用于包装生产的智能自动传送装置.pdf

一种装置包括堆垛机，用于将平面工件堆叠成堆，以及裁剪机，用于将粗加工部分从平面工件切除。该裁剪机在生产线上位于所述堆垛机的下游，并且传送机存在于所述堆垛机与所述裁剪机之间。该装置包括传送机控制器，其用于将堆叠从所述传送机传送至所述裁剪机的给料部分之后，倒回传送机至最起始的空位，用于准备好从所述堆垛机接收堆叠，该最起始的空位位于传送机上现有堆叠的位置之后。

1.  一种装置，其包括：
-堆垛机(103)，其用于将平面工件堆成堆叠(202、204、205、301、302、303、304)，
-裁剪机(104)，其用于将粗加工部分从平面工件切除，并位于生产线上所述堆垛机(103)的下游，以及
-位于所述堆垛机与所述裁剪机之间的传送机(105)；
其特征在于，所述装置包括传送机控制器(706)，其用于在将堆叠从所述传送机(105)转移至所述裁剪机(104)的给料部分之后，将传送机(105)的最起始的空位倒回准备好从所述堆垛机(103)接收堆叠的位置，所述最起始的空位位于传送机(105)上现有堆叠之后。

2.  根据权利要求1所述的装置，其特征在于，包括传感器(708)，其用于向传送机控制器(706)传送关于传送机(105)上各个位置上的堆叠的信息。

3.  一种方法，其包括：
-从堆垛机(103)接收平面工件堆叠，以及
-将在传送机(105)上的所述堆叠转移到裁剪机(104)的给料部分，以及
-在将堆叠从所述传送机转移到所述给料部分之后，将传送机(105)的最起始的空位倒回(526、625)至准备好从所述堆垛机(103)接收堆叠的位置，所述最起始的空位位于传送机(105)上现有堆叠之后。

4.  根据权利要求3所述的方法，其特征在于，包括：
-保持第一可变值和第二可变值，所述第一可变值和第二可变值分别表示在传送机(105)上现有堆叠之前和之后在所述传送机(105)上的若干空位，
-在传送机(105)接收(511)到新的堆叠之后，如果所述第一可变值指出，在传送机线上的现有堆叠之前存在至少一个空位，则将传送机向前推送(513)一个位置，
-在将堆叠转移到(521)所述给料部分之后，如果在所述传送机(105)上有堆叠，并且所述第二可变值指出，在传送机线上的现有堆叠之后没有空位，则将传送机向前推进(513)一个位置，
-在将传送机向前推进(513)一个位置之后，第一可变值减小(514)一个量以及第二可变值增加(514)一个量，所述量对应于传送机(105)的一个位置，
-在所述倒回(526)之后，第一可变值增大(527)一个量，所述量对应比倒回的位置数多1个位置，并设定(528)第二可变值为一个值，所述值表示在传送机(105)上现有堆叠之后有一个空位，以及
-作为对所述裁剪机准备好(513)接收新的堆叠以及在所述传送机上存在(532)堆叠的响应，将传送机向前推进(533)多个位置数，所述多个位置数等于第一可变值的当前值， 增大(534)第二可变值至一个量，所述量表示向前推进的位置数，并设定(535)第一可变值为，指示传送机上现有堆叠之前没有空位。

5.  根据权利要求3所述的方法，其特征在于，包括：
-在所述传送机(105)接收(611)到新的堆叠之后，如果最接近所述给料部分处有空位，则将传送机向前推进(613)一个位置，
-在将堆叠转移到(621)所述给料部分之后，如果在所述传送机上最接近所述堆垛机的位置有堆叠，则将传送机向前推进(613)一个位置，
-执行所述倒回(625)直至只有最接近所述堆垛机的位置为空，以及
-作为所述裁剪机准备好(631)接收新的堆叠以及所述传送机上存在(632)堆叠的响应，传送机向前推进(633)直至堆叠出现在最接近所述给料部分的位置上。

6.  一种计算机程序，其包括一个或多个指令的一个或多个序列，当由一个或多个处理器执行时，引发装置执行方法，其包括：
-从堆垛机(103)接收平面工件的堆叠，以及
-将在传送机(105)上的所述堆叠转移到裁剪机(104)的给料部分，以及
-在将堆叠从所述传送机(105)转移到所述给料部分之后，将传送机(105)的最起始的空位倒回至准备好从所述堆垛机(103)接收堆叠的位置，所述最起始的空位位于传送机(105)上现有堆叠之后。

用于包装生产的智能自动传送装置
技术领域
本发明一般涉及在生产线上输送纸状工件的技术领域。特别地，本发明涉及生产过程中在堆垛机和裁剪机之间印刷工件的输送，在该过程中系列工件是短而不规则的。
背景技术
包装生产线通常依次包括打印机、涂布机、堆垛机、以及裁剪机。平面的、纸状工件送至打印机。印刷工件在涂布机中接受涂覆，此后在堆垛机中堆叠起来等待裁剪。裁剪机通常为冲压裁剪机，其中裁剪工具在一系列的将要进行不同裁剪的工件之间需要变换。因此堆垛机将进行不同系列的分开堆叠是有利的。当适当的工具到位时，每个堆叠被输送至裁剪机并放在自动给料部分，裁剪可以开始。
现有公开技术国际专利WO 2009/130393公开了一种模块化自动传送机，其可包括分支和聚合点，并且其可将从并行的打印及涂覆装置而来的流水线合并至共用的裁剪机。实践证明，尽管其有许多优点，该现有技术所公开的传送机不能提供最佳选择用于处理不同的系列，特别是当连续系列在尺寸上有大的波动时。
发明内容
本发明的目的在于提高生产线的自动运行，在该生产线上裁剪机紧随在堆垛机之后。本发明的另一目的在于在该生产线上，不管所要生产的系列尺寸变化，优化空间的利用。本发明的另一目的还在于在平面工件从堆垛机向裁剪机的输送中，减少人工干预的需要。
上述及进一步优点可以这样实现：允许在堆垛机与裁剪机之间的传送机倒回到一位置，在该位置该传送机接收下一个工件堆叠，放在传送机的最起始的空位上。
根据本发明的装置的特别之处在于针对装置的独立权利要求的特征部分所述技术特征。
本发明还适用于一种方法，其特别之处在于针对方法的独立权利要求的特征部分所述技术特征。
本发明申请的示范性实施例并非解释为对附加权利要求的适用性造成限制。本申请所用的动词“包括”用作开放式限定术语，即并不排除并未引用的技术特征的存在。从属权利要求所述的技术特征可以相互自由地组合，另有明确描述的除外。
被认为是本发明的特别之处的创新的技术特征，会在所附的权利要求中特别公开。然而，本发明本身关于其结构以及操作方法，与其附加目的和优点一起，将会通过联系附图阅读下 文的特定实施例得到更好的理解。
附图说明
图1示出了生产线，
图2示出了图1的生产线的一部分，
图3示出了传送机运行的示范性阶段，
图4示出了传送机运行的其他示范性阶段，
图5示出了用于操作传送机的方法，
图6示出了用于操作传送机的另一种方法，以及
图7示出了传送机控制器以及传送机的其他示范性部件。
具体实施方式
图1是在数控工序中，用于生产包装的生产线的轴测投影图。该生产线包括数码打印机101、涂布机102、堆垛机103、裁剪机104、以及传送机105。涂布机102用于将保护漆和面漆施加到印刷工件的表面上。堆垛机103用于收集已经表面处理的印刷工件堆成堆叠。已完成的堆叠沿传送机105移动到裁剪机104。进一步的加工阶段，图1并未示出，但是在装置上能够容易想到在裁剪机104之后，还包括废料移除、粘合以及折叠应用。
裁剪机的容量(每单位时间内处理的工件)，特别是冲压裁剪机，能够相当地高出撰写本文时已知的数码打印机容量。可以利用容量的差异，使得打印与冲压裁剪之间的任何加工阶段可以用作缓冲区。缓冲的意思等同于暂时存储印刷工件，例如，在变换冲压裁剪工具的时间，这样工件在暂时储存的时间内仍然保持在数控工序内。当冲压裁剪阶段再次开始时，缓冲区用于将暂时储存的、印刷工件向前送料。
中央数控使得全自动缓冲成为可能：关闭冲压裁剪机将产生一个控制信息，基于该控制信息，数控系统将传送缓冲阶段指令以开始缓冲。相对应地，重启冲压裁剪机将产生另一个控制信息，基于该控制信息，数控系统将传送缓冲阶段指令以开始暂时储存的印刷工件的向前送料。
在根据图1的装置中，缓冲区由堆垛机103和传送机105组成。堆垛机103用于堆叠平面工件，这些工件经过了印刷和涂覆，堆成堆叠然后在传送机105上一次一个堆叠地向前移动。通过堆叠的长度来划分传送机105线的长度，得到可以缓冲的印刷工件最大数目(由此，通过一个接一个堆叠，得到传送机105上的堆叠的最大数目)，并且通过单个堆叠可以容纳的最大可能数量的工件，来倍增这个临时结果。
图2示出了堆垛机103、裁剪机104以及两者之间的传送机105。在堆垛机103的起重机201放下正在累加的工件堆叠202，最终将堆叠202放置在传送机105上。在裁剪机104的另一起重机203抓起一工件堆叠204并将其升起，由此充当裁剪机给料部分的一部件。图中间部分示出一个工件堆叠205，其中传送机105的运动将其从堆垛机103输送到裁剪机104。
需要注意的是，图2仅是示意图，特别涉及在堆垛机处和在裁剪机处的起重机。根据一可替代的方式，堆垛机103的输出可包括组合传送机/升降机模块，其可同时实现垂直运动(一直要求该垂直运动正确且流畅地接收最新的印刷工件，置于现正累加的堆叠顶部，并最终将已完成的堆叠递送到传送机上的适当水平)和水平运动(要求该水平运动连续地将已完成的堆叠适当转移到传送机上)。裁剪机的给料部分可包括给料装置，就其本身而言是与实际的裁剪机分开的，并且根据需要，其类似地用于实现垂直和水平运动。
图3示出了类似于图1和2的传送机将会发生的问题。在图3中，我们假设传送机的长度为一般堆叠长度的7倍。因此，除了即将在堆垛机之内的位置(我们会称之为0号位)以及已经在裁剪机之内的位置(N号位)之外，沿着传送机上有5个位置，可以暂时储存堆叠，即缓冲。
在图3的最顶部的阶段，堆叠分别在1号位和5号位。堆叠301的进程如以下实例所示：在最顶部的阶段，其位于1号位。两台起重机正在下降，在堆垛机处的起重机将一个以上已完成的堆叠302置于传送机上，并且在裁剪机处的起重机接收下一个堆叠并将其送去裁剪。在此我们假设来自于堆垛机的已完成的堆叠302在传送机开始移动之前已经在传送机上，因此传送机的下一个运动会将所有3个堆叠向前运送一个位置。结果，在图3的第2个阶段中，堆叠301位于2号位，并且起重机正在上升。
由于裁剪通常比打印快，我们假设第二阶段中最右边的堆叠303对比起新的印刷工件开始在堆垛机累加的速率，裁剪得相对更快。我们还可以假设，下一个将要打印的系列相对更长。因此，图3的第三阶段示出了在裁剪机处的起重机再次下降，准备将下一个堆叠301送去裁剪，同时最新的堆叠304仍然在堆垛机继续累加。传送机已经向前驱动了三个位置，以便将下一个堆叠301准备好向裁剪机送料。
图3的第四个阶段示出了传送机如何向前再移动一个位置。现在堆叠301上升到裁剪机，同时堆叠304在堆垛机几乎准备好。然而，堆叠301是最后一个用现有冲模进行裁剪的堆叠，因此在继续操作之前必须进行冲模变换。图3的最下面的阶段示出了当裁剪机(作为机器一部分，即其起重机)由于冲模变换而不可操作时，传送机如何不能向前移动。这意味着，整条生产线必须停止。即使缓冲区几乎是空的(1、2、3、4号位都没有堆叠)，在裁剪机再次 运转之前，也不能再印刷、涂覆以及堆叠任何工件。
可以建议，将起重机从裁剪机的其余操作中分离，这样起重机能够下降接收堆叠302，而不顾冲模变换。这使得传送机移动，反过来会消除生产线停止的起因。然而，情况将会是，另一个堆叠存在于图3最下面的阶段中的4号位，该位置只允许传送机向前移动一个位置。同样的停顿将会很快再次发生，特别是如果最新系列的后续堆叠304相对短的话。
图4示出了倒回传送机如何用于解决问题。图4最顶部的阶段与图3的第三阶段相同。图4的第二阶段示出了，在堆叠301从传送机转移至裁剪机的给料部分之后，将传送机倒回至准备好从堆垛机接收堆叠的位置(即直接在堆垛机处的起重机执行)，以将堆叠放置在传送机上现有堆叠之后最起始的空位(即紧随着堆叠302的位置)。
在图4的第三阶段中，堆叠301仍在裁剪中，同时堆叠304(现已完成)已被传送机接收，并且在堆垛机处的起重机再次升起，以开始另一堆叠的累加。现在，即使裁剪机处的冲模变换需时比预计的更长，由传送机提供的整个缓冲空间能够利用来接收若干连续堆叠。
事实上，堆叠302不是在5号位等待，一旦裁剪机再次运行就准备立即转移到裁剪机的给料部分，这不会造成额外的复杂化。如果这样的技术方案发生在当堆叠302仍位于1、2、3、4号位其中之一时，传送机能够快速向前移动，将堆叠302递送到裁剪机，然后再次倒回传送机，使得传送机上现有堆叠之后的最起始空位时刻准备好接收堆垛机完成的下一个堆叠。
图5示出了用于包装生产的智能自动传送装置的操作方法。图5的方法不要求沿传送机放置传感器，但是其基于保持第一可变值EIF和第二可变值EIB。这些缩写分别来源于前端空位(EIF)和后端空位(EIB)，并且顾名思义，这些可变值表示传送机上的若干空位，相对于传送机上现有堆叠之前(EIF)以及之后(EIB)的空位。
图5的顶部是等待状态501。在步骤511传送机接收到新的堆叠之后，检查EIF的当前值，以发现前方是否有任何空位，有空位则允许传送机向前推进。步骤5123结果为否定的话，意味着整个缓冲区满载，因此返回到等待状态501。
如果EIF值大于0，在步骤513传送机向前推进一个位置。这引起前面的空位减少一个位置并且后面的空位增加一个位置，这样在回到等待状态501之前的步骤514，在将传送机向前推进一个位置之后，EIB值减小一个位置以及EIB值增加一个位置。
在步骤521堆叠转移到裁剪机的给料部分(在图2-4中：用裁剪机处的起重机升起堆叠离开传送机)之后，首先需要检查是否仍有堆叠在传送机上。这可以由例如步骤522的检查来完成，EIB值是否仍小于N-1(其中N是适合该传送机的最大堆叠数)。EIB值等于N-1意味着在最后一个堆叠提升离开N号位之后，传送机上只有空位。在图5中的回到等待状态之前的步骤523和524，这会造成重设可变值，使得EIF＝N-1，EIB＝0。
如果在步骤522发现堆叠，下一步是检查最后一个堆叠是否仍在等待着被移出堆垛机的0号位(例如，如果该堆叠更早地在步骤512被发现，缓冲区满载，并且新近已完成的堆叠不能向前移动)。在步骤525发现EIB值为0，会引起步骤513的将传送机向前推进一个位置，以便为后续堆叠留空间。
EIB值大于0且小于N-1，意味着可能有机会倒回传送机。步骤526包括倒回传送机若干个位置，该位置数为比当前EIB值小1。这样，如果EIB值为1，则无需启动倒回。倒回之后，步骤527的EIF值增大至比倒回位置数大1，因为前方空位的增量总值来自于步骤526的倒回数加上步骤521提升离开传送机的一个堆叠。步骤528包括设定EIB值为1，因为传送机倒回使得0号位为空。步骤528之后回到等待状态。
图5最右列的步骤对应于在裁剪机处的起重机下降以接收新堆叠的情况。作为对步骤531裁剪机准备好接收新堆叠的响应，步骤532检查传送机上是否存在堆叠。例如，EIF＝N-1以及EIB＝0意味着没有找到，这会引发回到等待状态。如果有堆叠，传送机在步骤533向前推进等于当前EIF值的多个位置。这将最起始的堆叠带到裁剪机的给料部分。回到等待状态之前，在步骤534，EIB值增大至向前推进的位置数，并且在步骤535，EIF值重设为0，此后预计会迅速延续到步骤521。
上述使用的实际值如0和1是为了便于理解。类似地为简单起见，我们假设所有堆叠在传送机纵向维度上具有同等长度，这样“位置”在传送机纵向维度上才具有足够的长度，以恰好容纳一个堆叠。实际上，传送机上用于表示现有堆叠之前以及之后的空位(或者更普遍地理解，空位的数量)的可变值空间可不同定义。通常地，我们会说上述的“0”是对应于一个值，表示在传送机的特定方向上没有足够空间留给具有特定长度的堆叠，“1”是对应于一个值，表示在传送机的特定方向上有足够空间恰好留给具有特定长度的1个堆叠，如此类推。
图6示出了另一种方法，该方法依靠沿传送机设置的传感器，使得控制装置能够随时告知，在特定位置是否存在堆叠，而不必用可变值如EIB值和EIF值来计算得到。
图6的方法中也有等待状态601。在步骤611传送机接收到新的堆叠之后，在步骤612实施检查，找出最接近给料部分是否有空位。步骤613的肯定结果将使得传送机向前推进一个位置。
在步骤621将堆叠转移到给料部分之后，在步骤622检查在传送机上是否存在堆叠。传送机上没有堆叠意味着通过移动传送机得不到任何物体，因此仅需要回到等待状态。如果存在至少一个堆叠，并且此外在步骤623发现一个堆叠在最接近堆垛机(或者在其之内)的位置，传送机在步骤613向前推进一个位置。如果最后所述的情况没有触发传送机向前推进，则可执行前述的倒回，直至只有最接近堆垛机(或者在其之内)的位置为空。这由步骤624 和625完成。
作为裁剪机准备好接收新的堆叠(步骤631)以及传送机上存在堆叠(在步骤632检测)的响应，在步骤633传送机向前推进直至堆叠出现在最接近给料部分的位置上。从步骤633回到等待状态之后，可以预见将会迅速延续至步骤621。
图7示出了传送机控制器的实例以及传送机的其他示范性实施例。对于接收运行电源，方块701包括所需的连接器。在某些情况下，运行电源从生产线的一部分连接到另一部分，这样示出了从运行电源输入方块701到可选运行电源输出方块702的直接连接。配电方块703用于分配电力给传送机上需要电力的部件。
对于传送控制信息，传送机包括所需接口，例如用于连接至控制信息总线。图7的实例示出了单独的控制信息的输入方块704和输出方块705，但是显而易见地，连接至控制信息总线的连接还可以仅通过一个双向连接方块来实现。
传送机控制器包括控制逻辑单元706，其可以例如是可编程逻辑电路或相对简单的微处理器。图7单独示出了存储器707，其可由控制逻辑单元访问，控制逻辑单元706能够使用存储在存储器中的程序。如有需要，存储器707还可用作可变值、测量信息和类似信息的中间存储器。连接至控制逻辑单元706的传感器方块708可以包括，例如，光电池、限位开关、称重传感器和其他传感器，通过该传感器方块708，控制逻辑单元706用于接收关于传送机运行的信息，以及其他必需的因素。特别地，方块708中的传感器可用于向传送机控制器传送关于传送机上各个位置上的现有堆叠的信息。控制逻辑单元706用于发出控制命令至电机控制方块709，其控制方块710中的电机，用于执行传送机运动。
根据本发明实施例的方法可以通过产生机器可读的指令来实现，这些指令形成计算机程序。计算机程序可以由易失性的或非易失性的计算机可读存储介质来呈现，例如作为包括至少一个计算机可读的永久介质的计算机程序产品，该永久介质上存储有程序代码，该程序代码在被装置执行时，引发装置至少执行前述的计算机程序的操作。计算机程序可存储在例如存储器707中。