CN111670114A - 形成容器的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

公开了用于由可重新构造的坯件形成罐的方法和系统。还公开了可以为纸基坯件和可以具有多层结构的坯件。所述方法可以包括:(a)支撑处于第一定向的坯件;(b)将坯件支撑装置的面向外的表面的第一部定位为靠近坯件的第一部,同时坯件处于第一定向;(c)在坯件的第一部处于所述第一定向的同时,使坯件的第二部围绕坯件支撑装置的面向外的表面的第二部旋转;以及(d)使坯件的第三部从第一定向围绕坯件支撑装置的面向外的表面的第三部旋转。从而可以形成用于罐的大体管状侧壁。

Description

形成容器的方法和设备
相关申请的交叉引用
本申请是2017年12月2日提交的第15/829,901号美国专利申请的继续申请,而该申请是2017年6月2日提交的第15/612,858号美国专利申请的部分继续申请。本申请还要求2016年6月3日提交的第62/345,628号美国临时专利申请的权益。上述申请的内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明总体上涉及用于形成包括箱的容器的方法和系统。
背景技术
容器用于包装许多不同种类的物品。包装工业中使用的一种容器形式为纸箱。纸箱有许多不同的构造,并由各种各样的材料制成。包装工业中使用的相关类型的容器被称为箱,并且通常用于运输物品/产品,或被称为包含物品/产品的纸箱。在本文件中,术语“箱”用于指纸箱、盒子、箱子和其他类似类型的容器。
箱有许多不同的构造,并由各种各样的材料制成。许多箱是可折叠的,并且由具有特定构造的展平材料片(通常称为箱坯件)形成。箱可以由各种可折叠材料制成,包括硬纸板、纸板、塑料材料、复合材料等,甚至可能是它们的组合。
在一些已知的系统中,部分成形的管状箱坯件可以从料盒中顺序取回,从展平状态打开成竖立状态,然后放置在输送机上的槽中。然后,竖立的纸箱可以通过输送机移动到装载工位,在装载工位中箱可以填充一个或多个物品。
为了使箱易于从展平状态打开成竖立状态,可以将坯件以部分折叠的构造保持在料盒中,并且沿着至少一个侧缝部分地胶合以形成管状构造。因此,每个箱可能仅需要将相对的板拉开以提供适合于传送到箱输送机的管状形状。然后,可以通过箱输送机移动箱,以在箱输送机上从一侧填充箱,并且可以进行任何所需的附加板折叠和胶合处理,以将在其中容纳一个或多个物品/纸箱的箱封闭并完全密封。
然而,这种预折叠和预胶合的坯件由于其不对称的形状(在胶合接缝区域上为三层厚,而在其他地方为两层厚)而不能很好地适于散装运输。这种坯件的不稳定的堆叠特性通常需要使用辅助容器,并且还减少了每单位体积可运输的坯件的数量。与可以以完全平坦的布置运送到箱填充器的坯件相比,这两个因素都导致运输成本增加。此外,某些类型的物品/纸箱不是特别适合从侧面装载到箱中;相反,此类产品/物品/箱更容易装入顶部开口的纸箱的顶部。与侧面装载的纸箱中较小的开口相比,在某些情况下能够通过相对较大的开口装载某些产品也是有利的。
一些其他的箱形成系统适于形成可以被顶部装载的箱。在一些已知的系统中,料盒可以保持许多坯件,这些坯件完全展开和未胶合,并且完全平坦地叠放在料盒中。然而,当前需要相当复杂的系统来折叠、构造和胶合箱,以使其适于接收一个或多个物品。
在由瓦楞纸板材料形成箱的过程中,作为成形工艺的一部分,通常还必须折叠由瓦楞纸板材料制成的坯件的各个部分。但是,当前的折叠工艺和机器相对复杂。
在包装各种各样的物品/纸箱中广泛使用的一种特定类型的箱是由诸如瓦楞纸板的瓦楞材料(corrugated material)制成的箱。瓦楞纸板的使用通常增强了箱的强度。在由瓦楞纸板制成的那些箱中,一种常见的类型称为“常规开槽容器”箱或“RSC”箱,其特别适合用于包装许多类型的物品,例如仅举例来说,玻璃瓶和塑料瓶、包装的商品或其他较小的箱/纸箱。
通常,RSC坯件由平坦的材料片形成,但是通常被折叠并用粘合剂密封一个接缝以形成管状的坯件(通常称为“散件组装”RSC坯件)。产生了散件组装RSC坯件后,通常将其与其他RSC分组,并运送到客户的工厂,在那里将散件组装RSC竖立并进行填充/包装。
然而,如上所述,必须将散件组装RSC从其形成的位置运送到其竖立的另一个位置是有弊端的。
因此,期望一种改进的形成方法和系统,其可以允许将大体平坦的、未胶合的坯件容易地形成诸如例如包括RSC箱的箱之类的容器。例如,这可以使平坦的坯件在填充产品/物品/箱的相同位置处被形成为顶部开口的箱,然后进行顶部密封。而且,期望一种改进的形成箱的方法和系统,其能够被快速和/或容易地修改以适应不同尺寸的箱。
可用于容纳物品的其他类型的箱是复合罐和基于纸材料的罐,例如由单层或多层硬纸板/纸板形成的罐。这样的罐可以用于容纳食品或其他敏感产品,并且可以提供当用于存储此类产品时相对不透气体和/或液体的内部容纳腔。
复合罐可以是刚性罐或半刚性罐,并且可以使用连续的成形和密封型工艺将多卷材料组合在一起形成多层复合网来形成。互连的材料层的网可以围绕心轴成形,并且重叠的纵向边缘用粘合剂密封以形成管状侧壁。内衬材料可以在侧壁的内部被热密封以提供相对高水平的湿气/液体屏障。内衬材料可以例如由铝箔、合适的塑料膜或两者制成。复合罐的底部部件可以由各种各样的材料制成,例如金属、复合材料或合适的硬质塑料材料。还可以提供顶盖,并且顶盖可以由合适的材料,例如强力注塑塑料(strong injection moldedplastic)制成。可以在底部和侧壁以及顶盖和侧壁之间设置诸如热封之类的密封件。
类似地,纸质罐,例如硬纸板/纸板罐,也可以用于容纳物品,例如食物和其他敏感物品。纸质罐可以是刚性/半刚性容器,也可以由三个单独的部分/部件形成。第一部分可以是可由“平坦坯件”形成的侧壁。用于侧壁的底部基底材料可以是适当坚固的纸质材料,例如纸板/硬纸板。纸板/硬纸板基底可能互连了一层或多层另外的其他材料层。
纸板罐的一个示例是CEKACANTM系统,该系统可以为内腔提供相对高水平的不透气体(例如,空气)和液体的性能。除纸板基底之外,CEKACAN系统还可以使用聚烯烃层压板内层(例如聚乙烯)和中间导电金属层(例如铝箔层),该中间导电金属层与内层和纸板基底相互连接并位于两者之间。将聚烯烃层施加到铝箔层上的方法包括:挤出、共挤出、挤出层压或粘合层压。在一些实施例中,三个单独的层可以层压在一起。
用于CEKACAN的每个多层侧壁坯件可以从平坦构造折叠和/或弯曲成可以在纵向边缘处或附近密封的管状侧壁构造。聚烯烃层压板内层在纵向边缘处的部分可用于帮助产生纵向密封。
为了形成CEKACAN纸板罐,可以将坯件包裹在心轴上并且通过应用箔层压带对接密封(即,不重叠),该箔层压带可以被感应密封到坯件的两个邻接的纵向边缘。通常,可以在金属箔带中感应出高频电流,然后加热并熔化侧壁上的聚烯烃层,使其能够与铝箔带粘合,并导致相邻边缘处的聚烯烃层熔化以产生纵向密封。因此,没有不连续的接缝。然而,在有效且高效地形成围绕心轴的侧壁的管状形状以及在侧壁上产生合适的纵向密封方面存在困难。另外,用于形成CEKACAN的机器复杂且昂贵。
纸板还可包括单独的底部部件和单独的盖/顶部部件。盖/顶部部件可包括一个以上的子部件。
用于将侧壁密封至底部的材料还可用于将底部部件和顶部/盖部件密封至侧壁。类似地,可以感应高频电流在侧壁的铝箔内流动,然后加热并熔化聚烯烃内层,使其能够与另一种材料或相同材料粘合。以这种方式,与内部聚烯烃层接触的底部和/或盖部件的表面可以粘合到底部/盖部件并提供密封。然而,在内侧壁与底部和盖部件之间有效且高效地形成气体和/或液体密封存在挑战。
因此,还期望提供改进的复合罐和纸板罐,及其形成方法和设备。
发明内容
根据本发明的一个方案,提供了一种由大体平坦的可重新构造的坯件形成容器的方法。所述方法包括支撑处于第一定向的可重新构造的坯件,将坯件支撑装置的面向外的表面的第一部定位为靠近所述坯件的第一部,同时所述坯件处于所述第一定向。在所述坯件的所述第一部处于所述第一定向的同时,使所述坯件的第二部从所述第一定向围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的第二部旋转以围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面形成具有第二大体管状构造的坯件。
在另一实施例中,提供了一种从大体平坦的可折叠坯件形成容器的方法。所述方法包括将可重新构造的坯件的第一部保持在相对于坯件支撑装置的面向外的表面的第一部的固定位置。在坯件的第一部处于相对于坯件支撑装置的面向外的表面的第一部的固定位置的同时,利用板旋转设备使坯件的第二部围绕坯件支撑装置的面向外的表面的第二部旋转,以形成具有第二大体管状构造的坯件,并且其中在坯件的第二部的旋转期间,坯件被板旋转设备在表面侧上保持,其中当坯件形成第二大体管状构造时所述表面侧形成所述坯件的指向内的表面。
在另一实施例中,提供了一种由可重新构造的坯件形成容器的方法。所述方法包括将可重新构造的坯件固持在保持设备中,并在坯件被固持在保持设备中的同时将粘合剂涂布到坯件的表面。
在另一实施例中,提供了一种用于由可重新构造的坯件形成容器的系统。所述系统包括具有面向外的表面的坯件支撑装置,所述坯件支撑装置被定位成使得在操作中,所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的第一部定位为靠近所述坯件的第一部,同时所述坯件处于第一定向。所述系统可以包括旋转设备,其能操作以使得当所述坯件的所述第一部处于所述第一定向的同时,所述旋转设备能操作以使所述坯件的第二部从所述第一定向围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的第二部旋转以围绕所述坯件支撑装置的所述外表面形成具有第二大体管状构造的坯件。
在另一实施例中,提供了一种用于由大体平坦的可重新构造的坯件形成容器的系统。所述系统包括能操作以保持可重新构造的坯件的保持设备和能操作以在坯件由保持设备保持的同时将粘合剂涂布到坯件表面的粘合剂涂布器。
在另一实施例中,提供了一种用于由大体平坦的可折叠的坯件形成容器的系统。所述系统包括坯件支撑装置和板旋转设备。所述坯件支撑装置具有带有面向外的表面的壁,所述壁具有构造成将所述板旋转设备的一部分接收在其中的凹部。所述旋转设备能操作以使所述坯件的至少一部分围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面旋转以围绕所述坯件支撑装置的面向外的表面形成具有第二大体管状构造的坯件。所述旋转设备能操作,使得当旋转设备围绕坯件支撑装置的面向外的表面旋转坯件的至少一部分时,所述旋转设备的一部分被接收在凹部中,并且所述旋转设备与处于大体管状构造的坯件的指向内的表面接合。
在另一实施例中,提供了一种用于由大体平坦的可折叠的坯件形成容器的系统。所述系统包括坯件支撑装置,所述坯件支撑装置具有大体上定向于第一定向的第一表面、定向于与所述第一定向成第一角度的第二定向的第二表面,以及与所述第二定向成第二角度定向的第三表面,其中所述坯件具有第一部,所述第一部能操作以定位为靠近在第一定向的坯件支撑装置的第一表面。所述系统可以包括旋转子系统,所述旋转子系统能操作以接合坯件的第二部,并且在将第一部保持在靠近坯件支撑装置的第一表面的位置的同时,将坯件的第二部从第一定向旋转至第二定向,使得第二部定向于与坯件的第一部大体成角度的第二定向,并且坯件的第二部定位为靠近坯件支撑装置的第二表面。所述系统还可以包括旋转子系统,所述旋转子系统能操作以接合坯件的第三部,并且在将第一部保持在靠近坯件支撑装置的第一表面的位置的同时,将坯件的第三部从第一定向旋转至第三定向,使得第三部定向于与纸箱坯件的第一部大体成角度的第三定向,并且坯件的第三部定位为靠近坯件支撑装置的第三表面。所述系统还可包括连接机构,所述连接机构能操作以将坯件的第三部和坯件的第二部固定地连接在一起以围绕坯件支撑装置形成大体管状的坯件,其中在操作中,旋转子系统围绕坯件支撑装置旋转坯件的第二部并且旋转子系统围绕坯件支撑装置旋转坯件的第三部,并且连接机构固定地连接第三部和第二部以形成管状坯件。
在另一实施例中,提供了一种用于由大体平坦的可折叠的坯件形成容器的方法。所述方法包括:可释放地保持大体平坦的可折叠坯件,所述坯件具有均定向于第一定向的第一部、第二部和第三部;提供具有面向外的表面的心轴,将坯件的第一部相对地定位为靠近心轴的表面的第一部,接合坯件的第二部和第三部,并且在将第一部保持在靠近表面的第一部的位置的同时,将坯件的第二部和第三部从第一定向围绕心轴旋转进入紧邻心轴表面的位置,并且将坯件的第三部和坯件的第二部固定地连接在一起以围绕心轴形成管状坯件。
在另一实施例中,提供了一种用于由大体平坦可折叠的坯件形成容器的方法。所述方法包括将定向于第一定向的大体上平坦的可折叠坯件可释放地保持在保持设备中,并将具有面向外的表面的坯件支撑装置移动到折叠工位,并且在将坯件支撑装置移动到折叠工位的同时,将粘合剂涂布到坯件的表面。
在另一实施例中,提供了一种用于由可重新构造的坯件形成容器的方法。所述系统包括:具有面向外的表面的心轴,坯件心轴定位成使得在操作中,心轴的面向外的表面的第一部定位并保持为靠近坯件的第一部,同时坯件处于第一定向,以及旋转设备,其能操作以使得在将坯件的第一部保持在第一定向的同时,旋转设备能操作以使坯件的第二部从第一定向围绕心轴的面向外的表面的第二部旋转以围绕心轴的外表面形成具有第二大体管状构造的坯件。
在另一实施例中,提供了一种用于由可重新构造的坯件形成罐的方法。该方法包括支撑处于第一定向的可重新构造的坯件,将坯件支撑装置的面向外的表面的第一部定位为靠近所述坯件的第一部,同时所述坯件处于所述第一定向。在所述坯件的所述第一部处于所述第一定向的同时,使所述坯件的第二部从所述第一定向围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的第二部旋转。在所述坯件的所述第一部处于所述第一定向的同时,使所述坯件的第三部从所述第一定向围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的第三部旋转,从而围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面形成用于所述罐的、具有用于大体管状侧壁构造的坯件。
在另一实施例中,提供了一种用于由可重新构造的坯件形成罐的系统。该系统包括:具有面向外的表面的坯件支撑装置,所述坯件支撑装置被定位成使得在操作中,所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的第一部定位为靠近所述坯件的第一部,同时所述坯件处于第一定向;旋转子系统,其能操作以使得当所述坯件的所述第一部处于所述第一定向时,所述旋转子系统能操作以使(i)所述坯件的第二部从所述第一定向围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的第二部旋转;以及(ii)所述坯件的第三部围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的第三部旋转以围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面形成大体管状侧壁构造。
在另一实施例中,提供了一种用于包括多层纸基材料的罐的坯件,所述坯件包括用于形成罐的管状侧壁的横向延伸的侧壁部,远离所述管状侧壁部延伸的至少一个开口闭合部,所述至少一个开口闭合部构造成闭合由所述侧壁部形成的开口。
在另一实施例中,提供了一种由可重新构造的坯件形成罐的方法,其包括将坯件支撑装置的面向外的表面的第一部定位为靠近所述坯件的第一部,同时所述坯件处于所述第一定向,利用旋转子系统旋转所述坯件,使得当所述坯件的所述第一部处于所述第一定向时,所述旋转子系统使(i)所述坯件的第二部从所述第一定向围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的第二部旋转;以及(ii)所述坯件的第三部围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的第三部旋转以围绕所述坯件支撑装置的所述外表面形成大体管状侧壁构造。
在另一实施例中,提供了一种用于由可重新构造的坯件形成罐的方法,其包括支撑处于第一定向的可重新构造的坯件,使所述坯件的第一部从所述第一定向围绕所述坯件支撑装置的面向外的表面的第一部旋转,使所述坯件的第二部从所述第一定向围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的第二部旋转,从而围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面形成用于所述罐的、具有大体管状侧壁构造的坯件。
在另一实施例中,提供了一种用于由可重新构造的坯件形成罐的系统,其包括:具有面向外的表面的坯件支撑装置;旋转子系统,其能操作以使(i)所述坯件的第一部从所述第一定向围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的第一部旋转;以及(ii)所述坯件的第二部围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的第二部旋转以围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面形成大体管状侧壁构造。
在另一实施例中,提供了一种用于由可重新构造的坯件形成罐的方法,其包括支撑处于第一定向的可重新构造的坯件,使所述坯件的至少一部分从所述第一定向围绕坯件支撑装置的面向外的表面旋转,其中在所述坯件的第一部的旋转期间,所述坯件被旋转设备在表面侧上接合,其中当所述坯件被构造成大体管状侧壁构造时,所述表面侧形成所述坯件的内表面。
在另一实施例中,提供了一种用于由可重新构造的坯件形成罐的系统,其包括:具有面向外的表面的坯件支撑装置;旋转子系统,其能操作以使得所述坯件的至少一部分从第一定向围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的一部分旋转,其中所述系统能操作以使得在所述坯件的所述部分由所述旋转子系统旋转期间,所述坯件由所述旋转子系统从表面侧保持,其中当所述坯件处于大体管状侧壁构造时,所述表面侧形成所述坯件的内表面。
通过结合附图阅读对本发明的具体实施例的以下描述,本发明的其他方案和特征对于本领域普通技术人员将变得显而易见。
附图说明
在仅以示例方式示出本发明的实施例的附图中,
图1为示例RSC坯件的俯视图;
图2A为从诸如图1的坯件的箱坯件形成箱的示例方法的示意图;
图2B为图2A的方法的另一示意图;
图3为处于第一操作位置的箱形成系统的顶部、左前立体图;
图4为处于第二操作位置的图2的箱形成系统的下部、左前立体图;
图5为处于图4的第二操作位置的图2的系统的上部、右前立体图,但是为简单起见省略了一些部件;
图5A为用于图4的系统的控制系统的示意图;
图6为与图5类似的图4的系统的视图;
图7为处于第三操作位置的图2的系统的上部、右前立体图,但为简单起见也省略了一些部件;
图8为处于第三操作位置的图2的系统的上部、右后立体图;
图9为处于第四操作位置的图2的系统的上部、右前立体图;
图10为处于第四操作位置的图2的系统的上部、左前立体图;
图11为处于第五操作位置的图2的系统的上部、右前立体图;
图12为处于第五操作位置的图2的系统的上部、左前立体图;
图13为处于第六操作位置的图2的系统的下部、左前立体图;
图14为处于第六操作位置的图2的系统的下部、右前立体图;
图15为处于第六操作位置的图2的系统的上部的上部、右前立体图;
图16为处于第七操作位置的图2的系统的下部、左前立体图;
图17为处于第七操作位置的图2的系统的下部、左侧立体图;
图18为处于第八操作位置的图2的系统的下部、左前立体图;
图19为处于第八操作位置的如图18所示的系统的部分的放大图;
图20为处于第八操作位置的图2的系统的下部、左后立体图;
图21为处于第九操作位置的图2的系统的上部、左侧立体图;
图22为处于第九操作位置的图2的系统的上部、左前立体图;
图23为单独示出的图2的系统的一些部件的立体图;
图24为单独示出的图2的系统的部件的一些其他组合的立体图;
图25为单独示出的图2的系统的部件的一些组合的另一立体图;
图26为替代坯件的俯视图;
图27为由箱坯件形成箱的替代示例方法的示意图;
图28为处于第一操作位置的替代箱形成系统的上部、左前立体示意图;
图29为处于第二操作位置的图28的箱形成系统的上部、右前立体图;
图30为处于第三操作位置的图28的箱形成系统的上部、右前立体图;
图31为处于第四操作位置的图28的箱形成系统的上部、右前立体图;
图32为单独示出的图28的箱形成系统的一些部件的上部立体图;
图33为罐的示例坯件的俯视图;
图33A为罐的替代坯件的俯视图;
图33B为罐的另一替代坯件的俯视图;
图33C为罐的另一替代坯件的俯视图;
图33D为罐的另一替代坯件的俯视图;
图34为由诸如图33的坯件的罐坯件形成罐的示例方法的示意图;
图35为由诸如图33A的坯件的罐坯件形成罐的示例方法的示意图;
图36为处于操作位置的罐形成系统的部分的上部、左前侧立体图;
图36A为处于操作位置的图36的罐形成系统的上部、右后立体图;
图36B为处于操作位置的图36的罐形成系统的上部、右侧立体图;
图36C为处于另一操作位置的图36的罐形成系统的部分的上部、右侧立体图;
图37为处于操作位置的图36的罐形成系统的上部、后立体图;
图38为处于另一操作位置的图36的罐形成系统的部分的上部左前侧立体图;
图39为处于与图38相同的操作位置的图36的罐形成系统的部分的上部左后立体图;
图40为处于另一操作位置的图36的罐形成系统的部分的上部左前立体图;
图41为处于与图40相同的操作位置的图36的罐形成系统的部分的上部左前立体图;
图42为处于操作位置的图36的罐形成系统的部分的上部、左前侧立体图;
图43为处于操作位置的图36的罐形成系统的部分的左前侧立体图;
图44为处于操作位置的图36的罐形成系统的下部的右后侧立体图;
图45为处于操作位置的图44所示的罐形成系统的下部的下部右后侧立体图;
图46为处于操作位置的图45所示的罐形成系统的下部的下部右后立体图;
图47为处于操作位置的图46所示的罐形成系统的下部的上部右前立体图;
图48为处于操作位置的图47所示的罐形成系统的下部的上部左立体图;
图49为处于另一操作位置的图47所示的罐形成系统的下部的上部右前立体图;
图50为处于操作位置的图36的罐形成系统的部分的上部左前立体图;以及
图51为用于图36至图50的罐形成系统的控制系统的示意图。
具体实施方式
参考图1,示出了平坦的箱坯件1000,例如适于形成RSC箱的箱坯件。如本文预期的,箱坯件可以由柔性的材料制成和/或以柔性的方式形成,使得其可以被定向和构造为从大体上平坦的形状到围绕坯件支撑装置的外表面定位的大体上管状的形状。在此称为坯件支撑装置的装置,将在下文中描述。此后,可以将箱坯件重新构造为形成具有开口的箱,以接收一个或多个物品。例如,箱坯件1000可以具有副侧壁板A和C以及主侧壁板B和D。副侧壁板A可以定位为临近并且在垂直侧边缘处沿着折叠线(所有的折叠线在图1中以虚线示出)连接至主侧壁板B的垂直侧边缘。主侧壁板B可以定位为临近并且在相对的垂直侧边缘处沿着折叠线连接至副侧壁板C的垂直侧边缘。副侧壁板C可以定位为临近并且在相对的垂直侧边缘处沿着折叠线连接至主侧壁板D的侧边缘。侧密封板E也可以设置成邻近并沿着折叠线连接到与主侧壁板D相对的垂直侧边缘。
箱坯件1000还可以具有下部副板J和G以及下部主板H和F,其在横向侧边缘处沿着折叠线连接到相应的副侧壁板A和C以及主侧壁板B和D。箱坯件1000还可以具有上部副板K和M以及上部主板L和N,其在相对的横向侧边缘处沿着折叠线连接到相应的副侧壁板A和C以及主侧壁板B和D。然而在其他实施例中,具有其他板构造的箱坯件可以使用下文中所公开的方法和设备形成准备进行装载的箱。
如所示,板可以通过/沿着预定的折叠线固定地连接到相邻板和/或与相邻板一体形成。这些折叠线可以由材料的弱化区域和/或通过折痕形成设备形成折痕来形成。折叠线的作用是使得当一个板例如板C相对于相邻的板D弯曲时,板C和D将倾向于沿着共同的折叠线相对于彼此枢转。
如下文将描述的,主侧壁板和副侧壁板A、B、C和D以及下部主板和副板F、G、H和J可以折叠并密封以形成所需的能够传送到箱卸料输送机的顶部开口的箱构造。在各个实施例中,可以使用任何合适的连接机构(诸如,例如涂布粘合剂或在一些替代实施例中,诸如例如在所谓的“卡锁(click-lock)”箱坯件中提供机械连接)将特定的板密封在一起,以便互连板表面,将板连接或以其他方式互连到相邻的板上,使箱保持其所需的构造。
箱坯件1000可以由构造成并且适于允许材料所需的折叠/弯曲/移位以达到期望的构造,并且还满足用于保持一个或多个物品的特定结构要求的任何合适的材料制成。合适的材料的示例是硬纸板或折皱的瓦楞纸板。应该注意的是,坯件可以由本身是刚性或半刚性的、本身不容易折叠的材料形成,而是由折痕或铰链式机构分成单独的板,从而可以形成纸箱。
现在参考图2A和图2B,示出了步骤1000(1)至1000(10)的示例顺序,其是将平坦的RSC坯件1000折叠并密封以形成适合于顶部装载物品/其他箱的顶部开口的RSC箱。
多个箱坯件可以以堆叠布置的形式呈现1000(1),其中每个坯件构造成大体平坦和平面的构造。可以从坯件堆叠的前面识别/选择特定的单个箱坯件1000以进行处理1000(2)。在第一折叠步骤1000(3)中,侧壁板C连同其相应的相邻的上部和下部副板M和G连同主侧壁板D以及其相应的相邻的上部和下部主板N和F,连同密封板E,都可以围绕在侧壁板B和C之间的垂直定向的折叠线从在1000(2)所示的定向沿逆时针方向一起旋转90度到在1000(3)所示的构造。在下一折叠步骤1000(4)中,侧壁板D及其相应的相邻的上部和下部主板N和F,以及密封板E都绕着在侧壁板D和C之间的垂直定向的折叠线一起逆时针旋转90度到图2A和图2B所示的在1000(4)的构造。
在下一折叠步骤1000(5)中,密封板E围绕在密封板E和侧壁板D之间的垂直定向的折叠线逆时针旋转90度到在1000(5)所示的构造。在下一折叠步骤中,副侧壁板A及其相应的相邻的上部和下部副板K和J均绕着在侧壁板A和B之间的垂直定向的折叠线一起顺时针旋转90度到图2A和图2B所示的在1000(6)的构造,并且其中密封板E的上表面与侧壁板A的下表面的一部分接合。例如,在密封板E和侧壁板A的相对表面之间,可以提供粘合剂或其他连接机构,例如粘合线1005(参见图1),以使密封板E可以接合并永久连接到副侧壁板A。在此步骤结束时的结果,如在1000(6)中所示,箱坯件1000形成为大体矩形的管。尽管图2A和图2B未示出,但在从1000(3)到1000(6)所示的箱坯件定向的折叠步骤可以以如下所述的将板围绕居中定位的坯件支撑装置包裹的方式进行。
如图2A和图2B所示,从1000(7)到1000(10)所示的构造的其余步骤表示一系列步骤,这些步骤可用于分别闭合和密封下部主板和副板F、H和G、J,以闭合和密封箱坯件1000的底部,以形成顶部开口的RSC箱。
在下一步骤中,如在1000(7)中所示,管状的箱坯件1000可以垂直向下移动到第二垂直位置,在该位置下部主板F和H可以围绕它们各自的水平定向的折叠线相对于主侧板D和B向外旋转。旋转量足以确保不会干扰下部副板G和J后续的向内旋转,并且不会与可能在下部主板F和H的内表面上的粘合剂,例如各自的粘合线1001、1002和1003、1004(图1)接触。仅作为示例,下部副板G和J从与它们各自的相邻的下部主侧壁板D和B对准的垂直平面向外旋转的量可以为大约45度。
在下一步骤中,如在1000(8)中所示,下部副板G和J围绕其各自的水平定向的折叠线相对于主侧壁板C和A向内旋转,优选地大约90度。
在下一步骤中,如在1000(9)中所示,下部主板F和H可以围绕其各自的水平定向的折叠线相对于主侧板D和B向内旋转。旋转量足以确保在下部主板F和H的下部主板的内表面与下部副板G和J的外表面之间有接触。
可以在下部主板F和H的内表面上提供粘合剂或其他连接机构,以使这些板与下部副板G和J的外部相邻表面接合并固定地连接。例如,粘合线1001、1002和1003、1004(图1)可以在下部主板F和H的内表面上,并且可以与下部副板G和J的外表面接触,并提供固定连接。
步骤结束时的结果,如在1000(9)中所示,箱坯件1000形成大体长方体形的、顶部开口的箱。
在最后的步骤中,如在1000(10)中所示,可以将箱坯件1000移到另一个位置,随后可以填充一个或多个物品/其他箱,然后可以将上部主板N和L连同上部副板M和K折叠约90度,以闭合和密封已完成的箱。
现在参考图3至图5,总的来说,箱形成系统100可以包括适于容纳多个处于如图2A和2B所示的基本平坦的定向的箱坯件1000的料盒110(为清楚起见,在图3至图5中仅示出了一个或两个箱坯件1000)。系统100还可以包括箱坯件支撑设备(这里也称为心轴设备)120和板旋转子系统134(在图4中表示)。从下面的描述中将显而易见的是,板旋转子系统134可以在系统的一些示例性实施例中构造为:当坯件被容纳在料盒100中时,在坯件的面向外的表面上接合坯件,并以使得被接合的坯件表面成为管状且成形的箱坯件的内表面的方式围绕箱坯件支撑设备120的箱坯件支撑装置137旋转坯件1000。
板旋转子系统134可以利用一个或多个板旋转设备,以使诸如坯件1000的坯件的一个或多个板相对于彼此旋转。例如,板旋转设备134可以包括第一板旋转设备124。板旋转子系统还可以包括第二板折叠设备130,并且还可以包括第三板旋转设备131。板旋转子系统134还可以包括第四板旋转设备138。箱形成系统100还可以包括粘合剂涂布器设备135、支撑框架140和垂直心轴移动设备136(大体在图8中表示)。
纸箱形成系统100的部件的操作可以由诸如可编程逻辑控制器(“PLC”)132(例如,如图3和图5A示意性地示出的示例)的控制器控制。PLC 132可以以诸如在图5A中示意性地示出的方式与系统100的所有部件通信并对其进行控制,并且还可以控制与之相关联的其他部件,例如输送机102。例如,PLC 132可以是Allen Bradley制造的Compact Logix PLC系列的模型。另外,PLC 132可以包括人机界面(HMI),例如Allen Bradley Panelview700plus彩色触摸屏图形工作站,使得操作员可以针对不同的心轴/箱坯件构造使用触摸屏面板来监视、启动、操作、控制、停止、修改系统100的操作。
大体垂直定向的支撑框架140可以支撑用于垂直上下移动的垂直坯件支撑装置设备(心轴移动设备)136。然而,应当注意,虽然系统100大体被定向成用于心轴移动设备136的垂直移动,但是在其他实施例中可以使用其他定向。
心轴移动设备136可以包括大体垂直定向的线性导轨142(图8),其可以支撑上下滑动垂直移动的托架块144(图5)。应当注意,在图5、6和7中,为简单起见,省略了支撑框架140和线性导轨142。托架块144在线性导轨142上的移动可以由与托架块144互连并由垂直支撑框架140支撑的驱动带(未示出)驱动。驱动带(未示出)可与安装在垂直支撑框架140的上端部的伺服驱动电机145互连并由其驱动。编码器(未示出)可以与伺服驱动电机145相关联,并且编码器和伺服驱动电机145可以与PLC 132通信。通过这种方式,PLC 132从编码器接收信号后可能够通过适当地控制和操作伺服电机145来监视和控制托架块144(以及与其互连的部件)的垂直位置。
料盒110可以被构造成在其底边缘上保持处于堆叠的、垂直和横向定向的、平坦构造的多个箱坯件1000(见图10)。系统100中可以使用许多不同类型和/或构造的合适的料盒110。料盒100可以被构造为保持可以以纵向延伸的堆叠的布置保持的多个箱坯件1000。料盒110适于单独地依次呈现多个箱坯件1000的面向外的表面。料盒110可包括大量的箱坯件1000,其通过侧壁114a、114b(图3)被保持在大体上垂直和横向定向、纵向延伸的箱坯件堆叠中。在这种构造中,箱坯件1000从一叠大体上平坦的坯件的前面单独地和选择性地依次取回,可以通过纵向定向的输送机113a、113b使料盒中的箱坯件1000的堆叠向前移动,每台输送机具有由电机驱动的第一组纵向定向的输送带112,该电机也由PLC 132控制。向前移动坯件1000的堆叠的目的是使堆叠中最前面的箱坯件1000的主板B的面向外的表面定位并保持靠近或抵靠在心轴137的外部大体相邻的表面上。这使得第一板旋转设备124(图3)和第二板旋转设备130(图5),如在下文中进一步描述的,能够与保持在料盒110中的堆叠中的最前面的箱坯件1000的板的其他暴露的面向外的表面接合。另外,可以设置背压装置165(仅在图8和图10中示意性地示出),其可以在朝向料盒的前面的纵向方向上对箱坯件堆叠施加背压,其大小和方向足以保持当输送机113a、113b上的箱坯件堆叠被纵向向前转位(index)时,保持堆叠直立并防止其纵向后退,以将堆叠前面的下一个箱坯件1100牢固地保持在拾取位置。
可以通过第一板旋转设备124和第二板旋转设备130将最前面的坯件的选定的板从与料盒110相关联的保持夹拉离以脱离料盒110的固持,然后围绕心轴设备120的心轴137旋转(包裹)。当从料盒110中取出箱坯件1000并成形时,PLC 132可以使料盒110的输送机112顺序地向前移动整个堆叠,使得最前面的箱坯件1000的主板B的面向外的表面抵靠或非常靠近心轴137的垂直和横向定向的相邻外后表面定位。可以设置与PLC 132通信的传感器(未示出),以在箱形成系统110操作期间监视料盒110中箱坯件1000的水平。料盒110可以在料盒的后面装载额外的平坦的箱坯件1000。
料盒110可以具有总体地用127表示的料盒框架。料盒110可以包括输送机系统,以将平坦的箱坯件顺序移动到拾取位置。可以采用各种的输送机系统或其他箱坯件移动系统。举例来说,输送机系统可以包括安装在框架127上的一对隔开的输送机113a、113b,每台输送机113a、113b具有大体水平的底板115。输送机113a、113b可以在纵向上彼此间隔开,并且可以大体纵向地定向,并且彼此大体平行。每台输送机113a、113b可被操作以一起纵向移动,以在保持大体上横向和垂直定向的同时,在料盒中向前移动坯件堆叠中的箱坯件1000。
在一些实施例中,每台输送机113a、113b可以分为后输送机部191(图8)和前输送机部193(图8)。后输送机部191可以具有多个连续的输送带112。连续的带112可以彼此纵向平行地定向,并且由相对的驱动滑轮组117和惰轮组177在相反的端部处支撑以进行纵向运动。每台输送机113a、113b后部的带112可以由驱动滑轮117(图8和图19)驱动。驱动滑轮117可以通过驱动机构与驱动电机178b(可以是由PLC 132操作的DC电机)互连,该驱动机构包括驱动齿轮172(图19)和驱动链176(仅在图19中部分示出),驱动链176连接到固定到驱动轴173的从动轮179。因此,驱动轴173可以由与PLC 132通信并由其控制的驱动电机178b驱动。可以设置编码器以监视和控制驱动带112的位置。
输送机113a、113b的每个前输送机部193(图8)可以使用输送机链174,该输送机链也可以如本文所述将坯件移动/间歇地转位至料盒的拾取位置。可以为每台输送机上的前输送机部193提供与后输送机部191类似的驱动机构。例如,与PLC 132通信的诸如DC电机的电机178a可以相互连接至从动轮175(图19),该从动轮175可以固定地附接到驱动轴128。从动轮175可以与从动输送机链174(图8)相互连接,从动输送机链174也由轮子支撑在相对端。因此,通过电机178a的受控操作,输送机链174可以将支撑在其上并从后输送机部191传送的坯件移动到前输送机部193上的拾取位置。
支撑在输送机113a、113b中的带112上的堆叠中的坯件1000可以由带112向前移动,然后被传送到输送机链174。输送机链174可以一起纵向移动,以将一组靠前的坯件移动到拾取位置。可以设置背压装置165(在图8中仅示意性地示出),以保持低水平的压力沿向前的方向作用在箱坯件堆叠的后部(见图10)。这样可以防止堆叠中的某些或所有坯件在向前转位时向后掉落。
与PLC 132通信的电子传感器(未示出)可以被定位为监视坯件堆叠,并确保在坯件堆叠的前面的坯件1000正确地定位在拾取位置。
两台输送机113a、113b的输送带112和输送机链174可以纵向且彼此平行地定向,并且每台输送机113a、113b的带可以被同步以在由驱动电机178a、178b驱动的相同速度下间歇地一起移动。输送机113a、113b的输送带112的顶部滑道部可以支撑在料盒110的底板115的上表面上,并且在箱坯件堆叠中的箱坯件1000的底边缘可以位于驱动带112的上部滑道的顶部。类似地,输送机链174可纵向地且彼此平行地定向,并且可被同步以在由驱动电机178a驱动的相同速度下间歇地一起移动。输送机113a、113b的输送带112的顶部滑道部可以支撑在料盒110的底板115的上表面上,并且在箱坯件堆叠中的箱坯件1000的底边缘可以位于驱动带112的上部滑道的顶部。
因此输送机113a、113b可操作以在PLC 132的控制下,将垂直和横向定向的平坦的箱坯件1000的堆叠顺序地纵向向前移动,从而可以将单个箱坯件1000顺序地放置在拾取位置以便由第一板旋转设备124从堆叠中连续地取回以进行处理。
箱坯件1000的堆叠可以由纵向和垂直定向的侧壁板114a、114b在垂直定向的侧边缘处支撑,所述侧壁板114a、114b可以彼此间隔开并且大体彼此平行定向。侧壁板114a、114b中的一个或两个都可以安装在支撑在料盒框架127上的横向定向的和可移动的杆126上。杆126的致动可以通过任何适当的机构来进行,例如仅作为示例,带有合适的驱动轴和齿轮机构或手动齿轮和曲轴机构的伺服驱动电机。侧壁板114a、114b用于在料盒110内引导箱坯件,并且可以被精确地调节成与在特定时间被处理的特定箱坯件尺寸紧密接近或接触。侧壁114a、114的相对横向间隔的这种可调节性允许将具有不同构造的箱坯件容易地保持在料盒110中以进行本文所述的处理。
可以设置夹持机构111a-d(图4和图5),以可释放地将位于堆叠前面的每个箱坯件1000可释放地保持在料盒110内,从而将堆叠保持在适当位置。如下所述,当第一板旋转机构124和第二板旋转机构130分别选择性地接合板D/F和A时,夹持机构111a(图4)、111b(图5)和111d允许将堆叠中的前箱坯件1000的接合的板E/D/F/N和A/K/J拉离紧靠在料盒中保持的堆叠中的前箱坯件后面的箱坯件上的相同对应板。同样,夹持机构111c(图5)将板H、B和L保持在料盒110中,而其他板围绕心轴137包裹,但是随后允许释放板H、B和L,以在堆叠的前面的箱坯件1000被第二板旋转设备130接合并且心轴137垂直地向下移动后,允许箱坯件1000的剩余部分从由料盒中保持被移除并垂直向下移动,这将在下文中进一步描述。
第一板旋转设备124可以是多种类型的机器人系统中的一种,但是可以采用的特别有用和有效的类型的机器人系统是选择顺应性组装机器人臂(称为“SCARA”)装置。举例来说,第一板旋转设备124可以是由Epson Robots,Motoman或Fanuc制造的SCARA机器人。如从该描述中显而易见的,第一板旋转设备124可以能够间歇运动。
特别参考图3至图6,第一板旋转设备124可以在其第一端附近稳固到固定的、纵向定向的机器人支撑构件158。纵向机器人支撑构件158的相对端可以稳固至固定的、横向定向的机器人支撑构件156的端部。横向机器人支撑构件156的相对端部可以固定地安装至垂直支撑框架140。
第一板旋转设备124可以包括第一旋转驱动单元160,该第一旋转驱动单元160的一个上端固定地安装到纵向机器人支撑构件158。从第一旋转驱动单元160的相对的下端延伸的第一旋转驱动器可包括驱动轴(未示出),该驱动轴可操作以绕第一垂直旋转轴线Y1顺时针和逆时针旋转(图3)。第一旋转驱动单元160的驱动轴可操作地连接到第一关节式运动臂162的第一端部162a(图4)。因此,当旋转驱动单元160在PLC 132的控制下使第一驱动单元160的驱动轴旋转时,第一关节式运动臂162能够根据驱动轴的旋转方向相对于驱动轴绕垂直轴线Y1顺时针或逆时针枢转。
第二旋转驱动单元169可以安装到关节式运动臂162的第二相对端部162b(图5)或其附近。旋转驱动单元169可以包括具有驱动轴(未示出)的第二旋转驱动器164(图5),该驱动轴可操作以在PLC 132的控制下绕第二垂直旋转轴线Y2(图5)顺时针和逆时针旋转。旋转驱动器164的驱动轴可位于旋转驱动单元169的第一端部169a附近。旋转驱动器164的驱动轴固定地连接到第一关节式运动臂162的相对端部162b。
当旋转驱动单元169在PLC 132的控制下使旋转驱动器164的驱动轴相对于旋转驱动单元169绕轴线Y2(图5)旋转时,旋转驱动器164连同旋转驱动单元169因此可以相对于第一关节式运动臂162绕旋转驱动器164的驱动轴顺时针和逆时针旋转,并因此绕垂直轴线Y2旋转。
旋转驱动单元169还可以具有相对的端部169b,在该相对的端部169b处可以具有另一垂直驱动轴163(图5),该垂直驱动轴163可操作以在PLC 132的控制下通过第三旋转驱动器167绕垂直轴线Y3顺时针和逆时针旋转。安装在第二旋转驱动器164的驱动轴163上的末端执行器杆166形成为大体呈管状的圆柱体,并具有吸盘168。
空气吸盘168可通过穿过末端执行器166、第二旋转驱动器164、关节式运动臂162、第一旋转驱动器160和机器人支撑构件158、156以及垂直支撑框架140中的腔的软管,通过提供穿过上述部件的空气通道相互连接到真空源。可以通过总体用227表示的压缩空气分配单元(图5A)来向吸盘168提供真空。空气分配单元227可以包括可由PLC 132操作的多个阀,并且还可以包括局部真空发生器设备,该局部真空发生器设备可以紧邻吸盘168或作为吸盘168的一部分集成。在其他实施例中,安装在外部的真空泵可在外部产生真空,然后可通过上述空气通道提供真空。如果使用局部真空发生器,则压缩空气可以从外部源通过空气分配单元227传送到真空发生器。局部真空发生器随后可以将压缩空气转换成真空,然后可以将其传送到吸盘168。
可以在吸盘168的外表面上产生的空气吸力将足以使其在激活时可以接合并保持板D,并将箱坯件1000的板D(连同板F、N、E和M、C和G一起)从(i)图3所示的位置旋转到(ii)图5和图6所示的位置,然后(iii)到图7和图8所示的位置,然后(iv)在释放第一个接合的坯件1000之后,最终返回到图3所示的位置,以接合位于料盒110中的拾取位置的下一个箱坯件1000。通过空气分配单元227的操作,PLC 132可以激活和取消激活在吸盘168处产生的真空。
第一旋转设备124可以容易地针对包括心轴137的不同类型/构造的心轴设备120进行调节,以通过适当地对PLC 132进行合适的编程以通过第一旋转驱动器160、第二旋转驱动器164和第三旋转驱动器167的移动来提供吸盘168的适当移动,以将不同类型/构造的箱坯件1000形成为箱。因此,通过互换心轴137以提供心轴侧壁和底壁的替代构造,PLC 132及其对第一旋转设备124的操作可以被适当地编程,因此可以处理不同尺寸和构造的坯件。
心轴设备120可具有包括心轴137(图3)和总体用148表示的心轴支撑设备(图5和图7)的多个部件。心轴137可以容易地从心轴支撑设备148移除,使得一种构造的心轴可以容易地被另一种构造的心轴替换。特别参考图5至图6和图23至图25,心轴137可包括一对相对的、隔开的、垂直和横向定向的、隔开的主侧壁121a、121b,上述主侧壁与一对相对的、隔开的、垂直和纵向定向的、隔开的副侧壁122a、122b互连。大体水平和横向定向的底壁118与主侧壁和副侧壁121a、121b、122、122b互连,以形成大体长方体、顶部开口的盒形。心轴12可以大体构造为各种不同的尺寸和形状,每一种都是针对要形成箱的特定类型的箱坯件1000而进行选择。
可以选择心轴137的外表面的尺寸,以便在成形过程中,需要折叠的特定箱坯件1000具有基本位于或沿着心轴137的四角垂直侧边缘和四角水平底边缘的折叠线。这种选择可以提高箱形成系统100在产生准备好装载物品的成形的箱时的性能。心轴137和系统100中的周围部件可以被构造为允许心轴137容易互换,使得箱形成系统100可以容易地适于从不同构造的箱坯件1000形成不同尺寸/形状的箱。
前心轴侧壁121a可配备有垂直槽123,该垂直槽123可被构造成允许末端执行器166和吸盘168的一部分从图5和图6所示的位置移动并穿过槽123到达图7和图8所示的位置。通过允许末端执行器166穿过垂直槽123,末端执行器166和吸盘168可以在当箱坯件1000被保持在料盒110中时与其主侧板D的外表面接合,然后可以将箱坯件包裹在心轴137周围,使得被保持的表面成为管状成形的箱坯件的内表面,并且主侧板D可以被保持为基本上平坦地抵靠心轴137的主侧壁121a的外表面,如图所示。
特别参考图23至图25,后心轴侧壁121b可以不横向延伸到底壁118的整个长度,并且可以具有限定开口170的垂直端边缘171。可释放的心轴安装支架单元125可以安装到后侧壁121b的内表面。心轴安装单元125可以构造为将横向延伸的心轴安装板155可释放地连接至心轴后侧壁121b,例如使安装板155接收在安装支架单元125中的槽161中,并且该板通过可拆卸地接收在安装板155的螺纹孔159中的安装支架单元的螺钉可释放地保持在槽中。需要注意的是,通过心轴137相对于安装板155的简单横向移动,一个心轴137可以被另一个不同构造的心轴137代替。
水平和垂直定向的安装板155可以固定地连接到垂直心轴支撑构件154的一端。当心轴安装板155被接收到安装支架单元125中时,心轴支撑构件154的下部也可用于完善心轴137的后侧壁。
第二板旋转设备130安装在心轴安装板155的内表面上。特别参考图23和图24,第二板旋转设备130可以包括双作用气缸装置180,其可例如为Festo制造的几种不同类型的气缸中的一种。
由PLC 132操作的阀(未示出)控制的压缩空气可以提供给气缸180。气缸180可以具有活塞臂181,该活塞臂的一端可枢转地连接到吸盘臂182。吸盘臂182可以配备吸盘183。空气吸盘183可通过穿过吸盘支撑臂182、第一垂直支撑构件154、纵向定向的心轴支撑构件152、第二垂直心轴支撑构件150以及纵向定向的托架支撑臂146和托架144中的腔(未示出)的软管、通过提供一个或多个将压缩空气输送通过上述部件的空气通道而互连到真空源。供给吸盘183的真空可由总体由227表示的压缩空气分配单元(图5A)控制。空气分配单元227可以包括可以由PLC 132操作的多个阀,并且还可以包括可以非常接近吸盘168或作为吸盘168的一部分集成的局部真空发生器设备。在其他实施例中,真空泵可以在外部产生真空,然后可以通过上述空气通道提供真空。如果在非常接近真空吸盘183的地方使用局部真空发生器,则可将压缩空气从外部源通过空气分配单元227传送到真空发生器。然后,局部真空发生器将压缩空气转换为真空,然后将其传送至吸盘183。
可以在吸盘183的外表面上产生足够的空气吸力,使得当被激活时吸盘183可以接合并保持板A,并使箱坯件1000的板K、A和J旋转经过夹持机构111b和111d,从图5至图9所示的位置最初到图11所示的位置,然后一旦释放了箱坯件1000,最终返回到图5所示的位置。在吸盘183上产生的真空可以通过单元227的操作由PLC 132激活和取消激活。
当PLC 132使气缸180延伸活塞臂181时,具有吸盘183的这种吸盘臂182可以绕着枢轴装置184通过心轴侧壁122a中的纵向和垂直延伸的开口119旋转(例如参见图9),然后吸盘183可以接合箱坯件1000的板A的面向外的表面。
可以理解,末端执行器166与保持在料盒110中的拾取位置的箱坯件1000的面向外的表面接合。然而,通过允许带有吸盘168的末端执行器166进入壁中的凹部,并且在该所示的实施例中,通过心轴137中的垂直槽123,并且允许吸盘臂182穿过心轴137中的开口119,然后将它们各自的吸盘移动到至少部分地在各自的槽123和开口119内的适当位置,使得第一板旋转设备124和第二板旋转设备130通过仅接合变成由箱坯件1000形成的管状箱坯件的面向内的垂直表面的部分,从而将箱坯件有效地包裹在心轴127的122a-122d的外表面上(即,通过接合成为管状的箱坯件1000的面向内的表面的部分,将箱坯件1000包裹在心轴上)。
水平和垂直定向的安装板155可以在外端固定地连接到垂直心轴支撑构件154的下端部。垂直心轴支撑构件154的相对的上端可以固定地连接到纵向定向的心轴支撑构件152的第一端。纵向定向的心轴支撑构件152的相对的第二端可以固定地连接到第二垂直心轴支撑构件150的第一端。第二垂直心轴支撑构件150的第二相对端固定地附接到纵向定向和延伸的托架臂146的第一端。在心轴支撑构件150和托架臂146的连接位置附近,可以在垂直心轴支撑构件150的相对外表面上安装一对间隔且相对的、纵向定向的支撑块147a、147b(见图25)。
心轴侧壁121b及其安装板125可方便地将心轴137支撑在心轴支撑框架148上,该心轴支撑框架148包括安装块板155、第一垂直支撑构件154、纵向定向的心轴支撑构件152、具有纵向定向的支撑块147a、147b的第二垂直心轴支撑构件150以及托架臂146。
参考图5和图24,如上所述,垂直心轴支撑构件150在其上端部固定地附接到纵向定向和延伸的托架臂146的第一端部。纵向定向和延伸的托架臂146的相对端部固定连接到托架块144。托架块144能够被附接以在垂直定向的线性导轨142上垂直地上下滑动移动。线性导轨142,例如可以是由Bosch Rexroth AG制造的多种类型的线性导轨装置,并且为心轴设备120和心轴支撑构件设置垂直移动设备136。
线性导轨142可以安装到垂直支撑框架140上。线性导轨142可以具有托架驱动机构198(图8和图2),该托架驱动机构能够在PLC 132的控制下操作以移动托架144,从而在完成本文所述的箱形成操作所需的移动范围内垂直地上下移动心轴137。
第一垂直支撑构件154、纵向定向的心轴支撑构件152、第二垂直心轴支撑构件150以及纵向定向的托架支撑臂146和托架144可以被适当地构造以允许电气和通信线缆以及压缩空气/真空空气软管穿过从上端到心轴设备120的操作部件所在的下端。以此方式,电力/通信线缆和空气软管可以将电力、电信号和压缩空气/真空传送到心轴137和安装在心轴137上的第二板旋转设备130。
还应当理解,在第一板旋转设备124和第二板旋转设备130中,吸盘用于施加力以保持和移动箱坯件1000的板。然而,在其他实施例中,可采用吸盘的替代接合机构来接合、保持和旋转箱坯件1000的板。
现在特别参考图8和图20,线性导轨142可以包括托架驱动机构198,该托架驱动机构198可操作以在线性导轨142上垂直地上下驱动托架144。托架驱动机构198可以包括连续的垂直定向的驱动带143,该驱动带143在惰轮141和驱动轮139之间延伸。驱动轮139可以通过伺服驱动电机145的驱动轴在两个旋转方向上并且以可变的速度被驱动。驱动电机145的操作可以由PLC 132与诸如与驱动电机145相关联的编码器(未示出)之类的位置感测设备相结合来控制,使得PLC 132能够确定何时以及如何操作驱动电机145以适当地定位驱动带143a、143b,从而使托架144上下移动,因此还可以上下移动心轴137和粘合剂涂布器133a-e。驱动电机145可以安装在支撑框架140的上端部。托架144可以通过连接机构互连到驱动带143,该连接机构可以包括相对的侧连接板205(图20和图21)。
还与垂直移动设备136相关联的可以是履带装置189(图9)。履带189有一沿其长度延伸的空腔。在履带189的腔内,可以容纳输送压缩空气/真空的软管和电力/通信导线。当心轴支撑部件和因此心轴137通过垂直移动设备136垂直移动时,履带189允许这些软管和导线垂直移动。软管和导线可从外部来源延伸进入安装在垂直支撑框架140上的履带189的入口,并在托架臂146的出口处伸出。离开履带189的出口后,软管和导线可进入托架臂146的内腔(请参见图9)。可以使用的合适履带装置的示例是Igus Inc.制造的E链线缆支架系统。
还安装有用于与心轴设备120垂直上下移动的粘合剂涂布器设备135。粘合剂涂布器设备135可以包括横向定向的支撑梁149,可以将多个粘合剂涂布器133a至133e(图3)安装在该支撑梁上。粘合剂涂布器133a-e可以配备有喷嘴153(图8)。各个粘合剂涂布器133a-133e可以沿着支撑梁149横向地适当地定位,使得粘合剂涂布器133a-e能够向保持在料盒110的前面的拾取位置的箱坯件1000的面向外的表面及其某些板提供合适的粘合剂图案。每个粘合剂涂布器133a-e的操作可以由PLC 132例如通过穿过履带189和心轴设备120的其他部件的合适的导线连接来控制。涂布器133a-e可以将合适的粘合剂涂布到保持在料盒110中的坯件1000的各个板表面,从而当如本文所述折叠板时,板和折板(flap)可以保持在所需的纸箱构造中。
可以使用的合适的粘合剂涂布器设备135的示例是由Nordson Inc.制造的ProBlue 4型热熔涂布系统,该系统包括粘合剂罐、喷嘴/喷枪和软管以及该罐、喷枪和软管的固态温度控制。粘合剂涂布器设备134的操作可以由PLC 132监视和控制。
在箱形成系统100中可以使用各种类型的粘合剂。可能适合的特定类别的粘合剂是“热熔粘合剂”(称为“HMA”)类的粘合剂。HMA可以是热塑性粘合剂/胶,其可以在诸如涂布器133a-e的涂布器中通过各自的加热元件加热,然后在热和粘性时从涂布器中排出到要粘附至其他表面的表面上。取决于所选择的HMA的特定配方,粘合剂可以例如保持粘性并且能够将两个表面粘合在一起从大约一秒钟或几秒钟,直到一分钟或更长时间。在箱形成系统110中,HMA可通过涂布器133a-e涂布到保持在料盒100中的坯件100的板的面向外的表面(例如图1所示),以形成诸如粘合线1001、1002、1003、1004和1005的粘合线。
HMA的一种特定类型是压敏HMA,其可以保持粘性并且直到压力施加到HMA,例如当两个板靠在一起时HMA在坯件1000的两个板的两个表面之间被压缩时,能够将两个表面粘合在一起。这种压敏HMA可以保持粘性,并且直到将压力施加到HMA,能够将两个表面粘合在一起达很长一段时间,并且有可能持续无限长的时间。
可以在由硬纸板制成的箱坯件1000上使用的合适的粘合剂的示例是由NacanProducts Limited制造的Cool-Lok粘合剂或由Henkel公司制造的合适的压敏HMA。
粘合剂涂布器133a-e,例如可沿支撑梁149横向定位,其操作由PLC 132控制,以将合适的粘合剂涂布到各种板表面,例如下部主板F上的垂直粘合线1001、1002,下部主板H上的垂直粘合线1003、1004,以及副侧壁板A上的粘合线1005(图1)。这可以通过在包括心轴137的心轴设备120的向上行程期间,当粘合剂涂布器133a-e在支撑梁149上向上移动时来实现。
粘合剂涂布器133a-e的横向位置可通过使用可释放的调节机构199a-e单独地选择和调整,该调节机构将涂布器133a-e可释放地稳固到支撑梁149上的适当位置,这取决于正在处理的箱坯件1000的特定类型/构造(例如参见图25)。粘合剂涂布器133a-e的这种可调节的定位是箱形成系统100的特征的另一部分,其使得当从处理一种类型/构造的箱坯件转变为另一种类型/构造的箱坯件时,能够容易地修改箱形成系统100。
涂布器支撑梁149可以固定地安装到支撑块147a、147b(图5),因此涂布器支撑梁149和粘合剂涂布器133a-e可以与托架144和心轴移动设备136一起在完成本文所述的箱形成操作和过程所需的间歇移动范围内垂直上下移动和动作。应当理解,通过将包括承载粘合剂涂布器133a-e的涂布器支撑梁149的粘合剂涂布器设备135与托架144互连,粘合剂涂布器设备135可以在空间中与心轴设备120和心轴137以往复运动的形式垂直地上下移动。粘合剂涂布器设备135的两个部分和心轴设备120的至少一部分将在料盒110的前部和位于料盒110中的堆叠的前面的箱坯件1000的拾取位置附近占据一些相同的空间区域。这使得粘合剂涂布器设备135能够在向上垂直移动期间在拾取位置处将粘合剂涂布到坯件的面向外的表面,同时将堆叠的前面的箱坯件1000保持在料盒中,并且在心轴设备120进入接合位置之前,箱坯件位于拾取位置。
要详细描述的系统100的下一个部件是第三板旋转设备131,其构造成使适当的下部板F、G、H、J(图1)折叠并密封以提供闭合的底部从而形成适于传送到箱输送机102(图3)的顶部开口的箱构造。第三板旋转设备131可操作(a)以使下部主板F和H绕着其各自的折叠线相对于主侧板D和B向外旋转。旋转量足以确保不会干扰下部副板G和J随后的向内旋转,并且不会与可能在下部主板F和H的内表面上的粘合剂,例如各自的粘合线1001、1002和1003、1004(图1)产生接触。在示例实施例中,下部副板G和J从与它们各自的相邻下部主侧壁板D和B对准的垂直平面向外旋转的量可以与垂直方向成大约45度。
第三板旋转设备131还可以可操作为(b)将下部副板G和J绕着其各自的折叠线相对于主侧壁板C和A向内旋转,优选大约90度到大体水平定向;以及(c)将下部主板F和H绕着其各自的折叠线相对于主侧板D和B向内旋转,旋转量足以确保下部主板F和H的下部主板的内表面与下部副板G和J的外表面之间发生接触。第三板旋转设备131也可操作以对下部主板F和H施加压力,使其抵靠心轴137的底壁188,以确保在下部主板F和H的下部主板的内表面与下部副板G和J的外表面之间形成固定的粘合剂连接。
特别参考图13和图14,第三板旋转设备131可以包括相对的纵向定向的枢转指状件200a、200b,其可以在需要的向外和向内的范围内围绕各自的枢轴201a、201b围绕横向定向的枢转轴线枢转。指状件200a、200b的枢转运动可以由在操作中由PLC 132控制的致动器电机202a、202b引起。
指状件200a、200b的操作可使下部主板F和H绕着其各自的折叠线相对于主侧板D和B向外旋转。
第三板旋转设备131还可以包括相对的横向定向的犁装置210a、210b,该犁装置具有犁板211a、211b,其可以通过致动具有可移动活塞臂的双作用气缸212a、212a,在所需要的向外和向内的范围内,以间歇的、往复运动的方式横向移动。犁装置210a、210b的横向移动可以由空气分配单元227(未示出)中的阀控制,该阀在PLC 132的控制下通过软管(未示出)选择性地将压缩空气输送到双作用气缸212a、212b。
第三板旋转设备131还可包括相对的纵向定向的犁装置220a、220b,其具有犁板221a、221b,该犁板可通过具有可移动活塞臂的双作用气缸222a、222a,在所需要的向外和向内的范围内,以间歇的、往复运动的方式横向地移动。犁装置220a、220b的横向往复间歇运动可通过阀(未示出)控制,所述阀在PLC 132的控制下通过软管(未示出)选择性地将压缩空气输送至气缸222a、222b,由空气分配单元227中的阀控制的压缩空气可被供应到所述气缸222a、222b。
第三板旋转设备131的前述部件可以安装到框架(为简单起见未示出)。在一些实施例中,水平纵向/横向位置以及可能还有其垂直位置在框架上是可调节的,以使第三板旋转设备131的部件能够适应不同尺寸/构造的心轴设备120以及箱坯件及其下部板F、G、H、J的相应的不同尺寸和构造。可以通过手动或伺服电机在PLC 132的控制下操作移动的支撑部件来进行调节。然而,优选的是,如果第三板旋转设备被构造成使其能够适应心轴和箱坯件的几种不同尺寸/构造的处理而不必调整其部件的位置,以便能够更容易地促进从一种心轴/箱坯件尺寸和构造到另一种的转换。
将详细描述的系统100的下一个部件是第四板旋转设备138。第四板旋转设备138可以与第一板操作设备134和第二板操作设备130协作以形成管状坯件。第四板旋转设备138可操作,以将箱坯件1000的密封板E相对于主侧壁板D向内旋转90度,从图7所示的位置到图9所示的位置。第四板旋转设备138可以安装在支撑框架部件(未示出)上,并且包括具有犁板231的犁装置230,所述犁板231可通过具有可移动活塞臂的双作用气缸232在所需要的向外和向内的范围内,以间歇的、往复运动的方式纵向移动。犁装置220的纵向往复间歇运动可以由空气分配单元227中的阀(未示出)控制,该阀在PLC 132的控制下通过软管(未示出)将压缩空气输送到气缸232。
气缸211a、212b、222a、222b和232各自可以是具有活塞臂的常规气动往复气缸,所述活塞臂可操作以在完全伸展位置和完全缩回位置之间进行往复运动。这种往复运动可以通过已知的方式来实现,例如通过使用双作用气缸,该双作用气缸可以例如将压缩空气引导至两个不同的腔室,轮流在气缸的活塞臂上提供相互交换的向前和向后作用力。气缸211a、212b、222a、222b和232例如可以是Festo制造的许多不同类型的气缸之一。
压缩空气可以由通过空气分配单元227与压缩空气源连通的软管(未示出)输送到气缸211a、212b、222a、222b和232。为了适当地引导压缩空气,分配单元227(图5)中的阀(未示出)可通过螺线管响应于来自PLC 132的信号而在打开位置和关闭位置之间驱动。这些阀可位于气缸211a、212b、222a、222b和232附近或被设置在别处。还可以设置电气通信线路来操作阀,这些线路携带去往和来自PLC 132的信号。
还应注意,在稳固至心轴137的箱坯件1000向下垂直移动期间,支撑在垂直支撑框架140(图3)的部分140a上的压缩导轨195构造并定位为向板A和E施加压力,推动其抵靠心轴137的侧壁122a的外表面,以确保用粘合剂适当地密封板A和E。
在一些实施例中,压缩导轨195的纵向/横向位置以及可能还有垂直位置在框架140上是可调节的,以使第三板旋转设备131的部件能够适应不同尺寸/构造的心轴设备120以及箱坯件及其下部板F、G、H、J的相应的不同尺寸和构造。可通过手动操作或通过伺服电机在PLC 132的控制下操作移动的支撑部件来进行调节。
参考图3、图21和图22,箱卸料输送机102(为简单起见,未在其他附图中示出)可以配备有间隔的连续输送带105,该间隔的连续输送带105在PLC 132的控制下由驱动电机以常规方式驱动并被构造为支撑和移动由箱坯件1000通过箱形成系统100形成的顶部开口的箱。升降平台104可以具有面向上的吸盘103。升降平台104可用于协助将形成的箱从心轴137“传送”到箱输送机102。升降平台104可以与吸盘103以及由阀和PLC 132控制的相应的吸盘阀(未示出)一起垂直地上下可移动。升降平台104可移动吸盘103,以在心轴137与形成的箱脱离的过程中,接合并将坯件(已成为形成的箱)保持在适当位置。然后,可以降低升降平台104,以将形成的箱放置在箱输送机上,以便卸料进行填充、包装和顶部密封。吸盘103可以被取消激活,以允许箱输送机102将形成的箱从箱形成系统100移出。
系统100的各种部件,例如包括心轴137和各种支撑构件155、154、152和150的心轴设备120;第一、第二、第三和第四板旋转设备;机器人支撑构件156和158;以及支撑框架140,都可以由任何合适的材料,例如铝或钢制成。
系统100的心轴支撑构件155、154、152和150的各个部件中的至少一些还可以通过已知技术一体地形成或彼此互连。例如,如果部件由合适的金属或塑料制成,则可以采用焊接技术。此外,可以使用螺钉和/或螺母和螺栓。
现在将详细描述系统100的操作。多个箱坯件1000可以以垂直和横向定向的堆叠布置并保持在料盒110中的形式呈现。可以操作料盒110,以使最前面的坯件1000的板B的大体垂直和横向定向的前表面将位于拾取位置,当心轴适当地垂直定位时,该拾取位置将刚好与心轴137的后壁121b的内表面接触,或与心轴137的后壁121b的内表面保持间隔很短的距离(例如,在1/4英寸内)。
心轴137的起始位置通常将是垂直向下的位置,在此处粘合剂涂布器133a-e的粘合剂喷嘴153(图8)也低于保持在料盒110中的箱坯件1000的底边缘的高度。然后,在PLC132的控制下,垂直移动设备136可以使连接有粘合剂涂布器设备135的心轴设备120以适当的速度垂直向上移动适当的量。这样做时,可以通过PLC 132在适当的向上移动范围内操作粘合剂涂布器133a-e的喷嘴153,以将粘合剂施加到相应的板A、H和F。由于从与伺服驱动电机145相关联的编码器接收的信号,PLC 132能够在合适的垂直位置处激活粘合剂涂布器133a-e。然后,粘合剂涂布器133a-e将如图1所示的粘合线1001、1002、1003、1004和1005涂布到料盒110中的前箱坯件1000的面向外的表面,同时前箱坯件处于拾取位置。
接下来,在PLC 132的控制下,料盒110和第一板旋转设备124可以协作,以使吸盘168接合并保持主侧壁板D的面向外的表面,并将板N、D和F从夹持机构111a中拉出,同时夹持机构111c将板G/C/M和J、B/L保持在料盒中的拾取位置,夹持机构111b、111d也将板J/A/K保持在料盒中的拾取位置。
然后,第一板旋转设备124可以开始使主侧壁板D连同板E、N、F一起旋转,并将板M、C和G也从固持夹111c中拉出,也将它们围绕侧壁板B和C之间的垂直折叠线以逆时针方向旋转90度到图5所示构造,其中副侧壁板C保持为抵靠心轴侧壁122b的外表面(另请参见图2A和图2B中的步骤1000(3))。
在下一折叠步骤中,PLC 132使第一板旋转设备124将侧壁板D及其相应的相邻的上部和下部主板N和F以及连接的密封板E一起绕侧壁板D和C之间的垂直折叠线逆时针旋转90度到图7所示的构造,其中由于带有吸盘168的末端执行器166穿过槽123,主侧壁板D保持为抵靠心轴侧壁121a的外表面(另请参见图2A和2B中的步骤1000(4))。
在下一折叠步骤中,PLC 132使第四板旋转设备138的犁板231延伸,从而使密封板E围绕密封板E和侧壁板D之间的垂直折叠线逆时针旋转90度到图9所示的构造(另请参见图2A和2B中的步骤1000(5))。
在下一折叠步骤中,PLC 132通过激活气缸180以使活塞臂181伸出来以激活第二板旋转设备130,使得吸盘183可以接合并保持侧壁板A的面向外的表面。然后PLC 132可以使气缸180缩回活塞臂181,从而使吸盘臂182绕其枢轴184旋转,从而使侧壁板A连同其相应的相邻的上部和下部副板K和J一起围绕侧壁板A和B之间的折叠线顺时针旋转90度到图11所示的构造。但是当板A接近图11所示的位置时,副侧壁板A的大部分保持为抵靠心轴侧壁122a的外表面,PLC 132使第四板旋转设备138的犁板231缩回,以允许密封板E的面向外的表面与副侧壁板A的面向内的表面的边缘部接合,并且其中由于粘合线1005将两个板粘合在一起,密封板E的表面与侧壁板A连接。因此,密封板E与粘合线1005结合提供了用于连接坯件1000的自由的垂直侧边缘部的连接机构。然而,在其他示例实施例中,可以设置其他连接机构来连接自由的垂直侧边缘部以将坯件稳固于大体管状的构造中。
该步骤结束时的结果是将坯件1000形成为大体矩形的管状形状,从而使板A-E如图12所示围绕中心定位的心轴137包裹(另请参见图2A和图2B中的步骤1000(6))。箱坯件1000通过第二旋转设备130的吸盘183和末端执行器168上的吸盘168保持在心轴上,吸盘接合在已经变成管状的箱坯件的内表面上。其结果是一个非常有效的移动序列,以提取保持在料盒110中的平坦构造的坯件并将其形成为管状坯件。
如图13至图23所示,由箱形成系统100执行的其余步骤示出了可用于闭合和密封下部主板和副板F、H以及G、J以闭合和密封箱坯件1000的底部以形成具有顶部开口的RSC箱,并将形成的箱放置在箱卸料输送机102上的一系列步骤。然而,在其他实施例中可以采用替代的底板闭合系统。
在所公开的纸箱形成系统100的下一步骤中,PLC 132取消激活吸盘168,以便仅用吸盘183将箱坯件1000保持在心轴137上。此后,PLC 132将激活垂直心轴移动设备136,特别是伺服电机145,以使托架144和因此心轴137以及稳固在其上的箱坯件1000垂直向下移动到图13所示的下部板折叠和密封位置(另见图2A和图2B中的步骤1000(7))。将板H、B和L保持在料盒110中的夹持机构111c(图5)将允许释放板H、B和L,以便在堆叠前面的箱坯件1000被第二板旋转设备130接合并且心轴137垂直向下移动时,以允许箱坯件1000的剩余部分从由料盒110保持中移出并垂直向下移动。另外,PLC 132将使得第一旋转板设备124的执行器166上的吸盘168处的吸力减小,从而允许围绕心轴137形成的箱坯件1000垂直地远离吸盘168移动。通过坯件和心轴137的外表面之间的表面摩擦力以及第二板折叠设备130的吸盘183施加的吸力的操作,可以使管状成形的箱坯件1000与心轴137保持接触以便与心轴137一起移动。
在图13所示的心轴137的垂直位置,PLC 132激活电机202a、202b以向外旋转指状件200a、200b,使其接合各自的下部主板F和H可以围绕其各自的折叠线相对于主侧板D和B向外旋转。旋转量足以确保不会干扰下部副板G和J后续的向内旋转,并且不会与下部主板F和H的内表面上的粘合剂,例如各自的粘合线1001、1002和1003、1004(图1)发生接触。
接下来,参考图16和图17,PLC 132激活气缸212a、212b,以使犁板211a、211b横向向内延伸,以使下部副板G和J分别向内旋转,优选围绕其各自的折叠线相对于主侧壁板C和A旋转大约90度。
接下来参考图18,PLC 132激活电机202a、202b,以使指状件200a、200b向内旋转至垂直向下位置,使其不再与下部主板F和H接合,从而下部主板F和H可以围绕其各自的折叠线相对于主侧板D和B向内旋转。指状件200a、200b旋转量足以确保不会干扰下部主板F和H随后的向内旋转。
同样如图18和图19所示,接下来PLC 132将使气缸222a、222b被操作,以使犁板221a、221b横向向内延伸,以使下部主板F和H分别向内旋转,优选围绕各自的折叠线相对于主侧壁板D和B旋转大约90度。旋转量足以确保下部主板F和H的下部主板的内表面与下部副板G和J的外表面之间有接触,使得板F的内表面上的粘合线1001、1002,以及板H的内表面上的粘合线1003、1004将使板F与板G和J固定连接,并使板H与板G和J固定连接,从而使坯件1000形成大体为矩形的顶部开口的箱(另请参见图2A和图2B中的步骤1000(9))。当下部主板F和H旋转时,它们之间存在足够的间隙,以允许犁板211a、211b保持在适当的位置,以将板J和G保持在与板F和H接合的合适的定向。
接下来参考图20,PLC 132激活气缸212a、212b,以使犁板211a、211b横向向外缩回。接下来,PLC 132激活致动缸222a、222b,以使犁板221a、221b横向向外缩回,如图21所示。
升降平台104可以与面向上的吸盘103一起操作,以帮助将形成的箱从心轴137“传送”到箱输送机102。升降平台104可以与吸盘103以及由阀和PLC 132控制的相应的吸盘阀(未示出)一起垂直向上移动,并且可以被操作以接合箱的底部。PLC 132还可以使吸盘183取消激活,从而使箱脱离与心轴137的接合。然后,心轴137可以向上移动回到起始位置。升降平台104可以移动吸盘103,以在心轴137从形成的箱脱离的过程中接合坯件并将坯件(已经变成形成的箱)保持在适当的位置。然后,可以降低升降平台104,以将形成的箱放置在箱输送机上,以便卸料以进行填充、包装和顶部密封。吸盘103然后可以被取消激活,以允许箱输送机102将形成的箱从箱形成系统100中移出。
可以将形成的顶部开口的箱移到另一位置,并且随后可以装填一个或多个物品/其他箱,然后将上部主板N和L连同上部副板M和K一起折叠,以闭合和密封完成的箱。
前述循环可以重复多次以形成多个箱。可以预期,纸箱可以以每分钟约10至约50个箱的范围内的速度形成,这取决于箱的整体尺寸和机器的尺寸,但是其他的操作速度也是可能的和可以考虑的。通常,要处理的箱坯件越小,箱形成的速度越快。
如上所述,当期望改变要形成的箱的类型/构造时,使用不同类型/构造的箱坯件1000,可以很容易地修改箱形成系统100。例如,一个心轴137可以由不同构造的心轴代替。PLC 132可以预先编程为对其他部件的操作进行调整,特别是对第一、第三和第四板旋转设备的操作以及压缩导轨195的位置进行调整。此外,在某些情况下可能需要对第三板旋转设备131的一些部件,例如指状件200a、200b;犁装置210a、210b及其犁板211a、211b;以及犁装置220a、220b及其犁板221a、221b的定位和移动进行调整。
上述实施例的许多变化是可能的。例如,现在参考图26,箱坯件的另一替代形式2000可以以与箱坯件1000类似的方式构造和形成,除了箱坯件2000具有邻接于副侧壁板A,而不是主侧壁板D的外边缘的板E。此外,线粘合剂2005形成在板D而不是在密封板E的表面上。
现在参考图27,示出了步骤2000(1)至2000(10)的示例顺序,其是折叠和密封扁平坯件2000以形成适合于顶部装载物品/其他箱的顶部开口的箱。
可以以堆叠布置的形式呈现多个箱坯件2000,其中每个坯件被构造为大体平坦和平面的构造[步骤2000(1)]。可以从坯件堆叠的前面识别/选择特定的单个箱坯件2000以进行处理[步骤2000(2)]。在第一折叠步骤2000(3)中,侧壁板B连同其相应的相邻的上部和下部副板L和H,连同副侧壁板C及其相应的相邻的上部和下部副板M和G,连同主侧壁板D及其相应的相邻的上部和下部主板N和F,都可以从在2000(2)所示的定向旋转,从而使板B绕着在侧壁板A和B之间垂直定向的折叠线沿逆时针方向旋转90度至在步骤2000(3)所示的构造。在下一折叠步骤2000(4)中,副侧壁板C及其相应的相邻的上部和下部副板M和G,连同主侧壁板D及其相应的相邻的上部和下部主板N和F都逆时针旋转,从而使板C绕在侧壁板B和C之间的垂直定向的折叠线旋转90度到图27所示的在步骤2000(4)的构造。
在折叠步骤2000(5)中,密封板E围绕在板E和板A之间垂直定向的折叠线顺时针旋转90度。该步骤可以在下一步骤2000(6)之前的任何时间完成。在下一步骤2000(6)中,主侧壁板D及其相应的相邻的上部和下部主板N和F围绕在侧壁板C和侧壁板D之间垂直定向的折叠线逆时针旋转90度至在2000(5)所示的构造。在该折叠步骤中,板D的内表面上的粘合线2005将与密封板E的面向外的表面接合,使得密封板E可以接合并永久地连接至主侧壁板D。此步骤结束时的结果如在2000(6)所示,箱坯件2000形成为大体矩形的管。虽然未在图27中示出,但是从2000(3)到2000(6)所示的箱坯件定向的折叠步骤可以将板围绕中心定位的心轴包裹的方式执行,这将在下文进行描述。
从2000(7)到2000(10)所示的构造的其余步骤可以与图2A和图2B中所示的步骤1000(7)到1000(10)基本上相同,并且代表了可用于分别闭合和密封下部主板和副板F、H和G、J以闭合和密封箱坯件2000的底部,从而形成顶部开口的RSC箱的一系列步骤。
现在参考图28至图32,公开了一种箱系统2100,该系统可以与箱形成系统100基本上相同,除了在参考以下描述的图28至图32中的示意图中所示的不同之外。总的来说,第一板旋转设备2134相对于如保持在料盒2110(如料盒110)中的坯件2000的坯件堆叠(堆叠未示出)定位,其中当心轴2137定位在拾取位置以拾取堆叠中的前坯件时,其横向且垂直地位于箱坯件2000的板A的前面。这样,第一板旋转设备2134能够将板B、C和D中的每一个围绕心轴2137的相应侧壁包裹,并与密封板E接合,密封板E可以绕着与板E的垂直折叠线顺时针旋转90度。因此,仅使用第一板旋转系统2134和第二板旋转设备2138,可以将保持在料盒2100中的大体平坦的箱坯件2000形成为围绕心轴2137的管状坯件。此后,可以用另一板旋转设备闭合底板,该另一板旋转设备可以类似于上述关于系统100所述的第三板旋转设备131,以从箱坯件2000形成顶部开口的箱。在一些其他实施例中,可能仅需要单个板旋转设备将坯件包裹在心轴上。
系统2100可以包括类似于料盒110的料盒2110,该料盒2110适于保持如图28所示的大体平坦定向的多个箱坯件2000(为清楚起见仅示出一个箱坯件2000)。如图26所示,除了关于密封板E的替代定位之外,箱坯件2000可以大体类似于坯件1000。系统2000还可以包括心轴设备2120(包括心轴2137)和板旋转子系统2134(在图4中表示)。
板旋转子系统2134可以包括第一板旋转设备2124,其可以大体上类似于板旋转设备124。可以对诸如PLC 132之类的控制器(未示出)进行编程,以提供用于第一板旋转设备2124的与上述系统100中的第一板旋转设备124的移动顺序相比不同的移动顺序。板旋转子系统2134还可以包括第二板折叠设备2138,该第二板折叠设备2138与板折叠设备138类似,但是被布置和定向为在纵向上与板折叠设备138相反的方向上移动,因此如下文进一步所述,其可以将板E相对于坯件2000的板A沿着顺时针方向折叠90度。系统2100还可以包括第三板旋转设备(未示出),其功能类似于第三板旋转设备131,以类似于以上所述的方式闭合下部板F、G、H和J。
箱形成系统2100还可以包括类似于具有心轴2137的心轴设备120的心轴设备2120,以及可以与粘合剂涂布器设备135基本相同并且包括具有安装在横向定向的支撑梁2149上的喷嘴的粘合剂涂布器2133a-e的粘合剂涂布器设备2135(为简单起见,仅在图32中示出)。心轴设备2120可互连至粘合剂涂布器设备2135,并且可操作以一起垂直上下移动,如上文在箱形成系统100中所述。箱形成系统2100还可以包括垂直支撑框架和垂直心轴移动设备,也类似于上面关于箱形成系统100的相关描述。纸箱形成系统2100的部件的操作可以由诸如PLC 132之类的控制器来控制。
可类似于支撑框架140的大体垂直定向的支撑框架(未示出)可以支撑类似于心轴移动设备136的垂直心轴移动设备(也未示出)。心轴移动设备可以包括类似于线性导轨142的大体垂直定向线性导轨(未示出),但可支撑上下滑动垂直移动的可类似于托架块144的托架块2144(图29)。与箱成形系统100类似,托架块2144在线性导轨上的移动可以与保持在料盒2110中的箱坯件2000的板A垂直对准,并且可由与托架块144互连并由垂直支撑框架支撑的驱动带(未示出)驱动。
参考图32,心轴设备2120可以具有包括心轴2137和总体上用148表示的心轴支撑设备的多个部件。心轴2137可以很容易地从心轴支撑设备2148移除,使得一种构造的心轴可以容易地被另一种构造的心轴替换。心轴2137可包括一对相对的、隔开的、垂直和横向定向的、隔开的主侧壁2121a、2121b,其与一对相对的、隔开的、垂直和纵向定向的、隔开的副侧壁122a、122b互连。大体上水平和横向定向的底壁2118与主侧壁和副侧壁2121a、2121b、2122、2122b互连,以形成大体长方体、顶部开口的盒形。心轴12可以大体构造为各种不同的尺寸和形状,每一种都是针对要形成箱的特定类型的箱坯件2000而进行选择。
可以选择心轴2137的外表面的尺寸,以便在成形过程中,需要折叠的特定箱坯件2000具有基本位于或沿着心轴2137的四角垂直侧边缘和四角水平底边缘的折叠线。心轴2137和系统2100中的周围部件可以构造为允许心轴2137容易互换,使得箱形成系统2100可以容易地适于从不同构造的箱坯件2000形成不同尺寸/形状的箱。
心轴侧壁2121b可以配备有垂直槽2123,该垂直槽2123可以被构造为允许末端执行器2166和吸盘2168的一部分从图28所示的位置移动,并穿过槽2123到达图31所示的位置。通过允许末端执行器2166穿过垂直槽2123,可以将箱坯件1000的主侧板D保持为基本上平坦地抵靠心轴2137的主侧壁2121b的外表面。
心轴侧壁2122b可以不横向延伸到底壁2118的整个长度,并且可以具有限定槽2170的垂直端边缘。可释放的心轴安装支架单元2125可以安装到后侧壁2122b的内表面。心轴安装单元2125可以被构造为将横向延伸的心轴安装板2155可释放地连接至心轴后侧壁2122b,例如将安装板2155接收在安装支架单元125中的槽中,并且该板通过可拆卸地接收在安装板2155的螺纹孔中的安装支架单元的螺钉可释放地保持在槽中。
水平和垂直定向的安装板2155可以固定地连接到垂直心轴支撑构件2154的一端。当心轴安装板2155被接收到安装支架单元2125中时,心轴支撑构件2154的下部也可用于完善心轴2137的后侧壁。
一个或多个吸盘2198可以安装在侧壁2121b的开口2199中。在一些实施例中,为了在心轴壁2122b的外表面与保持在料盒2110中的坯件2000的板A的相邻表面之间建立牢固的连接,也可以在侧壁2122b中的开口2196中安装一个或多个吸盘2195(图32)。在其他实施例中,可能仅仅在侧壁2122b上有吸盘,并且在一些实施例中,在壁2121b或2122b或任何其他壁上可能不需要吸盘。在随后的下板折叠期间,一旦在心轴上成形,摩擦力或其他力就足以保持管状坯件。
由PLC操作的阀(未示出)控制的压缩空气可以提供给吸盘2195和2198(如果存在)。空气吸盘2195和2198可通过分别穿过垂直支撑构件2154、纵向定向的心轴支撑构件2152、第二垂直心轴支撑构件2150以及纵向定向的托架支撑臂2146和托架2144中的腔(未示出)的软管2194和2197,通过提供一个或多个将压缩空气输送通过上述部件的空气通道而互连到真空源。供给吸盘2195和2198的真空可以通过压缩空气分配单元来控制,该压缩空气分配单元可以包括可以由PLC操作的多个阀,并且还可以包括可以非常接近或作为吸盘2195和2198的一部分集成的局部真空发生器设备。通过在非常接近吸盘2198的地方使用局部真空发生器,可以将压缩空气从外部源通过空气分配单元传送到真空发生器。然后,局部真空发生器将压缩空气转换为真空,然后将其传送到吸盘2195和2198。
可以在吸盘2195的外表面上产生足够的空气吸力,使得当被激活而箱坯件2000的剩余部分围绕心轴2137包裹时,吸盘可以接合板A并将板A保持到心轴侧壁2122b。在吸盘2195上产生的真空可以通过分配单元的操作由PLC激活和取消激活。
可在吸盘2198的外表面上产生的空气吸力将足够,使得当被激活时,它们可接合并保持板D以及心轴上围绕心轴2137包裹的箱坯件2000的剩余部分,包括垂直向下移动以密闭底板期间。在吸盘2198上产生的真空可以通过分配单元的操作由PLC激活和取消激活。
水平和垂直定向的安装板2155可以在外端固定地连接到垂直心轴支撑构件2154的下端部。垂直心轴支撑构件2154的相对的上端可以固定地连接到纵向定向的心轴支撑构件2152的第一端。纵向定向的心轴支撑构件2152的相对的第二端可以固定地连接到第二垂直心轴支撑构件2150的第一端。第二垂直心轴支撑构件2150的第二相对端被固定地附接到纵向定向和延伸的托架臂2146的第一端。在心轴支撑构件2150和托架臂2146的连接位置附近,可以在垂直心轴支撑构件2150的相对外表面上安装一对间隔且相对的、纵向定向的支撑块2147a、2147b,上述支撑块可用于固定粘合剂涂布器设备2135。心轴侧壁2122b及其安装板2125可以方便地将心轴2137支撑在心轴支撑框架2148上。
垂直心轴支撑构件2150的上端部可以固定地附接至纵向定向和延伸的托架臂2146的第一端部。纵向定向和延伸的托架臂146的相对端部固定地连接至托架块2144。托架块2144可以被附接以在垂直定向的线性导轨上垂直上下滑动移动。
第一垂直支撑构件2154、纵向定向的心轴支撑构件2152、第二垂直心轴支撑构件2150以及纵向定向的托架支撑臂2146和托架2144可以被适当地构造以允许电气和通信线缆以及压缩空气/真空空气软管穿过从上端到心轴设备2120的操作部件所在的下端。以此方式,电力/通信线缆和空气软管可以将电力、电信号和压缩空气/真空输送到心轴2137和安装在心轴2137上的第二板旋转设备2130。
还应当理解,在具有吸盘2198和2195的第一板旋转设备2124中,吸盘用于施加力以将箱坯件2000的板移动并保持到心轴2137。
就像系统100中的心轴137一样,系统2100中的心轴2137的起始位置通常将是垂直向下的位置,在此处粘合剂涂布器的粘合剂喷嘴低于保持在料盒2110中的箱坯件2000的底边缘的高度。然后,在PLC的控制下,垂直移动设备可以使包括心轴2137的心轴设备2120垂直向上移动。这样做时,可以通过PLC在适当的向上移动范围内操作粘合剂涂布器的喷嘴,以将粘合剂涂布到相应的板D、F和H。由于从与伺服驱动电机关联的编码器接收的信号,PLC132能够在适当的垂直位置处激活粘合剂涂布器。然后,粘合剂涂布器将如图26所示的粘合线2001、2002、2003、2004和2005涂布到料盒2110中的前箱坯件2000的面向外的表面,同时前箱坯件处于拾取位置。
接下来,在PLC的控制下,料盒2110和第一板旋转设备2124可以协作,以使末端执行器2166上的吸盘(未示出)接合并保持主侧壁板D的面向外的表面,并将板N/D/F;M/C/G和L/B/H从夹持机构(未示出)中拉出,而另一个夹持机构(未示出)将板K/A/J保持在料盒中的拾取位置。
然后,第一板旋转设备2124可以将主侧壁板D连同板N/F;M/C/G;和L/B/H中所有的板围绕侧壁板B和A之间的垂直折叠线沿逆时针方向旋转90度到图29所示的构造,其中主侧壁板B的内表面保持为抵靠心轴侧壁2121a的外表面(另请参见图27中的步骤2000(3))。
在下一折叠步骤中,PLC使第一板旋转设备2124将侧壁板D及其相应的相邻的上部和下部主板N和F连同板M/C/G一起围绕侧壁板C和B之间的垂直折叠线逆时针旋转90度到图30所示的构造,其中主侧壁板C的内表面保持为抵靠心轴侧壁2122a的外表面(另请参见图27中的步骤2000(4))。
在下一折叠步骤中,PLC使板旋转设备2138的犁板纵向延伸,使密封板E围绕密封板E和侧壁板A之间的垂直折叠线顺时针旋转90度到该构造(请参见图27中的步骤2000(5))。
在下一折叠步骤中,PLC可以使板旋转设备2124将侧壁板D及其相应的相邻的上部和下部主板N和F围绕侧壁板D和C之间的垂直折叠线逆时针旋转90度到图31所示的构造,其中主侧壁板D的内表面保持为抵靠心轴侧壁2121b的外表面(另请参见图27中的步骤2000(6))。在移动到该位置时,末端执行器2166和吸盘2168的一部分可以滑过槽2123到吸盘仍能够与箱坯件2000的板D的指向内的表面接合的位置。此外,当板D接近图31所示的位置时,侧壁板D的大部分保持为抵靠心轴侧壁2121b的外表面,PLC可使板旋转设备2138的犁板缩回,允许密封板E的面向外的表面与侧壁板D的面向内的表面的边缘部接合,并且其中,由于粘合线D005将两个板粘合在一起,因此密封板E的表面与侧壁板D连接。
在该步骤结束时的结果是将坯件2000形成为大体矩形的管,使得板A-E如图31所示围绕中心定位的心轴2137包裹(另请参见图26中的步骤2000(6)),同时被板旋转设备2134保持在将成为管状坯件的内表面的表面上。
闭合和密封底板F、G、H和J的其余步骤可以由箱形成系统2100以与箱形成系统100闭合和密封箱坯件1000的底板相同的方式执行。在纸箱形成系统2100中,PLC将取消激活吸盘2168,以便只有吸盘2198将箱坯件2000保持在心轴2137上,从而允许固定有管状箱坯件2000的心轴2137垂直向下移动。
上述实施例的许多其他变型是可能的。举例来说,在一些其他实施例中,可以采用第一板旋转设备,例如板旋转设备124或2124,并配置成在将形成管状箱坯件的内表面的一个或多个表面上保持箱坯件的同时,自身接合合适的箱坯件并将箱坯件包裹在心轴上。类似地,在其他实施例中,当将箱坯件保持在料盒中并暴露表面时,在将坯件从料盒中取出以折叠成适合于装载的箱之前,将粘合剂涂布到该坯件的暴露表面上。
仅作为另一示例,在一些其他实施例中,可以使用修改后的系统来形成不用于形成大体长方体形状的盒的箱坯件。例如,坯件的一部分从整个坯件的大体平坦的构造的初始旋转,可以例如仅在四十五度至九十度的范围内到相应形状的心轴上。一旦第一部分已经从平坦构造旋转到成角度的位置,然后坯件更容易能够被其他机构接合,使得坯件的其他部分可以进行进一步旋转,从而将箱围绕心轴包裹以形成大体管状的形状。在某些应用中,可使用具有彼此不完全成直角的外表面的心轴。
虽然可以设想,系统100被定向在特定的相互正交的垂直、横向和纵向参考框架中,但是经过一些其他修改,可以在其他空间定向上提供系统。在这种倒置的构造中,仅作为示例,可以将坯件从堆叠中取出,并且在将其围绕心轴包裹之后,将其垂直向上移动以闭合底板。
箱坯件1000/2000可以由任何合适的材料制成,该材料构造为和适于允许材料的所需折叠/弯曲/移位以达到期望的构造,但是还满足用于保持一个或多个物品的特定结构要求。合适的材料的例子是硬纸板或折皱的瓦楞纸板。应该注意的是,坯件可以由本身是刚性或半刚性的,本身不容易折叠的材料形成,而是由折痕或铰链式机构分成单独的板,从而可以形成纸箱。
现在参考图33,示出了适合于形成纸板罐侧壁的扁平箱坯件3000的俯视图。坯件3000可以具有由合适的刚性或半刚性的纸基材料,例如纸板或硬纸板制成的纸板基板。坯件3000也可以具有聚烯烃层压板层(例如,聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、极低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超高密度聚乙烯、乙烯/丙烯共聚物、聚丙烯、聚异戊二烯、聚丁烯(polybutylene)、聚丁烯(polybutene)、聚-3-甲基丁烯-1、聚4-甲基戊烯-1和包含乙烯/α-烯烃的聚乙烯,所述乙烯/a-烯烃是乙烯与一种或多种a-烯烃(例如丁烯-1、己烯-1、辛烯-1或类似物)的共聚物)或非聚烯烃层压板内层(例如聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚氯乙烯树脂,乙烯-乙烯醇共聚物、聚氯乙烯树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚丙烯酸酯树脂、聚丙烯腈树脂和聚碳酸酯树脂)和中间导电金属(例如铝)箔层。箔层可与内层和纸板基板互连并位于其之间。因此,坯件3000可以是多层坯件。
在食品包装中使用由热塑性层(例如聚乙烯)、金属箔层(例如铝箔)和纸板层组成的层压材料层是众所周知的。这些材料是柔性的,并且可以是耐气体和潮湿的,例如,诸如1987年1月20日授权的第4637199号美国专利所公开的,其全部内容通过引用合并于此。生产这些层压材料的已知示例方法包括:挤出涂布、辊涂、粘合剂粘合或通过将各层压在一起并通过感应射频加热使热塑性塑料软化并粘附到其他层(例如,参见1971年1月19日授权的第3556887号美国专利,其全部内容通过引用合并于此,以及1977年11月29日授权的第4060443号美国专利,其全部内容通过引用合并于此)。
坯件3000可以是可弯曲的和/或可以沿着折叠线从平坦构造折叠成管状侧壁构造,该管状侧壁构造可以在纵向边缘处或纵向边缘附近密封,如下所述。在俯视图中,坯件3000当形成为管状侧壁构造时,仅作为示例,可以是大体正方形或矩形的形状。在其他实施例中,坯件3000可以例如形成为在俯视图中为弧形(例如,圆形或椭圆形)的管状形状。
坯件3000的聚烯烃层压板内层或非聚烯烃层压板内层的在垂直纵向边缘处的部分可用于帮助产生纵向密封。
如本文中预期的,箱坯件3000可以由材料制成和/或以柔性的方式形成,使得其可以从大体上平坦的构造重新构造成围绕诸如心轴的坯件支撑装置的外表面定位的大体上管状的构造,这将在下面描述。此后,箱坯件3000可以补充有基部/底部部件以形成具有上部开口的以容纳一个或多个物品的纸板罐。例如,为了形成在俯视图中呈矩形或正方形的管状侧壁,坯件3000可以具有侧壁板B、C、D以及副侧壁板A和E。副侧壁板A和E可以具有侧壁板C的宽度的一半的宽度。板D和B可以具有与板C的宽度相同或与板C的宽度不同的宽度。
折叠线(以虚线示出)可以设置在相邻的板A-E之间。因此,侧壁板B可以定位为临近并且在垂直侧边缘处沿着折叠线(所有的折叠线在图33中以虚线示出)连接至侧壁板C的垂直侧边缘。侧壁板C可以定位为临近并且在相对的垂直侧边缘处沿着折叠线连接至侧壁板D的垂直侧边缘。侧壁板D可以定位为临近并且在相对的垂直侧边缘处沿着折叠线连接至副侧壁板E的侧边缘。另一个相对侧的副侧壁板A可以定位为临近并且在相对的垂直侧边缘处沿着折叠线连接至侧壁板B的侧边缘。副侧壁板A和E可以具有如下所述的垂直的外侧边缘表面,该垂直的外侧边缘表面可以彼此邻接并密封在一起,以沿邻接的板A和E提供连续的纵向密封。该密封可以是不透气体和/或液体的。
如所示,板A-E可以通过/沿着预定的折叠线固定地连接到相邻板和/或与相邻板一体形成。这些折叠线可以通过材料的弱化区域和/或通过折痕形成设备形成折痕来形成。折叠线的作用是使得当一个板例如板A相对于相邻的板B弯曲时,板A和B将倾向于沿着共同的折叠线相对于彼此枢转。
如将在下文中描述的,侧壁板A、B、C、D和E可被折叠并密封以形成管状构造,然后可为其配备一个或多个底部部件以提供密封且适当坚固的底部。此后,顶部开口的成形的纸板罐可以填充一个或多个物品,然后在顶部用一个或多个顶部部件(例如帽/盖)密封。
参考图33A,示出了也适合于形成纸板罐的,扁平箱坯件3000的替代的扁平箱坯件4000。箱坯件4000可以与箱坯件3000基本相同地构造,但是还可以包括由与侧壁板A-E用相同的材料和相同的方式制成的一体形成的底板G(其提供开口闭合部)。板A-E和G可以一起形成,并作为一个连续的整体连接的单元。因此,坯件板G可在侧壁板C的下部水平/横向边缘处沿着横向折叠线4003一体地连接至侧壁板C。板G也可由与坯件4000的其余部分相同的多层材料制成,并且可以与其一体形成。一旦管状侧壁已经由板A-E形成,则板G可以与板C一起沿着下部大体水平/横向定向的折叠线4003向上折叠,以与管状侧壁的面向内的表面接合以提供用于纸板罐成形的底部密封板。
板G可以具有稍大于在由板A-E形成的管状侧壁的底部的开口的外缘4005。板G还可以具有连续的折叠线4007,该折叠线大体跟随缘4005但与缘4005向内隔开。折叠线4007和缘4005在它们之间限定了边缘部4006,该边缘部4006可以在折叠线4007处向下折叠并且可以具有指向内的表面部,该表面部提供与由板A-E形成的管状侧壁的内壁表面的下部边缘部的接触。当向上折叠时,板G的边缘部4006可以与板A-E的下部边缘部接合,以在由板A-E提供的管状侧壁和底板G之间提供连续的密封连接。这可以,例如通过感应加热在板G的边缘部4006的区域和在由板A-E形成的管状侧壁的内壁的下部边缘部中的金属箔层的区域中的金属箔层的来实现。当这些部分被加热并彼此接触时,接合表面将熔化并粘合在一起,从而在侧壁底部与板G形成连续的密封。
参考图33B,示出了也适合于形成纸板罐的、扁平箱坯件3000和4000的另一替代的扁平箱坯件5000。箱坯件5000可以与箱坯件4000基本相同地构造,其中坯件5000具有一体形成的底板G,该底板G一体地连接到板C并从其沿折叠线5003延伸。坯件500可以另外包括一体形成的顶板F(其可以是另一个开口闭合部),该顶板F在板C的上部水平/横向边缘处沿着折叠线5004连接到侧壁板C并从侧壁板C延伸。板F也可以由相同的多层材料以与坯件5000的其余部分相同的方式制成。板A-E、G和F可以一起形成,并且作为一个连续的整体连接的单元。在形成纸板罐的过程中,板F可以沿着大体上部水平/横向定向的折叠线5004向下折叠。板F可以具有外缘4025,该外缘比在由板A-E形成的管状侧壁的底部处的开口稍大。板F还可以具有折叠线5027,该折叠线5027大体跟随缘5025但与缘5025向内隔开。折叠线5027和缘5025限定边缘部5026,该边缘部5026可以在折叠线5027处向上折叠并且可以具有指向内的表面部,该表面部提供与由板A-E形成的管状侧壁的上端的内壁边缘部的接触。
一旦由板A-E形成管状侧壁,板G可以如上所述向上折叠并密封。类似地,一旦将物品装载到顶部开口的纸板罐中,板F就可以向下折叠,从而使板F的边缘部4026向上弯曲。然后,板F的边缘部4026可以与板A-E的上部边缘部接合并且以与板G相同的方式被密封,以在板A-E提供的侧壁和顶板F之间提供连续的上部密封连接。这也可以,例如通过感应加热在板F的边缘部5026的区域和由板A-E形成的管状侧壁的内壁的上部边缘部中的金属箔层的区域中的金属箔层来实现。当这些部分被加热并彼此接触时,接合表面将熔化并粘合在一起,从而在侧壁底部与板F形成连续的密封。
当完全闭合并密封时,侧壁板A-E以及板F和G可提供纸板罐的内部空腔,该内部空腔可在内部空腔与外部环境之间提供气体和/或液体密封。
现在参考图33C,示出了与如上所述的坯件4000基本相同的坯件6000。坯件6000可以形成为与坯件4000基本相同的形状,并且可以使用与坯件4000基本相同的材料以基本上相同的方式构造。坯件6000可以像坯件4000一样包括穿过所有板A-G的聚烯烃层压板内层或非聚烯烃层压板内层。另外,预涂布到聚烯烃或非聚烯烃层压板内部聚烯烃的特定区域的可以是压敏粘合剂或冷封粘合剂材料。这样的材料是已知的并且可以包括速干的粘合剂(例如,乳胶橡胶、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、硅树脂、丙烯腈-丁二烯或异戊二烯共聚物树脂),该粘合剂一旦干燥,将形成基本上没有粘性的表面,并且仅在施加压力时粘附在涂有相同粘合剂的其他表面上。这样的压力或冷封粘合剂可以能够以相对高的生产率(例如,诸如在形成多个坯件的纸板转换过程中)被施加到基底材料上并且相对快速地干燥。结果,施加到坯件6000的这种冷封粘合剂使得坯件6000能够以相对高的生产率被制造。这种压敏粘合剂和冷封粘合剂的例子在下列文件中讨论:Treatise on Adhesion and AdhesivesVol.2,"Materials",R.I.Patrick,Ed.,Marcel Dekker,Inc.,N.Y.(1969);Adhesion and Adhesives,Elsevier Publ.Co.,Amsterdam,Netherlands(1967);Handbook of Pressure- Sensitive Adhesive Technology,Donates Satas,Ed.,VanNostrand Reinhold Co.,N.Y.(1982);EP 0372756B1;以及第8,895,656号美国专利,其全部内容通过引用合并于此。可以使用的合适的冷封粘合剂可从汉高公司获得。
与坯件4000和5000的板G一样,坯件6000的下部板G可具有外缘6005,该外缘稍大于在由板A-E形成的管状侧壁的底部的开口。板G也可以具有折叠线6007,该折叠线6007大体跟随缘6005但与缘6005向内隔开。折叠线6007和缘6005在它们之间限定边缘部6006,该边缘部可以在折叠线6007处向下折叠并且可以具有指向内的表面部,该表面部提供与由板A-E形成的管状侧壁的内壁部的接触。
内部聚烯烃层的下部横向延伸边缘区域横穿板A-E,可以设置有冷封粘合带6010,该冷封粘合带6010在坯件转换过程中如所引用的那样被涂布到内聚烯烃层上。板G还可以包括相同的冷封粘合剂的带6011,其也可以在转换过程中被涂布,使得其大体与板G的边缘部6006有共同范围地延伸,并且还可以向内延伸一小段距离超过折叠线6007。
当板G向上折叠时,使粘合带6011在由板A-E形成的侧壁的下部边缘区域处与粘合带6010接触。携带粘合带6010和6011的相应边缘区域可以通过合适的机械装置将它们压缩在一起,从而触发冷封粘合剂的粘合效果。因此,坯件6000的板G可以与板A-E的下部边缘部接合以在由板A-E提供的侧壁和底板G之间提供连续的密封连接。通过使用冷封粘合剂来形成密封,可以避免采用感应加热或其他类似的加热方式将材料加热到特定所需区域的熔化温度相关的复杂性。
还可以设置沿着板A的自由垂直边缘的冷封粘合带6015和沿着板E的相对的自由垂直边缘的冷封粘合带6016。这种冷封粘合带6015和6016可与覆盖板A和E的对接垂直边缘的密封带垂直条一起使用并附在其上,以提供垂直对接密封。
现在参考图33D,示出了另一纸板罐坯件7000,其可以与如上所述的坯件4000和6000基本相同。坯件7000可以形成为与坯件4000和6000基本相同的形状,并且可以使用与坯件4000基本相同的材料以基本上相同的方式构造。坯件7000还可以包括聚烯烃内层。然而,在纸板的形成过程中涂布到内部聚烯烃内层的可以是热熔型粘合剂材料。或者,可将热熔型粘合剂涂布到不包括聚烯烃层或金属箔层的坯件7000的下部区域/薄带上,从而将热熔型粘合剂涂布到纸板材料上。
当坯件处于展平状态时,例如将其保持在料盒中时,可以将热熔粘合剂涂布到平坦的坯件7000上。这种热熔粘合剂材料是已知的,并且可以能够粘附到其他表面,例如板G的边缘外缘区域7006。
与坯件4000、5000和6000中的板G一样,坯件7000的板G可以具有外缘7005,该外缘稍大于由板A-E形成的管状侧壁的底部的开口。板G还可具有大体跟随缘7005但与缘7005向内隔开的折叠线7007。折叠线7007和缘7005限定边缘部7006,其可在折叠线7007处向下折叠并且可具有指向内的表面部,该表面部提供与由板A-E形成的管状侧壁的内壁部的接触。下部横向边缘区域横穿板A-E,可以设置有热熔粘合带7010,热熔粘合剂如上所引用。如下所述,当将坯件保持在坯件料盒中时,可将热熔性粘合带7010涂布到板A-E的下部边缘部。
当板G向上折叠时,在由板A-E形成的侧壁的下部边缘区域处的粘合带6010可能与边缘部7006的相对表面接合,该边缘部在折叠线7007处向下弯曲。可施加压缩以将承载粘合带6010的管状侧壁部分与板G的边缘部7006的接合表面推到一起。因此,板G可以与板A-E的下部边缘部接合,以在由板A-E提供的侧壁和底板G之间提供连续的密封连接。
现在参考图34,示出了步骤3000(1)至3000(7)的示例顺序,其是折叠和密封坯件3000以形成适合于顶部装载物品的顶部开口的纸板罐并随后用顶部部件(未示出)闭合。
多个箱坯件3000可以以垂直堆叠的布置呈现3000(1),其中每个坯件被构造为大体平坦和平面的构造。可以从坯件堆叠的前面识别/选择特定的单个箱坯件3000以进行处理3000(2)。在第一折叠步骤3000(3)中,当坯件3000的第一部(板C)保持在初始定向时,侧壁板B连同其相连的副板A(坯件3000的第二部)可以从在3000(2)所示的定向围绕在侧壁板B和C之间垂直定向的折叠线沿顺时针方向一起旋转90度到在3000(3)所示的构造。另外,可选地,在板A和B旋转90度的大体同时,侧壁板D连同其相连的副板E(第三部)可以从在3000(2)所示的定向围绕在侧壁板D和C之间垂直定向的折叠线沿逆时针方向一起旋转90度到在3000(3)所示的构造。
在下一折叠步骤3000(4)中,副侧壁板A(第二部的一部分)围绕在侧壁板A和B之间垂直定向的折叠线顺时针旋转90度到在3000(4)所示的构造。另外,可选地,在板A相对于板B旋转90度的大体同时,侧壁板E(第三部的一部分)从在3000(3)所示的定向围绕在侧壁板D和E之间垂直定向的折叠线沿逆时针方向一起旋转90度到在3000(3)所示的构造。在3000(4)所示的构造中,板A和E具有彼此邻接的垂直纵向边缘,使得横跨板A和E形成大体平坦的连续外表面3000a。
在下一步骤3000(5)中,例如通过一条密封带3001将板A和E的邻接边缘密封在一起,该密封带可以由感应密封装置(未示出)激活,该感应密封装置可以加热坯件3000的内部聚烯烃层材料,从而导致在板A和E的邻接的垂直纵向边缘区域上的聚烯烃层被加热并粘合到密封带3001的纵向条上。
在下一步骤3000(6)中,已经形成为大体管状侧壁形状的坯件3000,现在在俯视图中可以大体是正方形,其可以被移动/平移(例如,垂直向下或向上)到底部成形工位。
在步骤3000(6)中,可将已经传送到底部形成工位的底杯3003向上移动进入由板A-E的管状侧壁形成的底部开口中。底杯3003可以由任何合适的材料或材料的组合制成。其可以具有相容以与板A-E的管状侧壁的内层粘合的顶层表面材料。杯3003的外缘可以比由板A-E形成的管状侧壁的底部处的开口稍大。因此,当杯3003被推入开口中时,杯3003的边缘外缘部可以向下折叠并且可以具有指向内的表面,该表面提供与由板A-E形成的管状侧壁的下部内壁表面部的接触。因此,在侧壁的内部聚烯烃层的下部边缘表面部与杯状件3003的表面之间,在其边缘处将存在表面对表面的接触。然后可以通过例如感应加热来热激活这些接合表面,以加热侧壁的底部区域中的金属箔层,以熔化相应的内部聚烯烃层,从而形成可以具有高度完整性的密封,和防气体和液体的密封。
在步骤3000(6)中形成坯件3000的底部之后,可以将坯件3000移到另一位置,并且随后可以填充一个或多个物品/其他箱,然后将顶部部件插入板A-E的管状侧壁的顶部开口中,以闭合和密封完成的纸板罐。
现在参考图35,示出了步骤4000(1)至1000(10)的示例顺序,其折叠和密封平坦的坯件4000以形成适合于从顶部装载物品的可替代的顶部开口的纸板罐。
多个箱坯件4000(如上所述)可以以垂直堆叠的布置呈现4000(1),其中每个坯件被构造为大致平坦和平面的构造。可以从坯件堆叠的前面识别/选择特定的单个箱坯件4000以进行处理4000(2)。在第一折叠步骤4000(3)中,侧壁板B连同其连接的副板A可从在4000(2)所示的定向围绕在侧壁板B和C之间垂直定向的折叠线沿顺时针方向一起旋转90度到在4000(3)所示的构造。另外,可选地,在板A和B旋转90度的大体同时,侧壁板D连同其连接的副板E可以从在4000(2)所示的定向围绕在侧壁板D和C之间垂直定向的折叠线沿逆时针方向一起旋转90度到在$4000(3)所示的构造。
在下一折叠步骤4000(4)中,副侧壁板A围绕在侧壁板A和B之间垂直定向的折叠线顺时针旋转90度到在4000(4)所示的构造。另外,可选地,在板A相对于板B旋转90度的大体同时,侧壁板E从在4000(3)所示的定向围绕在侧壁板D和E之间垂直定向的折叠线沿逆时针方向一起旋转90度到在$4000(3)所示的构造。在4000(4)所示的构造中,板A和E具有彼此邻接的垂直纵向边缘,使得横跨板A和E形成大体平坦的外表面4000a。
在下一步骤4000(5)中,例如通过一条密封带4001将板A和E的邻接边缘密封在一起,该密封带可以由感应密封设备(未示出)激活,该感应密封设备可以在板A和E的垂直纵向边缘附近加热坯件4000的内部聚烯烃层材料,从而导致在板A和E的邻接的纵向边缘区域上的聚烯烃层被加热并粘合到密封带4001的纵向条上。
在下一步骤4000(6)中,已经形成为大体管状的坯件4000,现在在俯视图中可以大体为正方形或矩形,其可以被移动/平移(例如,垂直向下或向上)到底部成形工位。
从步骤4000(7)到步骤4000(8)到步骤4000(9),管状坯件4000可以开始围绕与板C的折叠线向上折叠底板G,因为其向上折叠(例如,通过合适的折叠设备)到垂直于管状侧壁的定向,并进入在由板A至E形成的管状侧壁的底部的开口中。如上所述,板G的外缘4005可以是稍大于在由板A-E形成的管状侧壁的底部的开口。因此,当将板被G推入开口中时,边缘部4006可以在折叠线4007处向下折叠,并且可以具有指向内的表面部,该表面部提供与由板A-E形成的管状侧壁的下部内壁部的接触。因此,在侧壁的内部聚烯烃层的下部边缘区域和在其边缘部4006的内部聚烯烃层的底板G之间将存在表面对表面的接触。然后可以通过例如在接合表面的附近感应加热来热激活这些接合聚烯烃表面,以加热其中的金属箔层,以熔化内层,从而在管状侧壁和底板G之间形成连续的密封,其可以具有高度完整性的密封和防气体和液体的密封。
可选地,(并且未在图34中示出)由硬质塑料材料制成的另外的保护底杯或塞子部可以垂直地插入到保留在由板A-E形成的侧壁中的板G下方的浅开口中,或者可以稳固在管状侧壁的底部边缘周围,并且可通过例如粘合剂稳固。
在步骤4000(9)中已形成坯件4000的底部之后,可以将坯件4000移到另一位置,并且随后可以填充一个或多个物品/其他箱,然后将顶部部件插入板A-E的管状侧壁的顶部开口中,以闭合和密封完成的纸板罐。
折叠和密封平坦的坯件4000以形成顶部开口纸板罐的上述步骤4000(1)至4000(9)的示例顺序也可以在坯件5000上使用以形成顶部开口的纸板罐。但是,在步骤4000(9)中已形成坯件5000的底部之后,可以将坯件5000移到另一位置,并且随后可以填充一个或多个物品/其他箱。此后,可以将顶板F在与板C的折叠线处折叠90度(通过合适的折叠设备),并插入到板A-E的管状侧壁的顶部开口中。如上所述,板F的外缘可以稍大于在由板A-E形成的管状侧壁的顶部处的开口。
因此,当板F被推入顶部开口时,边缘部5026可以向上折叠并且可以具有指向内的聚烯烃表面,该表面提供与管状侧壁的内表面的上部边缘部的接触。因此,在管状侧壁的内部聚烯烃层和顶板F的边缘部的聚烯烃层之间,将存在沿着其接合边缘的表面对表面的接触。然后可以通过例如感应加热来热激活这些接合表面,以形成可以具有高度完整性的密封和防气体和液体的密封。
坯件6000和7000也可以通过与图35所示的处理相似的处理来形成,以形成具有闭合和密封的坯件的管状侧壁结构。
初始步骤4000(1)至4000(9)可以相同,但是将底板G密封到管状侧壁的步骤可以有所不同,以至于使用冷封粘合剂来为坯件6000提供底部密封和使用热熔粘合剂为坯件7000提供底部密封,如上所述。
现在参考图36至图50,总的来说,罐成形系统300可以包括料盒310,该料盒310可以适于保持多个诸如处于如图36和图37所示的大体平坦垂直定向的纸板罐坯件3000的罐坯件。料盒310可以构造成从多个坯件的堆叠的前面选择性地连续释放单个坯件3000。在替代实施例中,料盒310可以被构造为以这样的定向保持并且选择性地释放不同构造的坯件,诸如坯件4000、5000、6000和/或7000。
特别参考图36和图37,系统300还可以包括坯件支撑设备(这里也称为心轴设备)320和板旋转子系统334。板旋转子系统334可以构造为当将坯件保持在料盒310中时,在坯件的至少两个横向间隔开的面向外的板表面上接合坯件3000,并使坯件3000的板围绕坯件支撑设备320的坯件支撑装置(在本文中称为心轴)337以如下方式旋转:使由板旋转子系统334接合的坯件板表面成为管状纸板罐3000'的侧壁的内表面(见图50)。
板旋转子系统334可以利用至少两个板旋转设备,以便当坯件以大体平坦的构造保持在料盒310中时与坯件3000的多个板的表面接合,并且使这些板(以及可能的与之互连的同一坯件3000的某些其他板)相对于彼此以及相对于一个或多个可以最初以初始位置和定向固持在料盒310中的其他板旋转。例如,板旋转设备334可以包括第一板旋转设备324a和第二板旋转设备324b。板旋转设备324a可以被构造和可操作以与保持在料盒310中的坯件3000的板D的面对表面接合。板旋转设备324b可以被构造和可操作以与保持在料盒310中的坯件的板B的面对表面接合。
板旋转子系统334还可以包括第三板旋转设备330和第四板旋转设备331(参见图36、图36A-C和图37),如下文进一步描述的。第三板旋转设备330可操作以使板E围绕板D和E之间的折叠线相对于板D沿逆时针方向旋转90度。类似地,第四板旋转设备331可操作以使板A围绕板A和B之间的折叠线相对于板B沿顺时针方向旋转90度。
罐成形系统300还可以包括支撑框架340和垂直心轴移动设备336(大体在图36A和图36B中表示)。
纸箱成形系统300的部件的操作可以由诸如可编程逻辑控制器(“PLC”)332的控制器来控制,该控制器可以大体如如上所述的PLC 132配置。PLC 332可以以大体诸如图51中示意性地描绘的方式与系统300的所有部件/子系统通信并对其进行控制,并且还可以控制与其相关联的其他部件/子系统。PLC 332还可以包括人机界面(HMI),例如Allen BradleyPanelview 700plus彩色触摸屏图形工作站,以便操作员可以针对不同的坯件构造使用触摸屏面板来监视、启动、操作、控制、停止、修改系统300的操作。
大体垂直定向的支撑框架340可以支撑心轴移动设备336,以提供心轴337的上下垂直往复运动。应该注意的是,尽管系统300在图中被示出为心轴移动设备336的垂直移动而大体定向,但是在其它实施例中可以使用替代的定向。
心轴移动设备336可包括大体垂直定向的线性导轨342(图36A,图36B)。线性导轨342可以支撑用于相对于支撑框架340上下滑动垂直移动的托架块344(图36、图36A、图36B和图39)。应当注意,在一些描绘系统300的附图中,为了简单或清楚起见,已经省略了支撑框架340和线性导轨342和/或一些其他部件。
托架块344在线性导轨342上的移动可以由连续驱动带343以类似于如上所述的系统100的方式驱动,该连续驱动带343与托架块344互连并支撑在垂直支撑框架340上。驱动带343可以与伺服驱动电机345的驱动轮345a互连并由其驱动,伺服驱动电机345的驱动轮345a可以安装在垂直支撑框架340的上端部。编码器(未示出)可以与伺服驱动电机345相关联,并且编码器和伺服驱动电机可以与PLC 332通信。通过这种方式,PLC 332在从编码器接收信号后可以通过适当地控制和操作伺服驱动电机345来监视和控制托架块344(及其相互连接的部件)的垂直位置。
托架块344可以支撑并刚性地连接到托架支撑臂346(图36A-C,图38和图39),该托架支撑臂346可以大体水平和纵向地定向。托架支撑臂346的外端可以刚性地连接到总体上用348表示的心轴支撑设备(图37)。心轴支撑设备348可以大体支撑心轴337(图36和图44)。
料盒310可以被构造成在其底边缘上保持处于堆叠的、垂直和横向定向的平坦构造的多个箱坯件3000。在系统300中可以采用许多不同类型和/或结构的合适的料盒310。料盒310可以被构造为保持可以以纵向延伸的堆叠的布置保持多个箱坯件3000。料盒310可适于单独地依次呈现多个箱坯件3000的面向外的表面。料盒310可包括大量的箱坯件3000,所述箱坯件3000通过侧壁保持在大体垂直和横向定向的、纵向延伸的箱坯件堆叠中。在这种构造中,箱坯件3000从一叠大体上平坦的坯件的前面单独地和选择性地连续取出,料盒中的箱坯件3000的堆叠可以通过纵向定向的输送机向前移动,该输送机可以以类似于如上所述的系统100的料盒中的输送机系统构造。
使坯件3000堆叠向前移动的目的是使得堆叠中最前面的箱坯件3000的板C的面对表面被定位并保持接近或抵靠心轴337的横向和垂直的侧壁321a的外部大体相邻的表面(图36)。这使得第一板旋转设备324a和第二板旋转设备324b如在下文中进一步描述,能够分别与保持在盒110中的堆叠中的最前面的箱坯件3000的板D和B的其他暴露的面对表面(图36和图37)接合。另外,可以设置背压装置(未示出),该背压装置可以在朝向料盒的前面的纵向方向上对箱坯件堆叠施加背压,当输送机上的箱坯件堆被纵向向前转位时,该背压的大小和方向足以保持堆叠直立并防止其纵向向后下落,以将堆叠前面的下一个箱坯件3000牢固地保持在拾取位置。
料盒310可以以类似于如上所述的料盒110的方式构造和操作。总的来说,料盒310可以具有总体用327表示的料盒框架(图36、图36A和图36B)。料盒310可以包括输送机系统,以将平坦的箱坯件3000顺序地移动到拾取位置。可以采用各种输送机系统或其他箱坯件移动系统。举例来说,输送机系统可以包括安装在框架327上并具有大体上水平的底板315的输送机313(图36A)。输送机313可以被操作以一起纵向移动,以使一叠坯件中的箱坯件3000在料盒中向前移动,同时将其保持在大体上横向和垂直的定向。
可以将诸如与PLC通信的DC电机之类的电机相互连接至输送机313的输送带312,以间歇性地向前移动一叠坯件3000,从而使堆叠中定位在前面的坯件在拾取位置中连续可用。
箱坯件3000的堆叠可以由纵向和垂直定向的侧壁板314a、314b在垂直定向的侧边缘处支撑,所述侧壁板314a、314b可以彼此间隔开并且大体彼此平行地定向。侧壁板314a、314b中的一个或两个可以安装在支撑在料盒框架327上的横向定向的和可移动的杆上。杆的致动可以通过任何合适的机构来进行,例如仅作为示例,带有合适的驱动轴和齿轮机构或手动齿轮和曲轴机构的伺服驱动电机。侧壁板314a、314b用于在料盒310内引导箱坯件3000,并且可以被精确地调节为与在特定时间处理的特定箱坯件尺寸紧密接近或接触。侧壁314a、314b的相对横向间隔的这种可调节性允许将不同宽度的箱坯件保持在料盒310中以进行本文所述的处理。可以提供对料盒310的其他修改以适应,例如坯件4000、5000、6000或7000的构造的不同构造的坯件。例如,板E/D可以由一条输送带在坯件的一侧上支撑,并且板A/B可以由平行于第一输送带运行的另一第二输送带在相对的横向侧上支撑。第一输送带和第二输送带可横向间隔开以提供纵向开口,以允许下部板G与坯件的其余部分一起移动。
可以通过第一板旋转设备324a和第二板旋转设备324b将最前面的坯件3000的选定板从与料盒310相关联的保持夹(未示出)拉离以脱离料盒310的固持,然后至少部分地围绕心轴337旋转(包裹)。当箱坯件3000从料盒310中取出并成形时,PLC可以使料盒310的输送机顺序地使整个堆叠向前移动,使得最靠前的箱坯件3000的主板C的面向外的表面抵靠或非常靠近心轴337的垂直和横向定向的相邻外后表面定位。可以设置与PLC 332通信的传感器(未示出)以在罐形成系统310的操作期间监视料盒310中的箱坯件3000的水平。料盒310可以在料盒的后面装载额外的平坦的箱坯件3000。
与PLC 332通信的电子传感器(未示出)可以被定位成监视坯件堆叠并且确保在坯件堆叠的前面的坯件3000被正确地定位在拾取位置。
可以设置类似于系统100中的上述夹持机构111a-111的包括夹持机构311a(图36)和311d(图36A和图36B)的夹持机构,以可释放地保持在料盒310内的堆叠的前面的每个箱坯件3000,并因此将堆叠保持在适当的位置。如下所述,当第一板旋转机构324a和第二板旋转机构324b分别选择性地接合板D和B时,夹持机构允许与堆叠中的前坯件3000的板D/E和A/B接合和互连以从紧挨着保持在料盒中的堆叠中的前坯件后面的坯件上的相同对应板上拉出。此外,当板D/E和A/B围绕心轴337包裹时,夹持机构将板C保持在料盒310中,但是随后一旦箱坯件3000和其稳固到的心轴337垂直向下移动时,将允许释放板C以允许箱坯件3000的其余部分从由料盒310保持被移除并垂直向下移动,这将在下文中进一步描述。
第一和第二板旋转设备324a、324b可以是多种类型的机器人系统中的一种,但是也可以是由PLC 332控制的简单伺服驱动电机,该电机包括大体上垂直定向的驱动轴,其上附接有可旋转构件。第一板旋转设备324a和第二板旋转设备324b可以能够间歇运动以旋转可旋转构件。可旋转构件可携带板接合装置。
特别参考图36、图36A-C、图37和图39,第一板旋转设备324a可以与第二板旋转设备324b横向隔开,并且两者都可以安装到固定的、横向定向的支撑构件356。机器人支撑构件356可以在相对的端部处由一对横向间隔的、纵向定向的机器人支撑构件358a、358b在其第一端处固定地支撑。横向间隔的、纵向定向的机器人支撑构件358a、358b的相对端可以固定地安装到垂直支撑框架340。
特别参考图36C,可以将横向定向的线性导轨397安装到横向支撑构件356,该横向支撑构件356连接到间隔的纵向支撑构件358a、358b,并且形成支撑框架340的一部分。线性导轨397可与设置在第一板旋转设备324a、324b的互补表面上的旋转轴承接合。因此,板旋转设备324a、324b可操作以用于沿线性导轨397滑动移动,从而可以选择相对于保持在料盒327中的坯件3000的期望的横向位置。支撑构件356的顶部上的横向延伸的标尺371可用于将旋转设备移动到线性导轨397上的适当的横向位置,这允许下文中描述的操作顺序。
第一板旋转设备324a可以包括支撑框架376a,支撑框架376a可以承载线性轴承,该线性轴承提供与线性导轨397的附接以及相对于线性导轨397的滑动移动。类似地,第二板旋转设备324b可以包括可以承载线性轴承的支撑框架376b,该线性轴承用于滑动附接到线性导轨397。
第一板旋转设备324a可以包括可以被支撑在支撑框架376a上的旋转驱动单元360a(图39)。从旋转驱动单元360a的下端延伸的旋转驱动器可以包括驱动轴,该驱动轴可操作以围绕第一垂直旋转轴线顺时针和逆时针旋转。驱动轴及其旋转轴线可以与心轴337的内角横向和纵向地对齐,并且可以位于其上方。旋转驱动单元360a的驱动轴可以可操作地连接至第一关节式运动臂362a的第一端部(图38和图41)。因此,当旋转驱动单元360a在PLC的控制下引起旋转驱动单元360a的驱动轴旋转时,第一关节式运动臂362a能够绕垂直轴线相对于驱动轴顺时针或逆时针枢转,这取决于驱动轴的旋转方向。
安装到第一旋转驱动器364a的关节式运动臂362a的相对端的垂直定向的末端执行器杆366a(图41)形成大体管状的圆柱体并具有一个或多个吸盘368a。
空气吸盘368a可通过穿过末端执行器366a、关节式运动臂362a和旋转驱动器360a中的空腔的软管,通过提供穿过上述部件的空气通道而互连到真空源。可以通过总体用427表示的压缩空气分配单元(见图51)来向吸盘368a提供真空。空气分配单元427可以包括可以由PLC 332操作的多个阀,并且还可以包括可以靠近吸盘368a或作为吸盘368a的一部分而集成的局部真空发生器设备。在其他实施例中,安装在外部的真空泵可以在外部产生真空,然后可以通过上述空气通道提供真空。如果使用局部真空发生器,则压缩空气可以从外部源通过空气分配单元427传送到真空发生器。然后,局部真空发生器可以将压缩空气转换成真空,然后可以将其传送到吸盘368a。
可以在吸盘368a的外表面上产生的空气吸力将足以使其在被PLC激活时可以接合并保持板D,并将箱坯件3000的板D(连同板E)从(i)图36所示的位置旋转到(ii)图38所示的位置,然后(iii)在释放第一个接合的坯件3000之后,最终返回到图36所示的位置以接合位于料盒310中的拾取位置的下一个箱坯件3000的板D。在吸盘368a处产生的真空可以通过空气分配单元427的操作由PLC激活和取消激活。
第二板旋转设备324b可以以与第一板旋转设备324a大致相同的方式构建和构造。当接合和旋转坯件3000的不同于由第一板旋转设备324a接合和旋转的板的其他板时,第二板旋转设备324b可以在与第一板旋转设备324a相反的旋转方向上操作。
第二板旋转设备324b可以包括可以被支撑在支撑框架376b上的旋转驱动单元360b(图39)。从旋转驱动单元360b的下端延伸的旋转驱动器可以包括驱动轴,该驱动轴可操作以绕垂直旋转轴线顺时针和逆时针旋转。驱动轴及其旋转轴线可以与心轴337的内角横向和纵向地对齐,并且可以位于其上方,该内角与第一板旋转设备324a的驱动轴所定位的角横向地相对。
从第一旋转驱动单元360b的相对的下端延伸的第二旋转驱动器(其可以包括不可见的驱动轴)可操作以围绕第二垂直旋转轴线顺时针和逆时针旋转。第二旋转驱动单元360b的驱动轴可操作地连接到相应的关节式运动臂362b(图40)的第一端部(图38和图41)。因此,当旋转驱动单元360b在PLC332的控制下引起第二旋转驱动单元360b的驱动轴旋转时,关节式运动臂362b能够围绕垂直轴线相对于驱动轴顺时针或逆时针枢转,这取决于驱动轴的旋转方向。
安装到旋转驱动器364b的关节式运动臂362b的相对端的垂直定向的末端执行器杆366b(图41)形成大体管状的圆柱体并且具有一个或多个吸盘368b。
空气吸盘368b可以像空气吸盘368a一样通过穿过末端执行器366b、关节式运动臂362b和旋转驱动器360b中的空腔的软管,通过提供穿过上述部件的空气通道而互连到真空源。也可以通过压缩空气分配单元427来向吸盘368b提供真空。空气分配单元427可以包括可以由PLC 332操作的多个阀,并且还可以包括可以靠近吸盘368b或作为吸盘368b的一部分而集成的局部真空发生器设备。在其他实施例中,安装在外部的真空泵可以在外部产生真空,然后可以通过上述空气通道供应真空。如果使用局部真空发生器,则压缩空气可以从外部源通过空气分配单元427传送到真空发生器。然后,局部真空发生器可以将压缩空气转换成真空,然后可以将其传送到吸盘368b。
可以在吸盘368b的外表面上产生的空气吸力将足以使其在被激活时可以接合并保持板B,并将箱坯件3000的板B(连同板A)从(i)图36所示的位置旋转到(ii)图38所示的位置,然后(iii)在释放第一个接合的坯件3000之后,最终返回到图36所示的位置以接合位于料盒310中的拾取位置的下一个箱坯件3000。在吸盘368b处产生的真空,像吸盘368a一样可以通过空气分配单元427的操作来由PLC激活和取消激活。
第一旋转设备324a和第二旋转设备324b可以被构造为针对包括心轴337的心轴设备320的不同类型/构造容易地进行调节,通过适当地对PLC进行合适的编程,以提供吸盘368a、368b的适当移动,通过分别移动第一和第二旋转驱动器360a、360b,以及通过调整线性导轨397上的第一和第二旋转设备324a、324b,以将诸如坯件3000的不同类型/构造的坯件形成为纸板罐的管状侧壁。例如,关节式运动臂362a、362b可以互换以提供不同长度的臂。因此,通过互换心轴337以提供心轴侧壁的替代构造,可以适当地修改和编程PLC 332及其对第一旋转设备324a和第二旋转设备324b的操作,从而可以处理不同尺寸和构造的坯件。
心轴设备320可具有包括心轴337(图36)和总体上用348表示心轴支撑设备(图39)的多个部件。心轴337可以容易地从与心轴支撑设备348的固定连接中移除,使得一种构造的心轴可以容易地被另一种构造的心轴替换。
特别参考图36和图37,心轴337可以包括一对固定地互连或一体成形的相对的、大体矩形或正方形的、隔开的、垂直和横向定向的、隔开的侧壁321a、321b,以及一对相对的、大体矩形或正方形的、隔开的、垂直和纵向定向的、隔开的侧壁322a、322b。侧壁121a,121b,122、122b可以被连接/一体成形以提供大体长方体的、顶部和底部开口的方盒形状。替代的,可替代的心轴337可以大体构造为各种不同的尺寸和形状,每一种都针对要形成为纸板罐的特定类型的箱坯件3000选择。
可以选择心轴337的外表面的尺寸,以便在成型过程中期望折叠的特定的罐坯件3000具有基本位于或沿着心轴337的四个角垂直侧边缘的垂直折叠线。这种选择可以提高罐成形系统300在产生准备用于装载物品的成形罐时的性能。心轴337和系统300中的周围部件可以被构造为允许心轴337容易互换,使得罐成形系统300可以容易地适于从不同构造的箱坯件3000形成不同尺寸/形状的箱。
参考图36,左侧心轴侧壁322a可以配备有垂直槽323a,该垂直槽323a可以构造成允许末端执行器366a的下部及其上的吸盘368a从图36所示的位置移动,穿过槽323a到图38和图39所示的位置。通过允许末端执行器366a穿过垂直槽323a,末端执行器366a,尤其是吸盘368a可以在坯件3000保持在料盒310中时与其板D的外表面接合并使板D与心轴侧壁322a的面向外的表面成面对面的关系。如图所示,由吸盘368a保持的板D的表面成为管状坯件的内表面,并且侧板D可以被保持为基本上平坦地抵靠心轴337的侧壁322a的外表面。
类似地,参考图36C,横向相对的右侧心轴侧壁322b可以配备有类似的垂直槽323b,该垂直槽323b可以构造为允许末端执行器366b的下部及其上的吸盘368b从图37所示的位置移动,穿过槽323b到图38所示的位置。通过允许末端执行器366b穿过垂直槽323b,末端执行器366b,尤其是吸盘368b可以在坯件3000保持在料盒310中时与其侧板B的外表面接合并使板B与侧壁322b的面向外的表面成面对面的关系。如图所示,由吸盘368b保持的板B的表面成为管状坯件的内表面,并且侧板B可以被保持为基本上平坦地抵靠心轴337的主侧壁322b的外表面。
心轴337可在上部外缘边缘处具有一个或多个横向延伸的突出部370(图36和图36C)。这确保了当心轴337在其周围包裹有坯件3000并形成管的情况下垂直向下移动时,由于侧壁的边缘与突出部370的面向下的表面接合使得突出部370在管状侧壁的上部边缘上施加向下的力,具有由板A-E形成的侧壁的管状坯件的上部边缘将与心轴337垂直向下移动。心轴侧壁321a、321b可构造成便于将心轴337支撑在心轴支撑设备348上。特别地,垂直侧支撑构件350a、350b(图39、图40和图48)可连接到具有侧构件349a、349b的大体U形的支撑框架,侧构件349a、349b可支撑在并固定地连接到托架支撑臂346的外端。支撑臂349a可以将垂直附接构件350a稳固到其远端。类似地,支撑臂349b可以将垂直附接构件350b稳固到其远端(图39、图47和图48)。心轴337可以通过可释放的螺母/螺栓连接到垂直侧支撑构件350a、350b的下部,以允许相对容易地互换适于处理不同尺寸/构造的坯件的不同尺寸/构造的心轴。
参照图39和图48,如上所述,心轴支撑设备368固定地附接到纵向定向和延伸的托架臂346的第一端部。纵向定向和延伸的托架臂346的相对端部固定地连接到托架块344。托架块344被附接以在垂直定向的线性导轨342上垂直上下滑动移动。线性导轨342,例如可以是由Bosch Rexroth AG制造的多种类型的线性导轨装置,并且为心轴337和心轴支撑设备368设置垂直移动设备336。
线性导轨142可以安装到垂直支撑框架340。如上所述,线性导轨342可以具有托架驱动机构,该托架驱动机构在PLC的控制下可操作以使托架块344以及因此心轴337也在完成本文所述的罐成形操作所需的移动范围内垂直上下移动。
还应当理解,在第一板旋转设备324a和第二板旋转设备324b中,吸盘368a、368分别用于施加力以接合和移动坯件3000的板。但是在其他实施例中,可采用吸盘的替代接合机构来接合和旋转坯件3000的板。
要详细描述的系统300的下一个部件是第三板旋转设备330和第四板旋转设备331(参见图36和图37),它们分别构造为使板E和A分别围绕它们相应的板折叠线相对于板D和B折叠90度,以完成板A-E围绕心轴337的面向外的表面的包裹,以形成如图40和图41所示的大体正方形的管状。
第三板旋转设备330可操作以使板E绕着与板D的折叠线逆时针旋转90度。第四板旋转设备331可操作以使板A绕着与板B的折叠线顺时针旋转90度。当这样旋转A和E时,这些板的垂直纵向侧边缘彼此邻接。在板A和E(当它们分别相对于板B和D旋转时,其垂直边缘彼此邻接)的内表面和心轴337的侧壁321a的面向外的表面之间设置有密封带499的条形部494(见图36、图36C和图37)。在一些实施例中,密封带499可以例如是,诸如与在坯件中的中间金属箔层中使用的材料相同的金属化箔带材料。密封带在一些实施例中可以是与在坯件的内层中使用的材料相同或相似的材料,例如聚烯烃层,其在适当加热时将粘合到坯件的内表面上的聚烯烃层,或者其可以是包括来自坯件的这两种材料的组合的材料,其中密封带的聚烯烃层在坯件的板A/E的邻接边缘处与管状坯件的聚烯烃层为面对面的关系。在其他实施例中,带有冷封粘合剂的塑料型材料可以用于密封带。
密封带499可以缠绕在卷轴/线轴498上并从其馈送,该卷轴/线轴498通过轮497和496将密封带499输送到密封带支撑托架装置495。托架装置495可以安装至横向支撑构件356,并且可以包括垂直定向的引导通道,该引导通道允许密封带499被输送以提供条形部494,该条形部494将被定位在与板A和E的邻接的垂直边缘相对且跨越板A和E的邻接的垂直边缘的心轴337的侧壁321a的面向外的表面上并在该表面上以垂直定向保持。
第三板旋转设备330和第四板旋转设备331可以各自包括各自的横向定向的犁装置410a、410b,每个犁装置具有犁板,其可以通过相应的致动具有连接至犁装置410a、410b的可移动活塞臂的双作用气缸412a、412b,以间歇的、往复的横向移动的方式向外和向内横向地移动所需要的量。犁装置410a、410b的横向移动可以由空气分配单元427(未示出)中的阀控制,这些阀在PLC的控制下通过软管(未示出)选择性地将压缩空气输送到各自的双作用气缸412a、412b。犁装置410a、410b可被构造成使得犁装置410a、410b的犁板的移动可分别接合并推动板E和A,从而导致板E和A分别围绕相应的板折叠线相对于板D和B旋转90度。
系统300还可以包括密封装置490(图36、图36C、图37、图38和图41),该密封装置也可以包括垂直定向的密封钳(又名密封杆)421,该密封钳可以通过具有可移动活塞臂423(图40)的双作用气缸422,以间歇的、往复移动的方式在所需要的向外和向内的范围内纵向地移动。密封钳421的横向往复间歇移动可以由阀(未示出)控制,这些阀在PLC 332的控制下,通过软管(未示出)选择性地将压缩空气输送到气缸422,该气缸422可以由空气分配单元427中的阀控制的压缩空气的供给。参考图40,当活塞臂423延伸时,密封钳421将被接收到犁装置410a、410b的延伸的垂直边缘之间的垂直纵向间隙中,并且能够接合板A和E的边缘的邻接的外面。
可以对邻接板A和E的垂直边缘部的聚烯烃层和包括金属化箔材料的条形部494施加热量,从而在邻接边缘区域中熔化聚烯烃层。然后,熔化的聚烯烃材料将粘合到密封条494,该密封条494与邻接板A和E的垂直边缘相邻并与之重叠。例如,可为密封钳421设置加热装置,该密封钳421中可以包含电加热元件(例如感应加热部件),其可以由供应给密封装置490的电流供电。
一旦沿着整个邻接接缝向下延伸的密封带499的条形部494已经粘合到板A和E,就形成了用于纸板罐的管状侧壁。当心轴337通过心轴移动设备336垂直向下移动时,已经粘合到板A/E的邻接的垂直边缘区域的密封条499的条形部494也将随着心轴337和管状的坯件3000向下移动。该向下移动将从卷轴498上拉下密封带499的另一个条形部494,该条形部494将固持在托架装置495中的引导件中,并可用于密封将由罐成形系统300处理的下一个坯件3000上的板A/E的垂直邻接边缘。
当附接到已经在心轴337上形成为管状的坯件3000的邻接板A和E的垂直边缘区域的一个密封条部494已经充分向下移动以使下一个密封条部494适当地定位在引导装置495中时,将使用切割装置(未示出)在邻接板A和E的顶部垂直边缘处切割附在垂直向下移动的管状坯件3000的板A/E上的密封条部494,以便使附接至已向下移动的管状坯件3000的密封条部494与从卷轴498馈送的密封带499的卷分离。
切割装置可以是剪刀式切割装置,并且其操作可以由PLC 332控制。第三板旋转设备330、第四板旋转设备331和密封装置490的上述部件可以安装到支撑框架340的框架构件上(为了简单起见,未示出)。在一些实施例中,水平纵向/横向位置以及可能还有其垂直位置在框架上是可调节的,以使得其部件能够适应/替代不同尺寸/构造的心轴设备320以及坯件的相应的不同尺寸和构造。可通过手动和/或在PLC 332控制下操作移动支撑部件的伺服电机进行调整。
气缸412a、412b和422每一个可以是具有活塞臂的常规两/双向作用气动往复气缸,该活塞臂可操作以在完全伸展位置和完全缩回位置之间往复运动。压缩空气可以由通过空气分配单元427与压缩空气源连通的软管(未示出)而输送到气缸412a、412b、422。为了适当地引导压缩空气,分配单元427中的阀(未示出)可以通过响应于来自PLC 332的信号的螺线管在打开和关闭位置之间驱动。这些阀可位于气缸附近或被设置在别处。还可以设置电气通信线路来操作这些阀,这些线路携带去往和来自PLC 132的信号。
还应当注意,在稳固至心轴337的箱坯件3000的向下垂直移动期间,支撑在垂直支撑框架140的一部分上的一个或多个压缩导轨(未示出)可以被构造和定位成向板A和E施加压力,推动其抵靠心轴337的侧壁121a的外表面,以确保板A和E适当地密封到密封条部494。
现在特别参考图36A和图43,罐卸料输送机3102(为简单起见,未在其他附图中示出)可以配备有连续输送带3105,该连续输送带3105由PLC控制下的驱动电机以常规方式驱动。输送带3105可构造有顶部滑道,以支撑和移动由坯件3000通过箱成形系统300形成的顶部开口的罐3000'。罐卸料输送机3102可被支撑在框架支撑腿部件340a、340b(图36A)上,该支撑腿部件可以是框架340的一部分。
特别参考图44,可以在PLC 332的控制下的底杯传送输送机3501可以配备有一对间隔开的连续输送带3502a、3502b,该输送带由在PLC的控制下的带有驱动轮3505a、3505b的驱动电机3504以常规方式驱动,并且构造为支撑并将多个底杯3510连续地传送到总体以3506表示的底部成形工位。
参考图42至图46,在底部成形工位3506也可以是水平支撑和成形板3509,其具有开口3509a,通过该开口,底杯3510可在PLC 332的控制下通过垂直升降机构3507从杯传送输送机3501通过开口3509a垂直向上移动。垂直升降机构3507可包括带有连接至升降平台3510的活塞臂的双向作用气缸3569。当气缸3569由PLC 332控制的阀激活时,气缸3569可使升降平台3510上下垂直移动。
当底杯3510与板3509的开口3509a横向和水平对齐时,垂直升降机构3507可以通过开口3509a向上提升对齐的底杯。根据底杯3510的结构的性质,开口3509a的尺寸和构造可被构造成使得板3509起到成形器的作用,因为当底杯3510被推过开口3509a时,底杯3510的外缘边缘部可相对于底杯3510其余的主体部向下弯曲。这可以提供底杯的边缘表面部,以更容易地促进与坯件3000的管状侧壁的内壁表面的粘合和密封。
垂直升降机构3507可继续提升底杯3510和/或心轴337的垂直移动设备348,以使底杯3510移动到管状坯件3000的下部开口中。心轴337的底部边缘可定位在坯件3000的管状侧壁的下部边缘的上方,以提供足够的空间将底杯3510接收进管状坯件的下部开口中。
参照图42至图48,提供了在PLC 332的控制下的加热设备3600,当心轴337将坯件3000定位在底部成形工位3506的底部成形位置处时(如图47和图48所示),加热设备可操作以接合围绕心轴337包裹的管状坯件3300的外缘。加热设备3660可以包括第一加热叉3610a,其安装到双作用气缸3611a的活塞臂。气缸3611a可以使加热叉3610a在由PLC 332控制的阀的激活下以往复纵向和水平移动的方式在接合的加热位置(图47和图48)和脱离位置之间移动。
加热设备3660还可以包括第二加热叉3610b,该第二加热叉3610b安装到双作用气缸3611b的活塞臂上,并与第一加热叉和气缸3611a相对定位。气缸3611b可以使加热叉3610b以与加热叉3610a的移动相反的往复纵向和水平移动的方式移动,并且加热叉3610b也可以在由PLC 332控制的阀的激活下在接合的加热位置(图47和图48)和脱离位置之间移动。
加热叉3610a、3610b可以包括有电加热元件,所述电加热元件可操作以在管状坯件3000的下部外缘边缘处提供对聚烯烃内层的充分加热,以在下部边缘区域处熔化聚烯烃材料并因此在定位在坯件3000的下部边缘区域处的管状开口内的底杯3510的边缘区域之间产生粘合。加热叉3610a、3610b还可以在下部边缘区域向坯件3000的外表面施加压力,以将该区域中的内部聚烯烃层压靠在底盖3510的侧边缘表面上,从而在底盖3510和管状侧壁坯件3000之间形成底部外缘密封。
还可在底部成形工位3506处设置PLC 332控制下的坯件固持和输送设备3800。坯件固持和输送设备3800可包括带有一个或多个可移动活塞臂3899的双作用气缸3811(图49)。可以将吸盘块3888安装到活塞臂3899,该吸盘块可以将多个吸盘3887安装在其上(图42)。气缸3811可以使吸盘块3888以往复横向水平移动方式移动,并且吸盘块3888也可以在由PLC 332控制的阀的激活下在坯件接合位置(图46)、坯件传送转移位置(图49)和脱离位置(图42)之间移动。在接合位置,吸盘3887具有接合坯件3000的面对表面的吸力。当底杯3510安装在坯件3000中时,这可以帮助将坯件3000保持在固定位置。在接合位置中,在将底杯3510插入坯件3000中之后(即,当心轴337从图47中的位置移动到图48中的位置时),当心轴337移动到垂直位置时由于其从坯件3000脱离,吸盘3887还可将坯件保持在固定位置。
在输送位置,吸盘3887由活塞臂3899和块3888在横向方向上朝着卸料输送机3102移动,使得现在形成为安装有底杯3510的顶部开口的罐3000'的坯件3000移动到传送转移位置。在传送转移位置,吸盘3887可以被取消激活以允许罐3000'被放置到输送带3105上,使得罐3000'可以被移动以用于进一步处理。该进一步的处理通常将包括用一种或多种物品/产品填充罐3000'的内部空间,然后闭合顶部,包括形成顶部密封。
在操作中,罐成形系统300可操作以执行图34所示的步骤3000(1)至3000(7)的顺序,该步骤是折叠和密封坯件3000以形成顶部开口的纸板罐3000'。在操作循环开始时,具有多个保持在其中的坯件3000的料盒310在料盒前面的拾取位置处具有坯件3000(见图36和图37)。
然后,板旋转设备324a可以由PLC 332操作,以接合保持在料盒310中的前坯件3000的板D的面对表面,并将板D和E沿逆时针方向旋转90度,以使它们与心轴337的侧壁322a的表面接合(见图38和图39)。板旋转设备324b还可以被操作为接合保持在料盒310中的坯件的板B的面对表面,并且将板A和B旋转90度,使得它们与心轴337的相对侧壁322b的表面接合。左侧心轴侧壁322a的垂直槽323a允许末端执行器366a的下部及其上的吸盘368a从图36所示的位置移动以穿过槽323a到达图38和图39所示的位置。当坯件3000保持在料盒310中并且使板D与心轴侧壁322a的面向外的表面成面对面关系时,通过允许末端执行器366a穿过垂直槽323a,末端执行器366a,特别是吸盘368a可以接合坯件3000的板D的外表面。如图所示,由吸盘368a保持的板D的表面成为管状坯件的内表面,并且可以将侧板D保持为基本上平坦地抵靠心轴337的侧壁322a的外表面。
类似地,横向相对的右侧心轴侧壁322b的垂直槽323b允许末端执行器366b的下部以及其上的吸盘368b从图36所示的位置移动以穿过槽323b到图38所示的位置。当坯件3000保持在料盒310中并且使板B与侧壁322b的面向外的表面成面对面关系时,通过允许末端执行器366b穿过垂直槽323b,末端执行器366b,特别是吸盘368b可以接合坯件3000的主侧板B的外表面。如图所示(见图38和图39),由吸盘368b保持的板B的表面成为管状坯件的内表面,并且可以将侧板B保持为基本上平坦地抵靠心轴337的主侧壁322b的外表面。
接下来,参考图40和图41,第三板旋转设备330可以被操作以使板E围绕板D和E之间的折叠线相对于板D沿逆时针方向旋转90度。类似地,第四板旋转设备331可以被操作以使板A绕着板A和B之间的折叠线相对于板B沿顺时针方向旋转90度。结果是形成大体围绕心轴337的外表面的大体方形的管状坯件。板A和E关于心轴337的相对的垂直和横向定向的表面以平行于板C的横向定向定位。当板A和E如此旋转时,这些板的垂直纵向边缘彼此邻接。在板A和E的内表面(当它们分别相对于板B和D旋转时,其垂直边缘彼此邻接)与心轴337的侧壁321a的面向外的表面之间是密封带499的条形部494(见图41)。
接下来,可以操作密封装置490(图41),以使得垂直和纵向定向的密封钳421在PLC332的控制下可以通过双作用气缸422在纵向向内方向上移动。随着活塞臂423伸出,密封钳421被接收到犁装置410a、410b的延伸的垂直边缘之间的垂直纵向间隙中,并且可以接合板A和E的边缘的邻接的外表面。
可以在邻接板A和E的垂直边缘部中的聚烯烃层上以及在条形部494中的金属箔层上施加热量,从而在邻接边缘区域中熔化聚烯烃层。然后,熔化的聚烯烃材料将粘合到密封条494,该密封条494与邻接的板A和E的垂直边缘相邻并与之重叠。一旦沿着整个接缝向下延伸的密封带499的一部分已经粘合到板A和E,则罐的管状侧壁已经形成。
现在参考图42和图43,接下来PLC 332可以操作垂直移动设备336,以使心轴337垂直向下移动,结果是粘合到板A/E的密封带499的密封条部494连同心轴337和管状成形坯件3000也被往下拉。该向下移动将下拉将要固持在托架装置495中的引导件中的密封带499的另外的下一个条形部494,并且该条形部494可用于密封将由罐成形系统300处理的下一个坯件3000上的板A/E。
当附接到在心轴337上形成管状形状的坯件3000的密封条部494已经被充分下拉以提供下一密封条494时,采用切割装置(未示出)来切割附接到已经垂直向下移动的管状坯件3000的板A/E上的密封条494,从而使附接到已经向下移动的管状坯件3000的密封条部494与从卷轴498馈送的密封带499的其余部分分离。
现在参考图44和图45,PLC 332继续操作垂直移动设备336,以将心轴337和包裹在其上的管状坯件3000移动到底部形成工位3506,在底部形成工位3506可以安装底杯3510。在心轴337移动到底部形成位置的情况下,底杯3510可以通过垂直升降机构3507通过成形板3509中的开口3509a向上移动。底杯3510可以被定位在已经由杯传送输送机3501传送到那里的提升位置。垂直升降机构3507可以继续提升底杯3510和/或心轴337的垂直移动设备348,使得底杯3510移动到保持在心轴337上的管状坯件3000的下部开口中。
现在参考图46至图48,接下来当心轴337已将坯件定位在底部形成工位3506上的底部形成位置时,加热设备3600由PLC操作以接合围绕心轴337包裹的管状坯件3300的外缘,第一加热叉3610a和第二加热叉3610b移动到接合加热位置(图46、图47和图48)。
可以操作加热叉3610a、3610b的电加热元件,以在管状坯件3000的下部外缘边缘处提供对聚烯烃内层和金属箔层的充分加热,以在下部边缘区域处熔化聚烯烃材料,并因此在位于坯件3000的下部边缘区域处的开口内的底盖3510之间产生粘合。加热叉3610a、3610b还可以在下部边缘区域处对坯件的外表面施加压力,以将该区域内的内部聚烯烃层压靠在底盖3510的侧边缘表面上,从而在底盖3510和坯件3000的管状侧壁周围和之间产生底部外缘密封。
坯件固持和输送设备3800还可以被操作为使得吸盘3887具有与坯件3000的面对表面接合的吸力。在底杯3510安装在坯件3000中时,这可有助于将坯件3000保持在固定位置。
接下来,在将底杯3510插入到坯件3000中之后(即,当心轴337从图47中的位置移动到图48中的位置时),在吸盘仍处于接合位置的情况下,当心轴337向上移动以与坯件3000(现已形成为顶部开口的罐3000')脱离时,吸盘3887还可以将坯件保持在固定位置。
接下来参考图49,加热设备3600由PLC操作以从管状坯件3300的外缘脱离,从而使第一加热叉3610a和第二加热叉3610b移动到脱离的加热位置。
接下来并参考图50,在PLC 332的控制下,吸盘3887在横向方向上朝着卸料输送机3102移动,并且罐3000'移动到传送转移位置,在该位置上吸盘3887可以通过PLC 332取消激活,从而允许将坯件放置到输送带3105上,使得罐3000'可以被移动以进行进一步处理。
心轴337同时将由心轴移动设备336在PLC的控制下向上移动到保持在料盒327中的下一个坯件3000可以被接合和处理的坯件拾取接合位置。因此,可以按顺序对多个坯件3000执行上述处理。预计使用这样的罐成形系统3000,每分钟可以处理大约20-40个坯件3000,这取决于待处理的坯件的构造和结构。
可以对罐成形系统300进行修改以处理坯件4000、5000、6000和7000。
关于处理如图33A和图35所示的坯件4000以形成底部封闭罐4000',需要对罐成形系统3000进行修改。作为底部成形工位3506的替代或者可能的补充,需要另一个底部成形工位,如步骤4000(7)至步骤4000(9)所示的,其可以将板G向上旋转90度进入坯件4000的管状侧壁的下部开口中,然后在板G和坯件4000的下部边缘区域中的内表面之间形成密封。
关于如图33B所示的坯件5000的处理,除了由坯件5000形成如罐4000'一样的底部封闭的罐之外,还需要对罐成形系统3000进行修改以也用板F封闭罐的顶部。因此,需要顶部成形工位3506,其可以将板F向下旋转90度进入坯件5000的管状侧壁的上部开口中,然后在板F和坯件4000的上部边缘区域中的内表面之间形成密封。
关于处理坯件6000,还需要对罐成形系统300进行修改。作为底部成形工位3506的替代或者可能的补充,需要另一个底部成形工位,其可以将板G向上旋转90度进入坯件4000的管状侧壁的下部开口中,然后激活冷封粘合剂以在板G和坯件6000的下部边缘区域中的内表面之间形成密封。
最后,关于处理坯件7000,还需要对罐成形系统300进行修改。作为底部成形工位3506的替代或者可能的补充,需要另一个底部成形工位,其可以(a)将热熔粘合剂按照图33D所示的方式涂布到坯件7000的区域,以及(b)将板G向上旋转90度进入坯件7000的管状侧壁的下部开口中,然后使热熔粘合剂在板G和坯件7000的下部边缘区域中的内表面之间形成密封。
以图33D所示的方式将热熔粘合剂涂布到坯件7000上的步骤可以在将坯件3000保持在类似于料盒327的适当构造的料盒中的同时进行。作为示例,可以将包括两个热熔粘合剂喷枪的热熔粘合剂系统998(图51)部署在PLC332控制下的气缸(未示出)的往复活塞臂上。当心轴337处于远离料盒327的降低位置时,相对的粘合剂喷枪可横向移动横跨保持在料盒中的下一个坯件7000的面,并将粘合剂涂布到板A-E的表面。
系统300的各种部件,例如包括心轴337和各种支撑构件的心轴设备320;第一、第二、第三和第四板旋转设备;机器人支撑构件和支撑框架340,都可以由任何合适的材料制成,例如铝或钢。
系统300的各种部件中的至少一些也可以通过已知技术整体形成或彼此互连。例如,如果部件由合适的金属或塑料制成,则可以采用焊接技术。此外,可以使用螺钉和/或螺母和螺栓。
当然,以上描述的实施例仅是说明性的,绝不是限制性的。所描述的实施本发明的实施例易于对形式、零件布置、细节和操作顺序进行许多修改。相反,本发明旨在将所有这样的修改包括在权利要求书所限定的范围内。
当介绍本发明或其实施例的元件时,冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在表示存在一个或多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包括性的,并且意味着除所列元件外可能还有其他元件。

Claims (87)

1.一种用于由可重新构造的坯件形成罐的方法,所述方法包括:
(a)支撑处于第一定向的可重新构造的坯件;
(b)将坯件支撑装置的面向外的表面的第一部定位为靠近所述坯件的第一部,同时所述坯件处于所述第一定向;
(c)在所述坯件的所述第一部处于所述第一定向的同时,使所述坯件的第二部从所述第一定向围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的第二部旋转;
(d)在所述坯件的所述第一部处于所述第一定向的同时,使所述坯件的第三部从所述第一定向围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的第三部旋转;
从而能够围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面形成用于所述罐的、具有大体管状侧壁构造的坯件。
2.根据权利要求1所述的方法,其中在所述坯件的所述第二部的所述旋转期间,所述坯件被第一旋转设备在表面侧上接合,其中当所述坯件处于所述大体管状侧壁构造时,所述表面侧形成所述坯件的内表面。
3.根据权利要求2所述的方法,其中所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的所述第二部具有凹部,所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的所述第二部的所述凹部构造成将所述第一旋转设备的一部分接收在其中;并且其中当所述第一旋转设备使所述坯件的所述第二部从所述第一定向围绕所述坯件支撑装置的所述表面的所述第二部旋转时,所述坯件的所述第二部的至少一部分基本上抵靠所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的所述第二部保持,并且所述第一旋转设备的一部分被接收在所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的所述第二部的所述凹部中。
4.根据权利要求3所述的方法,其中所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的所述第二部的所述凹部是穿过所述坯件支撑装置的侧壁的开口,并且所述第一旋转设备的至少一部分穿过所述开口。
5.根据权利要求2、3或4中任一项所述的方法,其中在所述坯件的所述第三部的所述旋转期间,所述坯件被第二旋转设备在表面侧上接合,其中当所述坯件处于所述大体管状侧壁构造时,所述表面侧形成所述坯件的内表面。
6.根据权利要求5所述的方法,其中所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的所述第三部具有凹部,所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的所述第三部的所述凹部构造成将所述第二旋转设备的一部分接收在其中;并且其中当所述第二旋转设备使所述坯件的所述第三部从所述第一定向围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的第三部旋转时,所述坯件的所述第三部的至少一部分基本上抵靠所述坯件支撑装置的所述表面的所述第二部保持,并且所述第一旋转设备的一部分被接收在所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的所述第三部的所述凹部中。
7.根据权利要求3所述的方法,其中所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的所述第三部的所述凹部是穿过所述坯件支撑装置的侧壁的开口,并且所述第二旋转设备的至少一部分穿过所述开口。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法,进一步包括:
-在(c)之后,(d)将所述坯件的所述第一部和第二部互连以将所述坯件稳固在所述大体管状侧壁构造中。
9.根据权利要求8所述的方法,其中(d)包括使所述坯件的第二部和第三部的边缘彼此接近,并使所述坯件的第二部和第三部的所述边缘互连,从而形成所述坯件以提供围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的大体管状侧壁构造。
10.根据权利要求9所述的方法,其中使所述坯件的所述第二部和第三部的所述边缘彼此邻接。
11.根据权利要求9或10所述的方法,其中所述第二部和第三部的所述边缘通过密封带部互连,所述密封带部与所述第二部和第三部都互连。
12.根据权利要求11所述的方法,其中当互连所述坯件的所述第二部和第三部时,所述密封带部定位在所述坯件支撑装置的面向外的表面部与所述坯件的所述第二部和第三部的内表面部之间。
13.根据权利要求12所述的方法,其中将要定位在所述坯件支撑装置的所述面向外的表面部与所述坯件的所述第二部和第三部的所述内表面部之间的所述密封带部由密封带卷提供。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法,所述方法进一步包括将所述坯件的所述第一部可释放地保持在所述第一定向。
15.根据权利要求14所述的方法,其中在(d)之后,进一步包括(e)从所述第一定向释放所述坯件的所述第一部,并将所述坯件的所述第一部、第二部和第三部连同所述箱坯件支撑装置移动到用于形成所述罐的底部的另一位置。
16.根据权利要求13所述的方法,进一步包括将所述坯件的所述第一部可释放地保持在所述第一定向,并且其中在(d)之后,进一步包括(e)从所述第一定向释放所述坯件的所述第一部,并将所述坯件的所述第一部、第二部和第三部连同所述箱坯件支撑装置移动到用于形成所述罐的底部的另一位置。
17.根据权利要求16所述的方法,其中在将所述坯件的所述第一部、第二部和第三部连同所述箱坯件支撑装置移动到用于辅助形成所述罐的底部的另一位置的过程中,所述密封带部随其移动,并且所述密封带部从所述密封带卷延伸出随后将定位在所述坯件支撑装置的面向外的表面部与另一坯件的第二部和第三部的内表面部之间的另一密封带部。
18.根据权利要求15、16或17中任一项所述的方法,其中在所述另一位置,将底杯部件安装在所述大体管状侧壁构造的底部开口中。
19.根据权利要求1至17中任一项所述的方法,其中所述坯件包括形成所述大体管状侧壁构造的第一部、第二部和第三部以及远离所述管状侧壁构造延伸的开口闭合部,并且其中所述方法进一步包括,在已经形成大体管状侧壁构造之后,旋转所述开口闭合部以闭合所述管状侧壁构造中的开口。
20.根据权利要求19所述的方法,其中所述开口闭合部具有比所述管状侧壁构造中的开口大的外缘构造,使得当所述开口闭合部旋转以闭合所述管状侧壁构造中的开口时,所述开口闭合部具有弯曲以帮助与所述管状侧壁构造中的所述开口的内壁区域形成密封的外缘区域。
21.根据权利要求19或20所述的方法,其中所述管状侧壁构造中的所述开口为底部开口。
22.根据权利要求19或20所述的方法,其中所述管状侧壁构造中的所述开口为顶部开口。
23.根据权利要求19至22中任一项所述的方法,其中所述开口闭合部与所述管状侧壁构造密封以密封所述开口。
24.根据权利要求17所述的方法,其中所述坯件包括形成所述大体管状侧壁构造的第一部、第二部和第三部,以及远离所述管状侧壁构造延伸的第一开口闭合部和在与所述第一开口闭合部的纵向相反的方向上远离所述管状侧壁构造延伸的第二闭合部,并且其中所述方法进一步包括在已经形成大体管状侧壁构造之后:(i)旋转所述第一开口闭合部以闭合所述管状侧壁构造中的底部开口;以及(ii)旋转所述第二开口闭合部以闭合所述管状侧壁构造中的顶部开口。
25.根据权利要求24所述的方法,其中所述第一开口闭合部与所述管状侧壁构造密封以密封所述底部开口,并且所述第二开口闭合部与所述管状侧壁构造密封以密封所述顶部开口。
26.根据权利要求1至25中任一项所述的方法,其中所述坯件是用于纸材料罐的坯件。
27.根据权利要求25或26所述的方法,其中所述坯件包括多层结构材料。
28.根据权利要求27所述的方法,其中所述坯件包括:(i)第一纸基基底;(ii)可粘合的塑料层;以及(iii)金属箔层,其设置在所述纸基基底层和所述可粘合的塑料层之间。
29.根据权利要求28所述的方法,其中所述可粘合的塑料层为所述罐提供内层。
30.根据权利要求26至29中任一项所述的方法,其中所述纸材料为纸板材料。
31.根据权利要求1至30中任一项所述的方法,其中所述可重新构造的坯件包括具有多个可折叠板的坯件。
32.根据权利要求31所述的方法,其中所述坯件支撑装置包括多个矩形的面向外的侧表面区域,并且其中所述坯件具有多个尺寸与所述坯件支撑装置的面向外的表面区域基本相同的矩形的侧壁板。
33.根据权利要求1至32中任一项所述的方法,其中当所述可重新构造的坯件处于所述第一定向时,所述可重新构造的坯件处于大体平坦的构造。
34.一种用于执行根据权利要求1至33中任一项所述的方法的设备。
35.一种用于由可重新构造的坯件形成罐的系统,所述系统包括:
(a)具有面向外的表面的坯件支撑装置,所述坯件支撑装置被定位成使得在操作中,所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的第一部定位为靠近所述坯件的第一部,同时所述坯件处于第一定向;
(b)旋转子系统,其能操作以使得当所述坯件的所述第一部处于所述第一定向时,所述旋转子系统能操作以使(i)所述坯件的第二部从所述第一定向围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的第二部旋转;以及(ii)所述坯件的第三部围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的第三部旋转以围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面形成大体管状侧壁构造。
36.根据权利要求35所述的系统,进一步包括:
(c)保持设备,其能操作以用于将所述可重新构造的坯件可释放地保持在第一定向和大体平坦的构造;
并且其中所述系统能操作以将所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的第一部定位为靠近所述坯件的所述第一部,同时由所述保持设备将所述坯件保持在所述第一定向和所述大体平坦的构造。
37.根据权利要求35或36所述的系统,其中所述系统能操作以使得在由所述旋转子系统旋转所述坯件的所述第二部和第三部期间,所述坯件由所述旋转子系统从表面侧保持,其中当所述坯件处于所述大体管状侧壁构造时,所述表面侧形成所述坯件的内表面。
38.根据权利要求37所述的系统,其中:
-所述坯件支撑装置具有带有第一凹部的壁,所述第一凹部构造成在其中接收所述板旋转子系统的第一部;
-所述坯件支撑装置具有带有第二凹部的壁,所述第一凹部构造成在其中接收所述板旋转子系统的第一部;
-所述旋转子系统能操作使得当所述旋转子系统使所述坯件的所述第二部从所述第一定向围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的所述第二部旋转时,所述旋转子系统将所述坯件的所述第二部保持为抵靠所述坯件支撑装置的所述表面的所述第二部的至少一部分并且所述旋转子系统的所述第一部的至少一部分被接收在所述第一凹部中;并且
-所述旋转子系统还能够操作,使得当所述旋转子系统使所述坯件的所述第三部从所述第一定向围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的所述第三部旋转时,所述旋转子系统将所述坯件的所述第三部保持为抵靠所述坯件支撑装置的所述表面的所述第三部的至少一部分并且所述旋转子系统的所述第二部的至少一部分被接收在所述第二凹部中。
39.根据权利要求38所述的系统,其中所述第一凹部和所述第二凹部中的每一个包括穿过所述壁的相应的第一开口和第二开口,并且所述旋转设备的至少一部分穿过所述相应的第一开口和所述第二开口中的每一个。
40.根据权利要求36所述的系统,其中所述保持设备能操作以可释放地保持处于所述第一定向的所述坯件的所述第一部。
41.根据权利要求38所述的系统,其中所述系统能操作使得在所述坯件已经由所述旋转子系统旋转以将所述坯件形成为所述大体管状侧壁构造之后,所述保持设备能操作以从所述第一定向释放所述坯件的所述第一部,以允许所述坯件的所述第一部、第二部和第三部通过移动设备与所述坯件支撑装置一起移动到另一位置。
42.根据权利要求35至41中任一项所述的系统,进一步包括用于将所述坯件的所述第二部和第三部互连以将所述坯件稳固在所述大体管状侧壁构造中的连接机构。
43.根据权利要求42所述的系统,其中所述系统能操作以使所述坯件的所述第二部和第三部的边缘彼此接近,使得所述连接机构能操作以使所述坯件的第二部和第三部的边缘互连,从而形成所述坯件以提供围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的大体管状侧壁构造。
44.根据权利要求43所述的系统,其能操作以使所述坯件的所述第二部和第三部的所述边缘彼此邻接。
45.根据权利要求43或44所述的系统,其中所述第二部和第三部的所述边缘通过密封带部互连,所述密封带部与所述第二部和第三部都互连。
46.根据权利要求45所述的系统,其中所述连接机构能操作以使得当互连所述坯件的所述第二部和第三部时,所述密封带部定位在所述坯件支撑装置的面向外的表面部与所述坯件的所述第二部和第三部的内表面部之间。
47.根据权利要求46所述的系统,进一步包括密封钳装置,所述密封钳装置能操作以与所述密封带和所述坯件的所述第二部和第三部的所述边缘部接合,以在所述密封带与所述坯件的第二部和第三部之间形成密封。
48.根据权利要求45、46或47所述的系统,其中所述密封带部由密封带卷提供,使得所述密封带部定位在所述坯件支撑装置的所述面向外的表面部与所述坯件的所述第二部和第三部的所述内表面部之间。
49.根据权利要求48所述的系统,其中移动装置能操作以将所述坯件的所述第一部、第二部和第三部与所述箱坯件支撑装置一起移动到另一位置以形成所述罐的底部。
50.根据权利要求49所述的系统,其能操作以使得在将所述坯件的所述第一部、第二部和第三部连同所述箱坯件支撑装置一起移动到用于形成所述罐的底部的另一位置时,所述系统能操作以使得所述密封带部随其移动,并且所述密封带部从所述密封带卷延伸出随后将定位在所述坯件支撑装置的面向外的表面部与另一坯件的第二部和第三部的内表面部之间的另一密封带部。
51.根据权利要求50所述的系统,其中在所述另一位置,所述系统能操作以使得底杯部件被安装在所述大体管状侧壁构造的底部开口中。
52.根据权利要求35至51中任一项所述的系统,其中所述坯件是用于纸材料罐的坯件。
53.根据权利要求51或52所述的系统,其中所述坯件包括多层结构材料。
54.根据权利要求53所述的系统,其中所述坯件包括:(i)第一纸基基底;(ii)可粘合的塑料层;以及(iii)金属箔层,其设置在所述纸基基底层和所述可粘合的塑料层之间。
55.根据权利要求54所述的系统,其中所述可粘合的塑料层为所述罐提供内层。
56.根据权利要求52至55中任一项所述的系统,其中所述纸材料为纸板材料。
57.根据权利要求35至56中任一项所述的系统,其中所述可重新构造的坯件包括具有多个可折叠板的坯件。
58.根据权利要求35所述的系统,其中所述坯件支撑装置包括多个矩形的面向外的侧表面区域,并且其中所述坯件具有多个尺寸与所述坯件支撑装置的面向外的表面区域基本相同的矩形的侧壁板。
59.根据权利要求35至58中任一项所述的系统,其中当所述可重新构造的坯件处于所述第一定向时,所述可重新构造的坯件处于大体平坦的构造。
60.一种用于包括多层纸基材料的罐的坯件,所述坯件包括:
-用于形成罐的管状侧壁的横向延伸的侧壁部;
-远离管状侧壁部延伸的至少一个开口闭合部,所述至少一个开口闭合部构造成闭合由所述侧壁部形成的开口。
61.根据权利要求60所述的坯件,其中所述侧壁部和所述至少一个开口闭合部一起一体地形成。
62.根据权利要求60所述的坯件,其中所述侧壁部和所述至少一个开口闭合部彼此一体地连接。
63.根据权利要求60所述的坯件,其中所述侧壁部和所述至少一个开口闭合部由相同的多层材料形成。
64.根据权利要求60至63中任一项所述的坯件,其中所述开口闭合部具有比所述管状侧壁部中的开口大的外缘构造,使得当所述开口闭合部闭合所述管状侧壁构造中的所述开口时,所述开口闭合部具有弯曲以帮助与所述管状侧壁部中的所述开口的内壁区域形成密封的外缘区域。
65.根据权利要求60至64中任一项所述的坯件,其中所述管状侧壁部中的所述开口为底部开口。
66.根据权利要求60至64中任一项所述的坯件,其中所述管状侧壁部中的所述开口为顶部开口。
67.根据权利要求60至66中任一项所述的坯件,包括:
-远离管状侧壁部延伸的第一开口闭合部,所述第一开口闭合部构造成闭合由所述侧壁部形成的底部开口;
-第二闭合部,其在与所述第一开口闭合部的纵向相反的方向上远离所述管状侧壁部延伸,所述第二开口闭合部闭合由所述侧壁部形成的顶部开口。
68.根据权利要求60至68中任一项所述的坯件,其中所述坯件是用于纸材料罐的坯件。
69.根据权利要求67或68所述的坯件,其中所述坯件包括多层结构材料。
70.根据权利要求69所述的坯件,其中所述坯件包括:(i)第一纸基基底;(ii)可粘合的塑料层;以及(iii)金属箔层,其设置在所述纸基基底层和所述可粘合的塑料层之间。
71.根据权利要求70所述的坯件,其中所述可粘合的塑料层为所述罐提供内层。
72.根据权利要求68至71中任一项所述的坯件,其中所述纸材料为纸板材料。
73.根据权利要求60至72中任一项所述的坯件,其中所述可重新构造的坯件包括具有多个可折叠板的坯件。
74.根据权利要求60至72中任一项所述的坯件,其中所述坯件具有多个矩形的侧壁板。
75.一种用于由可重新构造的坯件形成罐的方法,其包括:
(a)将坯件支撑装置的面向外的表面的第一部定位为靠近所述坯件的第一部,同时所述坯件处于第一定向;
(b)利用旋转子系统旋转所述坯件,使得当所述坯件的所述第一部处于所述第一定向时,所述旋转子系统使(i)所述坯件的第二部从所述第一定向围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的第二部旋转;以及(ii)所述坯件的第三部围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的第三部旋转以围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面形成大体管状侧壁构造。
76.一种用于由可重新构造的坯件形成罐的方法,所述方法包括:
(a)支撑处于第一定向的可重新构造的坯件;
(b)使所述坯件的第一部从所述第一定向围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的第一部旋转;
(c)使所述坯件的第二部从所述第一定向围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的第二部旋转;
从而围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面形成用于所述罐的、具有大体管状侧壁构造的坯件。
77.根据权利要求76所述的方法,其中在所述坯件的所述第一部的所述旋转期间,所述坯件被第一旋转设备在表面侧上接合,其中当所述坯件处于所述大体管状侧壁构造时,所述表面侧形成所述坯件的内表面。
78.根据权利要求77所述的方法,其中在所述坯件的所述第二部的所述旋转期间,所述坯件被第二旋转设备在表面侧上接合,其中当所述坯件处于所述大体管状侧壁构造时,所述表面侧形成所述坯件的内表面。
79.根据权利要求77所述的方法,其中所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的所述第一部具有凹部,所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的所述第一部的所述凹部构造成将所述第一旋转设备的一部分接收在其中;并且其中当所述第一旋转设备使所述坯件的所述第一部从所述第一定向围绕所述坯件支撑装置的所述表面的所述第一部旋转时,所述坯件的所述第一部的至少一部分基本上抵靠所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的所述第一部保持,并且所述第一旋转设备的一部分被接收在所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的所述第一部的所述凹部中。
80.根据权利要求78所述的方法,其中所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的所述第一部具有凹部,所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的所述第一部的所述凹部构造成将所述第一旋转设备的一部分接收在其中;并且其中当所述第一旋转设备使所述坯件的所述第一部从所述第一定向围绕所述坯件支撑装置的所述表面的所述第一部旋转时,所述坯件的所述第一部的至少一部分基本上抵靠所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的所述第一部保持,并且所述第一旋转设备的一部分被接收在所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的所述第一部的所述凹部中,并且其中所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的所述第二部具有凹部,所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的所述第二部的所述凹部构造成将所述第二旋转设备的一部分接收在其中;并且其中当所述第二旋转设备使所述坯件的所述第二部从所述第一定向围绕所述坯件支撑装置的表面的所述第二部旋转时,所述坯件的所述第二部的至少一部分基本上抵靠所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的所述第二部保持,并且所述第一旋转设备的一部分被接收在所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的所述第二部的所述凹部中。
81.一种用于由可重新构造的坯件形成罐的系统,所述系统包括:
(a)具有面向外的表面的坯件支撑装置;
(b)旋转子系统,其能操作以使(i)所述坯件的第一部从第一定向围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的第一部旋转;以及(ii)所述坯件的第二部围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的第二部旋转以围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面形成大体管状侧壁构造。
82.根据权利要求81所述的系统,其中所述系统能操作以使得在由所述旋转子系统旋转所述坯件的所述第一部和第二部期间,所述坯件由所述旋转子系统从表面侧保持,当所述坯件处于所述大体管状侧壁构造时,所述表面侧形成所述坯件的内表面。
83.根据权利要求81所述的系统,其中:
-所述坯件支撑装置具有带有第一凹部的壁,所述第一凹部构造成在其中接收所述板旋转子系统的第一部;
-所述坯件支撑装置具有带有第二凹部的壁,所述第一凹部构造成在其中接收所述板旋转子系统的第二部;
-所述旋转子系统能操作,使得当所述旋转子系统使所述坯件的所述第一部从所述第一定向围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的所述第一部旋转时,所述旋转子系统将所述坯件的所述第一部保持为抵靠所述坯件支撑装置的所述表面的所述第一部的至少一部分并且所述旋转子系统的所述第一部的至少一部分被接收在所述第一凹部中;并且
-所述旋转子系统还能操作,使得当所述旋转子系统使所述坯件的所述第二部从所述第一定向围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的所述第二部旋转时,所述旋转子系统将所述坯件的所述第二部保持为抵靠所述坯件支撑装置的所述表面的所述第二部的至少一部分并且所述旋转子系统的所述第二部的至少一部分被接收在所述第二凹部中。
84.一种用于由可重新构造的坯件形成罐的方法,所述方法包括:
(a)支撑处于第一定向的可重新构造的坯件;
(b)使所述坯件的至少一部分从所述第一定向围绕坯件支撑装置的面向外的表面旋转,其中在所述坯件的第一部的旋转期间,所述坯件被旋转设备在表面侧上接合,其中当所述坯件被构造成大体管状侧壁构造时,所述表面侧形成所述坯件的内表面。
85.根据权利要求84所述的方法,其中所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的所述至少一部分具有凹部,所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的所述至少一部分的所述凹部构造成将所述旋转设备的一部分接收在其中;并且其中在操作中,当所述旋转设备使所述坯件的所述至少一部分从所述第一定向围绕所述坯件支撑装置的所述表面旋转时,所述坯件的所述至少一部分的至少部分基本上抵靠所述坯件支撑装置的所述面向外的表面保持,并且所述旋转设备的所述部分被接收在所述凹部中。
86.一种用于由可重新构造的坯件形成罐的系统,所述系统包括:
(a)具有面向外的表面的坯件支撑装置;
(b)旋转子系统,其能操作以使得所述坯件的至少一部分从第一定向围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的一部分旋转;
其中所述系统能操作以使得在所述坯件的所述部分由所述旋转子系统旋转期间,所述坯件由所述旋转子系统从表面侧保持,其中当所述坯件处于大体管状侧壁构造时,所述表面侧形成所述坯件的内表面。
87.根据权利要求86所述的系统,其中:
-所述坯件支撑装置具有带有第一凹部的壁,所述第一凹部构造成在其中接收所述板旋转子系统的一部分;
-所述旋转子系统能操作,使得当所述旋转子系统使所述坯件的所述部分从所述第一定向围绕所述坯件支撑装置的所述面向外的表面的所述部分旋转时,所述旋转子系统将所述坯件的所述部分保持为抵靠所述坯件支撑装置的所述表面的至少一部分并且所述旋转子系统的所述第一部的至少一部分被接收在所述第一凹部中。
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