本發(fā)明涉及用于將飲用吸管施加到包裝容器的裝置和方法。
背景技術(shù):
許多用于液體食品的包裝容器以所謂的部分容量生產(chǎn),打算直接從該包裝飲用。這些包裝中的大部分設(shè)置有固定于包裝容器的一個(gè)側(cè)壁的在保護(hù)封套內(nèi)的飲用吸管。通常為平行六面體形狀的包裝容器由具有紙或紙板芯的、具有熱塑性塑料層及可能有鋁箔的層壓材料制成。在該包裝容器的一個(gè)壁上-最常見(jiàn)在頂壁上,在芯層中已經(jīng)沖壓出孔,而這個(gè)孔被層壓材料的其他層覆蓋,這樣可以用伴隨包裝容器的飲用吸管穿透該孔,因此飲用包裝中所裝的飲料。
長(zhǎng)期以來(lái),已有一些機(jī)器,其將在飲用吸管的保護(hù)封套內(nèi)的飲用吸管施加到被輸送通過(guò)該機(jī)器的包裝容器上。例如,在歐洲專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)ep-1042172中描述了這種機(jī)器,即飲用吸管施加器。該施加器的功能在于引導(dǎo)裝有飲用吸管的連續(xù)飲用吸管封套帶朝向驅(qū)動(dòng)設(shè)備并圍繞它。在該驅(qū)動(dòng)設(shè)備附近,有將飲用吸管帶分開(kāi)為單個(gè)的封裝在保護(hù)封套中的飲用吸管的裝置,以及將該飲用吸管施加到該包裝容器的一個(gè)側(cè)壁上的裝置,該包裝容器在輸送機(jī)上被移動(dòng)通過(guò)該機(jī)器。在施加之前,封套飲用吸管設(shè)有固定點(diǎn)。例如,該固定點(diǎn)可以包括熱熔化物,其是將飲用吸管封套粘接在合適的位置并在粘接劑已硬化時(shí)保持該飲用吸管封套的熱熔化粘接劑。
如今,吸管施加器可以超高速運(yùn)行,處理大約40000-50000個(gè)包裝/小時(shí)。瑞典專(zhuān)利申請(qǐng)no.1451136-4描述了一種超高速吸管施加器。
使用吸管施加器的一個(gè)問(wèn)題是,無(wú)論操作速度如何,都難以在輸送包裝容器通過(guò)吸管施加器的同時(shí),用施加器件將吸管保持在包裝容器的壁上的完全相同的位置處。如果施加器件和輸送機(jī)(在該輸送機(jī)上運(yùn)輸包裝容器)變得不同步,甚至僅僅略微不同步,則吸管將錯(cuò)過(guò)其在包裝壁上的位置,并且粘接劑將被涂抹。在大多數(shù)情況下,最終的結(jié)果將僅僅是不太有吸引力的包裝容器,而且在最壞的情況下,吸管和包裝容器之間的粘合強(qiáng)度大大降低,在搬運(yùn)期間,吸管脫離包裝容器的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)增大。瑞典專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?451542-3-3描述了一種方案,其中飲用吸管不相對(duì)于包裝容器在輸送方向的方向上(即在施加期間移動(dòng)包裝容器的方向上)移動(dòng)。施加器件的移動(dòng)被補(bǔ)償,使得施加器件在施加期間將沿吸管長(zhǎng)度方向跟隨飲用吸管。
可能仍然存在的另一個(gè)問(wèn)題是,在飲用吸管的長(zhǎng)度方向上,飲用吸管相對(duì)于包裝容器不合乎期望地移動(dòng)。這種移動(dòng)可能導(dǎo)致膠污染,并且將會(huì)有吸管未正確附著在包裝容器上的風(fēng)險(xiǎn)。移動(dòng)是由飲用吸管的封套與施加器件的接觸面之間的摩擦引起的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的一個(gè)目的因此是提供一種用于將飲用吸管施加到包裝容器的裝置,該裝置改善吸管在合適位置的定位和保持。根據(jù)本發(fā)明的第一方面,該目的通過(guò)一種用于將飲用吸管施加到包裝容器的裝置來(lái)達(dá)到。所述裝置包括適于將包裹在保護(hù)封套中的飲用吸管輸送到拾取位置的驅(qū)動(dòng)設(shè)備。所述裝置還包括:第一輸送機(jī),其適于沿著包裝容器運(yùn)動(dòng)方向以基本恒定的速度輸送包裝容器。所述裝置還包括施加器件,該施加器件包括至少一個(gè)施加器臂,所述施加器臂包括適于載運(yùn)飲用吸管的飲用吸管托架。所述至少一個(gè)施加器臂適于在所述拾取位置處從所述驅(qū)動(dòng)設(shè)備拾取飲用吸管,并且利用所述飲用吸管托架將所述飲用吸管載運(yùn)到施加位置,在該施加位置,所述飲用吸管適于與所述包裝容器的壁接觸,并且將所述飲用吸管進(jìn)一步載運(yùn)到離開(kāi)位置,在該離開(kāi)位置,所述至少一個(gè)施加器臂離開(kāi)在所述包裝容器上的所述飲用吸管。所述飲用吸管托架適于在沿著所述飲用吸管的長(zhǎng)度方向從所述施加位置朝向所述離開(kāi)位置移動(dòng)時(shí)將所述飲用吸管朝向所述包裝容器的壁保持,并且所述飲用吸管托架包括可旋轉(zhuǎn)輥,所述可旋轉(zhuǎn)輥具有旋轉(zhuǎn)軸線,所述旋轉(zhuǎn)軸線基本上垂直于所述飲用吸管的所述長(zhǎng)度方向布置,所述輥適于接觸所述保護(hù)封套和所述飲用吸管旋轉(zhuǎn)。
在一種或者多種實(shí)施方式中,所述輥能旋轉(zhuǎn)地通過(guò)軸頸安裝在所述施加器臂的軸上并且由于來(lái)自所述保護(hù)封套和所述飲用吸管的摩擦而適于旋轉(zhuǎn)。
在一種或者多種實(shí)施方式中,所述軸和所述輥之間的摩擦適于小于所述保護(hù)封套和所述輥的外接觸表面之間的摩擦,其中所述保護(hù)封套與所述輥的所述外接觸面之間的摩擦小于所述保護(hù)封套與所述包裝容器的所述壁之間的摩擦,使得所述輥適于在接觸所述封套和所述飲用吸管時(shí)開(kāi)始旋轉(zhuǎn),并且使得所述飲用吸管不會(huì)相對(duì)于包裝容器移位。
此外,在一種或者多種實(shí)施方式中,所述輥由具有低摩擦系數(shù)和高耐磨性的塑料材料制成。
在一種或者多種進(jìn)一步的實(shí)施方式中,所述輥成形為軸對(duì)稱的凹形圓柱,其適于用由兩個(gè)端部凸緣限定的凹形中部載運(yùn)所述飲用吸管。
在一種或者多種實(shí)施方式中,所述至少一個(gè)施加器臂具有基端點(diǎn),該基端點(diǎn)布置成圍繞旋轉(zhuǎn)點(diǎn)偏心地、基本圓形地旋轉(zhuǎn),該旋轉(zhuǎn)點(diǎn)連接到適于提供旋轉(zhuǎn)速度的驅(qū)動(dòng)單元。所述施加器臂包括加載彈簧(spring-loaded)的樞轉(zhuǎn)點(diǎn),所述施加器臂的至少外部部分能夠圍繞所述加載彈簧的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)。所述外部部分包括所述飲用吸管托架。所述施加器件和所述第一輸送機(jī)被布置成彼此之間相互關(guān)聯(lián),使得在所述施加位置處,在將所述飲用吸管朝向所述包裝容器的所述壁施加時(shí),所述施加器臂的外部部分將被迫圍繞所述加載彈簧的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)旋轉(zhuǎn),從而產(chǎn)生將所述飲用吸管朝向所述包裝容器的所述壁推的力。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面,所述目的通過(guò)一種用于將飲用吸管施加到包裝容器的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。所述方法包括以下步驟:通過(guò)驅(qū)動(dòng)設(shè)備將包裹在保護(hù)封套中的飲用吸管輸送到拾取位置。所述方法還包括以下步驟:通過(guò)第一輸送機(jī)沿著包裝容器運(yùn)動(dòng)方向以基本恒定的速度輸送包裝容器。所述方法還包括以下步驟:通過(guò)施加器件在所述拾取位置從所述驅(qū)動(dòng)設(shè)備拾取具有封套的飲用吸管,所述施加器件包括至少一個(gè)施加器臂,所述施加器臂包括適于載運(yùn)飲用吸管的飲用吸管托架。所述方法還包括以下步驟:利用所述飲用吸管托架將所述飲用吸管載運(yùn)到施加位置,在該施加位置,所述飲用吸管適于與所述包裝容器的壁接觸,并且將所述飲用吸管進(jìn)一步載運(yùn)到離開(kāi)位置,在該離開(kāi)位置,所述至少一個(gè)施加器臂離開(kāi)在所述包裝容器上的所述飲用吸管。所述方法還包括以下步驟:在沿著所述飲用吸管的長(zhǎng)度方向從所述施加位置朝向所述離開(kāi)位置移動(dòng)所述飲用吸管托架時(shí)利用所述飲用吸管托架將所述飲用吸管朝向所述包裝容器的壁保持,所述飲用吸管托架是能旋轉(zhuǎn)輥,所述能旋轉(zhuǎn)輥具有旋轉(zhuǎn)軸線,所述旋轉(zhuǎn)軸線基本上垂直于所述飲用吸管的所述長(zhǎng)度方向布置,并且所述輥被布置成接觸所述飲用吸管旋轉(zhuǎn)。
在一種或多種實(shí)施方式中,所述至少一個(gè)施加器臂具有基端點(diǎn),該基端點(diǎn)布置成圍繞旋轉(zhuǎn)點(diǎn)偏心地、基本圓形地旋轉(zhuǎn),該旋轉(zhuǎn)點(diǎn)連接到適于提供旋轉(zhuǎn)速度的驅(qū)動(dòng)單元。所述施加器臂包括加載彈簧的樞轉(zhuǎn)點(diǎn),所述施加器臂的至少外部部分能夠圍繞所述加載彈簧的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)旋轉(zhuǎn),所述外部部分包括所述飲用吸管托架。所述施加器件和所述第一輸送機(jī)被布置成彼此之間相互關(guān)聯(lián),使得在所述施加位置處,在將所述飲用吸管朝向所述包裝容器的所述壁施加時(shí),所述施加器臂的所述外部部分將被迫圍繞所述加載彈簧的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)旋轉(zhuǎn),從而產(chǎn)生將所述飲用吸管朝向所述包裝容器的所述壁推的力。所述方法包括以下步驟:將所述飲用吸管托架沿所述包裝容器運(yùn)動(dòng)方向從所述施加位置移動(dòng)到所述離開(kāi)位置,通過(guò)以下方式來(lái)保持在該方向上的速度等于所述第一輸送機(jī)的所述恒定速度,從而將所述飲用吸管保持在所述包裝容器的所述壁上的相同位置:使所述驅(qū)動(dòng)單元的所述旋轉(zhuǎn)速度加速或減速以補(bǔ)償在所述包裝容器運(yùn)動(dòng)方向上所述飲用吸管托架的速度變化,該速度變化是由于在所述包裝容器運(yùn)動(dòng)方向上圍繞所述旋轉(zhuǎn)點(diǎn)的所述偏心旋轉(zhuǎn)的速度分量和所述施加器臂的至少所述外部部分圍繞所述樞轉(zhuǎn)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的速度分量的變化而導(dǎo)致的。
附圖說(shuō)明
現(xiàn)在將參照附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式在下文作更詳細(xì)的說(shuō)明,其中:
圖1是平面圖的示意圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的裝置的透視圖的示意圖。
圖3是兩個(gè)包裝容器和輸送機(jī)的俯視圖的示意圖。
圖4是施加器件和一些包裝容器的俯視圖的示意圖。
圖5是飲用吸管托架和飲用吸管的示意圖。
圖6是施加臂的最外部分在施加位置和離開(kāi)位置之間的三個(gè)位置中的示意圖。
圖7是包裝容器、施加器臂和飲用吸管的側(cè)視示意圖。
圖8是施加器件和第一輸送機(jī)的運(yùn)動(dòng)路徑的部分的示意圖。
圖9是施加器件的飲用吸管托架的實(shí)際運(yùn)動(dòng)周期。
圖10是示出由施加器件進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)周期的時(shí)間和速度的曲線圖。
附圖僅示出了對(duì)理解本發(fā)明所必須的那些細(xì)節(jié),而已經(jīng)省略了對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的該裝置的其余部件。
具體實(shí)施方式
圖1示出了裝置100的一些中心部件。該裝置包括驅(qū)動(dòng)設(shè)備1,即所謂的供料輪。包裹在保護(hù)封套中的飲用吸管3的連續(xù)帶2被向前移動(dòng)到驅(qū)動(dòng)設(shè)備1。飲用吸管3的帶2經(jīng)導(dǎo)向件(未示出)及在驅(qū)動(dòng)設(shè)備1周?chē)⑹癸嬘梦?的帶2抵靠驅(qū)動(dòng)設(shè)備1而保持的導(dǎo)向件4和5被向前移動(dòng)。驅(qū)動(dòng)設(shè)備適于通過(guò)驅(qū)動(dòng)單元的第一電機(jī)(未示出)旋轉(zhuǎn),該第一電機(jī)例如伺服電機(jī)。伺服電機(jī)優(yōu)選地布置成從驅(qū)動(dòng)設(shè)備1移位,并經(jīng)由帶和/或嵌齒輪/齒輪(未示出)連接到驅(qū)動(dòng)設(shè)備1的中心軸15。
驅(qū)動(dòng)設(shè)備1在其圓周表面上具有若干凹槽6,每個(gè)凹槽6擬供一根飲用吸管3使用。在驅(qū)動(dòng)設(shè)備1上的凹槽6的數(shù)目取決于飲用吸管3的厚度和設(shè)計(jì),以及在帶中的吸管之間的間距。在直的并可伸縮的吸管的常規(guī)帶中,間距為例如15mm,而對(duì)于u形吸管,間距為例如22mm。
在驅(qū)動(dòng)設(shè)備1的圓周表面上的每個(gè)凹槽6之間,設(shè)置有切口7。切口7用來(lái)接收分離器件8的使單個(gè)的飲用吸管3及其封套與帶2分離的刀9。
用于分離飲用吸管3的分離器件8包括刀9,該刀9固定安裝在刀架10上。刀架10通過(guò)軸頸安裝在偏心軸11上。固定偏心軸11的盤(pán)12的中心軸由第一伺服電機(jī)通過(guò)與驅(qū)動(dòng)該驅(qū)動(dòng)設(shè)備1的帶和/或嵌齒輪/齒輪相同的帶和/或嵌齒輪/齒輪驅(qū)動(dòng)。因此,分離器件8和驅(qū)動(dòng)設(shè)備1機(jī)械地互連,而且驅(qū)動(dòng)設(shè)備1的旋轉(zhuǎn)和分離器件8的運(yùn)動(dòng)兩者均由第一伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。此外,刀架10通過(guò)軸頸安裝在軸向軸承13中,該軸承13固定地附接到圍繞驅(qū)動(dòng)設(shè)備1的中心軸15可轉(zhuǎn)動(dòng)地通過(guò)軸頸安裝的桿14上。
裝置100還包括將飲用吸管3施加到包裝容器17的一個(gè)側(cè)壁18上的施加器件16。該施加器件16包括兩條施加器臂19。通過(guò)兩條相互配合的施加器臂19,可使飲用吸管3更可靠且更有效地放置在包裝容器17的一個(gè)側(cè)壁18上得以實(shí)現(xiàn)。
兩條臂19上下排列并經(jīng)由支架20相連,支架20原則上可由施加器臂19的延伸段組成。支架20通過(guò)軸頸安裝在具有相同偏心度的兩個(gè)偏心軸21、22中。驅(qū)動(dòng)設(shè)備1沿其圓周設(shè)有平行的切口(未示出)。施加器臂19被布置成在這些切口中以及在被布置在驅(qū)動(dòng)設(shè)備和分離的吸管3之間的至少一個(gè)點(diǎn)處移動(dòng),以便能夠拾取吸管3并將其運(yùn)送到包裝容器17的側(cè)壁18。施加器件16由驅(qū)動(dòng)單元的第二電機(jī)(未示出)驅(qū)動(dòng),該第二電機(jī)例如伺服電機(jī)。第二伺服電機(jī)通過(guò)帶和/或嵌齒輪/齒輪驅(qū)動(dòng)施加器件16。
裝置100還包括經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)設(shè)備1的第一下部輸送機(jī)23,其用于輸送待被供應(yīng)飲用吸管3的包裝容器17。輸送機(jī)23可由環(huán)形驅(qū)動(dòng)帶組成。圖1中僅示出輸送機(jī)的一部分。
驅(qū)動(dòng)設(shè)備1、施加器件16和分離器件8被設(shè)計(jì)成使得其相對(duì)于輸送機(jī)23可變地傾斜。以這種方式,其底表面支撐在水平輸送機(jī)23上而前移的包裝容器17以理想的傾角將飲用吸管3放置在側(cè)壁18上。傾斜度取決于包裝容器17的體積和飲用吸管3的尺寸和形狀兩者。示出整個(gè)裝置100的圖2示出了傾斜度。為了簡(jiǎn)化的目的,驅(qū)動(dòng)設(shè)備1、分離器件8和施加器件16被示出為用虛線繪制的盒子24。示出了顯示驅(qū)動(dòng)設(shè)備1的中心軸15的傾斜度的軸線,并且還示出了具有以相似傾斜度施加的吸管的包裝容器。
再次參見(jiàn)圖1,設(shè)置為在操作期間連續(xù)旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)設(shè)備1是裝置100中的中心單元。當(dāng)被包裹在保護(hù)封套中的飲用吸管3的連續(xù)帶2經(jīng)由若干導(dǎo)向件(未示出)到達(dá)該裝置100時(shí),驅(qū)動(dòng)設(shè)備1輸送飲用吸管3,使其圍繞驅(qū)動(dòng)設(shè)備1的圓周表面旋轉(zhuǎn),通過(guò)分離器件8到達(dá)施加器件16。驅(qū)動(dòng)設(shè)備1以取決于驅(qū)動(dòng)設(shè)備1的圓周表面上凹槽6的數(shù)目的第一伺服電機(jī)的傳動(dòng)比轉(zhuǎn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)設(shè)備1旋轉(zhuǎn)一個(gè)分度,即針對(duì)通過(guò)驅(qū)動(dòng)設(shè)備1的每個(gè)包裝容器17的一個(gè)凹槽6。例如,對(duì)于直吸管3而言,驅(qū)動(dòng)設(shè)備1可具有17∶1的傳動(dòng)比,而對(duì)于u形吸管而言,驅(qū)動(dòng)設(shè)備1可具有12∶1的傳動(dòng)比。
在每個(gè)分離周期中,使在吸管3的封套內(nèi)的吸管3與帶2的剩余部分分離的分離器件8執(zhí)行兩種運(yùn)動(dòng)。一方面,刀9相對(duì)于驅(qū)動(dòng)設(shè)備1作徑向往復(fù)運(yùn)動(dòng),并進(jìn)入切口7內(nèi)以便能從帶2上分離1根飲用吸管3。另一方面,在分離周期進(jìn)行期間,分離器件8必須隨連續(xù)旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)設(shè)備1而運(yùn)動(dòng)。這兩種運(yùn)動(dòng)通過(guò)軸11的偏心度和桿14圍繞驅(qū)動(dòng)設(shè)備1的軸15的交替樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(逆時(shí)針和順時(shí)針)同時(shí)實(shí)現(xiàn)。
一旦分離周期完成且刀9已將在其保護(hù)封套中的一根飲用吸管3從連續(xù)帶2上切斷,分離器件8即回到其初始位置,并開(kāi)始新的分離周期。
第一輸送機(jī)23相對(duì)于驅(qū)動(dòng)設(shè)備1切向運(yùn)動(dòng),并輸送待被供應(yīng)飲用吸管3的包裝容器17經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)設(shè)備1。第一輸送機(jī)23以與驅(qū)動(dòng)設(shè)備1、分離器件8和施加器件16的速度同步的速度移動(dòng)。在分離的吸管3由施加器件16拾取之前,它們的保護(hù)封套在其側(cè)面之一上已設(shè)有固定點(diǎn),優(yōu)選為2個(gè),固定點(diǎn)例如可由粘接劑(優(yōu)選所謂的熱熔化物)組成。這些固定點(diǎn)要粘接在適當(dāng)位置,一旦熱熔化物粘接劑凝固,即可使保護(hù)封套中的飲用吸管3抵靠在包裝容器17的側(cè)壁18而保持。
將飲用吸管3施加在包裝容器17的側(cè)壁18上的施加器件16借助于兩個(gè)偏心軸21、22作圓周或者橢圓運(yùn)動(dòng),從而使臂19朝向驅(qū)動(dòng)設(shè)備1運(yùn)動(dòng)并夾住飲用吸管3來(lái)描述。通過(guò)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使飲用吸管3朝向包裝容器17的側(cè)壁18移動(dòng)并通過(guò)固定點(diǎn)被保持在適當(dāng)位置。通過(guò)第二伺服電機(jī)以及必需的傳動(dòng)比,現(xiàn)在施加器臂19以與輸送機(jī)23(因此也和包裝容器17)運(yùn)動(dòng)的速度相同的速度運(yùn)動(dòng),在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使施加器臂19恢復(fù)回到它們開(kāi)始新的施加周期的起始位置前,施加器臂19在其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中伴隨包裝容器17和輸送機(jī)23一段短的距離。
將通過(guò)圖2描述裝置100的更多的部件。裝置100包括用于感測(cè)正在第一下部輸送機(jī)23上通過(guò)的包裝容器17的包裝容器感測(cè)裝置28。感測(cè)裝置28包括能夠檢測(cè)正在通過(guò)的包裝容器的任何常規(guī)類(lèi)型的傳感器,該傳感器例如光電池裝置。感測(cè)裝置28布置在驅(qū)動(dòng)設(shè)備1的上游。光電池裝置分成兩個(gè)部分,所述兩個(gè)部分在垂直于下部輸送機(jī)23的輸送方向的方向上對(duì)齊并相互面對(duì)。該兩個(gè)部分如圖2所示。
感測(cè)裝置28定位在離施加器件16將吸管3施加到包裝容器17上的位置固定的距離處。包裝容器的通過(guò)向裝置的控制器件(未示出)發(fā)送信號(hào),該控制器件例如plc,其將基于檢測(cè)到包裝容器正在下部輸送機(jī)23上被輸送來(lái)為驅(qū)動(dòng)設(shè)備1、分離器件8和施加器件16的移動(dòng)而定時(shí)。定時(shí)是通過(guò)使驅(qū)動(dòng)單元的第一和第二伺服電機(jī)加速或減速來(lái)實(shí)現(xiàn)的并且以這種方式,一旦包裝容器到達(dá)施加器件16,吸管將被施加在包裝容器上的正確位置。因此,就感測(cè)裝置28和控制器件而言,可以處理包裝容器之間的任何距離,例如,如果連續(xù)的包裝容器之間的距離不完全相同,或者兩個(gè)連續(xù)的包裝容器之間的距離甚至非常不同,則其仍然會(huì)運(yùn)行,因?yàn)橥ㄟ^(guò)第一和第二伺服電機(jī)的加速或減速對(duì)于每個(gè)通過(guò)的包裝容器的施加周期是單獨(dú)定時(shí)的。
在圖2中,為了簡(jiǎn)化的目的,驅(qū)動(dòng)設(shè)備1、施加器件16、分離器件8和相關(guān)聯(lián)的伺服電機(jī)等被示出為虛線的盒子24。圖2進(jìn)一步示出了為本發(fā)明的裝置的部件的先前描述的第一輸送機(jī)23和感測(cè)裝置28。裝置100還包括用于控制在連續(xù)的正被饋送到驅(qū)動(dòng)設(shè)備1的包裝容器17之間的間距(即,距離)的間距控制器件25。通過(guò)圖3說(shuō)明間距的定義。表示為p的間距是兩個(gè)連續(xù)的包裝容器17上的相似點(diǎn)之間的距離。在該圖中,間距p是測(cè)量得到的從前導(dǎo)包裝容器的后表面到尾隨的或接連的包裝容器的后表面的距離。
間距控制器件25布置在驅(qū)動(dòng)設(shè)備1的上游,并且間距控制器件25包括包裝容器減速裝置26(例如,帶式制動(dòng)器)和第二上部輸送機(jī)27。
在本實(shí)施方式中,屬于帶式制動(dòng)器的減速裝置26布置在感測(cè)裝置28和第二上部輸送機(jī)27的上游。該帶式制動(dòng)器在下部輸送機(jī)23的每一側(cè)上具有帶26a、26b。帶26a、26b以使得所述帶適于與每個(gè)包裝容器的兩個(gè)相對(duì)的側(cè)壁接觸,并且使包裝容器減速且以比輸送機(jī)23的速度小的速度輸送包裝容器的方式與所輸送的包裝容器17在一定程度上平行運(yùn)行。因此,帶26a、26b適于對(duì)包裝容器17產(chǎn)生比包裝容器17和下部輸送機(jī)23之間的摩擦力大的摩擦力。因此,包裝容器將在下部輸送機(jī)23上滑動(dòng)并在帶式制動(dòng)器26中排隊(duì)等候或排隊(duì)。
第二上部輸送機(jī)27布置在第一下部輸送機(jī)23的一部分的上方,并且其適于通過(guò)支撐包裝容器的頂表面來(lái)幫助輸送包裝容器。由于使用了用于驅(qū)動(dòng)輸送機(jī)的第三電機(jī)(未示出),例如伺服電機(jī),因此上部輸送機(jī)還基于伺服電機(jī)速度來(lái)跟蹤包裝容器相對(duì)于施加器件的位置,以計(jì)算在包裝容器通過(guò)施加器件之前的時(shí)間。上部輸送機(jī)27包括適于靠壓在包裝容器的頂表面上的帶30。上部輸送機(jī)27被定位成使得當(dāng)包裝容器即將離開(kāi)帶式制動(dòng)器26時(shí)將與包裝容器接觸。上部輸送機(jī)27接觸包裝容器17的位置在感測(cè)裝置28的上游。下部輸送機(jī)23的包裝容器輸送表面與上部輸送機(jī)27的帶30的下端之間的距離等于包裝容器的高度,并且可以調(diào)節(jié)以適應(yīng)不同的包裝容器尺寸。因此,優(yōu)選上部輸送機(jī)27相對(duì)于下部輸送機(jī)23可移動(dòng)。
間距控制器件25操作如下。第一下部輸送機(jī)23和第二上部輸送機(jī)27的速度被設(shè)為基本相等。帶式制動(dòng)器26的帶26a、26b的速度被設(shè)定得較慢。因此,如上所述,包裝容器17一旦到達(dá)帶式制動(dòng)器26就會(huì)排隊(duì)等候。當(dāng)包裝容器17通過(guò)帶式制動(dòng)器26前移時(shí),包裝容器17將到達(dá)帶式制動(dòng)器26的下游端。包裝容器剛好離開(kāi)帶式制動(dòng)器26后,就將到達(dá)上部輸送機(jī)27的上游端。然后,上部輸送機(jī)23和下部輸送機(jī)27將在帶式制動(dòng)器26的下游端“拾取”包裝容器17,并使其速度變化到上部輸送機(jī)23和下部輸送機(jī)27的速度。由于帶式制動(dòng)器26的速度相比于上部輸送機(jī)23和下部輸送機(jī)27的速度較低,導(dǎo)致該“拾取”動(dòng)作將在連續(xù)的包裝容器17之間產(chǎn)生距離(間距p(圖3))。包裝容器17將繼續(xù)前進(jìn)到感測(cè)裝置28處,感測(cè)裝置28定位在離施加器件16將吸管3施加到包裝容器17上的位置固定的距離處。控制器件將基于檢測(cè)到包裝容器來(lái)為驅(qū)動(dòng)設(shè)備1、分離器件8和施加器件16的移動(dòng)而定時(shí),使得一旦包裝容器到達(dá)施加器件16,吸管3將被施加在包裝容器上的正確位置。這是為了適應(yīng)可能自然存在的間距的變化。
設(shè)定間距設(shè)定點(diǎn)值ps(未示出)。這是針對(duì)該裝置所設(shè)計(jì)的容量(就速度和加速度而言)的理想間距。對(duì)于尺寸在裝置的操作范圍內(nèi)的包裝容器,無(wú)論包裝容器的尺寸如何,間距設(shè)定點(diǎn)值ps都相同。這意味著對(duì)于將通過(guò)該裝置進(jìn)行處理的所有包裝容器,間距都將相同。使用固定的預(yù)設(shè)的間距,由于可以針對(duì)所述間距對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行尺寸設(shè)計(jì)并使其平衡,因而可以使裝置中的振動(dòng)顯著地最小化。這在瑞典專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?451136-4中被進(jìn)一步描述。
驅(qū)動(dòng)單元以大致恒定的速度被驅(qū)動(dòng),即具有最小的加速度變化,盡可能減少驅(qū)動(dòng)單元的伺服電機(jī)的頻繁的、相當(dāng)大的加速度和減速度。伺服電機(jī)的速度由裝置的控制器件設(shè)定,控制器件也控制驅(qū)動(dòng)設(shè)備1、分離器件8和施加器件16以及輸送包裝容器的輸送機(jī)的運(yùn)動(dòng)的同步。如果間距設(shè)置為80mm,則如果包裝容器處于130mm的間距內(nèi),驅(qū)動(dòng)單元將不會(huì)進(jìn)入停止/待機(jī)模式(驅(qū)動(dòng)單元的停止)。它會(huì)減速一些。
到目前為止,已經(jīng)描述了裝置100的一般功能。在下文中將參照?qǐng)D4-8更詳細(xì)地描述施加器件16,還將更詳細(xì)地描述施加器件16的運(yùn)動(dòng)。
如上所述,施加器件16包括成對(duì)的施加器臂19,成對(duì)的施加器臂19定向成上下放置并通過(guò)支架20連接。在圖4中僅示出了最上面的施加器臂。支架20通過(guò)軸頸安裝在兩個(gè)具有相同偏心度的偏心軸21,22中。臂19的基點(diǎn)b通過(guò)軸頸安裝在兩個(gè)偏心軸的第一個(gè)21中,因此臂19將適于圍繞旋轉(zhuǎn)點(diǎn)c偏心地大致圓形地旋轉(zhuǎn)。所述旋轉(zhuǎn)點(diǎn)c連接到驅(qū)動(dòng)單元,并且特別地連接到第二電機(jī)(未示出),例如伺服電機(jī)。伺服電機(jī)在操作期間將提供旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),使得臂19由于偏心軸而沿圓形路徑運(yùn)動(dòng)。該運(yùn)動(dòng)使得施加器件利用其施用器臂19執(zhí)行施加運(yùn)動(dòng)周期,其中施加器件在拾取位置從驅(qū)動(dòng)設(shè)備1(圖1所示)拾取飲用吸管3,并將其運(yùn)送到包裝容器17,該包裝容器17在第一輸送機(jī)23上經(jīng)過(guò)。飲用吸管在施加位置與包裝容器接觸,并且施加器臂19跟隨移動(dòng)的包裝容器一段距離,該距離從施加位置到離開(kāi)位置,在該離開(kāi)位置,施加器件離開(kāi)飲用吸管3并返回到驅(qū)動(dòng)設(shè)備1,以拾取后續(xù)的吸管3。
如上所述,成對(duì)的施加器臂19能夠從驅(qū)動(dòng)設(shè)備1拾取飲用吸管3。本實(shí)施方式中的驅(qū)動(dòng)設(shè)備1是圓筒形的,并且在其封套中的飲用吸管3保持在外周表面上。吸管延伸部平行于圓筒形驅(qū)動(dòng)設(shè)備1的軸向軸線a。驅(qū)動(dòng)設(shè)備1旋轉(zhuǎn),以便使飲用吸管3向前移動(dòng)到拾取位置a(在圖1中示出),在該位置,施加器臂19能夠拾取飲用吸管3。為了使飲用吸管3向前移動(dòng),驅(qū)動(dòng)設(shè)備1圍繞軸線a(見(jiàn)圖1)旋轉(zhuǎn)一個(gè)分度。一個(gè)分度是對(duì)應(yīng)于保持在驅(qū)動(dòng)設(shè)備1上的兩個(gè)連續(xù)的飲用吸管之間的圓周距離d的旋轉(zhuǎn)。運(yùn)動(dòng)周期對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)一個(gè)分度所需的運(yùn)動(dòng)。
在這個(gè)實(shí)施方式中,按每個(gè)分度向前移動(dòng)一根飲用吸管3,并且使得可在拾取位置a處獲得該飲用吸管3,在拾取位置a,施加器件16即施加器臂19可以拾取該飲用吸管3。旋轉(zhuǎn)一個(gè)分度的時(shí)間取決于包裝容器之間的間距p。由于第一輸送機(jī)23的速度保持恒定,所以將另一包裝容器置于對(duì)吸管施加適當(dāng)?shù)奈恢玫臅r(shí)間段將取決于該間距。如上所述,連續(xù)包裝容器之間的間距由感測(cè)裝置28檢測(cè),并且驅(qū)動(dòng)設(shè)備1的運(yùn)動(dòng)適于適應(yīng)相應(yīng)的間距。
每個(gè)施加器臂19包括兩部分(見(jiàn)圖4),即第一部分19a和外部第二部分19b。第一部分19a包括基點(diǎn)b,如上所述,基點(diǎn)b通過(guò)軸頸安裝在偏心軸21上。作為外部部分的第二部分19b處于可旋轉(zhuǎn)地通過(guò)軸頸安裝在第一部分19a中的第一端36中。圍繞樞轉(zhuǎn)點(diǎn)d進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。第二部分19b具有遠(yuǎn)離第一端36的第二端40,第二端40具有用于載運(yùn)吸管3的吸管托架42。飲用吸管托架42在這里顯示出是非常簡(jiǎn)化的,并且更詳細(xì)的描述將參照?qǐng)D5給出。圍繞樞轉(zhuǎn)點(diǎn)d的旋轉(zhuǎn)被從第二部分19b的第一端36延伸到第一部分19a的壓縮彈簧44施加彈力作用。第二部分19b可以圍繞樞轉(zhuǎn)點(diǎn)d沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)并壓縮彈簧44。
飲用吸管托架42以及施加器臂19的第二部分19b的一部分在圖5中更詳細(xì)地示出。為了簡(jiǎn)化,省略了將飲用吸管覆蓋在其內(nèi)的保護(hù)封套。飲用吸管托架42由輥46形成。輥可旋轉(zhuǎn)地通過(guò)軸頸安裝在軸(未示出)上,該軸被牢固地附接到施加器臂19的第二部分19b的第二端40上。輥46通過(guò)常規(guī)的鎖定構(gòu)件(例如墊片)被固定在軸上。輥46是軸對(duì)稱的,并且成形為凹形圓柱或線軸。它具有兩個(gè)端部凸緣48和圓形凹形中部50。輥的中部50具有漸變的直徑。中部50的直徑從一個(gè)端部凸緣48向下平緩地減小到中部50的中間部分,其中直徑在一定距離上是恒定的,然后直徑再次增加直到另一端凸緣。因此形成的圓形凹形形狀優(yōu)選地對(duì)應(yīng)于飲用吸管3的尺寸和直徑。飲用吸管3也在圖15中示出,并且可以看出,輥被形成為適合飲用吸管3,使得飲用吸管3可以通過(guò)輥46的凹形中部50載運(yùn)。在圖中還可以看出,輥46的旋轉(zhuǎn)軸線r垂直于表示飲用吸管3的長(zhǎng)度方向的軸線k(在圖7中最佳地示出)。輥46可以例如由塑料材料制成,優(yōu)選由具有低的摩擦系數(shù)的塑料材料制成,是自潤(rùn)滑的,具有高的耐磨性。這種材料的一個(gè)示例可以是高分子量或超高分子量聚乙烯(hmpe、uhmwpe)或高性能聚乙烯(hppe)。軸例如由不銹鋼或另一種金屬材料制成。
飲用吸管將被定位在包裝容器17的壁上的包裝點(diǎn)44內(nèi)。第一輸送機(jī)23的速度(如標(biāo)注vc的箭頭所示)基本上是恒定的。因此,包裝容器17將以相同的恒定速度vc移動(dòng)。為了將飲用吸管3精確地保持在包裝容器的壁上的包裝點(diǎn)44處,施加器臂19的飲用吸管托架42的位移需要以完全相同的恒定速度移動(dòng)。否則,吸管將沿著包裝容器被拖動(dòng),并且粘接劑將被涂抹。此外,為了使吸管牢固地附著到包裝容器上,施加器臂19需要通過(guò)對(duì)包裝容器17施加輕微的壓力來(lái)牢固地保持吸管3。
該壓力被解決了,因?yàn)橹辽偈┘悠骷?6的端部40的偏心圓形路徑至少在理論上從施加位置(即,飲用吸管3和包裝容器17之間的第一接觸時(shí)刻)至離開(kāi)位置與第一輸送機(jī)23的線性路徑l重疊。這由圖8說(shuō)明。包裝容器沿線l輸送,而施加器件16圍繞旋轉(zhuǎn)點(diǎn)c偏心移動(dòng),使得吸管托架42沿著圓形路徑移動(dòng)。然而,實(shí)際上,當(dāng)在第一輸送機(jī)23上存在包裝容器,并且飲用吸管3與包裝容器17的壁接觸時(shí),其不能繼續(xù)跟隨圓形路徑,因?yàn)榘b容器將防止這種情況。相反,包裝容器推動(dòng)飲用吸管托架42,并且由于加載彈簧的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)d,施加器臂19的第二部分19b順時(shí)針旋轉(zhuǎn)并壓縮彈簧44。因此,用于朝向包裝容器17的壁保持飲用吸管3的保持力由彈簧44產(chǎn)生。
施加器件的偏心圓周運(yùn)動(dòng)以及通過(guò)加載彈簧的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)d導(dǎo)致的第二部分19b的彈性使得在施加位置和離開(kāi)位置之間產(chǎn)生飲用吸管托架42的變化的速度。因此,吸管3不會(huì)在沿著線l的整個(gè)運(yùn)動(dòng)中保持在包裝點(diǎn)44處。
然而這已被解決,已經(jīng)認(rèn)識(shí)到,速度的變化有兩個(gè)原因。第一個(gè)原因是施加器件圍繞旋轉(zhuǎn)點(diǎn)c偏心運(yùn)動(dòng),第二個(gè)原因是彈簧改變了飲用吸管托架的運(yùn)動(dòng)。
圖6示出了施加器臂19的外部部分19b處于三個(gè)不同的位置。圖中最右側(cè)的外部部分19b示出了外部部分19b的位置是在施加位置。圖中最左側(cè)的外部部分19b示出了外部部分19b的位置是在離開(kāi)位置附近。由于第一部分19a的基點(diǎn)b和外部部分19b的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)d將圍繞旋轉(zhuǎn)點(diǎn)c進(jìn)行相同的運(yùn)動(dòng),因此為了簡(jiǎn)化起見(jiàn),僅示出旋轉(zhuǎn)點(diǎn)c和樞轉(zhuǎn)點(diǎn)。在驅(qū)動(dòng)單元的伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)期間,樞轉(zhuǎn)點(diǎn)d將沿著圓形路徑偏心地移動(dòng),其顯示為彎曲的虛線。在旋轉(zhuǎn)期間,樞轉(zhuǎn)點(diǎn)將相對(duì)于旋轉(zhuǎn)點(diǎn)c形成旋轉(zhuǎn)角度α(在圖6中示為α1-α3)。當(dāng)施加器臂19的外部部分19b圍繞樞轉(zhuǎn)點(diǎn)d旋轉(zhuǎn)時(shí),在外部部分19b的延伸部和通過(guò)旋轉(zhuǎn)點(diǎn)c的虛擬虛線之間的角度β(圖6中顯示為β1-β3)將改變。附圖標(biāo)記vr示出了由伺服電機(jī)提供的運(yùn)動(dòng)的速度。可以理解,只有所述速度的水平分量cvr將與第一輸送機(jī)23的水平速度vc對(duì)準(zhǔn)。幾何形狀使得隨著角度α增大到90°,vr的水平分量cvr將增大。此外,當(dāng)角度α增大到90°以上時(shí),vr的水平分量cvr將再次減小。在角度α處,速度vr的水平分量cvr將等于包裝容器的速度vc,因?yàn)椴淮嬖谒俣葀r的豎直分量。如果僅考慮上述情況,伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)將需要通過(guò)以下方式來(lái)補(bǔ)償:從0°直到90°逐漸(或連續(xù)地)減小一些,然后在90°以上增加,以使包裝點(diǎn)44與在飲用吸管托架42中的飲用吸管3保持對(duì)準(zhǔn)。因此,伺服電機(jī)應(yīng)連續(xù)或逐漸減速至90°,然后在90°以上加速以使vr的水平分量cvr恒定。但是由于外部部分19b圍繞樞轉(zhuǎn)點(diǎn)的旋轉(zhuǎn),所以有更多的要考慮。當(dāng)施加器臂的外部部分19b圍繞樞轉(zhuǎn)點(diǎn)d開(kāi)始旋轉(zhuǎn)時(shí),角度β(圖6中顯示為β1-β3)將減小。旋轉(zhuǎn)將產(chǎn)生相對(duì)于飲用吸管托架42的速度貢獻(xiàn)vs,其將具有與包裝容器的速度vc方向相反的水平分量cvs。隨著角度β減小直到角度α為90°,速度vs的水平分量cvs將減小。角度α和角度β相關(guān)。在角度α大于90°時(shí),速度vs的水平分量cvs反而將增大。如果僅考慮圍繞樞轉(zhuǎn)點(diǎn)d的旋轉(zhuǎn),伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)將需要通過(guò)以下方式來(lái)補(bǔ)償:從角度α=0°到90°逐漸(或連續(xù)地)增大,然后在90°以上減小以保持包裝點(diǎn)44與飲用吸管托架42中的飲用吸管3對(duì)準(zhǔn)。
計(jì)算結(jié)果已表明,旋轉(zhuǎn)速度vr的水平分量cvr將大于圍繞旋轉(zhuǎn)點(diǎn)d的速度vs的水平分量cvs。因此,凈效應(yīng)是驅(qū)動(dòng)單元的伺服電機(jī)需要通過(guò)至少在施加位置f處減速來(lái)補(bǔ)償,優(yōu)選地在施加點(diǎn)f之前開(kāi)始減速,并且在通過(guò)施加位置f之后繼續(xù)一段時(shí)間。此外,在離開(kāi)飲用吸管3時(shí),至少在離開(kāi)位置g處,伺服電機(jī)需要通過(guò)加速來(lái)補(bǔ)償。
換句話說(shuō),飲用吸管托架42可以從施加位置f移動(dòng)到離開(kāi)位置g,從而保持包裝容器運(yùn)動(dòng)方向上的速度,該速度等于第一輸送機(jī)23的恒定速度vc。這通過(guò)以下方式來(lái)實(shí)現(xiàn):加速驅(qū)動(dòng)單元的旋轉(zhuǎn)速度vr以進(jìn)行補(bǔ)償,使得包裝容器運(yùn)動(dòng)方向上的圍繞旋轉(zhuǎn)點(diǎn)c的偏心旋轉(zhuǎn)和施加器臂19的至少外部部分19b的圍繞樞轉(zhuǎn)點(diǎn)d的旋轉(zhuǎn)的速度分量cvr,cvs的凈差值(netbalance)總是等于恒定速度vc。
伺服電機(jī)的減速和加速必須根據(jù)每個(gè)特定裝置的條件和所需的準(zhǔn)確度進(jìn)行調(diào)整。
之前已經(jīng)描述了如何通過(guò)伺服電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償將飲用吸管3相對(duì)于輸送方向保持在包裝容器的壁上的相同位置。關(guān)于圖7,現(xiàn)在將描述飲用吸管的移動(dòng)如何在吸管的長(zhǎng)度方向上被阻止。如已參照?qǐng)D2所描述的,驅(qū)動(dòng)設(shè)備1、施加器件16、分離器件8和相關(guān)聯(lián)的伺服電動(dòng)機(jī)(如圖2中的框24所示)相對(duì)于輸送機(jī)23傾斜。因此,如圖7所示,飲用吸管3將在包裝容器17的側(cè)壁上以角度θ定位,并且,因此實(shí)際上,施加器臂19將沿著飲用吸管的長(zhǎng)度方向在施加位置f和離開(kāi)位置g之間移動(dòng)。輸送機(jī)23的運(yùn)動(dòng)方向由箭頭s表示。
如上所述,施加器臂19將沿著飲用吸管的長(zhǎng)度方向(即沿著早先描述的軸線k)從施加位置f移動(dòng)到離開(kāi)位置g。每個(gè)具有垂直于軸線k的旋轉(zhuǎn)軸線r的輥46將沿著與保護(hù)封套52接觸的吸管3滾動(dòng)。軸和輥46被設(shè)計(jì)成使得軸和輥之間的摩擦小于保護(hù)封套52和輥46的外接觸表面之間的摩擦。此外,保護(hù)封套52與輥46的外接觸面之間的摩擦應(yīng)設(shè)計(jì)成小于保護(hù)封套52與包裝容器17的壁之間的摩擦。以此方式確保輥46在接觸飲用吸管3(即,封套52)時(shí)將開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。因此,也在飲用吸管的長(zhǎng)度方向上,阻止具有封套的飲用吸管相對(duì)于包裝容器移位。因此,可以確保吸管3將準(zhǔn)確地保持在先前描述的包裝點(diǎn)44處。
應(yīng)當(dāng)理解,所使用的膠或粘合劑將高度影響包裝容器壁和具有封套的吸管之間的摩擦。
從施加位置f到離開(kāi)位置g,輥46將在包裝容器上滾動(dòng)大約幾毫米的距離。
到目前為止,已經(jīng)描述了施加器件從拾取位置a到離開(kāi)位置g的運(yùn)動(dòng)。然而,這只是對(duì)于每個(gè)飲用吸管的由施加器件16執(zhí)行的整個(gè)運(yùn)動(dòng)周期的一部分。整個(gè)運(yùn)動(dòng)周期可以分為兩部分。在圖9所示的運(yùn)動(dòng)周期的第一部分i中,施加器臂19從它們施加吸管的施加位置f運(yùn)動(dòng)到離開(kāi)位置g,在離開(kāi)位置g,它們離開(kāi)在包裝容器上的飲用吸管。運(yùn)動(dòng)周期的所述第一部分i對(duì)于第一輸送機(jī)23上的連續(xù)包裝容器是相等的,即第一部分i是“靜態(tài)的”,即在裝置的運(yùn)行期間,它從一個(gè)包裝容器到另一個(gè)包裝容器不會(huì)改變。
在運(yùn)動(dòng)周期的第二部分ii中,施加器臂19從離開(kāi)位置g移回到施加位置f,以將飲用吸管施加到連續(xù)的包裝容器上。第二部分ii包括通過(guò)拾取位置a,使得施加器臂能夠從驅(qū)動(dòng)設(shè)備1(即,飲用吸管饋送輪)拾取后續(xù)的飲用吸管,并將其運(yùn)送到施加位置f。與第一部分i不同,所述第二部分ii在包裝容器之間變化。因此,在調(diào)整其適合第一輸送機(jī)23上的連續(xù)包裝容器17之間的間距p的意義上,它是“動(dòng)態(tài)的”。在理想情況下,連續(xù)的包裝容器17的間距p等于設(shè)定點(diǎn)間距值ps。如果連續(xù)包裝容器的間距p比設(shè)定點(diǎn)間距值ps短,則相比于設(shè)定點(diǎn)間距值ps,從離開(kāi)位置g回到施加位置f的運(yùn)動(dòng)需要更快地執(zhí)行。另一方面,如果連續(xù)的包裝容器的間距比設(shè)定點(diǎn)間距值ps長(zhǎng),則需要執(zhí)行較慢的運(yùn)動(dòng)。在施加位置f進(jìn)行從第二部分ii到第一部分i的轉(zhuǎn)變,使得由驅(qū)動(dòng)單元中的伺服電機(jī)提供的旋轉(zhuǎn)速度vr等于施加速度va,加速度等于施加加速度aa。對(duì)于所有連續(xù)的包裝容器,即對(duì)于每個(gè)運(yùn)動(dòng)周期,施加速度va和施加加速度aa將是相同的。在離開(kāi)位置g處進(jìn)行從第一部分i到第二部分ii的轉(zhuǎn)變,使得由驅(qū)動(dòng)單元中的伺服電機(jī)提供的旋轉(zhuǎn)速度vr等于離開(kāi)速度vl,并且加速度等于離開(kāi)加速度al。離開(kāi)速度vl和離開(kāi)加速度al對(duì)于所有連續(xù)的包裝容器將是相同的,即對(duì)于每個(gè)運(yùn)動(dòng)周期將是相同的。
施加加速度aa是在施加位置f所需的加速度,使得飲用吸管托架42可以以等于第一輸送機(jī)23的速度vc的速度運(yùn)動(dòng)。因此,在該時(shí)刻,加速度補(bǔ)償,使得包裝容器運(yùn)動(dòng)方向上的圍繞旋轉(zhuǎn)點(diǎn)c的偏心旋轉(zhuǎn)和施加器臂19的至少外部部分19b的圍繞樞轉(zhuǎn)點(diǎn)d的旋轉(zhuǎn)的速度分量cvr,cvs的凈差值(netbalance)等于恒定速度vc。施加速度va使得其在包裝容器運(yùn)動(dòng)方向上的分量等于包裝容器的速度vc,即等于第一輸送機(jī)23的速度。
離開(kāi)加速度al是在離開(kāi)位置g所需的加速度,使得飲用吸管托架42可以以等于第一輸送機(jī)23的速度vc的速度移動(dòng)。因此,在該時(shí)刻,加速度補(bǔ)償,使得包裝容器運(yùn)動(dòng)方向上的圍繞旋轉(zhuǎn)點(diǎn)c的偏心旋轉(zhuǎn)和施加器臂19的至少外部部分19b的圍繞樞轉(zhuǎn)點(diǎn)d的旋轉(zhuǎn)的速度分量cvr,cvs的凈差值(netbalance)等于恒定速度vc。離開(kāi)速度vl使得其在包裝容器運(yùn)動(dòng)方向上的分量等于包裝容器的速度vc,即等于第一輸送機(jī)23的速度。
實(shí)現(xiàn)平緩運(yùn)行的關(guān)鍵是限制急劇的或相當(dāng)大的加速度。加速度的任何改變應(yīng)盡可能平緩,因?yàn)榧眲〉募铀俣茸兓瘜?dǎo)致設(shè)備100的不必要的振動(dòng)和驅(qū)動(dòng)單元的伺服電機(jī)中的不必要的應(yīng)變。因此,如果檢測(cè)到比設(shè)定點(diǎn)間距值ps短的兩個(gè)連續(xù)的包裝容器17之間的間距p,則所述運(yùn)動(dòng)周期的所述第二部分ii將通過(guò)以下方式來(lái)調(diào)整:從所述離開(kāi)速度vl和所述離開(kāi)加速度al平緩地加速,然后平緩地減速,使得在所述施加位置f,已經(jīng)達(dá)到所述施加速度va和所述施加加速度aa。類(lèi)似地,如果檢測(cè)到比設(shè)定點(diǎn)間距值ps長(zhǎng)的兩個(gè)連續(xù)的包裝容器17之間的間距p,則所述運(yùn)動(dòng)周期的所述第二部分ii將通過(guò)以下方式來(lái)調(diào)整:從所述離開(kāi)速度vl平緩地減速,然后平緩地加速,使得在所述施加位置f,已經(jīng)達(dá)到所述施加速度va和所述施加加速度aa。
運(yùn)動(dòng)周期的第二部分ii的調(diào)整由前述的控制器件進(jìn)行,該控制器件連接到驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備1和施加器件16的驅(qū)動(dòng)單元。
圖10示出了施加器件16的說(shuō)明性的示例性操作的時(shí)間和速度曲線圖。三個(gè)不同的“動(dòng)態(tài)”第二部分ii1、ii2和ii3與在其間顯示的“靜態(tài)”第一部分i一起被示出。第一部分i中的速度未示出,并且之前被詳細(xì)描述。在第一個(gè)第二部分ii1中,在圖中左側(cè),間距p等于設(shè)定點(diǎn)間距值ps,時(shí)間為t。速度將以施加速度va開(kāi)始,增大,然后減小,并以離開(kāi)速度vl結(jié)束。在第二個(gè)第二部分ii2中,間距p比設(shè)定點(diǎn)間距值ps長(zhǎng),因此該第二部分ii2的時(shí)間增加到t+。由于可用的時(shí)間范圍較長(zhǎng),所以速度變化不會(huì)太急劇。速度仍然將以施加速度va開(kāi)始,增大,然后減小,并以離開(kāi)速度vl結(jié)束。在第三個(gè)第二部分ii3中,間距p比設(shè)定點(diǎn)間距值ps短,可用時(shí)間較短,為t-。速度仍然將以施加速度va開(kāi)始,增大,然后減小,并以離開(kāi)速度vl結(jié)束。然而,由于時(shí)間較短,因此需要比前兩個(gè)第二部分ii1、ii2更急劇的速度變化。
本發(fā)明不應(yīng)被認(rèn)為是受限于上述的和附圖所示的實(shí)施方式。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是,在不脫離所附權(quán)利要求書(shū)的范圍的情況下,可以構(gòu)思許多修改方案。
例如,根據(jù)本發(fā)明的裝置也可以用于施加其他物體,例如用于隨包裝17一起給消費(fèi)者的勺子等。
在所描述的實(shí)施方式中,每個(gè)施加器臂19包括兩個(gè)部分19a、19b,其中最外面的部件在樞轉(zhuǎn)點(diǎn)d中可旋轉(zhuǎn)地通過(guò)軸頸安裝在另一個(gè)中。樞轉(zhuǎn)點(diǎn)d中的旋轉(zhuǎn)被壓縮彈簧44施加彈力作用,以便向包裝容器施加力,從而將飲用吸管牢固地保持在壁上。替代地,每個(gè)施加器臂19被制造成一體。然后,基點(diǎn)b也具有樞轉(zhuǎn)功能。然后用扭簧使基點(diǎn)是加載彈簧的以能夠?qū)Πb容器17施加力。