Способ коррекции относительного положения корпусного и покровного материалов в автоматических упаковочных машинах и устройство для его осуществления

Способ коррекции относительного положения корпусного и покровного материалов в автоматических упаковочных машинах и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к упаковочной технике и может быть использовано в пищевой, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Известно устройство для упаковки предметов между корпусным материалом, например полимерной пленкой, и покровным материалом, например фольгой, содержащее механизмы разматывания корпусного и покровного материалов, транспортер, устройства формования и термосклеивания, загрузочное приспособление, прижимную плиту и механизм отделения упаковок (а.с. №1414710, кл. В 65 В 9/04, опубл. 07.08.1988).

Это устройство имеет тот недостаток, что вследствие всегда имеющегося неравенства шага транспортера и шага по этикеткам, нанесенным на покровный материал, происходит смещение этикетки относительно формуемой емкости, что ухудшает внешний вид выходного изделия и соответственно уменьшает его конкурентную способность на рынке.

Известен способ коррекции относительного положения корпусного и покровного материалов в автоматических упаковочных машинах, включающий перемещение транспортера с корпусным и покровным материалами на фиксированный шаг, определение рассогласования положения покровного материала относительно корпусного посредством оптического датчика по метке, нанесенной на покровный материал, и смещение последнего относительно корпусного материала в направлении уменьшения рассогласования. Способ реализуется соответствующим устройством, содержащим транспортер для перемещения корпусного и покровного материалов на фиксированный шаг, узел термосварки обоих материалов с системой управления и оптический датчик, служащий для определения положения покровного материала относительно корпусного по метке, нанесенной на покровный материал (см. патент US 4018028, опубликованный 19.04.1977).

В указанных способе и устройстве смещение покровного материала относительно корпусного ведут путем его растяжения в направлении уменьшения рассогласования, вследствие чего устройство сложно по конструкции, поскольку содержит специальный механизм для пластической деформации покровного материала. Очевидно, что способ и устройство могут быть использованы только для покровных материалов, допускающих пластическую деформацию (например, фольга). Покровные материалы, не обладающие этим свойством, в частности, такой перспективный материал, как микспап, не могут быть использованы. Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание простой автоматической упаковочной машины, допускающей использование покровных материалов с различными механическими характеристиками.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в упрощении конструкции, а следовательно, стоимости машины, а также в увеличении универсальности способа и машины за счет возможности использования покровных материалов с различными механическими характеристиками.

Указанный выше технический результат достигается тем, что в известном способе коррекции относительного положения корпусного и покровного материалов в автоматических упаковочных машинах, включающем перемещение транспортера с корпусным и покровным материалами на фиксированный шаг, определение рассогласования положения покровного материала относительно корпусного посредством оптического датчика по метке, нанесенной на покровный материал, и смещение последнего относительно корпусного материала в направлении уменьшения рассогласования, смещение покровного материала ведут изменением времени выдержки корпусного и покровного материалов при термосварке, а фиксированный шаг S перемещения транспортера устанавливают из условия S_t0<S<S_t1, где S_t0 и S_t1 - расстояние между соседними метками на покровном материале после термосварки с временем выдержки соответственно t0 и t1.

Для реализации заявленного способа в известном устройстве коррекции относительного положения корпусного и покровного материалов в автоматических упаковочных машинах, содержащем транспортер для перемещения корпусного и покровного материалов на фиксированный шаг, узел термосварки обоих материалов с системой управления и оптический датчик, служащий для определения положения покровного материала относительно корпусного по метке, нанесенной на покровный материал, новым является то, что система управления узлом термосварки связана с таймером с переменными уставками времени, однозначно связанными со значениями выходных сигналов оптического датчика и служащими для определения времени выдержки корпусного и покровного материалов при термосварке, а фиксированный шаг S перемещения транспортера устанавливают из условия S_t0<S<S_t1, где S_t0 и S_t1 - расстояние между соседними метками на покровном материале после термосварки с временем выдержки соответственно t0 и t1.

Изобретение иллюстрируется тремя рисунками, где на

на фиг.1 изображена схема наиболее полной автоматической упаковочной машины;

на фиг.2 более подробно показано место установки оптического датчика и его связи по системе управления с узлом термосварки;

на фиг.3 представлен результат термосварки покровного и корпусного материалов при различных временах выдержки в устройстве термосварки.

Автоматическая упаковочная машина для продуктов, размещаемых между корпусным и покровным материалом, состоит преимущественно из установленных в определенной технологической последовательности устройств для формовки емкостей 1, термосварки 2 и вырубки 3. Полимерная пленка из рулона 4 поступает через нагреватель 5 в устройство формовки емкостей 1. После заполнения полученных емкостей продуктом с помощью дозатора 6 производится их укупорка покровным материалом, свернутым в рулон 7 и покрытым термосваривающимся слоем. Данная операция осуществляется в устройстве термосварки 2. Далее укупоренные емкости поступают в устройство вырубки 3, где осуществляется вырубка готовых форм 8 с продуктом. Отходы, если они есть, наматываются на барабан 9. Перемещение корпусного 4 и покровного 7 материалов вдоль машины осуществляется транспортером 10 с управляемыми захватами 11. При ходе транспортера вправо (привод не показан) захваты 11 сжаты и перемещают оба материала на фиксированный шаг S, который настраивается с помощью, например, регулируемого упора 12. При ходе транспортера 10 влево захваты разжаты, и оба материала неподвижны - остаются зажатыми в устройствах 1; 2 и 3. Покровный материал 7 укладывается с помощью направляющего валика 13 на корпусной материал 4 в зоне перед устройством термосварки 2.

Оптический датчик 14 (фиг.2), как правило, устанавливается между направляющим валиком 13 и устройством термосварки 2. Он определяет интенсивность луча, отраженного от поверхности покровного материала. На покровный материал для этого наносится контрастная (относительно фона) метка. В самом простом варианте исполнения на выходе датчика 14 формируется сигнал, имеющий два уровня - “0” или “1” в зависимости от того, куда попадает луч датчика - на метку или на фон покровного материала. Этот сигнал подается в систему управления 15 привода 16 устройства термосварки 2. Система управления 15 содержит таймер с двумя уставками времени t0 и t1. Если на выходе датчика 14 будет “0”, то система управления 15 с помощью таймера удерживает устройство термосварки 2 в закрытом положении время t0, если сигнал “1” - то соответственно t1.

В устройстве термосварки 2 (фиг.3) корпусной 4 и покровный 7 материал зажимается между верхним 17 и нижним 18 концентраторами сварки. В результате под действием высоких температуры и давления на корпусном материале формируется сварочный шов, глубина h которого существенно зависит от времени сварки. При малом времени выдержки t1 глубина сварочного шва небольшая и шаг S_t1 между метками на покровном материале после сварки с этой выдержкой максимален. При большем времени выдержки t0 глубина h увеличивается и соответственно шаг S_t0 становится меньше. Как показывают экспериментальные исследования на автоматических упаковочных машинах, при изменении времени термосварки на 0,5 сек разность между S_t0 и S_t1 достигает 0,3 мм. Именно найденная закономерность и позволила предложить способ и создать простое и надежное устройство коррекции относительного положения корпусного и покровного материалов на автоматических упаковочных машинах. Оно не требует установки специальных механизмов коррекции, а использует только те устройства, которые уже имеются на упаковочной машине, для выполнения необходимых технологических функций. Достаточно несколько модифицировать систему управления 15 устройством термосварки 2 и установить шаг S перемещения транспортера 10 в соответствии с соотношением

St0<S<St1,

Работает предлагаемое устройство следующим образом. В исходном положении (фиг.1) транспортер 10 находится в крайнем левом положении, а устройство формовки 1, термосварки 2 и вырубки 3 максимально разведены, позволяя осуществить перемещение ленты с емкостями. По команде от системы управления машиной захваты 11 зажимают ленту и перемещают ее на шаг S до касания с регулируемым упором 12. После этого устройства формовки 1, термосварки 2 и вырубки 3 смыкаются, осуществляя необходимые технологические операции. После этого захваты 11 отпускаются и транспортер 10 осуществляет холостой обратный ход. После остановки ленты с емкостями с оптического датчика 14 считывается выходной сигнал. Если сигнал “0” (луч попал на фон покровного материала), то таймер выдает максимальное время выдержки t0 на привод устройства термосварки 2. В результате покровный материал 7 дополнительно сместится вправо относительно корпусного материала 4 на величину (S-St0), приближая правую границу контрастной метки к лучу датчика. В результате через некоторое количество циклов метка, нанесенная на покровный материал, попадет под луч оптического датчика 14. В этом случае датчик выдаст сигнал “1” и соответственно таймер установит время выдержки устройства термосварки 2 в закрытом положении, равное t1<t0. Покровный материал 7 при этом сместится влево относительно датчика 14 на величину (S-St1). Таким образом, предлагаемое устройство коррекции положения покровного материала относительно корпусного будет всегда удерживать покровный материал на правой границе метки, а нанесенная на покровный материал этикетка всегда будет точно уложена на отформованную емкость.

В заключение отметим, что в качестве метки может быть использован любой контрастный цветовой переход на этикетке, а функции описанного регулятора, т.е. задание времени выдержки t0 или t1 в зависимости от сигнала оптического датчика, может взять на себя контроллер, управляющий всем циклом работы упаковочной машины.

1. Способ коррекции относительного положения корпусного и покровного материалов в автоматических упаковочных машинах, включающий перемещение транспортера с корпусным и покровным материалами на фиксированный шаг, определение рассогласования положения покровного материала относительно корпусного посредством оптического датчика по метке, нанесенной на покровный материал, и смещение последнего относительно корпусного материала в направлении уменьшения рассогласования, отличающийся тем, что смещение покровного материала ведут изменением времени выдержки корпусного и покровного материалов при термосварке, а фиксированный шаг S перемещения транспортера устанавливают из условия S_t0<S<S_t1, где S_t0 и S_t1 - расстояние между соседними метками на покровном материале после термосварки с временем выдержки соответственно t0 и t1.

2. Устройство коррекции относительного положения корпусного и покровного материалов в автоматических упаковочных машинах, содержащее транспортер для перемещения корпусного и покровного материалов на фиксированный шаг, узел термосварки обоих материалов с системой управления и оптический датчик, служащий для определения положения покровного материала относительно корпусного по метке, нанесенной на покровный материал, отличающееся тем, что система управления узлом термосварки связана с таймером с переменными уставками времени, однозначно связанными со значениями выходных сигналов оптического датчика и служащими для определения времени выдержки корпусного и покровного материалов при термосварке, а фиксированный шаг S перемещения транспортера устанавливают из условия S_t0<S<S_t1, где S_t0 и S_t1 - расстояние между соседними метками на покровном материале после термосварки с временем выдержки соответственно t0 и t1.