CN117279723A - 用于罐缩颈机的自动低速定位的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对罐体进行缩颈操作的系统，该系统包括缩颈机和定位系统。缩颈机包括：框架；加工装置，所述加工装置的多个部件可相对于框架移动，用于对罐体执行缩颈操作；和驱动马达，所述驱动马达的轴操作地联接到加工装置，用于使加工装置相对于框架移动。定位系统包括编码器和控制器，所述编码器与驱动马达相关联，用于监测轴的旋转位移，所述控制器与编码器和驱动马达通信。控制器被构造且编程为：接收来自用户的输入，该输入指示加工装置相对于框架的期望运动，以及使用来自编码器的反馈来操作驱动马达，使得实现加工装置的期望运动。

Description

用于罐缩颈机的自动低速定位的系统和方法

技术领域

所公开和要求保护的构思涉及一种定位系统，并且更具体地涉及一种用于罐缩颈机的定位系统。所公开和要求保护的构思还涉及包括这种系统的罐缩颈机以及用于定位罐缩颈机的方法。

背景技术

罐体典型地在制罐机中成型。也就是说，制罐机将诸如但不限于盘状物或杯状物的坯料成型为细长的罐体。罐体包括基部和悬伸式侧壁。侧壁在与基部相对的一端敞开。制罐机典型地包括冲头/撞锤，所述冲头/撞锤使坯料移动通过多个模具以成型罐体。罐体被从冲头/撞锤中排出，以进行进一步加工，诸如但不限于修整、清洗、印刷、形成凸缘和检查，之后将罐体放置在运输到填充机的托盘上。在填充机处，将罐从托盘上取下、填充罐、将罐盖置于罐上，然后典型地以不同数量重新包装(例如，六包、十二包或其他多罐式箱等)，以出售给消费者。

一些罐体在制罐机中成型之后，在模具缩颈机(通常简称为缩颈机)中进一步成型。缩颈机被构造成减小罐体侧壁的一部分的横截面积，即，减小侧壁的开口端处的横截面积。也就是说，在将罐盖联接至罐体之前(并且在进行填充之前)，将罐体侧壁开口端的直径/半径相对于罐体侧壁的其他部分的直径/半径减小。缩颈机包括一定数量的串联设置的加工模块和/或成型模块。也就是说，加工模块和/或成型模块彼此相邻设置，并且转移组件使罐体在相邻的加工模块和/或成型模块之间移动。

在对缩颈机进行维护时，经常需要以特定方式定位缩颈机。这种定位典型地利用缩颈机后部上的一些手动机构来完成，所述手动机构允许操作者用手卷动缩颈机。这种缩颈机的手动卷动有两个主要缺点。首先，手动卷动机构通常附接到位于缩颈机后部处的传动系统上。这意味着人工手动卷动缩颈机的操作者不能看到该缩颈机的位置，并且需要第二名操作者来通知缩颈机何时到达正确的定位。其次，缩颈机的手动卷动是一个需要投入大量劳力和时间的费力过程。

发明内容

所公开构思的实施例提供了对前述问题的解决方案以及相对于现有装置的其他优点。作为所公开构思的一个方面，提供了一种用于对罐体执行缩颈操作的系统。该系统包括缩颈机，所述缩颈机包括：框架；加工装置，所述加工装置具有可相对于框架移动的多个部件，该加工装置被构造成对罐体执行缩颈操作；和驱动马达，所述驱动马达具有操作地联接至加工装置的轴，用于使加工装置相对于框架移动，所述系统还包括定位系统，所述定位系统包括：编码器，所述编码器与驱动马达相关联，用于监测轴的旋转位移；以及控制器，所述控制器与编码器和驱动马达通信，其中控制器被构造且编程为：接收来自用户的输入，该输入指示加工装置相对于框架的期望运动；并且使用来自编码器的反馈来操作驱动马达，使得实现加工装置的期望运动。

控制器可以包括人机界面。

定位系统还可以包括被构造成接收来自用户的输入的人机界面，并且其中控制器包括与人机界面通信的马达控制器。

加工装置的期望运动可以包括加工装置的部件相对于框架的运动的方向和幅值。

定位系统还可以包括与控制器通信的远程输入装置，并且远程输入装置可以被构造成接收来自用户的输入并且将该输入提供给控制器。

所述远程输入装置可以包括旋钮或转盘，所述旋钮或转盘被构造成由所述用户从停止位置沿两个可旋转方向中的任一旋转方向旋转一旋转位移，其中每个所述可旋转方向对应于所述加工装置的各部分的运动方向，并且其中沿着任一旋转方向的旋转位移对应于所述加工装置的所述各部分的速度。

控制器还可以被构造且编程为仅当远程输入装置的旋钮或转盘被用户从停止位置旋转时才操作驱动马达。

驱动马达可以包括主驱动马达，所述主驱动马达的尺寸和结构被设定成在执行正常缩颈操作的同时使加工装置相对于框架移动。

驱动马达可以包括辅助驱动马达，所述系统还可以包括操作地联接到加工装置的主驱动马达，所述主驱动马达的尺寸和结构被设定成在执行正常缩颈操作的同时使加工装置相对于框架移动，并且辅助驱动马达的尺寸可以小于执行正常缩颈操作所需的尺寸。

加工装置的期望运动可以对应于加工装置的部件相对于框架的期望最终定位。

编码器可以包括第一编码器，定位系统还可以包括与加工装置的第一部件相关联的第二编码器，用于监测第一部件相对于框架的旋转位置，第二编码器可以与控制器通信，用于将第一部件的旋转位置传送到控制器，并且控制器可以被构造且编程为根据加工装置的第一部件的旋转位置来确定加工装置的其他部件的旋转位置。

加工装置的期望运动可以对应于加工装置的特定部件相对于框架的期望最终旋转定位，并且控制器还可被编程为：根据由第二编码器提供的第一部件的旋转位置来确定所述特定部件的初始旋转位置；确定特定部件的期望旋转定位与特定部件的初始旋转位置之间的旋转位移；并且使用来自第一编码器的反馈来操作驱动马达，直到已经根据来自第一编码器的反馈达到旋转位移为止。

驱动马达可以包括主驱动马达，所述主驱动马达的尺寸和结构被设定成在执行正常缩颈操作的同时使加工装置相对于框架移动。

驱动马达可以包括辅助驱动马达，其中该系统还包括操作地联接到加工装置的主驱动马达，所述主驱动马达的尺寸和结构被设定成在执行正常缩颈操作的同时使加工装置相对于框架移动，并且其中辅助驱动马达的尺寸小于执行正常缩颈操作所需的尺寸。

定位系统还可以包括与控制器通信的安全编码器，并且安全编码器可以与加工装置的部件相关联，用于监测该部件相对于框架的旋转加速度和/或旋转速度中的一者或两者。

在参照附图考虑以下描述和所附权利要求之后，所公开构思的这些和其他目的、特征和特性以及结构的相关元件的操作方法和功能以及部件的组合和制造的经济性将变得更加明显，所有所述附图形成本说明书的一部分，其中相同的附图标记表示各个附图中的对应部件。然而，应当明确理解的是，附图仅用于进行说明和描述，并且并不旨在作为对所公开构思有限制的定义。

附图说明

当结合附图阅读时，可以从一些示例实施例的以下描述中获得对所公开的构思的充分理解，在附图中：

图1是根据所公开构思的示例性实施例的用于对罐体执行缩颈操作的系统的局部示意图。

图2是诸如由图1的系统的缩颈机来部分地成型的罐体的示意性剖视图。

图3是根据所公开构思的另一个示例性实施例的用于对罐体执行缩颈操作的系统的局部示意图。

具体实施方式

应意识到的是，在本文的附图中示出和在以下说明书中描述的特定元件仅仅是所公开构思的示例性实施例，其仅出于说明的目的而作为非限制性示例被提供。因此，与本文所公开的实施例有关的特定尺寸、取向、组件、所使用部件的数量、实施例构造和其他物理特性不应被认为对所公开构思的范围进行限制。

在此使用的方向性短语，例如，顺时针、逆时针、左、右、顶、底、向上、向下及其派生词与附图中所示元件的方向有关，除非在此有明确说明，否则并不对权利要求有限制。

如本文所使用的，单数形式的“一”、“一个”和“所述”包括复数指代，除非上下文另有明确说明。

如本文所使用的，“构造成[动词]”是指所识别的元件或组件具有被成型、定尺寸、设置、联接和/或配置成执行所识别的动词的结构。例如，“构造成移动”的构件可移动地联接到另一元件并且包括使该构件移动的元件，或者该构件以其他方式配置为响应于其他元件或组件而移动。由此，如本文所使用的，“构造成[动词]”叙述结构而不是功能。此外，如本文所使用的，“构造成[动词]”是指所识别的元件或组件旨在并且被设计为执行所识别的动词。因此，仅能够执行所识别的动词但是不旨在且未被设计为执行所识别的动词的元件不被“构造成[动词]”。

如本文所使用的，“相关联”是指元件是同一组件的部分和/或一起操作，或者以某种方式相互作用/彼此作用。例如，汽车有四个轮胎和四个轮毂盖。虽然所有元件都作为汽车的部分被联接，但应理解的是，每个轮毂盖与特定轮胎“相关联”。

如本文所使用的，“联接组件”包括两个或更多个联接件或联接部件。联接件或联接组件的各部件通常不是同一元件或其他部件的部分。由此，在以下描述中可能不会同时描述“联接组件”的部件。

如本文所使用的，“联接件”或“一个或多个联接部件”是联接组件的一个或多个部件。即，联接组件包括至少两个构造成联接在一起的部件。应该理解的是，联接组件的部件彼此兼容。例如，在联接组件中，如果一个联接部件是卡扣插座，则另一个联接部件是卡扣插头，或者，如果一个联接部件是螺栓，则另一个联接部件是螺母或螺纹孔。此外，元件中的通道是“联接件”或“一个或多个联接部件”的一部分。例如，在通过螺母和延伸穿过两块木板上的通道的螺栓将两块木板联接在一起的组件中，螺母、螺栓和两个通道均是“联接件”或“联接部件”。

如本文所使用的，“紧固件”是构造成联接两个或更多个元件的单独部件。因此，例如，螺栓是“紧固件”，但是榫-槽联接件不是“紧固件”。也就是说，榫-槽元件是正被联接的元件的一部分而不是单独的部件。

如本文所使用的，“联接”两个或更多个零件或部件的陈述应表示这些零件直接或间接地(即，通过一个或多个中间零件或部件)连接或一起操作，只要发生连结即可。如本文所使用的，“直接联接”是指两个元件彼此直接接触地联接。如本文所使用的，“固定联接”或“固定”是指两个部件被联接以便一体运动而同时保持相对于彼此的恒定取向。如本文所使用的，“可调节地固定”是指两个部件联接以便一体运动，同时保持相对于彼此的恒定的大致取向或位置，与此同时能够在有限的范围内或围绕单个轴线运动。例如，门把手“可调节地固定”到门，这是因为门把手是可旋转的，但是通常门把手保持在相对于门的单个位置中。此外，可伸缩笔中的墨盒(笔尖和墨水容器)相对于壳体是“可调节地固定”，这是因为墨盒在缩回位置和伸出位置之间移动，但通常保持其相对于壳体的取向。因此，当两个元件联接时，这些元件的所有部分都被联接。然而，对第一元件的特定部分联接至第二元件的描述，例如，轴第一端联接至第一轮意味着第一元件的特定部分设置得比其其它部分更靠近第二元件。此外，仅靠重力保持到位地搁置在另一物体上的物体不会“联接”到下部物体，除非将上部物体以其他方式基本上保持到位。也就是说，例如，桌上的书不与桌联接，而是粘贴到桌上的书与桌联接。

如本文所使用的，短语“可移除地联接”或“临时联接”是指一个部件以基本上临时的方式与另一部件联接。也就是说，两个部件联接成使得部件容易连结或分离并且不会损坏部件。例如，用有限数量的易于接近的紧固件(即，不难接近的紧固件)彼此紧固的两个部件是“可移除地联接”，而焊接在一起或通过难以接近的紧固件连结的两个部件不是“可移除地联接”。“难以接近的紧固件”是在接近紧固件之前需要移除一个或多个其他部件的紧固件，其中“其他部件”不是通道装置(诸如但不限于，门)。

如本文所使用的，“操作地联接”是指一定数量的元件或组件被联接，每个所述元件或组件可在第一位置和第二位置之间移动或者在第一构型和第二构型之间移动，使得当第一元件从一个位置/构型移动到另一位置/构型时，第二元件也在各位置/构型之间移动。应注意的是，第一元件可以“操作地联接”到另一元件，而反之并非如此。

如本文所使用的，两个或更多个零件或部件彼此“接合”的陈述是指这些元件直接将力或偏压施加到彼此之上或者通过一个或多个中间元件或部件将力或偏压施加到彼此之上。此外，如本文关于移动零件所使用，移动零件可以在从一个位置到另一个位置的运动期间“接合”另一元件，和/或移动零件可以一旦处于所描述的位置中就“接合”另一元件。因此，应理解的是，陈述“当元件A移动到元件A的第一位置时，元件A接合元件B”和“当元件A在元件A的第一位置时，元件A接合元件B”是等效陈述，并且是指元件A在移动到元件A的第一位置时接合元件B和/或元件A在元件A的第一位置时接合元件B。

如本文所使用的，“操作地接合”是指“接合且移动”。也就是说，当相对于构造成使可移动或可转动的第二部件移动的第一部件使用时，“操作地接合”是指第一部件施加足以使第二部件移动的力。例如，可以将螺丝刀放置成与螺钉接触。当没有向螺丝刀施加力时，螺丝刀仅“临时联接”到螺钉。如果向螺丝刀施加轴向力，则螺丝刀压靠在螺钉上并“接合”螺钉。然而，当向螺丝刀施加转动力时，螺丝刀“操作地接合”螺钉并使螺钉转动。此外，在电子部件的情况下，“操作地接合”是指一个部件通过控制信号或电流控制另一部件。

如本文所使用的，“对应”表示两个结构部件的尺寸和形状设定成彼此相似，并且可以以最小的摩擦量联接。因此，“对应于”构件的开口的尺寸设定成略大于该构件，使得该构件可以以最小的摩擦量行进穿过该开口。如果要将两个部件“紧贴地”装配在一起，则修改该定义。在那种情况下，部件尺寸之间的差异甚至更小，从而摩擦量增大。如果限定开口的元件和/或插入开口中的部件由可变形或可压缩的材料制成，则开口甚至可以略小于正被插入开口中的部件。关于表面、形状和线，两个或更多个“对应的”表面、形状或线通常具有相同的尺寸、形状和轮廓。

如本文所使用的，词语“一体式”表示被创建为单个器件或单元的部件。也就是说，包括单独创建并且然后联接在一起作为一个单元的器件的部件不是“一体式”部件或本体。

如本文所使用的，术语“一定数量”应表示一个或大于一的整数(也就是说，多个)。也就是说，例如，短语“一定数量的元件”是指一个元件或多个元件。应特别注意的是，术语“一定数量的[X]”包括单个[X]。

如本文所使用的，在短语“[x]在其第一位置和第二位置之间移动”或“[y]构造成使得[x]在其第一位置和第二位置之间移动，“[x]”是元件或组件的名称。此外，当[x]是在一定数量的位置之间移动的元件或组件时，代词“其”是指“[x]”，即，在代词“其”之前的已命名的元件或组件”。

如本文所使用的，术语“罐”和“容器”基本上可互换使用，以指任何已知的或合适的容器，其构造成容纳物质(例如但不限于，液体；食物；任何其他合适的物质)，并且明确地包括但不限于饮料罐(诸如，啤酒罐和饮料罐)以及食品罐。

如本文所使用的，在诸如“围绕[元件、点或轴线]设置”或“围绕[元件、点或轴线]延伸”或“围绕[元件、点或轴线][X]度”的短语中的“围绕”表示环绕、围绕延伸或围绕测量。当参考测量值使用或以类似方式使用时，如本领域普通技术人员所理解的那样，“大约”表示“近似”，即，在与测量值相关联的近似范围内。

如本文所使用的，“驱动组件”是指操作地联接至在加工模块中前后延伸的旋转轴的元件。“驱动组件”不包括在加工模块中前后延伸的旋转轴。

如本文所使用的，“细长的”元件固有地包括在伸长的方向上延伸的纵向轴线和/或纵向线。

如本文所使用的，“通常”是指如本领域普通技术人员所理解的那样与被修饰的术语相关联的“以一般方式”。

如本文所使用的，“基本上”是指如本领域普通技术人员所理解的那样与被修饰的术语相关联的“大部分”。

如本文所使用的，“在…处”是指如本领域普通技术人员所理解的那样与被修饰的术语相关联地位于其上或在其附近。

如本文所使用的，术语“控制器”应指可以存储、检索、执行和处理数据(例如，软件例程和/或由此类例程使用的信息)的可编程模拟和/或数字装置(包括相关联的存储器零件或部分)，所述可编程模拟和/或数字装置包括但不限于现场可编程门阵列(FPGA)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)、可编程片上系统(PSOC)、专用集成电路(ASIC)、微处理器、微控制器、可编程逻辑控制器、或任何其他合适的处理装置或设备。存储器部分可以是各种类型的内部和/或外部存储介质中的任何一种或多种，例如但不限于随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦可编程只读存储器(EPROM)、电可擦只读存储器(EEPROM)、闪存(FLASH)等，其提供存储寄存器，即非暂态机器可读介质，用于数据和程序代码存储(诸如以计算机的内部存储区域的形式)并且可以是易失性存储器或非易失性存储器。

图1示出了根据所公开构思的示例性实施例的用于对罐体执行缩颈操作的系统8的局部示意图。系统8包括缩颈机10和定位系统50。虽然本文提供了对缩颈机10的一般元件和操作的简要描述，但是对类似缩颈机及其操作的详细描述在于2019年5月9日提交的美国专利申请US16/407,292中提供(与该申请具有共同发明人)，其内容通过引用并入本文。应当意识到的是，仅出于示例性目的来提供缩颈机10，并且所公开构思可以应用于其他缩颈机。可采用根据本文所公开构思的定位系统的缩颈机的一些其他示例在例如但不限于美国专利US8,464,567、US8,601,843、US9,095,888和US9,308,570中有描述，它们的内容均通过引用并入本文。

如先前在上述背景技术中所讨论的那样，缩颈机10被构造成减小罐体1的一部分的直径，如图2所示。如本文所使用的，“缩颈”是指减小罐体1的一部分的直径/半径。也就是说，如图2所示，罐体1包括具有向上悬伸的侧壁3的罐体基部2。罐体基部2和罐体侧壁3限定大致封闭的空间4。在下面讨论的实施例中，罐体1是大体圆形和/或细长的筒状体。应理解的是，这仅仅是一种示例性形状并且罐体1可以具有其他形状。罐体具有纵向轴线5。罐体侧壁3具有罐体第一端6和罐体第二端7。罐体基部2位于罐体第二端7处。罐体第一端6是敞开的。罐体第一端6最初具有与罐体侧壁3基本上相同的半径/直径。在缩颈机10中进行成型操作之后，罐体第一端6的半径/直径小于罐体侧壁3处的其他部分的半径/直径。

参照图1，示例性缩颈机10通常包括用于对罐体1执行操作的多个模块(总体以11示出)，所述多个模块以并排布置方式联接在一起。虽然示例性缩颈机10包括六个这样的模块11，但是应当意识到的是，在给定缩颈机中所包括的模块11的数量通常取决于正在被加工/成型的罐体的细节及其期望的最终几何形状，并且因此在不脱离所公开构思的范围的前提下，模块11的数量可以改变。多个模块11包括定位在缩颈机10的第一端处的进给模块12。进给模块12包括用于接收罐体1的进给组件13。多个模块11还包括多个成型/加工模块14，所述多个成型/加工模块从进给模块12以串联布置方式并排地延伸。多个模块11以排放模块15结束，所述排放模块定位在缩颈机的与进给模块12相对的端部处，使得多个加工模块14由进给模块12和排放模块15界定。排放模块15包括用于从缩颈机10排出缩颈罐的出口组件16。在下文中，加工/成型模块14由术语“加工模块14”来标识，并且指通用的加工模块14。

加工模块14彼此相邻地设置，并且与设置在一系列加工模块14的相对端部处的进给模块12和排放模块15串联地设置。正由缩颈机10加工的罐体1各自从上游位置以相同的顺序移动通过一系列加工模块14。由转移组件18执行罐体1移动通过缩颈机10的运动，所述转移组件由驱动装置20驱动，所述驱动装置由一定数量的主驱动马达21(均示意性地示出)驱动。在图1所示的示例中，仅仅使用单个主驱动马达21来驱动该驱动装置20和转移组件18。在图1所示的示例中，采用诸如本领域已知并且在本文未详细描述的齿轮传动装置作为驱动装置20。应当意识到的是，在不脱离所公开构思的范围的前提下，所采用的主驱动马达21的数量以及与其结合使用的特定驱动装置20可以改变。例如但不限于，美国专利申请US17/021,401和US17/319,689(于2020年9月15日和2021年5月14日提交，两者与本申请具有共同发明人)，每个专利申请的内容均通过引用并入本文，并且提供了用于可以容易应用本文所公开构思的缩颈机的驱动装置的一些其他示例。

继续参照图1，在加工过程中，罐体1遵循一条路径，以下称为“工作路径9”。也就是说，缩颈机10的各元件限定工作路径9，其中罐体1从“上游”US位置移动到“下游”DS位置。如本文所使用的，“上游”通常是指更靠近进给模块12/进给组件13，并且“下游”是指更靠近排放模块15/出口组件16。关于限定工作路径9的各元件，这些元件中的每一个都具有“上游”端和“下游端”，其中罐体从“上游”端移动到“下游端”。因此，如本文所使用的，元件、组件、子组件等作为“上游”或“下游”元件或组件或者处于“上游”或“下游”位置的属性/标识是固有的。此外，如本文所使用的，元件、组件、子组件等作为“上游”或“下游”元件或组件或者处于“上游”或“下游”位置的属性/标识是一个相对术语。

在操作期间，罐体的加工/成型发生在每个加工模块14中的可旋转的转台22中/处。也就是说，术语“转台22”表示通用转台。每个加工模块14包括与转台22相关联的可旋转的星轮24。根据应用，在不脱离所公开构思的范围的前提下，星轮24可以是“非真空星轮”(即，不包括被构造成向星轮凹穴施加真空的真空组件或与所述真空组件不相关联的星轮)，或替代地是“真空星轮”(即，确实包括被构造为向星轮凹穴施加真空的真空组件或与所述真空组件相关联的星轮)。此外，每个加工模块14典型地包括一个转台22和一个星轮24。

转移组件18被构造成使罐体1在相邻加工模块14之间移动以及从进给模块12移动到排放模块15。转移组件18包括多个可旋转星轮26，其中，每个星轮26是相应的加工模块14、进给模块12或排放模块15的一部分。在不脱离所公开构思的范围的前提下，类似于星轮24，根据应用，星轮26可以是“真空”或“非真空”类型的星轮。

应该注意的是，多个加工模块14可以被构造成对不同类型的罐体1缩颈和/或以不同的配置对罐体缩颈。因此，根据特定应用的需要，多个加工模块14被构造成添加到缩颈机10以及从缩颈机10移除。为了实现这一点，缩颈机10包括框架组件30，多个加工模块14可移除地联接至框架组件。可替代地，框架组件30包括结合到多个加工模块14中的每一个中的元件，使得多个加工模块14被构造成彼此临时地联接。框架组件30具有上游端32和下游端34。此外，框架组件30包括细长构件、面板构件(均未用附图标记标识)或两者的组合。如已知的，彼此联接或联接至细长构件的面板构件形成壳体。因此，如本文所使用的，壳体也被标识为“框架组件30”。

当缩颈机10运行时，进给组件13将各个罐体1供给到转移组件18中，所述转移组件将每个罐体1从最上游的加工模块14到最下游的加工模块14按照顺序移动通过加工模块14中的每个加工模块。更具体地，每个罐体1从星轮26移动到星轮24抵达转台22(在转台处进行成型操作)，回到前述星轮24，并且继续到达下一个下游星轮26。通常，每个加工模块14被构造成部分地成型罐体1，以随着罐体1移动通过加工模块14而逐渐减小罐体第一端6(图2)的横截面积。加工模块14包括一些元件，所述元件对于单个特定加工模块14来说是唯一的，该元件诸如但不限于特定模具。其他元件(例如加工模块14的转台22和星轮24、26)对于所有或大多数加工模块14来说是常见的。该加工一直持续到罐体1已经沿着工作路径9行进通过所有加工模块14，并且然后经由出口组件16离开缩颈机10为止。

为了使罐体1移动通过示例性缩颈机10，转台22和星轮24中的每一个通过各自的加工或主驱动轴40以第一旋转速度沿顺时针方向旋转，同时星轮26中的每一个通过相应转移或辅助驱动轴42以第二旋转速度沿着逆时针方向旋转。每个加工模块14的主驱动轴40和辅助驱动轴42中的每一个的这种旋转均由驱动装置20提供，并且更具体地由其多个主驱动马达21提供。为了本文描述的目的，均由驱动装置20驱动的缩颈机10的所有部件(即，进给组件13、出口组件16、转移组件18、转台22、星轮24、星轮26、主驱动轴40、辅助驱动轴42、以及在此描述或未描述的任何其他部件)应统称为“加工装置”。

如之前在本文的背景技术部分中所讨论的那样，当对罐缩颈机(诸如，缩颈机10)进行维护时，经常要求缩颈机10的前述加工装置以特定方式定位，使得根据需要(例如，为了最佳接近等)定位需要注意的一个或多个特定部件。与在缩颈机的后部上仅使用手动机构使得允许操作者通过手卷动缩颈机来选择性地定位可移动部件的先前布置不同地，所公开构思的实施例通过提供自动和/或手动的电子卷动机构来改进这种布置。在大多数应用中，在电源不可用(例如，断电、初始设置等)时缩颈机需要维护的情况下，这种电子卷动机构将不排除先前手动机构并且因此不会完全取代先前手动机构。然而，在某些应用中，可以使用电子卷动机构来代替先前手动机构。在图1所示的示例中，这种电子卷动功能由定位系统50提供。

定位系统50包括控制器，在图1所示的示例性实施例中，所述控制器采用人机界面(HMI 52)的形式，所述人机界面具有本领域众所周知的输入键、开关或其他电气或机电输入装置(未用附图标记标出)。另外，HMI可以包括本领域也众所周知的视觉和/或听觉可检测的输出装置。HMI 52典型地位于缩颈机10上或附近，并且还可以用于控制缩颈机10的基本操作功能。定位系统50还包括围绕缩颈机10的主驱动马达21的输出轴(未用附图标记标出)定位的位置编码器54(示意性地示出)，用于提供关于输出轴的特定旋转定位/位移的信息。在图1所示的示例中，位置编码器54是诸如本领域技术人员众所周知的旋转编码器，然而，应当意识到的是，在不脱离所公开构思的范围的情况下，可以采用用于确定/监测主驱动马达21的输出轴的旋转定位/位移的一个或多个其他合适的布置。在图1所示的示例中，位置编码器54与设置在驱动马达20上或附近的本地马达控制器56(示意性地示出)通信。本地马达控制器56又与HMI 52通信。在这种布置中，马达控制器56基于从HMI 52接收到的指令来控制主驱动马达21的操作。可替代地，在一些实施例中，HMI 52可以用作马达控制器56，并且直接控制主驱动马达21而且从位置编码器54接收信息，因此消除了对单独的马达控制器56的需要。

定位系统50还包括第二位置编码器62(示意性地示出)，所述第二位置编码器沿着加工装置定位在一位置处并且与HMI 52和/或马达控制器56中的一者或两者通信。第二位置编码器62优选地定位成远离主驱动马达21驱动所述驱动装置20的位置。在图1所示的示例中，第二位置编码器62定位成监测出口组件16的驱动轴(未用附图标记标出)的角定位，然而，应当意识到的是，在不脱离所公开构思的范围的前提下，第二位置编码器62可被定位成监测加工装置的其他部件。第二位置编码器62提供加工装置相对于缩颈机10的其余部分的当前定位。换句话说，第二位置编码器62提供加工装置的已知可旋转部件相对于已知参考位置的角定位，从而向HMI 52和/或马达控制器56提供足够的信息，以确定被定时的加工装置中的其他部件的位置。

为了确保定位系统50的安全操作，定位系统50典型地(尽管不是必须)包括诸如本领域普通技术人员众所周知的安全编码器60(示意性地示出)，所述安全编码器与HMI 52和/或马达控制器56中一者或两者通信。安全编码器60被定位成监测在缩颈机10的加工装置内某处的旋转部件的速度，以便在加工装置经历预先确定的不安全的加速度和/或不安全速度的情况下提供指示并且因此应该停止该加工装置。在图1所示的示例中，安全编码器60被示出为监测最靠近排放模块15的转台22的轴(未用附图标记标出)，然而，应当意识到的是，在不脱离所公开构思的范围的前提下，安全编码器60可以被定位成监测加工装置中的另外元件。

定位系统50提供了以前手动卷动装置所不能提供的两种操作模式：自动定位模式和手动定位模式。在自动定位模式中，用户(例如，操作者和/或维护人员)经由HMI 52提交与缩颈机10的加工装置的元件相关的位置请求。例如，这样的请求可以包括用户选择将定位在预先确定的工作位置中的特定转台22上的特定转台凹穴。使用由第二位置编码器62、HMI 52和/或马达控制器56(取决于具体实施例)提供的起始位置信息来确定将加工装置移动到由用户指定的期望定位处所需的主驱动马达21的轴的旋转位移。然后，根据由位置编码器54监测主驱动马达21的轴的角位移所提供的反馈，经由马达控制器56(或HMI 52，取决于具体实施例)来驱动主驱动马达21，直到获得由HMI 52和/或马达控制器56先前确定的轴的期望旋转位移(如由位置编码器54测得)。作为使用HMI 52提供/输入期望位置的可替代方案，可以替代地经由远程输入装置58(所述远程输入装置也可以作为定位系统50的部件被提供)来提供输入，所述远程输入装置(例如，经由任何合适的有线或无线方式)与HMI 52和/或马达控制器56(图1中所示)一者或两者通信。在图1所示的示例中，远程输入装置58是电子手轮，所述电子手轮包括急停按钮、启用按钮和速度调节按钮(例如，+和-)(均未用附图标记标出)。使用这样的远程输入装置58允许用户从优选的有利位置观察缩颈机10的加工装置的运动，优选的有利位置否则仅使用HMI 52可能是无法实施的或是不可行的(并且使用已知的手动卷动装置是绝对不可行的)。从一个或多个优选的有利位置观察加工装置的运动(因为用户通常可以在这样的操作期间自由移动)，总体而言对于排除加工装置和缩颈机10的故障是非常有用的。

在手动定位模式中，用户输入加工装置要移动的期望速度和方向，并且因此对应地主驱动马达21将被操作。这种输入通常经由远程输入装置58进行，再次使得用户可以观察缩颈机10的各部件的运动。基于该输入，马达控制器56(或HMI 52)根据来自用于主驱动马达21的闭环速度控制的位置编码器54的旋转速度的反馈来操作主驱动马达21。主驱动马达21的操作继续进行，直到操作者指示缩颈机的加工装置已达到期望定位为止。这种指示可以是由用户提供的不同输入的形式，或者可替代地由用户停止提供输入的形式。例如，在所公开构思的一个实施例中(如图1所示)，远程输入装置58包括旋钮或转盘(未标出)，使得用户可以从停止位置沿两个可旋转方向中的任一方向旋转期望量，其中可旋转方向对应于加工装置的运动方向(以及因此对应于主驱动马达21的驱动方向)，并且沿着任一方向的旋转位移对应于加工装置的期望速度(以及对应于因此主驱动马达21的驱动速度)。在这样的示例中，主驱动马达21以与用户所提供的输入相对应的方向和速度运行(使用来自位置编码器54的闭环反馈)，与此同时旋钮被用户保持在移位位置中。一旦旋钮返回到停止位置(通过用户使旋钮返回到初始位置，或者释放旋钮并且该旋钮自动返回到初始位置)，主驱动马达21的运行就停止，并且随之加工装置的运动也停止。在手动定位模式中，安全编码器60监测加工装置的加速度/速度，以确保不发生不安全状况。在手动定位模式中，第二位置编码器62监测加工装置的定位，使得当下次使用自动定位模式时了解加工装置的实际位置。

图3中示出了根据所公开构思的另一个示例性实施例的用于对罐体执行缩颈操作的系统108的局部示意图。系统108包括缩颈机10(诸如先前关于图1所讨论的那样)和定位系统150(根据所公开构思的另一个示例实施例)。定位系统150具有类似的布置，并且因此确实/可以包括与之前讨论的定位系统50类似的元件，只是定位系统150不利用主驱动马达21来移动驱动装置20和加工装置。而是，定位系统150利用辅助驱动马达121(示意性地示出)，所述辅助驱动马达操作地联接到缩颈机10的手动卷动装置(总体上示意性地示出为48)。辅助驱动马达121在由缩颈机10执行的常规的加工操作期间不用于驱动驱动装置20，并且因此具有比主驱动马达21更小的尺寸/功率。与关于定位系统50的主驱动马达的布置类似地，辅助驱动马达121可以由HMI 52和/或辅助马达控制器156(示意性地示出)中的一者或两者来控制/驱动，其中任一种布置都使用：位置编码器154(示意性地示出)，所述位置编码器围绕辅助驱动马达121的轴(未用附图标记标出)定位(类似于先前关于图1讨论的位置编码器54和主驱动马达21的布置)；和第二编码器62(如先前在图1中讨论地定位)。尽管示出为包含在图3所示的布置中，但是由于辅助马达121的功率输出大大降低，因此不需要安全编码器60，并且典型地安全编码器60不作为定位系统150的一部分而被包含。前面结合图1所示的定位系统50的实施例讨论的相同的两种操作模式可以以与定位系统150类似的方式来执行，并且因此在此不再详细讨论。

因此，根据前述示例性实施例，应当意识到的是，本文所公开构思的实施例提供了用于将缩颈机的移动部件电定位在期望位置中的布置，这是以前无法实现的。这样的布置提高了在此类缩颈机上工作的安全性，同时缩短停机时间。

虽然已经详细描述了所公开构思的具体实施例，但是本领域技术人员将意识到的是，根据本公开的总体教导，可以开发对这些细节的各种修改和替代。因此，所公开的特定布置仅是说明性的，而不限制所公开构思的范围，所公开构思的范围将被赋予所附权利要求及其任何和所有等同方案的全部范围。

Claims (15)

1.一种用于对罐体执行缩颈操作的系统，所述系统包括：

缩颈机，所述缩颈机包括：

框架；

加工装置，所述加工装置具有能够相对于框架移动的多个部件，所述加工装置构造成在罐体上执行缩颈操作；和

驱动马达，所述驱动马达具有操作地联接到所述加工装置的轴，用于使所述加工装置相对于所述框架移动；和

定位系统，所述定位系统包括：

编码器，所述编码器与所述驱动马达相关联，用于监测所述轴的旋转位移；以及

控制器，所述控制器与所述编码器和所述驱动马达通信，其中，所述控制器被构造并且编程为：

接收来自用户的输入，所述输入指示所述加工装置相对于所述框架的期望运动；以及

使用来自所述编码器的反馈来操作所述驱动马达，使得实现所述加工装置的所述期望运动。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器包括人机界面。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述定位系统还包括被构造为接收来自用户的输入的人机界面，并且其中所述控制器包括与所述人机界面通信的马达控制器。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述加工装置的所述期望运动包括所述加工装置的部件相对于所述框架的运动的方向和幅值。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述定位系统还包括与所述控制器通信的远程输入装置，并且所述远程输入装置被构造成接收来自用户的输入并且将所述输入提供给所述控制器。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述远程输入装置包括旋钮或转盘，所述旋钮或转盘被构造成由用户从停止位置沿两个可旋转方向中的任一旋转方向旋转一旋转位移，其中每个所述可旋转方向对应于所述加工装置的各部分的运动方向，并且其中沿着任一旋转方向的旋转位移对应于所述加工装置的所述各部分的速度。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述控制器还被构造并且编程为仅当所述远程输入装置的所述旋钮或转盘被用户从所述停止位置旋转时才操作所述驱动马达。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述驱动马达包括主驱动马达，所述主驱动马达的尺寸和结构被设定成在执行正常缩颈操作的同时使所述加工装置相对于所述框架移动。

9.根据权利要求1所述的系统，其中：

所述驱动马达包括辅助驱动马达，

所述系统还包括操作地联接到所述加工装置的主驱动马达，所述主驱动马达的尺寸和结构被设定成在执行正常缩颈操作的同时使所述加工装置相对于所述框架移动，并且

其中，所述辅助驱动马达的尺寸小于执行正常缩颈操作所需的尺寸。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述加工装置的所述期望运动对应于所述加工装置的部件相对于所述框架的期望最终定位。

11.根据权利要求1所述的系统，其中：

所述编码器包括第一编码器，

所述定位系统还包括与所述加工装置的第一部件相关联的第二编码器，用于监测所述第一部件相对于所述框架的旋转位置，

所述第二编码器与所述控制器通信，用于将所述第一部件的所述旋转位置传送至所述控制器，并且

所述控制器被构造并且编程为根据所述加工装置的所述第一部件的所述旋转位置来确定所述加工装置的其他部件的旋转位置。

12.根据权利要求11所述的系统，其中：

所述加工装置的所述期望运动对应于所述加工装置的特定部件相对于所述框架的期望最终旋转定位，并且

所述控制器还被编程为：

根据由所述第二编码器提供的所述第一部件的所述旋转位置来确定所述特定部件的初始旋转位置，

确定所述特定部件的期望旋转定位与所述特定部件的初始旋转位置之间的旋转位移，并且

使用来自所述第一编码器的反馈来操作所述驱动马达，直到已经根据来自所述第一编码器的所述反馈实现了所述旋转位移。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述驱动马达包括主驱动马达，所述主驱动马达的尺寸和结构被设定成在执行正常缩颈操作的同时使所述加工装置相对于所述框架移动。

14.根据权利要求12所述的系统，其中，所述驱动马达包括辅助驱动马达，其中，所述系统还包括操作地联接到所述加工装置的主驱动马达，所述主驱动马达的尺寸和结构被设定成在执行正常缩颈操作的同时使所述加工装置相对于所述框架移动，并且所述辅助驱动马达的尺寸小于执行正常缩颈操作所需的尺寸。

15.根据权利要求1所述的系统，其中，所述定位系统还包括与所述控制器通信的安全编码器，并且其中所述安全编码器与所述加工装置的部件相关联，用于监测所述部件相对于所述框架的旋转加速度和/或旋转速度中的一者或两者。