通用封箱机制造技术

本披露的各种实施例提供了一种通用封箱机，该通用封箱机包括气动控制的顶部封头致动组件，该顶部封头致动组件被配置为在上升时(为顶部封头组件下方的箱子留出空间)和在下降到箱子上时(在密封期间接合箱子的顶表面)改变顶部封头组件的速度。封箱机包括压力传感器，该压力传感器监测从气体源进入的气体的压力，该气体通过一个或多个阀被输送到顶部封头致动组件。控制器基于进入气体的压力控制该阀的打开水平和/或打开时间，以确保顶部封头致动组件根据需要进行操作，而不管进入气体的压力是等于、低于还是高于期望压力。与现有技术的通用封箱机相比，这些特征使吞吐量增加，而不要求箱子更坚固或保护性衬垫更多。

【技术实现步骤摘要】
通用封箱机本专利申请要求于2019年7月12日提交的美国临时专利申请号62/873,325的优先权和权益，其全部内容通过援引并入本文。
本披露涉及封箱机，更具体地涉及被配置为密封不同高度的箱子的通用封箱机。
技术介绍
每天，世界各地的公司将数百万件物品装在箱子里(诸如由瓦楞纸形成的盒子)以将它们准备好装运。封箱机通过向已经装有物品的箱子施用压敏胶带和(在某些情况下)保护性衬垫来密封关闭那些箱子，来部分地使这个过程自动化。通用封箱机(封箱机的子集)自动调整到要密封的箱子的高度，以便它们可以密封不同高度的箱子。典型的通用封箱机包括在前端处带有压力开关的顶部封头组件。顶部封头组件在两个气压缸的控制下竖直移动，以适应不同高度的箱子。顶部封头组件包括胶带盒，该胶带盒被配置为在箱子移动经过胶带盒时将胶带施用到盒的顶表面。一种已知的胶带盒包括前辊组件、切割器组件、后辊组件、胶带安装组件和张力辊组件。胶带卷被安装到胶带安装组件上。胶带的自由端被引导穿过张力辊组件的几个辊直到胶带的自由端与前辊组件的前辊相邻，同时其粘性侧面向向外(朝向进入的箱子)。在操作中，操作者将箱子移动为与压力开关接触。作为响应，加压气体从气体源引入到两个气压缸，以将它们各自的活塞下方的容积加压到第一压力，从而开始提升顶部封头组件。一旦顶部封头组件上升到箱子上方，使得箱子停止接触压力开关，操作者就将箱子移动到顶部封头组件下方，并且气压缸中的气体压力降低到更低的第二压力。当在第二压力下加压时，气压缸部分地平衡了顶部封头组件的重量，使得顶部封头组件轻轻地下降到箱子的顶表面上。封箱机的驱动组件相对于胶带盒移动箱子。这种移动引起前辊组件的前辊接触箱子的前表面，并将胶带施用到前表面。箱子相对于胶带盒的持续移动迫使前辊组件抵抗弹簧的力而缩回。这还会引起后辊组件缩回，因为联结了辊臂组件。在驱动组件继续相对于胶带盒移动箱子时，弹簧迫使前辊沿着箱子的顶表面行进，同时将胶带施用到顶表面。弹簧还迫使后辊组件的后辊沿着箱子的顶表面行进(一旦箱子到达顶表面)。在驱动组件继续相对于胶带盒移动箱子时，箱子接触切割器组件并使其抵抗另一弹簧的力而缩回，这引起切割器组件沿着箱子的顶表面行进。一旦驱动组件相对于胶带盒移动箱子，使得箱子的后表面经过切割器组件，弹簧将切割器组件偏置回到其原始位置。具体地，弹簧向下偏置带有齿状刀片的臂，以接触胶带并从卷上切断胶带，从而形成胶带的自由后端。在这一点上，后辊继续沿着箱子的顶表面行进，从而将前辊臂组件和后辊臂组件保持在其缩回位置。一旦驱动组件相对于胶带盒移动箱子，使得箱子的后表面经过后辊，弹簧就会迫使前辊组件和后辊组件返回到其原始位置。在后辊组件这样做时，它接触切断的胶带的后端，并将其施用到箱子的胶表面，以完成密封过程。这种已知的通用封箱机的一个问题是，顶部封头组件的构造和控制限制了通过机器的箱子吞吐量。试图通过使顶部封头组件上升得更快(通过增大第一压力)来增加吞吐量引起顶部封头组件显著地超过箱子的顶表面。这意味着将会失去通过顶部封头组件的更快上升而节省的时间，因为之后顶部封头组件将不得不进一步下降以到达箱子的顶表面，并且因此这样做将花费更长的时间。另一问题是第二压力在封箱机的操作期间不是主动可变的。将第二压力设置得更低会使得顶部封头组件更快地下降到箱子的顶表面上，但可能损坏或压碎箱子。这在箱子填充不足(例如，其中箱子没有装满有产品或保护性衬垫以支撑箱子的顶表面)和/或由弱的瓦楞纸形成的情况下尤其可能。为了抵消这一点，操作者可以使用由更坚固的瓦楞纸形成的箱子或者用更多的保护性衬垫填充箱子，但是这增加了成本和浪费。另一问题是，这种已知的通用封箱机被设计成在来自气体源的进入气体的压力等于期望的进入气体压力(或在期望的进入气体压力范围内)时操作最佳，但是进入气体的压力很少是恒定的。这在某些情况下可能会引起性能未达最佳。例如，对气体源的高需求可能引起进入气体的压力低于所期望的，从而引起顶部封头组件上升太慢(限制吞吐量)和/或下降太快(增加损坏箱子的机会)。相反，对气体源的低需求可能引起进入气体的压力高于所期望的，从而引起顶部封头组件上升过快并显著超过箱子的顶表面(限制吞吐量)和/或下降过慢(也限制吞吐量)。对于被配置为以高吞吐量密封填充不足或弱的箱子而不需要更坚固的箱子或保护性更大的衬垫的封箱机，存在持续的需求。
技术实现思路
本披露的各种实施例提供了一种通用封箱机。封箱机包括气动控制的顶部封头致动组件，该顶部封头致动组件被配置为在上升时(为顶部封头组件下方的箱子留出空间)和在下降到箱子上时(在密封期间接合箱子的顶表面)改变顶部封头组件的速度。这最大化了顶部封头组件的速度，同时限制了超过(上升时)箱子并防止了对箱子的损坏(下降时)。封箱机包括压力传感器，该压力传感器监测从气体源进入的气体的压力，该气体通过一个或多个阀被输送到顶部封头致动组件。封箱机的控制器基于进入气体的压力控制一个或多个阀的打开水平和/或打开时间，以确保顶部封头致动组件根据需要进行操作，而不管进入气体的压力是等于、低于还是高于期望压力。与现有技术的通用封箱机相比，这些特征使吞吐量增加，而不需要更坚固的箱或保护性更大的衬垫。附图说明图1是本披露的封箱机的一个示例实施例的透视图。图2是示出图1的封箱机的某些部件的框图。图3是图1的封箱机的基座组件的透视图。图4A是图1的封箱机的升降架组件的透视图。图4B是图4A的升降架组件的顶部封头致动组件的一部分的透视图。图4C是图4B的顶部封头致动组件的局部透视图。图5是图1的封箱机的顶部封头组件的透视图。图6A至图6H是图1的封箱机的胶带盒(及其部件)的各种视图。图7A至图7D是示出操作图1的封箱机来密封箱子的一个示例方法的流程图。图8A至图8F是图1的封箱机的透视图、以及在封箱机操作以密封箱子时顶部封头致动组件的某些部件的示意图。具体实施方式虽然本文描述的系统、装置和方法可以以各种形式实施，但是附图示出了并且说明书描述了某些示例性且非限制性实施例。可能不是附图中示出的和说明书中描述的所有部件都需要，并且某些实施方式可以包括额外的、不同的或更少的部件。在不脱离权利要求的精神或范围的情况下，可以进行部件布置和类型、部件的形状、大小和材料、以及部件的连接方式方面的变化。除非另有说明，否则说明书中提到的任何方向反映了对应的附图中所示的部件的方向，并且不限制本披露的范围。此外，涉及安装方法的术语(诸如联接、安装、连接等)不旨在限于直接安装方法，而是应该广义地解释为包括间接的和可操作地联接、安装、连接等安装方法。本说明书旨在被视为整体，并根据本披露的原理和如本领域普通技术人员所理解的那样进行解释。本披露的各种实施例提供了一种通用封箱机。封箱机包括气动控制的顶部封头致动组件，该顶部封头致动组件被配置为在上升时(为顶部封头组件下方的箱子留出空间)和在下降到箱子上时(在密封期间接合箱子的顶表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种封箱机，包括：/n基座组件；/n顶部封头组件，该顶部封头组件由该基座组件支撑；/n气压缸，该气压缸可操作地连接到该顶部封头组件，以相对于该基座组件移动该顶部封头组件；/n阀，该阀可流体连接到气体源并与该气压缸处于流体连通，其中，该阀可打开到多个不同打开水平中的任何一个；/n第一传感器，该第一传感器被配置为检测箱子；以及/n控制器，该控制器通信地连接到该第一传感器并可操作地连接到该阀以控制该阀的打开水平，该控制器被配置为响应于从该第一传感器接收到指示该第一传感器已经检测到该箱子的信号而：/n基于从该气体源进入的气体的压力，确定将该阀打开到的上升打开水平；以及/n控制该阀打开到该上升打开水平，以将该气体导引到该气压缸，从而开始提升该顶部封头组件。/n

【技术特征摘要】
20190712 US 62/873,325;20200701 US 16/918,2001.一种封箱机，包括：
基座组件；
顶部封头组件，该顶部封头组件由该基座组件支撑；
气压缸，该气压缸可操作地连接到该顶部封头组件，以相对于该基座组件移动该顶部封头组件；
阀，该阀可流体连接到气体源并与该气压缸处于流体连通，其中，该阀可打开到多个不同打开水平中的任何一个；
第一传感器，该第一传感器被配置为检测箱子；以及
控制器，该控制器通信地连接到该第一传感器并可操作地连接到该阀以控制该阀的打开水平，该控制器被配置为响应于从该第一传感器接收到指示该第一传感器已经检测到该箱子的信号而：
基于从该气体源进入的气体的压力，确定将该阀打开到的上升打开水平；以及
控制该阀打开到该上升打开水平，以将该气体导引到该气压缸，从而开始提升该顶部封头组件。


2.如权利要求1所述的封箱机，其中，该控制器被配置为当从该气体源进入的气体的压力是第一压力时，将这些打开水平中的第一打开水平确定为该上升打开水平，而当从该气体源进入的气体的压力是大于该第一压力的第二压力时，将这些打开水平中的低于该第一打开水平的第二打开水平确定为该上升打开水平。


3.如权利要求2所述的封箱机，其中，当该上升打开水平是这些打开水平中的第二打开水平时，离开该阀并行进到该气压缸的气体的压力低于从该气体源进入的气体的压力。


4.如权利要求3所述的封箱机，其中，当该上升打开水平是这些打开水平中的第一打开水平时，离开该阀的气体的压力等于从该气体源进入的气体的压力。


5.如权利要求4所述的封箱机，其中，该控制器被配置为响应于确定从该气体源进入的气体的压力等于期望的上升压力，将这些打开水平中的第一打开水平确定为该上升打开水平，其中，该控制器被配置为响应于确定从该气体源进入的气体的压力大于该期望的上升压力，将这些打开水平中的第二打开水平确定为该上升打开水平。


6.如权利要求1所述的封箱机，其中，该控制器进一步被配置为响应于该第一传感器不再检测到该箱子而：
启动上升定时器，该上升定时器具有基于从该气体源进入的气体的压力确定的持续时间；
在该上升定时器的持续时间内，控制该阀继续将该气体导引至该气压缸；以及
响应于该上升定时器的到期，控制该阀关闭达到低于该上升打开水平的下降打开水平。


7.如权利要求6所述的封箱机，其中，该下降打开水平为0％，使得该阀关闭，其中，该控制器进一步被配置为响应于该第一传感器不再检测到该箱子，控制该阀以在该上升定时器的持续时间期间从该上升打开水平降低该阀的打开水平。


8.如权利要求6所述的封箱机，其中，该控制器被配置为当从该气体源进入的气体的压力是第一压力时确定该上升定时器的第一持续时间，而当从该气体源进入的气体的压力是高于该第一压力的第二压力时确定比该上升定时器的第一持续时间更短的第二持续时间。


9.如权利要求8所述的封箱机，其中，该控制器被配置为当从该气体源进入的气体的压力是低于该第一压力的第三压力时，确定大于该上升定时器的第一持续时间的第三持续时间。


10.如权利要求1所述的封箱机，进一步包括被配置为检测该箱子的第二传感器和可流体地连接到该气体源并与该气压缸处于流体连通的第二阀，其中，该第二阀可打开到该多个不同打开水平中的任何一个，其中，该控制器可操作地连接到该第二阀以控制该第二阀的打开水平并且进一步被配置为响应于该第二传感器不再检测到该箱子而：
基于从该气体源进入的气体的压力，确定将该第二阀打开到的制动打开水平；以及
控制该第二阀打开至该制动打开水平，以将该气体导引至该气压缸，从而开始减慢该顶部封头组件的上升。

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉·J·蒙塔，布赖斯·J·福克斯，
申请(专利权)人：信诺工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US