DE69534831T2

DE69534831T2 - Vorrichtung und Verfahren zum Verpacken von Gegenständen

Info

Publication number: DE69534831T2
Application number: DE69534831T
Authority: DE
Inventors: Joseph J. Mentor Harding
Original assignee: Ranpak Corp
Current assignee: Ranpak Corp
Priority date: 1994-07-22
Filing date: 1995-07-21
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2015-07-22
Also published as: JP4500783B2; JP2006231923A; DE785862T1; ATE319620T1; DE69509535T4; DE69509535T2; DE69531061D1; IL114694A; DE776760T1; JP3841430B2; CA2195660C; CN1105012C; US5864484A; CN1214914C; EP0785862A1; BR9508329A; IL114694A0; CA2195660A1; DE29522025U1; SG92627A1

Description

Die Erfindung betrifft allgemein eine Polsterumwandlungsmaschine, die Papierausgangsmaterial in ein Polstermaterial umwandelt, und sie betrifft insbesondere eine Polsterumwandlungsmaschine mit einer Steuerung (controller), die dazu verwendet werden kann, um eine Anzahl von unterschiedlichen Maschinen zu steuern und um Fehlerdiagnosen der Maschine aufzuzeichnen und durchzuführen. Diese Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Herstellen eines Polsterproduktes.
Während des Vorgangs des Versendens eines Gutes von einem Ort zum anderen wird typischerweise schützendes Packmaterial in dem Versandcontainer platziert, um jegliche Leerräume auszufüllen und/oder um das Gut während des Versandvorgangs zu polstern. Einige allgemein verwendete schützende Packmaterialien sind Kunststoffschaumflocken und Kunststoffblasenpapier. Während diese konventionellen Kunststoffmaterialien adäquate Polstermaterialien darzustellen scheinen, sind sie nicht ohne Nachteile. Der vielleicht gravierendste Nachteil des Kunststoffblasenpackmaterials und/oder der Kunststoffschaumflocken ist ihr Einfluss auf unsere Umwelt. Diese Kunststoffpackmaterialien sind ganz einfach nicht biologisch abbaubar und daher können sie nicht ein weiteres Vervielfachen der bereits kritischen Müllbeseitigungsprobleme unseres Planeten vermeiden. Die nicht-biologische Abbaubarkeit dieser Packmaterialien ist zunehmend wichtig geworden im Hinblick darauf, dass viele Industrien fortschrittlichere Vorgehensweisen im Hinblick auf die Verantwortlichkeit für die Umwelt anwenden.
Diese und andere Nachteile der konventionellen Kunststoffpackmaterialien haben schützendes Packmaterial aus Papier zu einer sehr populären Alternative gemacht. Papier ist biologisch abbaubar, recyclebar und erneuerbar, was es im Hinblick auf die Umwelt zu einer verantwortlichen Wahl für gewissenhafte Unternehmen macht.
Während Papier in Lagenform möglicherweise als ein schützendes Packmaterial genutzt werden könnte, ist es für gewöhnlich bevorzugt, die Lagen des Papiers in ein Polsterprodukt geringer Dichte umzuwandeln. Diese Umwandlung kann durch eine Polsterumwandlungsmaschine erzielt werden, wie beispielsweise jene, die in den US-Patenten mit den Nummern 4,026,198; 4,085,662; 4,199,040; 4,237,776; 4,557,716; 4,650,456; 4,717,613; 4,750,896 und 4,968,291 offenbart sind. (Diese Patente sind alle dem Rechtsinhaber der vorliegenden Erfindung zugeordnet). Eine derartige Polsterumwandlungsmaschine wandelt lagenförmiges Ausgangsmaterial, wie beispielsweise Papier in mehrlagiger Form, in Polsterkissen oder Polsterprodukte geringer Dichte um.
Eine Polsterumwandlungsmaschine wie jene, die in den oben genannten Patenten offenbart ist, kann eine Ausgangsmaterialzufuhranordnung, eine Formungsanordnung, eine Zahnradanordnung und eine Schneidanordnung beinhalten, wobei alle an dem Rahmen der Maschine befestigt sind. Während des Betriebs einer derartigen Polsterumwandlungsmaschine führt die Ausgangsmaterialzufuhranordnung das Ausgangsmaterial der Formungsanordnung zu. Die Formungsanordnung bewirkt ein Einwärtsrollen der seitlichen Ränder des lagenähnlichen Ausgangsmaterials, um einen kontinuierlichen Streifen mit seitlichen, kissenartigen Bereichen und einem dünnen zentralen Band zu bilden. Die Zahnradanordnung, die durch einen Zufuhrmotor angetrieben ist, zieht das Ausgangsmaterial durch die Maschine und prägt ebenfalls das zentrale Band des kontinuierlichen Streifens, um einen geprägten Streifen zu bilden. Der geprägte Streifen bewegt sich stromabwärts zu der Schneideanordnung, die den geprägten Streifen in Kissen einer gewünschten Länge schneidet. Typischerweise werden die geschnittenen Kissen in einer Übergangszone entladen und dann entweder sofort oder zu einem späteren Zeitpunkt in einen Container zu Polsterzwecken eingefüllt.
Durch das gezielte Steuern der Zahnradanordnung (d.h. durch das Aktiveren und Deaktivieren ihres Motors) und der Schneidanordnung kann eine Polsterumwand lungsmaschine Kissen einer Vielzahl von Längen herstellen. Dieses Merkmal ist wichtig, weil es einer einzelnen Maschine gestattet, eine große Breite an Polsteranforderungen zu befriedigen. Zum Beispiel können relativ kurze Kissenlängen in Verbindung mit kleinen und/oder unzerbrechlichen Artikeln genutzt werden, während längere Kissenlänge in Verbindung mit größeren und/oder zerbrechlichen Artikeln angewandt werden können. Weiterhin kann ein Satz von Kissen (entweder der gleichen oder unterschiedlicher Längen) in Verbindung mit einzigartig geformten und/oder empfindlichen Artikeln, wie beispielsweise elektronische Ausrüstung, verwendet werden.
Derzeit wird eine Vielzahl von Systemen zur Längensteuerung verwendet, um die Kissenlänge zu steuern. Zum Beispiel ist ein manuelles System erhältlich, in dem eine verpackende Person manuell die Zahnradanordnung für eine Zeitspanne, die für das Herstellen eines geprägten Streifens der gewünschten Länge ausreichend ist, aktiviert (d.h. sie tritt auf ein Fußpedal). Er/sie deaktiviert dann manuell die Zahnradanordnung (d.h. er/sie gibt das Fußpedal frei) und aktiviert die Schneidanordnung (d.h. er/sie drückt gleichzeitig zwei geeignete Knöpfe auf dem Steuerpult der Maschine), um den geprägten Streifen zu schneiden. In dieser Weise wird ein Kissen der gewünschten Länge erzeugt. Alternativ ist das System derart gestaltet, dass eine manuelle Deaktivierung der Zahnradanordnung (d.h. das Loslassen des Fußpedals) automatisch die Schneidanordnung aktiviert.
Eine andere Technik, die zum Steuern der Kissenlänge verwendet wird, ist ein zeitwiederholtes System. In einem derartigen Längensteuerungssystem ist ein Zeitgeber elektrisch mit der Zahnradanordnung verbunden. Der Zeitgeber wird auf eine Zeitspanne (d.h. Sekunden) gesetzt, die basierend auf einer geschätzten Zahnradgeschwindigkeit der gewünschten Länge des Kissens entspricht. Der Zeitgeber wird empirisch eingestellt, um die gewünschte Kissenlänge zu erhalten. Das Zeitwiederholungssystem ist konstruiert, um automatisch die Zahnradanordnung für die ausgewählte Zeitspanne zu aktivieren und dadurch unter der Annahme, dass die abgeschätzte Zahnradgeschwindigkeit konstant ist, einen geprägten Streifen der gewünschten Länge herzustellen. Das System deaktiviert dann die Zahnradanordnung und aktiviert dann die Schneidanordnung, wenn die Funktion des automatischen Schneidens eingeschaltet ist, um den geprägten Streifen in ein erstes Kissen der gewünschten Länge zu schneiden. Danach reaktiviert das System automatisch die Zahnradanordnung, um den Zyklus zu wiederholen, so dass, wenn der Zeitgeber nicht ausgeschaltet worden ist, eine große Anzahl an Kissen von im Wesentlichen der gleichen Länge kontinuierlich hergestellt wird.
Ein weiteres erhältliches System zur Längensteuerung ist ein durch Entfernen gesteuertes System. Dieses System ist ähnlich dem Zeitwiederholungssystem, d.h. es deaktiviert die Zahnradanordnung basierend auf dem Setzen eines Zeitgebers. Mit dem durch Entfernen gesteuerten System wird jedoch die Zahnradanordnung nicht automatisch reaktiviert. Stattdessen wird sie nur reaktiviert, wenn das geschnittene Kissen entweder manuell durch die verpackende Person, mechanisch durch ein Förderband oder durch die Schwerkraft entfernt wird. Durch die Reaktivierung wird ein anderes Kissen der gleichen Länge produziert, bis der Zeitgeber ausgeschaltet wird.
Ein weiteres System zur Längensteuerung umfasst ein Längenauswahlsystem, das der verpackenden Person gestattet, bestimmte vordefinierte Kissenlängen auszuwählen. In einem derartigen System wird ein Auswahlpult (z.B. ein Schalterpult) mit einer Mehrzahl von Längenoptionen (z.B. Knöpfen) bereitgestellt, so dass eine verpackende Person manuell die geeignete Kissenlänge auswählen kann. Wenn eine bestimmte Längenoption ausgewählt worden ist, wird die Zahnradanordnung automatisch für eine Zeitspanne (basierend auf der abgeschätzten Antriebsgeschwindigkeit) entsprechend der ausgewählten Kissenlänge aktiviert. Bei Ablauf dieser Zeitspanne wird die Zahnradanordnung deaktiviert und die Schneidanordnung aktiviert.
Aufgrund der zunehmenden Popularität des schützenden Packmaterials aus Papier nutzen Hersteller häufig eine Mehrzahl von Polsterumwandlungsmaschinen mit vordefinierten Parametern, um schützende Verpackungen für Artikel unterschiedlicher Größen und Formen herzustellen. Diese Anordnung reduziert häufig die Aufbauzeit und gestattet einem Hersteller, Güter mit einem minimalen Zeitaufwand herzustellen und zu versenden. Zusätzlich fügen Hersteller jetzt programmierte Steuerungen ein, um den Betrieb der Polsterumwandlungsmaschinen zu steuern. Diese Steuerungen führen zu reduzierter Arbeitskraft, gleichförmigeren Produkten, geringeren Herstellungskosten, weniger Fehlern und zu einer sichereren Arbeitsumgebung.
Die Steuerungen arbeiten, indem sie kontinuierlich ihre jeweilige Maschine durch das Ausnutzen von Sensorschaltungen in Verbindung mit der Maschine überwachen, wobei die Sensorschaltungen Ausgabesignale einem vorprogrammierten Prozessor bereitstellen, um die jeweilige Maschine gemäß den Vorschriften des Herstellers zu steuern. Jede unterschiedliche Maschine hat typischerweise eine unabhängige Steuerung, die allein für diese bestimmte Maschine vorhanden ist. Das Ausnutzen einer unterschiedlichen Steuerung für jeden Maschinentyp führt oftmals zu gesteigerten Herstellungskosten und zu zusätzlichen Fehlern bei der Herstellung und es verkompliziert das Auswechseln und das Reparieren.
Es wäre wünschenswert, eine einzelne Steuerung bereitzustellen, die eine Vielzahl von Maschinentypen ohne wesentliche Einstellungen oder Modifikationen der Steuerung betreiben könnte. Eine derartige universelle Steuerung würde weniger teuer herzustellen sein und sie würde leichter zu warten sein, weil, wenn sie versagt, ein Techniker einfach die Leiterplatte der Steuerung austauschen würde und eine neue installierten würde. Es wäre ebenfalls wünschenswert für eine Steuerung, Fehlerdiagnoseinformationen zu sammeln und zu speichern und verbesserte und automatisierte Verpackungsfunktionen auszuführen.
US Patent Nr. 4 922 687 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Füllen offener Behälter mit losem Füllgut. Die Behälter werden einzeln in zufälliger Reihenfolge zu einem Transportband befördert. Ein auf jedem Behälter ange brachter Strichcode wird gelesen, und der Strichcode zeigt die Größe des Behälters an. Der Behälter wird auf dem Transportband der Länge und Breite nach zentriert. Ein Zylinder hebt den Behälter auf eine vorbestimmte Höhe, angegeben durch die Behältergröße im Strichcode. Ein Füllventil für loses Füllgut hat eine Zufuhr von losem Füllgut, das durch eine Zuleitung durch Schwerkraft zugeführt wird. Wenn das Ventil einmal geöffnet ist, dann fließt das lose Füllgut mittels Schwerkraft in den Behälter bis die Zuleitung verschlossen wird. Das Ventil wird geschlossen und der Zylinder senkt den Behälter wieder auf das Transportband ab. An einer nachfolgenden Stelle des Transportbands streift eine Reihe von Druckluftdüsen jegliche Anhäufung von losem Füllgut ab, das durch die Zuleitung abgelagert wurde.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein System zum Verpacken eines Gegenstands in einem Behälter, wie es in Anspruch 1 definiert ist, bereitgestellt.
Vorzugsweise umfasst das System weitere Merkmale, wie sie in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 8 definiert sind.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Abschnitts eines Packmaterials für einen Behälter gemäß Anspruch 9 bereitgestellt.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren weitere Merkmale, wie sie im abhängigen Anspruch 10 definiert sind.
Es folgt eine kurze Beschreibung von Vorrichtungen, wie sie hier detaillierter offenbart sind.
Eine Vorrichtung stellt eine Polsterumwandlungsmaschine bereit, mit einer universellen Steuerung, die bei einer Vielfalt von unterschiedlichen Arten einer Polsterumwandlungsmaschine verwendet werden kann, wobei geringe oder gar keine Abänderungen der Steuerung erforderlich sind. Die universelle Steuerung umfasst eine Anzahl von Ausgabeanschlüssen für die Funktionssteuerung der Polsterumwandlungsmaschine, ungeachtet der verwendeten Schneidanordnung oder der für die universelle Steuerung gewählten Funktionsweise. Die Polsterumwandlungsmaschine umfasst vorzugsweise eine Steuerung, die mit verschiedenen Sensoren und Messeinrichtungen kommuniziert, um die der Steuerung zur Verfügung stehende Information außerordentlich zu steigern für die Aufzeichnung und Förderung in diagnostischen und anderen Funktionen.
Bei einer Einrichtung umfasst die Polsterumformungsmaschine eine Zuführanordnung, um Ausgangsmaterial durch die Maschine zu fördern und es in ein Polsterprodukt umzuwandeln, eine Schneidanordnung, um das Polsterprodukt zu schneiden, und eine universelle Steuerung, die eine Mehrzahl von Fühlern einschließt, um das Auftreten bestimmter Ereignisse zu sensieren, eine Mehrzahl von Ausgangsanschlüssen zur Steuerung einer von einer Mehrzahl möglicher Schneideinrichtungen, die bei der Polsterumwandlungsmaschine angewendet werden können, einen Auswahlschalter für die Auswahl einer von einer Mehrzahl von Steuerungsoptionen, und einen Prozessor für die Steuerung der verwendeten Schneideinrichtung in Übereinstimmung mit Ereignissen, die von den Sensoreinrichtungen und der ausgewählten Steuerungsoption gemessen wurden.
Bei einer anderen Einrichtung umfasst die Polsterumwandlungsmaschine eine Mehrzahl von Schneidschaltkreisen, wobei jeder Schneidschaltkreis die elektrische Stromversorgung einer Schneideinrichtung steuert, eine Mehrzahl von Moduserkennungsschaltkreisen zum Erkennen eines Betriebsmodus der Polsterumwandlungsmaschine und zur Erzeugung von Modussignalen, die den erkannten Modus anzeigen, und einen Prozessor zur Steuerung des Betriebs der Polsterumwandlungsmaschine in Übereinstimmung mit den Modussignalen, wobei der Prozessor Steuerungssignale erzeugt zur Steuerung der elektrischen Stromversorgung wenigstens einer von einer Mehrzahl von Schneidschaltkreisen.
Bei einer weiteren Einrichtung, umfasst eine Polsterumwandlungsmaschine zur Umwandlung eines lagenförmigen Ausgangsmaterials in ein Polsterprodukt einen Rahmen, der ein vorgeschaltetes und ein nachgeschaltetes Ende aufweist, Umwandlungseinrichtungen, die an dem Rahmen befestigt sind, die das lagenförmige Ausgangsmaterial in einen kontinuierlichen Streifen eines Polsterprodukts umwandeln, eine Fördereinrichtung, die an dem Rahmen angebracht ist, um das Ausgangsmaterial durch die Umwandlungseinrichtungen zu fördern, eine Schneidvorrichtung, die an dem Rahmen den Umwandlungseinrichtungen nachgeschaltet angeordnet ist, welche den kontinuierlichen Streifen von Polstermaterial in einen Abschnitt einer gewünschten Länge schneidet und eine Steuerung zur Betriebssteuerung der Zuführeinrichtung und der Schneideinrichtung, wobei die Steuerung eine Auswahleinrichtung umfasst, zur Auswahl des Betriebsmodus der Zuführeinrichtung und der Schneideinrichtung, eine Verarbeitungseinrichtung, die Steuersignale erzeugt, die auf dem ausgewählten Betriebsmodus beruhen, und eine Steuerungseinheit, die die Zuführeinrichtung und die Schneideinrichtung in Übereinstimmung mit den erzeugten Steuerungssignalen steuert.
Bei einer weiteren Einrichtung umfasst die Polsterumwandlungsmaschine für die Umwandlung eines lagenförmigen Ausgangsmaterials in ein Polsterprodukt einen Rahmen, der ein vorgeschaltetes und ein nachgeschaltetes Ende aufweist, Umwandlungseinrichtungen, die an dem Rahmen montiert sind und die das lagenförmige Material in ein Polsterprodukt umwandeln, eine Zuführeinrichtung, die an dem Rahmen montiert ist, um das Ausgangsmaterial durch die Umwandlungseinrichtungen zu fördern, und eine Steuerung zur Steuerung des Betriebs der Zuführeinrichtung, wobei die Steuerung eine Auswahleinrichtung aufweist, um den Betriebsmodus der Zuführeinrichtung auszuwählen, eine Verarbeitungseinrichtung, die Steuerungssignale erzeugt, die auf dem ausgewählten Betriebsmodus basieren, und eine Steuerungseinrichtung, die die Zuführeinrichtung steuert in Übereinstimmung mit den erzeugten Steuerungssignalen.
Bei noch einer weiteren Einrichtung umfasst die Polsterumwandlungsmaschine zur Umwandlung eines lagenförmigen Ausgangsmaterials in ein Polsterprodukt einen Rahmen, der ein vorgeschaltetes und ein nachgeschaltetes Ende aufweist, Umwandlungseinrichtungen, die an dem Rahmen montiert sind, die das lagenförmige Ausgangsmaterial in einen kontinuierlichen Streifen eines Polsterprodukts umwandeln, eine Zuführeinrichtung, die an dem Rahmen montiert ist, um Ausgangsmaterial durch die Umwandlungseinrichtung zu fördern, eine Schneideinrichtung, die an dem Rahmen am Ende der Umwandlungsseinrichtung montiert ist, welche den kontinuierlichen Streifen des Polstermaterials in einen Abschnitt einer gewünschten Länge schneidet und eine Diagnoseeinrichtung, die den Betrieb der Maschine überwacht, wobei die Diagnoseeinrichtung eine Sensoreinrichtung umfasst, die den Betriebsmodus der Fördereinrichtung und der Schneideinrichtung sensiert, eine Verarbeitungseinrichtung, welche den ungeeigneten Arbeitsablauf der Fördereinrichtung und der Schneideinrichtung für den sensierten Betriebsmodus ermittelt und Signale erzeugt, die diesem ungeeigneten Betrieb entsprechen, und eine Anzeigeeinrichtung, die Codes anzeigt, die den erzeugten Signalen für die ungeeignete Betriebsweise entsprechen.
Bei einer weiteren Einrichtung umfasst die Polsterumwandlungsmaschine zur Umwandlung eines lagenförmigen Ausgangsmaterials in ein Polsterprodukt einen Rahmen, der ein vorgeschaltetes und ein nachgeschaltetes Ende aufweist, Umwandlungseinrichtungen, die an dem Rahmen montiert sind, welche das lagenförmige Ausgangsmaterial in ein Polsterprodukt umwandeln, eine Fördereinrichtung, die an dem Rahmen montiert ist um das Ausgangsmaterial durch die Umwandlungseinrichtungen zu fördern, und eine Steuerungs-/Diagnoseeinrichtung zur Steuerung und Überwachung des Betriebs der Zuführeinrichtung, wobei die Steuer-/Diagnoseeinrichtung eine Auswahleinrichtung einschließt zur Auswahl des Betriebsmodus der Zuführeinrichtung, eine Verarbeitungseinrichtung, welche Steuersignale erzeugt, die auf dem ausgewählten Betriebsmodus basieren, und welche den Maschinenstatus und die ungeeignete Betriebsweise der Zuführeinrichtung für den ausgewählten Betriebsmodus ermittelt, und Signale erzeugt, die einem solchen Maschinenstatus und ungeeignetem Betrieb entsprechen, eine Steuereinrichtung, welche die Zuführeinrichtung in Übereinstimmung mit den erzeugten Steuersignalen steuert, und eine Anzeigeeinrichtung, die Codes anzeigt, die den erzeugten Signalen für den Maschinenstatus und die ungeeignete Betriebsweise entsprechen.
In einer weiteren Einrichtung schließt die Polsterumwandlungsmaschine zur Umwandlung eines lagenförmigen Ausgangsmaterials in ein Polsterprodukt einen Rahmen ein, welcher ein vorgeschaltetes und ein nachgeschaltetes Ende hat, Umwandlungseinrichtungen, die an dem Rahmen montiert sind, welche das lagenförmige Ausgangsmaterial in einen kontinuierlichen Streifen eines Polsterprodukts umwandeln, eine Fördereinrichtung, die an dem Rahmen montiert ist, zur Förderung des Ausgangsmaterials durch die Umwandlungseinrichtungen, eine Schneideinrichtung, die an dem Rahmen an der Ausgangsseite der Umwandlungseinrichtung montiert ist, welche den kontinuierlichen Polsterstreifen in Teilstücke einer bestimmten Länge schneidet, einen Codeleser zum Lesen eines Codes, der auf das Ausgangsmaterial aufgedruckt ist und eine Steuerung, die die Information von dem Code dekodiert, der von dem Ausgangsmaterial gelesen wird, und wahlweise den Betrieb der Maschine als eine Funktion dieser Information steuert.
In einer noch anderen Einrichtung umfasst die Polsterumwandlungsmaschine zur Umwandlung eines lagenförmigen Ausgangsmaterials in ein Polsterprodukt einen Rahmen, der ein vorgeschaltetes und ein nachgeschaltetes Ende aufweist, Umwandlungseinrichtungen, die an dem Rahmen montiert sind, welche das lagenförmige Ausgangsmaterial in einen kontinuierlichen Streifen eines Polsterprodukts umwandeln, eine Fördereinrichtung, die an dem Rahmen montiert ist zur Förderung des Ausgangsmaterials durch die Umwandlungseinrichtung, eine Schneideinrichtung, die an dem Rahmen am Ausgang der Umwandlungseinrichtungen montiert ist, welche den kontinuierlichen Streifen des Polstermaterials in einen Abschnitt einer gewünschten Länge schneidet, einen Fühler zur Bestimmung der Verpackungsanforderungen eines bestimmten Behälters und eine Steue rung, welche die Zuführ- und Schneideinrichtungen steuert, um die erforderlichen Abschnitte des Polsterprodukts für den Behälter, wie sie durch den Fühler festgelegt sind, zu produzieren.
In einer weiteren Einrichtung umfasst die Polsterumwandlungsmaschine die Umwandlung eines lagenförmigen Ausgangsmaterials in ein Polsterprodukt einen Rahmen, der ein vorgeschaltetes und ein nachgeschaltetes Ende aufweist, Umwandlungseinrichtungen, die an dem Rahmen montiert sind, welche das lagenförmige Ausgangsmaterial in ein Polsterprodukt umwandeln, eine Fördereinrichtung, die an dem Rahmen montiert ist, zur Förderung des Ausgangsmaterials durch die Umwandlungseinrichtungen und eine Steuer-/Diagnoseeinrichtung zur Steuerung und Überwachung des Betriebs der Zuführeinrichtung, wobei die Steuerungs-/Diagnoseeinrichtung eine Verarbeitungseinrichtung einschließt, welche den Maschinenstatus der Maschine festlegt und Signale in Übereinstimmung mit diesem Maschinenstatus erzeugt, einen Datenspeicher zur Speicherung eines solchen Maschinenstatus und eine Kommunikationseinrichtung, um diesen Maschinenstatus zu einem entfernt angeordneten Prozessor zu übermitteln.
In einer weiteren Einrichtung umfasst ein Polsterumwandlungsverbund eine Überwachungssteuerung, die mit einer Mehrzahl von Polsterumwandlungsmaschinen kommuniziert, welche lagenförmiges Ausgangsmaterial in ein Polsterprodukt umwandeln, wobei jede Maschine eine Steuerung zur Steuerung des Betriebs der Maschine in Übereinstimmung mit Instruktionen einschließt, die sie von der Überwachungssteuerung erhalten hat.
In einer weiteren Einrichtung umfasst der Polsterumwandlungsverbund eine Mehrzahl von Polsterumwandlungsmaschinen, welche lagenförmiges Ausgangsmaterial in ein Polsterprodukt umwandeln, wobei jede Maschine eine Steuerung zur Steuerung des Betriebs der Maschine aufweist, wobei die Steuerung jeder Maschine mit der Steuerung von zu mindest einer anderen Maschine verknüpft ist, zur Kommunikation zwischen den Steuerungen.
In einer anderen Einrichtung umfasst ein Polsterumwandlungsverbund eine Überwachungssteuerung, die mit einer Mehrzahl von Polsterumwandlungsmaschinen verknüpft ist, welche lagenförmiges Ausgangsmaterial in ein Polsterprodukt umwandeln, wobei die Überwachungssteuerung den Betrieb jeder Maschine steuert. Bei einer anderen Einrichtung umfasst eine Polsterumwandlungsmaschine zur Umwandlung von lagenförmigem Ausgangsmaterial in ein Polsterprodukt einen Rahmen, der ein vorgeschaltetes und ein nachgeschaltetes Ende aufweist, eine Ausgangsmaterialzuführeinrichtung, Umwandlungseinrichtungen, die an dem Rahmen montiert sind, welche das lagenförmige Ausgangsmaterial in einen kontinuierlichen Streifen eines Polsterprodukts umwandeln, eine Fördereinrichtung, die an dem Rahmen montiert ist und das Ausgangsmaterial durch die Umwandlungseinrichtungen fördert, eine Schneideinrichtung, die an dem Rahmen am Ausgang der Umwandlungseinrichtungen montiert ist, die den kontinuierlichen Streifen des Polstermaterials in einen Abschnitt einer gewünschten Länge schneidet, und eine Einrichtung zum Messen der Länge des Ausgangsmaterials, das von der Ausgangsmaterialzuführanordnung zu den Umwandlungsanordnungen geliefert wird.
In einer noch weiteren Einrichtung umfasst die Polsterumwandlungsmaschine einen Rahmen, Umwandlungseinrichtungen, die an dem Rahmen montiert sind und die ein Ausgangsmaterial in ein Polsterprodukt umwandeln und eine Längenmesseinrichtung, die die Länge des Polsterprodukts misst, wenn es produziert wird, wobei die Umwandlungseinrichtungen eine rotierende Umwandlungseinrichtung umfassen, wobei die Winkelbewegung dieser Einrichtung direkt mit der Länge des Polsterprodukts korrespondiert, wobei die Längenmesseinrichtung positioniert ist, um die Winkelbewegung der rotierenden Umwandlungseinrichtung und damit die Länge des Polsterprodukts zu überwachen.
Es folgt nun eine detaillierte Beschreibung der vorhergehenden Einrichtungen sowie eine detaillierte Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung durch nicht einschränkende Beispiele und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
Im Allgemeinen umfasst die Erfindung die vorangegangenen und andere Merkmale, die hiernach vollständig beschrieben sind und insbesondere durch die Ansprüche hervorgehoben sind, wobei die folgende Beschreibung und die anhängenden Zeichnungen im Detail eine bestimmte illustrierte Ausführungsform der Erfindung darstellen, die jedoch bezeichnend für nur einen der verschiedenen Wege ist, in denen die Prinzipien der Erfindung ausgenutzt werden können.
In den anhängenden Zeichnungen:
1 ist eine Darstellung einer Polsterumwandlungsmaschine;
2 ist ein Blockdiagramm einer Universalsteuerung für eine Polsterumwandlungsmaschine in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;
Die 3 bis 8 sind elektrische schematische Diagramme einer Ausführungsform der Universalsteuerung;
9 ist ein Blockdiagramm einer Steuerung für eine Polsterumwandlungsmaschine mit verbesserten diagnostischen Fähigkeiten;
10 ist eine Vorderansicht eines Längenmessgeräts und anderer relevanter Bereiche der Polsterumwandlungsmaschine;
11 ist eine Seitenansicht des Längenmessgeräts;
12 ist ein Blockdiagramm einer Steuerung umfassend einen Code-Leser zum Lesen von Informationen von dem Ausgangsmaterial und einen Containersensor zum Bestimmen von Verpackungsinformationen von einem Container, dem die Verpackung zugeführt wird;
13 ist ein Blockdiagramm eines fehlertoleranten Netzwerks zum Herstellen von Polsterprodukten; und
14 ist eine Darstellung von zwei Maschinen zum Produzieren von Polsterprodukten, die jeweils am Ende eines Fördermittels positioniert sind und über ein Netzwerk kommunizieren.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und anfänglich auf 1 ist eine Polsterumwandlungsmaschine 10 gezeigt, die einen Rahmen 12 umfasst, über den die verschiedenen Komponenten einer Umwandlungsanordnung 14 befestigt sind, und eine Steuerung 16 (schematisch illustriert) zum Steuern der Maschine, die die Komponenten der Polsteranordnung umfasst. Der Rahmen 12 umfasst eine Ausgangsmaterialzufuhranordnung bzw. eine Ausgangsmateriallieferanordnung 18, die eine Rolle des Ausgangsmaterials zu der Umwandlung durch die Umwandlungsanordnung 14 in ein Polstermaterial hält. Die Umwandlungsanordnung 14 umfasst bevorzugt eine Zufuhranordnung bzw. Zuführanordnung 19 umfassend eine Formungsanordnung 20 und eine Zahnradanordnung 22 angetrieben durch einen Zufuhrmotor 24, eine Schneidanordnung 26, die zum Beispiel durch einen Schneidmotor 28 angetrieben ist, der mit der Schneidanordnung selektiv in Eingriff gelangt durch eine Kupplung 30, die durch einen Wechselspannungs-Elektromagneten angetrieben ist, und eine Nach-Schnitt-Zwanganordnung 32.
Während des Umwandlungsvorgangs bewirkt die Formungsanordnung 20, dass die seitlichen Ränder des Ausgangsmaterials einwärts gerollt werden, um einen kontinuierlichen Streifen mit zwei seitlichen kissenähnlichen Abschnitten und einem zentralen Band dazwischen zu bilden. Die Zahnradanordnung 22 führt eine "Zug-Funktion" aus, indem sie den kontinuierlichen Streifen durch die Klemmstelle von zwei zusammenarbeitenden und gegenüberliegenden Zahnrädern der Zahnradanordnung zieht, wodurch das Ausgangsmaterial durch die Formungsanordnung 20 für eine Dauer, die durch die Zeitspanne bestimmt ist, die der Zufuhrmotor 24 die gegenüberliegenden Zahnräder dreht, gezogen wird. Die Zahnradanordnung 22 führt zusätzlich eine "Präge-„ oder "Verbindungs-Funktion" aus, indem die zwei gegenüberliegenden Zahnräder das zentrale Band des kontinuierli chen Streifens prägen, wenn es dort hindurch läuft, um einen geprägten Streifen zu bilden. Wenn sich der geprägte Streifen stromabwärts von der Zahnradanordnung 22 bewegt, schneidet die Schneidanordnung 26 den Streifen in Abschnitte einer gewünschten Länge. Diese geschnittenen Abschnitte bewegen sich dann durch die Nach-Schnitt-Zwanganordnung 32.
Die Steuerung 16 ist bevorzugt "universal" oder anwendbar in einer Anzahl von unterschiedlich konfigurierten Polsterumwandlungsmaschinen, ohne dass irgendwelche wesentliche Änderungen an der Steuerung erforderlich sind. Demgemäss kann daher eine Konfiguration einer Universalsteuerung 16 für eine Vielfalt von unterschiedlichen Polsterumwandlungsmaschinen hergestellt werden. Der Techniker für die Anordnung braucht dann nicht die Steuerung 16 an eine spezifische Konfiguration der Polsterumwandlungsmaschine anzupassen, beispielsweise wenn eine der speziellen Polsterumwandlungsmaschinen angepasst ist an die Verwendung einer durch Luft angetriebenen Schneidordnung, eine Schneidanordnung mit einer Direktstrom betriebenen Spule oder eine motorgetriebene Schneidanordnung. Die Anwendbarkeit der Universalsteuerung, um unterschiedlich konfigurierte Maschinen zu steuern, reduziert die Montagezeit, reduziert die Montagekosten, weil die Arbeitskosten beim spezifischen Konfigurieren einer Steuerung oftmals die Kosten für das Montieren unbenutzter elektrischer Komponenten in der Steuerung überwiegen, und es reduziert die Möglichkeit von Montagefehlern. Weiterhin wird die Reparatur der Maschine erleichtert, weil die Ausbildung des Reparaturtechnikers minimiert wird und weil ein Vorrat an Universalsteuerungen zur Verwendung in einer Vielfalt von Polsterumwandlungsmaschinen geführt werden kann.
Eine exemplarische Universalsteuerung 16 ist in 2 dargestellt und umfasst eine Anzahl von unterschiedlichen Ausgabeanschlüssen 36, 38, 40, 42, 44 und 46, die dazu verwendet werden, um jeweils ein Steuersignal von einem Mikroprozessor 48 bereitzustellen für einen Gleichspannungs-Scherelektromagneten, einen Wechselspannungs- Steuerelektromagneten, einen Schnittmotor, einen Zufuhrmo tor, einen Zähler und einen Ersatz-Anschluss in Übereinstimmung mit einer Anzahl von Eingängen 50. Wird der Mikroprozessor 48 hierin als ein einzelnes Gerät dargestellt und beschrieben, sollte man bemerken, dass der Mikroprozessor 48 als eine Anzahl von Mikroprozessoren oder Steuereinheiten des gleichen Typs oder als unterschiedliche Mikroprozessoren angepasst auf das Ausführen bestimmter Funktionen realisiert werden kann. Der Gleichspannungs-Scherelektromagnet, der durch den Mikroprozessor 48 durch den Gleichspannungs-Scherelektromagnet-Ausgang 36 gesteuert ist, treibt eine Schneidklinge an, die am Ausgang einer Polsterumwandlungsmaschine positioniert ist. Wenn der Gleichspannungs-Scherelektromagnet durch ein Steuersignal, das durch den Anschluss 36 geschickt wird, mit Energie versorgt wird, betätigt der Elektromagnet eine Schneidklinge, um die Klinge durch die Polsterung zu zwingen, um einen Schnitt durchzuführen. Eine Maschine, die eine Schneidanordnung angetrieben durch einen Gleichspannungs-Elektromagneten verwendet, wird durch die Ranpak Corporation unter dem Namen PadPak^® angeboten, und sie ist offenbart in dem US-Patent mit der Nummer 4,968,291.
Der Anschluss 38 für den Wechselspannungs-Steuerelektromagneten steuert einen externen Wechselspannungs-Elektromagneten, der typischerweise in Verbindung mit entweder einer luftgetriebenen Schneidanordnung oder einer Motor getriebenen Schneidanordnung verwendet wird. Wenn eine Polsterumwandlungsmaschine umfassend die Universalsteuerung 16 eine luftgetriebene Schneidanordnung verwendet, nutzt die Schneidanordnung den Wechselspannungs-Steuerelektromagneten, um die Zufuhr von Druckluft zu einem Luftzylinder zu steuern, der eine Schneidklinge antreibt, um einen Abschnitt der durch die Maschine geführten Polsterung abzuscheren. Eine Polsterumwandlungsmaschine, die eine luftgetriebene Schneideanordnung verwendet, wird unter dem Namen PadPak^® durch die Ranpak Corporation angeboten und sie ist in dem US-Patent mit der Nr. 4,968,291 offenbart. Der Anschluss 38 für den Wechselspannungs-Steuerelektromagneten kann ebenfalls dazu verwendet werden, um einen Wechselspannungs-Steuerelektromagneten zu steuern, der agiert, um den Direktschnei deantriebsmotor 28 mit der Schneidanordnung 26 über die Kupplung 30 zu koppeln, um eine Schneidklinge durch einen Schneidschlag anzutreiben, um einen Abschnitt des Polstermaterials, dass durch die Maschine geführt wird, abzuschneiden. Eine derartige Maschine wird durch die Ranpak Corporation unter dem Namen AutoPad^® vermarktet und sie ist in dem US-Patent mit der Nr. 5,123,889 offenbart. In dieser Ausführungsform einer Polsterumwandlungsmaschine wird der Anschluss 40 des Schnittmotors dazu verwendet, ein Signal zu dem Schnittmotor 28 zu liefern, um sicherzustellen, dass der Schnittmotor läuft, wenn ein Schnitt gewünscht ist.
In jedem der Ausführungsformen einer Polsterumwandlungsmaschine, die oben beschrieben worden sind, werden Mittel zum Bewegen des Papiermaterials durch die Maschine verwendet, um das Polstermaterial zu erzeugen. Die oben referenzierten PadPak^®- und AutoPad^® -Maschinen verwenden den Zufuhrmotor 24, der die ineinandergreifenden Zahnräder 22 dreht, die das Papierausgangsmaterial greifen und durch die Maschine führen, wo die geeignete Umwandlung des lagenförmigen Ausgangsmaterials zu einem Polsterprodukt und das Schneiden des Polsterproduktes in geeignete Längen stattfindet. Die Universalsteuerung 16 steuert den Zufuhrmotor 24 durch den Zufuhrmotoranschluss 42. Wenn es gewünscht ist, dass eine geeignete Länge von Papier durch die Polsterumwandlungsmaschine durch den Zufuhrmotor 24 geführt wird, sendet der Mikroprozessor 48 ein Signal durch den Zuführmotoranschluss 42, was das Zuführen von Energie zu dem Zufuhrmotor für die Zeitspanne, die das Signal vorhanden ist, bewirkt. Wenn der Mikroprozessor 48 bestimmt hat, dass die gewünschte Länge des Papierausgangsmaterials der Maschine 10 zugeführt worden ist, wird das Signal abgeschaltet, was bewirkt, dass der Zufuhrmotor 24 stoppt und dass die Zufuhr des Papiers durch die Maschine stoppt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Mikroprozessor 48 basierend auf der Position des Betriebsmodusauswahlschalters 52 und dem Zustand der Eingangssignale 50 bestimmen, ob ein Schnitt des Polstermaterials, dass durch die Maschine 10 geführt wurde, erzeugt wird, wie es unten vollständiger beschrieben ist.
In Abhängigkeit von der Ausführungsform der Polsterumwandlungsmaschine 10 kann die Universalsteuerung 16 ebenfalls einen Zählanschluss 44 verwenden, um einen Zähler zu steuern, der die Verwendung der Maschinen verfolgt, oder sie kann einen Ersatz-Anschluss 46 verwenden, der zum Bereitstellen von Steuersignalen für einige andere Geräte verwendet wird.
Während die Universalsteuerung 16 die Ausgabeanschlüsse 36 bis 46 für die Steuerung des Zufuhrmotors 24 und eine Vielfalt von Schneidanordnungen umfasst, werden in den meisten Anwendungen weniger als alle Anschlüsse verwendet werden. Wenn zum Beispiel die Universalsteuerung 16 verwendet wird, um eine Polsterumwandlungsmaschine zu steuern mit einer Schneidanordnung, die durch einen Gleichspannungs-Scherelektromagneten angetrieben ist, wie die oben erwähnte PadPak^®-Maschine, wird der Gleichspannungs-Scherelektromagnetanschluss 36 verwendet, während der Wechselspannungs-Steuerelektromagnetanschluss 40 und der Schneidmotoranschluss 16 nicht verwendet werden. Wenn die Universalsteuerung 16 verwendet wird, um eine Maschine 10 mit einer luftgetriebenen Schneidanordnung zu steuern, wird der Wechselspannungs-Steueranschluss 38 verwendet, um den Wechselspannungs-Steuerelektromagneten zu steuern, und der Gleichspannungs-Scherelektromagnetanschluss 36 und der Schneidmotoranschluss 40 verbleiben ungenutzt. Wenn in ähnlicher Weise die Universalsteuerung 16 in Verbindung mit einer Polsterumwandlungsmaschine verwendet wird, die einen Schneidmotor 28 nutzt, um die Schneidanordnung 26 zu betätigen, wie beispielsweise die oben genannte AutoPad^®-Maschine, werden der Wechselspannungs-Steuerelektromagnetanschluss 38 und der Schneidmotoranschluss 40 verwendet, um die Schneidanordnung 26 zu steuern und anzutreiben, während der Gleichspannungs-Scherelektromagnetanschluss 36 ungenutzt sein wird. Der Mikroprozessor 48 wird bevorzugt mehr oder weniger gleichzeitig bewirken, dass geeignete Signale zu jedem der jeweiligen Ausgabeanschlüsse 36, 38, 40 gesendet werden unabhängig von der tatsächlichen Schneidanordnung, die durch eine Ma schine verwendet wird. Auf diese Weise muss der Mikroprozessor 48 nicht über diesen Aspekt der Konfiguration der Maschine informiert werden und die Schneidanordnung 26, die mit einem Anschluss verbunden ist, wird daher diejenige sein, die auf ein von dem Mikroprozessor gesendetes Signal antwortet, ohne dass der Mikroprozessor unterscheiden muss, welcher Typ einer Schneidanordnung verwendet wird.
Die Steuerung der verschiedenen Geräte, wie beispielsweise des Gleichspannungs-Scherelektromagneten und des Schneid- und Zuführmotors, wird durch den Mikroprozessor 48 in Übereinstimmung mit bestimmten Eingaben 50 ausgeführt, die für die Betriebsbedingung der Polsterumwandlungsmaschine 10 und bestimmte Ereignisse, die wahrgenommen worden sind, bezeichnend sind. Die Eingaben 50 umfassen ebenfalls eine Indikation des Betriebsmodus für die Polsterumwandlungsmaschine, der durch den Modusauswahlschalter 52, beispielsweise ein Drehschalter, ausgewählt worden ist. Der Modusauswahlschalter 52 umfasst eine Anzahl von Einstellungen entsprechend den unterschiedlichen Betriebsmodi, z.B. den Tastaturmodus, den elektronischen Ausgabesystemmodus, den automatischen Schneidmodus, den Zufuhr-Schneid-Fußschalter-Modus und den automatischen Zufuhrmodus. Die Moduseinstellung der Steuerung 16 sowie eine Anzahl von Fehlersignalen kann als alphanumerischer Code auf der Anzeige 54 dargestellt werden. Zum Beispiel kann ein Anzeige-Code von „1" einem Bediener anzeigen, dass die Maschine 10 in dem automatischen Zufuhrmodus betrieben wird, während eine Anzeige von "A" anzeigen kann, dass ein Fehler in den Knöpfen aufgetreten ist, die zum manuellen Anweisen eines Schnittes genutzt werden.
Der Tastaturmodus ist für Polsterumwandlungsmaschinen, die mit einer Tastatur ausgestattet sind, durch die ein Bediener die Länge jedes Kissens durch Pressen der geeigneten Taste auf der Tastatur eingeben kann, deren Herstellung durch die Maschine gewünscht ist. Unabhängig von der verwendeten Schneidanordnung stellt der Mikroprozessor 48 in diesem Modus ein Signal für den Zufuhrmotor durch den Zufuhrmotoranschluss 42 bereit, um durch die Maschine Material für die geeignete Zeitspanne zuzuführen, um eine Polsterung in der Länge bereitzustellen, die der Bediener durch die Tastatur ausgewählt hat. Bevorzugt sind die Tastaturknöpfe vorprogrammiert, so dass jeder Knopf einer speziellen Schnittlänge entspricht. Wenn beispielsweise ein Bediener den Knopf 12 auf der Tastatur drückt und dieser Knopf vorprogrammiert war, um einer Länge von 12 Inches zu entsprechen, dann wird der Mikroprozessor 48 dem Zufuhrmotor 24 ein Signal senden und den Zufuhrmotor für eine Zeitspanne antreiben, die gleichzusetzen ist mit einem ausgegebenen Polstermaterial von 12 Inch, und dann wird der Mikroprozessor den Zufuhrmotor abschalten. Nach der Vervollständigung des Polstermaterials der ausgewählten Länge, dass durch die Maschine geführt wird, weist der Mikroprozessor 48 automatisch die verwendete Schneidanordnung 26 über die Ausgabeanschlüsse 36, 38, 40 an, einen Schnitt auszuführen. Dann wartet der Mikroprozessor 48 auf die nächste Taste, die auf der Tastatur gedrückt wird, und wiederholt den Vorgang, um eine Länge einer Polsterung entsprechend der gedrückten Taste herzustellen.
Wenn mit dem Modusauswahlschalter 52 die Einstellung für den Modus des elektronischen Ausgabesystems (Electronic Dispensing System = EDS) ausgewählt wird, wird ein externer elektronischer Ausgabesensor verwendet, um das Vorhandensein oder die Abwesenheit einer ausgegebenen Länge des Polstermaterials zu detektieren. Die Information über das Vorhandensein oder die Abwesenheit des Polstermaterials wird dem Mikroprozessor 48 durch einen der Eingänge 50 bereitgestellt. Wenn der Sensor detektiert, dass kein Polstermaterial mehr in dem Schneidgebiet der Maschine vorhanden ist, wird diese Information dem Mikroprozessor 48 übermittelt, der über den Zufuhrmotoranschluss 42 ein Signal an den Zufuhrmotor 24 übermitteln wird, um eine bestimmte Länge des Materials auszugeben. Die Länge des Materials, dass der Maschine 10 zugeführt werden soll, wie es dem Mikroprozessor 48 über einen der Eingänge 50 übermittelt wird, wird durch die Einstellung eines Einstellrades bestimmt, das unten beschrieben ist. Sobald Material durch die Maschine 10 geführt wird und an dem Schneidausgang austritt, wird der elektronische Ausgabesensor dem Mikroprozessor 48 das Vor handensein des Polstermaterials an dem Schneidausgang der Maschine berichten. Nachdem die vollständige Länge des Materials durch den Zufuhrmotor 24 durch die Maschine geführt worden ist, wird der Mikroprozessor 48 eine kurze Zeitspanne abwarten, um dem Zufuhrmotor zu gestatten anzuhalten, und er wird dann ein Signal über die erforderlichen Ausgabeanschlüsse ausgeben, um einen Schnitt anzuweisen, der durch die verbundene Schneidanordnung 26 ausgeführt werden soll. Die elektronische Ausgabeanordnung wird fortfahren, dem Mikroprozessor 48 das Vorhandensein des Polstermaterials an dem Ausgang der Maschine zu berichten, bis das Material entfernt wurde. Nachdem das Entfernen des Materials wird der Sensor das Entfernen dem Mikroprozessor 48 über die Eingänge 50 berichten, woraufhin der Mikroprozessor ein Signal an den Zufuhrmotor 24 übermitteln wird, um wieder eine andere Länge des Polstermaterials durch die Maschine zu führen, und sobald die Zufuhr abgeschlossen ist, wird der Mikroprozessor ein Signal über die erforderlichen Ausgabeanschlüsse abgeben, um das Schneiden des Materials durch die Schneidanordnung 26 zu bewirken. Dieser Vorgang wird sich solange fortsetzen, wie der Bediener das Entfernen der geschnittenen Polsterprodukte von dem Ausgabegebiet der Maschine fortsetzt.
Die Auswahl des automatischen Schneidmodus an dem Auswahlschalter 52 bewirkt, dass der Mikroprozessor 48 grundsätzlich den gleichen Prozess ausführt, wie er oben für den EDS-Modus dargestellt worden ist, mit der Ausnahme, dass ein Bediener nicht eine Länge des Polstermaterials von der Maschine entfernen muss, damit die nächste Länge durch die Maschine geführt wird und geschnitten wird. In diesem Modus weist der Mikroprozessor 48 den Zufuhrmotor 24 über den Zufuhrmotoranschluss 42 an, Material durch die Maschine über eine Zeitspanne zu führen, die durch die Einstellung des Einstellrades bestimmt wird. Sobald die gewünschte Länge des Materials durch die Maschine geführt worden ist, wird der Mikroprozessor 48 das Senden von Signalen zu dem Zufuhrmotor 24 abschalten, eine kurze Zeitspanne warten, um das Anhalten des Zufuhrmotors zu gestatten, und dann wird er die geeigneten Signale an die Ausgabeanschlüsse 36, 38, 40 senden, die die jeweiligen Schneidanordnungen 26 steuern. Der Mikropro zessor 48 wird in diesem Modus bewirken, dass kontinuierlich vorbestimmte Längen des Materials zugeführt und durch die Maschine geschnitten werden, es sei denn, dass eine vorbestimmte Anzahl von Längen durch den Bediener ausgewählt worden ist.
Wenn der Zufuhr-Schnitt-Fußschalter-Modus an dem Modusauswahlschalter 52 ausgewählt wird, wird die Steuerung der Maschine durch den Mikroprozessor 48 stattfinden, wie es durch einen Fußschalter, der durch den Bediener betätigt wird, angewiesen wird. Wenn ein Bediener den Fußschalter herabdrückt, wird eine Eingabe, die diese Tatsache angibt, an den Mikroprozessor 48 über einen der Eingänge 50 gesendet. In Beantwortung wird der Mikroprozessor 48 ein Signal an den Zufuhrmotor 24 über den Zufuhrmotoranschluss 42 senden, um Material durch die Maschine zu führen. Das Signal, dass an dem Zufuhrmotor 24 durch den Mikroprozessor 48 gesendet wird, wird sich fortsetzen, bis der Bediener den Druck von dem Fußpedal nimmt, wobei zu diesem Zeitpunkt der Mikroprozessor das Signal an den Zufuhrmotor abschalten wird, eine kurze Zeitspanne abwarten wird, um dem Zufuhrmotor das Anhalten zu gestatten, und dann ein Signal an die Ausgangsanschlüsse 36, 38, 40 senden wird, um die Schneidanordnungen 26 zu betreiben, um das durch die Maschine geführte Material zu schneiden.
Der fünfte Modus des Modusauswahlschalters 52 ist der automatische Zufuhrmodus. In dem automatischen Zufuhrmodus signalisiert der Mikroprozessor 48 dem Zufuhrmotor 24 über den Zufuhrmotoranschluss 42, dass eine Länge des Papiers durch die Maschine geführt werden soll, wie es durch die Position des Einstellrades festgelegt ist. Nachdem die passende Länge des Polstermaterials durch die Maschine geführt worden ist, wird der Mikroprozessor abwarten, bis ein Schnitt manuell angefordert wird. In diesem Modus muss der Bediener dann dem Mikroprozessor anweisen, der Schneidanordnung zu signalisieren, dass ein Schnitt ausgeführt werden soll. Bevorzugt wird durch den Bediener ein Schnitt dadurch bewirkt, dass manuell zwei Schneidknöpfe gleichzeitig gedrückt werden. Wenn die Knöpfe gedrückt worden sind, werden beide Eingaben an den Mikroprozessor 48 über die Eingangsleitungen 50 übermittelt und unter der Voraussetzung, dass die Knöpfe annähernd gleichzeitig gedrückt worden sind, wird der Mikroprozessor ein Signal über die passenden Ausgänge an die Schneidanordnung 26 übermitteln, die in der Maschine verwendet wird, um das Material zu schneiden. Nachdem ein Schnitt abgeschlossen worden ist, wird der Mikroprozessor 48 wieder ein Signal an den Zufuhrmotor 24 senden, um zu bewirken, dass die ausgewählte Länge des Materials durch die Maschine geführt wird und er wird dann auf dem Bediener warten, der anweisen soll, dass ein Schnitt durchgeführt werden soll.
Eine Ausführungsform der Universalsteuerung 16, die oben beschrieben worden ist, ist in dem schematischen Schaltungsdiagramm der 3 bis 8 gezeigt. Wenden wir uns zunächst den 3 bis 5 zu, ist die Wechselwirkung zwischen dem Mikroprozessor 48 und den Ausgabeanschlüssen 36 bis 46 gezeigt. Der Mikroprozessor 48 kann irgend eine Anzahl von kommerziell erhältlichen Verarbeitungschips für allgemeine Zwecke sein, und es ist bevorzugt einer mit einer passenden Schnittstelle mit den Ausgabeanschlüssen 36 bis 46 und den Eingängen 50 über einen Speicher 60, wie beispielsweise ein programmierbares peripheres Gerät, das einen ROM-Speicher, einen RAM-Speicher und Eingabe/Ausgabe-Anschlüsse umfassen kann. Der Mikroprozessor 48 wird ebenfalls mit Tastatureingängen 62 bereitgestellt, mit der eine Tastatur verbunden werden kann, wenn es gewünscht ist, so dass der Universalprozessor 16 in dem Tastaturmodus betrieben wird. Um die verschiedenen Ausgabeanschlüsse zu steuern, speichert der Mikroprozessor die passenden Signalwerte an einem Ort in dem Speicher 60, der durch den passenden Ausgabeanschluss zugriffsbereit ist. Um beispielsweise ein Signal an den Zufuhrmotor 24 über den Zufuhrmotoranschluss 42 zu übermitteln, wird der Mikroprozessor 48 den gewünschten Signalwert an einem Ort in dem Speicher 60 positionieren, der durch die Leitung 62 zugriffsbereit ist, um ein Signal an den Schneidmotor 28 über den Schneidmotoranschluss 40 zu übermitteln, wird der Signalwert an einem Ort positioniert, der durch die Leitung 66 zugriffsbereit ist, und um ein Signal an den Gleichspannungs-Scherelektromagneten über den Gleichspannungs-Scherelektromagnetenanschluss 36 oder um ein Signal an den Wechselspannungs-Steuerelektromagneten über den Wechselspannungs-Steuerelektromagnetenanschluss 38 zu übermitteln, wird ein Signalwert an einem Speicherplatz positioniert werden, durch die Leitung 64 zugriffsbereit ist. Wenn ein Steuersignal an den Zufuhrmotoranschluss 42 gesendet wird, um zu bewirken, dass der Zufuhrmotor 24 läuft, kann ebenfalls ein Zeitzähler 68 aktiviert werden, der die Laufzeit der Polsterumwandlungsmaschine verfolgt. Um den überzähligen Ausgabeanschluss 46 oder den Zähleranschluss 44 (siehe 5) zu steuern, positioniert der Mikroprozessor 48 einen Signalwert an einem Ort in dem Speicher 60, der für diese Anschlüsse oder Geräte zugriffsbereit ist.
Man sollte erkennen, dass, weil die Polsterumwandlungsmaschine 10, in der die Universalsteuerung 16 verwendet wird, nur mit einer Schneidanordnung 26 genutzt wird, die Ausgabeanschlüsse, die eine Schneidanordnung steuern, mit unterschiedlichen Typen von Schneidanordnungen geteilt werden können, so dass zum Beispiel der Anschluss 38 für den Wechselspannungs-Steuerelektromagneten eine luftbetriebene Schneidanordnung steuern kann oder die Eingriffskupplung 30 der Schneidanordnung 26, die durch den Schneidmotor 28 angetrieben ist, oder eine einzelne Steuerleitung kann mehr als einen Ausgabeanschluss steuern, so wie die Steuerleitung 64 gezeigt ist, die sowohl den Anschluss 38 für den Gleichspannungs-Scherelektromagneten und den Anschluss 14 für den Wechselspannungs-Steuerelektromagneten steuert. Während weiterhin nur eine einzelne Schneidanordnung 26 durch eine Maschine 10 zu einem Zeitpunkt verwendet wird, kann mehr als eine Steuerleitung genutzt werden, um eine einzelne Schneidanordnung zu steuern oder um eine andere Kontrolle über die Maschine bereitzustellen. In dem Zusammenhang, in dem die Polsterumwandlungsmaschine 10 mit einem Schneidmotor 28 verwendet wird, werden beide Steuerleitung 64 und 66 verwendet, um einen Schnitt durchzuführen. Die Steuerleitung 66 weist den Schnittmotor 28 über den Schnittmotoranschluss 40 an zu laufen, während die Steuerleitung 64 den Wechselspannungs-Steuerelektromagneten über den Anschluss 38 des Wechselspannungs-Steuerelektromagneten anweist, mit der Kupplung 30 in Eingriff zu gelangen, die den Schneidmotor 28 und die Schneidklingenanordnung 26 koppelt. Die Steuerleitungen 62 und 64 werden ebenfalls gemeinsam verwendet, um sicherzustellen, dass der Zufuhrmotor 24 nicht betrieben wird, wenn ein Schnitt gestartet worden ist, weil dies bewirken kann, dass das Polstermaterial in der Maschine gestaut wird. Ein paar Transistoren 70 und 72 ist mit den Steuerleitungen 62 und 64 derart verbunden, dass der Zufuhrmotor 24 und die Schneidanordnung 26 nicht beide gleichzeitig betätigt werden können, weil das Vorhandensein eines Signals in einer Steuerleitung die andere Steuerleitung abschaltet.
Die Eingaben 50 an den Mikroprozessor 48 werden durch eine Vielfalt von Schaltung erzeugt, wie sie in den 6 bis 8 gezeigt sind. 6 illustriert die Einstellradschaltung 76, wie sie oben diskutiert worden ist. Ein zweistelliges (two-digit) Einstellrad 78 ist mit dem Eingabebus 50 über die Bus-Schnittstelle 80 und die Steuerleitung 82 gekoppelt und gestattet dem Bediener, die Zeit auszuwählen, während der Mikroprozessor 48 den Zufuhrmotor 24 über die Steuerleitung 62 und den Zufuhrmotoranschluss 42 anweisen wird zu laufen und daher die Länge des Polstermaterials, das der Maschine während des EDS-Modus, des automatischen Schneidmodus und des automatischen Zufuhrmodus zugeführt wird, bestimmt. Die ausgewählte Zufuhrlänge wird an den Mikroprozessor 24 über den Eingabebus 50 übermittelt. In den 6 bis 8 sind eine Anzahl von vorliegenden Wahrnehmungsschaltungen gezeigt, die zusätzliche Eingaben über den Eingabebus 50 bereitstellen, die den Mikroprozessor 48 über den Speicher 60 über verschiedene Betriebsereignisse der Polsterumwandlungsmaschine informieren, wie zum Beispiel ob ein Schnitt beendet worden ist, ob der Fußschalter gedrückt worden ist oder ob ein Schneidknopf gedrückt worden ist, etc. sowie den ausgewählten Betriebsmodus für die Universalsteuerung 16.
Die vorliegenden Wahrnehmungsschaltungen sind alle von einer ähnlichen Konstruktion, wobei sie jedoch einzelne Ereignisse wahrnehmen. Eine beispielhafte Stromwahrnehmungsschaltung umfasst generell einen Kontakt 84, der einen Strom empfängt, wenn ein spezielles Ereignis auftritt, dass für diese Wahrneh mungsschaltung spezifisch ist. Wenn ein derartiges Ereignis auftritt, läuft Strom durch den Kontakt 84 zu einem Kondensator 86, der elektrisch parallel geschaltet ist zu einem Paar Dioden 88 eines Optokopplers 90, der umgekehrt parallel angeordnet ist. Wenn Strom über die Dioden 88 detektiert wird, der das Ereignis angibt, für dessen Wahrnehmung die spezielle Wahrnehmungsschaltung konstruiert ist, gelangt Licht von den Dioden auf den Fototransistor 92, was bewirkt, dass der Transistor eine Quelle konstanter Spannung 94, die durch einen Widerstand-Kondensator-Filter 96 gefiltert ist, an einen Eingang 98 zu der Busschnittstelle 100 koppelt. Die Busschnittstelle 100 stellt die geeignete Eingabe an den Speicher 60 über den Eingabebus 50 bereit, wie sie durch die Steuerleitung 102 gesteuert wird.
Wenden wir uns nun den speziellen Wahrnehmungsschaltungen hinzu, detektiert die Wahrnehmungsschaltung 104 (RELAIS AN), ob die Polsterumwandlungsmaschine zurückgesetzt worden ist und ob alle Sicherheitsschalter geschlossen sind, was angibt, ob die Abdeckung, etc. der Maschine geschlossen ist. Der Zustand der Detektion wird dann an den Mikroprozessor 48 über den Speicher 60 als eine Eingabe in den Eingabebus 50 übermittelt.
Die Schaltung 106 (Zufuhr Umkehr) nimmt wahr, wann ein Bediener einen Umkehrdruckknopf gedrückt hat, der dem Bediener gestattet, die Drehrichtung des Zufuhrmotors 24 umzukehren. Der Zweck der Zufuhr-Umkehrfunktion besteht darin, ein Mittel zum Beseitigen eines Staus von Polstermaterial bereitzustellen. Oftmals kann das gestaute Polstermaterial durch einfaches Umkehren des Zufuhrmotors und durch das Ziehen des Polstermaterials weg von der Schneidanordnung, wo Stauungen am häufigsten auftreten, beseitigt werden. Der Zustand dieser Wahrnehmungsschaltung 106 wird ebenfalls an den Mikroprozessor 48 über den Eingabebus 50 durch den Speicher 60 berichtet.
Die Schaltung 108 (Vollständiger Schnitt) nimmt den Zustand eines Vollständigen-Schnitt-Schalters wahr. Schneidanordnungen, die einen Gleichspannungs- Elektromagneten zum Antreiben einer Schneidklinge verwenden, haben die Eigenschaft, sich schnell aufzuheizen, wenn kontinuierlich Spannung an den Elektromagneten angelegt wird. Wenn ein derartiger Elektromagnet sich zu stark aufheizt, verliert er Kraft und kann nicht so effektiv Schneiden wie er es könnte, wenn er in einem kälteren Zustand wäre. Der Vollständiger-Schnitt-Schalter detektiert, ob ein Schnitt des Polstermaterials abgeschlossen worden ist. Die wahrnehmende Schaltung 108 nimmt den Zustand des Vollständiger-Schnitt-Schalters war und berichtet den Zustand dem Mikroprozessor 48, so dass der Mikroprozessor unmittelbar die Spannungsversorgung zu dem Gleichspannungs-Scherelektromagneten unterbrechen kann, in dem er ein geeignetes Signal an den Gleichspannungs-Scherelektromagnetenanschluss 36 über die Steuerleitung 64 sendet.
Die Position des Fußschalters, der verwendet wird, wenn die Universalsteuerung 16 auf den Zufuhr-Schnitt-Fußschalter-Modus gesetzt worden ist, wird durch die wahrnehmende Schaltung 110 (Zufuhr FS) wahrgenommen. Die wahrnehmende Schaltung 110 nimmt die Position des Fußschalters war und berichtet die Position dem Mikroprozessor 48. Wenn man sich, wie oben diskutiert worden ist, im Fußschaltermodus befindet und wenn der Fußschalter gedrückt ist, wird der Mikroprozessor 48 dem Zufuhrmotor 24 über den Zufuhrmotoranschluss 42 und die Steuerleitung 62 signalisieren, kontinuierlich der Maschine 10 Papier zuzuführen, während der Fußschalter gedrückt ist. Über das Freigeben des Druckes auf den Fußschalter wird die wahrnehmende Schaltung dem Mikroprozessor 48 berichten, dass der Fußschalter freigegeben worden ist, und der Mikroprozessor wird das Signal zu dem Zufuhrmotor unterbrechen, was das Stoppen des Zufuhrmotors bewirkt, und dann wird der Mikroprozessor ein Signal an die Ausgabeanschlüsse 36, 38 und 40 über die Steuerleitung 64 und 66 ausgeben, das die angeschlossene Schneidanordnung 26 anregt, einen Schnitt durchzuführen.
Die Schaltung 112 (KLINGE) nimmt den Zustand eines Klingenschalters war. Der Klingenschalter detektiert, ob sich die Messerklinge in ihrer normalen Ruhe position befindet oder, wenn sich die Messerklinge an einem anderen Punkt befindet, wie beispielsweise teilweise in einem Schnitt. Wenn sich die Messerklinge an ihrer Ruheposition befindet, ist es sicher, Papier der Maschine 10 zuzuführen, wobei anderenfalls, wenn sich die Messerklinge teilweise durch einen Schnitt befand und Papier zugeführt worden ist, dass Papier in die Klinge geführt werden könnte und die Maschine verstopft. Die Position der Messerklinge, wie sie durch die Schaltung 112 wahrgenommen wird, wird dem Mikroprozessor 48 berichtet, der das Signal zu dem Zufuhrmotor 24 abschaltet bis die Schaltung 112 wahrgenommen hat, dass die Messerklinge zu ihrer Ruheposition zurückgekehrt ist.
Die Schaltung 114 (EDS SENSOR) nimmt das Vorhandensein oder die Abwesenheit von Polstermaterial in dem Gebiet der Schneidanordnung 26 der Polsterumwandlungsmaschine 10 wahr und berichtet die Information dem Mikroprozessor 48. Wenn sich die Universalsteuerung 16 in dem EDS-Modus befindet, wird der Mikroprozessor 48 automatisch dem Zufuhrmotor 24 signalisieren, eine Länge des Polstermaterials, die durch die Einstellradschaltung 76 (6) bestimmt worden ist, der Maschine 10 zuzuführen und er wird der verbundenen Schneidanordnung 26 signalisieren, das Material zu schneiden, nachdem die geeignete Länge zugeführt worden ist, wann immer die Schaltung 114 wahrnimmt, dass die letzte Länge des zugeführten Polstermaterials von dem Ausgangsgebiet entfernt worden ist.
Setzen wir die Beschreibung der Wahrnehmungsschaltungen mit Bezugnahme auf 8 fort, entsprechen die Wahrnehmungsschaltungen 116 (L-Schnitt), 118 (R-Schnitt) und 120 (COM-Schnitt) drei Druckknöpfen, die auf der Polsterumwandlungsmaschine angeordnet sind, die dem Bediener gestatten, manuell zu bewirken, dass die Schneidanordnung 26 das der Maschine 10 zugeführte Polstermaterial schneidet. Diese Schaltungen werden durch den Mikroprozessor 48 erkannt, wenn sich die Universalsteuerung 16 in dem automatischen Zufuhrmodus des Betriebes befindet. Als eine Sicherheitsmassnahme ist es bevorzugt, dass der Mikroprozessor 48 eine Eingabe von einer der Schaltungen 116, 118 annähernd gleichzeitig mit der Detektion einer Eingabe von der Schaltung 120 detektiert, die angibt, dass der COM-Schnitt-Knopf und einer der L-Schnitt- oder R-Schnitt-Knöpfe annähernd gleichzeitig gedrückt worden ist, bevor der Mikroprozessor der Schneidanordnung 26, die mit einem der Ausgabeanschlüsse 36, 38 oder 40 verbunden ist, signalisiert, einen Schnitt durchzuführen. Das Drücken von einem der Druckknöpfe durch den Bediener bewirkt, dass die entsprechende Schaltung 116, 118, 120 eine Eingabe über den Eingabebus zu dem Speicher 60 über die Busschnittstelle 122, die Eingabeleitung 124 und die Steuerleitung 126 bereitstellt.
Die wahrnehmenden Schaltungen 128, 130, 132 und 134 nehmen die Position des Modusauswahlschalters 52 wahr und geben an, ob der Modusauswahlschalter auf den Tastaturmodus (Tastatur), den EDS-Modus (EDS Ausgewählt), den automatischen Schnittmodus (A/M-Schnitt) oder den Zufuhr-Schnitt-Fußschalter-Modus (F/C KOMB) jeweils eingestellt ist und sie geben derartige Informationen an den Mikroprozessor 48 über den Eingabebus 50 an den Speicher 60 weiter. In dem Zustand, in dem der Modusauswahlschalter 52 nicht auf den Tastaturmodus, den EDS-Modus, den automatischen Schnitt-Modus oder den Zufuhr-Schnitt-Fußschalter-Modus gesetzt ist, wird der Mikroprozessor 48 den Betrieb in Übereinstimmung mit dem automatischen Zufuhrmodus, der oben beschrieben worden ist, vorgeben.
Die wahrnehmende Schaltung 136 (Zähler) nimmt wahr, wenn eine vorbestimmte Anzahl von Längen des Polstermaterials erzeugt worden ist. Wenn sich die Maschine in dem automatischen Zufuhrmodus befindet, setzt der Bediener den Zähler auf die gewünschte Anzahl an Kissen. Wenn diese Zahl erreicht wird, wird ein Kontaktschließen in dem Zähler wahrgenommen und die Schaltung 136 informiert den Mikroprozessor 48, dass die Zahl von Polsterlängen erreicht worden ist, und der Mikroprozessor schaltet den automatischen Zufuhrbetrieb ab.
Eine Zahl von wahrnehmenden Ersatz-Schaltungen 138 (Ersatz 1), 140 (Ersatz 2), wie man sie in 7 sehen kann, wird ebenfalls bereitgestellt, um dem Mikro prozessor 48 zu ermöglichen, erweiterte Steuerfunktionen basierend auf zusätzlichen Eingaben durchzuführen. Wie oben bemerkt worden ist, kann der Betriebszustand der Maschine dem Bediener über eine alphanumerische Anzeige 54 (siehe 2 und 5) angegeben werden. Die alphanumerische Anzeige kann irgendeine von einer Vielfalt von kommerziell erhältlichen Anzeigen sein, die geeignet ist, um mit dem Mikroprozessor 48 verbunden zu werden. Der Mikroprozessor 48 versorgt die Anzeige 54 mit Informationen zum Anzeigen in Übereinstimmung mit empfangenen Informationen über den Eingabebus 50 oder über andere Eingaben, die dem Mikroprozessor 48 den Betriebsmodus der Maschine anzeigen sowie, ob irgendwelche Fehler in dem Betrieb detektiert worden sind. Fehlercode, die auf der Anzeige 54 angezeigt werden, leuchten bevorzugt auf oder blinken, um die Wahrnehmbarkeit des detektierten Fehlers zu verbessern.
Beispiele für Fehler, die durch den Mikroprozessor 48 detektiert werden können, sind Stauungen in der Zufuhr- oder Schneidanordnung 19, 26. Um die Detektion derartiger Fehler zu erleichtern, ist es bevorzugt, dass ein Encoder 144, wie beispielsweise ein induktiver Näherungsschalter, nahe den prägenden Zahnrädern der Zahnradanordnung 22 positioniert ist, um die Rotation und die Drehgeschwindigkeit der Zahnräder und des Zufuhrmotors 24 (siehe 1) wahrzunehmen, obwohl andere Formen von Detektionsmitteln verwendet werden könnten, um die Rotationsgeschwindigkeit der verschiedenen Komponenten der Zufuhranordnung 19 wahrzunehmen. Wenn der Mikroprozessor 48 feststellt, dass die Rotationsgeschwindigkeit des Zufuhrmotors 24 unter eine bestimmte Schwelle gefallen ist, die für einen Papierstau in der Zufuhranordnung 19, wie beispielsweise in der Zahnradanordnung 22 oder der Formungsanordnung 20, bezeichnend ist, stoppt der Mikroprozessor den Zufuhrmotor 24 und zeigt einen passenden Fehlercode auf der Anzeige 54 an, so dass sich der Bediener der Korrektur des Fehlers widmen kann.
Um einen Stau in der Schneidanordnung 26 zu detektieren, kann der Mikroprozessor 48 in ähnlicher Weise die Position der Schneidklinge anzeigen, wie sie durch die Detektionsschaltung 112 für die Klingenposition festgestellt worden ist (siehe 7). Wenn sich die Klinge nach einem Schnitt nicht in ihrer Ruheposition befindet oder nicht in ihre Ruheposition nach einer Zeitspanne von der Initiierung eines Schneidzyklus zurückkehrt, wird der Mikroprozessor 48 den Schneidbetrieb der Maschine abschalten und einen passenden Fehlercode an die Anzeige 54 schicken, um den Bediener über den Stau in der Schneidanordnung 26 zu informieren.
Unter Bezugnahme auf 9 ist dort eine Steuerung 216 gezeigt für die Kommunikation mit einem entfernten Prozessor (Fernprozessor) 218, wie beispielsweise einem entfernten Terminal oder einem PC, jeweils über ein Paar Modems 220, 222 über eine Übertragungsleitung 224. (Der entfernte Prozessor 218 und das entsprechende Modem 222 sind als getrennt von der Steuerung 216 dargestellt durch den gestrichelten Kasten 226, der einen entfernten Ort darstellt, wie beispielsweise ein Servicezentrum.) Die Steuerung 216 ist im Allgemeinen äquivalent zu der Steuerung 16, die oben jeweils in den 1 bis 8 beschrieben ist. Wie oben diskutiert worden ist, empfängt der Mikroprozessor 48 eine Anzahl von Eingaben 50 entsprechend z.B. den Ereignissen, die durch die Stromwahrnehmungsschaltungen, die in den 6 bis 8 gezeigt sind, detektiert worden sind. Die Information, die durch die Stromwahrnehmungsschaltungen wahrgenommen worden sind, umfassen den Betriebszustand der Maschine, wie beispielsweise ob sich die Maschine in dem Tastaturmodus, dem elektrischen Ausgabemodus, dem automatischen Schneidmodus, etc. befindet, und umfasst weiterhin die Detektion von Maschinenfehlern, wie beispielsweise Stauungen in der Zufuhr- oder Schneidanordnung 19, 26 sowie die Zahl der Schnitte, die durch die Maschine abgeschlossen worden sind, die Zahl der Kissen, die durch die Maschine hergestellt worden sind und verschiedene andere Informationen.
Die Steuerung 216 kann ebenfalls mit einer Echtzeit-Uhr 228 bereitgestellt werden, um dem Mikroprozessor 48 zu gestatten, eine Anzahl von zeitlich festgelegten Ereignissen aufzuzeichnen, z. B. die Gesamtzeit, in der die Maschine ange schaltet ist, die Gesamtzeit, in der die Maschine aktiv ist im Gegensatz zu der Zeit die der Wartung gewidmet wird, der Zeit, die in jedem Betriebsmodus aufgebracht wird, der Gesamtzeit, die der Zufuhrmotor oder der Schneidmotor läuft, und der Gesamtzeit, die der Zufuhrmotor in umgekehrter Richtung betrieben wird. Die Echtzeit-Uhr 228 kann ebenfalls dazu verwendet werden, das Auftreten von Störungen zeitlich und datumsmässig zu kennzeichnen, die durch den Mikroprozessor 48 detektiert worden sind.
Alle Informationen, die durch den Mikroprozessor 48 empfangen werden, können in einem nichtflüchtigen Speicher 230 für die spätere Wiedergewinnung gespeichert werden. Wenn es gewünscht ist, kann auf die in dem nichtflüchtigen Speicher 230 gespeicherten Informationen von einem entfernten Ort 226 über die Kommunikation zwischen dem entfernten Prozessor 218 und dem Mikroprozessor 48 über die Modems 220 und 222 zugegriffen werden. Die Modems 220 und 222 können konventionelle kommerziell erhältliche Modems sein, die über eine Telefonverbindung 224 durch konventionelle Kommunikationsprotokolle kommunizieren, was durch den Fachmann erkannt werden wird.
Die in dem nichtflüchtigen Speicher 230 der Steuerung 216 gespeicherten Informationen können automatisch auf den entfernten Prozessor 218 zu zuvor bestimmten Zeitintervallen herunter geladen werden, z.B. am Ende eines Tages oder am Ende einer Woche. Alternativ kann eine Wartungsperson an dem entfernten Ort 226 den Mikroprozessor 48 über die Verbindung mit dem entfernten Prozessor 218 über die Modems 220 und 222 anweisen, die Informationen, die in dem nichtflüchtigen Speicher 230 gespeichert sind, auf den entfernten Prozessor 218 herunterzuladen, wie es gewünscht ist. Weiterhin gestattet die Verbindung zwischen dem entfernten Prozessor 218 und dem Mikroprozessor 48 einer Wartungsperson in annähernder Echtzeit den Zustand aller Maschineneingaben 50 entsprechend den Sensoren und den anderen Eingaben, die oben beschrieben worden sind, zu betrachten, während die Maschine läuft. Dies ermöglicht der Wartungsperson, effektiv die Fehler in der Maschine 10 zu diagnostizieren, da die War tungsperson in der Lage ist, die Eingaben 50 zu betrachten, wenn ein Fehler auftritt. Die zu dem entfernten Prozessor 218 herunter geladenen Informationen von dem nichtflüchtigen Speicher 230 können ebenfalls dazu verwendet werden, die Wartung für die Maschine zeitlich einzuplanen und Abrechnungsfunktionen unter den Bedingungen durchzuführen, wo einem Kunden die Nutzung der Maschine basierend auf ihrer Betriebszeit, auf der Menge des der Maschine zugeführten Papiers oder auf der Länge oder Anzahl der Kissen, die durch die Maschine produziert worden sind, Kosten berechnet werden.
Unter der Bedingung, dass sich eine Wartungsperson am Ort der Polsterumwandlungsmaschine 10 befindet, ist es ebenfalls möglich, auf den nichtflüchtigen Speicher 230 über den gleichen Anschluss zuzugreifen, der für die Kommunikation mit dem entfernten Prozessor 218 bereitgestellt ist. In einem derartigen Fall wird anstelle des Modems 220, das mit dem Mikroprozessor 48 verbunden ist, ein PC oder ein anderes Terminal mit dem Mikroprozessor 48 für den Zugriff auf die in dem nichtflüchtigen Speicher 230 gespeicherten Informationen verbunden. Dies gestattet einer Wartungsperson besseren Zugriff auf die informativen Eingaben 50 in den Mikroprozessor 48 während der Wartung der Maschine.
Unter den Bedingungen, dass einem Kunden für die Nutzung der Maschine Kosten berechnet werden basierend auf der Menge an genutztem Papier, kann es wünschenswert sein, einen Papierverbrauchsmesser 232 in Kommunikation mit dem Mikroprozessor 48 bereitzustellen. Während es für den Mikroprozessor 48 möglich ist, die Gesamtmenge an Papier, die durch die Maschine genutzt worden ist, in dem nichtflüchtigen Speicher 230 zu speichern, in dem indirekt die Zeit gemessen wird, die der Zufuhrmotor läuft, wie es durch die Echtzeit-Uhr 228 bestimmt wird, und durch Multiplizieren dieser Zeit mit der Papiergeschwindigkeit, sofern die Geschwindigkeit des Zufuhrmotors bekannt und konstant ist, kann unter bestimmten Umständen der Papierverbrauch genauer durch die Verwendung des Papierverbrauchsmessers 232 bestimmt werden. Ein derartiger Papierverbrauchsmesser kann eine Kontaktrolle umfassen, die entlang des Papiers rollt, das die Maschine eingegeben wird, um direkt die Länge des genutzten Papiers zu messen, oder es kann mittels einiger anderer konventioneller Mittel zum Messen von Längen ausgeführt sein. Der Papierverbrauch sowie andere Informationen, die in dem nichtflüchtigen Speicher 230 gespeichert sind, können, wenn es wünschenswert ist, auf der Anzeige 54 sowie über den entfernten Prozessor 218 angezeigt werden, wie es oben beschrieben worden ist.
Wo es wünschenswert ist, genau die Menge an Polsterprodukten oder Kissen, die durch eine Maschine produziert worden ist, zu bestimmen, wie beispielsweise zu Abrechnungszwecken oder wenn die Länge des Kissens, das hergestellt werden soll, genau in einen Container passen soll, kann die Maschine 10 mit einem Längenmessgerät 234 bereitgestellt werden. Eine Ausführungsform eines Längenmessgerätes ist in den 10 und 11 gezeigt und ausführlicher in dem ebenfalls dem Anmelder gehörenden US-Patent Nr. 5 571 067 beschrieben. Das dargestellte Längenmessgerät 234 wird positioniert, um die Winkelbewegung der Zahnradanordnung 22 anzuzeigen. Das Längenmessgerät 234 umfasst ein Drehelement 280, das an der Antriebswelle 281 befestigt ist, und einen Monitor 282, der die Winkelbewegung des Elements 280 und daher der Antriebswelle 281 anzeigt. Das Rotationselement 280 ist bevorzugt eine Scheibe mit einer Reihe von Öffnungen 284, die in gleichen umfänglichen Schritten angeordnet sind. Mehr bevorzugt ist das Rotationselement 280 eine schwarze nicht reflektierende Aluminiumscheibe mit 12 Öffnungen. In dieser Weise wird jede Öffnung 284 einer 30° – Winkelbewegung entsprechen und in der bevorzugten Ausführungsform einem Inch der Kissenlänge.
Der Monitor 282 umfasst einen foto-optischen-Sender/Empfänger 286, der Lichtstrahlen sendet und empfängt, und einen Reflektor 288, der die gesendeten Lichtstrahlen reflektiert. Der Sender/Empfänger 286 ist an dem Maschinenrahmen befestigt und derart positioniert, dass, wenn sich das Rotationselement 280 dreht, sich gesendete Lichtstrahlen durch die Öffnungen 284 bewegen. Der foto-opitsche-Sender/Empfänger 286 umfasst bevorzugt eine elektrische Schaltung, die geeignet ist, Unterbrechungen bei dem Empfang der Lichtstrahlen zu übertragen. Der Reflektor 288 ist an dem Maschinenrahmen befestigt und positioniert, um gesendete Lichtstrahlen zu empfangen, die sich durch die Öffnungen 284 bewegen.
Wenn sich das Rotationselement 280 dreht, werden Lichtstrahlen, die durch den Sender/Empfänger 286 gesendet worden sind, durch eine erste Öffnung 284 laufen, den Reflektor 288 kontaktieren und zu dem Sender/Empfänger 286 zurückreflektiert werden. Sobald diese Öffnung 284 sich aus der Ausrichtung mit dem Sender/Empfänger 286 (und dem Reflektor 288) dreht, wird der Empfang der reflektierten Lichtstrahlen durch den Sender/Empfänger 286 unterbrochen werden, bis sich die nächste Öffnung 284 in die Ausrichtung bewegt. Daher würden mit dem bevorzugten Rotationselement 280 zwölf Unterbrechungen für jeden Umlauf des Elements 280 auftreten und daher für jeden Umlauf der Antriebswelle 281.
Der Sender/Empfänger 286 überträgt das Auftreten einer Unterbrechung an den Prozessor 48 (9) in der Form eines Pulses. Der Prozessor 48 verwendet diese Information, um die Zahnradanordnung 22 zu steuern (d.h. um Aktivierungs/Deaktivierungssignale an den Zufuhrmotor über den Zufuhrmotoranschluss 42 zu senden), und daher verwendet der Prozessor 48 diese Information, um die Kissenlängen zu steuern sowie um die Gesamtlänge der produzierten Kissen zu bestimmen und in dem nichtflüchtigen Speicher 230 zu speichern.
Bezug nehmend auf 12 ist dort eine Steuerung 216' gezeigt, die im Wesentlichen gleich der oben beschriebenen Steuerung 216 ist, und einen Papiercodeleser 300 und einen Containermessfühler 302 umfasst. Während die Steuerung 216' mit nur dem Codeleser 300 und dem Containermessfühler 302 und dem nichtflüchtigen Speicher 230 dargestellt ist, kann die Steuerung ebenfalls das Modem 220 zur Kommunikation mit einem entfernten Prozessor 218, die Echtzeit-Uhr 228, den Papierverbrauchsmesser 232 und das Längenmessgerät 234, wie es oben unter Bezugnahme auf 9 beschrieben worden ist, umfassen. Der Papiercode leser 300 und der Containermessfühler 302 kann ebenfalls separat oder gemeinsam genutzt werden.
Der Papiercodeleser 300 liest Informationen, die auf dem Ausgangsmaterialpapier 304 verschlüsselt sind, wenn das Papier der Maschine zugeführt wird, bevor das Papier in die Umwandlungsanordnung 20 eintritt, um den Ausgangsmaterialpapiertyp, die Quelle oder die Charge zu identifizieren oder zu verifizieren. Derartige Informationen können die Wartungsperson beim Diagnostizieren von Maschinenproblemen unterstützen, wie beispielsweise Problemen die bei Maschinen aufgetreten sind, die eine spezielle Papierlieferung verwendet haben, oder sie können verwendet werden, um Informationen im Hinblick auf die Polstereigenschaften eines Kissens, das aus derartigem Papier gebildet worden ist, zu bestimmen, die variieren können zwischen z.B. einem einlagigen oder einem mehrlagigen Papierausgangsmaterial. Der letztere Typ der Information kann von besonderem Wert sein, wenn die Maschine 10 automatisch die Menge an Kissen bestimmt und herstellt, um geeignet einen gegebenen Container zu polstern. Die Steuerung 216' kann unter einigen Umständen angepasst sein, um Kissen nur über die Verifikation eines bestimmten Typs an Papierausgangsmaterial durch den Papiercodeleser 300 zu produzieren, um beispielsweise Schäden an der Maschine 10 von der Verwendung eines ungeeigneten Papierausgangsmaterials zu verhindern.
Der Papiercodeleser 300 ist bevorzugt ein konventioneller Strichcodeleser, wobei das Papierausgangsmaterial einen geeigneten Strichcode trägt, der die gewünschten Informationen verschlüsselt. Der Papiercodeleser 300 kann ebenfalls dazu verwendet werden, um Papierlängeninformationen an den Prozessor 48 zu liefern, wenn die Strichcodes auf das Papierausgangsmaterial 304 in bekannten räumlichen Intervallen gedruckt sind oder wenn die Längeninformationen darin verschlüsselt sind. Der Papiercodeleser 300 kann ebenfalls von einem anderen Typ eines Informationswiedergewinnungssystems sein umfassend z.B. einen optischen Codeleser anders als einen Strichcodeleser oder einen Leser, der angepasst ist, um das Vorhandensein von verschlüsselten Informationen unter Verwendungen von ultraviolettem Licht zu lesen oder zu detektieren.
Informationen, die durch den Papiercodeleser 300 auf dem Papierausgangsmaterial 304 detektiert worden sind, werden an den Prozessor 48 übermittelt, wo sie verarbeitet werden können und/oder, wenn es gewünscht ist, wo sie für eine spätere Wiedergewinnung aus dem nichtflüchtigen Speicher 230 gespeichert werden. Die Anzahl der Rollen oder die Menge des Papierausgangsmaterials, das von einer speziellen Quelle genutzt wird, oder die Anzahl der Rollen oder die Menge des Papierausgangsmaterials, das von einer bestimmten Qualität, Dicke oder Lage ist, sind Beispiele für nützliche Informationen für die Speicherung in dem nichtflüchtigen Speicher 230.
Der Containermessfühler 302 kann ebenfalls in der Form eines Messfühlers sein, der tatsächlich das leere Volumen des Containers misst. Ein derartiger Messfühler kann einen mechanischen Messfühler beinhalten, wie beispielsweise einen Kolben, einen Luftzylinder oder einen anderen Niederdruckmessfühler, die den Container 306 abtasten, um das Kissenvolumen zu bestimmen, dass erforderlich ist, um den Container zu füllen. Ein mechanischer Messfühler kann den Container 306 an einem oder mehreren Orten abtasten, um die Menge an erforderlichen Kissen zu bestimmen. Der mechanische Messfühler kann ebenfalls in Verbindung mit einem Strichcodeleser verwendet werden oder er kann verwendet werden in Verbindung mit oder an Stelle von Sensoren, die die Dimensionen oder den Grad der Füllung des Containers 306 wahrnehmen umfassend optische und Ultraschallsensoren und Sensoren, die andere Formen des Maschinen- "Sehens"- oder der Mustererkennung verwenden.
Ein fehlertolerantes polsterproduzierendes Netzwerk 400 ist schematisch in 13 dargestellt. Ein derartiges Netzwerk 400 würde typischerweise eine Anzahl von Polsterumwandlungsmaschinen 10 aufweisen, die jede bevorzugt eine Steuerung 402 umfasst, wie beispielsweise die Steuerung 16, 216 und 216', die oben zum Steuern der Kissenproduktion und der diagnostischen Funktionen der Maschine beschrieben worden sind. Die einzelnen Maschinen 10 würden ebenfalls durch eine Hauptsteuerung 404 gesteuert werden, die eine untergeordnete Hauptsteuerung integriert in einen PC oder einen ähnlichen Prozessor sein kann, oder sie kann in einer Polsterumwandlungsmaschine untergebracht sein, wobei sie in diesem Fall ihre Host-Maschine steuern würde sowie Hauptsteuerfunktionen für ihre Host-Maschine und die anderen Maschinen in dem Netzwerk 400 bereitstellen würde. Die Hauptsteuerung 404 kann mit der Steuerung 402 jeder Maschine 10 in einem konventionellen "Master-Slave"-Modus kommunizieren oder die Steuerungen können miteinander in einem konventionellen "Partner-zu-Partner" (Peer-to-Peer)-Modus miteinander kommunizieren in Abhängigkeit von dem Niveau der Kommunikation zwischen den Maschinen 10, die gewünscht ist, und in Abhängigkeit davon, ob es gewünscht ist, eine Master-Hauptsteuerung zu verwenden.
Wenn das Netzwerk 400 in dem Master-Slave-Modus betrieben wird, werden einzelne oder mehrere Maschinen 10 durch die Hauptsteuerung 404 angewiesen, die Kissen der gewünschten Anzahl und Länge herzustellen. Die Hauptsteuerung 404 kann die Arbeitsbelastung unter den verschiedenen Maschinen in Übereinstimmung mit Arbeitszeitplänen und Wartungszeitplänen der Maschinen aufteilen und es kann eine Maschine umgehen oder Arbeit von einer Maschine umverteilen, die die Hauptsteuerung über einen Fehlerzustand informiert hat, wie beispielsweise einen Papierstau oder das die Maschine kein Papierausgangsmaterial mehr hat. Die Maschinen können ebenfalls untereinander Informationen und Fehlerzustände kommunizieren bzw. austauschen. Während es bevorzugt ist, dass jede Maschine 10 mit einer separaten Steuerung 402 bereitgestellt wird, kann eine Maschine durch die Hauptsteuerung 404 ohne die Notwendigkeit einer individuellen Steuerung für jede Maschine gesteuert werden.
Wenn das Netzwerk 400 in dem Partner-zu-Partner-Modus arbeitet, ist eine primäre oder erste Maschine aktiv, um Kissen zu produzieren, während die verblei bende Maschine oder Maschinen inaktiv sind. Wenn die erste Maschine versagt, kann die verbleibende Maschine oder Maschinen automatisch für die erste Maschine übernehmen. Ein derartiges Netzwerk könnte zwischen zwei Maschinen 10a und 10b an beiden Enden eines umkehrbaren Fördersystems 410, wie es in 14 gezeigt ist, implementiert werden. In diesem Fall ist im Normalbetrieb eine Maschine aktiv, während die andere Maschine wartet. Die aktive Maschine, sagen wir Maschine 10a, produziert Kissen der gewünschten Länge und lagert die Kissen auf dem Fördersystem 410 ab, dass das Kissen von der aktiven Maschine 10a weg und zu dem Bediener transportiert. Wenn die Maschine 10a nicht betriebsfähig wird, beispielsweise aufgrund eines Staus oder aufgrund des Fehlens von Papier, oder weil ein Schalten zu einem zeitlich festgelegten Intervall erforderlich ist, wird die Maschine 10a inaktiv und die Maschine 10b übernimmt die kissenproduzierenden Funktionen. Zu diesem Zeitpunkt würde ebenfalls die Richtung des Fördersystems 410 umkehren, um die Kissen, die durch die Maschine 10b produziert worden sind, weg von der Maschine und zu dem Bediener zu transportieren.
Während eine Anzahl von Steuerungen oben beschrieben worden ist im Verhältnis zu einer Anzahl von spezifischen Polsterumwandlungsmaschinen, wird es offensichtlich sein, dass die Steuerungen der vorliegenden Erfindung eine große Anwendungsbreite aufweisen im Steuern des Betriebes von vielen Typen oder Konfigurationen von Polsterumwandlungsmaschinen. Die vielseitige Verwendung und Struktur der Steuerungen sowie das Bereitstellen von überzähligen Steuerungsanschlüssen gestattet ebenfalls die Anpassung der Steuerungsfunktionen an Kundenwünsche für unterschiedliche Maschinenanwendungen und die Steuerung von hinzukommenden Geräten.

Claims

System zum Verpacken eines Gegenstands in einem Behälter, umfassend eine Packmaterialzuführung, die eine Umwandlungsmaschine (10) mit einer Anordnung (14) zum Umwandeln eines blattförmigen Materials in einen dreidimensionalen Streifen Packmaterial umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das System Folgendes umfasst: – einen Sensor (302), der das Behältervolumen erfasst, und – einen Controller (216') in Kommunikation mit dem Sensor (302), der einen Prozessor (48) umfasst, der den erforderlichen Packabschnitt oder die erforderlichen Packabschnitte für das Verpacken des Gegenstands in dem Behälter auf der Grundlage der Information bestimmt, die von dem Sensor (302) mitgeteilt wird, wobei der Controller (216') ferner die Umwandlungsmaschine (10) steuert, um den festgelegten Packabschnitt oder die festgelegten Packabschnitte zu erzeugen.
System nach Anspruch 1, wobei der Sensor (302) eine Vorrichtung umfasst, die aus einer Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus: – einem Taucher, – einer optischen Vorrichtung, die das Behältervolumen optisch misst, – einer Ultraschallvorrichtung, die das Behältervolumen misst, – einer Maschinensichtvorrichtung, die das Behältervolumen misst, und – einer Vorrichtung, die Mustererkennungstechniken verwendet, um das Behältervolumen zu bestimmen.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Umwandlungsanordnung (14) eine Formeinheit (20) umfasst, die das blattförmige Material in einen Streifen Packmaterial formt, und eine Zuführeinheit (22), die das Material durch die Formeinheit speist, eine Materialzuführeinheit (18), die stromaufwärts der Umwandlungsanordnung positioniert ist, die das Material der Umwandlungsanordnung (14) zuführt, und eine Schneideinheit (26), die stromabwärts der Umwandlungsanordnung positioniert ist, die einen Abschnitt des Streifens Packmaterial schneidet.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Controller (216') die Anzahl und die Längen von Packprodukten bestimmt, die für den Behälter erforderlich sind, und wobei der Controller die Umwandlungsanordnung (14) steuert, um diese Anzahl und diese Längen von Packprodukten zu erzeugen.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Umwandlungsanordnung (14) eine Zuführeinheit (22) umfasst, die ein Materialblatt aus einer Zuführung (18) zieht, und eine Schneideinheit (26), die einzelne Packprodukte von einem Streifen abschneidet, wobei der residente Controller (402) den Betrieb mindestens der Zuführeinheit und der Schneideinheit steuert.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner einen Controller (404) umfasst, der von der Maschine (10) getrennt ist, der selektiv mit der Maschine verbunden ist, um Anweisungen für die Maschine zum Erzeugen eines oder mehrerer Packprodukte zu liefern.
System nach Anspruch 1 bis 5, das ferner Folgendes umfasst: – einen Controller (216'), der in der Umwandlungsmaschine (10) resident ist, um den Betrieb der Umwandlungsanordung (14) zu steuern und zu überwachen, – eine Prozessor (218), der in Bezug auf die Umwandlungsmaschine entfernt angeordnet ist, um Diagnosefunktionen auf der Grundlage von Information, die aus der Umwandlungsmaschine abgerufen wird, durchzuführen, und – eine Kommunikationsvorrichtung (220) zum Erleichtern der Kommunikation zwischen dem in der Maschine residenten Controller und dem dezentralen Prozessor.
System nach Anspruch 7, wobei es die Kommunikationsvorrichtung (220) dem residenten Controller (216') erlaubt, mit dem entfernten Prozessor (218) zu kommunizieren, um Diagnosefunktionen auf der Grundlage von Information durchzuführen, die aus der Umwandlungsmaschine in Echtzeit abgerufen wird.
Verfahren zum Herstellen eines Abschnitts eines Packmaterials für einen Behälter, wobei das Verfahren die folgenden charakterisierenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines Systems nach Anspruch 1, Verwenden des Sensors (302), um das Volumen des zu füllenden Behälters zu erfassen, Bestimmen des erforderlichen Packabschnitts oder der erforderlichen Packabschnitte für das Verpacken eines Gegenstandes in dem Behälter auf der Grundlage der Information, die von dem Sensor (302) gesendet wird, zu bestimmen, und Abgeben des bestimmten Packabschnitts oder der bestimmten Packabschnitte von der Umwandlungsmaschine (10) zum Verpacken des Gegenstands in dem Behälter.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner folgende Schritte umfasst: – Zuführen eines blattförmigen Materials, – Bereitstellen einer Umwandlungsmaschine (10), die eine Anordnung (14) zum Umwandeln des Materials in einen Streifen Packmaterial umfasst, – Verwenden der Umwandlungsmaschine zum Umwandeln des Materials in einen Streifen Packmaterial, – Überwachen des Betriebszustands der Maschine, – Erzeugen von Signalen in Übereinstimmung mit einem solchen Zustand und – Mitteilen der erzeugten Signale in Echtzeit an einen entfernten Prozessor (218).