CN110352112A - 用于将包扎元件的一部分以环形围绕固定于一个或多个物体的包扎机和方法 - Google Patents

用于将包扎元件的一部分以环形围绕固定于一个或多个物体的包扎机和方法 Download PDF

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CN110352112A
CN110352112A CN201880008569.9A CN201880008569A CN110352112A CN 110352112 A CN110352112 A CN 110352112A CN 201880008569 A CN201880008569 A CN 201880008569A CN 110352112 A CN110352112 A CN 110352112A
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CN
China
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wrapping
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section
bundling machine
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彼得·马斯勒德特
艾瑞克·丹尼尔森
欧芙·英兰德
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Sund Birsta AB
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Sunders Ltd
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Abstract

一种包扎机，其包括：一进给装置，其用来将线或带的形式的一包扎元件(3)以环形进给围绕要被包扎的一个或多个物体，随后将包扎元件缩回，以使其紧紧地围绕在所述物体上；和一激光焊接装置，其用来在以环形进给围绕物体的包扎元件前端的区段和包扎元件的部分(3a)尾端的邻接的区段之间形成一焊接接头，藉此固定这部分以环形围绕物体的包扎元件。该激光焊接装置被配置用来以激光焊接装置的激光焊接头所发射的激光束(14)将一识别标记施加在包扎元件的一外表面上。

Description

用于将包扎元件的一部分以环形围绕固定于一个或多个物体 的包扎机和方法
技术领域和背景技术
本发明涉及根据权利要求1的前言所述的包扎机。本发明还涉及根据权利要求12的前言所述的用于将细长包扎元件的一部分以环形围绕固定于一个或多个物体的方法。
用来施加带或线的形式的包扎元件以环形围绕一个或多个物体，并拉动包扎元件紧紧地围绕一个或多个物体，然后连接包扎元件重叠的部分以便将包扎元件以环形围绕固定于一个或多个物体，这种有许多不同的配置结构的自动包扎机，其属现有技术。US6403917 B1公开了一种包扎机，其中激光焊接装置用来在带子形式的包扎元件的重叠部分之间形成焊接接头，藉此将包扎元件以环形围绕固定于一个或多个物体。
通常希望在包扎操作之后的稍后阶段能够识别特定的一个物体或多个物体，例如为了建立物体的来源，一个物体或多个物体属于的批次，一个物体或多个物体的特定特征或有关的其它信息。此可以将识别标记施加在一个或多个物体上或在包扎元件上来实现。识别标记可以例如具有由图形和/或字母数字符号组成的代码的形式，其中代码可以被存储在所涉及的物体的信息相关联的数据库中。
JP 2005-231658A公开了一种包扎机，其包括密封单元和单独的激光打印机，该密封单元用来将金属或塑料材料带的包扎元件以环形围绕固定于物体，该单独的激光打印机用来在包扎元件进给到密封单元之前，将预定的标记打印在包扎元件的表面上。
发明内容
本发明的目的是要实现一种上述的类型的新的和有利的包扎机。
根据本发明，此目的可利用具有权利要求1所界定的特征的包扎机来实现。
本发明的包扎机包括：
一进给装置，其用来将细长的线或带的形式的一包扎元件以环形进给围绕一空间，且随后将包扎元件缩回，使包扎元件紧紧地以环形围绕着收纳在空间中的一个或多个物体；
一夹持装置，其在包扎元件的一部分以环形围绕进给到该空间之后，用来夹持并锁定所述的包扎元件前端的第一包扎元件区段；和
一激光焊接装置，其用来在该第一包扎元件区段和以环形进给围绕该空间的该包扎元件部分的尾端的一邻接的第二包扎元件区段之间，藉此将此部分以环形围绕物体的包扎元件固定住，其中激光焊接装置由包括在包扎机中的电子控制装置来控制。
根据本发明，激光焊接装置也被用来以激光焊接装置的激光焊接头所发射的激光束将识别标记施加在包扎元件的外表面上。因此，不需要单独的标记装置或打印机来标记被包扎的一个物体或多个物体，此能降低包扎机的复杂性。在形成焊接接头之前或之后可以立即将识别标记非常快速地施加在包扎元件上，由此可以以快速的方式执行完整的包扎顺序。此外，经由激光束刻入包扎元件的识别标记构成非常耐用的标记，其以非常可靠的方式被固定到物体上。只要包扎元件环保持在被包扎的物体上，识别标记就可保持在被包扎的物体上，只要包扎元件没有受到严重的损害，识别标记就会保持可读性。
根据本发明的一个实施例，电子控制装置被配置成用来控制激光焊接装置以形成作为搭接接头的焊接接头，搭接接头为第二包扎元件区段与第一包扎元件区段重叠，其中电子控制装置被配置成用来控制激光焊接装置，以将识别标记施加在第二包扎元件区段的外表面上。
根据本发明的另一个实施例，电子控制装置被配置成用来控制激光焊接装置，以形成具有焊接熔合区域的焊接接头，该焊接熔合区域延伸在围绕第二包扎元件区段的表面区域的无边的路径并横跨第二包扎元件区段的整个厚度。其中电子控制装置被配置成用来将识别标记施加在被焊接熔合区域包围的第二包扎元件区段的表面区域上。利用焊接接头的这种构造，焊接熔合区域可防止拉伸应力从剩余部分的包扎元件环传递到被焊接熔合区域包围的第二包扎元件区段的区域，此意味着识别标记可被施加在遭受可忽略的拉应力的第二包扎元件区段的区域上。因此，在这种情况下，由刻入的识别标记所引起的拉伸强度的局部的降低，基本上不会影响包扎元件环的整体的抗拉强度。
本发明的另一个实施例的特征在于：
电子控制装置被配置成用来控制激光焊接装置，使激光焊接装置的激光焊接头所发射的激光束切断包扎元件的尾端的包扎元件，从而使以环形进给到围绕一空间的包扎元件的部分被释放出而离开包扎元件的其余部分，或者
电子控制装置被配置成用来控制激光焊接装置，将激光束引导到横跨第二包扎元件区段的尾端处的包扎元件的区域上，以降低第二包扎元件区段的尾端处的包扎元件的抗拉强度，其中电子控制装置被配置成用来控制进给装置缩回包扎元件，使所述区域遭受拉伸应力，并藉此使第二包扎元件区段的尾端处的包扎元件被打断。于是，不需要单独的切割构件用来切断包扎元件。
根据本发明的包扎机的其它的有利的特征将从下面的描述和权利要求范围中显现。
本发明也涉及具有权利要求12所界定的特征的方法。
根据本发明的方法的其它的有利的特征将从下面的描述和权利要求范围中显现。
附图说明
参照附图，这些图是本发明的较佳的实施例的具体描述，其被引用作为下面的例子。在附图中：
图1是根据本发明第一实施例的包扎机的概略图，
图2a-2h是图1的包扎机中的部件的部分切割的概略图，该些图显示以环形围绕物体的包扎元件在固定过程中的不同的阶段，
图3a是图1的包扎机中的支撑构件的正面示意图，其显示支撑构件在前进的支撑位置时的两个夹爪，
图3b是支撑构件的正面示意图，其显示支撑构件在缩回的释放位置时的夹爪，
图4是包扎元件的一部分的俯视平面图，该包扎元件的一部分呈带状形式，其被固定于以环形围绕一个或多个要被包扎的物体，该图显示包扎元件环在从包扎元件的其余部分被释放之前，
图5是对应于图4的平面图，其显示包扎元件环已被释放出而离开包扎元件的其余部分，
图6是根据图5中的线VI-VI的截面图，
图7是包扎元件的一部分的俯视平面图，该包扎元件的一部分呈带状形式，其被固定于以环形围绕一个或多个要被结合的物体，该图显示包扎元件环在被释放出而离开包扎元件的其余部分之前，
图8是根据图7中的线VIII-VIII的截面图，
图9是包扎元件的一部分的俯视平面图，该包扎元件的一部分呈带状形式，其被固定于以环形围绕一个或多个要被结合的物体，该图显示包扎元件环在被释放出而离开包扎元件的其余部分之前，
图10是根据图9中的线X-X的截面图，
图11是包扎元件的一部分的俯视平面图，该包扎元件的一部分呈线状形式，其被固定于以环形围绕一个或多个要被结合的物体，
图12是包扎元件的一部分的俯视平面图，该包扎元件的一部分呈带状形式，其被固定于以环形围绕一个或多个要被结合的物体，以及
图13a-13g是根据本发明第二实施例的包扎机中的部件的部分切割的概略图，这些图显示以环形围绕物体的包扎元件在固定过程中的不同的阶段。
具体实施方式
图1示意性地显示包括在根据本发明第一实施例的包扎机1中的一些部件。包扎机1包括：
一导引轨道2，该导引轨道2用来引导细长的线或带状的包扎元件3来以环形围绕空间4，该空间4被配置用来收纳待包扎的一个或多个物体；
一进给装置5，该进给装置5用来将来自进给线圈6的包扎元件3进给到导引轨道2中并且沿着导引轨道2以环形环绕空间4，随后缩回包扎元件3，使其紧紧地围绕在一个或多个收纳在空间4中的物体上；
一积聚器9，该积聚器9用来在包扎元件被进给装置5缩回时，暂时积聚包扎元件3的一部分，然后在包扎元件被进给装置5向前进给时释出包扎元件的积聚部分；和
一密封单元10，密封单元10用来固定环绕在一个或多个物体的包扎元件3。
导引轨道2可以具有例如朝向空间4的纵向开口的轨道的形式。为了清楚起见，在图2e-2g中省略了导引轨道2。
在图标的实施例中，进给装置5包括两个可旋转的进给轮5a、5b，这两个进给轮彼此相对地被定位且被构造成用来与包扎元件3的一部分的相对侧相接触，包扎元件3被收纳在进给轮之间的间隙中。进给轮5a、5b中的至少一个可旋转地被致动器(未显示出)驱动，该致动器可以是可逆驱动的马达的形式，以便使包扎元件3沿其纵向移动。驱动马达较佳是电动马达，但也可以是液压马达或气动马达。进给装置5还可以包括用来进给和缩回包扎元件3的任何其它的合适类型的致动器。
包括在上述密封单元10中的一些部件非常示意性地被显示在图2a-2h中。密封单元10包括：
一夹持装置11，该夹持装置11在将包扎元件的一部分以环形进给围绕所述空间4之后用来夹持并锁定包扎元件的前端处的第一包扎元件区段7a(见图2b和2c)，和
一激光焊接装置12(见图2a)，该激光焊接装置12用来在所述的第一包扎元件区段7a和邻接的第二包扎元件区段7b之间形成焊接接头8(参见图2e-2h)，该第二包扎元件区段7b在以环形进给环绕所述空间4的包扎元件的部分3a的尾端，藉此将此包扎元件的部分3a以环形固定于围绕所述的一个或多个物体。
激光焊接装置12包括激光焊接头13，其中所述的第一和第二包扎元件区段7a、7b之间的焊接接头8由激光束14(参见图2d)所形成，该激光束14由激光焊接头13所发射。激光焊接装置12包括传统类型的装置，可用来将所发射的激光束14引导和聚焦到所要的目标区域上。
包扎机1还包括用来控制包扎机的操作的电子控制装置60(在图1中非常示意性地被显示出)。电子控制装置60被连接到激光焊接装置12，并被配置用来控制激光焊接装置，以将激光焊接装置的激光束14引导和聚焦到所要的包扎元件3的部分上。电子控制装置60也被连接到进给装置5，并被配置用来控制其操作。
激光焊接装置12也被配置用来，以激光焊接头13所发射的激光束14，将识别标记40(参见图4、5、7、9、11和12)施加在上述的包扎元件的部分3a的外表面上。电子控制装置60可以被配置用来控制激光焊接装置12，以将识别标记40形成在包扎元件3上，该动作在形成焊接接头8之前或者在形成焊接接头8之后。标识标记40可以具有由图形和/或字母数字符号所组成的代码的形式，其中代码较佳地被存储在数据库中，该数据库与有关于要被包扎的物体的信息相关联。识别标记40较佳地紧接在形成焊接接头8之前或之后，被施加在第一包扎元件区段7a和第二包扎元件区段7b中的至少一个上。
电子控制装置60还可以被配置用来控制激光焊接装置12，以将激光束14(参见图2e)引导到包扎元件3的区域30(参见图4、7和9)，区域30延伸横跨第二包扎元件区段7b的尾端，亦即，第二包扎元件区段7b面向进给装置5的端部，用来降低包扎元件3在第二包扎元件区段7b的尾端处的拉伸强度，其中电子控制装置60被构造用来控制进给装置5，使其缩回包扎元件3，以使区域30遭受拉张应力，并藉此使包扎元件在第二包扎元件区段7b的尾端被拉断，如图2g所示。因此，布置在待包扎的物体16周围的包扎元件环15从包扎元件的剩余部分3b被释放出。作为另一选择，电子控制装置60可以被配置用来控制激光焊接装置12，以激光束14来切断在第二包扎元件区段7b的尾端的包扎元件3，该激光束14切断包扎元件3的整个厚度，从而将以环形进给围绕所述空间4的包扎元件的部分3a从包扎元件的剩余部分3b释放出。
激光焊接头13可以包括一个或多个计算器控制的扫描镜，用来控制从激光焊接头发射出的激光束14的方向和移动。作为另一选择，激光束14的方向和移动可以经由整个激光焊接头13的计算器控制的移动来控制。激光焊接头13设有聚焦透镜17，激光束14通过聚焦透镜17离开激光焊接头。
激光焊接装置12还包括激光源18，激光源18用来产生激光束14所需的激光功率，激光束14被用来产生形成第一和第二包扎元件区段7a、7b之间的焊接接头8，激光束14被用来将识别标记40施加到包扎元件环15上，且被用来将包扎元件环15从包扎元件的剩余部分3b释放出。激光源18可以是通常用于焊接的任何类型。在图标的例子中，激光源18经由光纤电缆19连接到激光焊接头13，该光纤电缆19被配置用来将激光源18所产生的激光功率引导到激光焊接头13。光纤电缆19利用包括聚焦光学器件的光学连接器20依常规方式被连接到激光焊接头13上。从激光焊接头13发射的激光束14的焦点可以被一个或多个光学构件的计算器控制的移动来调节，一个或多个光学构件被包括在光学连接器20的聚焦光学器件中。
图2a-2h所示的密封单元10包括挤压装置21，该挤压装置21用来将第二包扎元件区段7b挤压到第一包扎元件区段7a上，使得第二包扎元件区段7b与第一包扎元件区段7a重叠，其中挤压装置21被配置成用来将焊接接头8形成在第一和第二包扎元件区段7a、7b之间，且识别标记40被激光焊接装置12施加在包扎元件环15上时，并保持第二包扎元件区段7b挤压着第一包扎元件区段7a。在图标的例子中，密封单元10包括用来支撑第一包扎元件区段7a的支撑构件22，且挤压装置21包括挤压构件23，该挤压构件23被配置用来与支撑构件22配合且可移动地被安装到密封单元10的壳体24上。第一和第二包扎元件区段7a、7b可以被容纳在挤压构件23和支撑构件22之间的空间中，且挤压构件23可以在缩回的第一位置(参见图2a-2c和2h)及前进的第二位置(参见图2d-2g)之间相对于支撑构件22移动，其中挤压构件23在第一位置时，可从支撑构件22缩回，而挤压构件23在第二位置时，可压靠在支撑构件22上，以便将第一和第二包扎元件区段7a、7b挤压在一起。挤压构件23设有通道25，该通道25可以让来自激光焊接装置12的激光焊接头13的激光束14通过，并被引导朝向第二包扎元件区段7b上的区域，以便在第一和第二包扎元件区段7a、7b之间形成焊接接头，且为了在挤压构件23处于所述第二位置且保持第一和第二包扎元件区段7a、7b在挤压构件23和支撑构件22之间被挤压在一起时，在第二包扎元件区段7b的外表面上施加识别标记40。挤压构件23可藉助于致动器(未显示出)在所述第一和第二位置之间移动，该致动器可以以电动、气动、或液压来驱动。
在图2a-2h所示的密封单元10中，夹持装置11包括可移动地被安装到壳体24的夹钳构件26。夹钳构件26可相对于支撑构件22在缩回位置(参见图2a、2b和2h)和前进位置(参见图2c-2d)之间移动，其中夹钳构件26在缩回位置时，可从支撑构件22缩回，且允许第一包扎元件区段7a穿过夹钳构件26和支撑构件22之间，且夹钳构件26在前进位置时，可压靠在支撑构件22上，以便夹持和锁定第一包扎元件区段7a在夹钳构件26和支撑构件22之间。夹钳构件26可利用致动器(未显示出)在缩回和前进的位置之间移动，该致动器可以以电动、气动、或液压来驱动。
在图2a-2h所示的实施例中，在挤压构件23和夹钳构件26之间有通道35，其中来自激光焊接装置12的激光焊接头13的激光束14可以通过该信道35而被导向上述的在第二包扎元件区段7b的尾端处的区域30。
如图3a和3b所示，支撑构件22可以包括彼此相对设置的第一和第二支撑爪27a、27b，其中支撑爪27a、27b可以相对于彼此在前进的支撑位置(参见图3a)和缩回的释放位置(参见图3b)之间移动，其中支撑爪27a、27b在支撑位置时，可支撑第一包扎元件区段7a，其中支撑爪27a、27b在缩回的释放位置时，彼此缩回以允许第一和第二包扎元件区段7a、7b在彼此连接之后，可穿过支撑爪27a、27b之间的间隙28。在所示的例子中，各支撑爪27a、27b被固定到枢转臂29a、29b上，而枢转臂29a、29b又枢转地被安装到密封单元10的壳体24上。因此，在这种情况下，支撑爪27a、27b可在支撑位置和释放位置之间枢转。作为另一选择，支撑爪可以在支撑位置和释放位置之间作线性移动。支撑爪27a、27b可经由致动器(未显示出)在支撑位置和释放位置之间移动，该致动器可以是电动、气动、或液压的驱动。
除了图2a-2h所示的设计之外，夹持装置11和挤压装置21当然也可以具有任何其它合适的设计。夹持装置11和挤压装置21的操作可由电子控制装置60来控制。
电子控制装置60可以被配置成用来控制激光焊接装置12，以减小第二包扎元件区段7b的尾端处的抗拉强度，其在所述激光束14的作用下加热上述的区域30但不会切割或穿入包扎元件3中。为了加热第二包扎元件区段7b的尾端处的区域30，激光焊接装置12被制成可以将激光束14扫过区域30(在图4中用虚线示意性地显示出)，该区域30延伸于包扎元件3的纵向边缘31a、31b之间。为了确保激光束14可加热所涉及的区域30而不会切入包扎元件3，激光束14的焦点可被调整例如经由上述的光连接器20的聚焦光学器件，使得当激光束14打击到第二包扎元件区段7b的尾端处的区域30时，激光束被离焦。当区域30被激光束14快速加热时，进给装置5***作而将包扎元件3向后拉，使得在加热区域30处的包扎元件，在进给装置5和第二包扎元件区段7b之间所产生的拉伸应力的作用下被拉断，如图2g所示。
作为另一选择，电子控制装置60可以被配置成用来控制激光焊接装置12，以降低在第二包扎元件区段7b的尾端处的包扎元件3的拉伸强度，其利用激光束14的作用在横跨第二包扎元件区段7b的尾端处的包扎元件3，来形成一个或多个凹陷32、32'(参见图7-10)，从而在第二包扎元件区段7b的尾端处提供横跨包扎元件3的断裂线33。在这种情况下，激光束14被用来切入但不切穿包扎元件3。凹陷32、32'可以具有例如大约包扎元件3的厚度的一半的相对应的深度。在形成凹陷32、32'时，激光束14较佳地被避免到达包扎元件3的任何纵向边缘31a、31b。断裂线33的形成可经由几个较短的凹陷32，如图7和8所示，或者经由一个较长的凹陷32'，如图9和10所示，几个较短的凹陷32彼此对齐地被布置在第二包扎元件区域7b的尾端处且横跨包扎元件3，而较长的凹陷32'在第二包扎元件区域7b的尾端处延伸横跨元件3。当断裂线被激光束14形成时，进给装置5***作将包扎元件3向后拉，使得包扎元件在断裂线33处，在进给装置5和第二包扎元件区段7b之间的包扎元件所产生的拉伸应力的作用下被拉断。
电子控制装置60可以由一个单一的电子控制单元或者由两个或更多个相互合作的电子控制单元来实现。
包扎机1可以具有捆扎机的形式，其中包扎元件3是金属或塑料材料带。在这种情况下，激光焊接装置12可以被配置用来形成搭接接头(参见图5和6)或对接接头(参见图12)的焊接接头8，搭接接头为第二包扎元件区段7b与第一包扎元件区段7a重叠，而对接接头第二包扎元件区段7b的外边缘与第一包扎元件区段7a的相对的外边缘接触。
形成在带形式的包扎元件3上的焊接接头8，当其以第二包扎元件区段7b与第一包扎元件区段7a重叠的搭接接头时，电子控制装置60有利地被配置为用来控制激光焊接装置12，将识别标记40施加在第二包扎元件区段7b的外表面上。在这种情况下，电子控制装置60较佳地被构造成用来控制激光焊接装置12，以形成具有焊接熔合区域41的焊接接头8(参见图4-6、7和9)，该焊接熔合区域41围绕在第二包扎元件区段7b上的表面区域42，并横跨第二包扎元件区段7b的整个厚度，其中电子控制装置60被配置成用来控制激光焊接装置12，以将识别标记40施加在第二包扎元件区段7b上的由焊接熔合区域41包围的表面区域42。焊接熔合区域41可以例如沿椭圆形的路径(参见图4和5)、圆形的路径(参见图7)或多边形的路径(参见图9)围绕在第二包扎元件区段7b上的表面区域42。
包扎机1也可以具有线包扎机的形式，其中包扎元件3是金属材料的线。在这种情况下，激光焊接装置12可以被配置用来在第一和第二包扎元件区段7a、7b之间的界面处，形成纵向接头的焊接接头8(参见图11)，其中第二包扎元件区段7b与第一包扎元件区段7a平行且位于其侧面的位置，或者形成对接接头。
现在将参考图2a-2h来描述利用上述包扎机1以带状的包扎元件3来固定以环形围绕物体16的带状包扎元件3的操作顺序。在图2a-2h所示的实施例中，激光焊接装置12被构造成用来形成搭接接头的焊接接头8，其中第二包扎元件区段7b与第一包扎元件区段7a重叠。
在第一步骤中，进给装置5的马达沿着第一方向操作，以便将包扎元件3从进给线圈6向前进给通过夹钳构件26中的通道34(参见图2a)并进入导引轨道2。在进给包扎元件3期间，夹钳构件26处于其缩回的位置，挤压构件23处于其缩回的第一位置而支撑爪27a、27b处于支撑位置。包扎元件3在导引轨道2中以环形围绕物体16被向前地进给。然后包扎元件3的前端离开导引轨道2并穿过夹钳构件26和支撑构件22之间的间隙(参见图2b)，包扎元件3的前端于是致动止动构件(未显示出)且进给装置5的马达被停止。然后夹钳构件26被移动到其前进的位置，以便夹钳在包扎元件3的前端处的第一包扎元件区段7a，从而将第一包扎元件区段7a锁定在夹钳构件26与支撑构件22之间。之后，进给装置5的马达反转，以便将包扎元件3向后拉，从而拉紧包扎元件3围绕物体16，如图2c所示。如图2b和2c所示，密封单元10相对于导引轨道2是可移动的，并且被构造成用来在包扎元件3拉紧围绕物体时，可朝向物体16移动。当包扎元件3已经被拉紧围绕着物体16时，进给装置5的马达被停止，且挤压构件23被移动到其前进的第二位置，以便将在挤压构件23和支撑构件22之间的第一和第二包扎元件区段7a、7b挤压在一起(见图2d)。然后操作激光焊接装置12，将激光束14聚焦到相互重叠的包扎元件区段7a、7b上，以便在包扎元件区段7a、7b之间形成焊接接头8，并且将识别标记施加到第二包扎元件区段7b上。藉此，使包扎元件3被固定以环形围绕物体16，且以快速和可靠的方式提供耐用的识别标记。之后，操作激光焊接装置12，将激光束14引导到第二包扎元件区段7b的尾端处且横跨包扎绑元件3的区域30上，以便降低包扎元件3在第二包扎元件区段7b的尾端处的抗拉强度，如图2e所示。在激光束14被引导到区域30上的期间，延伸于挤压构件23和进给装置5之间的包扎元件的部分有利地被保持在松弛状态。之后，进给装置5被构造成用来缩回包扎元件3(参见图2f)，以使所述区域30遭受拉张应力，且藉此使得在第二包扎元件区段7b的尾端的包扎元件被拉断，如图2g所示。最后，夹钳构件26返回到其缩回的位置，且挤压构件23返回到其缩回的第一位置，于是支撑爪27a、27b被移动到释放的位置，以便将包扎元件环15释放离开密封单元10。
类似于上述的操作顺序的操作顺序可以被用来将金属线形式的包扎元件3以环形固定于围绕一个或多个物体。在后面的情况下，第二包扎元件区段7b被引导到与第一包扎元件区段7a平行且位于第一包扎元件区段7a的侧边，而挤压构件23被夹钳构件所代替，该夹钳构件被配置为用来在激光被引导到第一和第二包扎元件区段7a、7b之间的界面上时，可保持第一和第二包扎元件区段7a、7b处于彼此靠近的固定位置上。
当包扎元件3由钢或其他金属材料制成时，且在形成焊接接头8之前，第一和第二包扎元件区段7a、7b上的要被焊接的区域，可有利地利用激光焊接装置12的激光焊接头13所发射的激光束来预热。焊接区域较佳地被预热到这样的温度，使得第一和第二包扎元件区段7a、7b的在要被焊接的区域上，可能有的涂料层和/或蜡层因汽化而被去除。预热温度较佳地也适合于使得第一和第二包扎元件区段7a、7b的金属材料遭受冶金的改变，而导致焊接条件的改善。
当包扎元件3是钢或其他金属材料时，且在形成焊接接头8之后，第一和第二包扎元件区段7a、7b上的要被焊接的区域，可有利地利用激光焊接装置12的激光焊接头13所发射的激光束来后加热，其中后加热温度适于使得第一和第二包扎元件区段7a、7b的金属材料遭受冶金的变化，这会以有利的方式影响焊接接头8的强度。
为了确保激光束可加热焊接区域但不会切入与预热和后加热有关的包扎元件3，激光束的焦点可以例如经由上述的光纤连接器20的聚焦光学统而被调节，以这样的方式，即在预热步骤和后加热步骤期间，在激光束撞击到第一和/或第二包扎元件区段7a、7b时，使激光束失焦。当焊接接头8被形成为搭接接头时，预热和后加热的激光束被引导到第二包扎元件区段7b的外表面上，其中热能可经由热传导而从第二包扎元件区段7b传递到第一包扎元件区段7a。
焊接接头8和/或识别标记40的质量可有利地利用照相机和合适的图像处理技术来监督。
包括在根据本发明第二实施例的包扎机1'中的一些部件非常示意性地被显示在图13a-13g中。该包扎机1'包括：
一导引轨道(未显示出)，该导引轨道用来引导围绕空间4的线或带的形式的细长的包扎元件3，空间4被配置用来收纳待包扎的一个或多个物体；
一进给装置(未显示出)，该进给装置用来将包扎元件3进给到所述导引轨道中，且沿着导引轨道以环形围绕所述空间4，而随后将包扎元件3缩回，使其紧紧地围绕容纳在所述空间4中的一个或多个物体；
一第一夹持装置51，其用来在以环形围绕空间4的包扎元件的部分3a被进给之后，夹持并锁定包扎元件前端的第一包扎元件区段7a；和
一激光焊接装置52，其用来形成焊接接头8(参见图13g)，该焊接接头8在第一包扎元件区段7a和邻接的第二包扎元件区段7b之间，该第二包扎元件区段7b在以环形进给围绕空间4包扎元件的部分3a的尾端处，藉此固定以环形围绕一个或多个物体的包扎元件的部分3a。
激光焊接装置52包括激光焊接头53，其中所述焊接接头8利用激光焊接头所发射的激光束54来形成。激光焊接装置52也被构造成用来以激光焊接头53所发射的激光束54将识别标记40(参见图12)施加在包扎元件的部分3a的外表面上。激光焊接装置52可以被配置成用来在形成焊接接头8之前，或者在形成焊接接头8之后，在包扎元件3上形成识别标记40。激光焊接装置52较佳地也被配置为用来利用激光焊接头53所发射的激光束54切断包扎元件3的尾端处，藉此将以环形围绕空间4的包扎元件的部分3a从包扎元件的剩余部分3b释放出。
在图13a-13g所示的实施例中，包扎机1'也包括第二夹持装置55，其当包扎元件3已经围绕一个或多个物体且紧紧地拉紧时，用来夹持第二包扎元件区段7b。第一夹持装置51和第二夹持装置55能够相对于彼此移动，藉此允许第一包扎元件区段7a和第二包扎元件区段7b能够从切割位置(参见图13c和13d)到焊接位置(参见图13e和13f)相互移动，其中在切割位置时，第一和第二包扎元件区段7a、7b彼此间隔一段距离，而在焊接位置时，第一和第二包扎元件区段7a、7b彼此接触。当第一和第二包扎元件区段被第一和第二夹持装置51、55保持在切割位置时，激光焊接装置52被构造成用来切断包扎元件3的尾端，并且当第一和第二包扎元件区段被第一和第二夹持装置51、55保持在焊接位置时，形成焊接接头8。
在图13a-13g所示的实施例中，第一夹持装置51被如此安装，使得其相对于包扎机1'的框架(未显示出)是静止的，而第二夹持装置55被可移动地安装到所述框架上，使得其相对于第一夹持装置51是可移动的，藉此允许第一和第二包扎元件区段7a、7b可以经由第二包扎元件区段7b朝向第一包扎元件区段7a的移动而被定位在焊接位置上。作为另一选择，第二夹持装置55被如此安装，使得其相对于包扎机1'的框架是静止的，而第一夹持装置51被可移动地安装到所述框架上，使得其相对于第二夹持装置55是可移动的，藉此允许第一和第二包扎元件区段7a、7b可以经由第一包扎元件区段7a朝向第二包扎元件区段7b的移动而被定位在焊接位置上。再作为另一种选择，第一和第二夹持装置51、55都可以可移动地被安装到包扎机1'的框架上，藉此允许第一和第二包扎元件区段7a、7b经由第一和第二包扎元件区段7a、7b同时朝向彼此移动而被定位在焊接位置上。
在所示的例子中，第一夹持装置51包括夹钳构件51a和相关联的基部构件51b，其中夹钳构件51a可相对于基部构件51b在释放的位置(参见图13a)和夹钳的位置(参见图13b-13g)之间移动，在释放的位置时，包扎元件3可以自由地穿过夹钳构件51a和基座构件51b之间的间隙，而在夹钳位置时，第一包扎元件区段7a被夹钳在夹钳构件51a和基座构件51b之间。在图标的例子中，第二夹持装置55也包括夹钳构件55a和相关联的基座构件55b，其中夹钳构件55a可相对于基座构件55b在释放位置(参见图13a和13b)和夹钳位置(参见图13c-13g)之间移动，在释放的位置时，包扎元件3可以自由地穿过夹钳构件55a和基座构件5b之间的间隙，而在夹钳位置时，第二包扎元件区段7b被夹钳在夹钳构件55a和基座构件55b之间。夹持装置51、55当然也可以以任何其它合适的方式来设计。
在图13a-13g所示的实施例中，激光焊接装置52被构造成用来在第一步骤中，切断包扎元件3的尾端(参见图13d)，且其后在随后的第二步骤中(参见图13f)，在第一和第二包扎元件区段7a、7b之间形成焊接接头8。在这种情况下，在第一和第二包扎元件区段7a、7b之间形成的焊接接头8是对接接头，即，第二包扎元件区段7b的外边缘与第一包扎元件区段7a的相对的外边缘接触。在第三步骤中(参见图13g)，激光焊接装置52被构造成用来在包扎元件环15上形成所要的识别标记。
包扎机1'可以具有捆扎机的形式，其中包扎元件3是金属或塑料材料带。作为另一选择，包扎机1'可以具有线包扎机的形式，其中包扎元件3是金属材料的线。
现在将参考图13a-13g来描述利用上述的包扎机1'将包扎元件3以环形固定在围绕一个物体或多个物体(未显示出)的操作顺序。
在第一步骤中，进给装置的马达沿着第一方向操作，以便将包扎元件3从进给线圈向前进给，使包扎元件3穿过第二夹持装置55并进入上述的导引轨道。包扎元件3在导引轨道中以环形围绕空间4向前进给。然后，包扎元件3的前端将离开导引轨道并穿过第一夹持装置51(参见图13a)，由此使包扎元件3的前端致动止动构件，而使进给装置的马达停止。然后，第一夹持装置51的夹钳构件51a移动来夹持包扎元件3的前端处的第一包扎元件区段7a，藉此将第一包扎元件区段7a锁定到第一夹持装置51上。一个物体或多个物体例如经由传送带(未显示出)被送入空间4中。之后，进给装置的马达反转，将包扎元件3向后拉，藉此使包扎元件3围绕物体拉紧，如图13b所示。当包扎元件3已经紧紧地围绕在物体上时，进给装置的马达停止，且第二夹持装置55的夹钳构件55a被移位来夹持第二包扎元件区段7b，藉此将第二包扎元件区段7b锁定到第二夹持装置55(见图13c)上。然后操作激光焊接装置52，将激光束54聚焦到第二包扎元件区段7b(参见图13d)上，用来切断包扎元件3，藉此将围绕空间4的包扎元件的部分3a从包扎元件的剩余部分3b释放出。之后，启动进给装置的马达，用来将包扎元件的剩余部分3b从图13d所示的位置向后拉动一段短距离到图13e所示的位置，于是第二夹持装置55从图13d所示的位置移动到图13e所示的位置，藉此使第二包扎元件区段7b的外端与第一包扎元件区段7a的外端接触。然后操作激光焊接装置52，将激光束54聚焦到第一和第二包扎元件区段7a，7b之间的接头上(参见图13f)，以便在第一和第二包扎元件区段7a之间形成焊接接头8(参见图13g)，藉此将包扎元件以环形固定于围绕要被包捆的物体。之后，操作激光焊接装置52，将激光束54聚焦到第一或第二包扎元件区段7a、7b(见图13g)上，以便在包扎元件环15上形成识别标记。然后将夹钳构件51a、55a从相应的基部构件51b、55b移开，藉此允许包扎元件环15从夹持装置51、55释放出。
本发明当然不以任何方式被局限于上述的实施例。相反地，对于本领域的一般技术人员而言，在不脱离权利要求范围所界定的本发明的基本思想的情况下，许多可能的修改是显而易见的。根据本发明的包扎机例如可以被设计为与压紧机协作以便捆绑由压紧机压紧的线圈。在后一种情况下，数个密封单元被安装到压紧机上且同时被使用，以便在压紧的线圈周围的不同位置处施加包扎元件环，其中各个包扎元件环沿着穿过其中心轴开口的线圈内部并沿着线圈的外部延伸。

Claims (15)

1.一种包扎机，其包括：
一进给装置(5)，其用来将细长的线或带的形式的一包扎元件(3)以环形进给围绕一空间(4)，该空间(4)被配置为用来收纳要被包扎的一个或多个物体(16)，随后将该包扎元件缩回，以使其紧紧地围绕收纳在该空间(4)中的一个或多个物体(16)；
一夹持装置(11、51)，其在将该包扎元件的一部分(3a)以环形进给围绕该空间(4)之后，用来夹持并锁定该包扎元件的前端的一第一包扎元件区段(7a)；
一激光焊接装置(12、52)，其用来在该第一包扎元件区段和以环形进给围绕该空间的该包扎元件部分的尾端的一邻接的第二包扎元件区段之间形成一焊接接头(8)，藉此将此部分以环形围绕物体的包扎元件固定住；和
一电子控制装置(60)，
其特征在于，该电子控制装置(60)被构造成用来控制该激光焊接装置(12、52)，以该激光焊接装置的该激光焊接头(13、53)所发射的激光束(14、54)将一识别标记(40)施加在该包扎元件(3)的一外表面上。
2.根据权利要求1所述的包扎机，其特征在于：该电子控制装置(60)被配置为用来控制该激光焊接装置(12、52)，将该识别标记(40)施加在该第一和第二包扎元件区段(7a、7b)中的至少之一个上。
3.根据权利要求1或2所述的包扎机，其特征在于：该包扎机(1、1')是一捆扎机，其中该包扎元件(3)是一金属或塑料材料带。
4.根据权利要求3所述的包扎机，其特征在于：该电子控制装置(60)被配置为用来控制该激光焊接装置(12)，以使该焊接接头(8)形成一搭接接头，该搭接接头以该第二包扎元件区段(7b)重叠该第一包扎元件区段(7a)，其中该电子控制装置(60)被配置成用来控制该激光焊接装置(12)，以将该识别标记(40)施加在该第二包扎元件区段(7b)的一外表面上。
5.根据权利要求4所述的包扎机，其特征在于：
该电子控制装置(60)被配置为用来控制该激光焊接装置(12)，以形成具有一焊接熔合区域(41)的该焊接接头(8)，该焊接熔合区域(41)延伸于围绕该第二包扎元件区段(7b)上一表面区域(42)的连续的路径并横跨该第二包扎元件区段(7b)的整个厚度；和
该电子控制装置(60)被配置成用来控制该激光焊接装置(12)，以将该识别标记(40)施加在由该焊接熔合区域(41)所包围的该第二包扎元件区段(7b)的该表面区域(42)上。
6.根据权利要求5所述的包扎机，其特征在于：该电子控制装置(60)被配置为用来控制该激光焊接装置(12)，以形成具有一焊接熔合区域(41)的该焊接接头(8)，该焊接熔合区域(41)延伸于围绕该第二包扎元件区段(7b)上的该表面区域(42)的一圆形或椭圆形的路径。
7.根据权利要求3-6中任一所述的包扎机，其特征在于：该包扎机(1)包括一挤压装置(21)，用来将该第二包扎元件区段(7b)挤靠该第一包扎元件区段(7a)，使该第二包扎元件区段(7b)与该第一包扎元件区段(7a)重叠，其中该电子控制装置(60)被构造成用来控制该挤压装置(21)，以利用该激光焊接装置(12)在将该焊接接头(8)形成在该第一和第二包扎元件区段(7a、7b)之间并且在将该识别标记(40)施加在该第二包扎元件区段(7b)上时，保持该第二包扎元件区段(7b)挤靠该第一包扎元件区段(7a)。
8.根据权利要求7所述的包扎机，其特征在于：
该包扎机(1)包括用来支撑该第一包扎元件区段(7a)的一支撑构件(22)；
该挤压装置(21)包括一挤压构件(23)，该挤压构件(23)被构造成用来与该支撑构件(22)配合，其中该第一和第二包扎元件区段(7a、7b)能够被容纳在该挤压构件(23)和该支撑构件(22)之间的空间，且其中该挤压构件(23)能够在一缩回的第一位置和一前进的第二位置之间相对于该支撑构件(22)移动，在该缩回的第一位置时，该挤压构件(23)由该支撑构件(22)缩回，在该前进的第二位置时，该挤压构件(23)压靠在该支撑构件(22)上，以将该第一和第二包扎元件区段(7a、7b)挤压在一起；和
该挤压构件(23)设有一通道(25)，当该挤压构件(23)在该第二位置并保持该第一和第二包扎元件区段(7a、7b)在该挤压构件(23)和该支撑构件(22)之间且被挤压在一起时，来自该激光焊接装置(12)的该激光焊接头(13)的一激光束(14)能够通过该通道(25)而朝向该第二包扎元件区段(7b)上的一区域。
9.根据权利要求1或2所述的包扎机，其特征在于：该包扎机(1、1')是一线包扎机，其中该包扎元件(3)是一金属材料线。
10.根据权利要求1-9中任一所述的包扎机，其特征在于：该电子控制装置(60)被配置为用来控制该激光焊接装置(12、52)，以该激光焊接装置的该激光焊接头(13、53)所发射的激光束(14、54)切断该包扎元件(3)的尾端，藉此将以环形进给围绕该空间(4)的该包扎元件的部分(3a)从该包扎元件的其余部分(3b)释放出。
11.根据权利要求1-9中任一所述的包扎机，其特征在于：该电子控制装置(60)被配置为用来控制该激光焊接装置(12)，将激光束(14)引导到横跨该第二包扎元件区段(7b)的尾端处的该包扎元件(3)的一区域(30)上，以降低在该第二包扎元件区段(7b)的尾端处的该包扎元件(3)的抗拉强度，其中该电子控制装置(60)被构造成用来控制该进给装置(5)将该包扎元件(3)缩回，以使该区域(30)遭受拉张应力，藉此使得该包扎元件在该第二包扎元件区段(7b)的尾端处被拉断。
12.一种方法，其用来固定以环形围绕一个或多个物体的一细长的包扎元件(3)的一部分(3a)，其中所述方法包括以下步骤：
将该一个或多个物体定位在一包扎机(1、1’)的一收纳物体的空间(4)中；
将该包扎元件(3)以环形进给围绕该空间(4)；
在将以环形围绕该空间(4)的该包扎元件的部分(3a)进给之后，夹持并锁定在该包扎元件的前端处的一第一包扎元件区段(7a)；
缩回该包扎元件(3)，以将该包扎元件(3)紧紧地围绕在该一个或多个物体上；和
利用包括在该包扎机(1、1')中的一激光焊接装置(12、52)在该第一包扎元件区段(7a)与一相邻的第二包扎元件区段(7b)之间形成一焊接接头(8)，该第一包扎元件区段(7a)与相邻的该第二包扎元件区段(7b)在以环形进给围绕该空间(4)的该包扎元件的部分(3a)的尾端，藉此将该包扎元件的部分(3a)以环形围绕固定于该一个或多个物体，
其特征在于，利用该激光焊接装置(12、52)的一激光焊接头(13、53)所发射的激光束(14、54)将一识别标记(40)施加在该包扎元件(3)的一外表面上。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：该识别标记(40)被施加在该第一和第二包扎元件区段(7a、7b)中的至少一个上。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：该焊接接头(8)被形成为该第二包扎元件区段(7b)与该第一包扎元件区段(7a)重叠的搭接接头，其中该识别标记(40)被施加在该第二包扎元件区段(7b)的一外表面上。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：
该焊接接头(8)被形成为具有一焊接熔合区域(41)，该焊接熔合区域(41)延伸于围绕该第二包扎元件区段(7b)上一表面区域(42)的连续的路径并横跨该第二包扎元件区段(7b)的整个厚度；和
该识别标记(40)被施加在由该焊接熔合区域(41)所包围的该第二包扎元件区段(7b)上的该表面区域(42)上。
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