CN109414925B - 装饰机驱动器和印刷印版筒自动化 - Google Patents

Abstract

一种罐装饰机包括主轴盘(20)、橡胶布滚筒(30)、传递轮(40)、销链驱动器(50)和控制器。主轴盘(20)适用于(i)从进给装置接收饮料罐和(ii)在对应主轴上承载和旋转每个罐体。橡胶布滚筒(30)适用于(i)将墨水施加至印刷筒和(ii)旋转印刷筒来与主轴盘上的饮料罐配准以装饰罐。传递轮(40)适用于在由橡胶布滚筒装饰之后从主轴盘接收饮料罐。销链驱动器(50)适用于从传递轮接收罐且将链上的罐输送穿过烘箱。控制器适用于接收编码器信息，且匹配或调整主轴盘马达、橡胶布滚筒马达、传递轮马达和销链驱动马达的速度。

Description

装饰机驱动器和印刷印版筒自动化

相关申请的交叉引用

本申请请求享有2016年7月11日提交的美国临时申请号62/360865的权益和优先权，其全部内容为了任何和所有目的通过引用并入本文中。

背景技术

饮料罐在高速设备中大量制造。现代饮料罐制造的一个方面是称为装饰机的专用机器中的罐装饰。美国专利号5337659中示出了现有技术的装饰机的实例。商用罐装饰机例如由Stolle Machinery 和Formatec销售。

如659专利中所述，许多商用罐装饰机包括进料传送器，其从罐供应装置接收罐，且沿袋轮外周将它们引导至准确的托架或袋。袋轮固定至连续旋转的心轴承载轮或主轴盘，这继而又固定至连续旋转的水平传动轴。分别围绕其自身轴线可枢转的水平主轴或心轴安装至其外周附近的心轴承载轮。

当安装在心轴上时，罐通过与橡胶布接合来装饰(例如，而不限于可替换的背衬粘合剂的橡胶件)，橡胶布粘附到多色印刷单元的橡胶布节段。橡胶布由橡胶布滚筒承载。然后，每个装饰的罐的外侧涂覆有由包覆清漆单元施加的清漆保护膜。装饰和涂覆过的罐从心轴传递至传递轮，且然后至由链型输出传送器承载的大体上水平的销，该传送器将罐传送穿过固化烘箱。

常规装饰机由单个马达和一系列轴、张紧器、链/带和变速箱驱动至四个主轴中的每个(即，用于橡胶布滚筒、主轴盘、传递轮和销链驱动器的轴)。换言之，驱动器机械地联结，且一旦设置与彼此的相对定时位置，则它们很少移动。包覆清漆单元轴由单独的马达(即，现有技术包覆清漆单元未机械地联结至驱动系统，驱动系统机械地驱动橡胶布滚筒、主轴盘、传递轮和销链驱动器的)驱动，以提供不同的速度来允许取决于客户要求的不同数量的清漆“包覆”或涂层。

关于将图像施加至罐，在朝与未装饰的罐的接合移动时，橡胶布接合多个印刷筒，每个印刷筒与单独的墨水站组件或着墨器相关联。每个着墨器产生施加至印刷筒的受控墨水膜。通常，每个着墨器提供不同颜色的墨水，且每个印刷筒将不同的图像节段施加至橡胶布。这些图像节段的全部组合来产生相同的主图像，其传递至罐体。因此，印刷筒的配准对于图像质量是关键的。

操作者配准印刷筒的常用方式是在排出位置处检查罐图像，然后手动地调整靠近着墨单元下方的机器上的印版筒的径向和轴向配准。这一般通过彩色区段前方的平台。

对于每个印版筒，存在两个机械组件，其推动/拉动印版筒来轴向配准，或旋转印版筒来径向配准。操作者使用各种工具松开组件，以允许其移动且然后反转该过程来将其上紧。调整印版筒的轴向和径向位置的该过程可在每个着墨器位置重复多次，以配准图像。通常，罐可具有4到8种颜色中的任何，且因此对于使用的颜色的数量重复配准过程。

通常，存在两名操作者来执行配准操作。一名操作在平台上，且另一名靠近检查印刷的罐的排出点。在排出点处的操作者收集两个罐，检查一个，且将另一个扔给平台上的其同事。在对图像进行讨论和评估之后，他们就需要移动什么和移动多少达成一致。操作者然后进行手动调整，直到两人满意在所有位置的配准。确定图像的质量和确定印版筒的轴向和径向调整的方向和大小的过程需要技巧和经验。

发明内容

一种罐装饰机包括独立的伺服马达，以独立地驱动主要四个轴线中的每个。优选地，伺服马达直接地驱动橡胶布滚筒。并且，主轴盘、传递轮和销链驱动器中的每个都由其自身的伺服马达驱动，优选通过其自身的行星变速箱。优选地，着墨器和包覆清漆将单独受驱动。虚拟主控制器优选调整每个马达来匹配相对速度。着墨器速度随总体速度变化，且进行相应调整。

伺服马达配合有编码器，优选绝对编码器，且具有状态监测特征，其反馈至HMI，包括温度、振动和效率(即，功率消耗)。本发明优选在颈部形成之前实施来用于装饰饮料罐体，且本发明包含其它罐体，如，其它拉深壁减薄的罐体，等。

根据第一实施例，一种罐装饰机包括：适用于(i)从进给装置接收饮料罐和(ii)在对应主轴上承载和旋转每个罐体的主轴盘；主轴盘由具有编码器的主轴盘马达驱动；适用于(i)将墨水施加至印刷筒和(ii)旋转印刷筒来与主轴盘上的饮料罐配准来装饰罐的橡胶布滚筒；橡胶布滚筒由具有编码器的橡胶布滚筒马达驱动；适用于在由橡胶布滚筒装饰之后从主轴盘接收饮料罐的传递轮；传递轮由具有编码器的传递轮马达驱动；适用于从传递轮接收罐且将链上的罐输送穿过烘箱的销链驱动器；销链驱动器由具有编码器的销链驱动马达驱动；以及适用于接收编码器信息，且匹配或调整主轴盘马达、橡胶布滚筒马达、传递轮马达和销链驱动马达的速度的控制器。

优选地，马达的任何一个编码器是绝对编码器，且优选每一个马达上的编码器是绝对编码器。优选地，马达是伺服马达。马达中的每个可能能够在其它马达关闭的同时操作，由此操作马达可用于维护任务操作。罐装饰机还可包括适用于在主轴盘上的同时将清漆施加至罐的包覆清漆盘。

在操作中，且根据上述操作罐装饰机的方法，主轴盘马达、橡胶布滚筒马达、传递轮马达和销链驱动马达中的至少一个的速度可调整来响应于罐图像信息以增强罐图像。此外，罐装饰机中的销链可通过接合销链驱动马达旋转销链驱动器来更换，而不旋转主轴盘、橡胶布滚筒和传递轮。橡胶布滚筒可通过接合橡胶布滚筒马达旋转橡胶布滚筒来保养或维护，而不旋转主轴盘、传递轮和销链驱动器。

根据本发明的另一个方面，一种罐装饰机中的橡胶布滚筒包括：印刷筒；用于将墨水提供至印刷筒的着墨器；用于从印刷筒接收墨水的橡胶布；适用于沿轴向定位印刷筒的轴向促动器；以及适用于沿径向定位印刷筒的径向促动器。轴向促动器和径向促动器调整印刷筒的定位，以基于对控制系统的输入相对于饮料罐配准图像。

优选地，轴向促动器和径向促动器是伺服马达。用于控制促动器的输入可基于人的观察在人机界面中输入，可基于来自显微镜的罐图像测量来在人机界面中输入，可来自在印刷之后对罐成像的相机，这样成像可在具有或没有操作人员动作的情况下自动地馈送至促动器。橡胶布具有多个印刷筒，且印刷筒中的每个具有轴向促动器和径向促动器。

根据本发明的另一个方面，上文所述的橡胶布滚筒可通过以下步骤来调整：确定至至少一个印刷筒的轴向位置和/或径向位置的目标调整；将信号发送至与至少一个印刷筒相关联的轴向促动器和/或径向促动器；以及响应于信号，通过轴向促动器和/或径向促动器的移动来调整轴向和/或径向位置。确定步骤可包括：确保图像配准且输入调整数据至生成信号且执行发送步骤的控制系统的界面中的人类动作。确定步骤可包括通过显微镜确保图像配准且输入调整数据至生成信号且执行发送步骤的控制系统的界面中的人类动作。确定步骤还可包括相机确保图像配准信息、基于图像配准信息来确定调整数据，以及基于图像配准信息创建信号。另外，优选地，轴向促动器是伺服马达，且径向促动器是伺服马达，且其中伺服马达操作成执行调整步骤。

附图说明

图1为根据本发明的方面的饮料罐装饰机的示意性侧视图；以及

图2为印版筒的视图。

具体实施方式

饮料罐装饰机10包括主轴盘20、橡胶布滚筒30、传递轮40、销链组件50、包覆清漆系统60，以及若干着墨器70。主轴盘20、橡胶布滚筒30、传递星形轮40、销链组件50和包覆清漆系统60中的每个可使用常规的机械部分或系统，如，由Stolle Machinery供应的那些(如，以商品名Concord和Rutherford 或Formatec销售的那些)，这将由熟悉饮料罐装饰技术的人员了解。

参看图1，未装饰的罐体首先从罐进给传送器进给至主轴盘20。主轴盘20将罐体承载在心轴或主轴组件上来与橡胶布滚筒30的印刷橡胶布接触。主轴盘20具有中心轴，其连接至主轴盘伺服马达(附图中未示出)，其具有编码器，优选绝对编码器。用语"编码器"在本文中用于表示用于确定轴或转子的位置的任何装置，如，常规增量编码器和绝对编码器，这将由熟悉旋转机器和电动机的人员了解。

橡胶布滚筒30在多个着墨系统内沿径向旋转，着墨系统将墨水和图像供应至印刷橡胶布。每个着墨器70与一种颜色的墨水相关联，且每个着墨器与其自身的印刷筒80相关联，印刷筒80与其它构件配准来旋转。橡胶布滚筒具有由具有绝对编码器的橡胶布滚筒伺服马达驱动的轴。

在罐体在主轴盘上时和在与印刷橡胶布接触之后，罐从包覆清漆系统60接收包覆清漆，这优选是常规的，且包括其自身的伺服马达，伺服马达根据常规参数受控制。

在罐转移到传递轮30时，罐在包覆清漆施加之后离开主轴盘20，传递轮30具有由具有绝对编码器的传递轮伺服马达驱动的轴。

罐从传递轮30转移到销链上，销链由销链驱动器50操作。装饰过和涂过清漆的罐在销链上移动穿过常规固化烘箱。销链驱动器50具有由销链驱动伺服马达驱动的轴，伺服马达具有绝对编码器。

控制器(附图中未示出)接收编码器信息，且按需要匹配或调整主轴盘马达、橡胶布滚筒马达、传递轮马达和/或销链驱动马达的速度和位置。此外，心轴盘马达、橡胶布滚筒马达、传递轮马达和销链驱动马达中的任何或所有优选具有状态监测特征，包括温度、振动和效率(即，功率消耗)，其反馈至控制器和/或人机界面。

具有在任何或所有轴线上的独立伺服马达允许轴被单独驱动或轻推。因此，主轴盘20、橡胶布滚筒30、传递星形轮40、销链组件50和包覆清漆系统60中的任何或所有可单独保养、维护或修理，而不转动其它。例如，在更换销链时，可驱动销链，而不移动机器的其它构件。类似地，如果橡胶布滚筒30需要保养、维护或修理(如，在更换橡胶布、标签和着墨器时)，橡胶布滚筒30可独立地运行或定位，而不移动其它构件。移动主轴盘20、橡胶布滚筒30、传递星形轮40和销链组件50中的仅一个的能力不同于常规装饰机，对于常规装饰机，其在需要维护时，有一名操作者其任务是将机器停下，一起移动所有机械构件。

另一个优点包括能够调整机器的每个部分的定时。例如，在传递位置处，装饰过的罐可从心轴排出到具有吸盘的垫上，吸盘保持罐，直到其传递到销链上。本文所述的系统可调整该转换点的位置，如，通过调整操作期间的相对速度或位置。以前，这将意味着移除前部处的传递轮，且在再配合之前略微旋转。

根据本发明的另一个方面，罐装饰机(优选饮料罐装饰机)的橡胶布滚筒包括用于移动印版筒来调整印刷筒的轴向和径向位置的伺服马达。参看图2，在操作者检查罐的图像且确定印版筒需要调整之后，印版筒可由一个或多个伺服马达沿轴向或沿纵向向前或向后移动，且还由一个或多个伺服马达沿径向移动(即，旋转)。印版筒系统包括沿轴向移动或滑动印版筒的伺服马达，以及沿径向移动印版筒的伺服马达。优选地，印版筒伺服马达定位在机器的后部处，以允许机器前部处的印版筒组件周围的较大通路。

可选地，显微镜(或类似装置)可用于测量图像需要的配准调整量。对HMI的控制将允许操作者设置测量量，且相应地经由伺服马达移动印版筒。此外，另一个选择在于在罐完全印刷之后在一个位置经由一系列相机的自动配准测量。因此，在机器运行时可不断地监测且相应地调整配准。

参照具体实施例描述了本发明。本发明不旨在限于特定实施例或实施例中提出的组合。仅作为一个实例，描述指出了具有其自身的伺服马达的若干轴中的每个，但本发明不限于具有伺服马达的所有轴，且包含其任何组合。

Claims (20)

1.一种罐装饰机，包括：

主轴盘，其适用于(i)从进给装置接收饮料罐和(ii)在对应主轴上承载和旋转每个饮料罐的罐体；所述主轴盘由具有主轴盘编码器的主轴盘马达驱动；

橡胶布滚筒，其包括多个印刷橡胶布，所述橡胶布滚筒适用于(i)从印刷筒接收墨水至所述多个印刷橡胶布上和(ii)旋转所述多个印刷橡胶布来与所述主轴盘上的饮料罐配准，以装饰所述饮料罐；其中，每个印刷橡胶布对应于所述主轴盘的多个主轴中的一个；所述橡胶布滚筒由具有橡胶布滚筒编码器的橡胶布滚筒马达驱动；

传递轮，其适用于在饮料罐由所述橡胶布滚筒装饰之后从所述主轴盘接收饮料罐；所述传递轮由具有传递轮编码器的传递轮马达驱动；

销链驱动器，其适用于从所述传递轮接收饮料罐且将链上的所述饮料罐输送穿过烘箱；所述销链驱动器由具有销链驱动器编码器的销链驱动马达驱动；以及

控制器，其适用于接收主轴盘编码器信息、橡胶布滚筒编码器信息、传递轮编码器信息和销链驱动器编码器信息，且单独地匹配或调整所述主轴盘马达、所述橡胶布滚筒马达、所述传递轮马达和所述销链驱动马达的速度，以便独立地保养或修理所述主轴盘、所述橡胶布滚筒、所述传递轮和所述销链驱动器中的一个，而不使其他三者转动。

2.根据权利要求1所述的罐装饰机，其特征在于，所述马达中的至少一个上的所述编码器是绝对编码器。

3.根据权利要求1所述的罐装饰机，其特征在于，所述马达中的每一个上的所述编码器是绝对编码器。

4.根据权利要求1或2所述的罐装饰机，其特征在于，所述马达是伺服马达。

5.根据权利要求1或2所述的罐装饰机，其特征在于，所述罐装饰机还包括适用于在处于所述主轴盘上时将清漆施加至所述饮料罐的包覆清漆盘。

6.根据权利要求1或2所述的罐装饰机，其特征在于，所述马达中的每一个都能够在其它马达关闭的同时操作，由此该操作的马达能够用于维护任务操作。

7.一种操作权利要求1至6中任一项所述的罐装饰机的方法，包括以下步骤：响应于饮料罐图像信息调整所述主轴盘马达、所述橡胶布滚筒马达、所述传递轮马达和所述销链驱动马达中的至少一个的速度，以增强饮料罐图像。

8.一种更换权利要求1至6中任一项所述的罐装饰机中的销链的方法，包括以下步骤：通过接合所述销链驱动马达旋转所述销链驱动器，而不旋转所述主轴盘、橡胶布滚筒和传递轮。

9.一种保养权利要求1至6中任一项所述的罐装饰机中的橡胶布滚筒的方法，包括以下步骤：通过接合所述橡胶布滚筒马达旋转所述橡胶布滚筒，而不旋转所述主轴盘、传递轮和销链驱动器。

10.一种在权利要求1所述的罐装饰机中使用的橡胶布滚筒，包括：

印刷筒；

着墨器，其用于将墨水提供至所述印刷筒；

多个印刷橡胶布，其用于从所述印刷筒接收墨水；以及

轴向促动器，其适用于沿轴向定位所述印刷筒；以及

径向促动器，其适用于沿径向定位所述印刷筒；

由此所述轴向促动器和所述径向促动器调整所述印刷筒的定位，以基于对控制系统的输入相对于饮料罐配准图像，

其中，基于来自显微镜的饮料罐图像的测量，用于控制所述促动器的输入在人机界面中输入。

11.根据权利要求10所述的橡胶布滚筒，其特征在于，所述轴向促动器和所述径向促动器是伺服马达。

12.根据权利要求10或权利要求11所述的橡胶布滚筒，其特征在于，用于控制所述促动器的所述输入还基于人的观察在人机界面中输入。

13.根据权利要求10或权利要求11所述的橡胶布滚筒，其特征在于，用于控制所述促动器的输入还来自在印刷之后对所述饮料罐成像的相机。

14.根据权利要求13所述的橡胶布滚筒，其特征在于，在具有或没有操作人员动作的情况下，来自所述成像的所述输入自动地馈送至所述促动器。

15.一种调整权利要求10所述的橡胶布滚筒中的印刷筒的位置的方法，包括以下步骤：

确定对所述印刷筒中的至少一个的轴向和/或径向位置的目标调整；以及

发送信号至与所述至少一个印刷筒相关联的所述轴向促动器和/或所述径向促动器；以及

响应于所述信号通过所述轴向促动器和/或所述径向促动器的移动来调整所述轴向和/或径向位置。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，确定步骤包括确保图像配准及输入调整数据至控制系统的界面中的人类动作，所述控制系统生成所述信号且执行发送步骤。

17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，确定步骤包括通过显微镜确保图像配准及输入调整数据至控制系统的界面中的人类动作，所述控制系统生成所述信号且执行发送步骤。

18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，确定步骤包括：相机确保图像配准信息；基于图像配准信息来确定调整数据；以及基于所述图像配准信息创建所述信号。

19.根据权利要求15至权利要求18中任一项所述的方法，其特征在于，所述轴向促动器是伺服马达，且所述径向促动器是伺服马达，且其中所述伺服马达操作成执行调整步骤。

20.根据权利要求15至权利要求18中任一项所述的方法，其特征在于，所述橡胶布滚筒具有多个印刷筒，且所述印刷筒中的每一个都具有轴向促动器和径向促动器。

Images