CN1178765A - 校正施于纸张上的张力的方法及所用装置 - Google Patents

Abstract

一种校正施于纸张上张力的方法和装置,其中,一个纸张长度测量传感器或旋转编码器设置在纸张馈入通道中,通过该通道包装纸从纸卷筒上退绕下来馈入到包装单元中。一个角传感器包括有设置在支承轴上的霍尔元件传感器和设置在纸卷筒心管上的磁铁。来自这些传感器之一的信号相对于来自其它传感器的信号的任何变化被用来计算纸卷筒的卷绕长度,而纸张张力通过将其制动力分步地根据由传感器测量出的纸卷筒直径予以控制而校正至最佳的恒定水准。

Description

校正施于纸张上的张力的方法 及所用装置

本发明涉及一种校正施于纸张上的张力的方法，更为具体的是一种根据卷筒纸的直径变化，分步骤地校正施于从该卷筒拉出的纸张上的张力的方法以及实行该方法的一种装置。

一种传统上的药物包装装置包括一个可转动地支承一个可热熔的包装纸卷筒的纸张馈入单元，和一个设置在通过其包装纸可以退绕和馈入的馈入途径上的密封装置。在密封装置的上游，纸张对并折叠，药物被加入，然后纸张在宽度方向上和沿着边缘由该密封装置予以热封以密封药物。

当包装纸用完时，一个新的纸卷筒被装在纸张馈入单元上，而新的纸张被退绕和馈入。当纸张馈入时必须均匀地张紧以便密封位置不会由于纸张的不正确折叠而偏移。但是实际上，施于纸张上的张力由于在纸张退绕时的纸卷筒直径变化而逐渐地变化。

日本实用新型公告说明书透露了一种纸张张力校正装置。它能够均匀地施加张力于纸张，即使卷筒的直径在变化也不受影响。在这说明书中透露的纸张张力校正装置具有一个卷筒支承筒，在该筒上可拆卸地安装一个纸卷筒。多个卷筒直径检测传感器设置在纸卷筒的侧边处。来自这些检测传感器的信号被用来控制由设置在卷筒支承筒上的一个电磁制动器所产生的电磁力，因而当卷筒直径减小时制动力也逐步减小。

使用这传统的纸张张力校正装置，当纸张退绕时改变的纸张长度由设置在卷筒直径方向上的卷筒直径检测传感器分步地检测出来。因此，当卷筒直径减小至检测传感器等级(Rank)改变的一点时，电磁制动器的制动力等级将会由于心轴轴心的偏离，纸张的重量，或卷绕应变而在每一转动中上下波动。

如果这发生后，当纸张成半折叠时，纸张边沿就不能精确地对齐。完整的包装因而也就不可能了。由于制动力等级的急剧变化，纸张可能会在宽度方向上遭受撕裂。

反光式检测传感器的问题在于它们更容易运作失灵。用于药物包装装置的包装纸包括有半透明或透明的热熔纸和许多其它种类的纸。如果这样一种纸张的极限位置改变后，光的反射就不同，使其无法将检测的反射光作为信号。这破坏了检测的精确度。此外，它在湿度变化的影响下容易弯曲。检测的正确性可能会由于端面的不平整而遭到破坏。

一个感热式印刷机通常设置在纸张被成半折叠的位置处的上游，以备印刷包装纸。如果纸张起了振动，其打印点就可能会碎裂，或者余数指示灯的耐久性可能受影响。

本发明的目的是提供一种校正纸张上张力的方法和装置，其可以避免通常校正纸张张力方法的一些问题。

根据本发明，校正纸张张力的方法包括将一个制动装置与一个绕着一个不能转动地支承着的支承轴可转动地安装的卷筒支承筒相咬合，用一个纸张长度测量传感器测量从一个安装在卷筒支承筒上的卷筒纸馈送出的纸张长度，通过从卷筒的预存的最大纸张长度中减去由纸张长度测量传感器测得的纸张长度计算出在纸张被馈入后的卷筒纸的卷绕长度，根据卷筒的卷绕长度和纸张的厚度计算出卷筒的现有直径，然后根据卷筒的现有直径通过分步地控制制动装置的制动力校正纸张的张力。

纸张长度测量传感器可以是设置在纸张馈入通道上的纸张馈入长度检测传感器，或者是一个设置在卷筒支承筒上用以根据卷筒支承筒的转动角确定纸张馈入长度的角传感器。

另外还提供一种校正纸张上张力的方法包括将一个制动装置与一个绕着一个不能转动地支承着的支承轴可转动地安装的卷筒支承筒相咬合，用一个纸张长度测量传感器检测从一个安装在卷筒支承筒上的卷筒纸馈送的纸张长度，用一个角传感器检测卷筒支承筒的转动角度，根据由任一传感器测得的纸张长度或转动角度计算出卷筒的现有的纸长，然后根据相当于卷筒现有纸长的卷筒直径通过分步地控制制动装置的制动力校正纸张的张力。

在第一个方法中，纸张长度是由一个单独的纸张长度测量传感器测量的。因此，在这个方法中，重要的是纸卷筒的整个纸张长度需要知道。因此，这一长度被存于一个存贮器内，而现有的卷筒长度则通过从存于存贮器内的整个卷筒长度中减去纸张馈入长度而计算出来。

这一卷筒的全长并不一定必须是实际的测量数值而是可以根据卷筒的直径和纸张的厚度大致地计算出来的。这一大致计算出的数值已足够用来校正纸张的张力，因为制动力是根据纸卷筒变化的直径分步地粗略校正的。因此，即使卷筒的全长并不是所想要的最终产物的全长，例如，即使卷筒已被用去一半，如果卷筒的全长和直径为已知的就可计算出现有的卷筒长度。

根据这样确定的现有卷筒长度和纸张厚度，现有的卷筒直径就能计算出来。这样所获得的现有卷筒直径就用来以分步的方式通过选择一个最佳制动力校正纸张的张力。

在第二个方法中，信号是由纸张长度测量传感器和角传感器检测的。根据一个信号相对于另一个信号的变化，卷筒长度的变化就直接测量出来了。

通过事先将一个预定的卷筒长度的变化范围与卷筒直径的变化建立起连系，就有可能仅通过检测卷筒长度的变化来选择一个分步的对制动力的控制水准。这样，就有可能通过根据卷筒直径控制制动力而在每一阶段将纸张张力校正至最佳水准。

根据本发明的第二方法包括在一个纸张的张力是在纸张正在被馈入之时予以校正的正常的模式前进行一个特有的模式，该特有模式包括根据来自纸张长度传感器和角传感器的信号以与正常模式相同的方式通过纸张以预定长度间歇地馈入的渐进操作来计算卷筒的纸张卷绕长度，和在正常模式开始之前根据从纸张卷绕长度计算出的卷筒直径将制动力调整至一个中间水准以便事先校正纸张的张力。这样安排的优点在对实施例的描述中再予阐明。

在卷筒支承筒和可拆卸地安装在卷筒支承筒上的纸卷筒之间的任何位置偏移是在正常模式中和/或特有模式中根据来自设置在卷筒支承筒和支承轴的一块支承板之间的一个角传感器的用以检测卷筒支承筒的转动角度的信号和来自设置在纸卷筒和支承轴之间的用以检测纸卷筒的转动角度的信号之间的不一致检测出来的。

本发明的其它特征和目的从下面参照附图所作的描述中将一目了然。附图中：

图1是一个包装装置的一个纸张馈入单元和一个包装单元的部分示意图；

图2是一卷筒纸安装在其上的纸张馈入单元的直立截面图；

图3是一个用于包装纸张的张力校正装置的控制线路的示意方块图；

图4是一个流程图说明一个第一实施例的张力校正装置的操作；

图5是从图2的箭头V-V方向观察的第二实施例的纸张馈入单元的侧视图；

图6是从图2的箭头V1-V1方向观察的第二实施例的纸张馈入单元的侧视图；

图7是一个第二实施例张力校正装置的一个角度传感器的示意图；

图8A-8D是不同型式的角度传感器的示意图；

图9A，9B是显示第二实施例的张力校正装置基本功能的视图；

图10是显示第二实施例的张力校正装置一个特有操作模式的流程图；

图11是显示其正常操作模式的流程图；

图12是显示在特有模式中所施加的直流电压与卷绕长度之间的关系的图表；和

图13说明一个滑移检测传感器如何检测滑移。

下面对本发明的实施例参照附图予以描述。图1是一幅药物包装机的示意图，主要显示一个纸张馈入单元和一个包装单元。纸张馈入单元具有一个支承轴1，其上可转动地装有一个心管P，心管P上绕有一卷筒R的药物包装纸S。纸张S从卷筒R上退绕下来通过馈入辊2，3馈入到包装单元中。

在包装单元中，纸张由一块三角板4纵向地对半折叠。药物落入到由折叠纸张限定的空间内。于是纸张由带有穿孔器的加热辊6以预定的间隔在宽度方向上和沿着两个侧边沿予以热封。虽然包装单元还包括许多其它部件，为简单起见仅显示出主要部件。

图2是纸张馈入单元的部分直立截面图，其中，安置有卷筒纸R和心管P。如图中所示，支承轴1包括一个中央轴1a，其一端由一个螺母固定在一块支承板11上，一个外轴1b整体地装在中央轴1a的周围，和一个中空轴1c通过靠近外轴1b两端设置的轴承12可转动地安装在外轴1b上。

中央轴1a在一端有一个轴头13。外轴1b在同一端有一凸缘14。中空轴1c在另一端处有一凸缘15。装在中空轴1c上的心管P和卷筒纸R可以相对于支承轴1转动。多块磁铁16以适当的间隔设置在凸缘15的内周边表面上。多个铁磁件17沿着心管P的一个端面的圆周设置。磁铁16吸引铁磁件17将心管P和卷筒纸R可拆卸地安装在中空轴1c上。

从卷筒纸R上退绕出来的包装纸S由一个咬合在中空轴1c上的电动机制动器20适当地张紧。安装在支承板11上的电动机制动器20通过一个图中未显示的传动皮带连接在一个齿轮箱21上。齿轮箱21具有一根输出轴，其上装有一个小齿轮22，小齿轮与设置在凸缘15的外周边表面上的一个较大齿轮23啮合。因此，通过开动电动机制动器20，制动力就施加到中空轴1c上。

电动机制动器20是一个由直流电压供电的小型交流电电动机。如下文将描述的，制动力根据以分四个阶段变换施加的直流电压使包装纸张退绕的纸张张力而在四个阶段有所不同。

在第二实施例中描述的有磁铁24，霍尔元件传感器25，一个接近开关26和多个突出体27。

图3示意地显示一个用于对从纸张馈入单元馈入包装纸和包装药物的装置的各种不同部件进行控制的制动线路。其控制单元30接受来自一个终端传感器31的信号，来自靠近馈入辊3设置的旋转编码器32的信号和来自装在一个电动机6a的输出轴上的旋转式速度计数器33的信号(该电动机6a耦合在加热辊6中之一的轴上)，然后根据上述中的一个信号产生出用于开动电动机制动器20或电动机6a的输出信号。标号34表示一个用以输入外部数据的输入单元。

当包装纸的张力用第一实施例的纸张张力校正装置进行校正的同时就将药物也包装了。

在第一实施例中，准备装在纸张馈入单元的卷筒纸R的最大直径d_max和最小直径d₀是事先已知的。由电动机制动器20产生的制动力在四个阶段中根据来自旋转编码器32的信号而有不同，以便通过根据纸卷筒R直径的变化而调节制动力来施加给纸张以适当的张力。

所示卷筒纸R具有一个最大直径d_max＝160mm，最小直径d₀＝64mm，和纸张厚度r＝30μm。在这种情况，由电劝机制动器产生的制动力在每次卷筒纸R的直径减小(160-64)/4＝24mm时都是不同的。

形成一个给定直径的卷筒R的纸张长度由下列公式得出：L＝[(d₀+2×γ)+(d₀+2×2γ)+…+(d₀+2×(n-1)γ+(d₀+2×nγ)]π＝[nd₀+2(1+2+…+n-1+n)γ]π $=\[{\mathrm{nd}}_0+2\×\frac{n(n+1)}{2}\mathrm{\γ}\]\mathrm{\π}$ ＝[d₀+(n+1)γ]nπ                         ------  (/)

(其中n是匝数)

卷筒R的直径给出如下：

d_max＝d₀+2×nr   ------ (2)

从公式(1)，当卷筒直径为最大时形成卷筒R的纸张长度L_max是：

L_max＝[64×n+n(n+1)×30n×10^-3]π

从公式(2)，d_max＝64+2×30n×10^-3＝160(mm)

这样，n＝96/6×10^-2＝1600

因而，L_max＝(64+1601×30×10^-3)×1600π

       ＝562688(mm)

现在，使卷筒纸的直径范围分为四个阶段，N＝1(最大)，2(第二大)，3(第三大)和4(最小)。在每个阶段中卷筒的最大纸张长度由下式公式得出：

如N＝1，L_max＝562688(m)，(n＝1600，d_max＝160)

如N＝2，L_mxa＝376800(m)，(n＝1200，d_max＝136)

如N＝3，L_mxa＝221056(m)，(n＝800，d_max＝112)

如N＝4，L_mxa＝95456(m)，(n＝400，d_max＝88)

控制单元30接受来自旋转编码器32的信号以测出送往馈入辊3的包装纸S的长度并确定卷筒R的直径是属于阶段1-4中的哪一个阶段。于是，控制单元确定施加到电动机制动器20的直流电压从而使在所有的阶段1-4中施加给纸张以同样的张力。例如，直流电压的确定如下：

如N＝1，V＝25V

如N＝2，V＝16V

如N＝3，V＝12V

如N＝4，V＝8V

现在参看图4的流程图，这方法被更为具体地予以描述。

首先，如图1中所示，包装纸S被些微地从纸卷R中退绕至至少在加热辊6下游的一点处并被夹在加热辊6之间从而使纸张可以由加热辊6所热封。

在这状态下，控制单元就开始工作。在步骤S1中，通过输入单元34输入有关纸卷筒R尺寸的数据。这种数据，也就是，有关完全卷绕的纸卷筒R的数据，可以事先贮存在输入单元34内并在关于一个最终产品的信号输入时馈入到控制单元。另一种办法是每当需要这类数据时，通过一个键盘输入所需的数据。这后一种方法在用了一半的纸卷筒R重新装上时比较有利。当这些数据输入时，控制单元30开始控制计算并馈入包装纸S。在步骤S2中，施加一个最大的直流电压使包装纸S馈入并使其张力保持最大。

在步骤S3中，读出一个关于纸张长度数据的信号。在这实施例中，这个信号是来自旋转编码器32的信号并在下述的每个步骤中为每一个处理循环被输入。

在步骤S4中，控制单元根据该输入信号计算出纸卷筒从最大直径所减少的匝数直至上述信号输入时为止，并根据这匝数使用公式(1)和(2)计算出纸卷筒的剩余纸张长度和其此时的直径。在步骤S5中，根据这样计算出的纸卷筒的剩余纸张长度就可以确定张力水准。

也就是说，在步骤S5中，控制单元30可以根据卷筒的剩余纸张长度来确定纸卷筒R的直径处于阶段1-4中的哪一个阶段。如果卷筒的直径是处于阶段N＝1，一个预定的用于张紧纸张S至最大水准的直流电压在步骤S6中被施加在电动机制动器20上。

如果N≠1，控制单元在步骤S7中确定是否N＝2。

如果N＝2，一个16V的直流电压便在步骤S8中施加在电动机制动器20上。如果N≠2，控制单元就在步骤S9中确定是否N＝3。如果是这样的，一个12V的直流电压便在步骤S10中被施加。如果不是这样，控制单元就在步骤S11中确定是否N＝4。如果是这样的，一个8V的直流电压在步骤S12中被施加。

上述操作在处理环路的每一循环中进行着。如果在步骤S11中N≠4，这意味着包装纸S已经完全退绕了，控制单元在步骤13中确认了来自终端传感器31的信号后停止纸张S的馈入。这完成了整个的控制。

在这实施例中，来自旋转编码器32的信号被用来测量纸张的长度并根据该纸张长度控制电动机制动器20。但是如果不用这信号，则纸张长度也可以通过使用来自一个设置在纸张馈入单元的支承轴1上的传感器的信号来测出，该传感器用于检测纸卷筒R的旋转角。这个传感器用在第二实施例中。

在第一实施例中，纸张的厚度假定为30μm。但是实际上，当纸张被馈入时由于施加在纸张上的张力而被拉伸了。因此，纸张的厚度通常在馈入时要比在静止时稍许小一些。因此，正在馈入时的纸张厚度应当从静止状态的纸张厚度中减去一定的差率，该差率可以根据在馈入时纸张的平均伸长率估算出来。

图5和随后的附图显示第二实施例，该实施例基本上与第一实施例结构相同但是包括一些另加的元件因而纸张的张力可以以较高的精确性予以控制。

本实施例的纸张馈入单元和包装单元显示在图1-3中。本实施例与第一实施例的不同在于，如图3中所示，控制单元30接受来自一个旋转角传感器组件和一个纸张位移传感器的信号，前者包括四个在心管P上的磁铁24和四个霍尔元件传感器25，而后者包括一个接近开关26和多个突出体27(见图2和5)。

具体地说，控制单元根据第一实施例的纸张长度传感器信号和来自旋转角传感器的信号精确地计算出从纸卷筒R退绕出来的纸张S的长度，并且校正制动力使其相当于卷筒R的直径变化以便校正施加在纸张上的张力。

如图7中所示，第二实施例的四个磁铁24围绕着心管P的轴心以67.5°的角度间隔设置在心管P的内周边表面上，而四个霍尔元件传感器25则围绕着心管P的轴心以90°的相同角度间隔设置在支承轴1的一端。

然而磁铁24和传感器25的数目和位置并不仅限于图7中所示的那些。图8显示了它们的在数目和安排上的几种变异。在任何的变异中，霍尔元件传感器或多个传感器25在心管P每转动22.5°时就产生一个脉冲信号。

另外，代替磁铁24和霍尔元件25的组合，还可以使用光传感器来检测心管P的转动。这种光传感器包括发光二极管和光栏截器并固定在支承轴1(外轴1b)的一端，如同霍尔元件25的情况一样。

更为具体地说，这种光传感器安装在设置在外轴1b的凸缘端头上的一个延伸部分或安装座架上，而突出体则以22.5°的角度间隔设置在心管P上，以便从光传感器的发光二极管和光拦截器之间穿过。光传感器和突出体的数目与霍尔元件传感器25和磁铁24的数目相同。

图6是在图2的箭头V1-V1方向上观察的侧视图，主要显示用于包装纸的位移检测传感器的位置。在这例子中，一个单独的接近开关26设置在支承板11上。十六个突出体27设置在支承轴1的可转动中空轴1c的凸缘15上。

如果在由霍尔元件传感器25检测出的旋转角传感器信号和由位移检测传感器检测出的信号之间的间距(pitch)上存在不同，控制单元就确定有位移存在。

下面将描述第二实施例的操作情况。如图9A，9B所示，这操作基本上包括根据从由旋转编码器32产生的纸张长度信号计算出的退绕纸张的总长度和从作为角传感器的霍尔元件传感器25的脉冲信号计算出的角度θ确定出形成纸卷筒的纸张长度。

在图9A，9B中，为了描述操作的便利，磁铁24和霍尔元件传感器25的数目和安排与图7图8中的有所不同。但是其基本操作是一样的，即每转动22.5°就产生一个脉冲信号。

如图9A所示，当纸卷筒的半径大的时候，角传感器产生较少的脉冲而包装纸就退绕出长度1。当纸卷筒半径逐渐减少时如图9B所示，脉冲的数目便增加。如果脉冲数目当纸卷筒半径处于其最大和最小时分别为3和10，则从3-10的脉冲数范围被分成四个阶段以便将可以施加相应于各阶段的合适张力的直流电流给电动机制动器20以校正制动力。

上述张力水准N＝1-4和脉冲数之间的关系如下。假设纸卷筒R的最大和最小直径分别为160mm和64mm，从卷筒退绕出来的纸张长度当卷筒直径为最大时将是π×160mm。由于角传感器25每转动22.5°产生一个脉冲信号(每一完整的匝16个脉冲)，纸张退绕了π×160/16＝314m/m。对于3140m/m的退绕长度，脉冲数将是10。

当卷筒直径为最小时，退绕纸张的长度和脉冲数之间的关系如下。即由于π×64/16＝129.5m/m，对3140m/m的退绕长度，脉冲数将是3140/1295×10＝24.2。

对每个张力水准N的脉冲数和直流电压确定如下：

张力水准N    脉冲数    直流电压

N＝1         10-13      25V

N＝2         14-17      16V

N＝3         18-21      12V

N＝4         22-24.2    8V

在上面的描述中，张力水准N是在给定的纸张退绕长度的情况下根据脉冲数予以校正的。但是张力水准也可以根据当已产生出预定的脉冲数时的纸张退绕长度来确定。下面将对这方法予以详述：

图10和11显示张力校正装置操作的流程图。具体地说，图10是一种在张力校正装置的正常模式之前进行的特有模式的流程图。图11是正常模式的流程图。

在图10中所示的特有模式中，控制单元对包装单元中正常包装操作的各种不同情况进行检验因而正常模式可以顺利进行。在正常包装操作之前，包装纸必须正确地安置在包装单元内。包装纸通常是用手渐进地安置的。控制模式一般总要通过这特有模式。

在步骤S0中，控制单元确定目前的模式是否是特有模式。如果下列各条件任何一项得到满足，这特有模式就开始进行：也就是，终端传感器式接头封焊的启动，和卷绕长度传感器的渐进模式或倒转的检测。接头封焊是在一个纸卷筒用完后一个新的卷筒被装上并拼接到前一个纸张上时才启动的。

渐进模式是在所有操作开始之前通过开启控制单元来开始进行的，而包装纸是以上述的方式用人手安装的。

特有的模式是必需的因为不可能总是安置一个新的完整的纸卷筒，而是有可能安置一个具有例如新卷筒一半直径的用过的卷筒纸。如果所安置的卷筒只具有新的纸卷筒一半的直径，其张力开始时就被校正在一个中间水准比相当于新卷筒直径的张力为小。

如果目前的模式在步骤S0中被判断为特有模式，则在步骤SS1中，张力被设定在最大的水准，而各种传感器(基准传感器，旋转计数器、卷绕长度传感器、心管滑移传感器)被开动(步骤SS2)。在这种情况中，包装纸通过人手微调整和来自纸张长度传感器或旋转编码器32，和角传感器或霍尔元件传感器25的信号一点一点地被馈入。

在步骤SS5中，控制单元根据这些信号使用上述公式来计算出纸卷筒的纸张长度以确定是否卷筒具有最大的直径，或者例如，一半的最大直径。如果这种计算不可能(否)，步骤SS3就再重复一次。如果可能，控制单元在步骤SS7中就需确定是否重新进入特有模式的条件已全部消除。如果是这样，张力就在步骤SS8中被校正至一个合适的水准。步骤SS9和SS10是用于检测心管滑移的步骤，在下文中将予描述。

当在步骤SS8的张力校正时期，如果纸卷筒具有最大的直径(新的)，则相当于最大张力的直流电压被设定在25V，如果纸卷筒的直径是最大直径的大约一半则被设定在大约20V以避免任何突然的张力改变。

当张力被校正至一个适当的水准时，程序就又回到步骤S0以确定是否再进行特有模式操作。这一次，程序转到正常模式[A]。

在图11中所示的正常模式中，一个微调模式开关用手转换，然后在步骤S1中，先前设定的数据被读出，而各种传感器保持被打开(S2)。在这时候，包装单元的正常操作就已经开始。在正常操作开始时，张力被控制到在特有模式时适当设置的直流电数值。

然后在步骤S3、S4和S5中，纸张长度信号和角传感器信号以如在特有模式中同样的方式输入从而计算出卷筒的纸张长度。这个计算基本上是以上述方式进行的。如果，作为计算的结果，卷筒R证明是一个未用过的完整的卷筒，则如在第一实施例中的同样方法根据在步骤S6、S8、S10和S12中的判断，直流电压在步骤S7、S9、S11或S13中被设定在25V、16V、12V或8V。图12显示出上述卷绕长度和直流电压控制之间的关系。

在张力控制经由上述的任何途径进行过后，控制单元根据来自接近开关26的信号在步骤S14中确定心管是否有滑移。如图6中所示，开关26设置在16个铁磁突出物的对面，并且在心管每转动22.5°时产生一个脉冲信号，其方式与霍尔元件角传感器25完全一样。

在这些实施例中，角传感器25和26是属于不同型式的，但是它们也可以是同样型式的。图13的时间表中显示出由角传感器产生的脉冲信号和转动角之间的关系。如图中所示，由滑移检测传感器产生的脉冲信号可以与卷绕长度检测传感器的脉冲信号同步获得，除非卷绕情况由于张力而改变。

但是如果由每个上述的直流电压产生的电动机制动器的旋转阻力不适当，例如，如果在张力水准N＝2时张力太大，则纸卷筒R将与心管P一起剧烈地转动。这可能会造成位移使铁磁件17被吸引至磁铁16处。如果发生此种情况，虽然霍尔元件传感器25继续在每隔22.5°的角度间隔规律性地产生脉冲信号，但接近开关26可能会同时产生两个脉冲信号而不能在心管转动另一个22.5°时产生一个信号。

图13显示出脉冲信号在这样的位移发生时是如何变化的。如图中所示，在心管转动了整个一匝后，滑移检测传感器未能在位置C和D处产生脉冲信号。代之的是，脉冲信号产生在D和A之间带有些微位移。

在这种情况下，控制单元通过参考来自卷绕长度检测传感器的信号可以确定滑移检测传感器未能在位置C处产生一个脉冲信号。如果，例如，16V的直流电在水准N＝2时是太大，因而张力是太大了，则电压可以减小至14V以便校正张力至一个适当的水准。由于这样的电压调准，一个脉冲信号可以在位置D后的任何想要的位置处产生。

在调整了由于纸张张力的变化的任何心管P的位移之后，控制单元在步骤S16中根据来自终端传感器31的信号检查纸张是否仍旧绕在管P上。如果传感器31还没有检测出纸张的终端，就进行步骤S3，也就是，通过重复上述计算，使纸张张力根据纸卷筒的卷绕长度来予以控制。

当终端传感器31检测出包装纸S的终端时，张力控制模式就结束了。如果需要或想要在这之后继续包装，则该程序又回到特有模式将卷筒R换以新的并将纸的端头连接。

步骤SS9和SS10在流程图中以虚线显示特有模式，这意味着这些步骤是不重要的。虽然如此，如果设置了这些步骤，它们的功能也就和正常模式中滑移检测操作中的步骤S14，S15的一样。

上面的描述是以纸卷筒R是一个整筒的卷筒的假设做出的。如果一个大约一半最大直径的卷筒被安置在纸张馈入单元中，在张力被在特有模式中校正至一个水准略大于在正常模式期间当整筒卷筒被退绕至大约一半最大直径时的张力之后，正常模式就开始了。这样就有可能顺利地开始正常模式而不可能有张力的突然高升。

在对第一和第二实施例的描述中，我们已经把包括接近开关26和突出体27的该传感器组件描述为用于检测管P相对于中空轴K的“滑移”的传感器。但是这个传感器组件可以被用来代替作为角度检测传感器的包括磁铁24和霍尔元件传感器25的传感器组件。

包括接近开关26和突出体27的前者传感器组件只要没有异常的制动力从电动机20施入(例如由于制动电动机20的故障)就可以在如图13中所示的由霍尔元件传感器25的角度检测的同时一直地输出脉冲信号。这样，就有可能使用这个脉冲信号作为一个角度检测信号。

如果该接近开关被用作一个角度检测传感器，则用作角度检测传感器的霍尔元件传感器25就不需要了而可以拼弃不用。在这种情况下，包括有接近开关26的角传感器同时作为一个角传感器和一个滑移检测传感器。为了使这种传感器用作一个滑移检测传感器，则需要一个基准信号。这种基准信号可以由旋转编码器32提供。

如果异常的制动力从制动电动机20被施入，也就是，如果电动机20停止了，则中空轴K及其凸缘15也将停止。因而在管P和凸缘15之间就会发生滑移。如果纸张在这状态下馈入，即便是微量地，旋转编码器33也将产生一个信号。这样，接近开关26就能从这样的事实即来自编码器33的脉冲信号与来自接近开关26的脉冲信号不相重合而检测出该管相对于凸缘15有滑移。

如上所述，根据本发明，相当于卷筒的现有卷绕长度的纸卷筒直径是根据由单独的纸张长度传感器测量出的纸张馈入长度方面的数据和卷筒的整个卷绕长度方面的数据计算出来的，以便根据所测量出的纸卷筒直径通过以分步骤的方式对制动力加以控制而将纸张张力校正至一个最佳水准。因此，可以通过以分步骤的方式选择出相当于与卷筒的逐渐减小的卷筒长度相当的卷筒直径的制动力来校正纸张张力至一个最佳水准，除非卷筒的卷绕长度开始增长。因此就有可能顺利地校正纸张张力而不会有由于在卷筒直径稍许变化时制动力突然波动而导致张力突然波动的可能性。

根据本发明的另一个内容，卷筒的现有卷绕长度是根据来自纸张长度传感器和角传感器中之一的信号相对于来自另外传感器的信号的变化来确定的，而纸张的张力则是通过选择出相当于与现有卷绕长度相当的直径的一个制动力来校正的。在这种装置中，即使整个卷绕长度方面的数据还不知道，还是有可能通过选择一个相当于与根据测量数据确定的现有卷绕长度相当的卷筒直径的制动力来校正纸张的张力。因此有可能顺利地校正纸张张力而不会有张力突然改变的可能性，与第一发明的方式相同。

Claims (15)

1.一种校正纸张张力的方法，包括将一个制动装置与一个绕着一个不能转动地支承着的支承轴可转动地安装的卷筒支承筒相咬合，用一个纸张长度测量传感器测量从一个安装在所述卷筒支承筒上的卷筒纸馈送的纸张长度，通过从卷筒的预存最大纸张长度中减去由所述纸张长度测量传感器测得的纸张长度计算出在纸张被馈入后的卷筒纸的卷绕长度，根据卷筒的卷绕长度和纸张的厚度计算出卷筒的现有直径，然后根据卷筒的现有直径通过分步地控制制动装置的制动力校正纸张的张力。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于其中所述纸张长度测量传感器是一个设置在一条纸张馈入通道上的纸张馈入长度检测传感器，或是一个设置在所述卷筒支承筒上的角传感器用以根据卷筒支承筒的转动角度确定纸张馈入长度。

3.一种校正纸张张力的方法包括将一个制动装置与一个绕着一个不能转动地支承着的支承轴可转动地安装的卷筒支承筒相咬合，用一个纸张长度测量传感器检测从一个安装在所述卷筒支承筒上的卷筒纸馈送的纸张长度，用一个角传感器检测卷筒支承筒的转动角度，根据由任一传感器测得的纸张长度或转动角度计算出卷筒的现有的纸长，然后根据相当于卷筒现有纸长的卷筒直径通过分步地控制制动装置的制动力校正纸张的张力。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于它还包括在一个纸张的张力是在纸张正在被馈入之时予以校正的正常的模式前进行一个特有的模式，所述特有模式包括根据来自纸张长度传感器和角传感器的信号以与正常模式相同的方式通过纸张以预定长度间歇地馈入的渐进操作来计算卷筒的纸张卷绕长度，和在正常模式开始之前根据从纸张卷绕长度计算出的卷筒直径将制动力调整至一个中间水准以便事先校正纸张的张力。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于其中在卷筒支承筒和可拆卸地安装在卷筒支承筒上的纸卷筒之间的任何位置偏移是在正常模式中和/或特有模式中根据来自设置在卷筒支承筒和支承轴的一块支承板之间的一个角传感器的用以检测卷筒支承筒的转动角度的信号和来自设置在纸卷筒和支承轴之间用以检测纸卷筒的转动角度的信号之间的不一致检测出来的。

6.一种纸张张力校正装置包括一个与一个卷筒支承筒咬合的制动装置用以施加一个制动力到一个纸卷筒的纸张上，该纸卷筒安装在卷筒支承筒上而该支承筒可转动地装在一个不能转动地支承着的支承轴上以便将纸张馈入到一个沿着一条纸张馈入通道设置的纸张处理站同时在纸张上保持一个预定的张力，一个用以根据卷筒支承筒的转动测量纸张的馈入长度并设置在纸张馈入通道上的传感器，和一个控制单元，该单元用于通过从被贮存在一个贮存器中的纸卷筒的最大长度中减去由所述传感器测量出的纸张馈入长度以确定纸卷筒的卷绕长度，用于根据卷绕长度和纸张厚度计算纸卷筒的现有直径，和用于通过根据卷筒的直径以分阶段的方式控制制动装置的制动力来校正被馈入至纸张处理站的纸张上的张力。

7.一种纸张张力校正装置包括一个与一个卷筒支承筒咬合的制动装置用以施加一个制动力到一个纸卷筒的纸张上，该纸卷筒安装在卷筒支承筒上，而该支承筒可转动地装在一个不能转动地支承着的支承轴上，以便将纸张馈入到一个沿着纸张馈入通道设置的纸张处理站同时在纸张上保持预定的张力，一个用以检测卷筒支承筒的旋转角度的角传感器，一个用以测量在纸张馈入通道上的纸张至纸张处理站的馈入长度的纸张长度传感器，和一个控制单元，该单元用于根据两个传感器中任一个测量出的纸张长度或转动角度计算卷筒的现有纸长，和用于通过根据卷筒的直径以分阶段方式控制制动装置的制动力来校正被馈入至纸张处理站的纸张上的张力。

8.如权利要求7所述的纸张张力校正装置，其特征在于其中控制单元包括一个特有模式，在该模式中，在纸张馈入期间就将纸张的张力予以校正的正常模式之前，卷筒的纸张卷绕长度是根据来自纸张长度传感器和角传感器的信号以与正常模式相同的方式通过一个纸张是以预定的长度间歇地馈入的渐进操作计算出来的。还根据从纸张卷绕长度计算出的卷筒直径在正常模式开始之前将制动力调整至中间水准，以便预先校正纸张上的张力。

9.如权利要求8所述的纸张张力校正装置，其特征在于控制单元在正常模式中和/或特有模式中根据来自设置在卷筒支承筒和支承轴的支承板之间的一个角传感器的用以检测卷筒支承筒的转动角度的信号和设置在纸卷筒和支承轴之间的用以检测纸卷筒的转动角度的角传感器信号之间的不一致检测出可拆卸地安装在卷筒支承筒上的纸卷筒和卷筒支承筒之间的任何位置偏离。

10.如权利要求6-9中任一项所述的纸张张力校正装置，其特征在于其中所述纸张长度传感器是一个旋转编码器或是一个旋转计数器。

11.如权利要求6-9中任一项所述的纸张力校正装置，其特征在于其中所述角传感器包括霍尔元件传感器和磁铁。

12.如权利要求6-9中任一项所述的纸张张力校正装置，其特征在于其中所述角传感器包括光传感器和突出体。

13.如权利要求11或12所述的纸张张力校正装置，其特征在于其中所述角传感器包括一个单独的霍尔元件传感器或光传感器和多个磁铁或突出体，或是多个霍尔元件传感器或光传感器和一个单独的磁铁或突出体，因而转动一个整圈中的每一个均等的角周节都产生一个脉冲信号。

14.如权利要求6-9中任一项所述的纸张张力校正装置，其特征在于其中所述角传感器包括一个接近开关和一个铁磁件。

15.如权利要求11-13中任一项所述的纸张张力校正装置，其特征在于其中所述纸卷筒是卷绕在一个心管上的一张纸张，所述磁铁或所述突出体设置在该心管上。

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