CN106163786A - 生产包装材料的制法控制设备 - Google Patents

Abstract

本公开主要涉及一种充填和密封机器，尤其涉及更改所述机器的一个或多个参数的方法。所述方法包括识别将与充填和密封机器一起使用的供给材料的构形，比如通过接收用户输入、自动检测材料的特性和/或比如从传感器接收关于材料的特性的数据。一旦识别了供给材料的构形，所述方法包括接收对与供给材料的构形相应的预存制法的选择，其中所述制法确定或设定所述机器的一个或多个工作参数的值。

Description

生产包装材料的制法控制设备

相关申请的引用

本申请按照35 U.S.C.§119(e)，要求2015年2月24日提交的美国临时申请No.61/944,026，“Recipe Controlled Device for Making Packaging Materials”的优先权，该申请通过引用整体包含在本文中。

技术领域

本公开涉及制造用作包装材料的可充填垫的设备和方法。

背景技术

各种充填垫是众所周知的，用于各种包装应用。例如，充填垫通常按照类似于或者代替泡沫颗粒、压皱纸和类似产品的方式，用作空隙填充包装。另外，例如，充填垫通常代替模压或挤压包装组件，用作保护性包装。

通常，充填垫由具有通过密封接合在一起的两层的薄膜形成。密封可以与充填同时形成，以便把空气捕获在其中，或者在充填之前形成，以限定具有可充填室的薄膜构形。可充填室可以用空气或者另一种气体充填，或者之后被密封，以抑制或阻止空气或气体的释放。

这种薄膜构形可被存放在其中利用穿孔使相邻的可充填垫相互分离的卷(roll)或扇形折叠箱(fan-folded)中。使用中，充填薄膜构形，从而形成充填垫，沿着穿孔，使相邻充填垫或充填垫的相邻腿(stand)相互分离。

目前可获得各种薄膜构形。这些薄膜构形中的许多构形包括往往浪费材料、抑制相邻充填垫的分离和/或形成对充填不足或泄漏敏感，从而抑制效用的充填垫的密封构形。

一般通过从大批量的薄膜中拉出并在喷嘴上方或附近通过充填薄膜。喷嘴在薄膜之间吹入空气，从而形成充填垫。随后利用加热把两层薄膜结合在一起，形成限制空气逃逸的密封。薄膜往往对齐欠佳，或者具有过多的自由度(例如，松驰)，以致于不能高效地传送到喷嘴，以供充填。另外，归因于处理中使用的热量和压力，薄膜可能粘在机器表面上，或者在仍然灼热和退出机构的时候，薄膜层可能被撕开。

发明内容

在一个实施例中，本公开一般涉及一种充填和密封机器，尤其涉及一种更改所述机器的一个或多个参数的方法。所述方法包括识别将与充填和密封机器一起使用的供给材料的构形，比如通过接收用户输入、自动检测材料的特性、和/或比如从传感器接收关于材料的特性的数据。一旦识别了供给材料的构形，所述方法包括接收对与供给材料的构形相应的预存制法的选择，其中所述制法确定或设定所述机器的一个或多个工作参数的值。

在再一个实施例中，本公开一般涉及一种更改充填和密封组合件的一个或多个参数的方法。所述方法包括从多种制法中选择预定制法，把充填和密封组合件配置成根据所述预定制法工作。所述预定制法包括充填和密封组合件的多个组件的设定。

在另一个实施例中，本公开一般涉及一种更改机器的一个或多个参数的方法。所述方法包括根据材料、材料尺寸、期望的充填率、充填袋几何形状或者进给速度中的至少一个，更改第一参数，分析第二参数，以确定第二参数是否在功能上与第一参数相关，如果第二参数在功能上与第一参数相关，那么调整第二参数，以对应于第一参数的更改，如果第二参数在功能上与第一参数不相关，那么不调整第二参数。

在另一个实施例中，本公开涉及一种制造包装材料的方法。所述方法包括选择包装材料的至少一个材料参数，根据所述至少一个材料参数确定第一机器参数的设定，根据所述设定调整第一机器参数，根据第一机器参数的设定确定第二机器参数是否应被调整，和根据所述确定，调整第二机器参数。

在另一个实施例中，本公开涉及一种充填和密封组合件。所述组合件包括接收材料的供给的心轴，操作上连接到所述心轴的有选择地向所述材料的供给施加摩擦力的制动机器，和与所述制动机构通信的控制系统，其中所述控制系统有选择地改变制动机构施加的摩擦力。

附图说明

图1A-D是与充填和密封设备一起使用的柔性结构的各个实施例的示意图；

图2是按照各个实施例的充填和密封设备的透视图；

图3是按照各个实施例的充填和密封设备的分解透视图；

图4是沿着所述充填和密封设备的材料支承物的轴Y看的右上视图；

图5是所述充填和密封设备的部分组装系统的右视图；

图6是图5的部分组装设备的正视图；

图7是图2的设备的材料支承物和制动器的分解透视图；

图8是图2的设备的材料支承物和制动器的右视图；

图9是图2的设备的密封机构的右视图；

图10是图2的设备的密封机构的右前透视图；和

图11是沿图9的XI-XI线的密封后控制元件的正剖视图。

图12是充填和密封组合件的控制系统的简化方框图。

图13是显示与处理不同的供给材料构形的一种或多种制法对应的图标的控制系统的显示器的示图；

图14是供充填和密封组合件使用的包括标识符的一卷材料的正视图，所述标识符由控制系统的传感器感测。

图15是图解说明根据一个或多个材料参数更改一个或多个机器参数的方法的流程图；和

图16是图解说明根据一个机器参数的更改来更改一个或多个机器参数的方法的流程图。

具体实施方式

本公开涉及把未充填材料转换成可用作用于包装和装运货物的减震物或保护物的充填垫的系统和方法。在一些实施例中，所述系统可包括根据待充填的期望材料以及充填垫的几何形状、充填的速度和其它材料参数来确定一个或多个参数的设定的控制系统。所述控制系统还可被配置成有选择地更改包装机的参数，比如(但不限于)调整一个或多个电动机(例如，送风机或鼓形电动机)的速度，改变施加于加热或密封元件的温度，改变填充率或填充速度，以及控制施加于卷制动器的制动力。这使控制系统可以根据包装材料和其它材料特性有选择地更改包装机。换句话说，控制系统能够调整机器，以适应材料构形(即，薄膜的具体材料特性)。材料特性的一些例子包括特定材料、形状、垫子宽度、垫子长度、垫子面积、期望的垫子体积、期望的填充水平、和/或可充填垫的其它特性。

控制系统可参照根据期望的供给包装材料特性选择的保存多个机器参数的设定的一种或多种制法(recipe)。例如，在利用特定种类的材料，使可充填垫具有第一几何形状的情况下，控制系统可访问指定卷筒(drum)辊的速度、加热元件的温度、送风机电动机的速度等的制法。控制系统随后可自动调整机器的参数，和/或在一些实施例中，向用户提供指令，以手动调整这些参数。一旦参数被调整，就可使包装系统工作，以制造期望的包装。

在一些实施例中，控制系统可分析数据，以确定材料的种类和其它材料特性(例如，可充填垫几何形状)。例如，材料卷可包括指定材料的种类、尺寸或厚度、长度、宽度、穿孔图案、和/或密封前图案或其它材料特征的标识符，比如射频识别(RFID)。控制系统利用一个或多个输入传感器(比如RFID扫描仪)分析所述卷，以接收RFID。一旦收到RFID，控制系统根据保存在RFID中的数据调整机器参数。在一些实施例中，制法可被保存在机器零件上，或者保存在(例如，通过网络或WiFi)与机器通信的计算设备上。或者或另外，所述卷上的RFID或其它数据可包括各个参数的设定。换句话说，所述卷可包括在运行之前可被传送给控制系统的制法或机器参数的各种设定。

控制系统还可被配置成根据充填和密封组合件的其它参数的改变或变更来变更组合件的参数。在一些情况下，某些机器参数可相互关联，或者借助一个或多个函数相关。例如，卷筒电动机的速度可与送风机的速度直接相关，卷筒电动机旋转密封卷筒越快，送风机电动机必须越快，以便随着卷筒的速度的增大，充分填充可充填垫。再例如，卷筒的速度可与加热元件的温度设定相关。在这个例子中，当卷筒慢下来时，温度可能需要被降低，因为材料可能较慢地经过加热元件。其它参数包括当使辊退卷时施加于辊的制动机构的操作的参数(比如逆着辊的正向、退卷方向施加的制动摩擦力或制动转矩的大小)和驱动机构的操作的参数(比如充填和密封组合件的各个电动机的斜升和斜降剖面(profile))等等。

利用机器参数的各种相互依赖，控制系统可根据其它参数的更改，自动调整参数，或者提供允许用户调整参数的输出。例如，如果用户增大卷筒电动机的速度，那么控制系统可自动调整制动机构的施用，以减缓心轴(spindle)上的辊的退卷，或者可提供提醒用户调整制动机构施加的摩擦力的输出。按照这种方式，控制系统可帮助避免会因不正确地调整各个参数而产生的充填和密封组合件的错误或问题。此外，控制系统可允许充填和密封组合件更加自动化，因为控制系统能够确定加载到心轴上的材料的种类，根据材料的种类调整组合件，随后运转所述组合件，而不需要用户与充填和密封组合件交互。控制系统还可包括用于机器的各个组件的一个或多个传感器。这允许控制系统根据参数的实际输出动态调整参数，以及动态调整与调整的参数相关的其它参数。这有助于确保即使当选择的参数被调整时充填和密封组合件也正如所需地运行。

按照各个实施例，这里讨论的各个系统可以利用把未充填材料转换成充填的柔性结构的各种机构或系统任意之一来工作，所述充填的柔性结构可以用作包装和装运货物的减震物或保护物。具体地，密封和充填之前的机构以及密封和充填之后的机构可改善形成充填垫的处理的整体效率和速度。在密封和充填之前，系统可包括材料支承元件，所述材料支承元件更好地存放、控制材料并把材料输送到密封和充填机构。在材料的密封和充填之后，材料控制元件可更好地把材料导引到系统之外，而不会损坏密封或者未能使较热的材料脱离接触面。

现在说明例证实施例和例子，以全面了解公开的设备。本领域的普通技术人员将明白公开的设备可被修改或变更，以提供所述设备的用于其它应用的备选实施例，并且可以对公开的设备作出其它增加和更改，而不脱离本公开的范围。例如，例证实施例的特征可被组合、分离、互换和/或重排，以产生其它实施例。这种修改和变化应当包含在本公开的范围之内。

这里讨论的主题的各个实施例、例子、方面、表现和图示可包含例如在美国专利申请No.13/844,741中公开的实施例、例子、方面、表现和图示。类似地，这里讨论的主题也可被并入在引用的参考文献中公开的各个系统中。这里讨论或这里引用的各个实施例不是孤立的，相反可以与其它引用的申请中的其它实施例或者这里公开的各个其它实施例结合。例如，所并入的参考文献不同地描述了充填机构(例如，不同地构成的喷嘴、切割设备和送风机)和密封机构(例如，不同地公开的密封卷筒)，各个机构可在这里用作用于处理卷带(web)从而形成作为结果的充填垫的充填和密封设备。

图1A-1D图解说明柔性结构的各个实施例的示意图。作为可和这里讨论的各个系统一起使用的薄膜结构的例子，提供了用于可充填垫的柔性结构，比如薄膜的多层卷带100，显然本领域的普通技术人员会认识到其它薄膜结构可适用于这里讨论的系统。在各个例子中，所述卷带包括具有第一纵向边缘102和第二纵向边缘104的第一薄膜层105，和具有第一纵向边缘106和第二纵向边缘108的第二薄膜层107。第二卷带层107与第一卷带层105交叠地对齐，通常可与第一卷带层105同延(coextensive)(如图1A-1D中所示)，即，至少相应的第一纵向边缘102、106相互对齐，和/或第二纵向边缘104、108相互对齐。在一些实施例中，这些层可与交叠区域中的可充填区部分交叠。各层可被接合，以限定薄膜100的第一纵向边缘110和第二纵向边缘112。第一和第二卷带层105、107可由单片卷带材料、带有一个边缝的展平的一管卷带材料或者两片卷带材料形成。例如，第一和第二卷带层105、107可包括被折叠从而限定接合的第二边缘104、108的单片卷带材料(例如，“c折薄膜”)。或者，例如，第一和第二卷带层105、107可包括沿着对齐的第一纵向边缘102、106切开的一管卷带材料(例如，展平管)。另外，例如，第一和第二卷带层105、107可包括沿着对齐的第二边缘104、108接合、密封或以其它方式附着在一起的两片独立的卷带材料。

卷带100可由本领域的普通技术人员已知的任意各种卷带材料形成。这种卷带材料包括(但不限于)乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、茂金属、聚乙烯树脂(比如低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)和高密度聚乙烯(HDPE))和它们的混合物。可以使用其它材料和构造。公开的卷带100可卷在中空管、实芯上，或者折叠成扇形折叠箱，或者折叠成另一种期望的形状以便存储和运输。

如图1A-1D中所示，卷带100可包括沿着卷带100的纵向范围布置的一系列横向封口(或密封(seal))118。每个横向封口118从纵向边缘112朝着充填通道114延伸，在所示的实施例中，朝着第一纵向边缘110延伸。每个横向封口118具有贴近第二纵向边缘112的第一端部122，和与薄膜110的第一纵向边缘110隔开横向尺寸d的第二端部124。在由纵向封口112和一对相邻的横向封口118形成的边界内，限定腔室120。

在图1A-1D中具体体现的各个横向封口118基本上是笔直的，大体垂直于第二纵向边缘112延伸。然而，要意识到横向封口118的其它布置也是可能的。例如，在一些实施例中，横向封口118具有波浪形或锯齿形图案。

横向封口118以及封口的纵向边缘110、112可用本领域的普通技术人员已知的任意各种技术形成。这种技术包括(但不限于)粘合、摩擦、焊接(welding)、熔接、热封、激光密封和超声焊接。可以设置充填区，比如封闭的通路(passageway)，它可以是纵向充填通道114。如图1中所示，纵向充填通道114布置在横向封口118的第二端部124和薄膜的第一纵向边缘110之间。纵向充填通道114优选沿着纵向侧110纵向延伸，在纵向充填通道114的至少一端，布置充填开口116。纵向充填通道114具有横向宽度D。在优选实施例中，横向宽度D实质上是与纵向边缘110和第二端部124之间的横向尺寸d相同的距离。然而，要意识到在其它构形中，可以使用其它适当的横向宽度D。

第二纵向边缘112和横向封口118共同限定可充填腔室120的边界。在一个优选实施例中，可充填腔室120还可包括中间封口128。中间封口128可在腔室120中的中间区域处相互密封105、107。如图1中所示，使对置的中间封口128横跨腔室120地对齐。中间封口128产生允许产生能够容易地弯曲或折叠的更柔性卷带100的可弯的线。这种柔性便于薄膜100卷绕形状规则和不规则的物体。

沿着薄膜的纵向范围布置一系列的易撕线126，易撕线126横跨薄膜100的第一和第二卷带层地延伸。每条横向易撕线126从第二纵向边缘112朝着第一纵向边缘110延伸。卷带100中的每条横向易撕线126被布置在一对相邻的腔室120之间。每条易撕线126优选被布置在两个相邻的横向封口118之间以及两个相邻的腔室120之间，如图1中所示。横向易撕线126使相邻的可充填垫120的分离更容易。

横向易撕线126可包括本领域的普通技术人员已知的各种易撕线。例如，在一些实施例中，横向易撕线126包括多行穿孔，其中一行穿孔包括沿着所述行的横向范围隔开的交替的平台(land)和狭缝(slit)。所述平台和狭缝可沿着所述行的横向范围每隔规则或不规则间隔出现。或者，例如，在一些实施例中，横向易撕线126包括在卷带材料中形成的划线(score line)等。

横向易撕线126可用本领域的普通技术人员已知的各种技术形成。这种技术包括(但不限于)切割(例如，利用切割或锯齿状元件(比如杆、刀片、垫块、辊、轮子等)的技术)和/或划线(例如，降低第一和第二卷带层中的材料的强度或厚度的技术，比如电磁(例如激光)划线和机械划线)。

现在参见图2，作为可与这里公开的各个其它系统一起使用的充填和密封设备的例子，提供把柔性结构(比如未充填材料的卷带100)转换成一系列充填枕或充填垫120的充填和密封设备101。如图2中所示，未充填卷带100可以是大量的未充填的供给材料。例如，大量的未充填材料可以是一卷材料134，如图2和3中图解所示。卷带100可被卷绕在内部支承管133上。

充填和密封设备101可包括大量材料支承物136。大量的未充填材料可由大量材料支承物136支承。例如，大量材料支承物可以是可操作以保持未充填材料的托架，所述托架例如可由固定表面或者多个辊提供。为了保持一卷材料，托架可绕辊凹陷，或者托架可以凸起，使辊悬在托架之上。大量材料支承物可包括悬挂卷带的多个辊。大量材料支承物可包括适应一卷卷带材料134的中心的单个辊。如图2-4中图解所示，一卷材料134可悬于大量材料支承物136(比如穿过一卷材料134的卷芯133的心轴)之上。一般，卷芯由纸板或其它适当材料制成。材料支承物136可绕轴Y转动。

在从未充填材料的供给物(例如，卷134)拉出之后，卷带100可悬于导向器138之上。当卷带100从大量的未充填材料传递到下面更详细讨论的密封和充填机构103时，导向器可提供对卷带100的支承。导向器可以是从支承件141伸出的固定棒。如图2-4中所示，导向器138可以是从支承件141伸出的辊。导向器138可具有轴X，导向器138绕轴X转动。导向器138或轴X一般可垂直地从支承件141伸出。导向器138导引卷带100离开大量的未充填材料(例如，卷134)，并稳定地沿着材料路径“B”导引卷带100，顺着材料路径“B”，沿纵向方向“A”处理材料。由于当从大量的未充填材料连续拉出卷带100时，所述大量的未充填材料可能改变位置或尺寸(例如，当材料被拉出时，卷134的直径会减小)，因此导向器可不管这些变化地保持与密封和充填机构对准，并且优选地保持与充填顶端142的上游端对准。导向器138可被配置成限制材料134在充填喷嘴140和卷134之间松弛，可帮助在材料的卷带100中维持任何期望的张力。

按照各个实施例，充填和密封设备101可包括支承件141。支承件141可包括底座部件183和垂直部件186。垂直部件186可相对于彼此地定位充填和密封组合件103、导向器138和材料支承物136。垂直部件可以是平壁。在各个实施例中，垂直部件可具有可沿各个方向延伸的各种形状。垂直部件186可以是103、138和136都附着于其上的单一组件。按照这种方式，各个组件(充填和密封组合件103、导向器138和材料支承物136)可具有以在所述单一组件的形成过程中的容差为基础的相对于彼此的容差。这可非常精确地相对于彼此地定位各个组件。另外，垂直部件186和底座部件183可以是单一组件。例如，一块弯曲的钢材可以形成垂直部件186和底座部件183。

按照各个实施例，材料支承物136可按与导向器138从支承件141伸出的角度不同的角度，从支承件141伸出。如上所述，导向器138可通常垂直地从支承件141伸出，而材料支承物136可以非垂直地从支承件141伸出。在其它实施例中，导向器138和材料支承物136都可非垂直地从支承件141伸出。

图4图解说明沿着轴Y的充填和密封设备101的视图。如这里所示，在其端部表示了材料支承物136，不过在图解说明材料支承物136和导向器138两者之间的角度差异的等距视图中，表示了导向器138的长度。这里值得注意的是，与轴X相比，轴Y向上延伸。图5图解说明表示导向器138的端部的正视图，除此之外，图解说明材料支承物136的等距底视图。同样，与轴X相比，轴Y向上延伸。按照各个实施例，轴Y和X可以是斜轴(即，轴可以既不平行，又不相交)。这些轴的相对位置指示材料支承物136和导向器138的相对位置。按照这里讨论的实施例，材料支承物136和导向器138可分别绕轴Y和轴X转动。轴X可垂直于支承件141，而轴Y不垂直于支承件141。

如图6中图解所示，可相对于支承件141的前壁139成角度λ地布置轴Y或材料支承件136。角度λ可大于90°。例如，λ可以为70°～140°。在一个例子中，λ可约为100°。然而，材料支承物136和导向器138可附着于不同表面，或者成不同角度地附着，比如都相对于前壁139向上指向，或者都相对于前壁向下指向。当从侧面看时(例如，图6)，轴X和轴Y之间的角度可为Θ。Θ可以是轴之间的从约5°到约70°的角度。Θ可以是轴之间的从约10°到约45°的角度。按照各个实施例，卷带100可沿路径E通过充填和密封设备101。如图3和4中图解所示，薄膜路径E沿着喷嘴140延伸。轴Z位于薄膜路径E沿喷嘴140而行之处。按照各个实施例，喷嘴140指向的方向是轴Y指向的相同方向。例如，如果喷嘴140向上指向(例如，离开底座183)，那么轴Y向上指向。如果喷嘴140向下指向(例如，朝着底座183)，那么轴Y向下指向。

在各个实施例中，卷带100可在导向器138上方通过。在这种实施例中，可使材料支承物136和轴Y相对于导向器138形成角度，以致当卷带100在导向器138之上通过时，材料支承物136和轴Y沿相同方向指向。如果卷带100在导向器138之上通过，那么材料支承物136可相对于导向器138向上指向。如果卷带100在导向器138之下通过，那么材料支承物136可相对于导向器138向下指向。

按照各个实施例，卷带100通过充填和密封组合件103，并沿着与卷带100退出充填和密封设备101的纵向方向A垂直的横向方向，离开充填和密封设备101地延伸。可使轴W在夹持区176中对准，并沿着横向方向离开充填和密封设备101地延伸。轴W和轴Y之间的角度ω可以是从约5°到约70°的角度。轴W和轴Y之间的角度ω可以是从约10°到约45°的角度。可沿着诸如如图6中所示从充填和密封设备101的前方之类的纵向方向观察该角度。

在一些实施例中，轴Y和X可以平行，例如，都垂直贯穿支承件141地延伸，都可向下延伸，或者都可向上延伸。如上所示，轴Y和X可以不平行地都向下延伸或者都向上延伸。

当从材料支承物136取下卷带100并成与导向器138不同的角度放置时，在从大量的未充填材料(例如，卷134)中取出卷带100并在导向器138上重新对准并与导向器138接触的情况下，卷带100包括轻微的扭曲。卷带100可切向滚离材料支承物136，从而形成与材料支承物136的轴平行的平面(或者与和卷134的表面相切的平面接近的表面)。卷带100还可切向地接合导向器138，从而形成不同的平面(或者近似与导向器138相切的不同平面)。卷带可好象它维持与材料支承物136或导向器138的切向接触似的仅仅反映切向平面，即使实际上在卷带100的一个横向端部存在张紧，而在卷带100的另一个横向端部存在松弛。为了适应两种切向接触，卷带100可在材料支承物136和导向器138之间重新对准或轻微扭曲。卷带100的这种重新对准会导致可能影响卷带100接触导向器138的方式的所述轻微扭曲。在其中角度λ大于90°的实施例中，所述轻微扭曲使卷带100对紧邻导向器138和支承件141之间的连接的导向器138具有更大的压力。在导向器138的远离导向器138和支承件141之间的连接的端部，卷带100可具有较小的压力和较小的张力。卷带100和导向器138之间的这种接触配置帮助维持卷带朝着密封机构的对准，并且限制卷带100渐渐离开导向器138的远离支承件141的端部的倾向。另外，材料支承物136的端部可具有在重力之下(比如在安装于其上的一卷材料134的重力之下)下垂的倾向。因而，响应于从支承件141垂直伸出地构成的材料支承物136，当一卷材料134被安装在其上时，材料支承物136和或轴Y倾向于向下偏斜。在该位置，出现上述效果的相反效果。在导向器138的远离支承件141的端部，卷带100会压力更大地接触导向器138。相反，与导向器138的远端相比，导向器138的紧邻支承件141的一侧可在导向器138和卷带100之间具有较小的压力。这样，卷带100会倾向于渐渐离开导向器138，变得不与密封和充填机构对准，或者在材料卷134与密封和充填机构之间存在松弛。从而，通过以当从支承件141向上测量时比导向器138大的角度构成材料支承件136(例如参见图6)，可以克服材料支承件136中的下垂和关于导向器138的张紧问题，从而改善卷带100进入密封和充填机构。

按照各个实施例，喷嘴140不仅可在横向边缘处充填卷带100，而且可以接合位于纵向边缘之间任意横向距离之处的充填通道；即，充填和密封设备101利用在充填通道的横向两侧的腔室，填充中央通道。卷带100可按照使所述中央充填通道与喷嘴140对准的方式，滚离材料支承物136和在导向器138上滚动。

如上所述，在各个实施例中，材料支承物136可包括心轴200。心轴200可沿着轴Y与电动机220轴向对准。电动机220和心轴200可借助穿板式(bulkhead)连接器连接。穿板式连接器222可具有安装面223。安装面可附着于支承件141的背面，以致电动机220可被置于一侧，而心轴200可被置于另一侧，如图6中图解所示。安装面223可以与轴Y形成角度，以致轴Y不垂直于它。例如，图6表示与垂直板184平行的安装面223。因而，λ表示安装面223和轴Y之间的角度。可改为使安装面223成一定角度，以致当它附着于支承件141的背面时，它相对于支承件141倾斜心轴200和电动机220。图6中利用角度λ表示了这种结构的例子，角度λ还可表示安装面223和轴Y之间的角度。心轴200可由轴承214和224支承在穿板式连接器222内。轴承214、224可使心轴200可以独立于穿板式连接器222从而最终独立于穿板式连接器222附着于的支承件141地转动。在各个实施例中，心轴可以被支承在轴上、平面轴承上，或者由电动机直接支承。可利用夹子226在穿板式连接器222上使心轴200锁定就位。盖子228和穿板式连接器222可形成围绕电动机220的外壳。

心轴200可包括两个部分，主体部分202和顶端部分204。主体部分202和顶端部分204可由不同的材料形成。心轴200优选具有卷芯支承部分206，各卷芯支承部分206绕轴Y沿圆周方向相互隔开，从而在它们之间形成径向凹陷区208。卷芯支承部分206比径向凹陷区208中的心轴200的表面高地从轴Y径向突出。卷芯支承部分可共同限定假想圆柱面，并沿着所述假想圆柱面布置，所述假想圆柱面紧密对应于供应卷134内的中空内表面。如果使用其它形状的卷芯，那么可按其它形状布置卷芯支承部分。卷芯支承部分206可沿着所述假想圆柱面周向弯曲，或者可以是平的，或者具有其它形状。在假想圆柱体内径向布置凹陷区208，以致它们完全或大部分不接触安装在心轴200上的供应卷的内部。在所示实施例中，凹陷区208实质上具有平的表面，不过可以使用其它结构。

在图7的实施例中，凹陷区208位于假想圆柱体207之下，卷芯支承部分206通常跟随假想圆柱体207，尽管可以使用其它形状。按照这种方式，心轴200通常形状可为三角形，具有3个卷芯支承部分206，不过替换地可具有4个、5个或更多的卷芯支承部分，卷芯支承部分可绕心轴周向均匀或不均匀地分布。卷芯支承面206优选相对于心轴大体轴向地(相对于图2的实施例中的材料路径或机器方向横向地)延伸，以有助于卷带卷芯133滑上和滑下心轴。

通过在卷芯支承部分206之间设置凹陷区，可向心轴提供其中与传统的连续面圆柱心轴相比它与供应卷带卷134的卷芯133的接触面积可被减小的不连续支承面。这降低心轴200和卷芯133之间的摩擦，使卷芯133可被更容易地插入和从心轴200滑出。另外，常见地并且在图4中可看出，卷芯133可能变形，比如由于供应材料卷134的装运期间的损伤。受损的不圆卷芯可能很难或者不可能插在完全圆柱形的心轴上。不连续的心轴表面上的凹陷区208可适应卷芯133的在卷芯支承部分206之间向内延伸的变形，从而使凹陷或变平的卷芯仍然可用。这样，卷芯支承面206a、b、c或者从卷芯支承面206a、b、c伸出的多个夹紧元件210可接触或占据仅仅少许外卷芯面圆周。多个触点可接触材料卷带所卷绕的中空管的内表面内的数量有限的点。在各个例子中，多个夹紧元件210可延伸到利用线条207表示的通常圆柱形的形状之外。多个触点可围绕心轴形成比内部支承管133的内径的大小更大的直径。这种结构使多个触点可以参与与卷芯133的过盈配合，而最小化的外周面部分206a、b、c使卷芯133内的其它接触降至最小。夹紧元件210优选被向外偏置，且可有弹性地向内移入心轴200中。这种偏置可由心轴内的弹簧提供。夹紧元件210的外表面可以是球形、圆锥形，或者具有另一种形状，所述形状优选便于卷芯133在装载和卸载期间滑入或滑出心轴，并且在使用期间夹紧卷芯133的内表面，以帮助把转矩从心轴传递给材料卷，优选把转矩从下面说明的制动器137传递给材料卷。另外，在顶端部分204处的倒角(chamfer)204可减轻把心轴200插入内部支承管133的工作量。

返回参见图2-6，支承元件136可以与制动器137相连。当从材料卷134展开卷带材料100和当把卷带材料100送到和/或送入充填和密封机构时，制动器137可防止或抑制卷带材料100聚成一团并在卷带材料100中维持期望的张紧。制动器137可防止或抑制未充填大量材料从支承物136松开。例如，制动器137可抑制材料卷134的自由展开。制动器还可确保以稳定的受控速率展开材料卷134。制动器137可由提供控制的任意机构提供。例如，按照一个实施例，弹簧加载式皮带或其它摩擦机构可以用作大量材料支承物136上的拖曳制动器。在另一个实施例中，制动器134可以是当使材料卷134展开时对于大量材料支承物136的转动提供阻力的电动机或其它致动器。如图7-8中所示，支承元件136是轴向连接到可起阻力机构作用的制动器的心轴200。所述阻力机构阻止支承元件136(例如，心轴200)的转动。阻力机构可以是控制心轴200的转动从而通过或者积极地驱动心轴200的转动或者阻碍心轴200的转动来控制卷带100的前进的电动机220。通过阻碍心轴200的转动，制动器还可增大紧邻支承件141的扭曲卷带上的张力，保持与充填/密封机构的恰当对准。

充填和密封设备101优选被配置成当从材料卷134展开卷带100时连续充填卷带100。材料卷134优选包含多个一连串的串联布置的腔室120。为了开始从卷带材料100制造充填枕，绕充填组合件(比如充填喷嘴140)插入卷带100的充填口116。在图2中所示的实施例中，优选使卷带100前进到充填喷嘴140之上，同时腔室120相对于充填喷嘴140和出口146横向延伸。当卷带100沿着纵向方向“A”顺着材料路径“E”前进时，可被布置在喷嘴140的径向侧和/或上游顶端的出口146例如把来自喷嘴体144的流体引导到腔室120中，以充填腔室120。充填后的卷带100随后在密封区174中由密封卷筒166密封，从而形成一连串的充填枕或充填垫。

图3的实施例中的侧面充填区168被表示成充填和密封设备101的沿着邻近侧面出口146的路径“E”的部分，其中来自侧面出口146的空气可充填腔室120。在一些实施例中，充填区168是布置在充填顶端142和下面说明的入口夹持区176之间的区域。在可被布置在充填喷嘴140的最前端的充填顶端142处，绕充气喷嘴140插入卷带100。充填喷嘴140通过喷嘴出口，把沿着流体路径B的流体(比如加压空气)送入未充填的卷带材料中，使所述材料充填成充填枕或充填垫120。充填喷嘴140可包括流体地连接流体源和喷嘴出口的喷嘴充填通道。要意识到在其它结构中，流体可以是其它适当的加压气体、泡沫或液体。图3、9、10和11图解说明充填和密封设备101的各个视图。如在各个实施例中所述，流体源可被布置在具有水平板183和垂直板184的支承件141或用于喷嘴和密封组合件的其它结构支承物之后，优选布置在充填喷嘴140之后。流体源连接到充流体喷嘴管道143，向充流体喷嘴管道143供给流体。卷带100被进给到充填喷嘴140之上，充填喷嘴140把卷带导引到充填和密封组合件103。驱动机构(比如驱动器或密封卷筒166或驱动辊160)顺着材料路径“E”沿下游方向使卷带100前进或驱动通过充填和密封设备101。

按照各个实施例，可如在记载在引用的参考文献(比如美国专利申请No.13/844,741)中的任意各个实施例中公开的那样构成、布置和操作喷嘴、送风机密封组合件、和驱动机构以及它们的各个组件或相关系统。这些实施例可被分别并入这里讨论的充填和密封设备101中。

在被进给通过卷带进给区164之后，第一和第二卷带层105、107可由密封组合件密封在一起，然后退出密封卷筒166。密封卷筒166包括把两个卷带层105、107熔化、融合、连接、粘合或结合在一起的加热元件，比如热电偶，或者其它种类的焊接或密封元件。使卷带100沿着材料路径“E”连续前进通过密封组合件，从而卷带100在密封区174处经过密封卷筒166，以通过把第一和第二卷带层105、107密封在一起沿着卷带形成连续的纵向封口170，然后卷带100在出口夹持区178处退出密封区。出口夹持区178是在皮带162和密封卷筒166之间布置在入口夹持区164下游的区域，如图4中所示。密封区174是在入口夹持区164和出口夹持区178之间的区域，在该区域中，卷带100由密封卷筒166密封。图1中以假想线的形式表示了纵向封口170。纵向封口170优选被布置在与第一纵向边缘102、106相距一定横向距离之外，最优选的是沿着各个腔室120的开口125布置纵向封口170。

如图4中所示，密封卷筒166优选被布置在皮带162之上。驱动辊160优选被置于进给辊158和张紧器156下游，密封卷筒166在进给辊158和张紧器156之间。密封卷筒166被布置成以致密封卷筒166的一部分垂直交叠进给辊158、张紧器156和驱动辊160，以致使皮带162在密封区174处变形，从而大体为U形。这种形状增大在密封区174处的皮带162的张力，使密封卷筒166和在密封区174处的皮带162之间的卷带100的夹持更容易。说明的充填和密封组合件103结构还减小密封期间的卷带100的接触量，这减小充填卷带的弯曲。如图7中所示，接触区是在入口夹持区164和出口夹持区174之间的密封区174。

在所示的实施例中，卷带100成相对于水平面向下倾斜的角度地在入口夹持区176处进入密封组合件。另外，卷带100成相对于水平面向上倾斜的角度地退出密封区174，以致卷带100向上面向用户地退出。通过使进口和出口如这里所述地倾斜，充填和密封设备101便于容易地装载和取出卷带，以及易于接近卷带。从而，充填和密封设备101可被布置在视平线之下，比如布置在桌面上，而不需要高的机座。卷带100从密封组合件的向下倾斜进入和向上倾斜出去形成在入口夹持区176和出口夹持区174(入口夹持区176和出口夹持区174在下面进一步说明)之间成角度α弯曲的材料路径“E”。入口夹持区176和出口夹持区174之间的角度α例如为至少约40°到最多约180°。角度α可约为90°。本领域中已知，在备选实施例中可以采用其它入口和出口角度。

按照各个实施例，可用可拆卸的盖子保护密封组合件。同样地，皮带机构(例如皮带162)、张紧器156和进给辊158也可包括可拆卸的盖子173。这便于用户容易地移除卷带，或者消除或修理机器内的堵塞。

按照各个实施例，充填和密封设备101的一个或多个元件可驱动卷带100通过系统。例如，密封卷筒166可连接到沿方向“F”转动它的电动机。如在各个实施例中所述(例如，参见申请No.13/844,741),其它元件(比如辊160)也可驱动系统。在并入的参考文献中讨论的其它实施例中，辊160被表示成驱动辊；然而，注意辊160可以是惰辊，或者是主动辊。例如，辊160可连接到和密封卷筒166相关联的使密封卷筒166转动的同一电动机或同一驱动机构。在其它结构中，密封卷筒166可以是被动的(例如，惰轮)，或者由电动机主动驱动。在一个例子中，密封卷筒166可以是被动的，仅仅随前进的卷带100或皮带162而转动。

按照各个实施例，充填和密封设备可具有不止一条皮带。例如，一条皮带可驱动各个辊，第二条皮带可把卷带挤压在密封卷筒上。在各个实施例中，充填和密封设备可以没有皮带。例如，密封卷筒可把卷带挤压在固定平台上，同时驱动卷带通过充填和密封设备。在美国专利No.8,061,110和No.8,128,770及申请No.2011/0172072中可能公开了这种结构的其它说明和实施例，上述美国专利和申请都通过引用包含在本文中。

尽管一些实施例没有密封后控制元件，不过图2中所示的充填和密封组合件103包括多个密封后控制元件。在各个实施例中，密封后控制元件可以是活动或固定表面、辊、或者能够接触皮带162或卷带100的任意设备。例如，密封后控制元件可包括如上所述的辊160。辊160支承退出充填和密封组合件103的卷带100，并且可以导引皮带。如在图9-11中图解所示，辊172也可以是密封后控制元件。在各个实施例中，可以存在单个密封后控制元件，比如辊160，如在并入的参考文献中公开的实施例中所述(例如，参见13/844,741)。在其它实施例中，可以存在多个密封后控制元件，如在图9-11中图解所示。例如，第一密封后控制元件(例如，辊172)可被直接布置在第二密封后控制元件(例如，辊160)之上。

两个密封后控制元件(例如，两个辊160、172)夹紧或挤压卷带100，以致皮带162紧挨两个元件的表面中的一个或两个表面。由于辊160、173被直接布置在加热卷筒(或者其它实施例中的其它加热机构)的下游，因此它们提供布置在两个辊160、172之间的冷却区179。在本实施例中，辊160充当主冷却辊，因为密封和冷却薄膜是绕该辊160被拖曳的。夹持辊172保持卷带与主冷却辊160接触，以在封口冷却时帮助维持两个薄膜层之间的压力，从而机械支承封口和周围区域。在其中皮带162绕辊160延伸的实施例，比如所示的实施例中，该辊的外表面相对于卷带100保持大体固定，进一步有助于在封口被充分冷却之前支承处于脆弱状态的封口。辊160一般由硬而坚韧的材料(比如钢或铝)制成，以承受来自皮带162的压力和热，不过在一些实施例中，可以使用塑料或其它材料。

在各个实施例中，诸如辊172之类的密封后控制元件可具有与夹持辊172的邻近部分中相比与皮带相对的直径较大区域171。该环形凸脊(ridge)171允许接触卷带100，而辊172的相邻的直径较小部分可保持脱离卷带100，从而有助于防止粘住热的卷带。可利用弹簧加载式张紧器169相对于皮带162、卷带100和辊160偏置辊172。张紧器169提供的张紧可进一步保持由密封后控制元件封闭的封口，且在需要时可以使夹持辊172抬离卷带。为了防止或减轻热的卷带100粘住夹持辊172，夹持辊172优选由诸如聚四氟乙烯(PTFE)之类不粘或低粘性材料或者其它适当材料制成，或者具有上述材料的表面。按照各个实施例，诸如辊160之类的密封后控制元件可包括凹陷的环形表面163。凹陷的环形表面163可接纳皮带162。

当卷带退出在辊160和172之间的夹持区178时，存在热的薄膜粘住这些辊之一而不是干净地退出设备的可能性。在各个实施例中，可以设置帮助使薄膜与密封后控制元件分离的元件。例如，辊172可具有环形凸脊161，环形凸脊161超出(proud)皮带162或者辊160的靠着卷带100支承皮带162或者接触卷带100的外表面167延伸。该凸脊161可以是环形，或者具有另一种适当的形状，可绕辊延伸，以接触卷带100，优选地横向邻近充填卷带100上的纵向封口，比如贴着邻近纵向封口112的充填腔室120的横向端部。在夹持区178，环形凸脊161接触卷带100，一般贴着充填腔室120的横向侧，在所述横向侧，归因于充填形状，腔室120具有与未充填薄膜相比的刚性度。凸脊形成迫使卷带100偏离辊160的推离(bump-off)组件。这种偏离可使卷带100从皮带和/或辊160移开，通常从皮带和/或辊160扯开。因而，环形凸脊161帮助自动从密封后控制元件剥离卷带100。尽管关于辊进行了说明，不过备选实施例可具有邻近辊160设置的导引卷带离开圆筒的固定凸脊。

由于受热卷带100存在粘住密封后控制元件的倾向，因此不粘材料可减轻该问题。例如，一个或两个密封后控制元件可用涂有聚四氟乙烯(PTFE)、阳极氧化铝、陶瓷、硅酮等不粘/低粘性材料的材料制成。

在所示的实施例中，充填和密封设备101还包括当使用接纳纵向充填喷嘴140并且围绕纵向充填喷嘴140被封闭的充填通道时，把卷带从充填喷嘴切下的切割组合件186。正如这里讨论的其它系统组件一样，也可按照上述并入的参考文献描述的各个实施例，构成、提供或包括切割组合件。

充填和密封组合件的控制系统和制法

如上所述，各个充填和密封组合件(比如上面说明的或者与上面说明的类似的充填和密封组合件)可包括能够保存或以其它方式访问制法的控制系统，所述制法根据装入机器中的未充填材料自动设定机器的参数，以生产包装材料。参见图12，下面更详细讨论充填和密封组合件的控制系统1000。控制系统1000可包括一个或多个处理元件1002、显示器1004、一个或多个存储组件1006、输入/输出接口1012、一个或多个传感器1016和电源1014。控制系统1000的各个组件可通过一个或多个系统总线或其它通信装置，与其它组件通信。另外，控制系统1000可包括送风机电动机1013、制动机构137、加热元件177及充填和密封组合件的可由控制系统1000跟踪和/或更改的其它组件和/或与送风机电动机1013、制动机构137、加热元件177及充填和密封组合件的可由控制系统1000跟踪和/或更改的其它组件通信。

处理器1002或处理元件1002可控制控制系统1000和/或充填和密封组合件的一个或多个功能和/或操作。处理元件1002可以直接或间接地与控制系统1000的绝大部分组件通信。处理元件1002可以是能够处理、接收和/或传送指令的任意种类的电子设备。例如，处理元件1002可以是微处理器或微计算机。这里使用的术语“处理器”和“处理器元件”意图包含单个处理器或处理单元、多个处理器或者多个处理单元，或者其它适当构成的计算元件。

存储组件1006可包括保存可被控制系统1000和/或充填和密封组合件利用的电子数据的一个或多个存储或记忆组件。例如，存储器1006可保存电数据或内容，例如对于所选材料来说的充填和密封组合件的制法或设定、文档文件、音频文件等等。例如，存储器1006可以是磁光存储介质、只读介质、随机存取存储器、可擦可编程存储器或闪存。

输入/输出接口1012接收和传送数据，并提供与一个或多个组件的连接。例如，输入/输出接口1012可通过一个或多个输入设备(例如，键盘、鼠标、触摸屏或类似物)，接收用户输入，可在控制系统1000和其它电子设备(例如，计算机、其它控制系统或类似物)之间传送数据。另外，输入/输出接口1012可便利对于一个或多个输出设备(比如显示器1004、扬声器、头戴式耳机等)的输出。输入/输出接口1012可通过一个或多个网络(例如，WiFi、以太网、蓝牙)、蜂窝网络等，按照各种方式传送和接收数据。通信网络的种类可取决于各种不同要求、设计参数等等，因而可酌情更改输入/输出接口1012。

电源1014实质上可以是能够向充填和密封组合件的各个组件以及向控制系统1000提供能量的任何设备。例如，电源1014可以是配置成把组合件连接到另一个电源(比如壁装电源插座)的连接电缆，和/或电源1014可以是电池，或者其它便携式储能组件。

显示器1004为控制系统1000提供可视输出。在许多实施例中，显示器1004可用于通过显示数据、图像、视频等，向用户提供输出。另外，显示器1004可以与输入/输出接口1012协同接收数据输入。例如，显示器1004可包括接收来自用户的输入的一个或多个触摸传感器(例如，电容式或电阻式触摸屏)。显示器1004实质上可以是任何种类的可视输出设备，比如(但不限于)液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、等离子体显示器或类似物。显示器1004的种类和大小可取决于充填和密封组合件的种类以及控制系统1000。

所述一个或多个传感器1016是可感测一个或多个特性或参数的变化的感测元件。例如，传感器1016可包括温度传感器、图像传感器(例如，摄像头)、速度或运动传感器、旋转传感器、加速度计、陀螺仪或类似物。传感器1016被配置成检测与充填和密封组合件的一个或多个组件对应的信息、关于加载到充填和密封组合件的心轴136上的材料的信息(例如，材料特性中的一种或多种材料特性)和/或关于其它组合件或控制系统1000的数据。因而，传感器1016可被置于充填和密封组合件的各个位置处，以向传感器1016提供与被监控组件的充分接近或通信，从而检测其设定和/或工作参数。例如，加热元件177可包括在温度传感器能够检测加热元件的当前温度之处操作上连接到加热元件的温度传感器。

在包括检测与充填和密封组合件一起使用的材料的有关信息的传感器1016的实施例中，传感器1016可用于分析材料本身、材料上的一个或多个标识符和/或类似物。例如，传感器1016可包括可读取压印在材料或材料的包装上的条形码的条形码扫描仪。再例如，传感器1016可包括接收与RFID标签或其它标识符对应的数据的RFID接收器/发射器。又例如，传感器1016可包括能够确定将与充填和密封组合件一起使用的材料的种类、宽度、厚度或其它特征的材料传感器。传感器1016的种类及其位置可根据组合件的种类、控制系统1000和/或材料而酌情更改。

传感器1016可被配置成直接从材料，读取对应于材料的数据和/或机器参数。图14是图解说明包括标识符1010的一卷材料1009的示图。参见图14，传感器1016被布置成与材料卷1009通信(例如，光通信和/或电通信)。这使控制系统1000可通过利用传感器1016感测标识符1010，确定材料的种类、材料卷上剩下的材料量、与材料相关的一种或多种制法或者对于材料的一个或多个机器参数。作为第一个例子，传感器1016可以是RFID阅读器，标识符1010可以是RFID标签。作为第二个例子，传感器1016可以是条形码读取器，或者快速响应(QR)读码器，标识符1010可以是条形码或QR代码。作为第三个例子，标识符1010可以是包括机器参数(例如，密封温度、充填特性等)的列表的印刷或文本制法，传感器1016可以是拍摄所述制法并利用文本识别器功能把制法输入控制系统1000中的摄像头。

现在说明利用显示器1004接收给控制系统1000的输入的例子。图13是控制系统用例证显示器的正视图。参见图13，显示器1004包括一个或多个图标1020、1022、1024的输出。各个图标1020、1022、1024可对应于材料，比如材料的任意名称(例如商品名称)、材料种类或特性(例如，10mm，聚乙烯)、制法名称(它可被设定成类似于材料的商品名称或名称)或者其它材料标识符。控制系统1000可接收指示装载到充填和密封组合件的材料或者将与充填和密封组合件一起使用的材料的种类的用户输入。例如，通过利用他或她的手指，或者通过利用输入设备(例如，指示笔、电容式触摸屏、鼠标、键盘等)，用户可选择与将被使用的材料对应的图标1020、1022、1024之一。再例如，用户可把制法名称直接输入控制系统中。在一些实施例中，在能够选择制法之前，或者在能够手动或自动调整任意参数之前，控制系统1000可能需要密码、用户识别或其它安全特征。在一些实施例中，图标和/或制法名称可对应于材料或材料特性，例如，制法名称可类似于材料的商品名称，或者制法可

在这个例子中，处理器1002可访问保存在存储组件1006中的对应于每种可用材料的制法。换句话说，存储组件1006可保存当利用充填和密封组合件充填和密封所选材料时使用的所述组合件的各个组件的参数设定。这样，控制系统1000可根据材料，自动调整充填和密封组合件。图1A-1D图解说明包括不同充填构形的材料的例子的顶视图。各个材料1040、1042、1044、1046包括不同的密封位置，在所述位置，各个材料的两层薄膜被连接在一起。密封位置的位置、大小、几何形状等限定当利用充填和密封组合件充填材料1040、1042、1044、1046时的枕形。图1A-1D中所示的枕形仅仅是例子，可以使用许多其它的枕形。

控制系统1000被配置成自动调整充填和密封组合件的组件，以及向用户提供指示哪些组件应被调整的输出。在一些实施例中，控制系统1000能够调整在常规的充填和密封机器中一般不可调整的某些组件的设定。例如，控制系统1000可调整对应于心轴136的制动机构137的一个或多个参数，这使施加于材料卷的摩擦力可被调整。另外，控制系统1000可调整充填和密封组合件的多个电动机的斜升和斜降剖面，这允许相对于被处理材料的制法以及相对于充填和密封机构的运行状况来定制电动机和各个组件。

下面更详细地讨论运行充填和密封组合件的方法。图15是图解说明运行充填和密封组合件的方法的流程图。参见图15，方法2000可始于操作2002，控制系统1000可确定加载到心轴136上的材料的种类。在一些实施例中，控制系统1000的传感器1016之一可从材料感测或接收数据，以确定材料的种类。在第一个例子中，传感器1016可扫描嵌入、附着或以其它方式连接到材料卷的条形码，处理器1002可分析条形码，以确定材料的种类，并且视情况可确定充填和密封组合件的一个或多个组合件的设定。在第二个例子中，传感器1016可包括RFID接收器，可接收附着在材料卷或包装上的RFID标识符，处理器1002可利用RFID标识符来确定关于所述材料的信息。在第三个例子中，传感器1016可以是摄像头，捕捉材料和/或材料标签(例如，包装)的图像，处理器1002分析照片，以确定材料。在第四个例子中，控制系统1000可接收来自用户的输入。在这个例子中，用户可经输入/输出接口1012(例如经键盘、选择图标的鼠标、或类似物)直接把材料数据输入控制系统1002中。在第五个例子中，控制系统1000可从另一个计算设备(比如通过网络、服务器或类似物)接收材料数据。例子的上述列举并不是穷尽的，相反仅仅是例证性的。可以想到其它许多实施例。

一旦材料被确定，方法2000就可进入操作2004。在操作2004，可以确定可充填垫或可充填枕的一个或多个参数。例如，材料可具有预定的充填设计，其中材料的所选区域被密封在一起或者被打开，以限定当填充空气时膨胀的可充填袋。在一些例子中，可根据材料的种类，预先确定充填枕参数，即，充填枕参数可以包含在装载到心轴136上的材料的说明内。在确定了充填枕参数之后(这可包含在操作2002内)，方法2000可进入操作2006。

在操作2006，控制系统1000确定用于利用充填和密封组合件使用心轴136上的原材料生产包装材料的制法。控制系统1000利用分别来自操作2002、2004的材料信息和/或充填枕参数，调整或更改充填和密封组合件上的一个或多个组件。例如，一旦材料或其它标识符已被确定，处理器1002就可从存储组件1006取出关于心轴136上的所选材料的制法。在一些实施例中，制法可被直接输入控制系统1000(比如通过输入/输出接口、通过显示器1004(例如，用户选择与材料对应的图标))或者制法可被标记或以其它方式连接到材料1009本身上(例如，作为代码、文本等嵌入)。

制法包括诸如一个或多个电动机(例如，送风机电动机、卷筒电动机、制动机构电动机)的速度、加热元件177的温度、送风机1013的风速或其它设定、充填率、电动机的斜升速度、加热器斜升温度和剖面、制动机构137的初始张力设定、在制动机构137的“停止”位置处的张力设定、充填枕的填充高度、启动时的送风机1013的送风机启动温度、密封卷筒166/加热元件177的初始温度、电动机停止延时、一个或多个组件(例如，密封卷筒166、送风机1013、制动机构137等)的斜升/斜降剖面、材料的间隔腔室、填充体积、材料的宽度和/或长度、存在于材料上的涂层(例如，防止阻滞涂层)之类的数据。换句话说，制法包括充填和密封组合件的多个组件的设定或运行剖面。另外，制法数据可包括启动、正常工作和停止的参数。例如，各个组件的参数可能需要根据组件预热时间、工作参数和减速时间而变更。调整的组件的数目可根据材料、充填和密封组合件的种类、运行速度、工作温度等而变更。因而，这里列举的被调整组件仅仅是例证性的。

在再一个实施例中，处理器1002可分析材料和充填枕参数，以确定制法。换句话说，通过利用关于材料和充填枕参数的数据，处理器1002可实时或基本实时地产生制法。例如，处理器1002可根据材料信息确定某些特性或设定，即，材料具有X英寸的厚度，于是将在加热和密封元件中设定将热透该厚度的温度。在另一个实施例中，处理器1002可从存储组件1006、网络、服务器、材料制造商的网站或者实质上任何其它计算设备取回制法。即，制法可被保存在控制系统1000内和/或由控制系统1000访问。

为了帮助理解本公开，包含了以下例子，以举例说明可由控制系统1000使用的例证制法。当然，这里记载的例子不应被解释成具体限制本公开，在本领域的普通技术人员的见识内的现在已知或者今后发展的本公开的各种变化都落在这里记载并且下面要求保护的本公开的范围之内。

在下面的制法中，使用的名称涉及以下参数。DESC是材料标识(例如，商品名称或描述)。SPEED是从1-100的密封卷筒166的速度设定(例如，75的速度是最高速度的75％)。BLWER是作为最大气流的百分率的送风机或空气设定。TEMP是加热元件的温度，或者制法中的其它密封设定(单位为华氏温度)。BRAKE_START是制动机构的稳态张力设定，是总的制动力或力矩的百分率。如上所述，在一些情况下，制动机构137可以是沿与卷筒电动机相反的方向转动的电动机。在这些例子中，制动力可以是施加于制动机构137的电动机功率的百分率(例如，1-100％)。在其中制动机构是摩擦元件的例子中，制动力可被确定为相对于材料卷的位置(最远到最近)，或者依据另外的特性确定。BRAKE_END是“停止”期间的制动机构的制动张力，类似于BRAKE_START，可以是电动机速度的百分率，或者取决于使用的制动机构的种类的另一种制动特性。BSTRT是送风机启动温度(单位为华氏温度)。MSTRT是电动机启动温度(单位为华氏温度)。MSTOP是电动机停止延时(单位为毫秒)。

MUP是电动机斜升剖面，MDWON是电动机斜降剖面，BUP是送风机斜升剖面，BDOWN是送风机斜降剖面，BKEND是停止时的制动机构斜升剖面。斜升剖面和斜降剖面是当启动和关闭时充填和密封组合件的各个组件的剖面。例如，当首先起动电动机时，在速度可被增大到最大或接近最大之前，它可能需要持续选择的一段时间低速转动其驱动轴，以避免损坏机器或者相对于机器布置或连接的其它组件。这是因为与当已运转选择的一段时间时相比，一些电动机在被加电时可能具有不同的转动参数。通过利用斜升时间，控制系统可逐渐把电动机的功率增大到全速。类似地，如果在电动机全速(或者接近全速)转动之后，电动机突然停止转动，那么电动机可能受损。因而，一些制法可包括缓慢降低提供给电动机的功率以逐渐降低速度直到能够安全地完全停止电动机为止的斜降剖面。斜升和斜降时间和速度不仅可根据机械组件确定，而且可根据材料和制法性质确定。例如，如果对特定材料来说所需的最大速度小于一般的运转速度，那么电动机的斜升时间可被增大。再例如，材料卷的重量会影响斜升和/或斜降剖面，例如，与较轻的材料相比，较重的材料可能需要更长和更慢的斜升过程。

在下面的制法中，作为时间和电动机速度百分率的函数，列举了斜升和斜降剖面。例如参照第一个例证制法和MUP，在时间0，电动机速度为最大值的0％，在1300ms，电动机速度为最大值的50％，在2000ms，电动机速度为最大值的80％，在2800ms，电动机速度为最大值的95％，而在3200ms电动机速度为100％。在这个例子中，电动机斜升剖面用时约3200ms，使电动机达到全速。参照该制法中的MDOWN或电动机斜降剖面，该剖面斜降用时仅仅301ms，即，电动机斜降剖面比电动机斜升剖面快得多。通过根据被充填和密封的材料变更充填和密封组合件的各个组件的斜升和斜降剖面，充填和密封组合件可以更安全地工作，可以降低损坏各个组件(比如电动机)的可能性，因为在达到最大速度和停止位置之前，它们可被充分斜升/斜降。

应注意上述单位和参数只是例证性的，且可根据机器的种类、材料等而变化。例如，在下面提供的制法例子中，多个设定被选为所选组件的最大水平的百分率。然而，在其它例子中，设定可被选为绝对值(制法例子中的温度设定被设定为这些值)。或者或另外，制法可包括设定的范围，例如，最大速度的50-60％，控制系统1000可根据当前运转状况选择适当的设定。

下面提供可用于充填和密封图1D中图解所示的材料1046的制法的第一个例子。

DESC＝Material 1

SPEED＝85

BLWER＝55

TEMP＝320

BRAKE_START＝5

BRAKE_END＝100

BSTRT＝295

MSTRT＝290

MSTOP＝400

MUP＝0,0,1300,50,2000,80,2800,95,3200,100,

MDOWN＝0,100,100,50,200,25,300,0,301,0,

BUP＝0,0,500,50,1850,70,3500,100,3600,100,

BDOWN＝0,100,5,50,25,0,26,0,27,0,

BKEND＝0,0,250,60,300,75,360,100,600,0,

下面提供第二个制法例子。该制法可用于充填和密封图1B中所示的材料1042。

DESC＝Material 3

SPEED＝65

BLWER＝100

TEMP＝330

BRAKE_START＝15

BRAKE_END＝90

BSTRT＝300

MSTRT＝320

MSTOP＝400

MUP＝0,0,2000,70,2500,95,2700,100,2800,100,

MDOWN＝0,100,150,90,250,75,300,40,500,0,

BUP＝0,0,1500,80,2000,95,2200,100,2300,100,

BDOWN＝0,100,5,50,25,0,26,0,27,0,

BKEND＝0,0,300,50,375,80,425,100,600,0,

利用保存的制法，或者以其它方式访问制法，控制系统1000能够确定充填和密封组合件的一个或多个组件的设定。重新参见图15，在操作2006，控制系统1000不仅可针对材料和充填枕参数确定典型制法，而且还可根据充填和密封组合件的参数调整制法。例如，如果制法指定加热元件177的第一温度，但是密封卷筒166运转得比通常情况慢，那么控制系统1000可调整温度，以补偿较慢的速度。再例如，制动机构137施加的制动摩擦力可被设定成第一水平，但是如果材料卷具有比典型直径更大或更小的直径或者大于用于产生所述制法的直径，那么控制系统1000可动态调整制动摩擦力，以补偿这种变化。根据相互关联的功能性以对一个或多个参数的改变为基础的对充填和密封组合件的参数的其它改变将在下面参考图15更详细说明。

应注意在一些实施例中，充填和密封组合件可不识别任何材料参数或枕特性。在这些实施例中，控制系统1000可通过利用在材料1009本身上的标识符1010确定制法，或者可根据任意材料名称(例如，商品名称)等利用查寻表或其它资源访问制法。在这些实施例中，控制系统1000可通过网络等访问保存在存储器中的制法，而不必确定材料本身的任何参数。

继续参见图15，一旦确定了或者以其它方式访问了制法，方法2000就可进入操作2008。在操作2008中，根据所述制法，调整充填和密封组合件的各个组件。换句话说，可根据制法的数据按期望的设定设置各个组件。在一个实施例中，各个组件可由控制系统1000自动调整。然而，在其它实施例中，选择的组件可能需要由用户调整。在这些实施例中，显示器1004或其它输出元件向其它计算设备的用户提供输出，所述输出指示需要被手动更改的参数。例如，显示器1004可附带需要被调整的设定的指示地显示组件的照片或图标。

在其中充填和密封组合件的组件可由控制系统1000调整的实施例中，控制系统1000提供各个组件的关于设定的指令，随后可确认各个组件被设定在期望的水平。

在操作2008之后，方法2000可进入操作2010。在操作2010，充填和密封组合件被启动，从而工作。特别地，充填和密封组合件开始运转，从心轴馈送材料，使之通过所述组合件，从而产生包装材料。在充填和密封组合件运转时，方法2000可进入可选操作2012。在操作2012，控制系统1000可接收关于充填和密封组合件和/或充填和密封组合件的各个组件的功能的反馈。例如，一个或多个传感器可检测机器或各个组件的实时运行，比如加热/密封元件的温度、电动机的速度、施加的制动摩擦力，等等。操作2012使控制系统1000可以接收关于组合件的实时或基本实时的反馈。

在操作2012之后，方法2000可进入操作2014。在操作2014，控制系统1000确定充填和密封组合件的任何组件或参数是否应被调整。例如，利用来自操作2012的反馈(例如，在机器运行时的传感器读数)，控制系统1000可确定一个或多个组件需要被调整。这种特征使控制系统1000可在运行期间动态调整充填和密封组合件。

如果在操作2014中一个或多个组件应被调整，那么方法2000进入操作2016。在操作2016，控制系统1000变更参数或组件。操作2016可大体类似于操作2008，不过不仅可根据制法和材料进行调整，而且可根据密封和充填机器本身的实时运行进行调整。例如，如果选择的组件未如计划地运行，或者根据机器的其它组件应被更改，那么可相应地更改该组件。作为具体例子，电动机未按计划的速度运转(比如归因于故障或错误)，那么加热元件可被关小，以考虑到较慢的速度。

如果在操作2014组件不需要被调整，或者在操作2016之后，组件已被调整，那么方法2000可进入操作2018。在操作2018，控制系统1000确定另一卷材料是否将被加载到充填和密封组合件上。如果将加载另一卷材料，那么方法返回操作2002。然而，如果不加载另一卷材料，那么方法2000进入终止状态。

利用方法2000和控制系统1000，充填和密封组合件可调整组合件的参数，从而不仅考虑到待充填和密封的材料，而且考虑到组合件本身的运行状况。这使充填和密封组合件可以更快地产生包装材料，以及帮助避免可能因机器中的故障或者偏离充填和密封组合件的各个组件的预期性能而引起的错误或其它问题。

在一些实施例中，控制系统1000可根据两个或更多参数之间的相互依赖或相关性设定和/或调整一个或多个参数。例如，在一些情况下，变更第一参数会影响第二参数，如果第二参数也不被调整，那么充填和密封组合件可能不会如期望的那样工作。参数可按1:1的关系相关，例如，当一个参数增大时，另一个参数应被增大相同的量，参数可按百分率关系相关，例如，当一个参数增大20％时，另一个参数应增大5％，参数可按反比关系相关，例如当一个参数增大时，另一个参数减小，等等。相关参数及它们的关系可根据充填和密封组合件的几何形状和结构、材料的种类、运转速度、工作环境和其它特性而被改变。因而，这里列举的参数和关系仅仅是例证性的，可以变化。

下面更详细地讨论根据一个或多个其它参数的变更改变一个或多个参数的方法。图16是图解说明调整充填和密封组合件的参数的方法的流程图。参见图16，方法3000可始于操作3002。在操作3002，在充填和密封组合件上变更第一参数。参数可因以装载到组合件上的材料为基础的制法的输入而被变更，可由用户变更，或者可按其它方式被改变。参数可被自动或手动变更。一旦参数被变更，方法3000就可进入操作3004。在操作3004，控制系统1000可确定是否存在相互关联参数。换句话说，控制系统1000分析是否存在功能上与变更的参数相关的另一个参数。这样，控制系统1000确定在充填和密封组合件的变更参数和其它参数之间是否存在任何关系。

如果在操作3004中存在相关参数，那么方法3000可进入操作3010。在操作3010，控制系统1000评估所述相关参数，以确定所述相关参数是否也应被调整。例如，控制系统1000可分析第一参数的变更量，以确定范围是否足以保证对于第二参数的变更。在这个例子中，对于第一参数的某些调整可能足够小，以致可能不需要调整第二参数，尽管第二参数在功能上与第一参数相关。

如果在操作3010中，第二参数应被调整，那么方法3000可进入操作3014。在操作3014，调整相关参数。在一些实施例中，控制系统1000可自动改变相关参数。例如，控制系统1000可改变提供给组件的将变更参数(比如电动机的速度或者加热元件的温度)的信号。在其它实施例中，控制系统1000可提供向用户指出参数需要被调整的输出。例如，控制系统1000可使报警显示在显示器1004上。所述报警可指出要被变更的参数和变更量或新的设定。在这些实施例中，参数可由用户手动调整。

在相关参数已被变更之后，方法3000可进入操作3016。在操作3016，控制系统1000确定是否存在任何其它的相关参数。例如，通常一个参数在功能上可与两个或更多的参数相关，从而当一个参数被变更时，多个其它参数也可能需要被变更。再例如，第一参数可与第二参数相关，而第二参数可与第三参数相关。在这个例子中，当根据对于第一参数的变更调整第二参数时，第三参数也可能需要被调整。如果存在其它相关参数，那么方法3000可返回操作3010。然而，如果不存在其它相关参数，那么方法3000可进入终止状态3018。

继续参见图16，如果在操作3004中不存在相关参数，或者如果在操作3010相关参数不被调整，那么方法3000可进入操作3006。在操作3006，控制系统1000可确定是否存在应被评估的对于系统的其它变更。例如，如果一个或多个参数或组件未如需要地工作，如果材料改变，和/或如果工作环境改变，那么控制系统1000需要重新评估其它参数是否应被变更。

如果存在对于系统的其它变更，那么方法3000可进入操作3008。在操作3008，控制系统1000根据这些变更确定任何参数是否应被更改。如果是，那么方法3000返回操作3002。然而，如果尽管存在对于系统的变更，但参数不需要被改变，或者如果在操作3006中不存在对于系统的其它变更，那么方法300进入终止状态3018。

利用方法3000，充填和密封组合件能够动态适应于运转期间的状况以及调整参数，以补偿其它参数的调整。例如，在一些实施例中，充填和密封组合件可实施保存在存储组件1006其它计算设备中的或者依据材料本身(例如，借助标识符1010)识别的制法，制法可包括关于某些组件的设定，但可不包括关于其它组件的设定。利用方法3000，控制系统1000可确定对于所有参数的变更，即使这些参数不直接是制法的一部分。

在本申请的说明书中明确识别的任何且所有参考文献通过引用明确地整体包含在本文中。这里使用的用语“约”通常应被理解成指的是对应数字和数字的范围。此外，这里的所有数值范围应被理解成包括该范围内的每个整数。美国专利申请No.13/844,741的内容通过引用整体包含在本文中。

尽管这里公开了本发明的例证实施例，应意识到本领域的技术人员可以设计出众多修改和其它实施例。例如，各个实施例的特征可以用在其它实施例中。于是，应明白附加权利要求意图覆盖在本发明的精神和范围之内的所有这种修改和实施例。

Claims (31)

1.一种更改薄膜充填和密封机器的一个或多个参数的方法，包括：

提供被配置成充填和密封薄膜以生产包装材料的设备；

提供薄膜材料的供给；

识别供给材料的构形；以及

接收对与供给材料的构形相应的预存制法的选择；

其中所述制法确定所述机器的一个或多个工作参数。

2.按照权利要求1所述的方法，其中供给材料的构形包含供给材料的一个或多个特性。

3.按照权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个特性包括厚度和一个或多个尺寸。

4.按照权利要求2所述的方法，其中识别供给材料的构形包括利用传感器检测供给材料的所述一个或多个特性。

5.按照权利要求1所述的方法，其中识别供给材料的构形包括用传感器检测连接到供给材料或者嵌入在供给材料内的材料数据。

6.按照权利要求5所述的方法，其中传感器是射频识别传感器。

7.按照权利要求5所述的方法，其中材料数据被保存为连接到材料的条形码或快速响应代码。

8.一种更改充填和密封组合件的一个或多个参数的方法，包括：

从多种制法中选择预定制法；和

把充填和密封组合件配置成根据所述预定制法工作；

其中所述预定制法包括充填和密封组合件的多个组件的设定。

9.按照权利要求8所述的方法，还包括基于所述预定制法利用所述设定来操作充填和密封组合件。

10.按照权利要求8所述的方法，其中选择预定制法包括：

在显示器上显示对应于一种或多种材料的一个或多个图标；和

接收识别所述一个或多个图标中的第一图标的用户输入。

11.按照权利要求10所述的方法，其中所述用户输入是通过显示器或者通过输入设备接收的。

12.按照权利要求8所述的方法，其中选择预定制法包括：

接收对应于第一材料的材料输入；和

从存储组件取回对应于第一材料的第一制法。

13.按照权利要求12所述的方法，其中接收材料输入包括：

用射频识别传感器扫描第一材料；和

从连接到第一材料的射频识别标签取回材料数据。

14.按照权利要求13所述的方法，其中接收材料输入包括：

用传感器检测第一材料的一个或多个材料特性。

15.按照权利要求8所述的方法，其中选择预定制法包括：

接收对应于第一材料的材料输入；和

从计算设备取回对应于第一材料的第一制法。

16.一种更改机器的一个或多个参数的方法，包括：

根据材料、材料尺寸、所需充填率、充填袋几何形状或者进给速度中的至少一个更改第一参数；

分析第二参数，以确定第二参数是否在功能上与第一参数相关；

如果第二参数在功能上与第一参数相关，那么调整第二参数，以对应于对于第一参数的更改；以及

如果第二参数在功能上与第一参数不相关，那么不调整第二参数。

17.按照权利要求16所述的方法，其中处理元件分析第二参数，以确定第二参数是否在功能上与第一参数相关。

18.按照权利要求16所述的方法，其中如果第二参数在功能上与第一参数相关，那么还包括分析对于第一参数的第一更改以确定对于第二参数的第二更改，其中第二更改依据预定函数与第一更改相关。

19.按照权利要求16所述的方法，还包括：

接收包含材料、材料尺寸、期望的充填率、充填袋几何形状或者进给速度中的至少一个的材料数据；和

分析材料数据，以确定对于第一参数的第一更改。

20.按照权利要求19所述的方法，其中处理元件从与之电通信的输入/输出组件接收材料数据。

21.按照权利要求20所述的方法，其中输入/输出组件是条形码扫描仪、射频识别器、键盘、显示屏或鼠标中的至少一个。

22.一种制造包装材料的方法，包括：

选择包装材料的至少一个材料参数；

根据所述至少一个材料参数确定第一机器参数的设定；

根据所述设定调整第一机器参数；

根据第一机器参数的设定确定第二机器参数是否应被调整；以及

根据所述确定调整第二机器参数。

23.按照权利要求22所述的方法，其中按照与第一参数的设定相关的方式调整第二机器参数。

24.按照权利要求22所述的方法，其中第一参数是卷筒电动机，并且第二参数是制动机构。

25.一种充填和密封组合件，包括：

接收材料的供给的心轴；

操作上连接到所述心轴的制动机构，其中所述制动机构有选择地向所述材料的供给施加摩擦力；以及

与所述制动机构通信的控制系统，所述控制系统有选择地改变制动机构施加的摩擦力。

26.按照权利要求25所述的充填和密封组合件，其中制动机构是电动化制动器。

27.按照权利要求25所述的充填和密封组合件，其中控制系统根据对应于材料的制法改变摩擦力。

28.一种运行充填和密封组合件的方法，包括：

选择包装材料的至少一个材料参数；和

根据所述至少一个材料参数确定充填和密封组合件的至少一个组件的斜升剖面。

29.按照权利要求28所述的方法，还包括确定所述至少一个组件的斜降剖面。

30.按照权利要求28所述的方法，其中所述至少一个组件是卷筒电动机或制动机构中的至少一个。

31.一种卷带充填设备，包括：

充填组合件，所述充填组合件被配置成插入在材料的卷带的第一和第二交叠薄膜层之间，所述充填组合件具有流体管道，所述流体管道被配置成把流体导引到薄膜层之间以充填所述卷带；

密封机构，所述密封机构把薄膜层密封在一起，从而把流体密封在其中；以及

支承元件，所述支承元件支承材料的卷带的未充填部分；以及

与充填组合件和支承元件电通信的控制器，其中所述控制器被配置成

接收与供给材料的构形对应的标识；

选择与供给材料的构形相应的预存制法；以及

变更充填组合件或密封机构的一个或多个工作参数。