在产品上粘贴无衬标签的装置和方法 【发明背景】
本发明涉及一种粘贴装置，用于把标签粘贴在产品上，更具体地说，本发明涉及一种把标签串上的各标签准确和高效地粘贴在所输送来的产品上的粘贴装置和方法。
目前，具有数种商用的标签粘贴装置，其尺寸和大小相差很大，采用的是传统的有衬标签，这种有衬标签可以一字排开，也可以呈卷轴状态。这种粘贴装置是很先进的，在通常情况下，可很容易地实现标签和产品之间的位置协调，即把标签“粘贴”在产品上，然后，在标签粘贴在产品上的过程中，标签串继续前进，此时，标签地衬就被揭下并扔掉。
然而，对于无衬标签来说，标签必须从标签串上被割断或切割下来，每个标签的粘接面就暴露了，从而可“抓住”与该粘接面相接触的第一个物品。在割断或切割装置中，这种不希望有的粘接作用可减少到最低限度，其方法是在可与粘接面相接触的所有表面上涂以等离子体不粘涂层，和/或，采用硅弹性的辊等，但是，标签必须与产品保持正确的对准状态，使标签可粘贴在产品上。
在采用较短的标签的情况下，如在采用长度为四英寸或更短的标签的情况下，可以把标签进给至静态的真空板上，再通过汽缸或其它的机械元件把标签进给至产品上。另外一种方法是采用真空辊“抓住”来自切割刀的标签，然后使真空辊转动，使标签脱离该真空辊，直至标签的前端正确地对准在产品上，然后，直接把标签从切割装置转换至产品上。
这两个方法都不适应于各种尺寸的标签。但其主要优点是，转换系统的结构简单，通过良好的设计，基本的进给器和切割器的结构都可以很小，从而使走纸的距离很短，从而减少了标签弯曲的可能性，标签也不会因为具有粘性的标签在进给过程中出现任何差错而停滞和堵塞在进给器内。缩短标签的行程可使上述问题减少至最少，但如果标签的长度大于切割器的内部长度，可能出现的问题是，标签的前端已经粘贴在产品上，而标签的尾部还留在切割器内。因为在切割器的循环过程中，标签有停止状态，出现的问题是，如果恰好产品来了，还没有被切断的标签的前端就会粘贴在产品上。
另外一个问题是，来自粘贴器的标签在进给过程中必须与产品相分离，并且要使两者对准，因此，在标签/产品之间产生压力之前，标签必须可以粘贴在产品上，产品也必须能够接近标签，或者两者都有之。
发明概述
因此，本发明的基本目的是，提供一种新型的和改善的粘贴装置和粘贴方法，以把无衬标签串上的单个的标签粘贴在产品上，本发明的装置和方法可适用于各种尺寸的无衬标签，可以准确和高效地粘贴标签。
根据本发明，提供了一种把无衬标签串上的各标签粘贴在产品上的粘贴装置。该粘贴装置包括一个切断器，用于把标签串切割成单个的标签；一个粘贴缓冲器，设置在切断器的下游，用于接纳单个的标签；和一个粘贴缓冲器的支撑装置，用于可移动地支撑着粘贴缓冲器，从而粘贴缓冲器可以定位以把单个的标签转换在产品上。
特别是，粘贴缓冲器包括一个可转动的真空辊，该真空辊与真空源相通，该真空源用于在可转动的真空辊上产生真空表面。粘贴缓冲器的支撑装置可包括一个驱动缸，该驱动缸可枢转地支撑着可转动的真空辊。
还可以设置一个进给装置。该进给装置把无衬标签串进给至切割刀，并且把单个的标签进给至粘贴缓冲器。特别是，进给装置包括两个标签串驱动辊、一个标签导向器和两个单个标签的驱动辊，其中，标签串驱动辊把标签串进给至切割刀；标签导向器把单个的标签进给至粘贴缓冲器；单个标签的驱动辊接纳来自标签导向器的单个的标签，并把单个的标签进给至粘贴缓冲器。为了防止松弛的发生，单个标签的驱动辊的转动速度可以比标签串的驱动辊的转动速度快，而可转动的真空辊的转动速度可以比单个标签的驱动辊的转动速度快。
在进给装置中可设置第一传感器，以感知无衬标签串的割断位置，从而驱动切割刀，还可以设置第二传感器，以感知产品的位置，从而驱动粘贴缓冲器的支撑装置，使粘贴缓冲器定位，以把标签粘贴在产品上。
特别是，标签导向器包括数条安装在两个支撑杆上的金属丝，其中，金属丝从标签串行走轨迹的中心线开始倾斜。金属丝的表面可有等离子体的涂层。
根据本发明的另外一个方面，提供了一种用粘贴装置把标签串上的单个的标签粘贴在产品上的方法。该方法包括：从标签串上切割出单个的标签；把单个的标签转换至粘贴缓冲器上；和使粘贴缓冲器定位，把单个的标签粘贴在产品上。
该方法可进一步包括：在可转动的真空辊上产生真空表面，和/或，在割断步骤之前，把无衬标签串进给至切割刀。特别是，粘贴装置具有进给装置，该进给装置包括两个标签串驱动辊、一个标签导向器和两个单个标签的驱动辊，其中，标签串驱动辊把标签串进给至切割刀，以进行切割步骤；标签导向器把单个的标签进给至粘贴缓冲器；单个标签的驱动辊接纳来自标签导向器的单个的标签，并把单个的标签进给至粘贴缓冲器，其中，该方法进一步包括：单个标签的驱动辊的转动速度可以比标签串的驱动辊的转动速度快，特别是快5％左右。粘贴缓冲器可包括一个可转动的真空辊，其中，所述方法包括：可转动的真空辊的转动速度可以比单个标签的驱动辊的转动速度快，特别是快10％左右。
在切割步骤中，该方法可包括：使标签导向器枢转，从而，为单个的标签保持一个通过间隙。另外，该方法还可包括：感知无衬标签串的切割位置，以驱动切割步骤，和/或，感知产品的位置，以驱动粘贴步骤。
附图的简要说明
下面结合附图对本发明的推荐的实施例进行详细说明，由此本发明的这些和其它的方面及优点会变得一目了然，其中：
图1是本发明的粘贴装置的侧视图；
图2与图1类似，图示的是粘贴装置在标签粘贴时的位置；
图3与图1类似，图示了粘贴装置的切割辊、驱动辊和曲柄处于初始位置的状态；和
图4和5与图3类似，分别仅图示了各元件处于切割位置和回油位置的状态。
推荐实施例的详细说明
图1和图2分别示出了本发明的粘贴装置的进给-切断状态和标签粘贴状态。该粘贴装置的主要元件包括粘贴缓冲器、粘贴缓冲器的支撑装置12和典型的切断器14，其中的缓冲器是一个可转动的真空辊10，该真空辊10与真空源11相通，粘贴缓冲器的支撑装置12支撑着粘贴缓冲器10，切断器14用于把标签串切断成单个的标签。典型的切断器14的详细情况在一个与此有关的美国专利申请中进行了说明，该专利申请的申请号为No.08/________(代理人卷号为No.263-1379)，发明人是特雷斯，提交日期是1995年10月31日，其内容也包含于此，以供参考。因此，关于切断器14的详细情况，不再进一步说明。
标签串1由一对标签串的驱动辊16和18进给至一个间隙内，该间隙位于切断器14的转动切断辊20和固定刀(或振动刀)22之间。驱动辊16和18通过皮带26由电机驱动元件24进行驱动。皮带26和驱动辊16、18的冠状驱动表面之间可相对移动，以保证驱动辊的协调性。如图1和2所示，标签串1从右至左前进，并且通过导杆装置32导向地进入一对输出辊，即标签驱动辊28和30之间。输出辊28和30通过公共驱动皮带34和电机驱动元件36用皮带与粘贴缓冲器10联系在一起。皮带34和辊28、30及粘贴缓冲器10的冠状表面之间可相对移动，从而可保证辊28和30之间的驱动表面的驱动协调性，使标签平稳地“置于”粘贴缓冲器10上，并且保持标签串驱动辊16、18和标签驱动辊28、30之间的拉紧力。
导杆装置32包括数个安装在至少两个横向支撑杆38和40上的金属丝或杆。导杆装置32的支撑丝与标签串1的粘接面相接触，因此，该支撑丝涂有等离子体不粘涂层，以最大限度地减小粘连的趋势。另外，金属丝是这样安装在支撑杆38和40上的，就是它们从标签串走向的中心线向外倾斜，因此，标签串就不会“移”至或卡在金属丝的边缘上，但是，如果金属丝平行于标签串的走向进行设置，这种情况就会发生。
进给辊16和18的转动的周向速度为给定的表面速度n，而输出辊28和30在皮带在作用下，其表面速度比n大5％左右。可确保的情况是，一旦标签串1处于由切断器14进行切割(或切断)的正确位置上，进给辊16、18和标签驱动辊28、30之间的任何松弛都会消除。
随着被割断的标签的前端离开了单个标签的驱动辊28和30，该前端就到达粘贴缓冲器，即真空辊10上。如图1和2所示，真空辊10顺时针转动，使标签的前端向下变形，并且，该标签承受着真空辊10的真空吸引力。真空辊10的表面速度控制在比标签驱动辊28和30的表面速度大10％左右，因此，标签可平稳地附着在真空辊的表面上。当事先印制在标签串上的感应标记途径光探测器41时，标签串就停止移动，此时，标签串1和将被切断的标签都处于正确的切割位置上。然后，标签串进给元件停止，割断器14开始动作。
然后，割断器14从标签串1上进行切割或割断标签。如图所示，驱动元件42通过曲柄44对割断器14进行驱动。在上述的与此有关的专利申请中，详细说明了切断的过程，这里不再进行进一步的说明。
请继续看图1和图2，通过切断器14的转动切割辊20的转动，导杆装置32可绕支承杆38枢转。支承杆38安装在一对枢转轴承(没示出)内，支承杆40在转动切割辊20的作用下动作，这在上述的与此有关的专利申请中继续了详细的说明。在导杆装置32枢转至如图2所示的位置并且被切断或割断的标签通过之后，在弹簧(没示出)的作用下，导杆装置32被迫返回至如图1所示的位置。因此，导杆装置32的枢转能力为标签串1提供了附加的支撑，尤其是对较宽的标签更是如此。
随着从标签串1上切割下单个的标签，单个标签的驱动辊28、30及真空辊10继续转动至被割断下来的标签完全附着在真空辊10上。接下来，切断器14循环至操作曲柄44的下死点，此时，切割辊20的转动刀与吸硅辊46相接触，该吸硅辊46在上述的与此有关的专利申请中进行了详细的说明，切割刀涂有一薄层硅，这样可以保证刀刃从标签串1的粘接面上带来的任何不稳定的粘接剂都能不断地被吸收。该位置如图5所示。然后，操作曲柄44循环至正常的标签进给位置，以开始如图3所示的下一个进给循环。最后，标签串驱动辊16和18反转，相应地，标签串1也后退，后退的距离大约为0.050英寸，或者足以“拉断”标签串的前端和切割刀22之间的任何不稳定的粘性连接，然后，标签串继续前进。
当转动切割辊20到达最下端时(驱动曲柄44处于上死点，如图4所示)，参照位置信号使单个标签的驱动辊28、30和真空辊10开始转动。如上所述，驱动辊28、30和真空辊10要转动至被切割下来的标签完全附着在真空辊10的表面上。(为了使循环时间最短，在循环的该阶段，驱动辊28、30和真空辊10的速度可以在驱动能力的范围内，增加到实际上的最大的速率。)然后，附着在真空辊10上的标签到达可以在产品上进行粘贴的位置，这是在编程控制器(没示出)的控制下进行的。此时，真空辊10停止转动，等待着产品的到来，标签将粘贴在该产品的相应位置上。在产品的输送系统受到类似驱动的过程中，标签可能到达，也可以还没有到达预定的位置，但为了便于分析起见，假定标签的前端在产品到达了接受位置之前就到达了会合位置。
在该位置上，驱动辊28、30和真空辊10停止至这样的状态，即光探测器(或其它已知的信号元件)47确认出产品及其输送元件的会合位置处于正确的允差之内。当探测出产品的正确位置之后，支撑装置12的驱动缸48动作，真空辊10以预定的表面速度顺时针或逆时针转动，其转动的速度对应于产品的表面速度和方向，标签将粘贴在该产品上。在支撑装置12和驱动缸48的作用下，真空辊10和驱动辊28、30的转动速度下降，以迎接产品的到来(如图2所示)，随着真空辊10和产品之间的协调动作的进行，标签的前端粘贴在产品上，该标签从真空辊10的表面上揭下。这种协调的动作将继续进行，直至标签从真空辊的表面上完全在转换至产品上。此时，驱动缸48回缩，下一个标签进给循环开始了。
为了清楚地进行理解，上面一步一步地依次进行了说明。然而，在实际应用过程中，理想的情况可能是所述的步骤相互重叠，在所有的可能情况下，都可以改善总的循环时间。认识到下列的重要性是非常必要的，即：对于三个驱动电机(或驱动器)中的每一个，其转动速度和方向都应是可以调节的。通过这样做，在探测器和系统微处理机控制器的作用下，可以实现准确的粘贴控制、高的循环速度和最大的粘贴灵活性。
光探测器41和47使得有可能实现逻辑错误探测算法，最好是这样编制程序，就是一旦“白”(标签探测)和/或“黑”(标签不存在)的任何预定组合被微处理机控制算法确认为“不可接受”，一个或几个驱动进给机构就立即停止。使有问题的进给机构停止的目的是，防止标签串的不可恢复的损伤。一旦发现错误，微处理机就向操作者发出一个信号，类似于当代高速复印机、打印机和其它纸张处理机构，该信号在显示器上显示出来。
如果在处理的标签必须达到100％的可靠性，或如果每种产品必须与一种特定的标签相匹配，也可以包括通过顺序码或条形码阅读器进行人工校验。在微处理机控制算法之外进行标签的在线打印不是本发明的特定部分，但在上述的控制系统中附加这种功能是有优点的。例如，如果标签上的条形码和产品上的条形码不一致，需要手工处理或其它的二次处理，使产品从生产线上移下来就成为很简单的任务。
上面结合至今为止被认为是最适用和最值得推荐的实施例对本发明进行了说明，尽管如此，应当理解的是，本发明并不局限于所述的实施例，相反，可以进行各种修改和等同的变化，但这都在所附权利要求的精神和范围之内。