前処理をしたカードボードを必要な特徴を有するパッケージにするには、前処理をしたカードボードに、そのカードボードに沿った計画された領域に、複数の折り目、及び/又は、カット、及び/又はエンボスがなければならない。パッケージの例示的特徴は:長さ、幅、高さ、形状、その他である。折り目付け及び/又はカッティングが計画された領域にない場合に生じるであろう、前処理をしたカードボードの例示的結果により、例えば、そのカードボードが望ましくない形状のパッケージに折り畳まれることになる。
また、印刷面のあるカードボードも、そのカードボードに沿った計画された領域に、複数の折り目、及び/又は、カット、及び/又はエンボスがなければならない。折り目付け及び/又はカッティングが計画された領域にない場合に生じるであろう、前処理をしたカードボードの例示的結果により、印刷画像の間違った領域で印刷画像が切れてしまったり、折れてしまったりすることがある。
ダイクリージング産業では、前処理を行うカードボードのダイ及び/又はレーザに対する位置が、非常に正確でなくてはならない。ジョブの記述が動的であり、カードボードの厚さ及び/又は幅及び/又は長さ及び/又は材料のタイプ及び/又は印刷画像が職務によって変わる業界で取引を行う場合は、自動機械を使って作業行う時、及び/又は、ユーザが当業者(スペシャリスト、技術者、その他)でない場合、いくつかの課題があることを発見した。加えて、短期特注制作するパッケージの要求は高まっている。
更に、カードボードの前処理にレーザビームを使用する場合、焼け跡がカードボード自体に形成されることがある。このことは、カードボードの美観を損なう。更に、レーザビームが、長期にわたってシステム自体にダメージを与えることがある。
いくらか前処理を行ったカードボードは、様々なダメージを防止するために重ねる時に注意して取り扱う必要がある。例示的なダメージには、カードボードの望ましくない折り目に沿った望ましくない裂け目、などがある。
ダイクリーズ産業に共通する上述の欠陥は、いかなる場合でも本発明の概念の範囲を限定するものではない。これらは単に、現在の状況を説明するために述べたものである。
とりわけ、本発明は、ダイクリーズ産業におけるカードボードを取り扱う新規カードボード操作システム及び方法を提供している。例示的実施例では、この新規なカードボード操作システムは、一またはそれ以上の例示的カードボード整列器を具える。例示的カードボード整列器は、カードボード操作システムに対してカードボードを所望の位置に整列させる。いくつかの実施例では、一またはそれ以上のカードボード整列器を、カードボード操作システムに沿って異なる位置に配置するようにしてもよい。例示的実施例では、カードボード整列器を、カードボード操作システムの開始位置近傍に配置している。
カードボード整列器の例示的実施例は、機械の稼働方向(例えば、システムを通じてこの方向にカードボードが移動していくことが要求される方向)とほぼ同じ方向にカードボードを整列させ;いくつかの例示的実施例では、カードボード整列器が、直交する方向(機械の稼働方向にほぼ直交する方向)にカードボードを整列させ;更に他の例示的実施例では、カードボード整列器が機械の稼働方向に対して対角線方向にカードボードを整列させる。カードボード整列器のその他の例示的実施例は、上述の例示的実施例の組み合わせ、その他であってもよい。
例示的カードボード整列器は、所望の位置にカードボードを整列させ、カードボード操作システムの次のモジュールに向けてカードボードを搬送する。有利なことに、整列させながら、システムがその流れを続けることができる。別の実施例では、この整列は、例えば、システムのスループットを停めた状態で行うこともできる。
カードボード整列器の例示的実施例は、一またはそれ以上の整列バーと、一またはそれ以上の整列コンベヤとを具える。例示的整列バーは、機械の稼働方向にほぼ平行に配置されている。例示的整列バーは、例えば、機械の稼働方向にほぼ平行なレール及び/又は側壁を具える。例示的整列コンベヤは、機械の稼働方向に対して対角線方向にベルトを具えている。このコンベヤベルトは、例えば、穴あきベルトとその下の真空メカニズムとの組み合わせであってもよい。真空は、カードボードを穴あきベルトに連結させて;穴あきベルトは、機械の稼働方向に対して、整列バーに対して斜め方向に移動し;カードボードは、例えば整列バーに沿って整列している。真空レベルは、整列する間及び/又はその前に調整してもよく、真空レベルはベルトに沿って異なっていてもよい。したがって、連結力は、ベルトに沿って異なっている。更なる情報は、図3を参照して述べる。
いくつかの例示的実施例では、カードボード操作システムは、複数の同期したカードボード搬送機をカードボードが通過する経路に沿って具えている。この同期したカードボード搬送機は、複数のカードボード搬送機を具えていてもよい。このカードボード搬送機は、カードボード操作システムと同期している。いくつかの例示的実施例では、同期は、カードボードの経路に沿って、コントローラと、センサ、及び/又は検出器、及び/又は測定デバイスの一またはそれ以上によって実装することができる。
例示的コントローラは、例えば、一またはそれ以上のサーボドライバを具えている。このコントローラは、カードボードの一またはそれ以上のパラメータを使用して、所定のタスクを決定する。このコントローラは、例えば、オペレータ及び/又はカードボード操作システムに沿った一またはそれ以上の測定モジュールによって、一またはそれ以上のカードボードのパラメータを入手する。例示的パラメータは、カードボードの長さ、カードボードの重量、カードボードの表面(上側及び/又は下側)の摩擦パラメータ、などである。
いくつかの例示的実施例では、同期は、一またはそれ以上のタイミングベルトによって実装できる。更に、いくつかの例示的実施例では、上記のベルト、その他の組み合わせであってもよい。同期は、異なるモジュール間にある。例示的モジュールは、二またはそれ以上のカードボード搬送機間、少なくとも一のカードボード搬送機、及び一またはそれ以上のカードボード操作システムのその他のモジュール間、これらの組み合わせ、その他である。
例示的カードボード搬送機は、カードボードを入手して、カードボード操作システムの次のモジュールへ送る。当該次のモジュールに沿って、別のカードボード搬送機が配置されていてもよい。この搬送機は、所定の時間及び/又は領域でカードボードを入手するように同期しており、それを更に、送る。この同期は、様々な方法で行われる。例示的な方法は、コントローラの使用、一またはそれ以上の検出器の使用、一またはそれ以上のフィードバック機構の使用、これらの組み合わせ、その他である。更なる情報は、図8を参照して述べる。
例示的実施例では、カードボード搬送機が、一またはそれ以上のカードボード誘導機構と一またはそれ以上の搬送機とを具える。カードボード誘導機構の例示的実施例は、一またはそれ以上のピンチローラである。搬送機の例示的実施例は、一またはそれ以上のニップローラである。ニップローラは、回転可能なシリンダであってもよい。ピンチローラは、回転可能なディスクであってもよい。カードボードは、例えば、ニップローラの上で、ピンチローラの下に配置する。カードボードは、例えば、ピンチローラによって生じる圧力によってニップローラに取り付けられる。
ピンチローラの圧力は、例えば、カードボードのパラメータによって調整することができる。この調整は、機械的に、自動的に、手動で、及び/又はこれらの組み合わせによって行われる。したがって、ニップローラがその中心の周りを回転し、この圧力による摩擦と力によってピンチローラをその中心の周りを回転させ、カードボードに与えられる圧力によって、カードボードがピンチローラとニップローラの間を、ニップローラの回転方向とほぼ同じ方向に移動してゆく。
更に、ピンチローラのニップローラに対する位置により、例えば、ニップローラによって搬送されるカードボードの動きが変わる。例示的なカードボードの動きの変化は、整列バーの方向である。いくつかの例示的実施例では、カードボード搬送機が、カードボード整列機構の役割をしている。より詳しい情報は、図3を参照して述べる。
一またはそれ以上のカードボード搬送機のカードボード操作システムに沿った同期は、様々な方法で実装することができる。例示的な方法は、システムに沿って異なる位置に配置した二またはそれ以上のニップローラを同じエンジンを用いて回転させるステップと、タイミングベルトを使用するステップ、その他である。いくつかの例示的実施例では、この同期が、望ましい方向及び/又は予め計算した方向からカードボードの方向へのずれを検出する及び/又は測定するステップ、望ましい及び/又は予め計算した速度からカードボードの速度のずれを検出及び/又は測定するステップ、などを具える。この検出は、カードボードのパラメータ(例えば、エッジ)、及び/又は例えば、カードボードの上の画像及び/又はマークの方向による。このように、同期機構は、一またはそれ以上のカードボード搬送機の回転及び/又は速度、及び/又は、カードボード操作システム、その他に沿ったその他のモジュールの速度を変更する。
カードボードの方向及び/又は速度の検出及び/又は測定は、様々な方法で実装することができる。例示的な方法は、カードボードの長さを取得するステップと、カードボードの配置される経路に沿った一またはそれ以上の検出器及び/又はセンサからの入力を取得するステップと、カードボード操作システムの寸法の入力を用いて計算を行うステップとを具える。カードボードの長さに関する入力は、オペレータの入力及び/又はカードボード操作システムによって測定した入力でもよい。カードボードの長さを測定する例示的方法及びシステムは、カードボードのリーディング端がセンサを通過する時を検出し、カードボードの他方のエッジ(トレール端)がセンサを通過する時を検出し、カードボードの速度を受信して、カードボードの長さを計算する。より詳しい情報は、図3及び/又は図8を参照して述べる。
例示的カードボード操作システムは更に、一またはそれ以上のカードボード固定相対位置コンベヤを具えていてもよい。例示的なカードボード固定相対位置コンベヤは、カードボード操作システムの一またはそれ以上のモジュールを通ってカードボードを搬送する一方で、カードボードを、例えば、カードボード操作システムの直交方向及び/又は主方向に対する固定位置に搬送する。カードボード固定相対位置コンベヤは、例えば、カードボード整列機構の終端近傍で開始する。
カードボード固定相対位置コンベヤの例示的実施例は、例えば、サイドグリッパである。例示的なサイドグリッパは、カードボードの一方の側部をグリップし、有利なことに、カードボード固定相対位置コンベヤを各カードボードの幅に調整する必要なく、カードボードの幅が異なっていてもよい。いくつかのサイドグリッパは、例えば、自己適応型グリップスペースを有する。有利なことに、カードボードの幅が異なっていても、各カードボードの幅にカードボード固定相対位置コンベヤを調整する必要がない。サイドグリッパは、カードボード操作システムの一またはそれ以上のモジュールを通ってカードボードを搬送できる。このように、サイドグリッパは、前処理を行う前、前処理を行う間、及び前処理を行った後に、カードボードを搬送できる。
自己適応型グリップスペースを有するサイドグリッパの例示的実施例は、例えば、上側ベルトと下側ベルトの、二本のベルトを具えている。このベルトの一方は、固定高さであり、他方のベルトは、動的高さを有する。動的高さを有するベルトの例示的実施例は、例えば、動的高さベルトに連結したスプリング負荷を具える。このスプリング負荷は、動的高さベルトを他方のベルトの方向に押し、厚さの異なるカードボードを二本のベルトの間に自動的に固定することができる。動的高さベルトの別の例示的実施例は、空気ばねシリンダ;及び/又は空気圧、及び/又は流体圧、その他を具える。別の実施例では、両方のベルトが動的高さを有する。サイドグリッパベルト間の負荷は、例えば、材料特性及び/又はカードボードの特性によって変わる。更に、いくつかの例示的実施例では、この負荷は、様々な製品パラメータによっても変わる。このパラメータは、限定するものではないが、速度及び/又はダイのパターン、その他である。
いくつかの例示的実施例では、スプリング負荷が引き止められており、カードボードがサイドグリッパに入るまで二本のベルトの間に広いギャップを作っており、次いでスプリング負荷が開放されて、二本のベルトの間に所望の圧力と適合したギャップができる。別の例示的実施例では、スプリング負荷が十分にしなやかであり、カードボードのサイドグリッパへの入りがベルトを互いに、スプリング負荷と逆に、ベルト間のギャップがカードボードの幅に合致する位置まで、更に押す。その他の実施例は、スプリング負荷と異なる機構を具える。ほかの例示的実施例は、ローラ及び/又はチェーンシステムなどを具える。更なる情報は、図4a−cを参照して述べる。
いくつかの例示的カードボード固定相対位置コンベヤは、横幅制限ガードを具える。例示的な横幅制限ガードは、カードボードが所望の位置から予め決めた端部を超えて横方向へ移動しないようにガードしている。例示的な予め決めた制限は、数ミリメータである(例えば、5−15mm)。横幅制限ガードの例示的な実施例は、上述した二本のベルトの使用時に、その交差方向に沿って階段形状を有するベルトを使用することによる。階段形状の長さは、例えば、予め決めた制限の長さとほぼ同様であってもよい。別の実施例は、ベルトに沿ったバーなどを使用している。
横幅制限ガードの例示的実施例は、更に、摩耗と***効果の防止に使用することができる。カードボードは、カードボード端部近くでサイドグリッパによって挟まれるが、全くカードボードの端部そのものではない。したがって、鋭いカードボード端がフリーになる。更なる情報は、図4a−cを参照して述べる。
カードボード固定相対位置コンベヤは、サイドグリッパに限定するものではなく、カードボード操作システムの一またはそれ以上のモジュール間に同期機構を有していてもよい。この同期は、例えば、関連するモジュールの条件によって、カードボード固定相対位置コンベヤの速度及び/又は位置を適応させることができる。例示的同期機構は、検出器、フィードバック、コントローラ、その他を具える。更なる情報は、図8a−cを参照して述べる。
カードボード操作システムの例示的実施例は更に、下方レーザーライザを具える。例示的下方レーザーライザは、少なくとも一軸で固定位置にカードボードを安定化させて、レーザビームをカードボードに作用させる。例示的下方レーザーライザは、カードボードの上に焦げ跡(例えば、煙及び/又はレーザビームの反射による)が付くのを防止できる。更に、例示的な下方レーザライザは、カードボードの下の基体及び/又は領域をレーザビームの熱から保護する。例示的な下方レーザーライザは、カードボードを搬送することもできる。
下方レーザーライザの例示的実施例は、互いにほぼ平行な複数の突出要素を具える。複数の突出要素は、ベースから突出している。例示的な突出要素は、例えば、針状の形状を有する。例示的なベースは、ポリマベース材料、金属ベース材料、プラスチックメッシュベース材料、セラミック、等である。カードボードは突出要素上のほぼ水平な位置に配置できる。その他の下方レーザライザの例示的実施例は、鎖、ロープなどである。
連結及び安定機構を用いて、カードボードを突出要素の先端に取り付け安定させる。例示的な連結及び安定機構は、ベース内の複数のギャップ(開口)を具え、吸引機構を使用することができる。このギャップは、例えば、ホールであってもよい。別の実施例では、ベースが間にギャップを有する複数のストラップなどである。吸引機構は、限定するものではないが例えば、真空生成器である。吸引機構は、カードボードを突出要素の先端に連結させ安定させる。カードボードを基板及び/又は突出要素の先端に連結し安定させるその他の例示的実施例は、例えば、カードボードの上方及びカードボード表面に直交する方向からエアを吹き付けている。その他の例示的実施例は、上記の組み合わせ、その他である。
真空は、カードボード、ブランク、及び/又はその他の切り欠き部分(例えば、カードボードの)を下方レーザーライザの所望の位置に連結することができる。このことは、カードボードに前処理がなされており、その一部が切り欠いてある及び/又はクリーズされている場合に有益であり、したがって、例えば、サイドグリッパからフリーにすることができる。真空は、また、レーザービームでカードボードを処理した時に生じる煙を吸引し、前処理を行ったカードボードの、例えば焼け跡を有効に防止できる。
吸引機構のいくつかの例示的実施例は、更に、動的形状シャッターを具えていてもよい。動的形状シャッターの例示的実施例は、ブラケットとして互いにリンクしており、ピボットの周りを包んでいる複数のシャフトを具える。ピボットが回転すると、広がる及び/又はシャフトのブランケットに接触する(回転の方向による)。動的形状シャッターは、例えば、吸引機構と開口(ギャップ)を有するベースの間に配置されている。例示的な動的形状シャッターは、ベースの開口(ギャップ)のいくつかを、例えば、カードボードの幅に応じて覆っている。代替的に、吸引領域をカードボードのサイズに適用することで、煙の吸引に適正な空気流、並びに、カードボードの適正なグリップ、及び/又は、例えば、前処理を行ったカードボードの廃棄部分を作ることができる。いくつかの例示的な実施例では、複数の動的形状シャッターが設けられている。複数の動的形状シャッターの形状は、互いにほぼ平行に配置されている。その他の実施例では、複数の動的形状シャッターを、互いにほぼ直交するように配置する、などしている。
下方レーザーライザがカードボードの搬送機としても作動する例示的実施例では、下方レーザーライザのベースがベルトであるか、及び/又は、例えばベルトに連結されている。例えば、下方レーザーライザとカードボード取扱システムの一またはそれ以上のモジュールとの間で、同期をとることができる。例えば、サイドグリッパと、下方レーザーライザとの間で同期をとることができる。
同期は、例えば、タイミングベルトを使用して取ることができる。サイドグリッパシステムと下方レーザーライザベルトは、歯間に同じタイミングベルトピッチを有しており、例えば、両方を同じシャフトで駆動することができる。両方とも、同じプーリ寸法にする、などとしてもよい。有利なことに、下方レーザーライザとサイドグリッパシステムは両方とも機械的に同期して、同じシステム剛性と、生産状況に対して同じ応答パフォーマンスを有していてもよい。タイミングベルトの歯間の例示的ピッチは、約数ミリ(例えば、10mm)とすることができる。有利なことに、タイミングベルトは、突出要素から生じるカードボードの切り傷と、移動を防止することができる。いくつかの例示的実施例では、一またはそれ以上の下方レーザーライザが互いに平行に配置されている。別の例示的実施例では、下方レーザーライザがリンクしたホイールのブランク部分にある。いくつかの例示的実施例では、下方レーザーライザと、カードボード取扱システムの別のモジュールとの間で、コントローラを介して、及び/又は検出器センサのフィードバックを介して同期を取り、各モジュールは個別に直接駆動を行うなどしている。
例示的実施例では、突出素子の高さを、レーザービームの焦点が下方レーザーライザのベースに当たらないように設計して、レーザービームの最大熱からベースを保護している。突出素子の上端は、小表面を有するように設計されており、レーザービームが突出素子に当たったとしても小領域にあたるのみとなるようにしている。突出素子の長さ(高さ)は、レーザービームが突出素子にあたった場合に、その熱がベースに達する前に突出素子の長さに沿って冷却するように設計してもよい。
突出素子の長さは、カードボードとベースの間のギャップに空気流ができるように設計して、空気の速度を徐々に早くして、ベルヌーイ効果が生じるようにすることもできる。この空気流は更に、突出要素を冷却する。更に、いくつかの例示的実施例では、突出要素の材料が耐熱性であってもよい。突出素子の形状は、断面がダイヤモンド形であってもよく、例えば、中央部に対して上端とベース端がより狭くてもよい。
いくつかの例示的実施例では、突出素子の材料が、光が反射しないものである。その他の例示的実施例では、突出素子の一部が抗反射コーティング材で被覆されている。下方レーザーライザとのベース材料は、抗反射コーティング材で被覆されている、及び/又は、光吸収特性を具える。いくつかの例示的実施例では、突出素子の上側表面が、摩擦に影響するコーティング材で被覆されている。より詳しい情報は、図5を参照して説明する。
カードボード操作システムは、例えば、支持スタッカを更に具えていてもよい。例示的な支持スタッカは、前処理をしたカードボードを搬送しつつ、例えば、前処理をしたカードボードのスタック全体にわたってカードボードをほぼ平坦な状態に保つことができる。この支持スタッカは、前処理をしたカードボードに必要な最終位置で、前処理をしたカードボードを開放する。支持スタッカの例示的実施例は、前処理をしたカードボードを、前処理をしたカードボードの上端面から掴むことができる動的サイズホルダを具える。
いくつかの例示的実施例では、動的サイズホルダは、前処理をしたカードボードをそのリーディング端から他端(トレール端)までつかむことができる。その他の例示的実施例では、動的サイズホルダは、前処理をしたカードボードの上端のみをつかむ。動的サイズホルダは、前処理をしたカードボードを、前処理をしたカードボードのスタックの上に移動させて、それを前処理をしたカードボードの最終位置に放出できる。この放出は、徐々にあるいは一回のストロークで行われる。
支持スタッカの例示的実施例は、真空を発生する調整真空チャンバを具える。例示的調整真空チャンバは、カードボードの長さ及び/又は幅に従って調整する。カードボードの長さは測定し、及び/又は検出し、及び/又は計算し、及び/又はユーザによってカードボード操作システム及び/又は支持スタッカ自体に挿入する。
調整真空チャンバの例示的実施例は、更に、例えば、複数の開口とピストン機構を具えていてもよい。例示的実施例では、ピストン機構は、調整真空チャンバ内を移動して、調整真空チャンバに沿って必要な面積の開口を開く移動シリンダを具える。開口の必要な面積は、例えば、前処理をしたカードボードの長さによって異なる。
ピストンの移動は、例えば、機械の稼働方向とほぼ同じ方向に行われる。いくつかの例示的実施例では、調整真空チャンバに沿った開口の面積を直交する方向において調製することができる。その他の実施例では、これらの組み合わせが実装されている。いくつかの例示的実施例では、動的形状シャッタを用いて、調整真空チャンバに沿って必要な面積の開口を開くようにしている。さらに別の実施例では、上記の組み合わせを用いている。
いくつかの実施例では、支持スタッカが更に、例えば真空ベルトを具える。真空ベルトは、複数の開口を有するベルトであり、前処理をしたカードボードを、解放した開口に沿って、調整真空チャンバ沿いに先導することができる。支持スタッカのその他の例示的実施例では、機械的なグリッパで前処理をしたカードボードの、リーディング端などをつかむことができる。
支持スタッカは、カードボード操作システムの一またはそれ以上のモジュールと同期させることができる。同期の例示的一実施例は、例えば、真空ベルトとサイドグリッパに関連させたタイミングベルトによる。その他の例示的同期機構は、一またはそれ以上のサーボドライバと電気的同期を適用することによる。更なる情報は、図6を参照して説明する。
いくつかの例示的実施例では、前処理をしたカードボードをその最終位置で放出するようにしている。この放出は、様々な方法で行うことができる。例示的方法は:真空を止めることによる;カードボードのリーディング端における真空ベルトのホール(開口)が、真空領域を制限するピストン機構を制限する;などである。いくつかの例示的実施例では、ピストン機構をカードボードのサイズに応じて調整することができる。このような実施例では、長さが短いカードボードが、長いカードボードより早く放出される。したがって、例えば、カードボードのトレーリング端が、寸法の異なるカードボード用のスタックで同じ位置にある。更なる情報は、図6を参照して説明する。
例示的カードボード操作システムは、更に、一またはそれ以上のクリージングダイを具える。例示的なクリージングダイは、フラットダであり、その他の例示的なクリージングダイは、ドラムに実装したダイ、その他である。カードボード操作システムの一部であるクリージングダイの例示的実施例は、表面接着ルール技術(SART:surface-adhesive-rule technology)ダイである。表面接着ルール技術(SART)及び表面接着ルール(SAR)フレキシブル材料に関する更なる情報は、関連米国出願、第13/108,312号「Flexible material for surface adhesive rule」;米国非暫定出願、13/108,389号「Method and system for surface adhesive rule technology」;米国特許出願、第13/108,450号「Method and system for creating co-layer surface adhesive rule」;米国特許出願、第13/108,526号「Method and system for creating surface adhesive rule counter die」; 及び、PCT/IL2011/000389号「Method and system for surface adhesive rule technology」に見ることができる。上述の出願は、本明細書に引用により全体が組み込まれている。
カードボード操作システムの例示的実施例は更に、一またはそれ以上の同期機構を具えている。同期機構のいくつかの例示的実施例は、複数の同期モジュールを具える。各同期モジュールは、例えば、カードボード操作システムの二またはそれ以上のモジュールを同期させる。同期機構は、更に、一またはそれ以上のコントローラを具える。例示的コントローラは、異なるソースから情報を得て、同期モジュールを同期させる。情報の例示的ソースは、エンコーダ、デコーダ、センサ、等である。その他の例示的実施例では、一またはそれ以上の同期モジュールが、一またはそれ以上のその他の同期モジュールを同期させる。この同期は、異なるソースからの入力に応じてなされる。このようなソースは、限定するものではないが、エンコーダ、デコーダ、センサ、等である。更に別の例示的実施例は、上記の組み合わせ等である。
同期モジュールのいくつかの例示的実施例は、タイミングベルトと、同じピッチの歯をもつベルトと、同じシャフトで駆動するベルトと、同じエンジンで駆動するモジュールと、一またはそれ以上の同期モジュール及び/又はコントローラによってソフトウエア又はハードウエアで駆動するモジュール、などを具える。いくつかの例示的実施例は、一またはそれ以上のモジュールが機械的に独立して駆動され、電気的コントローラによって同期するサーボモータを適用してもよい。その他の例示的実施例は、これらの組み合わせである。
同期は、様々なパラメータに基づいている。例示的パラメータは、限定するものではないが、時間、カードボードの位置、カードボードの速度、クリージングダイの位置、センサなどのソースからの入力、及びこれらの組み合わせである。同期は、カードボード操作システムの一またはそれ以上のモジュールの動作の開始及び/又は停止、カードボード操作システムの一またはそれ以上のモジュールの方向変更、カードボード操作システムの一またはそれ以上のモジュールの動作の加速又は減速を含む。
同期は更に、様々な表示の信号化を含む。このような表示は、限定するものではないが、検出した異常、入力リクエスト、その他である。信号化は、音、光、ディスプレイ上の情報、その他である。
同期機構の例示的実施例は、異なる入力に従って様々な予測方法を実装している。例示的予測方法は、カードボードの長さ、モジュール間の距離、サイドグリッパの速度、様々なセンサ及び/又は検出器からのフィードバック、その他による計算に基づく推測を含む。同期機構の例示的実施例は、更に、バッファなどのいくつかの同期モジュールを使用することができる。更なる情報は、図8a−cを参照して説明する。
定義がなされていない限り、ここで用いられているすべての技術的及び/又は科学的用語は、本開示が関連する当業者に共通に理解されているものと同じ意味を持つ。用語の定義又は意味に食い違いがある場合、この明細書に記載されている定義が優先する。更に、明細書に提示されている材料、方法、及び例示は、説明のためのものであり、限定を意図するものではない。
明細書中の「一の実施例」又は「実施例」の引用は、その実施例に関連して述べた特徴、構造、又は特性が、本開示の少なくとも一の実施例に含まれることを意味し、「一の実施例」又は「実施例」の複数の引用は、同じ実施例又はすべての実施例を必ずしも引用していると解するべきではない。
本開示の実施例の方法及び/又はシステムの実装には、手動で、自動で、あるいはその組み合わせで選択したタスクを実行するあるいは完成させることが含まれる。更に、本開示の方法及び/又はシステムの実施例の実際の器具及び装備に応じて、選択されたタスクはハードウエア、ソフトウエア、又はファームウエア、又はこれらの組み合わせ、及び、オペレーティングシステムを使用して又は使用せずに、実装することができる。ソフトウエアは、読取/書込みハードディスク、CDROM、フラッシュメモリ、ROM等のコンピュータで読み取り可能な媒体に具現化することができる。あるタスクを実行するために、ソフトウエアプログラムをロードする、あるいは必要に応じて適宜のプロセッサでアクセスすることができる。
本開示のこれらの及びその他の態様は、添付の図面及び詳細な説明から明らかになる。上述の概要は、各潜在的な実施例又は本開示の各態様を要約するためのものではなく、その他の特徴及び本開示の利点が、添付図面と特許請求の範囲と共に、以下の実施例の詳細な説明を読んだときに、明らかになる。
更に、本発明の概念を当業者に説明するために、特定の実施例を詳細に説明するが、これらの実施例は様々な変形及び変更が可能である。したがって、図面と詳細な説明は、いかなる態様においても本発明の概念を限定するものではない。
いくつかの図を通して同じ数字及び/又はラベルが同じ要素を表している図を参照して、本開示の例示的実施例を説明する。簡単にするために、同じグループのいくつかの要素は、数字でラベル化されている。図面の目的は、例示的実施例を説明することであり、製造目的の図面ではない。したがって、図面に示す特徴は説明の目的だけのためであり、必ずしもスケール通り記載しておらず、簡単にするため及び表示の明確化のためにのみ選択されている。
図1aは、例示的表面接着ルールダイ100の関連要素伴うブロック図の簡略化した部分を示す。例示的表面接着ルールダイ100は、例示的カードボード操作システムの一部である。例示的表面接着ルールダイ100は、ルールダイ110と、カウンタダイ112を具えている。ルールダイ110は、複数のルール114を具えている。例示的なルール114は、カッティングルール、クリージングルール、エンボスルール、これらの組み合わせ、その他である。カウンタダイ112は、ブランク表面を具え、弾性剤を具え、及び/又はその外周に沿ってトレンチ116を具えていてもよい。ルールダイ110とカウンタダイ112は、各々、中央ピボット120と124を中心に、それぞれ回転122、128する。
カードボード130は、ルールダイ110とカウンタダイ112の間のギャップに挿入する。カードボードは、次いで、ルールダイ110とカウンタダイ112によって前処理がなされる。前処理には、クリージング、カッティング、エンボス、穴開け、これらの組み合わせ、その他がある。同期機構は、ダイ(ルールダイ110及び/又はカウンタダイ112)と、カードボード操作システムの一またはそれ以上のその他のモジュールの間に実装することができる。このようなモジュールは、限定するものではないが、同期したカードボード、転送器、レーザ、その他である。同期は、複数のクリーズ及び/又はカット及び/又はエンボスを、ダイ(ルールダイ110及び/又はカウンタダイ112)によって、カードボード130に沿った計画された領域中に実装するのを容易にすることができる。
その他の例示的実施例では、スチール製ルールダイとカウンタダイを使用することができる。表面接着ルール技術(SART)及び表面接着ルール(SAR)フレキシブル材料に関する更なる情報は、関連米国出願、第13/108,312号「Flexible material for surface adhesive rule」;米国非暫定出願、第13/108,389号「Method and system for surface adhesive rule technology」;米国特許出願、第13/108,450号「Method and system for creating co-layer surface adhesive rule」;米国特許出願、第13/108,526号「Method and system for creating surface adhesive rule counter die」;及び、PCT/IL2011/000389号「Method and system for surface adhesive rule technology」に見ることができる。上述の出願は、本明細書に引用により全体が組み込まれている。
図1bは、例示的カードボード130の関連要素を伴う簡略化した図を示す。明細書、図面、請求の範囲を通じて、稼働方向において、カードボード操作システムに最初に入るカードボードのエッジは、リーディング端132と呼ばれ、反対側のエッジはトレイリング端134と呼ばれ、カードボードのサイドエッジ136は、サイドエッジと呼ばれる。
図2は、例示的カードボード操作システム200の関連要素を有するブロック図の簡略化した部分を示す。カードボード操作システム200の例示的実施例は:カードボード入力モジュール210と、一またはそれ以上のカードボード固定相対位置コンベヤ212と、一またはそれ以上のダイルール及びカウンタダイ214と、一またはそれ以上のレーザ処理モジュール218と、一またはそれ以上の支持スタッカ220と、を具える。カードボード操作システム200は、更に、一またはそれ以上の同期機構及び/又はコントローラ230を具えていてもよい。カードボード操作システム200のその他の例示的実施例は、上述のモジュールすべてを具えていなくともよく、及び/又は、より多くの同じモジュール及び/又はより多くの異なるモジュールを具えていてもよい。更に、カードボード操作システム200のその他の例示的実施例では、上述のモジュールを異なる順番で具えていてもよい。
カードボード入力モジュール210の例示的実施例は、カードボードフィーダ206と、カードボード整列器208、及び一またはそれ以上のカードボード転送機(図示せず)を具える。フィーダ206は、整列システムと一列になって、カードボード操作システム200の稼働方向に従って配置されている。フィーダ206は、カードボードをつかみ、カードボード整列器208に送る。カードボード整列器208は、カードボードを所望の方向と位置(例えば、機械の稼働方向)に整列させる。いくつかの例示的実施例では、カードボード整列器208は、カードボード操作システム200の次のモジュールに向けてカードボードを搬送する。例示的カードボード整列器は、カードボードをカードボード操作システムの次のモジュールに搬送しながら、所望の位置にカードボードを整列させる。有利なことに、整列しながら、システムがその流れを続けることができる。その他の実施例では、整列は、例えば、システムのスループットを止めた状態で行うことができる。
一またはそれ以上のカードボード固定相対位置コンベヤ212は、カードボードをつかんだ固定相対位置において、カードボード操作システム200の一またはそれ以上のモジュールの方向に、及び/又は、これを通ってカードボードをリードする。したがって、カードボード固定相対位置コンベヤ212は、例えば、前処理を行う前にカードボードを搬送する、前処理を行いながら搬送する、及び、前処理を行った後に搬送することができる。例示的カードボード固定相対位置コンベヤ212は、例えば、サイドグリッパであってもよい。いくつかの例示的実施例では、カードボード固定相対位置コンベヤ212は、カードボード操作システム200の全モジュールを通ってカードボードを搬送することができる。その他の例示的実施例では、カードボード固定相対位置コンベヤ212は、カードボードを、カードボード固定相対位置コンベヤ212の一部を通って搬送できる。カードボード固定相対位置コンベヤ212は、カードボード操作システム200の一またはそれ以上のモジュールに同期させてもよい。
カードボードは、一またはそれ以上のダイルールとカウンタダイ214を通過して、前処理を行う。カードボード固定相対位置コンベヤ212は一またはそれ以上のダイルールとカウンタダイ214と同期させてもよい。ダイルールは、クリージングルール、カッティングルール、穴あけルール、エンボスルール、これらの組み合わせ、その他である。同期は、ダイが互いに対して及びカードボードに対して所望の位置に配置されることを補償する。所望の位置に配置されなかった場合は、ダイが正しい位置に配置されるまで回転して、カードボード固定相対位置コンベヤ212のみが、ダイルール及びカウンタダイ214に向けて及び/又はこれを通ってカードボードを搬送し、前処理を行う。
カードボード固定相対位置コンベヤ212は、一またはそれ以上のレーザ処理モジュール218に向けて及び/又はこれを通ってカードボードを搬送する。レーザ処理モジュール218の例示的実施例は、レーザ216と、下方レーザーライザ217と、一またはそれ以上のカードボード搬送機(図示せず)を具える。レーザビーム216は、例えば、予め規定されたパターンでカードボードをカットする。下方レーザーライザ217は、カードボードを固定位置に安定させて、カードボード上にレーザ216を作動させる。
いくつかの例示的実施例では、下方レーザーライザ217が、カードボードのコンベヤとしても作用する。下方レーザーライザのベースは、例えば、ベルトである、及び/又は、ベルトに連結されていてもよい。例えば、下方レーザーライザ217とカードボード操作システムの一またはそれ以上のモジュール間で、同期がとられている。例えば、カードボード固定相対位置コンベヤ212と下方レーザーライザ217との間で同期をとるようにしてもよい。
例えば、タイミングベルトを使って同期をとってもよい。カードボード固定相対位置コンベヤ212と下方レーザーライザ217の、歯間のタイミングベルトピッチは同じであってもよく、例えば、両方とも同じシャフトで駆動するようにしてもよい。これらは、プーリ寸法等が同じであってもよい。タイミングベルトの例示的な歯間ピッチは、約数ミリメートル(例えば、10mm)である。
カードボード固定相対位置コンベヤ212は、一またはそれ以上の支持スタッカ220に向けて及び/又はこれを通ってカードボードを搬送する。例示的な支持スタッカ220は、前処理をしたカードボードを搬送し、一方で、前処理をしたカードボードのスタックの上の、例えば、ほぼ平坦な位置にカードボードを支持している。支持スタッカは、前処理をしたカードボードの所望の最終位置に前処理をしたカードボードを開放する。支持スタッカ220の例示的な実施例は、動的サイズホルダを具えており、これが、前処理をしたカードボードの上側面領域から、前処理をしたカードボードをグリップすることができる。
いくつかの例示的実施例において、支持スタッカ220は、その前のモジュールに整列している。例示的実施例では、カードボード固定相対位置コンベヤ212が、支持スタッカ220を介してカードボードをリードすることができる。その他の実施例では、カードボード固定相対位置コンベヤ212は、支持スタッカ220に向けてカードボードをリードするのみである。カードボード固定相対位置コンベヤ212と、支持スタッカ220は、同期してもよい。
いくつかの実施例では、モジュール間の同期が機械的な同期である。その他の実施例では、同期が電気回路によるものであってもよい。更なるその他の実施例では、これらの組み合わせである。一の例示的実施例では、コントローラ230が様々な検出器及び/又はセンサ及び/又はユーザの入力から情報を取得する。したがって、コントローラ230は、一またはそれ以上のモジュールにコマンドを送って同期させる。
図3aに、例示的なカードボード整列器310の関連要素を単純化したブロック図を示す。例示的カードボード整列器310は、カードボードを、カードボード操作システムに対して所望の位置に整列させる。いくつかの実施例では、一またはそれ以上のカードボード整列器310が、カードボード操作システムに沿って異なる位置に配置されている。例示的実施例では、カードボード整列器310が、カードボード操作システム200の開始位置近傍に配置されている。
カードボード整列器310は、カードボードを機械の稼働方向とほぼ同じ方向に整列させる。例示的実施例では、カードボード整列器310は、カードボードが機械の稼働方向と同じ方向に整列するまで、機械の稼働方向に対して対角線方向にカードボードを整列させる。カードボード整列器310は、カードボードを整列させながら、カードボードをカードボード操作システムの次のモジュールへ搬送する。例示的カードボード整列器は、カードボードをカードボード操作システムの次のモジュールへ搬送しながら、所望の位置に整列させる。有利なことに、システムは整列が生じる間にその流れを続けることができる。その他の実施例では、例えば、システムのスループットを停めている間に整列が行われる。
カードボード整列器310は、一またはそれ以上の整列バー308と、一またはそれ以上の整列コンベヤ312を具える。例示的な整列バー308は、機械の稼働方向にほぼ平行に配置されている。例示的な整列バー308は、機械の稼働方向にほぼ平行なレール及び/又はサイドレールを具えていてもよい。例示的な整列コンベヤ312は、ベルトを具える。このベルトは、矩形であり、機械の稼働方向に対して対角線方向に配置される。
コンベヤベルト312は、例えば、穴あきベルトとその下の真空機構(図示せず)との組み合わせである。真空は、例えば、カードボードを穴あきベルト312につなぎ、穴あきベルト312は、機械の稼働方向に対して対角線方向に、整列バーと稼働方向に向けて移動し、カードボードは整列バー308に沿って整列する。真空のレベルは、整列中及び/又は整列前に調整することができ、真空レベルはベルトに沿って異なる。したがって、連結力はベルトに沿って異なる。
カードボード整列器310の例示的実施例は、複数の同期したカードボード転送器に関連している。同期したカードボード転送器は、複数のカードボード転送器320を具える。カードボード転送器320の例示的実施例は、一またはそれ以上のカードボードリーディング機構と一またはそれ以上の転送器を具える。カードボードリーディング機構の例示的実施例は、一またはそれ以上のピンチローラ318を具える。転送器の例示的実施例は、一またはそれ以上のニップローラ314を具える。一またはそれ以上のピンチローラ318は、調整可能な桁316を具える。調節可能な桁316の高さと配置は、例えば、調整することができる。
ニップローラ314は、例えば、回転可能なシリンダであってもよい。ニップローラ314は、例えば、中心軸315を中心に回転する。ピンチローラ318は、例えば、回転可能なディスクであってもよい。カードボードは、ニップローラ314の上であって、ピンチローラ318の下に配置される。カードボードは、例えば、調整可能な桁316と共にピンチローラ318によってかけられた圧力で、ニップローラに連結される。従って、ニップローラ314が中心の周りを回転すると、調整可能な桁316によってかけられた圧力と共に、カードボードの上でピンチローラ318もその中心を自動的に回転し、カードボードはピンチローラ318とニップローラ314を通って、ニップローラ314の回転方向とほぼ同じ方向に移動する。
更に、ニップローラ314に対するピンチローラ318の配置が、例えば、ニップローラ314によって搬送されるカードボードの動きが横にそれる。カードボードの動きの例示的な転換は、例えば整列バー308の方向である。いくつかの例示的な実施例では、カードボード転送器320は、カードボード整列機構310の一部である。
例示的なカードボード転送器320は、カードボードを取得して、それをカードボード整列器310の方向へ移送する。カードボードが整列した後、例えば、別のカードボード転送器320がカードボードを取得して、それをカードボード操作システムの次のモジュールへ移送する。カードボード転送器320の例示的実施例は、同期して所定の時間及び/又は領域でカードボードを取得し、それを更に移送し、これを繰り返す。同期は、様々な方法で行うことができる。例示的な方法は、コントローラの使用、一またはそれ以上の検出器の使用、一またはそれ以上のフィードバック機構の使用、これらの組み合わせなどである。
いくつかの例示的実施例では、カードボード整列器310の後、別のカードボード転送器320を使用する。カードボード整列器310の後のカードボード転送器320は、更に、例えば、ニップローラの配列を用いて、カードボードを更に整列させる。一以上の機構によるカードボードの方向を順次整列させる手順は、整列の精度を上げる。
カードボード転送器320は、カードボード操作システムと同期していてもよい。いくつかの例示的実施例では、この同期は、コントローラと、カードボードの経路に沿って配置した、センサ、及び/又は検出器、及び/又は測定デバイスの一またはそれ以上によって実装される。例示的コントローラは、例えば、一またはそれ以上のサーボドライバを具えていてもよい。同期は、異なるモジュール間で行われる。例示的モジュールは、二またはそれ以上のカードボード転送器320間、少なくとも一のカードボード転送器320とカードボード操作システムの一またはそれ以上のモジュールの間、これらの組み合わせ、その他である。
カードボード操作システムに沿った一またはそれ以上のカードボード転送器320間の同期は、様々な方法で実装できる。例示的方法は、システムに沿って異なる領域に配置した二またはそれ以上のニップローラ314の回転に同じエンジンを使用する、タイミングベルトを使用する、その他である。いくつかの例示的実施例では、同期が、所望の及び/又は予め計算した方向からのカードボードの方向のずれを検出する及び/又は測定するステップ、所望の及び/又は予め計算した速度からのカードボードの速度のずれを検出する及び/又は測定するステップ、その他を具える。このように、同期機構は、一またはそれ以上のカードボード転送器320の回転及び/又は速度、及び/又は、カードボード操作システムに沿ったその他のモジュールの速度、その他を変更することができる。
カードボードの方向及び/又は速度のずれの検出及び/又は測定は、様々な方法で実装することができる。例示的な方法は、カードボードの長さを取得する、カードボードの配置における経路に沿った一またはそれ以上の検出器及び/又はセンサからの入力を取得する、カードボード操作システムの寸法の入力を取得して、計算する、ことである。カードボードの長さに関する入力は、オペレータの入力であってもよく、及び/又はカードボード操作システムによって測定した入力であってもよい。カードボードの長さを測定する例示的方法及びシステムは、カードボードのリーディング端が、カードボードの他端(トレーリング端)がセンサを通過する時を検出するセンサを通過した時を検出し、カードボードの速度に関する入力を受け取って、カードボードの長さを計算することによる。
図3bは、例示的カードボード整列器3100の関連要素を伴う単純化したブロック図である。例示的カードボード整列器3100は、図3aに示すカードボード整列器310と同様であるが、側部整列機構を更に具えている。側部整列機構(図示せず)は、例えば、矢印3300で示す横方向あるいは、矢印3300で示す方向と反対方向にカードボード整列器3100の幅を大きくする又は小さくする。増加モードでは、カードボード整列器のサイズは例えば、3100に増える。これは、例えば、幅の異なるカードボードプロジェクトに使用できる。いくつかの例示的実施例では、ベルト3120の角度も、プロジェクトに応じて変えることができる。
図4aは、カードボード固定相対位置コンベヤ400aの例示的実施例の関連要素を伴う単純化したブロック図を示す。例示的カードボード固定相対位置コンベヤ400aは、カードボード操作システムの一またはそれ以上のモジュールを通ってカードボードを搬送する一方、例えば、カードボード操作システムの横及び/又は主方向に対する固定位置にカードボードを搬送する。
カードボード固定相対位置コンベヤ400aの例示的実施例は、例えば、サイドグリッパである。サイドグリッパの例示は、カードボードの一方の側部をグリップし、カードボードの幅が異なっていても、各カードボードの幅にカードボード固定相対位置コンベヤ400aを調整する必要がない点で有利である。いくつかのサイドグリッパは、例えば、自己適用型グリップスペース418を有している。有利なことに、カードボードの厚さが異なる場合でも、各カードボードの幅にカードボード相対位置コンベヤ400aを調整する必要がない。
自己適用型グリップスペース418を有するサイドグリッパの例示的実施例は、例えば、上側ベルト412aと下側ベルト412b二本のベルトを具える。カードボードは、ギャップ418の上側ベルトと下側ベルトの間に配置できる。これらのベルトは、矢印480で示す方向と同じ及び/又は反対の方向に移動し、これらのベルトに沿ってカードボードを搬送する。一の例示的実施例では、上側ベルト412aは高さが固定であり、下側ベルト412bは動的高さを有する。動的高さベルトの例示的実施例は、例えば、動的高さベルト(この例示的実施例では、下側ベルト412b)に連結された一またはそれ以上のスプリング負荷416を具える。スプリング負荷416は、下側ベルト412bを上側ベルト412aに押し付け、厚さの異なるカードボードが二本のベルト412a、412bの間に自動的に固定される。
動的高さベルトのその他の例示的実施例は、空気ばねシリンダ、及び/又は空気圧、及び/又は流体圧、その他を具える。その他の実施例では、両ベルトが動的高さ、その他を有している。サイドグリッパベルト間の負荷は、例えば、様々な材料特性及び/又はカードボードの特性によって変わる。更に、いくつかの例示的実施例では、この負荷は、様々な製造パラメータによっても変わる。このようなパラメータは限定するものではないが、速度パターン及び/又はダイパターン、その他である。
いくつかの例示的実施例では、スプリング負荷が抑えられて、カードボードがサイドグリッパ400aに入るまでに二つのベルト412aと412bとの間に広いギャップ418を作り、次いで、このスプリング負荷416が開放されて二本のベルト412aと412bとの間に必要な圧力と適合したギャップを作る。その他の例示的実施例では、スプリング負荷416が十分に柔軟であり、サイドグリッパに入るカードボードがベルト412aと412bを、スプリング負荷416と反対に互いから更に、ベルト412aと412bとの間のギャップ418がカードボードの幅、その他に合致するポイントまで押す。その他の実施例は、スプリング負荷と異なる機構を具えている。その他の例示的実施例は、ローラ及び/又はチェーンシステム、その他を具える。
図4bは、図4aのA−A線に沿った断面図であり、横幅制限ガード400bの例示的実施例の関連要素を伴う単純化したブロック図を示す。例示的横幅制限ガード400bは、カードボードが横方向に所望の位置から所定の制限以上動かないようにしたガード400bである。例示的な所定の制限は、数ミリメートル(例えば、5−15mmである)。
横幅制限ガードの例示的実施例は、上述した二本のベルト(図4aの412a及び412b)を使用する場合に、その横方向に沿って階段形状422a及びbを伴うベルト420a及びbを用いる。階段形状422a及びbの長さは、例えば、上記所定の制限とほぼ同じである。その他の実施例は、ベルトに沿ったバーなどを使用している。横幅制限ガードは、ベルト及び/又はカードボードが切れる及び/又は裂けることがないようにガードしている。
図4cは、横幅制限ガードを有する上側ベルト432と下側ベルト436の例示的実施例の関連要素を伴う単純化したブロック図を示す図であり、予め規定した長さ430をガードしている。
図4bは、横幅制限ガード430を有する上側ベルト432と下側ベルト436の例示的実施例の関連要素を伴う単純化したブロック図を示す図である。横幅制限ガード430は、更に、ストッパ状機構440を具える。
図5は、下方レーザーライザ500の例示的実施例の関連要素を伴う単純化したブロック図を示す。下方レーザーライザ500は、レーザビームがカードボードに作用する間、固定位置にカードボードを安定させる。下方レーザーライザ500は、互いにほぼ平行な複数の突出要素512を具える。この複数の突出要素512は、ベース510から突出している。例示的な突出要素512は、例えば針状形状を有する。例示的ベース510は、ポリマーベース材料、その他であってもよい。カードボードは、例えば、突出要素512の上の水平位置に配置される。
取付け及び安定化機構を用いて、カードボードを突出要素512の上に取り付けて安定させる。例示的な取付け及び安定化機構は、ベース510(図示せず)に複数の開口(ギャップ)を具え、吸引機構を使用している。このような吸引機構は、限定するものではないが、例えば、真空発生器514である。吸引機構は、カードボードを突出要素512の上に取り付けて安定させる。基体及び/又は突出要素512の上にカードボードを取り付けて安定させるその他の例示的実施例は、例えば、カードボードの上からカードボード表面にほぼ直交する方向に空気を当てている。その他の例示的実施例は、上記の組み合わせ、その他である。
いくつかの例示的実施例では、ベースが複数のストラップでできている。このストラップには、ホールが形成されていてもよい。その他の実施例では、ストラップにホールはないが、二またはそれ以上のストラップ間にギャップがあり、有利なことに、下側にカードボードに影響する吸引が行われる。
下方レーザーライザ500がカードボードのコンベヤとしても作用する例示的実施例では、下方レーザーライザのベース510が、例えばベルトであるか、及び/又は、ベルトに連結されている。例えば、下方レーザーライザ500とカードボード操作システムの一またはそれ以上のモジュールとの間を同期させることができる。例えば、サイドグリッパと下方レーザーライザの間で同期を取るようにしてもよい。
例示的実施例では、突出要素512の高さが、レーザビームの焦点が下方レーザーライザ500のベース510に当たらないように設計されており、有利なことに、レーザビームの最大熱からベース510を保護している。突出要素512の上端には小表面があり、レーザビームが突出要素に当たった場合でも、小さい面積に当たるだけになるように設計されている。突出要素512の長さ(高さ)も、レーザビームが突出要素に当たった場合に、ベース510に熱が届く前に、突出要素の長さに沿って熱が下がるように設計されている。更に、いくつかの例示的実施例では、突出要素512の材料が耐熱性である。突出要素512の形状は、ダイヤモンド状断面であり、例えば、その中心部に対して上側端部とベース端部がより狭い。
いくつかの例示的実施例では、突出要素512の材料が、光が反射しないような材料である。その他の例示的実施例では、突出要素の一部が抗反射被覆材で被覆されている。いくつかの例示的実施例では、ベース510の材料が、テキスタイルに編まれたグラスファイバである。このテキスタイルに編まれたグラスファイバは、レーザビームを様々な方向にずらすことができる。更に、テキスタイルに編んだグラスファイバは、レーザビームを様々な方向にずらすことができる。ベース510に使用できるその他の例示的材料は、ナノ構造面、カーボンファイバー材料、その他である。
更なる例示的実施例では、下方レーザーライザのベース510の材料が、抗反射被覆材で被覆されており、及び/又は、光吸収特性を有する。いくつかの例示的実施例では、ベース510及び/又は突出要素512がセラミック粒子で被覆されている。レーザビーム抵抗剤粒子は、カードボードにレーザ光を直接的に反射しないが、より横方向に反射する。有利なことに、例えば、カードボードに当たるレーザビームの焦点をぼかす。更に、セラミック粒子間のスペースが、空気流の可能性を提供する。空気流は、真空発生器514から真空を可能にして、カードボードから煙を離す、などする。いくつかの実施例は、これらの二またはそれ以上の組み合わせである。
図6は、動的サイズホルダ600の例示的実施例の関連要素を伴う単純化したブロック図を示す。例示的な動的サイズホルダ600は、例えば、支持スタッカの一部であってもよい。動的サイズホルダ600は、前処理を行ったカードボード620を移送する一方で、そのカードボードを、例えば、前処理を行ったカードボードのスタックの上にほぼ平坦な状態に支持する。動的サイズホルダ600は、前処理を行ったカードボード620を前処理を行ったカードボードの必要な最終位置で開放する。例示的な動的サイズホルダ600は、前処理を行ったカードボード620の上面から前処理を行ったカードボード620を掴むことができる。
いくつかの例示的実施例では、動的サイズホルダ600が、前処理を行ったカードボード620をそのリーディング端から、他端(トレーリング端)までずっと掴む。その他の例示的実施例では、動的サイズホルダ600は、前処理を行ったカードボードの上端から前処理を行ったカードボード620をリーディング端単独で掴む。動的サイズホルダ600は、前処理を行ったカードボード620を、前処理を行ったカードボードのスタックの上に移送して、前処理を行ったカードボードの最終位置に開放する。この解放は、徐々にあるいは一ストロークで行ってもよい。
動的サイズホルダ600の例示的実施例は、真空を生成する調整した真空チャンバ614を具える。例示的な調整真空チャンバ614は、例えば、カードボード620の長さ及び/又は幅に応じて調整される(618)。カードボード620の長さは、測定、及び/又は検出、及び/又は計算、及び/又はユーザがカードボード操作システムに及び/又は支持スタッカ自体に挿入できる。
調整真空チャンバの例示的実施例は、更に、例えば、複数の開口(図示せず)を伴う真空ベルト610と、ピストン機構を具える。例示的実施例では、ピストン機構は、調整真空チャンバ614内部で移動できる移動シリンダ616を具えており、調整真空チャンバ614と真空ベルト610に沿った開口の必要な領域を空けるようにしてもよい。開口の必要な領域は、例えば、前処理を行ったカードボードの長さ620、及び/又は、必要な位置による。例えば、軸点としての真空ベルト610によって、二またはそれ以上の軸612を使用することができる。
ピストンの動きは、機械の稼働方向とほぼ同じ方向か、例えば、矢印630で示すように逆の方向である。いくつかの例示的実施例では、調整真空チャンバ614に沿った開口の面積が、幅方向において調製できる。その他の実施例では、これらの組み合わせが実装されている。
いくつかの例示的実施例では、前処理を行ったカードボードがその最終位置で開放される。この解放は、様々な方法で行うことができる。例示的な方法は、カードボードのリーディング端における真空ベルト610におけるホール(開口)が、真空領域を制限している移動シリンダ616を通過するときに、真空を止める、などである。いくつかの例示的実施例では、ピストン機構を、カードボード620のサイズに応じて及び/又は予め決めた面積に応じて調整する。
支持スタッカは、カードボード操作システムの一またはそれ以上のモジュールと同期させる。同期の一例示的実施例は、例えば真空ベルト610とサイドグリッパに取り付けたタイミングベルトによるものである。このように、真空ベルト610が、同期した入力に応じてその動きと速度を開始することができる。その他の例示的な同期機構は、一またはそれ以上のサーボドライバと電子同期を適用することによる。
図7は、同期したダイクリーズ700の例示的実施例の関連要素を伴う簡略化したブロック図を示す。例示的な同期したダイクリーズ700は、例示的なカードボード操作システムの一部である。例示的な同期したダイクリーズ700は、ルールダイ710とカウンタダイ712を具える。ルールダイ710は、複数のルール714を具える。例示的ルール714は、カッティングルール、クリージングルール、エンボスルール、これらの組み合わせ、その他である。カウンタダイ712は、ブランク表面を具え、その周辺に沿って抵抗材料を具える、及び/又は、トレンチ716を具える。ルールダイ710とカウンタダイ712は、各々、中央ピボット720と724の周りを回転722及び728する。
カードボード730は、ルールダイ710とカウンタダイ712との間のギャップに挿入できる。カードボード730は、次いでルールダイ710とカウンタダイ712によって前処理を行う。前処理は、クリーズ、カッティング、エンボス、穴開け、これらの組み合わせ、その他を具える。同期機構は、ダイとカードボード操作システムの一またはそれ以上のその他のモジュールの間に実装できる。同期したダイクリーズ700の例示的実施例は、さらに、一またはそれ以上のエンコーダ740及び742を具える。エンコーダ740及び742は、例えば、コントローラ750へ及びコントローラ750から情報を送る及び/又は取得する。
コントローラ750は、カードボード操作システムの一またはそれ以上のモジュールをコントロールする。コントローラ750は、カードボード操作システムのその他のモジュールから情報及び/又はコマンドを取得する。コントローラ750は、カードボード操作システムのその他のモジュールへ情報及び/又はコマンドを送る。このようなその他のモジュールは、限定するものではないが、同期したカードボード転送器、カードボード固定相対位置コンベヤ、ダイ710及び712を回転させるエンジン、その他である。
コントローラ750は、例えば、サーボコントローラである。エンコーダ740及び742は、機械的エンコーダ、光学エンコーダ、その他であってもよい。その他の例示的なコントロール手段は、ギアボックスなどである、限定するものではないが、機械的な主要ドライブ及び/又はより一般的な、角度位置を調整する機械的手段である。
各ダイ(710と712)の周辺は、例えば、0から360の数字が付されている。予め決められた基準点も規定されている。例えば、各ダイ(710と712)の周辺には0が付された点がある。例示的なエンコーダ(740及び742)は、ダイ(710と712のそれぞれ)の予め決められた基準に対する位置を検出する。エンコーダ(740と742)は、この情報をコントローラ750に送信する。コントローラは、様々な基準に従って、ダイ710及び/又は712の一またはそれ以上を、例えば基準点を基準に異なる角度に回転させるかどうか、及び/又は、例えば、同期したカードボード転送器及び/又はカードボード固定相対位置コンベヤによってダイの方向へのカードボード730の到着を早めるか又は遅くするか、を決定する。例示的な様々な基準は、互いに対する、及び/又は、ダイ(ルールダイ110及び/又はカウンタダイ112)に向かってくるカードボード730に対する、ルールダイ710のルール及び/又はカウンタダイ712の溝の位置、などである。
したがって、コントローラ750は、関連するモジュールにコマンドを送る。関連するモジュールは、限定するものではないが、ダイのエンジン、同期したカードボード転送器、一またはそれ以上のその他のコントローラ、一またはそれ以上のカードボード固定相対位置コンベヤ、その他である。同期によって、例えば、カードボード130に沿った計画された領域における、複数のクリーズ、及び/又は、カット、及び/又は、エンボスのダイ(ルールダイ110及び/又はカウンタダイ112)による実装が容易になる。
図8は、例示的な同期方法800の関連する動作を示すフローチャートである。いくつかの例示的実施例では、方法800はカードボード操作システムのパワーアップを開始することができる。その他の例示的実施例では、方法800は、例えば、様々なモジュールによって及び/又はオペレータによって開始することができる。方法800は、例えば、カードボード操作システムのコントローラによって実行することができる。開始(802)時に、方法800は、異なるリソースを割り当てる(802)。例示的なリソースは、カウンタ、メモリストレージ、モジュール間のインターフェース、その他の様々なカードボード操作システムのモジュールへのインターフェース、その他である。
方法800は、ジョブ記述に関する情報を得る(802)。例示的情報は、カードボードの幅/長さ/材料、クリージング/カッティング/エンボス/穴あけのレイアウト、その他である。この情報は、ユーザから取得する(802)、及び/又は、検出器/センサによって検出/測定(802)する、その他で得られる。十分な情報を集めたら(804)、方法800はステップ806に進む。
取得した情報によって、方法800は所望のモジュールを割り当て(806)、そのモジュールを設定する(806)。例えば、カードボード転送器は、カードボードを搬送するのに必要な初期速度に関する情報を受け取って、ダイのエンジンは、必要な初期速度に関する情報を受け取り、支持スタッカは、移動シリンダの配置に関する初期情報を受け取り、整列バーは、ピンチローラの位置に関する情報を受け取る、などする。
次いで、カードボード整列器を調整する(810)。例示的な調整は、ピンチローラの配置、ニップローラの初期速度、真空ベルトの初期速度、その他である。次いで、フィーダがカードボードのカードボード整列器への送りを開始し(812)、カードボード整列器はカードボードを整列させる。方法800が、カードボードが整列したこととそのリーディング端が所定の検出器及び/又はセンサを通過したことを検出したら、方法800は、図8bのステップ816に進む。この検出は、例えば、カードボード整列器の出力にある検出器及び/又はセンサによって実装できる。この検出器及び/又はセンサが、カードボードのリーディング端がその近くを通過したことを検出したら(814)、例えば、検出器がその情報をコントローラに表示する。
ステップ816では、カードボード固定相対位置コンベヤがその動きを開始する。カードボード固定相対位置コンベヤは、カードボードを掴み(818)、カードボード操作システムの次のモジュールに向けて及び/又はそのモジュールを通って、それを固定相対位置に運ぶ(818)。例示的実施例では、次のモジュールは、例えば、ダイルールとカウンターダイである。更に、カードボード固定相対位置コンベヤと次のモジュールとの間の協調が生じる(818)。
協調818は、例えば、コントローラによって行われる。例示的な協調は、例えば、カードボードがすでに通過した経路上の情報を得ることであり、ダイルールとカウンタダイのダイのドラムを協調させて(818)、エンコーダが、各ダイのドラムの周辺が、基準点に対して所望の位置にあることを検出する(818)ようにすることである。
方法800は、ダイルールとカウンタダイによってカードボードの前処理(820)が行われるまで待つようにしてもよい。例示的実施例では、カードボード固定相対位置コンベヤが、次いで、カードボードを次のモジュールの方向へ及び/又はこのモジュールを通って搬送する(822)。例示的実施例では、次のモジュールは、例えば下方レーザーライザである。いくつかの例示的実施例では、下方レーザーライザの下で真空が始まり、下方レーザーライザのベルトがカードボード固定相対位置コンベヤと同期する。下方レーザーライザの動作は、カードボード固定相対位置コンベヤの動作と共に、カードボード上のレーザの操作の前及び/又はその間及び/又はその後に、レーザの動作と同期する(824)。
方法800は、カードボード上のレーザ操作が終わるまで待ってもよい(826)。カードボードがレーザで前処理されたことの検出は、例えば、レーザがカードボードに必要な前処理のレイアウトが終了したことを受けた入力による。方法800は、次いで、図8cのステップ828に進む。ステップ828では、支持スタッカの真空チャンバが開始する(828)。支持スタッカは、カードボードをつかみ(828)、必要な場所にそれを送り出す(828)。次いで、支持スタッカは必要な場所で、カードボードを開放する(832)。方法800は、図のステップ812に戻り、例えば、前処理を行う次のカードボードを取得する。その他の例示的実施例では、前処理を行うために捕まえる次のカードボードを、前のカードボードの前処理が終わる前に掴むようにしてもよい。
図9は、様々な実施例の態様を制御する、この開示の様々な実施例で使用できるコントローラ又はプロセッサ900として作動するシステム又はサブシステムの例示的実施例の構成部品を示す機能ブロック図である。図9に示す構成要素のすべてが、活動モニタのすべての実施例に必要でないことは自明であるが、この構成要素の各々が、図9に関連して提示及び記載されており、この構成要素の完全かつ全体の理解を提供している。コントローラは、互いに一体化できる、あるいは、バス又は同様のインターフェース906を介して通信可能に接続されたプロセッサ902とメモリデバイス904を具えるように記載された一般的なコンピュータプラットフォームを具えている。
プロセッサ902は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、プログラマブルアレイ、カスタムIC、その他を含む様々なタイプのプロセッサであってもよく、アクセレレータなどのついたあるいは付いていない単一の又は複数のプロセッサを具えていてもよい。メモリ要素904は、限定するものではないがRAM、ROM、磁気媒体、光学媒体、バブルメモリ、フラッシュメモリ、EPROM、EEPROM、その他を含む、様々な構造を具えていてもよい。コントローラ中のプロセッサ902又はその他の構成部品は、リアルタイムクロック、アナログ−デジタルコンバータ、デジタル−アナログコンバータ、その他といった構成要素を提供することができる。
プロセッサ902は、コントロールインターフェース912、ディスプレイアダプタ908、オーディオアダプタ910、ネットワーク/デバイスインターフェース914を含む様々な要素とインターフェースを取ることもできる。コントロールインターフェース912は、外付コントロールへのインターフェースを提供する。外付コントロールは、限定するものではないが、センサ、アクチュエータ、ドラム、ステップモータ、キーボード、コンピュータマウス、オーディオ作動デバイス、並びに様々なその他の入手可能な入力及び出力デバイス、又はその他のコンピュータ又は処理デバイス、その他である。ディスプレイアダプタ908を用いて、LEDディスプレイ、LCDディスプレイ、一またはそれ以上のLED又はその他のディスプレイデバイスを含むディスプレイデバイスといった、様々な警告要素916を駆動することができる。
オーディオアダプタ910は、スピーカ又はスピーカシステム、ブザー、ベル、その他といった別の警告要素918にインターフェースを取って、これらを駆動する。ネットワーク/インターフェース914は、限定するものではないが、インターネット、グローバルネットワーク、広域ネットワーク、ローカルネットワーク、有線ネットワーク、無線ネットワーク、又はハイブリッドを含むその他のネットワークタイプを含むあらゆるタイプのネットワークであってもよい、ネットワーク920とインターフェースを取ることができる。ネットワーク920を介してあるいは直接的に、コントローラ900は、その他のデバイス又は、一またはそれ以上のサーバー922及び/又は第3者システム924などのコンピュータプラットフォームにインターフェースを取ることができる。バッテリ又は電源が、コントローラ900の電力を供給する。
本開示の説明及び特許請求の範囲において、各動詞「具える」、「含む」、及び「有する」、及びこれらの活用形は、その動詞の目的語が、員、構成要素、要素、又はその動詞の対象の一部の完全なリストである必要はない旨を表示するのに使用されており、更には、挙げられた目的語すべてが必ずしもすべての実施例に必要ではない。
ここで用いられているように、単数形の監視は、コンテキストで明確に表示していない限り、複数の引用を含む。例えば、「a material」又は「at least one material」は、材料の混合物を含む複数材料を含む。
本開示において、用語「ユニット」、「要素」、「デバイス」、及び/又は「モジュール」は、交換可能に使用されている。ユニット、要素、デバイス、及び/又はモジュールとして記載されているものはすべて、単独のユニット、又は特定のモジュールであってもよい。ユニット、要素、及び/又はモジュールは、モジュラー又はモジュラー態様であってもよく、容易に取り外したり、別の同じユニット、要素、デバイス及び/又はモジュールと交換できる。各ユニット、要素、デバイス、及び/又はモジュールは、ソフトウエア、ハードウエア、及び/又はファームウエアのいずれか一つ、あるいはこの組み合わせであってもよい。論理モジュールのソフトウエアは、読取/書込ハードディスク、CDROM、フラッシュメモリ、ROM、その他といったコンピュータで読み取り可能な媒体に具現化することができる。所定のタスクを実行するために、ソフトウエアプログラムを必要に応じて適宜のプロセッサにロードすることができる。
本開示は、例示の形で提供されている実施例の詳細な説明を用いて記載されており、開示の範囲を限定することを意図するものではない。記載した実施例は様々な特徴を有しており、そのすべてが開示の全実施例に必要なものではない。本開示のいくつかの実施例は、その特徴のいくつかのみ、あるいは特徴の組み合わせを利用している。多くのその他の派生あるいは変形が、記載した実施例の特徴の様々な組み合わせを含む実施例の教示の範囲内で可能である。
明確化のために、別々の実施例のコンテキストに記載した本発明の所定の特徴が、単一の実施例における組み合わせに提供できることは自明である。逆に、簡潔化のために、単一の実施例のコンテキストで記載した本発明の様々な特徴も、別々に、あるいは適宜のサブコンビネーション又は本発明のその他の記載した実施例に適したものとして提供することができる。
本開示が特に示され上述したものによって限定されないことは当業者には自明である。むしろ、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって規定される。