ES2647682T3 - Automated bellows inflation system and method - Google Patents
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Abstract
Un aparato para mantener el nivel de inflado de una burbuja formada por líneas de contacto (70) en un rollo móvil de película tubular (90), incluyendo dicho aparato: a. Un procesador (40) que recibe señales de entrada y transmite señales de salida; b. Al menos un sensor de inflado (20) que detecta el nivel de inflado de la burbuja y envía una señal al procesador; c. Al menos una válvula (60) que recibe una señal del procesador y se abre, liberando aire a presión a una boquilla; y d. Al menos una boquilla (100) que está colocada para liberar una ráfaga de aire a presión de tal manera que el aire a presión perfore la película en una posición que será un corte de asa desechado e inyecta aire a la burbuja.An apparatus for maintaining the level of inflation of a bubble formed by contact lines (70) in a mobile roll of tubular film (90), including said apparatus: a. A processor (40) that receives input signals and transmits output signals; b. At least one inflation sensor (20) that detects the level of inflation of the bubble and sends a signal to the processor; C. At least one valve (60) that receives a signal from the processor and opens, releasing pressurized air to a nozzle; and d. At least one nozzle (100) that is positioned to release a burst of pressurized air such that the pressurized air pierces the film in a position that will be a discarded handle cut and injects air into the bubble.
Description
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DESCRIPCIONDESCRIPTION
Sistema y método de inflado de fuelle automatizadoAutomated bellows inflation system and method
La invención se refiere en general a sistemas de inflado de fuelle automatizado y a métodos de usarlos.The invention generally relates to automated bellows inflation systems and methods of using them.
El mercado de productos alimenticios de Estados Unidos está dominado por las bolsas de plástico en T como las bolsas preferidas para la carga y el transporte de artículos comprados en el mostrador de caja. Las bolsas de plástico en T, con características de autoapertura y sistemas de cremallera asociados, han evolucionado a un método altamente eficiente y efectivo de trasladar rápidamente artículos comprados a través del extremo delantero de las tiendas de productos alimenticios y de otro tipo. En términos generales, una bolsa de plástico en T está hecha de un material termoplástico fino y altamente flexible y tiene asas de lazo integrales para llevar la bolsa cargada. La bolsa se forma de ordinario a partir de una porción de tubo aplanada cortada selectivamente de una longitud de tubo termoplástico. La porción cortada se sella por calor a lo largo de los bordes inferior y superior. Las asas se forman cortando una porción en forma de T del borde superior sellado de la porción de tubo. La bolsa en T puede reforzarse proporcionando un solapamiento doble en el borde del tubo termoplástico, tal como por plegado.The United States market for food products is dominated by plastic T-bags as the preferred bags for loading and transporting items purchased at the checkout counter. Plastic T-bags, with self-opening characteristics and associated zipper systems, have evolved to a highly efficient and effective method of quickly moving items purchased through the front end of food and other stores. Generally speaking, a T-plastic bag is made of a thin and highly flexible thermoplastic material and has integral loop handles to carry the loaded bag. The bag is ordinarily formed from a portion of flattened tube selectively cut from a length of thermoplastic tube. The cut portion is heat sealed along the lower and upper edges. The handles are formed by cutting a T-shaped portion of the sealed upper edge of the tube portion. The T-bag can be reinforced by providing a double overlap at the edge of the thermoplastic tube, such as by folding.
Durante la fabricación de bolsas con fuelle, la película de plástico es extrusionada típicamente en forma de un tubo, y se enrolla en un rollo. El tubo se lleva después a una máquina de hacer bolsas, se desenrolla, se imprime y pliega. La película plegada se aplana, corta, sella, apila y troquela para formar bolsas individuales. Un proceso ejemplar de fabricación de bolsas se expone en la Patente de Estados Unidos número 5.335.788.During the manufacture of bags with bellows, the plastic film is typically extruded in the form of a tube, and rolled into a roll. The tube is then taken to a bag making machine, unrolled, printed and folded. The folded film is flattened, cut, sealed, stacked and stamped to form individual bags. An exemplary bag manufacturing process is set forth in US Patent No. 5,335,788.
El medio típico para formar pliegues o fuelles en material de película tubular es inflar una porción de la película cuando pasa entre conjuntos separados de rodillos de línea de contacto, formando una burbuja de aire, y luego se pliega o hunde en los lados de la burbuja de la película por surcos mecánicos o dispositivos de formación. Dado que los rodillos de línea de contacto no pueden sellar completamente la burbuja por compresión, se produce constantes pérdidas de aire, que eventualmente hacen que la burbuja se desinfle ligeramente. Una vez que la burbuja se desinfla más allá de un cierto punto, es difícil formar fuelles laterales sin arrugas en los tubos. Es práctica común que el operador vuelva a inflar manualmente la burbuja periódicamente para compensar el aire que haya escapado por las líneas de contacto. Esto se puede realizar inyectando aire a la burbuja a ciertos intervalos para asegurar el inflado apropiado y la apropiada formación de los pliegues laterales. Las operaciones de plegado estándar perforan intermitentemente la película que se engasta e inyectando a continuación aire por medio de una aguja o mecanismo similar. Este método daña la película, teniendo que desechar las bolsas que han sido inyectadas.The typical means of forming folds or bellows in tubular film material is to inflate a portion of the film when it passes between separate sets of contact line rollers, forming an air bubble, and then folds or sinks into the sides of the bubble. of the film by mechanical grooves or forming devices. Since the contact line rollers cannot completely seal the bubble by compression, there is constant air loss, which eventually causes the bubble to deflate slightly. Once the bubble deflates beyond a certain point, it is difficult to form side bellows without wrinkles in the tubes. It is common practice for the operator to manually re-inflate the bubble periodically to compensate for the air that has escaped through the contact lines. This can be done by injecting air into the bubble at certain intervals to ensure proper inflation and proper formation of the lateral folds. Standard folding operations intermittently pierce the film that is crimped and then inject air through a needle or similar mechanism. This method damages the film, having to discard the bags that have been injected.
US 4.462.779 describe un aparato para inyectar aire o gas a un tubo de película tubular.US 4,462,779 describes an apparatus for injecting air or gas into a tube of tubular film.
La invención incluye un aparato para mantener el nivel de inflado de una burbuja formada por líneas de contacto en un rollo móvil de película tubular, incluyendo dicho aparato: un procesador que recibe señales de entrada y transmite señales de salida; al menos un sensor de inflado que detecta el nivel de inflado de la burbuja y envía una señal al procesador; al menos una válvula que recibe una señal del procesador y se abre, liberando aire a presión a una boquilla; y al menos una boquilla que está colocada para liberar una ráfaga de aire a presión de tal manera que el aire a presión perfore la película e inyecte aire a la burbuja. La válvula puede ser una válvula de solenoide. El sensor de inflado puede ser un sensor ultrasónico. El aparato puede incluir además al menos un mecanismo de plegado que pliega el rollo de película tubular. El procesador puede ser un controlador lógico programable. El aparato puede incluir además al menos una interfaz hombre-máquina que recibe señales de entrada y envía señales de salida al procesador. La boquilla puede ser estacionaria. El aparato puede incluir además al menos un sensor fotoeléctrico. El sensor fotoeléctrico puede detectar la posición de la película en base a la impresión de la película y enviar señales de entrada al procesador. El aparato puede incluir además al menos un codificador. El codificador puede detectar el número de revoluciones de un rodillo de película y transmitir información al procesador. El codificador puede ser un codificador óptico. La presión utilizada por la boquilla puede ser de aproximadamente 50 psi a aproximadamente 150 psi, por ejemplo, de aproximadamente 75 psi a aproximadamente 125 psi, por ejemplo, de aproximadamente 80 psi a aproximadamente 100 psi, por ejemplo, de aproximadamente 90 psi. La inyección de aire a presión de la boquilla puede ser de aproximadamente 1 a aproximadamente 50 milisegundos de duración, por ejemplo, de aproximadamente 5 a aproximadamente 20 milisegundos de duración, por ejemplo, de aproximadamente 10 milisegundos de duración. El aparato puede incluir además al menos un sensor fotoeléctrico que detecte la posición de la película en base a la impresión de la película y envíe las señales de entrada al procesador y al menos un codificador que detecte el número de revoluciones de un rodillo de película y transmita información al procesador.The invention includes an apparatus for maintaining the level of inflation of a bubble formed by contact lines in a mobile roll of tubular film, said apparatus including: a processor that receives input signals and transmits output signals; at least one inflation sensor that detects the level of bubble inflation and sends a signal to the processor; at least one valve that receives a signal from the processor and opens, releasing pressurized air to a nozzle; and at least one nozzle that is positioned to release a burst of pressurized air such that the pressurized air pierces the film and injects air into the bubble. The valve may be a solenoid valve. The inflation sensor can be an ultrasonic sensor. The apparatus may further include at least one folding mechanism that folds the roll of tubular film. The processor can be a programmable logic controller. The apparatus may also include at least one man-machine interface that receives input signals and sends output signals to the processor. The nozzle can be stationary. The apparatus may also include at least one photoelectric sensor. The photoelectric sensor can detect the position of the film based on the printing of the film and send input signals to the processor. The apparatus may also include at least one encoder. The encoder can detect the number of revolutions of a film roll and transmit information to the processor. The encoder can be an optical encoder. The pressure used by the nozzle may be from about 50 psi to about 150 psi, for example, from about 75 psi to about 125 psi, for example, from about 80 psi to about 100 psi, for example, about 90 psi. The injection of pressurized air from the nozzle can be from about 1 to about 50 milliseconds in duration, for example, from about 5 to about 20 milliseconds in duration, for example, about 10 milliseconds in duration. The apparatus may also include at least one photoelectric sensor that detects the position of the film based on the printing of the film and sends the input signals to the processor and at least one encoder that detects the number of revolutions of a film roll and transmit information to the processor.
La invención también incluye un método para mantener el nivel de inflado de una burbuja formada por líneas de contacto en un rollo móvil de película tubular sin dañar una bolsa hecha de la película, incluyendo el método: detectar el nivel de inflado de la burbuja; detectar la posición de la película con relación a una boquilla de aire a presión; a la indicación de un nivel de inflado bajo, inyectar una ráfaga de aire a presión a la burbuja de la película de tal manera que el aire a presión perfore la película en una posición en la película que será el corte de asa desechado, inyectando por ello aire a la burbuja; y repetir el paso de inyección hasta que el nivel de inflado de la burbuja sea detectado a un nivel apropiado. El método puede ser usado para hacer una bolsa de plástico en T para productos alimenticios o usarse en una operación de plegado.The invention also includes a method for maintaining the level of inflation of a bubble formed by contact lines in a mobile roll of tubular film without damaging a bag made of the film, including the method: detecting the level of inflation of the bubble; detect the position of the film in relation to a pressurized air nozzle; At the indication of a low inflation level, inject a burst of pressurized air into the bubble of the film such that the pressurized air pierces the film in a position in the film that will be the cut of the discarded handle, injecting by it airs the bubble; and repeat the injection step until the bubble inflation level is detected at an appropriate level. The method can be used to make a plastic T-bag for food products or used in a folding operation.
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La invención también incluye un método para mantener el nivel de inflado de una burbuja formada por líneas de contacto en un rollo móvil de película tubular. El método incluye activar manualmente la liberación de una ráfaga de aire a presión de una boquilla estacionaria para inflar la película tubular, donde el aire a presión liberado de la boquilla perfora la película e inyecta aire a la película tubular. El método puede incluir además al menos un sensor fotoeléctrico y al menos un codificador, donde el sensor fotoeléctrico y el codificador operan liberando el aire a presión para contactar la película tubular en una posición predeterminada después de que la boquilla es activada manualmente, donde la posición predeterminada es una porción de la película que se desechará de un producto final preparado a partir de la película.The invention also includes a method for maintaining the level of inflation of a bubble formed by contact lines in a mobile roll of tubular film. The method includes manually activating the release of a burst of pressurized air from a stationary nozzle to inflate the tubular film, where the pressurized air released from the nozzle pierces the film and injects air into the tubular film. The method may further include at least one photoelectric sensor and at least one encoder, where the photoelectric sensor and the encoder operate by releasing the pressurized air to contact the tubular film in a predetermined position after the nozzle is manually activated, where the position Default is a portion of the film that will be discarded from a final product prepared from the film.
El sistema de inflado de fuelle automatizado de la invención está diseñado para detectar y mantener un nivel de inflado en la plegadora que da lugar a la fabricación de bolsas de alta calidad y sin arrugas. El sistema está diseñado de tal manera que opere sin partes móviles, limitando en gran parte los fallos mecánicos. Las perforaciones realizadas en las bolsas debido a re-inflado de la plegadora se encuentran dentro del asa cortada de las bolsas, eliminando por ello el daño del cuerpo de las bolsas propiamente dichas.The automated bellows inflation system of the invention is designed to detect and maintain a level of inflation in the folder that results in the manufacture of high quality and wrinkle-free bags. The system is designed in such a way that it operates without moving parts, largely limiting mechanical failures. The perforations made in the bags due to re-inflation of the folder are inside the cut handle of the bags, thereby eliminating damage to the body of the bags themselves.
Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings
Una descripción plena y habilitante de la presente invención se expone en la memoria descriptiva, que se refiere a las figuras anexas, en las que:A full and enabling description of the present invention is set forth in the specification, which refers to the attached figures, in which:
La figura 1 es un diagrama de una realización de la plegadora automática.Figure 1 is a diagram of an embodiment of the automatic folder.
La figura 2 es un esquema de una realización de la plegadora automática.Figure 2 is a diagram of an embodiment of the automatic folder.
La figura 2A es un esquema de una realización de una estructura de boquilla.Figure 2A is a schematic of an embodiment of a nozzle structure.
La figura 3 es un gráfico que representa la posición y la tolerancia de la hendidura creada por el sistema de plegado automático de la invención.Figure 3 is a graph depicting the position and tolerance of the slit created by the automatic folding system of the invention.
La figura 4 es un gráfico que representa la posición de la hendidura creada, dentro del corte de asa, por el sistema de plegado automático de la invención.Figure 4 is a graph depicting the position of the slit created, within the handle cut, by the automatic folding system of the invention.
La figura 5 es una fotografía que muestra la posición de la hendidura en el asa cortada, producida por el sistema de plegado automático de la invención.Figure 5 is a photograph showing the position of the slit in the cut handle, produced by the automatic folding system of the invention.
Descripción detallada de las realizacionesDetailed description of the achievements
Ahora se hará referencia en detalle a realizaciones de la invención, de la que a continuación se exponen uno o varios ejemplos. Cada ejemplo se ofrece a modo de explicación de la invención, no de limitación de la invención. De hecho, será evidente a los expertos en la técnica que se puede hacer varias modificaciones y variaciones en la presente invención sin apartarse del alcance o espíritu de la invención. Por ejemplo, las características ilustradas o descritas como parte de una realización pueden usarse en otra realización logrando así una realización adicional.Reference will now be made in detail to embodiments of the invention, of which one or more examples are set forth below. Each example is offered by way of explanation of the invention, not limitation of the invention. In fact, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope or spirit of the invention. For example, the features illustrated or described as part of one embodiment can be used in another embodiment thus achieving a further embodiment.
Así, se pretende que la presente invención cubra las modificaciones y variaciones que caigan dentro del alcance de las reivindicaciones anexas y sus equivalentes. Otros objetos, características y aspectos de la presente invención se describen en la descripción detallada siguiente o son obvios por ella. Los expertos en la técnica entenderán que la presente explicación es una descripción de realizaciones ejemplares solamente, y que no se tiene la intención de limitar los aspectos más amplios de la presente invención.Thus, it is intended that the present invention cover modifications and variations that fall within the scope of the appended claims and their equivalents. Other objects, features and aspects of the present invention are described in the following detailed description or are obvious from it. Those skilled in the art will understand that the present explanation is a description of exemplary embodiments only, and that it is not intended to limit the broader aspects of the present invention.
En términos generales, puede usarse un extrusor estándar de formación de películas para extrusionar plástico fundido en forma de un tubo continuo. Con referencia a la figura 2, el tubo extrusionado de película termoplástica 90 puede llevarse entonces a una línea de fabricación de bolsas mediante rodillos de guía. El tubo de película 90 es alimentado a través de las líneas de contacto 70 del aparato de plegado 100. Entre las líneas de contacto 70 del aparato de plegado 100, y con un par de los rodillos de línea de contacto abiertos, el tubo de película puede inflarse. Los rodillos de línea de contacto 70 pueden juntarse y apretarse entonces, cerrando los tubos y reteniendo el aire inflado en una burbuja. La película 90 puede avanzarse de forma continua a través del aparato de plegado 100 se esta forma. Hojas de plegado (no representadas) pueden remeter los lados de los tubos hacia dentro. La película 90 puede aplanarse entonces entre el segundo conjunto de rodillos de línea de contacto 70 para retener la estructura plegada en el tubo. La película 90 puede avanzarse entonces más allá del aparato de plegado 100, cortar en bolsas, sellar en la parte superior e inferior, y finalmente, cortar la porción de asa.Generally speaking, a standard film forming extruder can be used to extrude molten plastic in the form of a continuous tube. With reference to Figure 2, the extruded thermoplastic film tube 90 can then be taken to a bag manufacturing line by guide rollers. The film tube 90 is fed through the contact lines 70 of the folding apparatus 100. Between the contact lines 70 of the folding apparatus 100, and with a pair of the open contact line rollers, the film tube It can inflate. The contact line rollers 70 can then be joined and tightened, closing the tubes and retaining the inflated air in a bubble. The film 90 can be advanced continuously through the folding apparatus 100 in this way. Folding sheets (not shown) can tuck the sides of the tubes inwards. The film 90 can then be flattened between the second set of contact line rollers 70 to retain the folded structure in the tube. The film 90 can then be advanced beyond the folding apparatus 100, cut into bags, sealed at the top and bottom, and finally, cut the handle portion.
En una realización, el sistema de plegado automático de la presente invención detecta la posición de la impresión en la película mediante una cámara 10, detecta la velocidad de la película mediante el codificador 30, detecta el nivel de inflado mediante el sensor de inflado 20, y añade aire en una posición que, en último término, será el corte de asa de la bolsa. El sistema limita el número de bolsas defectuosas creadas, que normalmente incluirán un agujeroIn one embodiment, the automatic folding system of the present invention detects the position of printing on the film by a camera 10, detects the speed of the film by the encoder 30, detects the level of inflation by the inflation sensor 20, and add air in a position that will ultimately be the handle cut of the bag. The system limits the number of defective bags created, which will normally include a hole
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formado donde se añadió aire en la sección de plegado. En una realización, se añade aire a la burbuja usando una ráfaga corta de aire comprimido a presión alta que sale por una boquilla estacionaria. La ráfaga de aire debe ser suficientemente fuerte para perforar la película y para inflar la burbuja en un ciclo de la válvula. Dado que la película se está moviendo a una velocidad relativamente alta durante el tiempo en que se añade el aire, la inyección producirá un agujero o hendidura en el tubo de aproximadamente 1/2" a 1 1/2" de largo. El sistema asegura que el agujero formado en la película debido al inflado caiga en último término dentro de la porción de asa cortada (que se desecha) de la bolsa.formed where air was added in the folding section. In one embodiment, air is added to the bubble using a short burst of compressed air at high pressure that exits through a stationary nozzle. The blast of air must be strong enough to pierce the film and to inflate the bubble in a valve cycle. Since the film is moving at a relatively high speed during the time the air is added, the injection will produce a hole or slit in the tube approximately 1/2 "to 1 1/2" long. The system ensures that the hole formed in the film due to inflation ultimately falls into the cut handle portion (which is discarded) of the bag.
El sistema 100 puede constar de, aunque sin limitación, uno o varios de los componentes siguientes:System 100 may consist of, but not limited to, one or more of the following components:
un sensor fotoeléctrico 10 para detectar la impresión en la película;a photoelectric sensor 10 to detect printing on the film;
un codificador 30 para detectar la velocidad de movimiento de la película;an encoder 30 to detect the speed of movement of the film;
un sensor de inflado 20 para detectar el nivel de inflado de la burbuja;an inflation sensor 20 to detect the level of inflation of the bubble;
una boquilla para dirigir el aire comprimido a un flujo concentrado a presión alta;a nozzle for directing the compressed air to a concentrated flow at high pressure;
una válvula 60 para añadir aire cuando sea apropiado;a valve 60 for adding air when appropriate;
un procesador 40, incluyendo opcionalmente un contador de alta velocidad para capturar las señales de entrada y distribuir señales de salida; ya processor 40, optionally including a high-speed counter to capture the input signals and distribute output signals; Y
una interfaz hombre-máquina (HMI) 50 para que el operador pueda configurar y supervisar el sistema.a man-machine interface (HMI) 50 so that the operator can configure and monitor the system.
El sensor fotoeléctrico 10, o cámara, puede ser cualquier dispositivo usado para detectar la distancia, la ausencia o la presencia de un objeto usando un transmisor de luz y un receptor fotoeléctrico. El transmisor de luz puede ser un transmisor de infrarrojos. La cámara 10 puede ser de cualquier tipo conocido, incluyendo, aunque sin limitación, opuesta (llamada alternativamente "de haz continuo"), retrorreflectora o de detección de proximidad (llamada alternativamente "difusa"). En una realización, la cámara 10 puede estar situada en un carril central de la plegadora. En otra realización, la cámara 10 puede detectar la posición de la impresión en la película termoplástica que atraviesa el sistema. En otra realización, la cámara 10 puede incluir un Eyemark Sensor. El sensor fotoeléctrico 10 puede enviar una o varias señales de salida al procesador 40 durante la operación del sistema. Si se desea, la cámara, mediante la transmisión de una señal a procesador 40 y de procesador 40 a la HMI 50, puede alertar al operador acerca de cuándo la posición de la impresión en la bolsa no está alineada apropiadamente.The photoelectric sensor 10, or camera, can be any device used to detect the distance, absence or presence of an object using a light transmitter and a photoelectric receiver. The light transmitter can be an infrared transmitter. The camera 10 may be of any known type, including, but not limited to, opposite (alternatively called "continuous beam"), retroreflective or proximity detection (alternatively called "diffuse"). In one embodiment, the chamber 10 may be located in a central rail of the folder. In another embodiment, chamber 10 can detect the position of printing on the thermoplastic film that passes through the system. In another embodiment, the camera 10 may include an Eyemark Sensor. The photoelectric sensor 10 can send one or several output signals to the processor 40 during system operation. If desired, the camera, by transmitting a signal to processor 40 and processor 40 to HMI 50, can alert the operator about when the printing position in the bag is not properly aligned.
El codificador 30 puede detectar información indicativa de la velocidad de la película cuando pasa a través del sistema. En algunas realizaciones, el codificador 30 es un codificador óptico. En una realización, el codificador puede ir montado en el extremo del eje de un rodillo, que, a su vez, está montado en la estructura del sistema de inflado de fuelle automático. El codificador puede enviar una o varias señales de salida al procesador 40 durante la operación del sistema. En una realización, el procesador puede contar el número de pulsos recibidos del codificador (correspondiente al número de revoluciones del rodillo), multiplicar el número de revoluciones por la circunferencia del rodillo montado en el codificador, y luego calcular la longitud de la película que tiene pasado a través de la máquina. Así, el codificador permite que el procesador calcule la cantidad de película que pasa a través del sistema y la velocidad de la misma. El codificador puede asistir al sistema en la colocación de los puntos de inyección de aire necesarios dentro del corte de asa desechado de la bolsa. En una realización alternativa, puede usarse un reloj temporizador como un codificador dentro del alcance de la presente invención.The encoder 30 can detect information indicative of the film speed when it passes through the system. In some embodiments, encoder 30 is an optical encoder. In one embodiment, the encoder can be mounted on the end of the axis of a roller, which, in turn, is mounted on the structure of the automatic bellows inflation system. The encoder can send one or more output signals to the processor 40 during system operation. In one embodiment, the processor can count the number of pulses received from the encoder (corresponding to the number of revolutions of the roller), multiply the number of revolutions by the circumference of the roller mounted on the encoder, and then calculate the length of the film it has passed through the machine. Thus, the encoder allows the processor to calculate the amount of film that passes through the system and its speed. The encoder can assist the system in placing the necessary air injection points within the discarded handle cut of the bag. In an alternative embodiment, a timer clock can be used as an encoder within the scope of the present invention.
En una realización, los rollos de película del sistema de inflado de fuelle automatizado pueden avanzar a una velocidad de aproximadamente 100 a aproximadamente 200 metros/minuto. En otra realización, los rollos de película del sistema de inflado de fuelle automatizado pueden avanzar a una velocidad de aproximadamente 150 a aproximadamente 160 metros/minuto.In one embodiment, the rolls of the automated bellows inflation system can advance at a speed of about 100 to about 200 meters / minute. In another embodiment, the film rolls of the automated bellows inflation system can advance at a speed of about 150 to about 160 meters / minute.
El sensor de inflado 20 puede incluir cualquier sensor conocido en la técnica que sea compatible con el proceso de la invención. En una realización, el sensor 20 es un sensor ultrasónico. En esta realización, el sensor ultrasónico puede incluir cualquier sensor ultrasónico conocido en la técnica. En una realización particular, el sensor ultrasónico puede generar ondas sonoras de alta frecuencia, evaluar el eco devuelto de las ondas sonoras, y luego calcular el intervalo de tiempo entre el envío de la señal y la recepción del eco para determinar la distancia a un objeto. En una realización particular, esto puede incluir un sensor ultrasónico Banner™. En una realización, hay un sensor ultrasónico en cada carril para detectar el nivel de inflado de la película.The inflation sensor 20 may include any sensor known in the art that is compatible with the process of the invention. In one embodiment, sensor 20 is an ultrasonic sensor. In this embodiment, the ultrasonic sensor may include any ultrasonic sensor known in the art. In a particular embodiment, the ultrasonic sensor can generate high frequency sound waves, evaluate the echo returned from the sound waves, and then calculate the time interval between sending the signal and receiving the echo to determine the distance to an object. . In a particular embodiment, this may include a Banner ™ ultrasonic sensor. In one embodiment, there is an ultrasonic sensor in each lane to detect the level of inflation of the film.
En algunas realizaciones, el sensor de inflado está colocado dentro de 5 pulgadas de la película termoplástica. En algunas realizaciones, el sensor de inflado está colocado dentro de 3 pulgadas de la película termoplástica. En algunas realizaciones, el sensor de inflado está colocado dentro de 1 pulgada de la película termoplástica.In some embodiments, the inflation sensor is placed within 5 inches of the thermoplastic film. In some embodiments, the inflation sensor is placed within 3 inches of the thermoplastic film. In some embodiments, the inflation sensor is placed within 1 inch of the thermoplastic film.
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La boquilla puede ser cualquier boquilla de pulverización conocida en la técnica o capaz de emplearse en la presente invención. En una realización, la boquilla de pulverización puede ser una boquilla de pulverización de flujo sólido, diseñada para manejar materiales a alta velocidad. A modo de ejemplo, la figura 2A ilustra una estructura de boquilla ejemplar que puede usarse dentro del alcance de la presente invención. Como se representa, la boquilla 100 tiene un orificio 102. En algunas realizaciones, una boquilla puede tener un orificio de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 0,15 pulgadas, incluyendo 0,125 pulgadas. La boquilla 100 está montada en el cuerpo de boquilla 104, que puede incluir un solenoide (no representado). La válvula de solenoide 104 también está montada en los bloques de ajuste de boquilla 106 y 108, que pueden servir para regular la posición de la boquilla. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el bloque de ajuste de boquilla 106 puede usarse para regular la boquilla hacia dentro y hacia fuera de una película termoplástica, y los bloques de ajuste de boquilla 108 pueden usarse para regular la boquilla en la posición horizontal (es decir, izquierda y derecha). En algunas realizaciones, la boquilla puede estar colocada en estrecha proximidad a la película o en contacto con la película.The nozzle may be any spray nozzle known in the art or capable of being employed in the present invention. In one embodiment, the spray nozzle can be a solid flow spray nozzle, designed to handle materials at high speed. By way of example, Figure 2A illustrates an exemplary nozzle structure that can be used within the scope of the present invention. As depicted, the nozzle 100 has a hole 102. In some embodiments, a nozzle may have a hole of about 0.1 to about 0.15 inches, including 0.125 inches. The nozzle 100 is mounted on the nozzle body 104, which may include a solenoid (not shown). The solenoid valve 104 is also mounted on the nozzle adjustment blocks 106 and 108, which can serve to regulate the position of the nozzle. For example, in some embodiments, the nozzle adjustment block 106 may be used to regulate the nozzle in and out of a thermoplastic film, and the nozzle adjustment blocks 108 may be used to regulate the nozzle in the horizontal position (it is say, left and right). In some embodiments, the nozzle may be placed in close proximity to the film or in contact with the film.
La boquilla puede dirigir el aire comprimido a una corriente concentrada a presión alta. En una realización, la presión utilizada en la boquilla puede ser de entre aproximadamente 50 psi y 150 psi. En otra realización, la presión utilizada en la boquilla puede ser de entre aproximadamente 75 psi y 125 psi. En una realización particular, la presión utilizada en la boquilla puede ser de entre aproximadamente 80 psi y 100 psi. En otra realización, la presión del aire que sale de la boquilla puede ser de aproximadamente 90 psi.The nozzle can direct the compressed air to a concentrated stream at high pressure. In one embodiment, the pressure used in the nozzle can be between about 50 psi and 150 psi. In another embodiment, the pressure used in the nozzle can be between about 75 psi and 125 psi. In a particular embodiment, the pressure used in the nozzle can be between about 80 psi and 100 psi. In another embodiment, the air pressure exiting the nozzle can be approximately 90 psi.
En una realización, la ráfaga de aire a presión de la boquilla puede durar de aproximadamente 1 a aproximadamente 50 milisegundos. En otra realización, la ráfaga de aire a presión de la boquilla puede durar de aproximadamente 5 a aproximadamente 20 milisegundos. En una realización particular, la ráfaga de aire a presión de la boquilla puede durar aproximadamente 10 milisegundos. En una realización, la ráfaga de aire de la boquilla puede crear un agujero o hendidura en la película que tiene una longitud de aproximadamente 1/2 pulgada a 1 1/2 pulgadas. En otra realización, la ráfaga de aire de la boquilla puede producir un agujero o hendidura en la película que tiene una longitud de aproximadamente 1 pulgada a 1 1/2 pulgadas.In one embodiment, the burst of pressurized air from the nozzle can last from about 1 to about 50 milliseconds. In another embodiment, the burst of pressurized air from the nozzle can last from about 5 to about 20 milliseconds. In a particular embodiment, the burst of pressurized air from the nozzle can last approximately 10 milliseconds. In one embodiment, the blast of air from the nozzle can create a hole or slit in the film that is approximately 1/2 inch to 1 1/2 inches in length. In another embodiment, the blast of air from the nozzle can produce a hole or slit in the film that is approximately 1 inch to 1 1/2 inches in length.
La hendidura producida por la inyección de aire puede estar situada dentro del corte de asa desechado a través del uso de la cámara 10 y el codificador 30. Sin embargo, pueden usarse otros dispositivos o métodos para asegurar que la colocación de la hendidura esté dentro del corte de asa. La colocación específica de la hendidura dependerá de las dimensiones de la película que se procese. Como un ejemplo no limitador, como se representa en las figuras 3 y 4, si la longitud del asa es 6 pulgadas -±1/4 pulgada (representada en la figura 4 como 152 milímetros) y el rango es de 4,88 pulgadas -± 1/4 pulgada (representado en la figura 4 como 125 milímetros), la parte inferior de la hendidura deberá tener de aproximadamente 2,76 a 4,33 pulgadas (de 70 a 110 milímetros) desde la parte superior de la bolsa y la longitud total de la hendidura deberá ser de aproximadamente 0,79 a 1,97 pulgadas (de 20 a 50 milímetros). En una realización particular, la parte inferior de la hendidura deberá ser aproximadamente 3,54 pulgadas (90 milímetros) desde la parte superior de la bolsa y la longitud total de la hendidura deberá ser de aproximadamente 1,38 pulgadas (35 milímetros). En una realización, la hendidura deberá estar colocada lo más cerca posible del centro de la bolsa. Se deberá entender que estos parámetros pueden cambiar en base al tamaño deseado de las bolsas a formar.The slit produced by the air injection may be located within the discarded handle cut through the use of the chamber 10 and the encoder 30. However, other devices or methods may be used to ensure that the placement of the slit is within the handle cut The specific placement of the slit will depend on the dimensions of the film being processed. As a non-limiting example, as depicted in Figures 3 and 4, if the length of the handle is 6 inches - ± 1/4 inch (represented in Figure 4 as 152 millimeters) and the range is 4.88 inches - ± 1/4 inch (depicted in Figure 4 as 125 millimeters), the bottom of the slit should be approximately 2.76 to 4.33 inches (70 to 110 millimeters) from the top of the bag and the Total length of the slit should be approximately 0.79 to 1.97 inches (20 to 50 millimeters). In a particular embodiment, the bottom of the groove should be approximately 3.54 inches (90 millimeters) from the top of the bag and the total length of the groove should be approximately 1.38 inches (35 millimeters). In one embodiment, the slit should be placed as close as possible to the center of the bag. It should be understood that these parameters may change based on the desired size of the bags to be formed.
En una realización, la boquilla es estacionaria dentro del sistema. La boquilla puede estar conectada a líneas de transmisión y/o un colector. La boquilla está colocada suficientemente cerca de la burbuja de la película termoplástica de tal manera que, cuando la película termoplástica reciba una ráfaga de aire a presión, el aire a presión perfore la película e infle la burbuja en cierta medida en un ciclo de la válvula. En una realización, la boquilla está colocada adyacente a la película termoplástica. En otra realización, la boquilla está en contacto con la película termoplástica. En algunas realizaciones de la invención, no se necesita ninguna aguja para perforar la burbuja, puesto que el aire a presión solo es suficientemente fuerte para perforar la burbuja.In one embodiment, the nozzle is stationary within the system. The nozzle can be connected to transmission lines and / or a manifold. The nozzle is positioned sufficiently close to the bubble of the thermoplastic film such that, when the thermoplastic film receives a burst of pressurized air, the pressurized air pierces the film and inflates the bubble to some extent in a valve cycle . In one embodiment, the nozzle is positioned adjacent to the thermoplastic film. In another embodiment, the nozzle is in contact with the thermoplastic film. In some embodiments of the invention, no needle is needed to pierce the bubble, since the pressurized air is only strong enough to pierce the bubble.
La válvula 60 usada para controlar la distribución de aire a presión a la boquilla puede ser cualquier válvula conocida en la técnica o alguna que se pueda emplear en la presente invención. En una realización, la válvula 60 es una válvula de solenoide. En una realización, la válvula de solenoide es una válvula electromecánica en una línea de transmisión que es controlada por corriente eléctrica a través de un solenoide. La válvula 60 está conectada operativamente al procesador 40, que determina si la válvula está encendida o apagada. En una realización, el sistema puede incluir múltiples válvulas de solenoide que pueden estar incorporadas en un colector (no representado).The valve 60 used to control the distribution of pressurized air to the nozzle can be any valve known in the art or any that can be used in the present invention. In one embodiment, valve 60 is a solenoid valve. In one embodiment, the solenoid valve is an electromechanical valve in a transmission line that is controlled by electric current through a solenoid. Valve 60 is operatively connected to processor 40, which determines whether the valve is on or off. In one embodiment, the system may include multiple solenoid valves that may be incorporated in a manifold (not shown).
El procesador 40 puede ser cualquier procesador conocido en la técnica o alguno que pueda emplearse en la presente invención. En una realización, el procesador puede ser un controlador lógico programable (PLC). En otra realización, el procesador puede incluir además un contador de alta velocidad para capturar señales de entrada. En una realización particular, el procesador puede incluir un procesador Allen-Bradley MicroLogix™ 1400. En otra realización, el procesador puede ser un ordenador. Las entradas de señal al procesador pueden incluir uno o varios de los siguientes: (1) un sensor o sensores fotoeléctricos, (2) un sensor o sensores de inflado, y (3) un codificador o codificadores. El procesador 40 también puede enviar señales de salida a la válvula o válvulas de solenoide 60. Además, el procesador 40 puede recibir señales de entrada, y enviar señales de salida, de/a la interfaz hombre- máquina (hMi) 50.The processor 40 may be any processor known in the art or any that may be employed in the present invention. In one embodiment, the processor may be a programmable logic controller (PLC). In another embodiment, the processor may also include a high speed counter to capture input signals. In a particular embodiment, the processor may include an Allen-Bradley MicroLogix ™ 1400 processor. In another embodiment, the processor may be a computer. The signal inputs to the processor may include one or more of the following: (1) a photoelectric sensor or sensors, (2) an inflation sensor or sensors, and (3) an encoder or encoders. The processor 40 can also send output signals to the solenoid valve or valves 60. In addition, the processor 40 can receive input signals, and send output signals, from / to the man-machine interface (hMi) 50.
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La HMI 50 es la interfaz de usuario para el sistema de la presente invención. Cualquier HMI conocida en la técnica o cualquier HMI compatible con el sistema de la presente invención puede emplearse en la invención. En una realización, la HMI puede proporcionar visualizaciones a base de gráficos del sistema de plegado automático. En otra realización, la HMI puede residir en un ordenador basado en Windows o en Macintosh que comunica con el procesador. La HMI 50, en una realización, puede incluir uno o varios de un monitor, panel de control, teclado, teclado numérico, teclado táctil, ratón y/o altavoces. En una realización particular, la HMI 50 puede ser una interfaz de operador Red LionTM G310.HMI 50 is the user interface for the system of the present invention. Any HMI known in the art or any HMI compatible with the system of the present invention can be employed in the invention. In one embodiment, the HMI can provide graphics-based visualizations of the automatic folding system. In another embodiment, the HMI may reside on a Windows-based or Macintosh computer that communicates with the processor. The HMI 50, in one embodiment, may include one or more of a monitor, control panel, keyboard, numeric keypad, touch keyboard, mouse and / or speakers. In a particular embodiment, the HMI 50 may be a Red LionTM G310 operator interface.
Opcionalmente, la invención también puede incluir un colector de distribución. El colector de distribución puede ser alguno conocido en la técnica o alguno que pueda ser empleado en la presente invención. El colector de distribución distribuye aire a presión desde uno o varios depósitos de aire en último término a la boquilla. Se puede utilizar una o varias líneas de transmisión para llevar a cabo la distribución del aire a presión desde los depósitos de aire a la boquilla.Optionally, the invention may also include a distribution manifold. The distribution manifold may be one known in the art or one that may be employed in the present invention. The distribution manifold distributes pressurized air from one or several air tanks ultimately to the nozzle. One or more transmission lines can be used to carry out the distribution of pressurized air from the air reservoirs to the nozzle.
En una realización, se pueden poner alarmas de tal manera que se active una alarma si la burbuja de la plegadora está inflada insuficiente o excesivamente. La alarma, en una realización, puede estar configurada para alertar al operador de las condiciones de inflado. En otra realización, si el sensor de inflado detecta que el inflado del tubo termoplástico ha caído por debajo de un valor predeterminado, el sistema puede suministrar automáticamente aire comprimido adicional desde la boquilla en una cantidad suficiente para inflar el tubo al nivel deseado.In one embodiment, alarms may be set such that an alarm is activated if the folder bubble is inflated insufficiently or excessively. The alarm, in one embodiment, may be configured to alert the operator of inflation conditions. In another embodiment, if the inflation sensor detects that the inflation of the thermoplastic tube has fallen below a predetermined value, the system can automatically supply additional compressed air from the nozzle in an amount sufficient to inflate the tube to the desired level.
En la operación, el operador humano puede configurar el sistema para asegurarse de que la hendidura formada en la bolsa caiga dentro del asa cortada. Por ejemplo, el operador puede introducir la longitud de la bolsa y valores desviados a la HMI. La cámara 10 puede colocarse entonces lo más cerca posible del centro de la impresión situada en la bolsa. Igualmente, en una realización, el sensor de inflado puede estar colocado lo más cerca posible del centro de la burbuja plegada. Además, en una realización, el emisor/receptor del sensor de inflado puede estar alineado con la superficie de la burbuja. Si es necesario, el operador puede calibrar entonces la cámara al color de la película en el sistema. El operador también puede asegurarse de que no haya arrugas en la película debajo de la cámara.In operation, the human operator can configure the system to ensure that the groove formed in the bag falls into the cut handle. For example, the operator can enter the length of the stock exchange and deviated values to the HMI. The camera 10 can then be placed as close as possible to the center of the print located in the bag. Similarly, in one embodiment, the inflation sensor may be positioned as close as possible to the center of the folded bubble. In addition, in one embodiment, the emitter / receiver of the inflation sensor may be aligned with the surface of the bubble. If necessary, the operator can then calibrate the camera to the color of the film in the system. The operator can also ensure that there are no wrinkles in the film under the camera.
En una realización de operación, cada vez que el sistema se reinicia, la cámara montada en la plegadora debe ver un cierto número de marcas "buenas" continuas (detectar la posición de la impresión que llevan las bolsas) antes de que el sistema sea habilitado. En una realización, el número de marcas “buenas” continuas puede estar entre aproximadamente 50 y 200. En otra realización, el número de marcas “buenas” continuas puede ser aproximadamente 100. Por ejemplo, una marca puede considerarse "buena" si está dentro de una tolerancia de +/- 10 mm de la longitud de la bolsa introducida a la interfaz de operador.In one embodiment of operation, every time the system restarts, the camera mounted on the folder must see a certain number of continuous "good" marks (detect the position of the printing carried by the bags) before the system is enabled . In one embodiment, the number of continuous "good" marks may be between about 50 and 200. In another embodiment, the number of continuous "good" marks may be approximately 100. For example, a brand may be considered "good" if it is within of a tolerance of +/- 10 mm of the length of the bag introduced to the operator interface.
En una realización, el sistema puede configurarse a un nivel de inflado concreto, dependiendo de la fabricación de bolsas concretas. El sensor de inflado detecta el nivel de inflado de la burbuja plegada. Si el nivel de inflado detectado cae por debajo del parámetro de nivel bajo preestablecido, el procesador puede comenzar la secuencia de proceso para volver a inflar la burbuja.In one embodiment, the system can be configured at a specific inflation level, depending on the manufacture of concrete bags. The inflation sensor detects the level of inflation of the folded bubble. If the level of inflation detected falls below the preset low level parameter, the processor can begin the process sequence to re-inflate the bubble.
Una vez que el sistema está habilitado y un carril particular pide aire, el sistema cicla la válvula de solenoide, administrando una corta ráfaga de aire que perfora la película y produce una hendidura corta en la película. Las ráfagas cortas de aire son suministradas a bolsas consecutivas y siguen llenando la burbuja hasta que el sensor de inflado detecta el parámetro de nivel alto preestablecido. En una realización, el rango operativo del sensor ultrasónico de inflado de fuelle puede ser desde un rango preestablecido bajo de 75 a otro preestablecido alto de 80. Estos valores preestablecidos se basan en una escala relativa que puede ser referenciada a niveles de inflado deseables para un proceso concreto.Once the system is enabled and a particular lane asks for air, the system cycles the solenoid valve, administering a short burst of air that pierces the film and produces a short slit in the film. Short bursts of air are supplied to consecutive bags and continue to fill the bubble until the inflation sensor detects the preset high level parameter. In one embodiment, the operating range of the ultrasonic bellows inflation sensor may be from a low preset range of 75 to another preset high of 80. These preset values are based on a relative scale that can be referenced to desirable inflation levels for a concrete process
En una realización, si el sensor de inflado detecta un valor de 50 o menos, el sistema inhabilitará y enviará un mensaje de fallo a la HMI. En esta realización particular, un nivel de inflado de 50 o menos se considera demasiado bajo (es decir, la película no está suficientemente ajustada) para ser penetrada de forma fiable por la ráfaga de aire procedente de la boquilla. En otra realización, el sistema puede inhabilitar y enviar un mensaje de fallo a la HMI 50 si el sensor de inflado detecta un valor de inflado de 90 o más. En este nivel, la burbuja puede considerarse sobreinflada y podría explotar.In one embodiment, if the inflation sensor detects a value of 50 or less, the system will disable and send a fault message to the HMI. In this particular embodiment, an inflation level of 50 or less is considered too low (ie, the film is not sufficiently adjusted) to be reliably penetrated by the burst of air from the nozzle. In another embodiment, the system can disable and send a fault message to HMI 50 if the inflation sensor detects an inflation value of 90 or more. At this level, the bubble can be considered superinflated and could explode.
Con respecto a las realizaciones representadas en las figuras 3 y 4, se muestran imágenes de una película que está siendo procesada para crear una bolsa en T. Como se representa, la línea 600 se extiende alrededor de una porción de la película para indicar una porción cortada (interior de la línea 600) que, en último término, se quitará de la película y no formará una porción de la bolsa terminada. Como se representa, la película incluye una hendidura 500 creada por el sistema de plegado automático de la invención, y la hendidura ilustrada está dentro de la porción cortada de la película.With respect to the embodiments depicted in Figures 3 and 4, images of a film that is being processed to create a T-bag are shown. As depicted, line 600 extends around a portion of the film to indicate a portion cut (inside of line 600) which, ultimately, will be removed from the film and will not form a portion of the finished bag. As depicted, the film includes a groove 500 created by the automatic folding system of the invention, and the groove illustrated is within the cut portion of the film.
Además, las porciones 200, 300 y 400 de la película representada en la figura 4 ilustran las posiciones deseables para crear una hendidura en algunas realizaciones de la presente invención. Como se representa, la porciónIn addition, portions 200, 300 and 400 of the film depicted in Figure 4 illustrate desirable positions for creating a recess in some embodiments of the present invention. As depicted, the portion
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identificada como 200 ilustra el rango de inflado ideal para algunas realizaciones. La porción identificada como 300 ilustra la posición aceptable máxima para la hendidura en base a la tolerancia de posición y longitud. La porción identificada como 400 ilustra que el sistema está fuera de rango y el operador deberá pararlo y realizar una acción correctiva. Además, la figura 5 es una imagen de una película que tiene una hendidura formada en una porción cortada de una película por un sistema de la presente invención.Identified as 200 illustrates the ideal inflation range for some embodiments. The portion identified as 300 illustrates the maximum acceptable position for the groove based on the position and length tolerance. The portion identified as 400 illustrates that the system is out of range and the operator must stop it and take corrective action. In addition, Figure 5 is an image of a film having a groove formed in a cut portion of a film by a system of the present invention.
En una realización, varias operaciones de plegado pueden realizarse con un procesador y/o HMI. En una realización, las operaciones de plegado pueden realizarse en múltiples carriles. En otras realizaciones, pueden utilizarse varias burbujas en una sola máquina. En cualquier realización, podría utilizarse la presente invención.In one embodiment, several folding operations can be performed with a processor and / or HMI. In one embodiment, folding operations can be performed on multiple lanes. In other embodiments, several bubbles can be used in a single machine. In any embodiment, the present invention could be used.
En otra realización de la presente invención, un sistema puede incluir una boquilla estacionaria situada cerca o en contacto con la película termoplástica. A la detección manual de que se necesita o desea inflado o inflado adicional de una película, tal como a la inspección visual, el operador puede iniciar la descarga de aire comprimido por la boquilla estacionaria. Esta operación manual puede realizarse, a modo de ejemplo, por un operador pulsando un botón que controla la apertura y el cierre de una válvula situada en la boquilla. Usando la boquilla estacionaria, la colocación de la hendidura creada en la película por la ráfaga de aire puede estar en una porción predeterminada de la película. Además, como se ha descrito anteriormente, se puede emplear una cámara y un codificador en esta realización para colocar de forma más estratégica la hendidura creada en la película. Además, un operador puede controlar manualmente el volumen de aire a presión liberado, por ejemplo, manteniendo pulsado el botón para continuar la liberación de aire a presión hasta que haya salido una cantidad deseable. En otras realizaciones, el volumen de gas liberado puede ser predeterminado, y el operador puede pulsar el botón múltiples veces si se desea aire a presión adicional. En otras realizaciones, el volumen de aire a presión liberado puede ser automatizado utilizando un sensor de inflado, como se ha descrito anteriormente, para determinar el volumen de aire necesario para inflar la película tubular a un nivel predeterminado.In another embodiment of the present invention, a system may include a stationary nozzle located near or in contact with the thermoplastic film. Upon manual detection that additional inflation or inflation of a film is required or desired, such as visual inspection, the operator can initiate the discharge of compressed air by the stationary nozzle. This manual operation can be performed, by way of example, by an operator by pressing a button that controls the opening and closing of a valve located in the nozzle. Using the stationary nozzle, the placement of the slit created in the film by the blast of air can be in a predetermined portion of the film. In addition, as described above, a camera and an encoder can be used in this embodiment to more strategically place the groove created in the film. In addition, an operator can manually control the volume of pressurized air released, for example, by pressing and holding the button to continue releasing pressurized air until a desirable amount has exited. In other embodiments, the volume of gas released may be predetermined, and the operator may press the button multiple times if additional pressure air is desired. In other embodiments, the volume of pressurized air released can be automated using an inflation sensor, as described above, to determine the volume of air necessary to inflate the tubular film to a predetermined level.
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