CN107613822A - 用于控制材料的连续片体的速度的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种控制原材料的连续片体的输入速度和输出速度的系统和方法。更具体地，本发明涉及在高速制造系统中在原材料的连续片体上执行操作的系统和方法。原材料的连续片体可以随后由对原材料执行不同操作的第二系统接收。在一个实施例中，第二系统将原材料形成为用于容器端盖的拉片。所述系统包括进给累积装置和出料累积装置。进给累积装置和出料累积装置使得所述系统能够以可变速率并与高速卷进给制造系统异相地操作，所述系统可以可拆卸地集成到所述高速卷进给制造系统。

Description

用于控制材料的连续片体的速度的方法和设备
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2015年4月17日提交的美国临时专利申请号62/149,079的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明一般涉及容器端盖的制造。更具体地说，本发明涉及控制材料的连续片体的速度的系统和方法，并且更具体地涉及控制拉片原料的速度的系统和方法。所述系统可以与高速线圈馈入的端盖制造系统异相地操作，标签制造和标记系统可拆卸地集成到所述系统中。
背景技术
作为容器制造的一部分，或者在一些情况下在容器的填充或密封操作期间，可以将标记放置在包括端盖的多个容器位置上。标记可用于多种目的，包括装饰容器，识别内容，识别制造或使用的位置或日期，识别容器或容器部件的制造商，容器的样式或材料，提供商品名称，广告，促销等。在某些情况下，诸如抽奖、竞赛或其他标记的促销信息被放置或标记在容器或容器部件上。
已经使用各种装置和程序来标记容器和容器部件，例如拉片。目前，容器本体是容器被标记的主要表面。然而，容器本体及其上的标记在使用容器期间经常受到阻碍，例如在从饮料容器饮用饮料期间由消费者的手来阻碍。用于打开容器的金属拉片以新的和创造性的方式为广告和其他标签标记提供独特和有效的表面。与容器本体不同，消费者自然地看拉片来打开容器。此外，在从饮料容器饮用饮料期间，拉片通常不会被阻塞或阻塞。
如本文所讨论的拉片或“拉片”在端盖制造工艺期间与容器本体分开地形成。容器端盖的制造需要多个处理步骤，统称为转换过程。典型的转换过程通常在“How Ball MakesBeverage Ends”中进行说明和描述，可在http://www.ball.com/images/ball_com/product_options_files/How_Ball_Makes_Beverage_Ends.pdf(2015年3月16日最后访问)以及美国专利号6,533,518找到，其全部内容通过引用并入本文。在转换过程中，开卷机将金属拉片原料的连续片送入转换压机。转换压机将金属片形成拉片并用铆钉将拉片与端盖相互连接。制造容器拉片和饮料容器的其他部件的各种方法在美国专利号6,105,806，美国专利号7,972,426，美国专利号7,638,252，美国专利号8,146,768，美国专利申请号2005/0045637，美国专利申请号2013/0075401，美国专利申请号2013/0270269和PCT国际公开号WO2013/049320中描述，其全部内容通过引用并入本文。
在某些情况下，使用压印或切割工艺来标记容器和拉片。通过冲压的压花或切割可能需要不期望的大量工具用于形成标记的不同种类的文字或符号。此外，压花或切割过程通常需要关闭装配线或转换压机，以便在需要更换工具进行维护或修理或者更换正在切割或压花的标记时拆卸转换压机。当希望以较高的频率改变标记时，例如当容器或拉片上的标记打算用作竞赛或者抽奖的一部分(其中优选地存在相对大量的不同可能的标记或标志)时，这样的关闭特别麻烦。此外，精确地控制压花或切割的深度是困难的，并且在一些情况下，压花或切割太深可能导致泄漏或容器/端盖失效。
已经用于在容器和拉片上放置标记的另一个过程是一个或多个印刷过程。接触或按压印刷有时用于在容器上装饰或放置标记，以便在容器上放置相对大量的相同标记。然而，接触印刷被认为对于许多部件(诸如拉片)是不切实际的，因为拉片的形状或位置。由于需要停止生产线并且至少部分地拆卸接触印刷装置，以改变印在拉片上的标记的配置，所以当期望以相对较高的频率更换标记时，接触印刷也是低效的。
在一些情况下，可以使用诸如喷墨工艺的非接触式印刷工艺来标记容器的部件，包括拉片。尽管可以控制喷墨设备来提供标记的变化，但是已经发现喷墨工艺和设备相对不可靠并且需要频繁的维护和修理。喷墨工艺也被发现经受不希望的油墨放置或定位。例如，喷墨打印可能导致油墨雾化，这可能会干扰打印过程，导致容器上的不期望的标记或导致设备故障。在某些情况下，由于需要进行清洁、维护和/或修理，因此使用喷墨工艺可能导致高达20％或更多的潜在生产时间。还发现难以实现油墨与容器或容器部件的可靠粘附。此外，喷墨工艺难以在不使转换压机变慢的情况下高速提供，同时保持印刷质量以标记字母或其他标记而不变形。最后，喷墨印刷和直接接触印刷工艺仅提供表面标记而不形成凹痕或以其他方式改变容器或容器部件。因此，喷墨打印和其他印刷工艺通常不适合与竞赛抽奖结合使用或提供其他有价值的代币或标记，因为在试图申请竞赛或抽奖奖励时，存在不希望的大的假冒或改变标记的可能性。
先前的容器标记系统和方法中的一些或所有上述困难对于诸如典型的铝合金饮料容器和拉片的金属容器或容器部件是特别麻烦的。与塑料或其他容器材料相比，金属容器可能相对难以标记，至少由于难以将油墨粘附到金属表面，因为金属容器的表面较硬，并且因为金属容器的金属材料较高的熔点或软化点。此外，标记系统必须能够快速操作以确保诸如转换压机的下游生产设备能够以大约每分钟750次(或冲程)的额定速度运行。因此，与一些容器材料结合使用的装置和工艺不一定适用于其他装置和工艺。此外，在大多数情况下，放置在金属容器上的标记的功能或目的很少有理由使用不同的方法和装置，这些方法和装置涉及的费用大大超过当前方法和设备所涉及的费用，或者需要以较慢速度操作生产线。
在美国专利号6,498,318中描述了一种已知的装饰拉片的系统，其全部内容通过引用合并于此。美国专利号6,498,318号中描述的系统通过使用激光来标记用于形成拉片的金属拉片原料的片材来解决上述问题。系统在转换压机将拉片原料形成拉片并将拉片互连到端盖之前标记拉片原料。然而，该系统直接集成到转换压机，不能与转换压机异相操作。由于系统不能独立于转换压机的进给速度运行，所以可用的激光印刷时间受到限制，在不降低转换压机的速度的情况下不能增加可用的激光印刷时间。
另一种装饰拉片的方法涉及用包括着色剂或具有光子活性材料的漆涂覆拉片或拉片原料。然后激光去除预定部分的漆(或改变漆的外观)以形成图像。标记拉片的这些方法通常被认为是不合适的，因为添加到拉片上的漆不可接受地增加了拉片的生产成本，远远超过当前工艺涉及的拉片的生产成本。
其他一些方法描述使用更强大的激光在拉片上形成所需的标记。例如，一种方法描述使用200瓦或600瓦的激光器。然而，为这些强度的激光器供电所需的能量使得它们的使用在每天制造数十万或数百万个拉片的端盖制造工艺中是不经济的。例如，在一个已知的端盖制造设备中，每天制造高达500万个拉片。
因此，存在如下未满足的需要：需要一种标记容器和拉片的系统和方法，其可以与容器端盖生产线可拆卸地集成，并且其可以与容器端盖生产线异相地(out of phase)操作却不会降低当前的容器端盖制造工艺的效率或者不会增加当前的容器端盖制造工艺的费用。
发明内容
本发明提供了以成本有效、快速和可靠的方式形成和/或标记材料的连续片体(包括随后形成拉片的拉片原料)的系统和方法。所标记的拉片原料随后形成拉片，该拉片可以通过转换压机(conversion press)与容器端盖相连。
本发明的一个方面是提供一种系统和方法，其增加可用于在材料的连续片体上执行操作的时间，而不会降低卷进给生产过程中的其他设备的循环速率。该系统包括伺服进给单元，该伺服进给单元能够以比卷进给生产过程中的其他设备更快的速率将材料的连续片体移动到执行操作的区域中。因此，提供更多的时间来执行操作而不会减慢生产过程中的其他设备。在一个实施例中，操作包括在材料的连续片体上形成标记。可选地，可以使用激光在连续片体上形成标记。因此，通过增加激光器可用于形成标记的时间，可以形成更复杂的图形。可替代地，通过增加可用的时间，激光器可以在较低的功率设置下形成标记，从而降低了操作成本。在另一个实施例中，操作包括在材料的连续片体的预定部分上切割，冲压，成形和/或形成步骤中的一个或多个。在一个实施例中，材料的连续片体是铝制拉片原料。
本发明的另一方面是在材料的连续片体上进行任何类型的操作，其中在执行操作时需要控制材料的连续片体的速度。在一个实施例中，操作可以包括但不限于切割，冲压，成形或形成材料或用标记来标记材料。例如，操作可以包括从连续片体切割坯料。坯料随后可以形成为用于容器本体的端盖或金属杯。可替代地，操作可以包括在材料的连续片体中形成刻痕或孔。操作可以可替代地包括用标记来标记材料。该材料可以包括但不限于金属、塑料或纸。
本发明的另一方面在于提供一种标记系统，其可以快速且有效地被可拆卸地集成到卷进给生产过程中。在一个实施例中，卷进给生产过程是容器端盖制造过程。
本发明的另一个方面是提供改进的、经济的和可靠的系统和方法，用于在不减慢下游生产设备的情况下高速地将标记施加到原材料的连续片体的预定位置。在一个实施例中，原料是铝制拉片原料。下游生产设备包括容器端盖转换压机。在另一个实施例中，原料是铝端盖原料，下游生产设备包括外壳压机和转换压机。
本发明的又一方面在于提供一种标记材料的系统和方法，其与上游和/或下游生产设备相比可异相操作。该系统包括在材料标记之前用于材料的进给累积装置。该系统还包括材料标记后的用于材料的出料累积装置。该系统可操作为监控和确定进给和出料累积装置中的材料的量，并调节系统、上游设备和下游设备中的至少一个的循环速率。在一个实施例中，上游设备包括将拉片原料供应到进给累积装置的拉片原料开卷机。下游生产设备包括容器端盖转换压机，其从出料积聚装置中引入标记的材料。在另一个实施例中，上游设备包括用于铝端盖原料的开卷机和夹送辊架。夹送辊架将端盖原料供应给进给累积装置。下游生产设备包括外壳压机，其从出料积聚装置引入标记的材料。
本发明的另一方面是提供一种设备，其用于控制拉片原料的连续片体的输入速度和输出速度同时在预定位置提供标记。该设备包括但不限于：(1)进给累积装置，用于接收拉片原料的连续片体；(2)进给回路传感器，用于确定进给累积装置中的拉片原料的连续片体的量；(3)伺服进给单元，用于以预定速率将预定长度的拉片原料的连续片体移动到标记区域；(4)标记设备，用于在拉片原料的连续片体的表面上形成标记；(5)出料累积装置，用于在标记设备在拉片原料的连续片体上形成标记之后接收拉片原料的连续片体；以及(6)出料回路传感器，用于确定出料累积装置中的拉片原料的连续片体的量。拉片原料的连续片体随后可以形成为适合于与容器端盖互连的拉片。
在一个实施例中，标记设备是激光单元，其适于在拉片原料的连续片体的一个或多个表面上形成标记。激光单元可操作为在小于约60毫秒内形成标记。标记可以是以任何顺序或方向排列且具有任何大小的字母，数字，符号和图像的任何组合。在另一个实施例中，伺服进给单元可操作为在小于约35毫秒内将连续片体的预定长度移动到标记区域中。在又一个实施例中，伺服进给单元可操作为改变移动到标记区域中的拉片原料的连续片体的长度，以调节由标记设备形成在拉片原料的连续片体上的标记的位置。在本发明的另一个实施例中，该设备可以以高达或大于约800个循环/分钟的速度操作。
在一个实施例中，可以改变伺服进给单元的预定速率，以调节进给和出料累积装置中的一个或多个中的拉片原料的连续片体的长度。在另一个实施例中，标记设备形成标记的时间可以被改变，以调节进给和出料累积装置中的一个或多个中的拉片原料的连续片体的长度。
在一个实施例中，进给回路传感器测量到进给累积装置中的拉片原料的连续片体的预定部分的距离。拉片原料的连续片体的预定部分可以可选地包括以下中的一个或多个：拉片原料的连续片体的最低部分，以及拉片原料的连续片体的大致线性部分与拉片原料的连续片体的槽之间的过渡点。附加地或可替代地，进给回路传感器可以包括在进给累积装置的第一部分中的第一传感器和在进给累积装置的第二部分中的第二传感器。在一个实施例中，第一传感器与不足量的拉片原料的连续片体的位置对准，并且第二传感器与过量的拉片原料的连续片体的位置对准。因此，当进给累积装置内的拉片原料的连续片体的预定部分位于第一传感器和第二传感器之间时，在进给累积装置内有足够量的拉片原料。在另一个实施例中，第一传感器被配置为确定何时进给累积装置中的拉片原料的连续片体的量不足。继续这个示例，第二传感器被配置为确定何时进给累积装置中的拉片原料的连续片体过量。
在另一个实施例中，出料回路传感器测量到出料累积装置中拉片原料的连续片体的预定部分的距离。拉片原料的连续片体的预定部分可以可选地包括以下中的一个：拉片原料的连续片体的最低部分，以及拉片原料的连续片体的大致线性部分与拉片原料的连续片体的槽之间的过渡点。附加地或可替代地，出料回路传感器可以包括在出料累积装置的第一部分中的第一传感器和在出料累积装置的第二部分中的第二传感器。第一传感器与不足量的拉片原料的连续片体的位置对准，并且第二传感器与过量的拉片原料的连续片体的位置对准。因此，当出料累积装置内的拉片原料的连续片体的预定部分位于第一传感器和第二传感器之间时，在出料累积装置内有足够量的拉片原料。
本发明的另一个方面提供在材料的连续片体上执行第一操作的第一设备。该第一设备通常包括但不限于：(1)以预定的速率将材料的连续片体移动到第一设备中的伺服单元；(2)在预定时间段内对材料的连续片体的至少一部分执行第一操作的设备；(3)在执行第一操作之后累积材料的连续片体的出料装置；(4)测量出料装置中的材料的连续片体的长度的出料传感器。在一个实施例中，第一操作的速率是可调节的，以在出料装置中提供(或累积)预定长度的连续片体。
可选地，第一设备还可以包括：在执行第一操作之前累积材料的连续片体的进给装置，以及测量进给装置中的材料的连续片体的长度的进给传感器。第一操作的速率是可调节的，以在进料装置中累积预定长度的连续片体。第一设备可以可选地包括响应于第二设备的第二速率的变化来调节第一操作的速率的控制系统。在另一个实施例中，伺服单元可操作为改变移动到第一设备中的材料的连续片体的长度。在一个实施例中，以第二速率执行第二操作的第二设备从出料装置接收材料的连续片体。
可选地，第一设备可操作为在材料的连续片体的第一表面上执行第一操作，并且在连续片体的第二表面上执行不同操作。在另一个实施例中，第一设备包括激光单元，其在材料的连续片体的预定部分上形成标记。激光单元可以可选地包括用于在第一表面上形成标记的第一激光单元以及用于在第二表面上形成标记的第二激光单元。在一个实施例中，标记包括以任何顺序或方向排列且具有任何大小的字母，数字，符号和图像的任何组合。在又一个实施例中，材料的连续片体包括通过转换压机形成为用于端盖的拉片的铝制拉片原料。
附加地或替代地，测量长度可以包括测量出料传感器与出料装置中的材料的连续片体的预定部分之间的距离的变化。在一个实施例中，由出料传感器测量的预定部分包括材料的连续片体的最低部分。可替代地，在另一个实施例中，由出料传感器测量的预定部分包括材料的连续片体的大致线性部分和槽之间的过渡点。
在另一个实施例中，出料传感器包括在出料装置的第一部分中的第一出料传感器和在出料装置的不同的第二部分中的第二出料传感器。因此，测量长度包括确定材料的连续片体的预定部分位于第一出料传感器和第二出料传感器之间。如果连续片体的预定部分不在第一和第二传感器之间，则在出料装置中连续片体的长度过长或不足。可选地，第一出料传感器与不足量的材料的连续片体的位置对准，并且第二出料传感器与过量的材料的连续片体的位置对准。
本发明的另一个方面是提供一种控制材料的连续片体上的输入速率和输出速率的方法。该方法通常包括：(1)在第一设备执行第一操作之前，在材料的连续片体中累积第一长度的松弛部；(2)用第一设备在材料的连续片体上进行第一操作；(3)在第一设备执行第一操作之后，在材料的连续片体中累积第二长度的松弛部；(4)监测第一长度的松弛部和第二长度的松弛部；(5)调节第一设备执行的第一操作的速率，以改变第一长度的松弛部和第二长度的松弛部中的至少一个。第一设备可以以可变速率执行第一操作。可选地，第一设备执行的第一操作包括对材料的连续片体的第一表面和第二表面中的一个或多个执行操作。
在一个实施例中，在第一操作期间，激光单元在材料的连续片体上形成标记。激光单元可以可选地包括可操作为在第一表面上形成标记的第一激光单元以及可操作为在第二表面上形成标记的第二激光单元。在一个实施例中，标记可用包括以任何顺序或方向排列且具有任何大小的字母，数字，符号和图像的任何组合。
在一个实施例中，进给传感器监测材料的连续片体中的第一长度的松弛部。出料传感器监测材料的连续片体中的第二长度的松弛部。在一个实施例中，进给和出料传感器测量到第一和第二长度的松弛部中的材料的连续片体的预定部分的距离。材料的连续片体的预定部分可以可选地包括以下中的一个：材料的连续片体的最低部分，以及材料的连续片体的大致线性部分与槽之间的过渡点。
该方法可以可选地包括通过伺服单元调节引入到第一设备中的材料的连续片体的长度。可替代地，该方法可以包括调节伺服单元将预定长度的材料的连续片体移动到第一设备中的时间量。在一个实施例中，伺服单元可以在小于约35毫秒内将材料的连续片体的预定长度移动到第一设备中。在一个实施例中，第一设备可以以高达或大于约800个循环/分钟的速率执行第一操作。在另一个实施例中，第一设备可以在小于大约60毫秒内执行第一操作。
在另一实施例中，在材料的连续片体上执行第二操作的第二设备从第二长度的松弛部接收材料的连续片体。第二设备可以以不受第一设备执行的第一操作的速率影响的第二不同速率执行第二操作。在又一个实施例中，第二设备包括转换压机，该转换压机将材料的连续片体形成为适于与容器端盖互连的拉片。
本领域技术人员将会理解，本发明的方法和设备可以用于在任何材料的连续片体上执行任何类型的操作，包括但不限于铝，锡，钢，塑料，纸及其组合。此外，本发明的方法和设备可以用于任何卷进给制造过程中，以使得第一设备能够与卷进给系统的其他部件异相地操作并且不会损害第二设备的操作速率。
这里使用的短语“至少一个”、“一个或多个”和“和/或”是在操作中既是连接又是分离的开放式表达。例如，“A、B和C中的至少一个”，“A、B或C中的至少一个”、“A、B和C中的一个或更多个”，“A、B或C中的一个或更多个”以及“A、B和/或C”意指单独的A、单独的B、单独的C、一起的A和B、一起的A和C、一起的B和C、或一起的A、B和C。
除非另外指明，否则说明书和权利要求中使用的所有表示数量、尺寸、条件等的数字应被理解为在所有情况下均被术语“约”修饰。
本文所用的术语“一”或“一个”实体是指该实体中的一个或多个。因此，术语“一”(或“一个”)，“一个或多个”和“至少一个”在本文中可以互换使用。
本文中使用“包括”、“包含”或“具有”及其变体意味着包括其后列出的项目及其等同物以及附加项目。因此，术语“包括”、“包含”或“具有”及其变体在本文中可以互换使用。
应当理解，根据35U.S.C.，第112(f)节，本文使用的术语“装置”应给予其最广泛的解释。因此，包含术语“装置”的权利要求应涵盖本文所阐述的所有结构，材料或作用及其所有等同物。此外，结构，材料或作用及其等同物应包括本发明内容，附图说明，具体实施方式，摘要和权利要求书本身中描述的所有内容。
发明内容既非旨在也不应被解释为代表本发明的全部范围和范围。此外，本文中对“本发明”或其各方面的参考应被理解为意指本发明的某些实施例，并且不应被解释为将所有实施例限制为特定描述。本发明在发明内容以及附图和本发明的具体实施方式中以各种各样的细节来阐述，并且对于本发明的范围并不限于包括或不包括元件，组分等。本发明的另外的方面将从细节描述中变得更加显而易见，特别是当与附图一起使用时。
附图说明
并入并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并结合上文给出的发明内容和下面给出的附图的详细描述，用于解释这些实施例的原理。在某些情况下，可能已经省略了理解本公开所不需要的细节或者使得难以察觉的其他细节。当然应当理解，本发明不一定限于本文所示的特定实施例。另外，应当理解，附图不一定按比例绘制。
图1是本发明一个实施例的系统的示意性流程图，该系统包括在材料的连续片体上执行操作的设备，该设备可拆卸地与端盖制造系统的转换压机和开卷机集成；
图2是用于本发明的拉片原料的连续片体的开卷机的实施例的侧视图；
图3是根据本发明的实施例的部分标记的拉片原料的连续片体的一部分的局部俯视平面图；
图4A是本发明的设备的一个实施例的侧视图，示出了设备的出料累积装置中的材料的连续片体的长度不足；
图4B是图4A的设备的侧视图，示出了设备的出料累积装置中的材料的连续片体的长度过长；
图5A是本发明的设备的侧视图，示出了在设备循环期间材料的连续片体在进给累积装置和出料累积装置中的第一位置；
图5B是图5A的设备的侧视图，示出了在设备循环期间材料的连续片体在进给和出料累积装置中的第二位置；
图5C是图5A的设备的侧视图，示出了在设备循环期间材料的连续片体在进给和出料累积装置中的第三位置；以及
图6是根据本发明的一个实施例的在材料的连续片体上执行操作的方法的过程图。
类似的部件和/或特征可以具有相同的附图标记。相同类型的部件可以通过参考编号后面的字母来区分。如果仅使用参考标记，则描述适用于具有相同参考标记的任何一个类似部件。
为了帮助理解本发明的一个实施例，本文提供了附图中的部件和相关编号的以下列表：
标记 部件
2 系统
4 材料的连续片体
5 连续片体的最低部分
6 用于连续片体的开卷机
7 连续片体的过渡点
8 设备
10 转换压机
14 回路台架
18 控制系统
20 粉尘控制系统
22 编码器
26 材料的连续片体的卷
28 进给累积装置
30 进给回路传感器
31 多个进给回路传感器
32 伺服进给单元
34 稳定辊
35 材料的连续片体的预定长度
36 片材的部分
37 片材的宽度
38 操作执行单元
40 操作执行单元
44 出料累积装置
46 出料回路传感器
47 多个出料回路传感器
48 对准系统
50 操作区域
52 冷却系统
54 上部位置
56 下部位置
60 拉片
62 拉片的前边缘
64 抓握部分
66 拉片中的孔
68 拉片上的标记
70 平衡器
72 上游设备
74 端盖
76 铆钉
78 刻痕
80 撕裂板
82 倾倒开口
86 装袋机
90 方法
92 开始操作
94 激活系统
96 从转换压机接收信号
98 控制系统设置开卷机的展开速率
100 伺服进给单元将连续片体移动到位
102 操作执行单元执行操作
104 确定是否有足够长度的连续片体可用
106 调节循环速率
108 继续执行操作
110 结束操作
具体实施方式
本发明在广泛的努力中具有显着的益处。申请人的意图是，为了符合本发明的范围和精神，本说明书和所附权利要求被公开，尽管可能看起来是限制由参考所公开的具体实施例的要求而强加的语言。为了与本发明最为密切相关的技术领域的技术人员，在本文中通过并且参照构成本发明的一部分的附图来描述示出现在将本发明付诸实践的最佳模式的优选实施例。详细描述了示例性实施例，而不试图描述可以体现本发明的所有各种形式和修改。因此，这里描述的实施例是说明性的，并且对于本领域技术人员将变得显而易见，可以在本发明的范围和精神内以多种方式进行修改。
尽管以下文本列出了许多不同实施例的详细描述，但是应当理解，详细描述仅被解释为仅是示例性的，并且不描述每个可能的实施例，因为描述每个可能的实施例将是不可能的或不切实际的。可以使用在本专利申请日之后开发的现有技术或技术来实现许多备选实施例，这仍然落在权利要求的范围内。在本专利最后引用的权利要求所述的任何术语以符合单一含义的方式在本专利中提及的情况下，为了清楚起见，这样做是为了不混淆读者，并且它是并非意图通过有限的暗示或其他方式将权利要求术语限于该单一含义。
现在参考图1，示出了根据本发明的一个实施例的用于在材料的连续片体4的预定部分上执行操作的系统2。系统2与开卷机6和第二设备10可拆卸地集成。开卷机6可操作为展开连续片体的材料的连续片体4的卷26(如图2所示)。在一个实施例中，连续片体包括拉片原料。在一个实施例中，第二设备包括端盖制造工艺的转换压机10。尽管系统2及其部件被示出为与转换压机10集成，但是本领域技术人员将会理解，本发明的系统2可以与任何卷进给制造系统一起使用。更具体地说，本发明可以用于任何制造工艺，其中在对材料的连续片体的选定部分进行操作的同时控制材料的连续片体的速度。因此，本发明可以用于金属、塑料或纸材料的卷上，并且以特定的速度和位置进行冲压、切割、成形或标记操作。
系统2通常包括在连续片体上执行预定操作的设备8，回路台架14，控制系统18，粉尘控制系统20，冷却系统52，以及与下游设备10例如转换压机相关联的编码器22。系统2从开卷机6接收连续片体4。如下面更详细描述的那样，开卷机6以由系统2的控制系统18确定的速率展开连续片体4。展开速度可以由开卷机6的位置臂(未示出)修整(或调整)。合适的开卷机6是本领域技术人员已知的并且可以从各种供应商处获得，包括例如ASC MachineTools，Inc.和Perfecto Industries，Inc.等等。在图2中示出了开卷机6的实施例。
开卷机6可以接收连续片体4材料的一个或多个卷26。每个卷26通常具有大约9000英尺或更多的片材的长度。连续片体4可以由铝合金或任何其他合适的材料形成，包括但不限于钢，锡，塑料，纸及其任何组合。在一个实施例中，连续片体4由本领域技术人员通常称为5042铝的铝合金形成。
设备8通常包括进给累积装置28，进给回路传感器30，31，伺服进给单元32，稳定辊34，在连续片体上执行操作的单元38，40，冷却系统52，出料累积装置44，出料回路传感器46，47和对准系统48。
回路台架14从开卷机6接收连续片体4并且将连续片体4与设备8对准。连续片体4进入设备8的进给累积装置28。在一个实施例中，进给累积装置28的宽度高达约18英寸，长达约24英寸，并且具有高达约75英寸的高度。在另一个实施例中，进给累积装置28的宽度大约为13英寸，长度大约为18英寸，高度大约为75英寸。在更优选的实施例中，宽度约为12英寸，长度约为16英寸，高度约为50英寸。
进给回路传感器30测量从传感器30到进给累积装置28中的连续片体4的预定部分5，7的距离。在一个实施例中，进给回路传感器30包括激光器。传感器30接收来自连续片体的反射激光能量，并使用反射的激光能量以任何角度测量到预定部分5，7的距离。在一个实施例中，传感器30测量到进给累积装置28中的连续片体4的最低部分5的距离。在一个实施例中，最低部分5包括进给累积装置28中的片材4的槽。在另一个实施例中，传感器30测量传感器和从片材4的大致线性部分到片材4的槽的过渡点7之间的距离。在一个实施例中，如图1所示，传感器定位成感测由连续片体形成的凹陷的内部部分。然而，将意识到，传感器30可以不同地布置。例如，在另一个实施例中，传感器30可被定位成感测由连续片形成的凹陷的外部部分。换句话说，虽然传感器30在图1中被示出为位于连续片体的最低部分5上方，但是传感器30可以可选地位于最低部分5下方。相应地，在一个实施例中，传感器30感测连续片体的第一侧。在另一个实施例中，传感器30感测连续片体的第二侧。
可替代地，传感器31A，31B可以布置成监测进给累积装置28中的连续片体4的位置。当传感器31A检测到连续片体时，传感器31A向控制系统18提供第一信号。继续该示例，当传感器31A未检测到连续片体时，传感器31A向控制系统18提供第二信号。类似地，进给累积装置28的不同部分中的传感器31B也在连续片体被检测到时提供第一信号，并且当连续片体未被检测到时提供不同的第二信号。传感器31A，31B可以可选地包括激光器。传感器31A，31B可以定位成接收从连续片体4的预定部分反射的激光能量，以确定进给累积装置中的连续片体的量。
控制系统18从一个或多个进给回路传感器30，31接收与进给累积装置28中的连续片体4的位置相关联的信息。利用来自传感器30，31的信息，控制系统18可以确定进给累积装置28中的连续片体4的长度。例如，控制系统可以确定进给累积装置28中存在的连续片体的长度过长、足够或者不足。如果在进料累积装置28中检测到连续片体4的长度不足，那么控制系统18可以向开卷机6发送信号以增加开卷速率。可替代地，如果在进给累积装置28中检测到连续片体4的长度过长，则控制系统18可以向开卷机6发送信号以减小开卷速率。在一个实施例中，控制系统18将信号发送到开卷机6以调节开卷速率以保持进给累积装置28中的连续片体的长度基本恒定。
在一个实施例中，控制系统接收传感器30与连续片体的预定部分之间的距离。在一个实施例中，预定部分包括进给累积装置28中的连续片体4的最低部分5。在另一个实施例中，预定部分包括进给累积装置28中的连续片体4的过渡点7。
可选地，在另一个实施例中，当进给累积装置28的第一部分中的传感器31A未检测到连续片体并将第二信号发送到控制系统时，控制系统可以确定检测到在进给累积装置28中的连续片体4的长度不足。类似地，当传感器31A检测到连续片体并且进给累积装置28的第二部分中的传感器31B未检测到连续片体时，控制系统可以确定连续片体4的最低部分5位于传感器31A和31B之间。因此，控制系统将确定足够长度的连续片体在进给累积装置28中。继续该示例，当传感器31B检测到连续片体并将第一信号发送到控制系统时，控制系统可以确定在进给累积装置28中检测到连续片体4的长度太长或者过长。
合适的控制系统18是本领域技术人员已知的。控制系统18可以是任何可编程逻辑控制器(PLC)。合适的PLC的一个示例是罗克韦尔自动化公司(Rockwell Automation，Inc)生产的Controllogix PLC，但是也可以考虑使用其他PLC来与本发明的实施例一起使用。
伺服进给单元32可操作为接收来自控制系统18的信号，以将连续片体4的预定长度35(图3所示)以预定速率移动到操作区域50中，在该操作区域50中由一个或多个单元38，40在连续片体上执行选择的操作。可选地，在一个实施例中，该动作包括由激光单元38，40执行的激光标记操作。伺服进给单元32可适于将连续片体4推入或拉入操作区域50中。可选地，在本发明的一个实施例中，伺服进给单元32可以包括两个或更多个伺服进给单元，它们一起操作为将连续片体4推入和拉入操作区域50中。任何合适的伺服进给单元32可以与本发明的系统2一起使用。在一个实施例中，伺服进给单元32可操作为在不大于大约35毫秒的时间内将连续片体4的预定长度35移动到操作区域50中。在更优选的实施例中，伺服进给单元32可以在小于大约30毫秒的时间内将预定长度的连续片体4移动到操作区域50中。合适的伺服进给单元32是本领域技术人员已知的。
伺服进给单元32将连续片体4移动到设备8中的速率可以比开卷机6的开卷速度更快或更慢。控制系统18可以改变伺服进给单元32的输入速度以改变系统2的循环速率。伺服进给单元32通常以比转换压机10的引入速率更快的速率将连续片体4移动到操作区域50。以这种方式，可以在不增加系统2的循环时间的情况下增加由单元38，40执行的操作的可用时间量，从而确保转换压机10能够引入连续片体4而不以较慢的循环速率操作。在其中操作包括激光标记连续片体的一个实施例中，增加可用于标记的时间也允许激光单元38，40在连续片体4上形成更复杂的标记。另外地或可替代地，增加可用于标记的时间减少了激光单元38，40在连续片体4上形成标记68所需的能量的量，从而降低了系统2的运行成本。
控制系统18可以响应于从编码器22接收到的信号，自动地改变移动到操作区域50中的连续片体4的长度35，以调节在连续片体4上执行的操作的位置。另外，系统2的操作员可以通过控制系统18的用户界面来调节连续片体4的循环时间和引入长度35。相应地，控制系统18可以自动地或者响应于操作者输入而推进连续片体4，以在连续片体4的预定部分上执行诸如用激光形成标记的操作。以这种方式，标记被恰当地定位在随后由转换压机10从连续片体形成的拉片60上。
当连续片体移动到操作区域50中时，设备8的稳定辊34稳定连续片体4。在一个实施例中，设备8包括在单元38，40之前和之后的多个位置处的多个稳定辊34。
在连续片体4的预定长度35已经被定位在操作区域50中之后，伺服进给单元32停止，同时单元38，40在连续片体4上执行操作。例如，在一个实施例中，单元38，40是在连续片体上形成标记68的激光单元。可替代地，除了激光以外的任何类型的操作都可以用来标记，印刷，成形，切割，形成或改变连续片体。可选地，当伺服进给单元停止时，设备8的保持夹具(未示出)可以接合连续片体4，以防止在单元38，40执行的操作期间的不希望的或无意的移动。
由于在由单元38，40执行的操作期间连续片体4在操作区域50中基本静止，所以开卷机6可以继续展开连续片体4，增加进给累积装置28中的连续片体4的量。类似地，下游设备10可以以预定的速度继续引入连续片体4，由此减少出料累积装置44中的连续片体4的量，如将在下文结合图5A-5C更详细描述的。
现在参照图3，在一个实施例中，单元38，40包括激光器，该激光器标记随后将通过转换压机10形成拉片60的拉片原料的连续片体4的预定部分36。标记68可以处于拉片原料4的每个部分36内的任何取向和任何位置。另外，如部分36A所示，每个部分36可具有多于一个标记68，每个标记具有不同的取向。可选地，拉片原料4的每个长度35内的至少一个部分36B可以不标记。在一个实施例中，标记具有高达约0.125英寸的高度。拉片原料4具有宽度37，足以使转换压机10从拉片原料4的每个预定长度35形成多个拉片60。在一个实施例中，拉片原料4具有足够的宽度37，以用于每个长度35内的三个部分36，其随后可以形成为三个拉片60。然而，本领域的技术人员将理解，可以将拉片原料4的宽度增加或减少至使转换压机10从拉片原料4的每个预定长度35形成更多或更少的拉片60的足够宽度。
单元38，40可以基本同时地在连续片体4的任一侧或两侧上执行操作。因此，在连续片体包括拉片原料的实施例中，当转换压机10将连续片体4形成为拉片60时，拉片60的对消费者可见的上(或外)表面和拉片60的下表面(消费者最初不可见)可以均包括一个或多个标记68。拉片60的下表面上的标记在拉片60的抓握部分64被抬起以切断刻痕78并压下端盖74的撕裂板80以打开倾倒开口82之后将对消费者可见。
再次参照图1，设备8可以包括任何数量的单元38，40。例如，该设备可以包括任何数量的单元38，该单元38被布置成在连续片体的第一侧上执行操作。另外地或可替代地，该设备还可以包括任何数量的单元40以在连续片体的第二侧上执行操作。单元38的工具或激光器的数量和位置可以与单元40的工具或激光器的数量和位置相同或不同。在一个实施例中，设备8包括用于标记连续片体的第一侧的一个至四个激光单元38，以及用于基本上与第一侧同时标记连续片体的第二侧的一个至四个激光单元40。在一个实施例中，激光单元38，40可操作为在小于约60毫秒内标记连续片体4，并且更优选地在小于约50毫秒内标记连续片体4。可选地，在一个实施例中，连续片体4可以前进一次或多次，以通过一个或多个激光单元38，40进行标记以完成每个标记，或者形成更复杂的标记。
在一个实施例中，激光单元38可以与激光单元40基本相同或不同。在另一个实施例中，激光单元38，40包括一个或多个波长约为1.064μm的Nd：YAG激光器(也称为钕掺杂钇铝石榴石激光器)。在又一个实施例中，激光单元38，40提供约40瓦到约140瓦的施加功率的输出，其中约80％的这种功率被传送到连续片体4的目标区域。在又一个实施例中，激光单元38，40提供脉冲或间歇形式的激光。在一个实施例中，激光单元38，40可以提供从大约3000Hz到大约65000Hz的脉冲。优选地，输出激光脉冲相对稳定，即从一个脉冲到下一个脉冲的功率变化相对较小，并且基本上所有的脉冲具有足够的功率以充分蒸发或烧蚀连续片体4的目标区域的材料，从而产生可见的斑点或标记。在又一个实施例中，激光单元38，40可操作为每秒标记大约1300个字符和每秒标记大约50英尺的连续片体。在一个实施例中，激光单元40可以是与激光单元38不同的类型，或者以不同的功率级别操作。在这方面可以使用的激光单元38，40是本领域技术人员已知的并且可以从各种供应商处获得。
设备8可以可选地包括冷却系统52以将单元38，40保持在预定温度。合适的冷却系统52是本领域技术人员已知的，并且可以使用多种方法来保持单元38，40的预定温度。在一个实施例中，冷却系统52在设备8的外部，并且设备8包括用于与外部冷却系统52集成的一个或多个冷却端口。
在操作由单元38，40或其他装置完成之后，连续片体4可选地穿过粉尘控制系统20。粉尘控制系统20通过任何合适的方法从连续片体4去除碎屑。在一个实施例中，粉尘控制系统20使用与连续片体4的任一或两个表面接触的气体流，液体流，抽吸和刷子中的一种或多种来清除碎屑。粉尘控制系统20可以位于伺服进给单元32之前或之后。设备8可以包括用于互连粉尘控制系统20的多个端口或孔口。本领域技术人员已知的任何粉尘控制系统20可以与本发明的系统2一起使用。
可选地，在单元38，40执行其操作之后，连续片体4的一侧或两侧可以接收来自润滑系统(未示出)的润滑剂涂覆。在一个实施例中，润滑系统互连到转换压机10。在另一个实施例中，润滑系统互连到设备8。可操作为向连续片体4的条带提供润滑的合适的润滑系统是本领域技术人员已知的并且可以从各种供应商获得，例如但不限于UNIST Inc.
在单元38，40执行其操作之后，连续片体4在出料累积装置44中累积，直到被引入转换压机10。出料累积装置44类似于本领域技术人员将认识到的生产过程中的平衡器。出料累积装置44可以具有与进给累积装置28相同或不同的尺寸。在一个实施例中，出料累积装置44的宽度高达约18英寸，长达约24英寸，并且具有高达约75英寸的高度。在另一个实施例中，出料累积装置44的宽度大约为13英寸，长度大约为18英寸，高度大约为75英寸。在更优选的实施例中，宽度约为12英寸，长度约为16英寸，高度约为50英寸。
出料累积装置44的传感器46，47可以与传感器30，31相同、相似或不同。在一个实施例中，传感器46，47可以布置在与传感器30，31基本相同的位置。此外，在实施例中，传感器46，47可以包括激光器或者与激光器相关联。激光器可以定位为与连续片体4预定对准。因此，传感器46，47可以定位成接收从连续片体4的预定部分反射的激光能量，以确定出料累积装置44中的连续片体4的量。
出料回路传感器46测量从传感器46到出料累积装置44中的连续片体4的预定部分5，7的距离。在一个实施例中，传感器46测量到出料累积装置44中的连续片体4的最低部分5的距离。在一个实施例中，最低部分5包括出料累积装置44中的片材4的槽。在另一个实施例中，传感器46测量传感器和从片材4的大致线性部分到片材4的槽的过渡点7之间的距离。在一个实施例中，如图1所示，传感器46定位成感测由连续片体形成的凹陷的内部部分。然而，将意识到，传感器46可以不同地布置。例如，在另一个实施例中，传感器46被定位成感测由连续片形成的凹陷的外部部分。换句话说，虽然传感器46在图1中被示出为位于连续片体的最低部分5上方，但是传感器46可以可选地位于最低部分5下方，或位于允许在出料累积装置44内测量材料的连续片体4的长度的其他任何位置。相应地，在一个实施例中，传感器46感测连续片体的第一侧。在另一个实施例中，传感器46感测连续片体4的第二侧。
可替代地，传感器47A，47B可以布置成监测出料累积装置44中的连续片体4的位置。当传感器47A检测到连续片体时，传感器47A向控制系统18提供第一信号。继续该示例，当传感器47A未检测到连续片体时，传感器47A向控制系统18提供第二信号。类似地，出料累积装置44的不同部分中的传感器47B也在连续片体被检测到时提供第一信号，并且当连续片体未被检测到时提供不同的第二信号。
控制系统18可以根据从一个或多个传感器46，47接收到的信息来确定出料累积装置44中的连续片体4的长度。控制系统18监控出料累积装置44中标记的连续片体4的长度，以确保连续片体4充分、不间断地流入转化压机10。控制系统18可以将连续片体4累积在出料累积装置44中，以通过增加或减少设备8的循环时间来确保转换压机10被供应有连续片体4。以这种方式，转换压机10可以根据需要从出料累积装置44中引入连续片体4，而不会加压或拉伸连续片体4。
控制系统18可以增加或减少系统2的循环时间，以确保在出料累积装置44中保持足够长度的连续片体4，以使转换压机10能够在不减速的情况下操作。在一个实施例中，系统2执行选择的操作并推进连续片体4的最大可允许循环时间对于以750个循环/分钟运行的转换压机10为大约80毫秒。这允许伺服进给单元32以大约30毫秒将连续片体4移动到操作区域50中，并且允许单元38，40以大约50毫秒对连续片体4执行操作。可选地，在一个实施例中，伺服进给单元可以以小于大约25毫秒将连续片体移动到操作区域中，使得单元具有大约55毫秒在连续片体上执行操作。在一个实施例中，系统2可以以高达每分钟约800个循环来操作。
控制系统18还可以接收来自与转换压机10相关联的编码器22的各种信号。来自编码器22的信号可以指示转换压机10正在操作、准备就绪和/或不可操作。信号还可以包括转换压机的循环速率(或操作速度)和在连续片体4上执行操作的期望位置。控制系统18可以使用从编码器22接收到的信号来在设备8的每个循环期间改变设备8的循环速率和移动到操作区域50中的连续片体4的长度35。
现在参照图4A，当出料累积装置44中的连续片体4在预定位置上方，例如上部位置54时，连续片体4的高度太高，并且出料累积装置44中的连续片体的长度不足。作为响应，控制系统18可以向伺服进给单元32和单元38，40发送信号，以使设备8的循环速率增加到比转换压机10的引入速率更快。以这种方式，出料累积装置44中的连续片体4的长度增加。增加设备8的循环速率可以减少单元38，40在连续片体4上执行其操作的可用时间量。在一个实施例中，控制系统18可以向伺服进给单元32发送信号以增加连续片体的输入速度，从而将连续片体4移动到标记区域50所需的时间减少到小于约30毫秒。因此，设备8的循环速率可以增加，而不会减少单元38，40可用于执行操作的时间。以这种方式，当操作是形成在连续片体上的激光标记时，可以增加设备的循环速率，而不减少激光单元38，40可用于标记的时间，并且不降低施加到连续片体4的标记的质量。可选地，在另一个实施例中，控制系统18可以发送信号以临时增加激光单元38，40所使用的功率，以使标记减少标记时间。控制系统也可以向设备8发送信号以降低由激光单元形成的标记的质量或尺寸。以这种方式，可以在更短的时间内形成标记以临时增加设备8的循环速率。可选地，在一个实施例中，控制系统18可以发送信号以改变由转换压机10对连续片体4的引入速率或停止引入。
现在参照图4B，当出料累积装置44中的连续片体4低于预定位置(由下部位置56示出)时，从传感器46到连续片体4的预定部分5或7的距离太大。可选地，传感器47B可以在检测到图4B所示的位置中的连续片体4之后发送第一信号。作为响应，控制系统18可以确定出料累积装置44中存在太多连续片体4。控制系统18可以向伺服进给单元32和单元38，40发送信号，以使设备8的循环速率降低到比转换压机10的引入速率更慢。降低设备8的循环速率将减少出料累积装置44中的连续片体4的长度。可选地，当设备的循环速率降低时，伺服进给单元32以相同的速率将连续片体4移动到标记区域50中，但是激光单元38，40以较低的功率水平进行操作。以这种方式，激光单元花费更多时间在连续片体4上形成标记，但形成标记需要较少的能量。可选地，在一个实施例中，激光单元38，40的功率水平可以调节0％到100％之间。
本领域技术人员将会理解，位置54和56可以由用户改变(设定为更低或更高)。此外，位置54，56可以在每个进给和出料装置28，44中设定在不同的高度。在一个实施例中，传感器31A和47A通常可以与进给和出料装置28，44中的位置54对准。类似地，在另一个实施例中，传感器31B，47B通常可以与进给和出料装置28，44中的位置56对准。
现在参考图5A-5C，示出了在设备8的循环期间连续片体4通过进给和出料累积装置28，44的移动。在图5A的进给和出料累积装置28，44中示出了连续片体4的初始位置。连续片体在上部位置54和下部位置56之间，因此在装置28，44中存在足够长度的连续片体4。
现在参考图5B，在伺服进给单元32将连续片体4的预定长度35移动到区域50中之后，进给累积装置28中的连续片体4的长度可以暂时减小。出料累积装置44中的连续片体4的长度可以暂时增加。然而，如图5B所示，控制系统18可操作为控制伺服进给单元32的输入速率，使得出料累积装置44中的连续片体4的长度不会太长，防止连续片体4从下部位置56下方穿过。
现在参考图5C，如前所述，在由单元38，40执行操作期间，连续片体4通过稳定辊34保持在操作区域50中基本静止。然而，转换压机10以预定的速率继续引入连续片体4。因此，随着单元38，40在连续片体4上执行其操作，出料累积装置44中的连续片体4的长度可以减小。随着开卷机6继续展开未标记的连续片体4，进给累积装置28中的连续片体4的长度可以增加。在一个实施例中，当单元38，40在连续片体4上执行操作时，控制系统18可以发送信号以停止开卷机6。以这种方式，进给累积装置28中的连续片体4的长度可以保持基本恒定。单元38，40在连续片体4上完成其操作之后，控制系统18向伺服进给单元32发送信号以将连续片体4的另一预定长度35移动到操作区域50中的位置中。装置28，44中的连续片体4的长度可以基本如图5A或图5B所示。
再次参照图1，设备8可选地包括对准系统48，以便于在需要时在开卷机6和转换压机10之间安装和拆卸设备8。对准系统48可以包括与位于生产设备中的预定位置的连接器互连的推车止动件(未示出)。可替代地，连接器可以定位在转换压机10上或与转换压机10关联的回路台架上。对准系统48使设备8能够以最少的停机时间与转换压机有效地结合。当下游设备10不需要由设备8的单元38，40执行的操作时，设备能够被快速地从系统2拆卸。例如，在一个实施例中，如果一批端盖74不需要拉片60上的标记68，则可以通过释放对准系统48的推车止动件来快速拆卸设备8。可选地，当一批端盖74不需要标记的拉片60时，设备8可以留在适当位置，激光单元38，40和伺服进给单元32关闭或处于中立位置。然后连续片体4可以以等于转换压机10的引入速率的速率自由地穿过设备8。
转换压机10根据需要从出料累积装置44中引入标记的连续片体4。转换压机10包括可操作为将从系统2接收的连续片体4形成为任何预定尺寸或形状的拉片60的工具。拉片60通常包括前边缘62和抓握部分64。可选地，转换压机10可以在拉片60的抓握部分64中形成孔66。然而，如本领域技术人员将理解的那样，转换压机10可以可选地在抓握部分64中形成具有闭合腹板的拉片60，以在拉片60上提供更大的结构以便进行标记和由消费者抓握。
多个标记68可以以任何取向定位在拉片60的任何预定部分中。应该理解的是，标记68可以形成在拉片60上的任何位置处，包括拉片60的面向端盖74的外表面的下表面(未示出)。此外，标记68可以包括文本，数字，客户标识信息，品牌信息，使用方向，抽奖标记，图像或任何其他期望的装饰或任何尺寸的标记的任何组合。
转换压机10还从平衡器70接收端盖外壳(未示出)。在一个实施例中，平衡器70是机械海绵，其控制端盖外壳从端盖制造工艺中使用的其他上游设备72(例如外壳压机)到达转换压机10的流动。平衡器70保持端盖外壳的合适的速度和流量，以确保端盖外壳一致的、不间断的流入转换压机10。如果上游设备72下线，例如为了维护，在非预定的停止期间，或者当用于形成端盖外壳的金属板的新卷被装载在开卷机(未示出)中时，平衡器70可以累积端盖外壳以确保转换压机10被供应有端盖外壳。
转换压机10包含提升端盖74中的铆钉76的多个级进模组。尽管图1中示出的铆钉76基本上以端盖74为中心，但本领域技术人员将认识到，铆钉76可位于端盖74的任何预定位置处。在一个实施例中，铆钉76不在端盖74上居中。转换压机10还包括形成可分割刻痕78的工具，以限定可被打开以形成倾倒开口82的撕裂板80。在形成端盖74之后，转换压机10将拉片60互连到铆钉76。
完成的端盖74然后可以被发送到装袋机86。装袋机86计数并将预定数量的端盖74插入包装中，诸如由包括纸、塑料或硬纸板在内的任何所需材料制成的口袋或袋子。
现在参考图6，大致示出了用于在连续片体4上执行操作的方法90的实施例。在一个实施例中，连续片体随后形成将与容器端盖74互连的拉片60。尽管在图6中示出了方法90的一般顺序，但是本领域技术人员将会理解的是，方法90可以包括更多或更少的操作，并且可以不同于图6中所示的操作来排列操作的顺序。尽管可以顺序地描述该方法的操作，但是许多操作实际上可以并行或同时执行。通常，方法90以开始操作92开始并以结束操作110结束。方法90可以作为由计算机系统执行的一组计算机可执行指令来执行，并被编码或存储在计算机可读介质上。计算机系统的一个示例可以包括例如控制系统18。计算机可读介质的示例可以包括但不限于控制系统18的存储器。在下文中，将参照结合图1-5描述的系统2和部件来解释方法90。
在操作94，系统2被激活。这通常包括但不限于控制系统18：(1)激活单元38，40；(2)激活粉尘控制系统20；(3)确定伺服进给单元32准备好；(4)使用从回路传感器30，31，46，47接收到的信息来确定足够长度的连续片体4在进给和出料累积装置28，44中的每一个中；(5)确定润滑器准备好；以及(6)确定开卷机6准备好。在一个实施例中，激活单元38，40还包括确保单元38，40的激光器处于操作温度和/或正确对准。
在操作96，控制系统18从编码器22接收信息。该信息可以包括但不限于转换压机10的循环速率和将要在连续片体4上执行的操作的期望位置。例如，在一个实施例中，来自编码器22的信息可以被控制系统18用来将由激光器形成的标记定位在连续片体的预定位置。控制系统18可以使用来自编码器22的信息来确定连续片体的每个部分36上的标记的位置。在操作98，控制系统18向开卷机6发送信号以控制连续片体4从连续片体的卷26展开的速率。在操作100，控制系统18发送信号，指示伺服进给单元32以预定速率将连续片体4的预定长度35移动到操作区域50中。在系统2的每个循环，连续片体4的预定长度35可以由控制系统18调节。控制系统18也可以在每个循环期间改变伺服进给单元32的输入速度。
在操作102，单元38，40在连续片体4上执行预定操作。在一个实施例中，这包括在连续片体上形成标记68的单元38，40的激光器。控制系统18向激光单元38，40发送信号以控制标记68的类型和位置。激光单元38，40可用于形成标记的时间长度也由从控制系统18接收的信号控制。系统2可操作为在多个拉片60上提供独特的标记68。因此，控制系统18可以在系统2的每个循环期间将每个标记68的独特设计发送给激光单元38，40。
在系统2的每个循环期间，控制系统18通过使用从传感器30，31，46，47接收到的信息基本连续地监测如上所述的进给和出料装置28，44中的连续片体4的长度。在操作104，控制系统18可以确定在进给和出料累积装置28，44中的连续片体4是否长度不足、长度足够或者长度过长。如果控制系统18确定在进给或出料装置28或44中连续片体4的长度不足或过长，则方法90进入“否”至操作106。如果控制系统18确定装置22和44中存在足够长度的连续片体4，则方法90进入“是”至步骤108。
在操作106中，控制系统18可以调节系统2的循环速率，以确保在装置28，44中保持足够长度的连续片体4。例如，在一个实施例中，控制系统18可以增加或减少伺服进给单元32的引入速率。在另一个实施例中，控制系统18可发送信号以增加或减少单元38，40可用于执行预定操作的时间。可替代地，在一个实施例中，控制系统18可发送信号以增加或减少由激光单元38，40使用的功率。另外，控制系统18可以向开卷机6发送信号以调节连续片体4的展开速率。可替代地，控制系统18可以向编码器22发送信号以通过转换压机10来调节连续片体4的引入速率。在控制系统18调节系统2的循环速率之后，该方法返回到操作96。
在操作108，控制系统18可以随时确定系统2是否应该继续在连续片体4上执行操作。如果控制系统18确定操作应该继续，则方法90循环“是”回到操作100。控制系统18还可以确定操作应该停止，例如但不限于：当转换压机10不需要标记的拉片时；当转换压机10停止时；当开卷机6中的连续片体4的卷26需要更换时；当系统2的任何部件发送错误或报警代码时；或者当连续片体4或由激光单元38，40在连续片体上形成的标记未对准时。当转换压机10不需要标记的拉片时，系统2可以从端盖生产系统拆卸。可替代地，系统2可以保持与端盖生产系统保持集成，并且连续片体4可以自由地穿过系统2，而不用激光单元38，40进行标记。另外，系统2的操作员可以使用控制系统18的用户界面以任何理由发送命令来停止系统2。如果控制系统18确定操作应该停止，则方法90进入“否”到结束110。
已经为了说明和描述的目的而呈现了本发明的描述，但并不旨在穷尽或限制本发明的公开形式。许多修改和变化对于本领域普通技术人员是显而易见的。为了最好地解释本发明的原理、实际应用，并且使本领域普通技术人员能够理解本发明，选择和描述了图中描述和图示的实施例。
虽然已经详细描述了本发明的各种实施例，但是显而易见的是，本领域技术人员将想到这些实施例的修改和改变。此外，本文中对“本发明”或其各方面的参考应被理解为意指本发明的某些实施例，并且不应被解释为将所有实施例限制为特定描述。应当明确地理解，如所附权利要求所述，这些修改和变更在本发明的范围和精神内。

Claims (21)

1.一种设备，用于控制拉片原料的连续片体的输入速度和输出速度，同时在预定位置提供标记，所述设备包括：
进给累积装置，可操作为接收拉片原料的连续片体；
进给回路传感器，用于确定所述进给累积装置中的拉片原料的连续片体的量；
伺服进给单元，可操作为以预定速率将预定长度的拉片原料的连续片体移动到标记区域；
标记设备，可操作为在拉片原料的连续片体的表面上形成标记；
出料累积装置，可操作为在所述标记设备在拉片原料的连续片体上形成所述标记之后接收拉片原料的连续片体；以及
出料回路传感器，用于确定所述出料累积装置中的拉片原料的连续片体的量，其中，拉片原料的连续片体随后形成为适合于与容器端盖互连的拉片。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述标记设备是适于在拉片原料的连续片体的表面上形成所述标记的激光单元。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述激光单元包括用于在拉片原料的连续片体的第一表面上形成标记的第一激光单元，以及用于在拉片原料的连续片体的第二表面上形成标记的第二激光单元。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述伺服进给单元可操作为改变被移动到所述标记区域中的拉片原料的连续片体的长度，以调节由所述标记设备形成在拉片原料的连续片体上的所述标记的位置，且其中，所述伺服进给单元的预定速率可以改变，以调节所述进给累积装置和所述出料累积装置中的一个或多个中的拉片原料的连续片体的长度。
5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述进给回路传感器测量到所述进给累积装置中的拉片原料的连续片体的预定部分的距离。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述预定部分包括以下部分中的至少一个：
拉片原料的连续片体的最低部分；以及
拉片原料的连续片体的大致线性部分与拉片原料的连续片体的槽之间的过渡点。
7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述进给回路传感器包括在所述进给累积装置的第一部分中的第一传感器和在所述进给累积装置的第二部分中的第二传感器。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述第一传感器与不足量的拉片原料的连续片体的位置对准，并且所述第二传感器与过量的拉片原料的连续片体的位置对准。
9.一种在材料的连续片体上执行第一操作的第一设备，所述第一设备包括：
以预定速率将材料的连续片体移动到所述第一设备中的伺服单元；
在预定时间段内在材料的连续片体的至少一部分上执行第一操作的设备；
在执行所述第一操作之后累积材料的连续片体的出料装置；以及
测量所述出料装置中的材料的连续片体的长度的出料传感器，其中，所述第一操作的速率可调节，以在所述出料装置中提供预定长度的连续片体。
10.根据权利要求9所述的第一设备，还包括：
在执行所述第一操作之前累积材料的连续片体的进给装置；以及
测量所述进给装置中的材料的连续片体的长度的进给传感器，其中，所述第一操作的速率可调节，以在所述进给装置中累积预定长度的连续片体。
11.根据权利要求9所述的第一设备，其中，以第二速率执行第二操作的第二设备从所述出料装置接收材料的连续片体。
12.根据权利要求11所述的第一设备，还包括响应于所述第二设备的第二速率的变化来调节所述第一操作的速率的控制系统。
13.根据权利要求9所述的第一设备，其中，所述设备包括在材料的连续片体的预定部分上形成标记的激光单元。
14.根据权利要求13所述的第一设备，其中，材料的连续片体包括通过转换压机形成为用于端盖的拉片的铝制拉片原料。
15.根据权利要求9所述的第一设备，其中，测量所述长度包括测量所述出料传感器与所述出料装置中的材料的连续片体的预定部分之间的距离的变化。
16.根据权利要求9所述的第一设备，其中，所述出料传感器包括第一出料传感器和第二出料传感器，且其中，测量所述长度包括确定材料的连续片体的预定部分位于所述第一出料传感器和所述第二出料传感器之间。
17.一种控制材料的连续片体上的输入速率和输出速率的方法，所述方法包括：
在第一设备执行第一操作之前，在材料的连续片体中累积第一长度的松弛部；
使用所述第一设备在材料的连续片体上进行第一操作，其中，所述第一设备可以以可变速率执行所述第一操作；
在所述第一设备执行所述第一操作之后，在材料的连续片体中累积第二长度的松弛部；
监测所述第一长度的松弛部和所述第二长度的松弛部；
调节由所述第一设备执行的第一操作的速率，以改变所述第一长度的松弛部和所述第二长度的松弛部中的至少一个。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，在所述第一操作期间，激光单元在材料的连续片体上形成标记。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，在材料的连续片体上执行第二操作的第二设备从所述第二长度的松弛部接收材料的连续片体。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述第二设备以不受由所述第一设备执行的第一操作的速率影响的第二不同速率来执行所述第二操作。
21.根据权利要求19所述的方法，其中，所述第二设备包括转换压机，所述转换压机将材料的连续片体形成为适于与容器端盖互连的拉片。
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