CN1063657A - 把材料卷带供入到加工机械的方法和装置 - Google Patents

Abstract

控制把连续的材料供到加工机械中的卷筒运转 的方法以及实施该方法的供料装置。该材料卷带在 加工机械前形成了材料储存器。本发明的目的是改 善供料方法，使得尽可能连续地驱动卷筒以把材料供 入材料储存器中。为此，连续测量储存器中卷带的装 填程度，并根据该装填程度来控制卷筒的传动，使得 装填程度不低于最小装填水平也不高于最大装填水 平。该装填程度最好用比较储存器中材料输入及输 出量来确定，更直接地最好用光学扫描法或重量法。

Description

本发明涉及控制卷着连续的材料卷带、特别是包装材料卷带的卷筒的运转的方法，其中从所述的材料卷带割成仍连着的坯料，它们供入到一台加工机械，特别是一台包装机或者如折叠转塔之类的折叠装置中，所述的材料卷带形成了一个所述材料的储存器。

本发明还涉及特别用来实施上述方法的装置，该装置把材料卷带供入到加工机械中，该装置具有一台电动机用来驱动材料卷带的卷筒以把材料卷带从卷筒上绕下来，并具有一材料储存器，材料卷带通过该储存器传送到加工机械中。

因为在上述装置或方法中，加工机械、特别如一台包装机通常是在不同的运行状态下工作，并且这些状态是经常并且迅速变换的。所述加工机械的不同状态例如停顿、常态运行、短时过速操作或短时慢速操作。

尽管加工机械的运行状态有这些变化，但是在加工机械处于各个运行状态时，都必须对它供应足够的材料。原则上，在卷筒及加工机械中间设置一个作为缓冲器的材料储存器可以保证充分地供料。根据材料储存器的存储能力，卷筒可以对加工机械的瞬时要求作出延时反应，并按照要求装填材料储存器。

尽管设置了材料储存器，但是卷筒的速度还是必须随着后面设置的加工机械的运行状态变化而变化，当然可能有些滞后。

如果卷筒比较重，并且需要有较大的加速度才能改变运行状态，上述问题更加突出。重的卷筒具有的质量惯性使得它对于加工机械或运行状态的需要难于或不可能产生直接的反应（那怕是滞后的反应）。

与加工机械连用的一般是重的卷筒，例如在把薄纸板包装材料制成包装件时即如此。已知包装技术中，用这种包装方法是把材料卷带分割成包装的纸坯，但是这些经分割的纸坯仍通过残余连接部分相互连结在一起，因此它们仍可以以材料卷带的形式卷在卷筒上。当这些纸坯进到包装机中时，只要通过撕或裁剪，就可以把它们从材料卷带上分离下来。这一方法的先有技术可参阅DE-OS3716897，DE-OS3735674和DE-OS3735675。

为了绕过或避免要驱动的卷筒的比较大的自重造成的上述问题，要求尽量与后面设置的加工机械的运行状态无关地并尽可能连续地驱动卷筒。

因此，本发明的目的是进一步改进上述方法，使得材料储存器填装卷筒放出的材料卷带能够与后面设置的加工机械的运行状态无关，并尽可能连续。

按照本发明，本发明的目的用下面措施来达到：连续地测定所述的材料储存器的装填水平，并根据储存器中材料装填水平来控制卷筒的运转，使该装填水平不低于最低装填量也不高过最大装填量。

本发明中，驱动装置的控制系统以很简单的方式保证能连续驱动卷筒去转动（尽管速度有些变化但不停顿），以便与后面的加工机械无关地来装填材料储存器。这样，基本上避免了卷筒复杂的停转和重新起动。

在本发明的一个最佳实施例中，通过记录供到材料储存器中的材料量和从储存器中放出的材料量来直接测量和附加测出储存器的装填水平。该装填水平可以通过称重在储存器中材料的重量或测量在储存器中材料的长度来测出。最好，材料卷带以屈折形的一层层的方式送入材料储存器中，这样也可以通过测量材料的层数来测出储存器中的装填水平。对于已割成料坯但还通过残余连接相互连着的材料卷带，以屈折形方式送进材料卷带是很有利的，也很容易处理，由于在残余连结区有强度减弱部分，这样便于折叠材料卷带。

一方面间接地由比较储存器的供入和送出的材料量来测出储存器的装填水平，但另一方面也可直接地测量，可保证理想地控制卷筒的运转。

在本发明的方法中，最好当储存器中装填水平低于处在最小和最大的装填水平中间的一个预定的中间装填水平时，不从储存器中放出材料，或者至少供入储存器中的材料供入速度要比从储存器中放出材料的放出速度要快，一直到再超过预定的中间装填水平。这意味着卷筒最好以一个依据于材料储存器中的装填水平而变化的速度驱动。尽管卷筒的速度有变化，但是卷筒保持尽可能长时间地转动也就是连续地驱动。最好，只有当材料储存器完全装满并且不从储存器中放出材料时，卷筒才停止。实际上，还设置了如在材料卷带撕裂开情况下紧急停车的装置。

为了正确地测出储存器的装填水平，在最佳实施例中设置了把材料卷带送入和放出材料储存器的传送辊，通过记录传送辊的转数再考虑它们的周长可测出储存器中材料特别是材料卷带的长度的进入及放出量。为此，可以使用已知的转动脉冲发生器。例如，这种转动脉冲发生器在传送辊每转一圈时可传送出1000个脉冲。

实际上最好更直接地用光学传感器来测出储存器的装填程度，以屈折形折叠在储存器中的材料卷带的每一层最好与一对传感器相联系。

尤其当储存器设计成垂直安置时，由于材料卷带的自重，在材料储存器中形成了材料层叠，使得在需要时也可以通过设置在上面部分更少一些的传感器测出所述层叠的上面部分。

另外，也可以称重储存器或储存器中装填的材料，如果储存器是水平设置的，则更适用。

最好，在材料储存器中材料装填量水平达到或超过预定的最大装填水平，但是特别在储存器完全填满以前，以一个低的蠕动速度驱动卷筒。

另外，最好相应于传送移动量的从供料装置的信号发生器发出的模拟或数字输出信号与从放料装置的信号发生器的信号和装到储存器的测量装置的信号相比较，并用该比较结果来控制卷筒的运转。

本发明提供的装置的特征在于它还包括控制卷筒的电动机的控制系统，它包括测量储存器中材料装填程度的测量装置，电动机是通过该控制系统根据连续测得的储存器的装填程度来控制的，以使得该填满程度不低于最小储存水平和不高于最大储存水平。

尤其，本发明的方法能由本发明的装置来实施。

按照本发明的装置最好还设置把材料卷带供入储存器中和把材料卷带从储存器中放出来的传送装置。可以用间接地测量储存器中装填程度来确定，所述的传送装置最好是推料辊及拉料辊，并且还带有作为测量装置的转数计数器或转动脉冲发生器装置。

最好，所述的测量装置包括多个传感器，它们以一个与一个相邻或一个在另一个之上的方式设置在储存器箱中，用来扫描出成屈折形的材料卷带的层数。

最好，所述的传感器包括相互隔开设置的发生器及接收器，所述的发生器和接收器在垂直方向稍微偏移，最好是光发送器的光束的传送器的控制束与材料卷带层的平面夹一锐角。

所述的放出卷带的装置的传动装置是受到与装到储存器的测量装置相互连接的一个控制元件的控制，以使得只是在储存器中装填水平处在最小和最大的装填水平中间的一个预定的中间装填水平时才放出储存器中的材料，或者在达到中间装填水平前，供入储存器中的材料供入速度要比从储存器中放出材料的放出速度要快。

所述的供料装置的测量装置和所述的材料储存器的测量装置的输出端都连到比较器的输入端，所述比较器的输出端连到卷筒传动装置的控制装置。

最好，箱形的材料卷带储存器箱具有一个舌形的突出元件，而传送装置是带有凹槽的传送辊，所述的舌形突出元件的自由端切向地突伸入所述的凹槽中。

附图示出了说明本发明特征的实施例，附图中：

图1是本发明的供料装置的详细结构的侧视图，该装置带有一从动卷筒，传送辊及一材料储存器;

图2是本发明装置沿图1中点划线Ⅱ-Ⅱ截取的局部剖视图;

图3是图1所示的装置的简化示意图;

图4是本发明供料装置的第二实施例，类似图3的简化示意图;

图5是图1所示的材料储存器的放大详图;

图6是沿图5中点划线Ⅵ-Ⅵ截取的材料储存器的局部剖视图;

图7是本发明装置的控制系统的第一实施例的方框图，该系统基本以模拟方式工作;

图8是本发明装置的控制系统的第二实施例的方框图，该系统基本以数字化方式工作;

图1是本发明用来把材料卷带、特别是包装材料卷带供入一个包装机（未示出）的供料装置的结构的侧视图。

材料卷带10从卷筒11上拉下来，该卷筒11由工作轴颈12驱动而转动。工作轴颈12带有一齿轮13，该齿轮13与电动机驱动装置16的轴15上的小齿轮14相啮合，由此来驱动工作轴颈12（图2）。而电动机驱动装置16安装在框架17上。

一对传送辊18、19把材料卷带10从转动的卷筒11上拉下来并送入容纳材料卷带10的储存器的储存器箱20中。这里，传送辊18起到推料辊的作用，而传送辊19设计成转动压紧辊。

这对传送辊18、19把材料卷带10推进储存器箱20中，成屈折形的卷带层21。在图1所述的实施例中，储存器箱20是铅直方向安置的，因此由于卷带层21的自重作用形成带有较稀的上层部分的一叠卷带层。

为了把卷带材料10从储存器箱20中排出去，设置了一对传送辊22、23。其中，传送辊22是一受驱动的拉料辊，而传送辊23只是一个压紧辊。

通过后面的传送装置、特别是通过传送辊24、材料卷带10进一步送入一个包装机（未示出）中。

两个传送辊18和22具有转动脉冲发生器，用来记录这些传送辊的转数。最好，使用传送辊每转一圈能传送1000次脉冲的转动脉冲发生器。通过比较用上面方法测出的两个传送辊18、22的转数，就可以测出储存器箱20中的装填程度，还可设置传感器或者其它的测量装置，以便更直接地附加测出装填程度，这些将在下面参照附图4-6进行详细的说明。

图1中所示的材料卷带10，用直线表示近乎绕满的卷筒，而用点划线10′表示基本放空的卷筒。储存器箱20基本是箱形的，在图1所示的实施例中，该储存器箱20的上下端面是敞开的，以便让材料卷带10从其中传送过去。在储存器箱20的这两个端面区设有一对突出元件25。这些突出元件25分别往传送辊18、19和22、23的方向突伸，以保证正确地引导供进和输出材料卷带10。

图2示出了突出元件25是舌形的，而传送辊18、19和22、23上都有凹槽26，突出元件25基本上是切向地突伸入凹槽26中。

在储存器箱20的一个或两个对置的侧壁上开有一条连续的狭缝27，该缝沿材料卷带10传送的方向延伸，当材料卷带层21在储存器箱20中时，可以通过该狭缝27观察该材料卷带层10。

图2也示出了传送辊18和22的驱动装置28和29。

图3是基本上与图1相对应的实施例的示意图。这种表示方法使材料卷带的供料更清楚地示出。储存器箱20基本上是铅直设置的，但还配置上具有一排彼此上下设置的传感器的测量装置30。

图4是本发明供料装置的第二实施例类似图3的简化示意图。图4的实施例与图3的实施例主要区别在于储存器箱20是水平放置的。由于储存器箱20这样的安排，在储存器箱20中材料卷带10的层21并不形成有较稀的上部那样的层叠。因此要在储存器箱20上配上带有称重元件或装置的测量装置31。在该实施例中，通过称重来测出储存器的装填程度。

图5和6示出按照图1所示的实施例的储存器箱20的结构细节。

在储存器箱20内设置了多个传感器32a和32b。这些传感器32a、b沿铅直方向设置成一排，每两个相邻的传感器32a、b之间的距离基本上与在储存器箱20中的材料卷带层叠中两相邻的层21之间的距离相当。

在每一情况下，传感器中的发送器32a和接收器32b相互相对地排列着，使得传感器32a、b沿垂直方向相互稍微偏移，因此由一个发送器32a发出的控制束33相对于各自相邻的材料卷带10的层21的折边35夹一锐角34延伸。这保证每一控制束33最多穿过一折边35，该控制束为接收器32b所监测。因此，通过传感器32a和b可以测出在储存器箱20中材料卷带10层12的数目，至少可以测出由于材料卷带10的自重而形成的卷带层叠的卷带层21的数目。

对于已经分割成单块的坯料但互相还通过残余连接处相互联接着的材料卷带10，折成屈折形并形成层叠是特别容易的，因为在残余连接处材料卷带10的强度变弱，因而此处很容易形成折边35，而每块坯料就形成了一个卷带层21。

图7和图8示出了本发明控制卷筒11的驱动装置16的控制系统的方框图。这些控制系统分别包括测量装置30和31。

图7的控制系统基本以模拟方式工作，而图8的控制系统基本以数字化方式工作。其中第一系统装有传感器测量装置30，而第二系统装有称重测量装置31，但是也可用其它方法控制。

除了测量装置30或31外，所示的系统还包括作为信号传送器装到传送辊18、22上的转动脉冲发生器36和37。

测量装置30或31的输出信号传送到模拟一数字转换器38。在图8所示的数字式工作的系统中，转动脉冲发生器36、37的信号和模拟一数字转换器（ADC）的输出信号传送到计数装置39、40、41。在图7所示的实施例中，这些信号不通过计数装置直接传送。

拉料辊22的转动脉冲发生器37和测量装置30或31与加法器42的输入端相连。而加法器42的输出信号和推料辊18的转动脉冲发生器36的输出信号传送到比较器43的输入端。而比较器43的输出信号又传送给控制卷筒11的电动机驱动装置16的调速器44。另外，通过调速器44，电动机驱动装置16还接配上一电动机紧急断路器45。

测量装置30或31的输出信号也传送到调速器46，用它来控制拉料辊22的驱动装置29。在图8所示的实施例中，在调速机46前设置了一个离合装置47。

图7中测量装置指示了储存器箱20的四个不同的装填程度的水平值48-51。记号48指示最小装填量，记号49指示中间装填量，记号50指示最大装填量，而记号51则表示储存器箱20完全装满。如果达到最后一个记号51，那么就发送出一个信号传到电动机断路器45，使卷筒11的电动机驱动装置16停止工作。

本发明的供料装置，也就是它的控制系统的运行如下：

驱动装置的速度，特别是比较重的卷筒的驱动装置的速度要适应于包装机的部分间歇式材料消耗，但是最好具有尽可能小的速度变化或者说具有低的加速度。

一当卷筒11或它的驱动装置16起动（在图8的实施例中设置了一起动开关52来进行起动），压紧辊19紧贴在推料辊18上，而压紧辊23紧贴在拉料辊22上。当推料辊18和拉料辊22转动时，它们的转动脉冲发生器36传送出脉冲，最好每转发出1000个脉冲，这样可以定量地测出传送辊18、22的转数。根据测出的传送辊18、22的转数，可测出有多少材料卷带供入储存器箱20中，以及多少材料卷带从储存器箱20中送出。这样，可计算出储存器箱20的装填程度。

另外，也由测量装置30或31附加地测出储存器箱20的装填程度。这两个测量值通过加法器42结合在一起。

在供料装置首次起动而储存器还是空的时，只驱动卷筒11和推料辊18，而拉料辊22并不转动，直到储存器箱20中已经达到中间装填量为止。在这一装填量水平下，可以在比较高的加速度下开始放出材料卷带，而卷筒以比较低的加速度来适应材料消耗速度，而不会使储存器排空。

一当储存器箱中已经达到中间装填量的记号49，则拉料辊22的传动装置29起动，这样可以从储存器箱20中放出或流出材料卷带。因此，卷筒11的驱动装置16的运行取决于储存器箱20的装填量水平，特别在最小装填量48和最大装填量50的范围内变化。如果装填量降到低于中间装填量记号49，卷筒11的速度按照低于该中间装填量的相应水平而提高，一直到达到或超过记号49。如果装填量超过中间装填量记号49，卷筒11的速度按照高于该中间装填量的水平而降低。这样保证储存器装填水平基本保持在中间装填量记号49附近的范围。

最好，把卷筒11的速度变化部分加到卷筒11的基本速度上。

如果储存器装填量达到最小装填量的记号48，用来放出材料卷带的拉料辊22的驱动装置29停掉。如果相反，装填量达到或超过最大装填量的记号50，卷筒11的传动装置16切换到蠕动速度，直到达到指示储存器箱20完全装满的记号51。如果当达到记号51时仍然没有材料从储存器箱20中排出，那么通过电动机断路器45使驱动装置16停车。

通过电动机断路装置45也可以在紧急情况，例如材料卷带撕裂等情况下，使电动机停车。

Claims (17)

1、一种控制卷着连续的材料卷带，特别是包装材料卷带的卷筒的运转的方法，其中从所述的材料卷带上割成仍连着的坯料，它们供入到一台加工机械，特别是一台包装机或一如折叠转塔之类的折叠装置中，所述的材料卷带形成了一个所述材料的储存器，其特征在于连续地测定所述的材料储存器的装填水平，而卷筒的传动根据储存器中材料装填水平来进行控制，使该装填水平不低于最低装填量也不高过最大装填量。

2、按照权利要求1的方法，其特征在于通过测量供到材料储存器中的材料量和从储存器中放出的材料量来测出储存器中材料的装填水平。

3、按照权利要求2的方法，其特征在于利用一个传送装置，特别是利用推料辊及拉料辊把所述的材料传送到材料储存器中和从储存器中放出材料，通过测量推料辊及拉料辊的转数来测出储存器中的装填水平。

4、按照权利要求3的方法，其特征在于所述的材料卷带成屈折形安放在材料储存器的腔中，通过测量以一层一层相邻或一层叠在另一层上的方式安排的材料卷带层的层数或者由连续的卷带层形成的装填量水平来测出储存器中材料装填量的水平。

5、按照权利要求4的方法，其特征在于所述的在储存器中材料量由传感器装置扫描测出。

6、按照权利要求1的方法，其特征在于只是当储存器中材料装填水平处在最小和最大的装填水平中间的一个预定的中间装填水平时，才从所述的材料储存器中放出材料，或者在达到中间装填水平前，供入储存器中的材料供入速度要比从储存器中放出材料的放出速度要快。

7、按照权利要求6的方法，其特征在于在材料储存器中材料装填量水平达到或超过预定的最大装填料水平，特别是在储存器完全填满之前，以一个低的蠕动速度驱动卷筒。

8、按照权利要求3的方法，其特征在于相应于传送移动量的从供料装置的信号发生器发出的模拟或数字输出信号与从放料装置的信号发生器的信号和装到材料储存器的测量装置的信号相比较，并用该比较结果来控制卷筒的运转。

9、把材料卷带供入加工机械，特别是包装机或如折叠转塔之类的折叠装置中的装置，该材料卷带最好是形成可割开的料坯的包装材料卷带，该装置具有一台电动机用来驱动材料卷带的卷筒以把材料卷带从卷筒上绕下来，该装置还具有一材料储存器，材料卷带通过该储存器传送到加工机械，其特征在于该装置还包括控制卷筒（11）的电动机（16）的控制系统，它包括测量储存器中材料装填程度的测量装置，电动机（16）是通过该控制系统根据连续测得的储存器的装填程度来控制的，以使得该填满程度不低于最小储存水平和不高于最大储存水平。

10、按照权利要求9的装置，其特征在于还设置了把材料卷带（10）供入储存器（20）中和把材料卷带（10）从储存器（20）中放出来的传送装置;而所述的测量装置包括装到所述的传送装置用来测量材料的供入量及输出量的测量装置（36、37）;另外还设置了用来比较储存器的材料供入量及输出量以便测定储存器的装填程度的比较装置（43），所述的传送装置最好是推料辊及拉料辊（18、19和22、23）的形式，而所述的测量装置包括转数计数器（36、37）。

11、按照权利要求9的装置，其特征在于所述的测量装置包括至少一个装到材料储存器（20）用来测量储存器中材料装填程度的测量装置（30、31）。

12、按照权利要求11的装置，其特征在于所述的材料储存器包括一个储存器箱（20），该储存器箱（20）是设置用来容纳在储存器中的成屈折形的卷带层（21）的材料卷带（10），而所述的测量装置（30）用来测定在所述的储存器箱（20）中的材料卷带层（21）的层数。

13、按照权利要求12的装置，其特征在于所述的测量装置（30）包括多个传感器（32a、b），它们以一个与一个相邻或一个在另一个之上的方式设置在储存器腔（20）中，用来扫描出成屈折形的材料卷带（10）的层（21）数。

14、按照权利要求13的装置，其特征在于所述的传感器（32a、b）包括相互隔开设置的发生器（32a）及接收器（32b），所述的发生器和接收器在垂直方向稍微偏移，最好是光发送器的光束的传送器的控制束（33）与材料卷带（10）层（21）的平面夹一锐角。

15、按照权利要求10的装置，其特征在于所述的放出卷带的装置的转动装置（29）是受到与装给储存器（20）的测量装置（30、31）相互连接的一个控制元件的控制，以使得在储存器中的材料只是在储存器中材料装填水平处在最小和最大的装填水平（48、50）中间的一个预定的中间装填水平（49）时才放出，或者在达到中间装填水平（49）前，供入储存器中的材料供入速度要比从储存器中放出材料的放出速度要快。

16、按照权利要求15的装置，其特征在于所述的供料装置的测量装置（36）和所述的材料储存器的测量装置（30、31）的输出端都连到比较器（43）的输入端，所述比较器（43）的输出端连到卷筒驱动装置（16）的控制装置（44）。

17、按照权利要求10的装置，其特征在于箱形的材料卷带储存器箱（20）具有一个舌形的突出元件（25），而传送装置是带有凹槽（26）的传送辊（18、19和22、23），所述的舌形突出元件（25）的自由端切向地突伸入所述的凹槽（26）中。

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