CN1210183C - 包装机及其设定方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于从热封包装材料片材条带(6)制造可灌装食物产品的包装件(2)的包装机(1)。包装机(1)具有多个光电元件(14)，对其设定参数进行外部编程并定位成面对包装材料条带(6)以检测该条带上光学可检测的要素而且具有设定装置(26，210，300)。包装机(1)还具有连接到光电元件(14)上的控制单元(16)并具有启动装置(24)以启动特定光电元件(14)的设定装置，还具有数据下载装置(26，240，310)用于从特定光电元件(14)上下载该光电元件的设定参数；以及数据上载装置(26，260，330)用于将作为一从特定光电元件(14)上下载的设定参数函数所计算出的设定参数上载到其他光电元件(14)上。

Description

包装机及其设定方法
技术领域
本发明涉及一包装机，其用于连续制造一可灌装食物产品的密封包装件和装备了可编程的光电元件，及其设定方法。
背景技术
许多可灌装食物产品，如果汁，UHT奶，酒，西红柿酱等是以用消毒包装材料制的包装件形式销售的。
这种包装件的一个典型示例是这种用于液体或可灌装食物产品已知为Tetra Brik或Tetra Brik Aseptic(注册商标)的平行六面体形包装件，其通过折叠和密封层叠的条带包装材料而制成。
该包装材料具有一多层的构造，其包括一层例如纸的纤维材料，在其两个侧面上覆盖有例如聚乙烯的热封塑料层。
在用于长期存放产品如UHT奶的无菌包装件情况下，该包装材料还包括一层例如通过一铝箔形成的阻挡材料，其叠加在一层热封塑料上并且依次覆盖有另一层热封塑料以最终形成该容纳食物产品的包装件的内表面。
如已公知的，这种包装件是在完全自动包装机上制造的，其中从以条带形式供应的包装材料制造一连续的管状结构并且该条带状包装材料例如通过施加-如一种氢过氧化物溶液的化学消毒剂在包装机上消毒。
在消毒之后，该消毒剂例如通过加热蒸发从包装材料的表面上清除掉；而且这样被消毒的条带包装材料保存在一封闭的消毒环境中，然后折叠和纵向地密封以形成一管状构造。
该管状结构填充这已被消毒的或消毒处理过的食物产品并密封和在相等间隔的横截面上切断以形成枕块包装体，然后它们机械地折叠形成该成品的，如基本平行六面体形的包装件。
沿着包装材料条带的路途上，该上述类型的包装机通常包括多个面向该条带并用于检测可光学检测要素如光学记录或参考编码具体为印制在条带上的条形码通过的光电元件。
这些光电元件连接到一控制单元上以便控制该包装机并且该控制单元获得通过光电元件产生的信号然后以公知方式相应地实现在包装材料条带上执行特定的操作。
目前在市场上可买到的光电元件还是自身设定以通过执行示教程序而适应于特定操作条件的，该示教程序既可以按当地模式亦即通过操作者按压光电元件上的按钮启动，或者按照中央化或遥控模式亦即通过一来自控制单元到一光电元件入口的启动信号启动。
该示教程序要求，记录编码应送进经过每个光电元件，这既可以通过操作者送进该包装材料条带经过每个光电元件手工地完成或者应用印制在纸制单独层材上的记录编码实现。
该示教程序提供自动地设定光电元件操作参数，该参数是：用于检测包装材料条带上记录编码通过的光标颜色(红、绿、兰)和静态干涉阈值。
虽然成本方面的极大优点，但上面类型的光电元件，当用于包装机上时造成几个缺陷，即妨碍了这些可用优点的完全利用。
具体地，启动每个单独光电元件示教程序的当地模式花费相对长的时间，因为一方面涉及了大量的光电元件，另外，这些光电元件在包装机上的实际位置不总是由操作者容易接近的。
虽然比当地模式更快，但是示教程序的中央化启动则由于仍然涉及十分可观的停机时间而不能忽视。
发明内容
本发明的一目的是提供一种包装机，其用于连续地制造可灌装食物产品的密封包装件和装备了设计成消除前述缺陷的光电元件。
本发明的另一目的是提供一种在包装机上设定光电元件的方法，以便连续制造可灌装食物产品的密封包装件，并设计成消除上述缺陷。
按照本发明，提供了一种用于从一包装材料片材制做可灌装食物产品的密封包装件的包装机；所述包装机包括至少一用于检测位于所述包装材料上可光学检测要素的光电元件，其特征在于，所述光电元件对于其设定参数是外部编程的。
按照本发明，还提供了一种在一包装机上设定一光电元件的方法，该包装机用于从一包装材料片材制造一可灌装食物产品密封包装件；其特征在于，包括将所述光电元件的设定参数外部编程的步骤。
附图说明
本发明一优选的，非限制性的实施例将通过实例并参考附图进行阐述。在附图中：
图1表示一包装机的透视图，该包装机用于从包装材料管状结构连续制造可灌装食物产品的无菌密封包装件，其中，为清楚起见，拆除了一些部件；
图2表明一按照本发明并形成图1包装机组成部分的光电元件的电路方框图；
图3至6表明了为设定该图1包装机光电元件而执行的操作流程方框图；
具体实施方式
图1中的标号1整体表示用于从包装材料管材4连续地制做例如巴氏消毒的或UHT奶汁，果汁，酒类等的可灌装食物产品的密封包装件2包装机。
该包装材料具有多层的结构并包括一层通常为纸的纤维材料在两个侧面上分别覆盖有例如聚乙烯的热封材料层。
管材4是以未详细描述的公知方式制成的，即通过沿纵向地折叠和密封以形成由热封层状包装材料构成的条带6；其通过延伸到管材4内部并具有流量调节电磁阀10的填充导管8填充消过毒的或消毒处理过的食物产品；并且该管材4通过已知的装置沿着垂直路线A送进到成形站12，在此，横向切断和机械地折叠以形成包装件2。
包装机还包括多个光电元件14，其安置在包装材料条带6的沿途上，并且面朝条带6定位，还通过未示出的相应支承件保持就位；以及连接到控制单元16上以便控制包装机1。
更准确地说，光电元件14成对地沿着包装材料条带6配置以便读取条带6上并排的记录编码对。然而为了简明，图1只表示了两个形成不同对的一部分的光电元件14。
光电元件操作参数既可以配置为遥控模式亦即借助从控制单元到光电元件上一入口的信号或借助实施示教程序；其也可以当地(局部)模式亦即通过操作者按压光电元件的按钮实现，或者在中央化或遥控模式中亦即借助从控制单元到光电元件所述入口的启动信号实现。
这些措施提供自动设定或自身设定的光电元件操作参数：用于检测包装材料条带上记录编码的通过的光点颜色(红，绿，兰)；静态的干涉阈值；动态的干涉阈值；静态或动态的光电操作模式，依此就通过将光电元件信号水平与静态干涉阈值作比较或者将光电元件信号变化值与动态干涉阈值作比较分别地检测记录编码的通过；用于计算该静态和动态干涉阈值的信号偏移(度)，亦即在记录编码检测和其上印制了该编码的背景检测之间的光电元件信号水平变化；以及该示教程序启动按钮的启动的/停止状态。
图2表示光电元件14之一的电路示意图。
如图2所示，光电元件14包括容纳未详细描述的已知LED型光发射/接收装置22的壳体20；一个示教程序启动按钮24；连接到光发射/接收装置22和启动按钮24上并具有相应的存储器28的微处理器26以及连接到微处理器26和控制单元16上并且允许在微处理器26和控制单元16之间两向数据及信号的交换的输入/输出接口30；这将在以后详述。
存储器28存储有前面已述的光电元件设定参数亦即：用于检测该记录编码通过的光点颜色；该静态或动态的干涉阈值；静电或动态的操作模式；信号偏移；和启动按钮24的启动/停止的状态。
存储器28也可以存储与光电元件操作和操作状态相关的例如光发射/接收装置22的每个LED的总操作时间的数据以允许有预防的LED维护或防止应用失修的LED。
适宜地，输入/输出接口30最好是RS232型号系列的通信接口，其执行1200-波特，8-比特(位)，1-停机，非-奇偶规程和0-24V的动态信号。
微处理器26设计成以不同编程的操作模式控制光电元件14的操作并具体地是以自动传感的调节模式；在局部设定的模式中，其既可以通过启动按钮24来实现或者由控制单元16借助输入/输出接口30提供的启动信号来实现；并在不同的集中化或遥控的设定模式中，借助它光电元件由控制单元16通过输入/输出接口30直接设定，这在以后将参考图3-6的流程方框图作详细说明。
该图3的流程图表明了关于第一光电元件设定模式的操作，该模式当包装材料条带6的参考事先已知时执行。
更准确地，在该第一设定模式中，操作者从包装机1一般都装备有的例如键盘或选择器的数据输入装置开始工作，首先将包装材料条带6的进给速度和颜色以及在条带6上记录编码的颜色，或一组或多组预先一设定的参数(方框50)输入控制单元16。
在操作者输入条带参数的基础上，然后控制单元16计算光电元件14的设定参数：在本示出的实例中，该动态的干涉阈值和该光点颜色(方框60)。
此时，控制单元16在光电元件14中上载亦即给光电元件14提供该计算的设定参数，其通过相应的输入/输出接口30由对应的微处理器26获得并存储在相应的存储器28中(方框70)。
最后，微处理器26将相应的光电元件14设定为该上载设定参数的函数的静态或动态的操作模式(方框80)。在所示实例中动态干涉阈值输入到光电元件14上，微处理器26则将光电元件14设定为动态操作模式。
当该第一光电元件设定模式操作完成时，该光电元件就应用所述设定参数开始检测该记录编码的通过情况。
图4表明了涉及第二光电元件设定模式的操作流程方框图，该设定模式是当包装材料条带6的参数不为事先已知时通过控制单元16执行的。
更准确地，在该第二设定模式中，该控制单元16首先获得缺省的光电元件设定参数值，在本示出的实施例中，该动态干涉阈值和光点颜色的预置值，它们可存储在控制单元16中或通过操作者从键盘输入(方框100)。
然后控制单元16将该设定参数上载光电元件14(方框110)，并且微处理器26将相应的光电元件14设定为对应的操作模式(方框120)。
此时，控制单元16使包装材料条带6向前送进，开始从光电元件14获取关于包装材料条带6上记录编码通过的信号，并且解码该记录编码(方框130)。
然后，控制单元16以未详细描述的公知方式检测该记录编码是否已被正确解读了(方框140)。
如果该记录编码已正确解读(方框140的输出是)，这就标志着该第二光电元件设定模式结束；相反地(方框140的输出否)，则控制单元16进一步检测光电元件设定参数值(方框150)，并且该(操作)顺序又从方框110开始。
图5表明了涉及第三光电元件设定模式的操作流程方框图，该设定模式是当包装材料条带6的参数不为事先已知时通过控制单元16执行的。
更具体地，在该第三设定模式中，控制单元16首先运行包装材料条带6以便将记录编码正好定位在特定光电元件14前面(方框200)。
此时，控制单元16通过向各个微处理器26经由输入/输出接口30提供启动信号启动该特定光电元件14的示教程序(方框210)。
在此同时，控制单元16缓慢地运行包装材料条带6并获得通过该特定的光电元件14提供的关于该记录编码通过的信号(方框220)。
一旦检测到该记录编码通过，控制单元16通过向各个微处理器26经由输入/输出接口30提供停止信号而中断该特定光电元件14的示教程序(方框230)。
在此时，控制单元16从特定的光电元件14上下载通过示教程序产生的光电元件设定参数，具体为该静态干涉阈值，该信号偏移和光点颜色(方框240)。控制单元16处理该被下载的设定参数，并且具体地，计算该动态干涉阈值和该光点颜色(方框250)；然后，将计算出的设定参数上载到该包装机1所有的光电元件14上，包括特定从其下载设定参数的光电元件14(方框260)。
这就标志着该第三光电元件设定模式操作的结束。
图6表明涉及第四光电元件设定模式的操作流程方框图，该设定模式是当包装材料条带6的参数是不为事先已知时执行的。
在该第四设定模式中，该操作者首先手工地通过按压该相应的启动按钮2 4启动特定光电元件14的示教程序(方框300)。
这就要求记录编码送进以经过该光电元件，这是通过操作者手工地移动该包装材料条带或者应用印制在纸制单独片材上的记录编码来完成。
一旦该示教程序完成，控制单元16将从特定光电元件14上下载该通过示教程序产生的光电元件设定参数，具体为该静电干涉阈值，该信号偏移和该光点颜色(方框310)。控制单元16处理该下载的设定参数，并具体地，计算该动态干涉阈值和光点颜色(方框320)，然后，将这些计算的设定参数上载到包装机1所有的这些光电元件14上，包括该从其下载设定参数的特定光电元件14(方框330)。
这就标志着第四光电元件设定模式的结束。
本发明的优点将从前面的说明中变得清楚。
具体地，将每个光电元件装备允许在控制单元16和各种光电元件之间两向数据和信号交换的输入/输出接口就不仅确保了每个光电元件14示教程序的中央化或遥控启动(如用已知光电元件那样)，而且保证了通过控制单元16使光电元件14的设定参数进行外部编程并且因此消除了已知光电元件的前述缺陷。
本发明还保证了消除已知光电元件对于包装材料条带印制方面存在的缺陷。
这就是，公知的光电元件要求记录编码印制在白色背景上，它意味着，一方面，通常用于印制该包装材料条带时四种颜色之一只能用于印制该记录编码的背景，而另一方面白色必须当然地包含在印制工艺中。
本发明则反之保证消除了所有的上述问题，因为允许读取在任何材料或背景甚至金属化的材料上的记录编码，而且通过控制单元16更加简单地设定适当的光点颜色和光电元件的干涉阈值。
再者，上述优点是用相对较小的，低成本的光电元件变型实现的：成本方面，串联的输入/输出接口是相对光电元件微不足道的，并且可以结合在传统的光电元件中也不是什么难事。
显而易见，可以对上面说明和描述的光电元件做出一些变型而不脱离所附权利要求书中限定的本发明保护范围。

Claims (17)

1.一种用于从一包装材料(6)片材制做可灌装食物产品的密封包装件(2)的包装机(1)；所述包装机(1)包括至少一用于检测位于所述包装材料上可光学检测要素的光电元件(14)，其特征在于，所述光电元件(14)对于其设定参数是外部编程的。
2.如权利要求1所述的包装机，其特征在于，包括连接到所述光电元件(14)上的控制装置(16)；并且其中所述光电元件(14)包括允许在所述控制装置(16)和所述光电元件(14)之间光电元件(14)设定参数的双向交换的输入/输出装置(30)。
3.如权利要求2所述的包装机，其特征在于，所述输入/输出装置包括一串联的输入/输出接口(30)。
4.如前述权利要求任一项所述的包装机，其特征在于，所述控制装置(16)包括用于从所述光电元件(14)下载该光电元件(14)的设定参数的数据下载装置(26，240，310)。
5.如权利要求4所述的包装机，其特征在于，所述控制装置(16)还包括用于将设定参数上载到所述光电元件(14)上的数据上载装置(26，260，330)。
6.如权利要求1所述的包装机，其特征在于，所述光电元件(14)包括设定装置(26，210，300)；并且其中设置启动装置(24)以启动所述设定装置(26，210，300)。
7.如权利要求1-3任一项所述的包装机，其特征在于，包括多个所述光电元件(14)；并其中所述控制装置(16)包括用于从所述光电元件(14)的特定一个上下载其设定参数的数据下载装置(26，240，310)；以及用于向至少一其他光电元件(14)上载与那些从所述光电元件(14)下载的设定参数相关的设定参数的数据上载装置(26，260，330)。
8.如权利要求7所述的包装机，其特征在于，所述数据上载装置(26，260，330)将所述设定参数上载到包装机(1)之所有的光电元件(14)上。
9.如权利要求7所述的包装机，其特征在于，至少所述的特定光电元件(14)包括设定装置(26，210，300)；并且其中设置启动装置(24)以启动所述设定装置(26，210，300)。
10.一种在一包装机(1)上设定一光电元件(14)的方法，该包装机(1)用于从一包装材料(6)片材制造一可灌装食物产品密封包装件(2)；其特征在于，包括将所述光电元件(14)的设定参数外部编程的步骤。
11.如权利要求10所述的设定方法，其特征在于，所述编程步骤包括为所述光电元件(14)设置输入/输出装置(30)的步骤以允许在所述光电元件(14)和编程装置(16)之间该光电元件(14)设定参数时双向交换。
12.如权利要求10或11所述的设定方法，其特征在于，所述编程步骤包括从所述光电元件(14)下载该光电元件(14)设定参数的步骤。
13.如权利要求10所述的设定方法，其特征在于，所述编程步骤包括将设定参数上载到所述光电元件(14)上的步骤。
14.如权利要求10所述的设定方法，其特征在于，所述编程步骤包括控制所述光电元件以启动该光电元件的设定程序的步骤。
15.如权利要求10或11所述的设定方法，用于一包括多个所述光电元件(14)的包装机(1)，其特征在于，所述编程步骤包括从所述光电元件(14)的特定一个上下载该光电元件设定参数的步骤和将那些与从所述特定光电元件(14)上下载的设定参数相关的设定参数上载到至少一其他光电元件(14)上的步骤。
16.如权利要求15所述的设定方法，其特征在于，所述的将那些与从所述特定光电元件(14)上下载的设定参数相关的设定参数上载到至少一其他光电元件(14)上的步骤包括将所述设定参数上载到所述包装机(1)所有光电元件(14)上的步骤。
17.如权利要求15所述的设定方法，其特征在于，所述编程步骤还包括控制所述特定光电元件(14)以启动该光电元件的设定程序的步骤。
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