CN113002890A - 用于控制从动型密封单元的操作参数的方法 - Google Patents

用于控制从动型密封单元的操作参数的方法 Download PDF

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Abstract

一种用于控制产品包装机中的从动型密封单元(1)的操作参数的方法，其中密封单元(1)包括能沿待密封的管状膜的进给路径以往复运动方式移动的密封模块(1a、1b)。该方法根据多个操作参数来实现，并且包括设置至少在密封时间和生产速度之间可选择的至少一个输入操作参数的值的步骤。该方法还包括根据设定值来计算剩余未选择的操作参数的值的步骤，其中剩余操作参数中的一者或多者服从与机器架构有联系的限制。该方法还包括检查计算出的值是否与相应参考范围和/或限制兼容的步骤。

Description

用于控制从动型密封单元的操作参数的方法
技术领域
本发明涉及一种用于控制产品包装机中的从动型密封单元的操作参数的方法。更具体地，该机器是所谓的“流动包装”机器，其被配置成用于通过将产品以规则的间隔插入管状膜中并间歇地密封管状膜以限定单独的密封包装器来包装产品。
背景技术
众所周知，从动型密封器包括运动跟随密封模块，该运动跟随密封模块能沿着平行于且同步于包含间隔开的产品的密封膜的进给方向的移动方向移动(伴随往复运动)，以做出一连串横向密封线。密封模块进而包括两个密封元件，这两个密封元件伴随与密封模块的进给运动适当地协调的移动而能横向于该移动方向彼此相向和彼此相背地移动，使得密封元件在密封模块的向前行程期间做出密封，并在返回行程期间保持彼此间隔开，以待在要密封的管状膜的下一个区域处被重定位。
通常，第一密封元件被定位在承载待包装的产品的传送带的上方并且已被插入到管状膜中，而第二密封元件被定位在传送带的下方，使得密封元件彼此相向地移动允许做出前述间歇性的横向密封。
通常，现有技术的密封单元由控制系统管理，该控制系统负责监视和/或确定密封过程的不同操作参数。
众所周知，这些控制系统仅允许用户输入密封值和/或机械部件的移动参数中的一些，而其他参数则保持固定——也就是说，不可改变——固定在机器被制造或编程时被指派给它们的值处。
不利地，这些控制系统在密封单元的灵活性和管理方面存在一些缺点。
对于针对格式转换和/或要被密封的材料的迅速改变的需求而言，仅管理一些操作参数的可能性使得密封单元相对不灵活。
而且，操作参数的改变(诸如举例而言，密封元件的行程长度、密封温度或密封速度)不经受进一步的检查。在一些情形中，这意味着必须做出对密封单元的结构的改变，以便符合经修改的操作参数的需要。
驱动密封元件的运动律与密封元件的特定优化设置相关，并且如果其他参数(诸如生产速度)被改变或在格式转换的情形中，修改起来并不容易。
因此，由上面提到的控制系统管理的密封单元不容易重置为不同的操作参数，这意味着它们不灵活，并且在操作变化的情况下需要复杂的重新编程。
发明内容
因此，本发明的技术目标是提供一种用于控制从动型密封单元的操作参数的方法，该方法能够克服上面提到的现有技术的缺点。
因此，本发明的目的是提供一种用于控制从动型密封单元的操作参数的方法，该方法能够优化密封单元的性能。
因此，本发明的另一目的是提供一种用于控制从动型密封单元的操作参数的方法，该方法使密封单元灵活且快速地适应于不同格式。
所指示的技术目标和所指定的目的基本上通过用于控制从动型密封单元的操作参数的方法来达成，该方法包括在所附权利要求中的一项或多项中所描述的技术特征。本发明的另一目标是一种用于包装产品并根据这种方法操作的流动包装机。
参考根据本发明的用于控制从动型密封单元的操作参数的方法的优选实施例，本发明的其他特征及其优点将在下面的非限制性描述中更加明显。
附图说明
下面参考附图阐述本描述，这些附图仅出于说明目的而提供，并不限制本发明的范围，其中：
-图1A-1D示意性地解说了包括两个密封器和两个传送带的从动型密封单元；
-图2A-2B示出了表示密封器的运动律的曲线图；
-图3A-3B进一步示出了表示密封器的运动律的曲线图；
具体实施方式
参考附图，数字1表示根据本发明的从动型密封单元的示意表示。
如附图中所示出的，单元1包括沿着进给方向(由图中箭头所指示)并排地运转的两个传送带2、3，该进给方向限定了共用进给平面，在该共用进给平面中，以规则的间隔放置在管状膜包装器I中的产品P沿进给方向A被进给，以此方式使得包装器I被周期性地密封在相继产品P之间的区域中。
在附图中所解说的实施例中，密封单元1包括密封模块，该密封模块进而包括彼此面对的第一和第二密封元件1a、1b。
更详细地看，密封元件1a、1b能沿着密封方向彼此相向和彼此相背地移动，该密封方向在附图所解说的特定实施例中垂直且横向于水平的进给方向A。
此外，为了限定从动型密封逻辑，包括安装在例如滑架上的这两个密封元件1a、1b的密封模块能沿着进给路径A伴随往复运动而移动。优选地，另外，单元1可以这样的方式被配置：为了密封元件1a、1b的操作移动而保持一个被纵向地限定在两个传送带2、3之间的基本上恒定的操作空间。
密封模块沿进给方向A的往复运动和这两个密封元件1a、1b的往返(打开和闭合)移动被以如下方式协调：执行从动型密封循环，如以下具体参考图1A-1D的实施例所描述的(但可推广到单元1的不同配置和/或取向)。
在使用中，密封元件1a、1b朝彼此闭合，以此方式使得包装器I的一部分插在它们之间，以待沿着横向于进给方向A的密封线被密封。如图1B所示，在朝彼此的闭合移动期间，密封元件1a、1b随底层传送带2、3一起并且连同产品P以及包装器I一起同步地沿着进给方向A移动(具体地，借助于沿进给方向A的加速坡)。
接下来，如图1C所示，密封元件1a、1b保持在闭合位置处，并且同时被致使沿进给方向A前进达预定密封时间。例如，膜的热密封或超声密封正是在该步骤期间发生的。
在这之后，密封元件1a、1b被移开并借助于沿进给方向A的减速坡来终止其水平行程。随后，在与产品P的进给方向相反的方向上沿着水平行程同时撤回密封元件1a、1b，使得可以重复另一密封循环。
密封单元1因而通过控制方法来被控制，以此方式使得其操作参数可以被控制和/或被设置成基于机器本身的生产需要和操作能力来优化密封单元1的操作。
更详细地，用于控制密封单元1的操作参数的方法包括以下步骤：在将要密封的材料的属性和/或正加工的尺寸和/或机器的性能纳入考虑的情况下，设置可由用户选择的至少一个输入操作参数的值。在本发明的一个方面中，该参数是在密封时间(也就是说，其中第一和第二密封元件1a、1b在闭合位置处被保持在一起以密封包装器I的一部分的时间)和生产速度(在生产能力方面——即，每单位时间包装的产品P的数目——或在传送带2、3上的包装器和产品P的进给速度方面)之间选择的。
在该方法的另一可能的实施例中，可以设置密封时间和生产速度这两者的值。
有利地，设置密封时间的值的可能性允许利用相同的密封单元1来管理由不同种类的材料制成的包装器I，并控制密封质量和密封的尺寸。实际上，已知膜材料、其厚度、密度和其他膜参数的变化会改变被认为对于高质量密封而言最优的密封时间。
有利地，设置密封时间的值的可能性还允许控制密封元件的运动律，以此方式使得根据生产要求以受控方式将它们朝向/远离彼此并且沿着进给方向A移动。
在优选实施例中，单元1和/或机器包括：控制面板，其允许用户输入这些输入操作参数的值；以及处理器，其被配置成用于执行下面描述的方法的连续步骤。
在设置一个或多个输入操作参数的值的步骤之后，该方法还包括以下步骤：根据至少一个设定值来计算剩余未选择的操作参数的值，其中剩余操作参数中的一者或多者可能服从与机器架构有联系的限制或与质量问题或其他约束有联系的容许性范围。
优选地，剩余操作参数包括以下参数中的至少一种选取：密封温度，密封模块沿进给路径A的行程长度和/或加速度，密封元件1a、1b沿密封方向的行程长度和/或加速度，由密封元件1a、1b施加的密封压力。
优选地，除了前述密封时间和/或生产速度之外，上面列出的剩余参数中的一者或多者可以代替地形成输入参数的一部分。
该方法还包括检查计算出的值的步骤。该步骤涉及检查计算出的值是否与相应参考范围和/或与机器架构所施加的限制兼容。
换言之，因此，在该方法的初始步骤中，对在密封时间和生产速度之间的至少一个输入操作参数进行选择和设置。值被指派给该参数。接下来，根据所指派的值，计算剩余操作参数的值。
计算剩余操作参数的步骤借助于预定优化例程来执行。
计算出的值随后与相应参考范围以及与机器架构所施加的限制进行比较。
这样，可以迅速发出警报信号，并且可以校正值与相应参考范围之间的任何不一致性。
如果检查步骤返回计算出的参数中的至少一者与相应参考范围和/或与限制不兼容的结果，则该方法包括以下步骤：使用不同优化例程和/或为该至少一个输入操作参数设置不同的值来重新计算剩余值。优选地，在这种境况下，通过至少迭代该计算步骤(或者，如果必要的话，还迭代该方法的其他步骤)直到计算出的值落入参考操作值的相应范围内和/或与机器限制兼容来实现优化。
例如，通过设置生产速度和密封时间的值，处理器根据输入操作参数计算剩余操作参数的值，包括例如密封元件1a、1b的水平行程长度的值。
该行程长度值与密封元件1a、1b能行进的最大行程长度值(该最大值例如由归因于机器架构的限制而给出)进行比较。
如果该值小于最大可容许水平行程长度值，则单元1的驱动电机被启用；否则，要修改先前设定的输入操作参数的值的请求(通过控制面板)被做出。
在一实施例中，在输入操作参数与相应参考范围之间存在不一致性的情况下，还可以执行进一步的优化计算，以便给出提示(通过控制面板)以建议可接受的以及操作员可接受或修改的输入操作参数值。
在可能的实施例中，如果计算出的值中的一者或多者是不可接受的，则该方法还可以包括以下步骤：提示通过自动地校正输入参数值而获得的可接受的值集合。
优选地，该方法还包括以下步骤：检查所输入的输入参数值的有效性，以便验证所输入的值是否落在预定和/或预存储的可接受范围内。
随后，该检查步骤可继以如下步骤：发出要输入与先前输入的输入操作参数值不同的输入操作参数值的另一请求。
例如，如果所输入的输入参数是对密封单元1而言无法执行的密封时间的值，则在剩余未选择的操作参数被计算之前，对输入另一值的提示被发出。这样，该方法能够立即向操作员发出关于所输入的值没有落在相应参考范围内的事实的警报，并且避免浪费时间来计算剩余操作参数。
在该方法的可能的实施例中，在设置至少一个输入操作参数的值的步骤之前是以下步骤：在该步骤中，要加工的格式和/或所使用的包装材料的类型被设置。这样，不仅根据密封单元1的操作能力而且还根据格式来自动地改变参考范围。更具体地，这是通过在操作员已选择特定格式和/或材料之后从存储器单元加载相应参考范围和/或限制来实现的。
受所加工的格式影响的剩余操作参数的示例包括膜类型、两个连贯密封之间的间距以及密封元件之间的接触压力。
因此，根据本发明的方法能够将机器的操作参数的所有可能的变化纳入考虑。
有利地，每当操作员输入或修改机器的输入操作参数时，密封元件1a、1b的运动律通过本发明的方法来处理。
该方法还允许在实际启动机器之前检查密封元件1a、1b的行程长度、速度和最大可容许加速度。
图2A-3B示出了该方法的示例应用，并且表示了两个密封元件1a、1b的移动。
更具体地，实线表示密封元件1a、1b的水平行程，而虚线则表示密封元件1a、1b的垂直行程。
图2A示出了密封元件1a、1b的行程随时间的趋势。
在图2A所示方法的示例应用中，输入操作参数集合是每分钟100个产品的生产速度和10cs(0.1秒)的密封时间。
剩余未选择的操作参数根据该设置来被自动地计算。
更具体地，参考虚曲线4，在前10cs期间，密封元件1a、1b处于闭合位置，在该闭合位置中它们彼此靠近。
实际上，在曲线4的第一个拉伸段4a中，垂直行程的值在前10cs内为零——也就是说，密封元件1a、1b靠在一起以密封包装器I——而水平行程的值正随时间增加，这意味着密封元件1a、1b正在与产品P相同的方向上移动。
因而，曲线4、5的初始拉伸段4a、5a表示其中密封元件1a、1b彼此靠近并且正沿着进给方向A平移地移动的时刻。
另一方面，在曲线4、5的第二拉伸段4b、5b中，密封元件1a、1b移开直到它们到达它们尽可能远的位点并且使它们的运动反转以沿着与产品P的进给方向相反的方向上的水平行程平移地移动，直到到达在大约50cs时刻(曲线5的最小点)处可标识的最大撤回点，在该最大撤回点处它们为另一密封循环做好准备。
实际上，如由虚线表示的曲线4的最终拉伸段4c所示，密封元件1a、1b再次彼此相向地移动，以密封包装器I的另一部分。
实线5的最大峰值和最小峰值之间的距离指示密封元件1a、1b的水平行程长度的值(其大约为125mm)，该水平行程长度的值例如作为设置密封时间和生产速度的结果而由前述例程确定，并且该水平行程长度的值被检查以确保其是可容许的——即，与机器的结构特征兼容。
如果该值是兼容的，则密封单元1被有效地启动；否则，做出要输入针对输入操作参数的不同值的请求，或者发出包括要指派的值的提示，或者在可能的情况下再次地利用不同的优化函数重复计算例程，以获得不同参数集，该不同参数集被再次检查。
在图2B中，曲线6、7的趋势与图2A的趋势类似，但是由实线6表示的曲线的振幅以及总循环时间是不同的。
在该情形中，生产速度设置高于针对图2A中所表示的情形的设置，而熔接时间相同。
在设置生产速度和密封时间的新的值之后，操作参数被重新计算，并与相应参考范围进行比较。
在图2B的情形中，水平拉伸段7b较短，因为要在保持对于材料而言最优的相同密封时间(这与先前情形中的相同，拉伸段7a)的同时每分钟生产更多的产品P，因此认为对密封模块而言有必要具有更长的水平行程和沿进给方向A的更高的速度或加速度(实际上，应注意的是，在第一拉伸段7a中，沿水平行程在10cs内所行进的以mm为单位的长度大于在图2A中所表示的情形)。
在图3A中，密封时间(20cs)是先前情形的两倍长，并且生产速度设置为每分钟100个产品。作为结果，水平行程大约为156mm，其再次经受容许性检查。
由虚线表示的曲线9的初始拉伸段9a示出了密封元件1a、1b在20cs内彼此靠近(因而做出密封)。
另一方面，曲线9的第二和最后拉伸段9b、9d表明，密封元件1a、1b分别在10cs内执行彼此相向和彼此相背的移动(曲线的上下坡)。
如在先前情形中那样，实线曲线8表示密封模块沿进给方向A的移动逻辑。
另一方面，图3B示出了通过将密封时间、生产速度和密封元件的水平行程设置为机器的输入而获得的曲线(与图3A的情形相比未改变)。更具体地，这些输入操作参数被设置为与图3A的情形中的值相同的值，不同之处仅在于设定的密封时间为先前密封时间的50％，因此为10cs。
在该情形中，为了优化密封质量，操作员还可以至少设置密封元件1a、1b的闭合坡度(图3B中的10c)，以使得为了确保良好质量的密封，密封元件1a、1b必须在20cs(而不是10cs)内做出彼此相向的移动，并且随后做出密封达10cs。然而，该闭合坡度(10c)也可以是由处理器中实现的例程提供的优化过程的输出。
因此，当密封元件1a、1b沿着水平行程向前移动时，它们与图3A中所表示的情形相比更缓慢地彼此相向移动，从而确保更大的密封精度。
如以上示例所示，因此可以基于生产要求来优化密封单元1的操作。
通过参数化它们的行程，密封元件1a，1b可以按使得变化它们沿行程的速度和加速度的方式来被控制。
因而，该方法使得可以同时监视机器的所有输入参数，以使得机器始终在最优条件下操作。
本发明通过消除现有技术的缺陷来达成上面提到的目标。
本文中所描述和要求保护的方法允许根据所选择的输入操作参数来参数化密封元件1a、1b的行程。
另一优点从以下事实导出：密封元件1a、1b的运动律在每次输入操作参数被改变时得到处理。
另一优点从以下事实导出：输入操作参数包括密封时间，这允许优化预期密封质量并控制密封本身的尺寸。
另一优点在于，该方法允许获得基于设定参数计算出的操作参数的所有可能的变体，从而优化机器的操作。

Claims (9)

1.一种用于控制产品包装机中的从动型密封单元(1)的操作参数的方法，其中，所述密封单元(1)包括能沿待密封的管状膜的进给路径以往复运动移动的密封模块(1a、1b)，其中所述密封模块包括两个密封元件，所述两个密封元件能沿横向于所述进给路径的密封方向相对于彼此移动，所述方法根据多个操作参数来实现，并且包括以下步骤：
A.设置至少在密封时间和生产速度之间可选择的至少一个输入操作参数的值；
B.根据该至少一个设定值来计算剩余未选择的操作参数的值，其中所述剩余操作参数中的一者或多者服从与机器架构有联系的限制；
C.检查计算出的值是否与相应参考范围和/或所述限制兼容。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算剩余操作参数的步骤由控制单元使用预定优化例程来执行。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预定优化例程通过以下来执行：至少迭代所述计算步骤直到计算出的值落入参考操作值的相应范围内和/或与所述限制兼容。
4.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其特征在于，如果所述检查步骤返回计算出的参数中的至少一者与所述相应参考范围和/或与所述限制不兼容的结果，则所述方法包括以下另一步骤：使用不同优化例程和/或为所述至少一个输入操作参数设置不同的值来重新计算所述剩余值。
5.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其特征在于，所述方法在步骤A和步骤B之间包括以下步骤：检查所述至少一个输入操作参数的设定值是否落在预定和/或预先存储的可接受范围内。
6.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其特征在于，所述剩余操作参数中的至少一些的参考范围和/或限制因变于所述机器中所加工的产品的格式，并且在不同格式被选择，尤其是通过操作员设置不同格式并因而致使相应参考范围和/或限制从存储器单元中被加载的情况下被自动地改变。
7.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其特征在于，所述剩余操作参数包括以下参数中的一者或多者：
-密封温度；
-所述密封模块沿所述进给路径(A)的行程长度和/或加速度；
-所述密封元件(1a、1b)沿所述密封方向的行程长度和/或加速度；
-由所述第一和所述第二密封元件(1a、1b)施加的密封压力。
8.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其特征在于，所述设置至少一个输入操作参数的值的步骤是通过还设置所述密封模块沿所述进给方向的加速坡度和/或减速坡度的至少一个形状和/或持续时间和/或时间位置来执行的。
9.一种用于将产品包装在管状膜中的流动包装机，其中所述机器包括被配置成用于输入至少一个输入操作参数的控制面板以及被配置成用于执行根据前述权利要求1至8中的一个或多个的所述方法的所述步骤的处理器。
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