CN1126164A - 对准瓶子的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种用来对流动中的瓶子贴标签的设备和方法，设有输入输送带以便将瓶子供应到交付站。瓶子被一进入活门约束在交付站内不到适宜时刻不开放。瓶子被一前进输送器从交付站送到工作站。进入工作站的瓶子将前行的瓶子驱出工作站使它来到一条放慢的输送带上。放慢的瓶子被后来的以较快速度移动的要贴标签的瓶子碰撞。与放慢的已贴标签的瓶子的碰撞被用来使每一个要贴标签的瓶子对准在贴标签站上。

Description

对准瓶子的方法和设备

本发明一般地涉及在产品上贴标签的设备和方法，更具体地说涉及将柔性的管状标签施加到容器上的设备和方法。

参考的相关专利和申请有：

1990年7月31日授予Eric Gifford等的题为“贴标签设备”的4,944,825号专利(本文称为满瓶专利)。

1993年8月3日授予Eric Gifford的题为“对准瓶子的设备”的5,232,541号专利(本文称为新的满瓶专利)。

1986年11月4日授予William Easter等的题为“贴标签设备”的4,620,888号专利(本文称为ASA90专利)。

1986年1月21日授予Rich Wehrmann等的题为“自动化的制造监控”的4,565,592号专利(本文称为标签定位专利)。

1983年11月1日授予Bernard Lerner等的题为“贴标签设备”的4,412,876号专利(文本称为ASA60专利)。

1993年9月30日由Dana Liebhart提出的题为“弄圆物品的方法和设备”的序号为08/129,657的专利申请(本文称为凹陷清除器的专利申请)。

这5个专利和1个专利申请都将在此后整体加以参考引用。

管状的柔性的标签曾普遍用来标识“二升”瓶那样的塑料容器。在满瓶上贴标签对贴标签机来说有些特殊问题，这是因为增加了流体重量和该流体重量在瓶内运动时所产生的影响。在满瓶贴标签机专利中所公开的在满瓶上贴标签的设备和方法曾取得相当大的成功。但这种设备需要昂贵的专用部件，对瓶子形状的变化不能很好地适应，并且偶尔还会挤压并损坏瓶子。在贴标签的操作中如果充满流体的瓶子被损坏会造成较大问题，因为内含物会溢出到机器上和其他瓶子上。因此，需要有这样一种满瓶的贴标签机，它能以低成本制造出来，它能适应要贴标签的瓶子的形状变化并且还能减少挤压和停工。

本受让人曾研制出一种改进的在满瓶上贴标签的机械并在新的满瓶专利中予以公开。这种机械使要对准的瓶子和下游的已贴标签的瓶子都暂停一下以便为前者贴标签。这种机械虽然可用，但它使下游的瓶子全都暂停，这是高速装瓶操作中不希望有的。

本发明现在提供一种新的贴标签设备，该设备对瓶子形状的变化不敏感并且高度可靠。该设备包括一个施加标签的装置和一个使产品前进的装置。该设备具有一个前进输送器以便使未贴标签的产品从产品交付的位置前进到施加标签的位置。还有一条速度放慢的输送带离开一个预定的距离设在施加标签位置的下游以便使在未贴标签产品下游的已贴标签产品的运动放慢。未贴标签产品向标签施加位置逼近并在贴靠到一个放慢的在下游的已贴标签的产品时与该位置对准。放慢的输送带用来将已贴标签的产品带往下游以便与要贴标签的产品分离。

在所示出的优选的实施例中，贴标签设备还包括有一个进入活门，以便将交付站内的产品阻挡到一个合适的时间才让它向贴标签位置接近。

本发明还提供一个新的方法以便将标签施加到产品上。该方法包括用一条输送带将要贴标签的产品输送到一个交付站上。再在交付站上使产品与一个前进输送器接合并被后者驱向贴标签站。被驱动的产品将一个前行的产品推出到贴标签站之外并使它进入到一条放慢的输送带上。被驱动的产品然后贴靠在放慢的下游的产品上而对准其在贴标签站上的位置。放慢的在下游的产品继续被送向下游。其时一个标签被施加到对准的产品上。

下面对附图作简要说明：

图1为示出按照本发明的贴标签设备的概略的平面图；

图2为图1的平面图在贴标签周期内较晚一点时间时的情况；

图3为图1的平面图在贴标签周期内更晚一点时间时的情况；

图4为贴标签设备的定时机构的示意图；

图5为部分切开的贴标签设备的前视图；

图6为大致从图1中用6—6线示出的平面看去的概略的视图；

图7为大致从图1中用7—7线示出的平面看去的概略的侧视图；

图8为示出以主驱动轴的位置为准的各部件的相对位置的定时图。

下面对本发明的一个优选的实施例进行说明：

参阅图1—5，图中示出将套管状标签20(图5)施加到单个瓶子30上的贴标签设备10。参阅图1，该设备包括一条输入输送带40，一个交付站50，一个进入活门60，一块滑板70，一个前进输送器80，一个工作站90，一条放慢的输送带100，和一个输出支板110。贴标签设备10将瓶子流中的单个瓶子30分离出来并对准位置。瓶子30是在工作站90分离出来并对准位置的，在那里施加标签的工具220将一标签施加到每一个瓶子30上。

瓶子流是用输入输送带40送到交付站50的。较好的输入输送带40是在满瓶专利说明书的图10和11中所公开的连续不断运转的辊子链输送带。在输入输送带40上的瓶子30连续不断地沿着下游的方向被推向交付站50。如果有一瓶子如图1所示处在交付站50上，那么每一在输入输送带40上的瓶子30就会被其邻接的在下游的瓶子阻挡使它不能向前移动。由于辊子120能自由转动，所以在输入输送带40上的瓶子可停留不动而让输入输送带40连续不断地在瓶子的下面移动。采用这种安排，瓶子可继续不断地被推向交付站50并且当交付站50空着时只有一个瓶子30能被推入到交付站50内。

在交付站50的下面有一块滑板70，这只是一块光滑的平板。离开输入输送带40的瓶子30被推到滑板70上一直到前导的瓶子碰到挡块130为止。滑板70从工作站50沿着下游的方向伸展到输出输送带110如图1—3所示。

贴近交付站50的前进输送器80包括一块推板140，一个挡壁150，和一个滑动臂160。推板140与单个瓶子30接合并沿着滑板70把它推向工作站90然后返回。推板140的运动以连续循环的方式重复进行。挡臂150可挡住在输入输送带40上的向下游流动的瓶子在推板140还没有完全返回时进入到交付站50内，如图3所示。滑动臂160可在一对平行的用来导引前进输送器的往复运动的导杆170上滑动。有一推板凸轮从动轮机构180连接到滑动臂160上以便驱使滑动臂160按预定的同步运动进行。推板凸轮从动轮机构180最好由一连接到主驱动轴200上的推板凸轮190驱动如图4所示。

进入活门60设在推板140的附近以便阻塞或开放瓶子的通路。进入活门60最好用连接到那里的气动缸210的操作来开启和关闭，如图4所示。当推板140开始将一瓶子30驱向工作站90时，进入活门便被定时打开。瓶子进入活门60用来将瓶子30约束在交付站50内，由于该瓶子不断受到在输入输送带上邻接的上游的瓶子所施加的恒定的力，如果该瓶子不被进入活门60约束的话，那么这个在交付站50内的瓶子将在下游的方向上被输入输送带上后面进来的瓶子冲撞。

在交付站50的下游为工作站90。工作站90包括一个用来连续不断并周期性地将套状标签20施加到单个瓶子30上的贴标签工具220。该贴标签工具与曾被参考引用的满瓶专利所公开的工具基本相同。贴标签工具的更多的细节已被ASA60、标签定位和ASA90诸专利所公开。有一对相对的标签施加器230可沿垂直方向在滑动架240上往复移动(图5)。在其周期中的一部分时间内，标签施加器230离开在工作站90内的瓶子，因此瓶子可移入工作站90和从工作站移出而不会受到干扰。标签施加器230按对推板140和进入活门60预定的关系同步运动。标签施加器230最好由一贴标签凸轮从动轮机构驱动，后者再由连接到主驱动轴200上的贴标签凸轮260驱动如图4和5所示。

工作站90包括有一个真空稳定器。在滑板160上形成多个真空口270使每一被贴标签的瓶子30的底部盖住这些真空口270。真空便可与这些口子连通以便将瓶子保持在该位置上。这一特征可以防止瓶子30摇动同时可允许有限的侧向滑动，即使在瓶子内的流体向四周溅出时也能使瓶子在贴标签站适当地对准。

放慢的输送带100设在贴标签站的下游和瓶子输出支板110的上面。已公开的放慢的输送带100具有两条相对的输送带282和284，这两条皮带位于瓶子通路的对边上形成一个输送带夹。图上示出一对支承这两条皮带282、284上游端的皮带轮286、288。该两皮带轮的轴线垂直于输出支板110的平面。两条皮带282、284可按给定的瓶子尺寸可调节地定位，使它们之间离开一个预定的距离，从而瓶子可用一个适量的摩擦力来夹持。两条皮带282、284至少要在与流动中的瓶子的重心位置同样的高度上伸展。两条皮带282、284可由一电动机(未示出)驱动使它们以比推板输送器140低的速度运行。刚贴好标签的瓶子被后面的一个要贴标签的瓶子从工作站推到放慢的输送带100上，刚贴好标签的瓶子于是被两条皮带282、284的对边夹持并以放慢的速度但不停顿地向下游移动。放慢的输送带100设在工作站90的下游离开一个预定的距离，该距离可随给定的瓶子尺寸而定。

图6概略地示出一个能调节皮带轮286、288之间距离的机构使输送带100可适应各种不同直径的瓶子。该调节机构包括一对皮带轮支座285、287和一根螺纹轴289。该轴289还带有一个六角形转动头291。在转动头291两侧的螺纹分别为右、左旋螺纹如同一个松紧螺丝扣那样。每一皮带轮支座285、287都有一个带螺纹的孔以便接纳该轴289。转动该头291时可使皮带轮286、288或是相互移近或是远离，视转动方向而定。其他在输送带100上的皮带轮(未示出)可用类似方式调节。在支板110上可制出槽293(图7)使皮带轮支座285、287能在其内移动。

图7概略地示出一个可用来调节工作站90与皮带轮286、288之间距离的机构。该机构包括一对可用螺纹拧入到皮带轮支座285、287内的螺栓295、297。转动螺栓295、297时可使皮带轮286、288移动，远离或接近工作站90，视转动方向而定。还设有一对槽299、301可允许螺栓作侧向移动。对具有一般机械技能的人员来说有很多种可用来调节皮带轮位置的其他机构可供选择。

作为上述已公开的两条皮带系统的替代方案，可以象凹陷消除器专利申请中所启示并提出权利要求的那样采用一个固定的平的直立零件和一条与此相对的输送带作为放慢的输送带。这种替代的放慢的输送带可有多种功能：1)制止刚贴好标签的瓶子的运动以便使下一个瓶子定位在工作站内，2)运送到下游的一条输送带上，以及3)可将已贴好标签的瓶子在早先的加工过程中发生的凹陷至少部分重新弄圆。

设有一个定时机构300以便使推板输送器140、进入活门60和贴标签工具230同步。如图4所示，主驱动轴200驱动推板凸轮和贴标签凸轮190、260。推板凸轮190连接到推板凸轮从动轮机构180上以便操作前进输送器80。从推板凸轮从动轮机构来的往复运动被传递到滑动臂160上，其方式为具有一般机械技能的人员所熟知。贴标签凸轮260连接到贴标签凸轮从动轮机构250上以便驱使标签施加器230使它周期性地上下运动。

定时机构300还包括一个编码器310以便产生相应于主驱动轴200的各个离散旋转位置的数字信号。例如，可用一个型号为H2SD—CCW—8CG—7406—EM20—S以商品名BEI出售的编码器。由编码器310发出的信号被送到备有程序的微处理器320以便将操作信号送给进入活门阀340，该阀控制着进入活门气动缸的操作，可使气动缸210的两个对向端分别与压缩空气源342连接或脱离连接。这样，在贴标签周期中由主驱动轴200的旋转位置确定的适当时刻便可用空气压力来使进入活门60开启或关闭。

图8为将主驱动轴200的旋转位置表示在水平轴线上的定时图。进入活门60、推板140和标签施加器(工具)230的各个位置则在垂直轴线上示出。瓶子进入活门的位置在图8的垂直轴线上用开启或关闭来指出。“关闭”位置是指瓶子通路被阻塞时的位置。推板140的位置用“瓶子进给”指出。标有“进”的位置为推板离开交付站50并走向工作站90的位置。标签施加器230的位置用“贴标签工具”标出。一条用“脱离瓶子”标出的水平虚线指出在周期中的某些点，在这些点上标签施加器230与瓶子30脱离。在贴标签周期中的一部分，即在该虚线以上的部分，瓶子30可以移入工作站90或从工作站移出而不会受到干扰。

如图8所示，推板140只是在进入活门60开启时才将一个要贴标签的瓶子推向工作站90。前行的(贴好标签的)瓶子以较快的速度被驱出工作站90并进入到速度放慢但不停顿的放慢输送带100上。移动得较快的要贴标签的瓶子于是碰在较慢的前行的瓶子上而被停止。推板140和放慢输送带的相对速度可以调节到使要贴标签的瓶子在碰撞到前行的瓶子时正好对准工作站。放慢的输送带带着放慢的瓶子走向下游，这样就把已贴标签的瓶子分离开来。由于已贴标签的瓶子已从瓶子流中分离出去，因此在瓶子周围有足够大的间隙可供标签施加器230操作。

操作过程如下：

要贴标签的瓶子30用输入输送带40前进到交付站50。瓶子30接着被推板140接合并被它驱向工作站90。一个在下游的已贴好标签的瓶子30在工作站被一个要贴标签而被推板140驱动前来的瓶子推出工作站90。已贴好标签的瓶子被推到被夹持的位置上并被放慢输送带放慢速度以便用为对准的对接面将要贴标签的瓶子定位在工作站内。刚贴好标签的瓶子被放慢输送带送向下游从而与现在正在工作站90内对准的瓶子分离，其时一个标签就被施加到对准的瓶子上。整个过程于是重复进行。

虽然本发明就其优选的实施形式进行说明有其一定的特殊性，但显然，本次优选实施形式的公开只是示范性的，细节构造及部件的组合和安排尚可有许多变化而不离开本发明的精神和范围正如后面所要提出的权利要求那样。

Claims (9)

1.一种具有将套状标签施加到产品流中单个产品上的贴标签装置和产品前进的机构的贴标签设备，其特征在于，该设备包括：

(a)一个前进输送器，以便将一未贴标签产品从产品交付位置输送到标签施加位置；及

(b)一条放慢的输送带，设在下游方向上，离开所说标签施加位置一个预定的距离，该输送带用来放慢在所说未贴标签产品下游的另一个已贴标签产品的速度，从而用碰撞到放慢的下游产品上的方法使所说未贴标签产品对准所说标签施加位置，其时所说放慢输送带将所说另一个产品带往下游方向。

2.按照权利要求1的贴标签设备，其特征在于，该设备还具有一块滑板用来支承被所说前进输送器输送的产品，其时所说滑板具有真空口以便使产品稳定在所说贴标签位置上。

3.按照权利要求1的贴标签设备，其特征在于，所说放慢输送带具有一对相对的输送带，它们之间隔开一个预定的距离以便使每个产品得以被夹持在其两个对边之间。

4.按照权利要求1的贴标签设备，其特征在于，所说放慢输送带有一直立的固定零件和一条与此相对的输送带，两者之间隔开一个预定的距离以便使每个产品得以被夹持在其两个对边之间。

5.一个分散物品流的输送系统，可用来临时对准所说物品流中的单个物品，其特征在于，所说系统具有：

一条供应输送带以便输送所说物品流；

一个工作站设在所说流动通路上，在那里对所说物品流中的每一个物品完成一个操作；

一个进入活门设在所说工作站的上游，所说进入活门具有一个可动的阻塞机构，能够交替地移入和移出所说流动通路，以便在移入所说流动通路时阻止一个物品的通过并在从所说流动通路移出时允许一个物品的通过；以及

一条放慢的输送带设在所说工作站的下游，所说放慢输送带包括一个输送带夹，设在下游方向上离开所说工作站一个预定的距离，从而每个物品可被所说放慢输送带夹持并放慢速度，其时每一个放慢的物品可用为对准的对接面以便使所说物品流中下一个物品对准。

6.按照权利要求5的输送系统，其特征在于，该系统还具有一个推板以便将物品从进入活门所在位置推向所说工作站。

7.按照权利要求5的输送系统，其特征在于，所说工作站还包括一个真空保持机构可用来稳定在所说工作站上的物品。

8.一个瓶子对准系统，用来使瓶子流中的单个瓶子对准，其特征在于，所说系统具有：

一个限定一部分流动通路的进入输送带；

一块与所说进入输送带邻接的滑板，用来接受被所说进入输送带交付的瓶子；

一个位于所说滑板上的工作站；

一个用来使瓶子沿所说滑板推向所说工作站的推板；以及

一条设在所说工作站下游的放慢的输送带；

从而所说推板可在操作时将一个瓶子从所说进入输送带推向所说工作站；

所说放慢输送带适宜用来使离开工作站的瓶子放慢速度，从而被驱动的瓶子可碰撞在放慢的下游瓶子上并停留在该位置；另外，

所说放慢输送带位于所说工作站的下游离开一个预定距离的地方，因此每一个这样被驱动的瓶子当被一个这样放慢的瓶子阻停时能够正好在所说工作站上对准。

9.按照权利要求8的瓶子对准系统，其特征在于，所说滑板具有真空口可用来稳定停留在所说工作站上的瓶子。

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