NL9301814A - Computergestuurde horizontale verpakkingsmachine. - Google Patents

Description

Computergestuurde horizontale verpakkingsmachine.

De uitvinding heeft betrekking op een horizontale verpakkingsmachine en in het bijzonder op een verpakkingsmachine voorzien van electronisch gestuurde servomo-toren gekoppeld om machine-elementen aan te drijven met een snelheid en positie die afhankelijk is van een refe-rentiesnelheid en positie vastgelegd door een hoofdcodeer-inrichting gekoppeld aan een hoofdaandrijfmotor met variabele snelheid.

Geoctrooieerde stand der techniek die betrekking heeft op het onderwerp van de onderhavige uitvinding bevat Amerikaanse octrooischriften 4.525.977, 4.106.262 en 4.712.357.

De onderhavige uitvinding omvat een conventionele hoofdaandrijfmotor met variabele snelheid die niet alleen de verpakkingontvangende transportband aandrijft, maar ook dient als een hoofdaandrijving in een computergestuurd servo-aandrijfgestuurd systeem omvattende twee of meer bij-aandrijvingen gekoppeld om de beweging van de hoofdaandrijving te volgen door stuursignalen van een bewegingsgestuurde computer. Volgens deze rangschikking, wordt de servo aangedreven horizontale verpakkingsmachine digitaal gestuurd op een machinetijd in plaats van op een onvertraagde basis.

Verder, in overeenstemming met de onderhavige uitvinding, maakt het gebruiken van digitale stuurtechnie-ken en het verschaffen van evenredige sturing van servo-aandrijf bijmotoren van een horizontale verpakkingsmachine voor snelle en nauwkeurige en positionele foutcorrecties snelle maatveranderingen mogelijk met geminimaliseerde productie van afval en nauwkeurige afsnijding en registra-tiesturing mogelijk makend gedurende het geheel van de verpakkingsfases. Bovendien, compenseert het verschaffen van een digitaal fout-evenredig stuursysteem voor weefsel- afdrukregistratie voor geleidelijke verandering van druk-herhaling of toevoerkarakteristieken van de weefselaan-drijfelementen.

Tevens, in overeenstemming met de onderhavige uitvinding, maakt een computergestuurde (hoog prestatie) aandrijfinrichting het mogelijk om de afsnijkop servo-aandrijving te laten lopen op een relatief constante snelheid daar de variabele cyclische snelheid bereikt wordt door een mechanische inrichting die een constante invoersnelheid omvat naar een variabele cyclische snelheid. Het gebruik van deze mechanische rangschikking leent zich om aangepast te worden voor het aandrijven van twee of meer snij- en afdichtkoppen met een servomotor.

Verder, volgens de onderhavige uitvinding, maakt het verschaffen van een door een digitale computer gestuurde servoverpakkingsmachine het mogelijk om manueel verpakkingssnelheden in te stellen met behulp van een potentiometer of automatische selectie tussen meervoudige voorafingestelde potentiometers of automatische responsie op een analoog stuursignaal van het proces dat de verpakking toevoert. Dit maakt praktische en conventionele middelen geschikt voor het automatisch sturen van voor-werpachterstand door de verpakkingsmachine cyclisch te laten reageren op het processtuursignaal. Bovendien, voorkomt een computergestuurd servo-aandrijfverpakkings-systeem dat gebruik maakt van een één tot één schakelaar voor een pulsreferentie van een voorwerp in plaats van het detecteren van voorwerpen of banen onregelmatigheden of verminderd deze daar de verpakkingsmachine kleine onregelmatigheden in de voorwerppositie zal negeren of niet daarop zal reageren.

Figuur 1 is een aanzicht in perspectief van een horizontale verpakkingsmachine omvattende de nieuwe materie van de onderhavige uitvinding, figuur 2 is een aanzicht in perspectief van een aandrijfinrichting voor een verpakkingsmachine combinerende elementen die hoge prestaties bereiken en omvattende weefselaandrijfrollen aangedreven door een servomotor, figuur 3 eveneens in perspectief, toont een verpakkingsmachineconfiguratie waarin het weefsel afgewikkeld van een rol van weefselmateriaal verkregen wordt door servo aangedreven tandemvinwielen, figuur 4 in hoofdzaak gelijk is aan figuur 3 maar de aandrijving naar afdicht/plooi- en afsnijklemmen bereikt wordt door middel van een servomotor met variabele snelheid, figuur 5 een verpakkingsmachine-aandrijfinrichting toont analoog aan figuur 2 met uitzondering daarvan dat een enkele 2-boven plooikop aangedreven wordt door een servomotor, figuur 6 een electrisch schema is tonende de belangrijkste electrische en electronische componenten en hun onderlinge verbindingen, figuren 7A en 7B grafieken zijn van computergegenereerde snelheidsprofielen voor het aandrijven van servomotoren met variabele snelheid van figuren 4 en 5, figuren 8A, 8B en 8C schematische weergaven zijn van een verpakt product en de plooikoppen tonende de respectieve variabelen die met elk geassocieerd zijn.

Een verpakkingsmachine met hoge verpakkingssnel-heden, die voor doeleinden van deze beschrijving 250 of meer verpakkingen per minuut inhoudt, weergegeven in figuren 1 en 2 wordt algemeen aangeduid door cijfer 20. Weefselmateriaal aangevoerd door een weefselrol 22 gemonteerd op een geschikte afwikkelstandaard 23 omvat een ondersteuningsas 24. De weefselstrook W wordt geleid over tussenrollen 26 en gewikkeld over en gebracht tussen kneeprollen 28 en 30, waarvan er één, bij voorkeur rol 28, een met rubber bedekte rol is en de andere rol 30 een metalen rol is. De weefselstrook passeert over een rol 32 en over geleidingsrollen 34 en wordt daarna aangegrepen door een vorminrichting 35 van conventionele constructie functionerend om de platte weefselstrook in een buis te vormen zodat de tegenovergelegen longitudinale randen een longitudinale vin vormen die ontvangen wordt tussen en afgedicht wordt door verwarmde vinwielen 36. Een voorwerp-toevoertransportband 38, die voorzien kan zijn van oren of trappen 40, voedt een voorraad van longitudinaal op afstand geplaatste voorwerpen in de weefselbuis vervaardigd door de vormer 35 die vervolgens getransporteerd worden in op afstand geplaatste relatie door de weefselbuis naar een of meerdere plooi-inrichtingen werkend om de weefselbuis te scheiden en afdichten langs een transversale lijn in het gebied van de weefselbuis dat onbezet is door voorwerpen. De verpakkingsmachineconfiguratie getoond in figuur 2 beschrijft tandemplooi- en afdichtkoppen 40 en 42 voorzien van plooi- en afdichtinrichtingen 46 en 48 die de weefselbuis plooien, afdichten en scheiden gedurende elke 180° van asomwenteling. Voorwerpen die afgedicht zijn binnen een deel van de weefselbuis worden af gegeven aan een afgiftetransportband 50 van waaruit de voltooide verpakkingen ofwel manueel of automatisch in kartonnen dozen verpakt worden voor verscheping.

Volgens de onderhavige uitvinding wordt een conventionele motor met variabele snelheid 52, bij voorkeur een DC-motor, verbonden om de invoertransportband 38, de afgiftetransportband 50, en door middel van geschikte vermogensafname, stroomopwaarts en stroomafwaarts accessoires aan te drijven die in het verpakkingssysteem opgenomen kunnen zijn. De conventionele motor 52, hierna soms de hoofd- of "master"aandrijfmotor genoemd, wordt gekoppeld aan een hoofdcodeerinrichting 83 die een machinetijd-signaal verschaft aan een computer die bij-servo-aandrij-vingen met codeerinrichtingen stuurt om de beweging van de hoofdcodeerinrichting 83 te volgen. De computergestuurde hoge prestatie-aandrijfinrichting zoals getoond in figuur 2 verschaft een aandrijfinrichting waardoor een servomotor die afhankelijk is van de hoofdaandrijving loopt bij relatief constante snelheid terwijl de plooikoppen 42 en 44 die daardoor aangedreven worden werken bij variabele cyclische snelheid door een mechanische inrichting die de constante snelheidsinvoer van de servomotor omzet in cyclisch variabele snelheid.

Onder verwijzing naar figuur 2 kan gezien worden dat de hoofd- of "master"motor 52 een langwerpige transversale as 60 door een riem 54 die de katrol 56 gemonteerd op diens uitvoeras en een katrol 58 verbindt aandrijft, welke as 60 langs diens lengte katrollen 62, 64, 66 en 68 bevestigd heeft die door middel van timingriemen 70, 72, 74 en 76, een stroomopwaarts langwerpige transversale as 78 voorzien van een katrol 80 aangedreven door de riem 70, een vermogensafneemeenheid 82, de afvoertransportband 50 en een codeerinrichting 83, aandrijft. Aan diens buiten-boordse einde heeft de as 60 een daarop vastgeklemd hand-wiel 84. De hoofdmotor 52 kan eveneens voorzien zijn van een tachometer 86 dienende om een constant gesloten lus snelheidsregeling te handhaven of te verbeteren.

De langwerpige overdrachtsas 78 aangedreven door de hoofdmotor 52 door de riem 70 drijft een PTO 88 aan door een riem 90 onderling verbindende katrol 92 en katrol 94 bevestigd aan de invoeras van de PTO 88. PTOs 82 en 88 kunnen gebruikt worden om een veelheid van accessoires aan te drijven zoals automatische voedingsinrichtingen, "carad sheeters", codedateerinrichtingen, printers, drukkers, ponsstations, tussen- en uitsorteermachines, inrichtingen voor het in kartonnen dozen plaatsen, en een verscheidenheid van andere accessoires die noodzakelijk zijn om te voldoen aan bepaalde verpakkingsvereisten. Door middel van een riem 96 en geassocieerde katrollen 98 en 100 respectievelijk bevestigd aan as 78 en een as 102 wordt de voorwerptoevoertransportband 38 aangedreven om een reeks van voorwerpen die daardoor gedragen worden toe te voeren in een weefselbuis. Een aandrijfkatrol of tandrad 104 van de transportband 3 8 is verbonden aan de as 102 door een tandrad-kettingaandrijving 106. Veranderingen in snelheid van de voorwerptoevoertransportband 38 vanwege product-lengte bepalende de afstand tussen trappen of oren 40 en worden bij voorkeur verkregen door tandrad 105 van de aandrijving 106 te veranderen om daardoor een aandrijfver-houding te produceren evenredig met de verpakkignssnel-heid. De beschreven inrichting voor het veranderen van de snelheid van de toevoertransportband is relatief eenvoudig en goedkoop en is bevredigend voor een groot deel van verpakkingstoepassingen.

De weefselaandrijfkneeprollen 28 en 30 en de vinwielen 36 worden aangedreven door een servomotor 108 voorzien van een geschikte ascodeerinrichting 110 leverende snelheidssignalen aan een industriële bewegingscomputer die hierna geïdentificeerd zal worden. Op de uitvoeras 112 van servo 108, drijven ondersteuningskatrollen 114 en 116 door middel van riemen 118 en 120 respectievelijk de kneeprol 30 door een katrol 122 gemonteerd op een as 124 en de vinwielen 36 door een katrol 126 bevestigd aan een instelbare draaimomentinrichting 123 gemonteerd op een as 128 uitstrekkende van een versnellingsbak 130 werkende om de vinwielen 36 gelijktijdig aan te drijven.

Een andere servomotor 132, met daaraan een codeerinrichting 134 gekoppeld, drijft plooi- en afdicht-koppen van 42 en 44 aan. Variabele cyclische snelheid aan de plooikoppen wordt verschaft door mechanische sleufaan-drijfeenheden 136 en 138 die van conventionele constructie zijn. De servomotor 132, drijft door een riem en katrol-transmissie in het algemeen aangeduid door 140, eenheden 136 en 138 aan. Vermogensinvoerassen 142 en 144 respectievelijk geassocieerd met de sleufaandrijfeenheden 136 drijven uitvoerassen 146 en 148 aan met cyclisch variabele snelheid zodat wanneer de plooi- en afdichtvlakken van de plooi-inrichtingen 46 en 48 in contact komen met de weef-selbuis de snelheid overeenkomt met die van de weefsel-buis. De onderste plooiers 46a en 48a zijn respectievelijk bevestigd aan uitvoerassen 146 en 148 en door middel van versnellingsverzamelingen 150 en 152 worden de bovenste plooikoppen 46b en 48b tegelijkertijd aangedreven in tijdrelatie met plooiers 46a en 46b.

In het geval dat film met een bedrukt registra- tiekenmerk gebruikt wordt, wekt een filmregistratieken-merkdetector 154 een signaal op dat ingevoerd wordt naar de bewegingsstuurcomputer die geprogrammeerd is om servo-motor 108 te sturen om een vooraf ingestelde faserelatie tussen de bedrukte weefselregistratiekenmerken en de trappen 40 van de voorwerptoevoertransportband 38 te handhaven. Een dergelijke relatie verschaft zeer nauwkeurige sturing van het weefselafsnijden en drukregistratie door het sturen van de aandrijving aan de weefseltoevoer-rollen 28 en 30.

De aandrijfinrichting van de verpakkingsmachine getoond in figuur 3 is in hoofdkenmerken analoog aan de boven beschreven inrichting en dezelfde cijfers zullen gebruiken worden om dezelfde of analoge elementen te identificeren. De belangrijkste wijzigingen omvatten de afwezigheid van weefselaandrijfrollen 28 en 30, een van de plooikoppen en de verschaffing van drie verzamelingen van vinwielen aangedreven door servomotor 108. Zoals getoond in figuur 3 drijft de servomotor 108 een as 156 door riem 158 in aangrijping zijnde met een katrol 160 bevestigd aan as 156. As 156 ondersteunt tevens een katrol 162 aandrijvende een riem 164 gaande over aandrijfkatrollen 166, 168 en 170 respectievelijk bevestigd aan assen 172, 174 en 176. Tussenkatrollen 178 en 180 dienen om de contactboog tussen de riem 164 en de aandrijfkatrollen 166, 168 en 170 te verbeteren. Versnellingsbakken 182, 184 en 186 drijven tegenovergelegen paren van vinwielen 188, 190 en 192 aan waarbij het aandrijfvermogen daarvoor toegevoerd wordt via de assen 172, 174 respectievelijk 176.

Volgens de constructie van figuur 3 is de snelheid waarmee weefsel afgewikkeld wordt van de voorraadrol rechtstreeks gerelateerd aan de snelheid van de servomotor 108 en correspondeert dienovereenkomstig de oppervlakte-snelheid van de vinwielen rechtstreeks met een gewenste filmsnelheid. Om een voorafbepaalde weefselspanning tussen het vinwiel 188 en het weefsel vast te leggen wanneer dit van de voorraad 22 afgewikkeld wordt, kan een conventione-

Ie wrijvingsrem gebruikt worden. Vinwielen 190 en 192 dienen om een voorafbepaalde spanning aan het weefsel te verschaffen door het opnemen van instelbare torsiekracht-inrichtingen 194 en 196 op assen 174 en 176. Commercieel beschikbare instelbare torsiekrachtinrichtingen verschaffen een percentage van over-snelheid wanneer ze onbelast zijn (hetgeen hier betekent lopende zonder weefsel) en wanneer belast slippen ze met een vooraf ingesteld torsie-krachtniveau om een gewenste graad van weefselspanning aan het weefseldeel tussen de vinnen te verschaffen.

Figuur 3 toont een plooikop 198 aangedreven met cyclisch variabele snelheid door de servo-aandrijfeenheid 132, maar opgemerkt dient te worden dat de plooikop het weefsel eenmaal gedurende elke omwenteling van de as 146 grijpt, plooit en scheidt. In de stand der techniek wordt dit "l-boven kop" genoemd terwijl de plooikoppen 42 en 44 getoond in figuur 2 gebruikelijk "2-boven koppen" genoemd worden daar gedurende elke 360° omwenteling twee plooien en afdichtingen gemaakt worden.

De verpakkingsmachine-aandrijfinrichting getoond in figuur 4 is analoog aan de inrichting getoond in figuur 3 en dienovereenkomstig worden overeenkomstige structuren geïdentificeerd door dezelfde cijfers. Zoals in de eerdere inrichtingen wordt invoervermogen aan de plooikop 198 geleverd aan servomotor 132 die rechtstreeks verbonden is om de as 146 aan te drijven door de riem en katroltrans-missie 140. Om cyclisch variabele snelheid van de plooikop 198 te verkrijgen benadert de servomotor 132 een programma in de industriële computer om geschikte cyclische snel-heidsvariatie te verschaffen voor een gespecificeerde verpakkingstoepassing, zoals hierna beschreven zal worden. De inrichting getoond in figuur 4 maakt de sleufaandrijf-eenheid 136 onnodig die, zoals boven beschreven, een constante omwentelingen per minuutinvoer omzet in een cyclisch variabele snelheid. Door het bereiken van variabele cyclische snelheid van de plooikoppen 198 door het constant variëren van de snelheid van de servomotor 132 zou geforceerde luchtkoeling van de servomotor nodig zijn, daar electrische stroompieken hoog zijn. Directe servo-aandrijving voor de plooikop 198 kan het best geschikt zijn voor enkele kopverpakkingstoepassingen waar er vele verschillende voorwerpgrootten zijn die verpakt dienen te worden en waar grootteverandering snel uitgevoerd dient te worden en tegelijkertijd het gebruik van een minder vaardige operateur toestaand.

De rangschikking van de verpakkingsmachinecompo-nenten getoond in figuur 5 omvat grotendeels een groot deel van de componenten getoond in figuur 2 maar wijkt daarvan af door PTO 82 te elimineren en door het verschaffen voor de directe aandrijving, door servomotor 132, van een 2-boven plooikop 200 wiens snelheid cyclisch geva rieerd wordt gedurende elke 180° omwenteling door compu-tersturing.

De verpakkingsconfiguraties getoond in figuren 2 tot 5 omvatten allen een detector 202 omvattende een radiaal uitstekende vlag 206 gemonteerd op een as 102 aandrijvende de toevoertransportband 38 en een detector 204, van gelijke constructie, omvattende een radiaal uitstekende vlag 206 gemonteerd op as 146 van de plooikop 42. De radiaal uitstekende vlag 206 gedragen door kraag 208 en verstelbaar gemonteerd op de as 102 en een licht bron 210 functionerende om een puls op te wekken wanneer de vlag 206 diens lichtweg kruist gedurende omwenteling van de as 102. In het opstellen van de machine wordt de fotodetector 202 gecorreleerd met de positie van de oren of trappen 40 van de toevoertransportband 38. Bij voorkeur, wordt een puls opgewekt door de detector 202 wanneer elke trap 40 contact verliest met een voorwerp dat in de weefselbuis gebracht wordt. Die conditie kan altijd gerealiseerd worden voor een bepaald productlengte daar de kraag 208 ingesteld kan worden zodat de opgewekte puls altijd optreedt wanneer de trap 40 uit contact komt met het voorwerp dat in de weefselbuis ingebracht wordt. De puls opgewekt door de detector 202 wordt waargenomen door de computer en verschaft een referentiesignaal voor het sturen van relatieve snelheid van de gehele aandrijftrein. De codeer inrichting 83 via riem 7 6 aangedreven door de as 60 verschaft digitale snelheid- en positie van de hoofd-aandrijfmotor 52 welke gebruikt wordt door de computer om stuursignalen op te wekken voor servomotoren 108 en 132. De vlag 206 geassocieerd met detector 204 wordt ingesteld op as 146 zodat een puls opgewekt wordt wanneer de af-dicht- en plooivlakken van de plooikop gedragen door as 146 volledig gesloten zijn.

Servomotor 108 drijft alle weefseltoevoer- en spanelementen in het systeem aan door middel van riemen 118 en 102, die respectievelijk aangedreven worden door toevoerrollen 28 en 30 en vinwiel 36. De toevoerrollen hebben primaire besturing over weefselsnelheid en drukre-gistratie door de hulp van codeerinrichting 110 verschaffende een digitaal terugkoppelsignaal voor snelheid en positie van het weefsel. De (hierna geïdentificeerde) computer wordt geprogrammeerd zodat servomotor 108 de hoofdcodeerinrichting 83 volgt met een vooraf ingestelde verhouding om daardoor een geselecteerde hoeveelheid van weefselmateriaal voor elke trap 4 0 voortbewogen door de hoofdaandrijfmotor 52 toe te voeren. Nauwkeurige sturing van de weefselsnelheid wordt verschaft door de drukregis-tratie-aftaster 154 een puls invoerend aan de computer volgend op de detectie van een registratiekenmerk en op diens beurt, door de computer handhaaft servomotor 108 een positierelatie tussen het weefselregistratiekenmerk en de trap 40 van de toevoertransportband 38. Door deze maatregelen wordt zeer nauwkeurige sturing van de weefselafsnijding en drukregistratie verkregen door sturing van de weefseltoevoerrollen 28 en 30.

Om een gewenste weefselspanning te bereiken en te handhaven op het moment dat het weefsel de weefseltoevoerrollen 28 en 30 verlaat, omvat de aandrijving van de vinwielen 36 (figuur 2) een commercieel beschikbare instelbare torsiekrachtinrichting 212 die zodanig ingesteld wordt dat de oppervlaktesnelheid van de vinwielen 36 ongeveer 5% boven de snelheid ten opzichte van de snelheid of oppervlaktesnelheid van de vinwielen 26 en 28 ligt wanneer deze zonder weefsel tussen de wielen 36 loopt. De instelbare torsiekrachtinrichting dient om het weefsel te spannen door te slippen bij een vooraf ingesteld torsie-krachtniveau en produceert daardoor een gewenste weefsel-spanning tussen de toevoerrollen 28 en 30 en de verzameling van vinwielen 36.

Servomotor 132 dienende om de plooi- en afdicht-koppen van 42 en 44 aan te drijven verschaft, door middel van de codeerinrichting 134, een digitaal terugkoppelsnel-heidssignaal overeenkomende met de snelheid van een van de invoerassen 142 of 144 van de sleufaandrijfeenheden 136 en 138. De computer is geprogrammeerd om het snelheidsterug-koppelsignaal van codeerinrichting 134 te vergelijken met de snelheid van het referentiesignaal van codeerinrichting 83 om zodanig de sturing van servomotor 132 te effectueren dat een 1:1 verhouding tussen de invoerassen 142 en 144 van de sleuf aandrijf eenheden 136 en 138 een omwenteling zullen maken voor elke voortbeweging van een trap 40 van de toevoertransportband 38. Detector 204 neemt de beweging van de onderste afsnijkopas waar en produceert een uit-voerpuls voor elke plooi, afdicht- en snijcyclus. De computer is geprogrammeerd om pulsen te vergelijken die hij ontvangt van detectoren 202 en 204 ten opzichte van de toevoertransportband 38 en om servomotor 132 op zodanige manier te sturen dat een vooraf ingestelde gewenste fase-relatie tussen de pulsen opgewekt door detectoren 202 en 204 gehandhaafd wordt. Op deze manier sturen de computer en servomotor 132 het faseren van de snijkop naar het voorwerp binnen de buis van verpakkingsmateriaal.

Het direct aandrijven van een plooikop, getoond in de machineconfiguraties van figuren 4 en 5, voorkomt de behoefte aan een sleufaandrijfeenheid zoals eenheid 136, en de vereiste van cyclisch variabele snelheid wordt vervuld door de computer. Hoewel de mechanische aandrijf- inrichting eenvoudig is, is het electronisch meer complex daar de servo-aandrijfinrichting voor de servomotor 132 gedurende iedere omwenteling de snelheid moet variëren. Meer in het bijzonder, is de computer voorzien van een programma benaderd door de codeerinrichtign 134 om de cyclisch variërende snelheid te effectueren.

Het uitvoersignaal van de computer naar servomotor 132 is een directe verhouding tot het invoersignaal van codeerinrichting 83 naar de computer. De computer is geprogrammeerd om servomotor 132 bij één van twee of meerdere cyclische snelheidsprofielen aan te drijven. Twee van deze snelheidsprofielen worden weergegeven in figuren 7A en 7B, waarin ω de hoeksnelheid is van as 146 en L de hoekpositie van as 146 is. De snelheidsprofielen tonen de variërende hoeksnelheden van as 146 tussen aangrijpingen van plooikoppen 198 wanneer as 146 omwentelt. De computer selecteert het geschikte profiel afhankelijk van de lengte en hoogte van het product dat verpakt wordt en het aantal plooikoppen 198 dat gebruikt wordt. Gedurende het opstarten van de cyclus, berekent de computer aanvankelijk het snelheidsprofiel getoond in figuur 7A. De computer bereikt snelheidsprof iel 7A door eerst de waarde voor wcut te berekenen, dat is de hoeksnelheid van as 146 wanneer plooikoppen 198 uitgelijnd zijn in een positie om weefsel W te plooien en te snijden, zoals weergegeven in figuur 4. De waarde van <ocut wordt bepaald zodat de lineaire snelheid aan de einden van plooikoppen 198 gelijk is aan de toe-voersnelheid van weefsel W om te verzekeren dat de plooikoppen 198 het weefsel W niet verscheuren of veroorzaken dat deze stroomopwaarts van plooikoppen 198 vastplakt. De waarde wcut wordt aldus bepaald door de volgende formule: <ocut = (CPL) (PPM)/Rh (1) waarin CPL de afgesneden verpakkingslengte, PPM de pro-ducttoevoersnelheid of aantal van per minuut te verpakken producten is en Rh de straal van plooikop 198 is, hetgeen de afstand is van de hartlijn van as 146 naar het snij-einde van plooikop 198. PPM is een waarde die ofwel ingevoerd wordt door de operateur gedurende de cyclusinstelling of bepaald wordt door middel van een codeerinrichting 83 of dergelijke en toegevoerd wordt aan de computer gedurende werking van de verpakkingsmachine. CPL hangt af van andere factoren die in de computer ingevoerd worden gedurende de cyclusinstelling en wordt bepaald door de volgende formule: CPL = PL + CW + (PH)tan0) (2) waarin PL de productlengte is, CW de plooibreedte, die de helft van de breedte van plooikop 198 is, PH de product-hoogte is en Θ de plooihoek is, die bepaald wordt uit de volgende formule: Θ = cos-1[PH/ (Repeat - PL - CW) ] (3) waarin Repeat de lengte van weefsel W is tussen opeenvolgende snijdingen. De waarden voor Rh, PL, CW, PH en Repeat worden typisch in de computer ingevoerd door de operateur. Deze variabelen worden weergegeven in figuur 8A, die een representatief product weergeeft afgedicht binnen weefsel W. Nadat wcut bepaald is, wordt de waarde van wbr berekend. Deze situatie is schematisch weergegeven in figuur 8B. De waarde van obr komt overeen met de hoeksnelheid van as 146 wanneer plooikoppen 198 het weefsel W het eerst aangrijpen. De waarde voor <i>br is altijd groter dan de waarde voor <ocut daar as 146 genoodzaakt is om te vertragen terwijl plooikoppen 198 het weefsel W doen samendrukken om de toevoersnelheid van weefsel W niet te onderbreken. De waarde o>br wordt bepaald door de volgende formule: (0br = [(Repeat) (PPM)]/[Rh - (PH/2) ] (4)

De waarde voor whigh is afhankelijk van de tijd die nodig is om het weefsel W te plooien en te snijden en moet groot genoeg zijn om te verzekeren dat plooikoppen 198 hun omwenteling voltooien en in de juiste positie zijn om opnieuw te plooien en te snijden. De waarde ohigh wordt dientengevolge bepaald uit de volgende formule: “high = [‘c2 + <C22 - 4^3^3/2¾ (5) waar Clr C2, C3 bepaald worden uit de volgende formules: C1 = T - 2Y/wcut - [4 (Ang - Y)/(<obr + <ocut) ] (6) C2 = C1wbr - 2CL + 2γ + Ang, en (7) C3 = -2yobr (8) waar T de tijd is vereist om as 146 te roteren tussen plooikoppen 198 of, anders uitgedrukt, 1/PPM, CL de lengte is van een cyclus tussen plooikoppen 198, die afhangt van het aantal van krimpkoppen dat gebruikt wordt en kan eenvoudig uitgedrukt worden als 360/aantal plooikoppen, γ de hoek is van de verticaal van plooikoppen 198 wanneer de leidende randen van plooikoppen 198 elkaar het eerst aangrijpen (figuur 8C) en Ang een hoek is die aanvankelijk een waarde β toegewezen krijgt. De hoek β is de hoek van de verticaal van plooikoppen 198 wanneer deze het weefsel W het eerst aangrijpen (figuur 8B) en wordt bepaald door de volgende formule: α = γ + 005-^(2¾ - PH)/2Rh] (9)

Indien de hoogte van het product dat verpakt wordt groot is, kan het gebruikte snelheidsprofiel niet voor voldoende tijd zorgen om plooikoppen 198 tussen aangrijpingen of plooiingen te versnellen. Dientengevolge, voordat <i)h;i_gh berekend wordt, wordt Ang benedenwaarts ingesteld met stappen van (·1)γ totdat 2γ + 2 Ang kleiner is dan of gelijk is aan CL.

Indien ebr groter dan whigh bepaald wordt, zoals vaak het geval is wanneer de hoogte van het te verpakken product groot is, dan zal de computer het profiel weergegeven in figuur 7B selecteren, waar walt bepaald wordt uit de volgende formule: “alt = [“C5 + {C52 - (10) waar C4, C5 en C6 bepaald worden uit de volgende formules: C4 = T -2y/(Dcut - y/cübr - 4 (Ang - y)/(ebr + 6>cut) ; (11) C5 = C4ü>br - 2CL + 4Ang + 3γ; en (12) c6 = “Y«br· (13)

Wanneer de computer eenmaal bepaald heeft welk snelheidsprofiel het best bij de bepaalde cyclustoepassing die uitgevoerd dient te worden past, dan zal de computer het snelheidsprofiel optimaliseren gebaseerd op de parameters ingebracht in de computer door de operateur of via apperatuur opgenomen in de verpakkingsmachine, zoals codeerinrichting 83. Een hoofdfactor die de optimalisatie van het snelheidsprofiel beïnvloedt is de torsiekracht nodig om plooikoppen 198 te versnellen tussen de plooicy-cli. Deze versnelling wordt weergegeven door het deel van de krommen in figuur 7A tussen o>br en whigh. Indien, in het snelheidsprofiel weergegeven in figuur 7A, de torsiekracht nodig om de versnelling te verkrijgen groter is dan de torsiekracht die opgewekt kan worden gegeven de torsie-krachtbegrenzingen van servomotor 132, dan zal de computer G)br doen toenemen met stappen van (,01)ebr totdat ofwel servomotor 132 in staat is om de vereiste torsiekracht te verschaffen of wbr=(ohigh, afhankelijk van welke het eerst optreedt. Zoals begrepen zal worden door de vakman, is de torsiekracht die opgewekt kan worden op as 146 door motor 132 afhankelijk van het werkelijke torsiekrachtvermogen van motor 132, de structuur van de aandrijftrein tussen de motor en de plooikoppen en de plooikoppen zelf. Indien, in het snelheidsprofiel weergegeven in figuur 7B, de torsie- kracht nodig om de plooikoppen tussen o>cut en obr te versnellen groter is dan de torsiekracht die opgewekt kan worden op as 146 door motor 132, dan zal de computer Ang doen toenemen met stappen van (,01)γ totdat de motor 132 in staat is om de benodigde torsiekracht te verschaffen of 2Ang + 2γ groter is dan CL. De computer zal dan een nieuwe wait berekenen uit deze waarde van Ang. Op deze manier, worden de snelheidsprofielen zodanig ingesteld dat motor 132 de as 146 zal aandrijven met de optimale cyclische snelheid voor een gegeven productcyclus. De snelheidspro-fieloptimalisatie die aldus verkregen wordt, resulteert in een betere plooiing of afdichting daar plooikoppen 198 met de snelheid van weefsel W bewegen gedurende de werkelijke plooi- en snijwerking ongeacht de productdimensies of toevoersnelheid van het product (PPM), een grotere pro-ducttoevoersnelheidscapaciteit, grotere plooicyclussnelhe-den, en, dientengevolge, de mogelijkheid om een kleinere, goedkopere servomotor 132 te selecteren.

Het ontwerp van servomotor 132 en diens stuurinrichting in deze rangschikking is veel kritischer vanwege belastingsversnellingen en vertragingen die niet uitgevlakt worden door het vliegwieleffect van een sleufaan-drijving en dientengevolge zijn stroompieken hoog, waardoor geschikte dimensioneringen van servomotor 132 en diens electrische geleiders nodig is. Bovendien, kan de belasting opgelegd aan servomotor 132 geforceerde lucht-koeling benodigen. Hoewel de directe aandrijfinrichting gebruikt kan worden bij meervoudige plooikoptoepassingen, is het met name geschikt voor enkelkopsverpakkingstoepas-singen waar er vele verscheidene grootten zijn van voorwerpen die verpakt dienen te worden, waar grootteverande-ring snel uitgevoerd dient te worden en waar operateur-vaardigheidsvereisten geminimaliseerd zijn. Bijvoorbeeld, om cyclische snelheidsvariaties voor de plooikop te effectueren, behoeft de operateur slechts de informatie in de computer in te voeren die betrekking heeft op het in te pakken voorwerp, of in het geval dat de computer de be- drijfscode in het geheugen bevat, wordt die informatie gebracht op de actieve opname, betekenende de momenteel uitgevoerde cyclus.

Figuur 6 is een schema van de belangrijke aandrijf- en stuurelementen van het systeem tonende hun integratie met de bewegingsgestuurde computer. De master of hoofdaandrijfmotor 52 is electrisch verbonden aan een stuurinrichting 2 die een referentiesignaal 3 ontvangt dat een ingestelde spanning kan zijn, zoals een die vastgesteld wordt door een potentiometer of een variërende spanning die automatisch gevarieerd kan worden in overeenstemming met voorbijgaande of overgangscondities of de spanning kan ingevoerd worden in overeenstemming met de snelheid waarop een proces werkt. Dit signaal wordt in de stuurinrichting ingevoerd en de snelheid van de hoofdmotor 52 is evenredig aan het referentie-invoersignaal. Tachome-ter 86 verbonden aan de stuurinrichting verschaft een indicatie van motorsnelheid aan de stuurinrichting en vormt aldus een gesloten lussnelheidssturing van de motor 52. De codeerinrichting 83, aangedreven door de motor 52, voert een snelheidssignaal in door de lijn 83a naar de bewegingsgestuurde computer 1 en, zoals boven besproken, legt dit snelheidssignaal een referentiesnelheid vast voor de servomotoren 108 en 132. Servomotoren 108 en 132 zijn geassocieerd met pulsbreedte gemoduleerde aandrijfstuurinrichtingen (PWM) die vermogen regelen aan servomotoren 108 en 132. Tach T verschaft een snelheidssignaal aan de pulsbreedtemodulatoren, daardoor een gesloten lusbesturing vastleggend. Snelheidssignalen van de servomotoren 108 en 132 worden toegevoerd aan de computer door lijnen 108a en 132a. Een CRT 4 of ander weergeef orgaan geeft een verscheidenheid van informatie weer welke condities van machinewerking en informatie ingetoetst door de operateur in het toetsenbord 5 om een opname op te roepen of vast te leggen omvat. Eveneens verbonden aan de bewegingsgestuurde computer via een I/O-verbinding zijn registratiekenmerkde-tector 154, de wanproductuitvaldetector 202, de plooiposi- tiedetector 204, en een temperatuursturing 6 en lichtindi-catorpaneel 7. Een toetsenbord of analoge invoerinrichting wordt verbonden aan de computer om parameters in te voeren noodzakelijk om een bepaalde verpakkingscyclus uit te voeren.

Met betrekking tot computergestuurde verpakkig-smachines van de stand der techniek is het zeer significant dat de beschreven computergestuurde verpakkingsmachine automatisch kan reageren op veranderingen in toevoer-snelheid van het proces daar de verpakkingssnelheid gestuurd kan worden door een analoog signaal aan de DC-aandrijfsturing van de hoofdaandrijfmotor 52 van de verpakkingsmachine. Verder, in vergelijking met de bekende computergestuurde verpakkingsmachine, is de beschreven verpakkingsmachine van de onderhavige uitvinding geschikt voor verbinding met hulpuitrusting in een 1:1 relatie en is geschikt om ondergeschikt te zijn aan een proces voor doeleinden van voorwerpachterstandbesturing in reactie op toevoersnelheidveranderingen. Bovendien, worden de computergestuurde aandrijfinrichtingen van de beschreven verpakkingsmachine digitaal gestuurd op een machine-tijdbasis foutwaarneming en evenredige correcties in machine-tijd toestaand zodat correcties gedurende versnelling en vertraging kunnen optreden alsmede gedurende constante snel-heidswerkingen van de machine. Verder, met betrekking tot het stuursysteem in de onderhavige uitvinding, onderscheidt het beschreven systeem zich van bekende commercieel verkrijgbare systemen daar de hoofdaandrijfpulsgenerator een 1:1 as is. Dit produceert perfect op afstand geplaatste machine-tijdreferentiepulsen en heeft de voorkeur boven het verkrijgen van tijdreferentiepulsen door het waarnemen van trappen, wanproducten of voorwerpen die niet perfect op afstand geplaatst zijn of georiënteerd zijn. Het handwiel 84 bevestigd aan de as 60 staat de verpakkingsmachine toe om te functioneren in het geval dat de operateur wenst enkele verpakkingen te maken terwijl de hoofdmotor 52 niet geactiveerd is. Dit is mogelijk daar het beschreven computergestuurde servo-aandrijfmechanisme de servobijmotoren in staat stelt de niet-geactiveerde hoofddrijfmotor 52 te volgen wanneer de motor aangedreven wordt door het handwiel in welke richting dan ook.

Hoewel de beste manier voor het uitvoeren van de onderhavige uitvinding hierin getoond en beschreven is, zal het duidelijk zijn dat wijzigingen en variaties aangebracht kunnen worden zonder af te wijken van datgene wat beschouwd wordt als zijnde de materie van de onderhavige uitvinding.

Claims (6)

1. Werkwijze voor het bedienen van een horizontale verpakkingsmachine voorzien van een toevoeraandrijf-motor voor het toevoeren van een reeks van op regelmatige afstand geplaatste voorwerpen uit een voorwerpvoorraad in een buisvormig weefsel, middelen voor het voeden en het afdichten van de randen van het gevormde weefsel, en middelen voor het transversaal afdichten en snijden van de weefselbuis om verpakkingen te produceren met tenminste één voorwerp daarin, waarbij de werkwijze de stappen omvat van: het opwekken van een signaal representatief voor de snelheid en positie van de voorwerptoevoeraandrijfmo-tor, het digitaliseren van het snelheids- en positie- signaal, het opwekken van een cyclisch snelheidsprofiel evenredig met het snelheids- en positiesignaal, en het gebruiken van het snelheidsprof iel om de snelheid en positie van de afdicht- en snijmiddelen te sturen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, gekenmerkt door de stap van het aanpassen van het snelheidsprofiel.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, gekenmerkt door de stap van het automatisch aanpassen van het snelheidsprof iel.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, gekenmerkt door het automatisch aanpassen van het snelheidsprofiel zodat de afdicht- en snijmiddelen een snelheid hebben gelijk aan die van het weefsel gedurende een afdicht- en snij deel van de cyclus, op alle tijdstippen van de cyclus functioneren binnen de parameters van de horizontale verpakkingsmachine, en vertraagd of gestopt kunnen worden in het geval dat een voorwerp of reeks van voorwerpen ontbreekt uit de voorwerpvoorraad.

5. Horizontale verpakkingsmachine bevattende een verpakker, een plooier, een hoofdmotor met een daaraan gekoppelde hoofdcodeerinrichting, een weefseltoevoer- en vinafdichtmotor met een daaraan gekoppelde bijcodeerinrichting, een industriële computer ontvangende invoersig-nalen van de hoofdcodeerinrichting en uitvoersignalen uitzendende naar de weefseltoevoer- en vinafdichtmotor, waarbij het uitvoersignaal naar de weefseltoevoer- en vinafdichtmotor evenredig is met de ingang van de hoofdcodeerinrichting met een voorafbepaalde verhouding om daardoor een geselecteerde hoeveelheid weefsel naar de verpakker te voeren, en waarbij het uitvoersignaal van de computer naar de plooi- en afdichtkopmotor een rechtstreekse verhouding is ten opzichte van de hoofdcodeerinrichtingin-voer naar de computer, waarbij het uitvoersignaal van de computer naar de plooi- en afdichtkopmotor een snelheids-profiel bevat.

6. Horizontale verpakkingsmachine volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de industriële computer functioneert om het snelheidsprofiel automatisch aan te passen.