量，例如借助于光学照相机系统，或超声波测量。

Claims (13)

1.在烟草加工业的以节拍的方式加工物品的机器(10)中借助于至少两个传感器(16,17)确定在以幅带形式供给的包封材料上的可流动的涂层的量的方法，其特征在于，以与节拍相关的方式确定涂层量并且针对每个对应于一个物品的包封材料带(19)，在所述包封材料带(19)的长度上沿着输送方向记录多个测量值(18)和由该多个测量值(18)制成在所述包封材料带(19)的长度上的涂层量的分布(20)，其中，在每个半幅带的中心区域中设置在输送方向上延伸的无胶区（13），针对每个幅带设置至少两个传感器（16， 17），即布置在无胶区（13）上方的传感器和布置在无胶区（13）外部的传感器，其中，确定所述分布(20)中的至少一个沿(36)，由其位置可以确定涉及的包封材料带(19)相对于机器节拍的相位。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，将确定的涂层量的纵向分布(20)与存储在机器中的目标分布数据相比较。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将确定的分布(20)以图形的方式在机器(10)的显示装置(29)上示出。

4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，除了当前的分布(20)以外还示出先前测量的分布。

5.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，示出针对所述分布(20)的预先确定的目标公差范围(33)。

6.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，示出针对所述分布(20)的至少一个预先确定的外公差­范围(31，32)。

7.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述分布(20)的至少一个点处检查，是否相应的测量值低于一个预先限定的阈值。

8.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述分布(20)的至少一个点处检查，是否相应的测量值高于一个预先限定的阈值。

9.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述测量基于一种吸收方法。

10.在烟草加工业的以节拍的方式加工物品的机器(10)中确定在以幅带形式供给的包封材料上的可流动的涂层的量的装置，包括至少两个传感器(16,17)和与所述传感器(16,17)连接的控制机构(30)，其特征在于，所述控制机构(30)被设置成以与节拍相关的方式确定涂层量并且针对每个对应于一个物品的包封材料带(19)，在所述包封材料带(19)的长度上沿着输送方向确定多个测量值(18)和由该确定的测量值(18)制成在所述包封材料带(19)的长度上的涂层量的分布(20)，其中，在每个半幅带的中心区域中设置在输送方向上延伸的无胶区(13)，针对每个幅带设置至少两个传感器(16,17)，即布置在无胶区（13）上方的传感器和布置在无胶区（13）外部的传感器，其中，确定所述分布(20)中的至少一个沿(36)，由其位置可以确定涉及的包封材料带(19)相对于机器节拍的相位。

11.按照权利要求10所述的装置，其特征在于，传感器(16，17)的扫描频率至少是与包封材料幅带(23)相关的机器节拍的两倍。

12.按照权利要求11所述的装置，其特征在于，所述传感器(16，17)是光学传感器。

13.按照权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述传感器(16，17)是红外传感器。