包括夹子机和夹子供给装置的系统和操作该夹子机的方法

摘要

本发明涉及一种包括具有至少一个可互换的第一闭合工具的夹子机和夹子供给装置的系统，为了绕管形或袋形包装盒闭合夹子，第一闭合工具可相对于第二闭合工具移动。第一闭合工具和夹子供给装置中的每一个具有各自的标识。夹子机具有适于识别夹子供给装置的标识并输出相应的夹子信息信号的第一传感器装置，和适于识别第一闭合工具的标识并输出相应的闭合工具信息信号的第二传感器装置，以及控制器，其具有连接至第一和第二传感器装置的信号输入端和适于评估夹子信息信号和闭合工具信息信号并输出兼容性信号的评价装置。本发明还涉及操作这种夹子机的方法。

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括夹子机和夹子供给装置的系统和操作这种夹子机的方法。该夹子机具有至少一个可互换的第一闭合工具，其可相对于第二闭合工具移动以环绕管形或袋形包装盒闭合从夹子供给装置馈送的夹子。

背景技术

特定种类的夹子机典型地用于封闭袋形或管形的包装盒，该包装盒填充了流体以使糊状或甚至是(部分)粒状的物品变坚固。在该工序中，首先将填充材料引入包装盒中并且-在管形包装盒的情况下-其后借助于位移元件将其分成几部分(香肠)。出于这一目的，位移元件沿径向压缩包装盒，并在压缩区域中沿轴向相对于管的轴线移动填充材料。从而在压缩区域中形成管形褶叠的端部。在下一个工作循环中，将一个或在双夹子布置情况下的两个密封元件通过借助本说明书开始部分所述可相互移动的闭合工具，以该种方式施加到成相互并列关系形成的管形褶叠的端部。

闭合工具分别包括成对的凹模和凸模，在密封操作过程中在其间环绕包装盒形成夹子，直到达到闭合工具的最小间距(闭合间距)。在密封操作后，闭合工具向后移动至它们的初始或打开位置。

针对这种密封的质量方面提出了很高的要求。一方面它不需要非常坚固以致在密封操作中损坏包装盒。然而另一方面，这种密封必须具有足够完整的密封以致例如在密封香肠的后续处理(烹调，烟熏等)中，它不会滑落包装盒。如果夹子机要被用于大量不同的香肠产品和包装盒，因此要使用其强度及尺寸(边缘长度和材料厚度)上均存在差别的不同夹子。因此一般来说，在大多数情况下，闭合工具中的至少一个也是可互换的，并且为了在密封操作中实现精确确定夹子形变，应使用与所用夹子的各自尺寸适当匹配的闭合工具。

可互换的闭合工具通常为可装配到(精确配合)凹模保持器并被固定于其中的凹模。因此下文中将参照第一闭合工具或冲模以及类似物予以说明。

但是闭合工具的可互换性本质上必然伴有风险，即在夹子变化后，或者忘记使用匹配的闭合工具或错误地选择了不适当的闭合工具。

由于不同的材料厚度，不同的夹子在闭合状态下还涉及不同的夹子高度。因此对于至少一个闭合工具的静止位置有必要作如此的调整，以使其闭合间距适应于相应的夹子高度。这通常在夹子中的每一个变化或可互换的闭合工具中的每一个变化后人工实现。

如果未进行适当的设定，不正确操作的结果一方面可以是设定的闭合间距过大，因此密封无法获得所需程度的强度。另一方面，如果设定的闭合间距过小，夹子绕管形套密封地过紧，可损坏管形套和/或使夹子机和闭合工具的移动部分上发生的磨损程度增加和/或严重破坏该夹子机。

发明内容

本发明的目的在于改进夹子机和操作这种夹子机的方法，以致可降低不适当操作的风险并使绕包装盒闭合夹子的操作成为更可靠的工序。

这一目的通过本发明书开始部分阐述的具有权利要求1和权利要求24的特征部分所述特征的系统和方法实现。这一目的还进一步通过权利要求22阐述的夹子机和权利要求23阐述的夹子供给装置来实现。

如果夹子机具有适于在与夹子相关联的标识的基础上识别馈送的夹子并输出相应的夹子信息信号的第一传感器装置、适于在与其相关联的标识的基础上识别第一闭合工具并输出相应的闭合工具信息信号的第二传感器装置、和控制装置，所述控制装置具有连接至第一和第二传感器装置的信号输出端以及适于评估夹子信息信号和闭合工具信息信号并输出兼容性信号的评估装置，则上述指示的错误操作可基本上被消除。出于这一目的，兼容性信号必须容易到达机器的操作者和/或机器的操作必须能够依赖于兼容性信号执行或禁止。

优选地，夹子供给装置具有夹子线盘绕其上的卷筒主体和带有馈送夹子供给标识的供给标签，在那种情况下，第一传感器装置具有用于供给标签的读取单元。

特别优选地，供给标签具有RFID部分并且第一传感器装置的读取单元具有用于读取这种RFID部分的装置。RFID标签非常小因此实际上可以应用到夹子供给装置的任何地方，且优选地应用到滚筒主体。另一优点在于以免接触的模式读取信息。RFID标签的使用得知于例如后勤产业，并且在此处被用于追踪产品的循环。因此，当根据本发明使用时，RFID标签同时完成两种功能，即一方面识别夹子供给装置，另一方面表征用于运输或存储的产品。

在优选实施例中，在通过夹子供给装置自身馈送的夹子的几何信息项的基础上，给予夹子供给装置的标识。在那种情况下，第一传感器装置具有沿馈送设置的扫描系统，且该系统适于检测几何信息项并输出相应扫描信息项，并且设置了连接至扫描系统的比较装置，该比较装置适于接收扫描信息项，将其与参信息进行比较，并作为夹子信息信号将比较结果输出至评估装置。

扫描几何信息可为例如从夹子供给装置移动通过扫描系统的夹子线的大小，轮廓，材料厚度等等。在盘绕在卷筒上的公知供给绕组或辊子的情况下，包括被冲印以构成波浪形结构的金属线(通常为铝线)，夹子的形式为在其边缘端部上整体互联的夹子。取决于各自的夹子尺寸，夹子线的节距划分(波浪形结构的“波长”)和/或夹子的高度(“振幅”)产生不同的大小。那些区别可借助于根据本发明的扫描系统进行检测，例如CCD照相机，挡光板装置，声音信号变换器或其他长度或距离测量装置。

根据优选实施例，CCD照相机优选地从清楚展示出各种夹子之间显著区别的方向光学检测供给的夹子，并输出图像信息项。比较装置接收图像信息并且将其与参考图像对比并以该方式将夹子尺寸信息项与检测到的图像信息联系起来。

在具有挡光板装置的扫描系统的情况下，优选地进行如此安排，即例如无论何时夹子的边缘移动通过该处时，产生的光束由于夹子线规律性地移动通过该处而被中断，其中所述规律性由材料厚度、节距划分和前进速度决定。这样，比较装置或者可利用作为参考的时钟信息项的帮助确定供给的夹子宽度，或者通过比较装置将中断图案直接与参考图案进行对比。

优选地，第一闭合工具包括具有第一闭合工具标识的工具标签，并且第二传感器装置具有用于工具标签的读取单元。

工具标签还可具有RFID部分，并且第二传感器装置可具有用于读取RFID标签的适当装置。在这种情况下，RFID标签的优势还在于其易于使用，易于通过其小尺寸所提供，并且可双重使用。

作为工具标签的替换物，第一闭合工具(凹模)可根据其几何特性(几何标识)加以识别。在这一优选实施例中，夹子机具有工具接收装置(凹模接收装置)，作为第二传感器装置，该工具接收装置包括用于扫描几何标识并输出相应扫描信息项的装置。这可通过接触开关等等以接触模式体现。在优选的发展中，在第二传感器装置具有连接至扫描装置的比较装置，并且该比较装置适于将扫描信息与参照信息相比较，并以闭合工具信息信号的形式将比较结果输出至评估装置的情况下，扫描操作还可以免接触模式进行。在第一传感器装置的情况下，实际特定的结构可以CCD照相机、挡光板装置、声音信号转换器或其他长度或距离测量装置的形式加以体现。

在优选实施例中，夹子机具有连接至控制器的显示装置，并且在第一闭合工具和夹子供给装置不兼容的情况下，该显示装置适于在由控制器输出的兼容性信号的基础上输出光学和/或声音信号。这允许夹子机的操作者在夹子机装配新的夹子供给装置后或改变闭合工具后，考虑是否他在操作中犯了错误并在夹子机被设定运行前消除该错误。

在一种有利的改进中，夹子机的控制器适于基于兼容性信号输出控制信号，如果第一闭合工具与夹子供给装置不兼容，则所述控制信号防止处理所供应的夹子，并且如果第一闭合工具与供给夹子的供给装置兼容，则所述控制信号使得供应的夹子处理能够进行。这一高标准的安全装置不仅仅在包括错误操作的情形时为操作者提供指示，而且还另外预防性地在闭合工具和夹子之间不存在兼容性的情况下防止机器被设定至运行状态。

在夹子机具有用于设定闭合工具的静止位置并因此设定闭合工具的闭合间距的情况下，控制器优选地还适于根据夹子信息信号和/或闭合工具信息信号确定参考静止位置并发出参考静止位置的信号。发出信号包括输出指示进一步使用的相应情况以及指示声音或光学显示的信号。当使用中的关于自动检测的夹子尺寸和/或闭合工具尺寸的信息可被用于指示操作者-例如在改变闭合工具后-如何调整静止位置时，在任何情况下均允许简化夹子机的操作。例如象形图(箭头等等)，数值，颜色或声音可用于发送闭合工具静止位置待被调整方向的信号，直到达到参考信息为止。

根据优选的发展，设定装置进一步具有调整驱动器和连接至控制器的位置确定装置，并且所述位置确定装置适于确定闭合工具的实际静止位置，其中控制器进一步适于根据参考静止位置和实际静止位置将控制信号输出至调节驱动器。这代表了高程度的自动化，在这方面操作者不再需要为了将闭合工具移至参考静止位置而在装配闭合工具后手动干预。这进一步降低了错误操作工序的风险。

在另一优选实施例中，控制器具有读取产品信息的接口并且适于验证一方面为夹子信息信号和/或闭合工具信息信号以及另一方面为读取的产品信息之间的一致性，并在验证结果的基础上输出真实性信号。这样，可能为操作者提供指示，对于他所选择的和他例如通过连接至控制器的键盘输入的产品而言，是否应用了适当的夹子和/或是否匹配了适当的闭合工具。这再次提高了加工可靠性的程度。

根据本发明的操作这种夹子机的方法包括识别馈送的夹子的标识，输出相应的夹子信息信号，识别至少一个可互换的第一闭合工具的标识，输出相应的闭合工具信息信号，评估夹子信息信号和闭合工具信息信号并输出兼容性信号的步骤。

附图说明

根据本发明的夹子机的进一步特征和优点以及根据本发明的方法将在所附权利要求中阐述。在下文的各种实施例的说明中将参照附图通过实例对它们加以描述，附图为：

图1是根据本发明的具有夹子机和夹子供给的系统的第一实施例的简图，

图2示出了根据本发明的系统的第二实施例的简图，和

图3示出了根据本发明的操作该夹子机的方法的流程图。

具体实施方式

根据本发明的系统100示于图1中，该图被缩略至仅包括本发明必需的基本元件。在其外壳的内部中，根据本发明的夹子机110具有两个可相对于彼此移动的夹子工具112和114。它们向共同的中心116移动，该中心典型地通过待闭合的填充包装盒的管形结构的轴来确定。通过围绕夹子机110的位移元件(未示出)的收缩预先形成的褶叠端部而闭合的密封元件(夹子)以实际上为波纹状结构的‘环状’夹子线118的形式馈送至第一闭合工具112。因此，出于馈送夹子线的目的，第一闭合工具112被固定至杠杆臂122(下闭合杠杆)，该杠杆臂122绕旋转轴120安装并具有始于旋转轴120附近的导向器124。该导向器124在第一闭合工具112中打开，其中工具112在示例的情况下是可互换的凹模。

相应的第二闭合工具112是凸模。当闭合工具相当于彼此移动时，它们实现两种功能：首先，最前面的夹子从随后的夹子线118上被切断，而后它绕褶叠的端部成型直到褶叠的端部被固定地闭合。

夹子馈送系统130被设置在机器外壳中。它包括设置于轴132上的安装装置134，用于根据本发明供给卷筒136上的夹子，其中该卷筒携带了在夹子机100中处理的夹子线的供给绕组或辊子138。在从卷筒136至下闭合杠杆122上的导向器124的途中，夹子线进一步被第二导向器147引导，并且因此基本上在自连接元件140至闭合工具114的整个距离上所限定的路径上被引导。

根据本发明的系统的实施例，如图1所示，还具有夹子供给标识，其形式为安装在卷筒主体136上的供给标签140。供给标签140一方面包括具有非接触式机读光学条码(或2D码)的部分，另一方面还包括存储电磁可读RF(无线电频率)信息的非接触式的机读应答器区域(RFID部分)。关于设置在卷筒上的夹子的信息部分可编码在各个部分中。此外，可印刷的区域还可被设置在人读信息的标签上，以便在自动可读标签部分发生损坏或在读取单元发生故障的情况下，人工输入夹子的尺寸信息。

标签可相应地借助于各种传感器装置读取。为了在夹子卷筒的附近读取，夹子机具有第一传感器装置，其形式为适用于读取条码或2D码和/或标签140的RFID部分的读取单元142(出于示意的目的，图1被大大简化，并且无需反映读取单元和供给标签的实际布置和定向)。出于这一目的，光学读取单元包括公知方式的光源(激光)，光学透镜系统和用于接收反射光的探测器。用于读取标签140上的RFID部分的装置具有公知方式的发送和接收天线及电子系统，通过它们可触发标签的应答器。

为了读取设置在由卷筒的相应角度位置所决定的不同位置上的供给标签140，有必要首先将卷筒旋转至读取位置和/或将其移动通过通常静止的读取单元142。在插入新的夹子供给装置后，这可借助于控制程序自动进行。

以该方式由读取单元142读取出来的识别信号以夹子信息信号的形式经由第一信号线144馈送至控制器145，且更为精确地馈送至评估装置146。

凹模112形式的可互换闭合工具还具有工具标签148形式的标识。用于光学读取工具标签的形式为读取单元150的第二传感器装置被置于下闭合杠杆122或第一闭合工具112的初始或打开位置的区域中，如图1所示(在这一点上，同样出于示意目的，在图1中予以极大地简化，且无需反映读取单元和供给标签的实际布置和定位)。与夹子供给装置136相反，闭合工具112总是相对于读取单元150处于确定的位置上，更明确地在闭合工具改变的情况下，典型地处于图示的启动位置，这意味着读取闭合工具标签148的操作被简化。

工具标签还可包括例如条码或2D码部分和/或RFID部分和/或人读部分。相应的考虑还应用到读取单元150。

以该种方式通过读取单元150从闭合工具112的标识获得的夹子信息信号经由第二信号线152馈送至评价装置146。该评价装置146例如在表格比较的基础上，评价夹子信息信号和闭合工具信息信号。如果比较表明所用的夹子和所用的闭合工具112是兼容的，则控制器145内的评价装置146输出兼容信号以进一步使用。

夹子机控制器145被连接至终端154形式的显示装置。如果第一闭合工具112和夹子供给装置不兼容，该终端在控制器145传达的兼容性信号的基础上借助于显示屏幕156输出光学指示信号。它还包括同时或作为备选产生声音指示信号的扬声器(未示出)。

终端154还具有输入键盘158，经过该键盘-例如在菜单的控制下-可输入与待生产的香肠产品等等相关的产品信息项目，该信息经由接口传送至控制器145。因此，控制器145或其中包括的计算单元验证夹子信息信号或闭合工具信息信号和产品信息之间的相符条件。如果获得相符的条件，控制器145输出真实性信号。这可依次被输入至利用确认信息或利用接下来输入的菜单点的呼叫对其加以确认的显示器。此外，它可用作夹子信息和闭合工具信息之间进行上述比较的初始信号，或者如果该比较已经被初始化，它可用作夹紧操作的初始信号。

该终端154和/或该控制器145可进一步具有外部接口，用于驱动连接在夹子机110上游的装填装置，或连接在夹子机110下游的产品移除装置。

图2示出了根据本发明的系统200的另一实施例，除本发明必需的一些特征之外，其具有与图1中的夹子机相同的夹子机210。

作为对于图1中实施例的改变，在图2中，传感器单元具有沿夹子线218馈送路径的扫描系统，其形式为挡光板装置242(图2还以高度示意的方式出于示意的目的示出了读取单元和供给标签，并无需反映它的实际布置和定位)。夹子线218通过挡光板装置242，这样一来，例如当夹子的边缘通过挡光板装置时触发周期性的开/关信号。开/关信号经由信号线252馈送至与传感器单元相联系的比较装置247。利用公知的或监测到的夹子前进速度，可借助于额外的时间或时钟信息从开/关信号确定夹子线的节距划分，并因此获得关于从夹子供给装置馈送的夹子218的几何信息。出于这一目的，比较装置247还具有用于时钟信号的输入端和用于前进速度信号的输入端(这两个输入端都未示出)。通过将以这种方式确定的夹子的节距划分与参考值进行比较，比较装置247确定夹子信息，并以夹子信息信号的形式传递至评价装置246，该装置-以如上文中所述相同的方式-通过输入夹子信息信号和闭合工具信息信号，确定所供给的夹子218与所用第一闭合工具212的兼容性。

现在参照图3说明根据本发明的操作夹子机的方法的实施例。

夹子机的初始化始于每一个产品的启动S300。这种初始化不仅包括下文所述步骤，还包括例如可确定和有可能调整闭合工具静止位置的设定方法。在步骤S302中，对预期产品的选择进行询问。这可例如在菜单的控制下，经由上述终端154或经由外部总线而发生，经过这一步，夹子机110、112或其控制器145、245被例如连接至外部控制/计算单元或机器。当产品选择经由终端154询问时，操作者可通过键盘254或触摸屏输入其选择并加以确认。

在步骤S304中，配合到夹子机中的夹子供给装置被识别出，作为下一项信息。当完成这些后，然后在步骤S306中执行真实性核查，在该步骤中做出核查以确定所识别的夹子供给装置是否适合于所询问的产品选择。如果不适应，则兼容性信号在步骤S308中显示在例如终端154上。同时，在步骤S310中，触发询问，该询问为机器的操作者呈现出做出新的产品选择或匹配新的夹子供给装置的选择。如果他决定选用新的夹子供给装置，则在操作者确认夹子供给装置改变或否认新产品选择后，环路回到步骤S304并且重新识别夹子供给装置。如果相反，原始的产品选择是错误的，并且如果操作者因此确定做出新的产品选择，则产品选择询问S302再次按照相应的确认进行。

如果最终在步骤S306中的真实性核查示出了所识别的夹子供给装置适应于所做出的产品选择，则此后在下一步骤S312中通过上述第二传感器装置识别匹配的闭合工具。结果，即闭合工具信息信号，传递至在步骤S314中执行兼容性核查的控制器，这就是说，例如通过表格比较，它核查所识别的闭合工具是否适应于所识别的夹子供给装置。如果不适应，而后结果在步骤S316中被再次显示。这样可在步骤S316之后跟随以闭合工具改变操作，并且在步骤S319中的闭合工具改变操作后，可再次通过终端进行询问操作，响应于此，操作者可确认所执行的闭合工具改变操作。基于止，该闭合工具在步骤S312中被重新确认。

此外，在步骤S320中协议不兼容的情况。以这种方式协议的情况可以例如通过服务(service)读取，并且因此可能得出关于可能的错误操作过程或其他错误源的结论。

在另一步骤S322中，针对不兼容性，通过来自控制单元的相应闭锁信号防止夹紧操作，即供给夹子的处理，直到在步骤S318中实现闭合工具的改变且在步骤S319中被确认，产生新的闭合工具识别操作S312，并且在S314中确认已显示现在给出了兼容性。

另一询问步骤可在步骤S314中建立兼容性和在S324中夹紧操作的最终启动之间进行。例如，一个或两个闭合工具112、114和212、214的各自实际静止位置并且因此闭合间距可通过出于这一目的提供的位置确定装置来确定。然后，实际静止位置例如或者直接与夹子信息信号和/或闭合工具信息信号比较或者与从一个或两个信号所确定的参考静止位置比较。在夹子供给装置的识别和/或闭合工具的识别后，可再一次在夹子机控制器中产生参考静止位置并输入到中间存储中。

此后，为了将信号发送至操作者，作为设定辅助，两个实际静止位置还有参考静止位置被显示在例如终端154上，在这个方向上，操作者不得不通过设定装置移动闭合工具的静止位置，以到达参考静止位置。如果夹子机的设定装置具有调节驱动器以致静止位置可被自动调节，则实际静止位置与参考静止位置的比较结果可用作调节驱动器的控制信号。

在步骤S324中启动夹紧操作前，还可设想另一安装步骤。

除了上述用于识别夹子供给装置和闭合工具的标识的第一和第二传感器装置外，还可能设想以相同方式作用的另一读取单元或扫描系统，确定以另一方式但是利用其他物理装置编码的信息或几何信息。例如，为了同时识别夹子供给装置和闭合工具的标识，可能使用CCD照相机、扫描仪、间隔传感器、挡光板装置，或可产生声音信号并检测对几何结构等等有显著回声信号的声音信号转换器。

在图示的实施例中，可互换的闭合工具为凹模。但是本发明不限定至所述系统或所述夹子机的实施例。尽管如此，同时根据本发明或代替凹模，第二闭合工具，即凸模，(也)可设计为可互换的，以使得其(也)可适用于待成形的夹子尺寸。如果它具有标识并且如果存在与其相联系的传感器装置，其中该传感器装置以相同的方式适于识别所述标识并适于将闭合工具信号输出至夹子机的控制器，该控制器以适当的方式评估所述信号并且(还)依赖于第三闭合工具信息信号输出兼容性信号，那么可相应地执行根据本发明的所用凸模的传感器检测。

夹子供给装置并非必需形成为上述类型的带有绕组的卷筒。可以了解到，本发明还可使用任何类型的夹子供给装置的馈送机构。

无论其特性如何，由于夹子供给装置通常在任何情况下都携带物品标识，如果标签的附件可确保机器可读性，则这样已经允许夹子供给装置的充分识别还可用于根据本发明的夹子机中。

根据本发明的操作夹子机的方法在次序方面或方法步骤的数量和特性方面不限于图3阐述的实施例。